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滾筒開(kāi)孔對(duì)滾鍍電流密度的影響有多大
滾筒開(kāi)孔是滾鍍“生命進(jìn)程”的重要通道,是滾鍍的“咽喉”,直接影響滾鍍使用電流的大小,從而影響鍍層沉積速度、光亮度及零件低電流區(qū)鍍覆能力等。比如,生產(chǎn)中經(jīng)常可以發(fā)現(xiàn),使用尺寸相同但開(kāi)孔不同的滾筒,裝載相同數(shù)量的同一種零件,其可使用電流上限可能差別很大,則施鍍時(shí)間及鍍層質(zhì)量等可能差別很大。因?yàn)闈L筒開(kāi)孔不同,當(dāng)零件運(yùn)行至緊貼滾筒內(nèi)壁表層零件位置時(shí),其孔眼處的瞬時(shí)電流密度是不同的,則會(huì)左右允許使用的平均電流密度上限的大小。減小孔眼處瞬時(shí)電流密度是解決或改善問(wèn)題的關(guān)鍵所在。滾筒開(kāi)孔對(duì)孔眼處瞬時(shí)電流密度有著直接的影響,其主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。
1. 滾筒開(kāi)孔率的影響
滾筒開(kāi)孔率指滾筒壁板上孔眼的面積占整個(gè)壁板面積的百分比。滾鍍過(guò)程中,當(dāng)溶液內(nèi)部的主金屬離子運(yùn)行至滾筒孔眼位置時(shí),會(huì)因受到狹小孔道的阻礙而聚集,電流密度因而增大,此時(shí)的電流密度稱之為瞬時(shí)電流密度。瞬時(shí)電流密度往往較大,其可能是平均電流密度的幾倍甚至十幾倍,因而制約施加的平均電流密度難以提高,則鍍層沉積速度難以加快。
滾筒開(kāi)孔率的高低直接關(guān)系著孔眼處瞬時(shí)電流密度的大小。滾筒開(kāi)孔率高的話,當(dāng)主金屬離子運(yùn)行至孔眼處時(shí)不容易聚集,則瞬時(shí)電流密度不容易增大,因而可以使用盡量大的平均電流密度,鍍層沉積速度加快。反之,孔眼處主金屬離子聚集,瞬時(shí)電流密度較大,鍍層易燒焦產(chǎn)生“滾筒眼子印”,則難以使用大的電流密度,鍍層沉積速度不能加快。
所以,生產(chǎn)中在不產(chǎn)生其他問(wèn)題(比如零件漏出、壁板強(qiáng)度下降等)的前提下,總會(huì)盡量使用開(kāi)孔率高一些的滾筒。一般,方孔滾筒(含條形孔滾筒)的開(kāi)孔率會(huì)高于圓孔滾筒,而網(wǎng)孔滾筒的開(kāi)孔率又會(huì)高于方孔滾筒。
2. 滾筒壁板厚薄的影響
除滾筒開(kāi)孔率外,滾筒壁板的厚薄對(duì)孔眼處瞬時(shí)電流密度的影響也很大。因?yàn)榧词節(jié)L筒開(kāi)孔率很高,其壁板很厚的話,同樣會(huì)使主金屬離子受到較大的阻礙而聚集,則同樣造成孔眼處瞬時(shí)電流密度較大。所以,在不產(chǎn)生其他問(wèn)題(比如壁板強(qiáng)度受到影響)的前提下,總會(huì)使用壁板盡量薄一些的滾筒,以利于孔眼處瞬時(shí)電流密度的減小。
比如,方孔滾筒的壁板雖然總厚度很厚,但實(shí)際孔眼處并不厚,因而對(duì)主金屬離子的阻礙作用小于圓孔滾筒,這是在裝載相同零件的時(shí)候方孔滾筒比圓孔滾筒使用電流大的原因之一;網(wǎng)孔滾筒的壁板更薄,實(shí)際為薄薄的一層網(wǎng)子,因而可以使用更大的電流密度,鍍層沉積速度顯著較快。
3. 滾筒開(kāi)孔方式的影響
當(dāng)零件運(yùn)行至緊貼滾筒內(nèi)壁表層零件位置時(shí),將零件上某點(diǎn)通過(guò)孔眼部位的時(shí)間設(shè)為T(mén)on,通過(guò)非孔眼部位的時(shí)間設(shè)為T(mén)off, Ton Toff為其運(yùn)行的一個(gè)工作周期。在一個(gè)工作周期內(nèi),零件上某點(diǎn)通過(guò)孔眼部位的時(shí)間Ton占整個(gè)工作周期(Ton Toff)的比例為該點(diǎn)的工作比,可表達(dá)為γ%=Ton/(Ton Toff)×100%。 滾筒開(kāi)孔方式不同,比如,是圓孔還是方孔或網(wǎng)孔,圓孔是三角形排列還是正方形排列,三角形排列是正三角形排列還是等腰三角形排列,其零件上某點(diǎn)運(yùn)行的工作比γ%是不同的。γ%與孔眼處的瞬時(shí)電流密度是成反比的,γ%越大,瞬時(shí)電流密度就越小,則零件越不易燒焦產(chǎn)生“滾筒眼子印”,電流開(kāi)得大,鍍層沉積速度快。反之亦反。
一般,方孔滾筒、網(wǎng)孔滾筒的γ%都會(huì)大于50%,而圓孔滾筒的γ%都會(huì)小于50%。所以,方孔滾筒、網(wǎng)孔滾筒總會(huì)使用比圓孔滾筒更大的電流密度,因而鍍層沉積速度快,鍍層質(zhì)量好。
所以,為盡量使用大的電流密度,加快鍍層沉積速度及提高鍍層質(zhì)量,生產(chǎn)中在不產(chǎn)生其他影響的前提下,應(yīng)盡量選擇透水性(體現(xiàn)為滾筒開(kāi)孔率和壁板厚薄)好、工作比γ%大的滾筒。