电刷镀设备装置的设计与改造

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    电刷镀技术，经过十几年的研究开发与推广应用，已成为设备维修、模具表面修复强化处理的重要手段之一。根据生产实际需要，我们在开展各种零部件和模具表面刷镀修复处理工艺研究试验的同时，从减轻操作劳动强度、提高刷镀质量、且尽量采用机械操作等方面考虑，对刷镀装置的机械设备进行了改造和研制。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    1．设备装置的改造与研制

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    作为应用刷镀技术的人员和单位来说，刷镀质量的好坏与操作条件的好坏有着一定的关系。所以为了方便操作、改善条件，我们本着因地制宜的原则，利用一台报废的CB3463转塔车床，并对其加以改造。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    改造的关键是刷镀转台与阳极夹持工装的研制与选用。它包括：拆除前刀架和转塔刀架．配上尾架，尾架的前后移动采用丝杠驱动；床头箱主轴采用变频控制，可方便地实现无极调速；制作一镀液循环过滤供液装置；为改善操作环境，在机床导轨上设置罩壳防护，以免被镀液腐蚀、污染；在刷镀设备装置上方安装了轴流抽风机进行抽风(如图1所示)。

图1 设计改造的刷镀装置

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">     为减轻操作劳动强度，保证镀层质量，后刀架拆除上半部分，装上自行设计的阳极夹持装置(如图2所示)。

图2 阳极夹持装置示意图
1.阳极 2.弹簧 3.导轨 4.环
5.胶木板 6.尼龙套 7.胶木板 8.电线

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">     图中导轨3是两根，这样可以防止阳极偏转，胶木板5、7及尼龙套6构成绝缘，弹簧2使阳极在刷镀过程中保持一定的压力；同时，阳极在上下、前后方向都可调整，左右的移动由液压系统驱动，换向时可进行延时设置。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    为保证镀液供给充分和镀件表面润湿良好，我们设计制作了镀液循环过滤供液装置(如图3所示)。

图3 镀液循环过滤装置示意图

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    镀液存放在收液箱中，由输液泵输送至冷却管再淋到工件上。冷却管上带有阀门，可调节流量，并由磁力表架改制的支架固定。接液盘收集镀液流回到收液箱中，收液箱中装有过滤器，对镀液进行过滤。为便于操作，我们还设计接线将阳极移动、供停溶液、工件正反转等所有动作都集中由机床面板按钮来控制。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    对于孔状空心件的刷镀装置，我们根据零件内孔尺寸的大小专门设计，通过多次试验，证明阳极采用中心固定方式较好。对于溶液的供给方式，不通孔件采用浇注供液溢流方式，通孔件则采用底部供液、上部溢出的方式。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    不同形状的工件需要采用特殊装置，把不需镀的部分保护(屏蔽)起来，同时使镀液在阴阳极间高速流动，并施以高的电流密度，被镀零件表面才能以很高的沉积速度在有效的表面上获得所需的镀层厚度。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    2．应用举例

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    我公司有关专业厂每年都有一些设备零部件和模具因生产磨损后，造成尺寸超差而报废，尤其是机床设备里的轴类零件(约占40％～50％)。虽然有的轴可以通过磨光、配轴瓦进行修复使用，但磨到一定极限尺寸后也不能再用了。若能对其报废尺寸加以修复再利用，其经济效益无疑是相当可观的。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    如传动轴有限公司动转车间一台M1332外圆磨床，磨头为静压支承，主轴磨损后压力无法建立，不能使用而需要更换，但生产厂家只卖成套磨头，开价4万元。而若专门制作，则需经过下料→粗车→精车→中频淬火→粗磨→精磨等工序，共需材料、人工费1.5万元，且历时5天左右。

图4 主轴尺寸示意图

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">     最后我们采用刷镀方法修复，主轴如图4所示：A、B两处需平均镀厚0.2 mm。刷镀时，电净、活化等前处理工序都采用石墨阳极，此时，阳极夹持装置上的环4是松开的，使镍阳极退后；当前处理工序完成后，打开输液泵，使溶液浇到工件待镀表面上，同时将夹持装置上预先浸湿的镍阳极前移进行无电擦拭，固定环4，再通电刷镀，并设置行程使阳极左右移动；刷镀至0.12mm左右时镀一夹心层，并在刷镀过程中经常用金相砂纸或油石打磨镀层表面，以免粗糙。为保证镀层尺寸均匀，我们还采取了两个措施：根据需要设置阳极换向停留时间；在A处直角端易出现小尺寸的部位同时增加一个小阳极进行补充刷镀。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    镀后的主轴经磨削加工(轴承孔镗削)后安装使用，效果良好。整个刷镀过程(包括准备工作)历时一天，刷镀成本约为300元，不仅及时修复主轴，恢复了生产应用，还为厂里节约了1万多元的主轴加工费用。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    又如我公司生产的各种汽车专用双金属衬套系列产品，从钢板下料到成品入库，生产工序多达30多道。其主要工艺工序流程如下：

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    钢板下料→清洗轧制→校平→镀铜→铺粉烧结→轧制→校平→二次烧结→精轧→校平→下毛坯→压坑、槽→退火→落料→预弯→压半圆→合圆→整形→粗磨外圆→平端倒角、车外圆油槽→精磨外圆→镀锡→镗孔→检查包装→入库。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    在生产特定的整形工序中，整形模具是对生产过程后期合圆后的衬套零件达到所需特定的尺寸而进行的复压整形，该模具内孔尺寸要求精度高，整形过程中表面极易拉伤、磨损，造成尺寸超差后，将直接影响衬套产品的精度质量，造成生产成本浪费。

图5 整形模具

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">     由于电流密度高，电流分布不均，阳极设计和配置难度大，因模具尺寸情况各异而有所不同。如图5所示孔状双金属衬套：3502N-039整形模具长120mm，内径技术要求尺寸为Ф(50±O.01)mm，而报废的内径尺寸为50.22～50.25mm，修复内表面积约1.9dm²，需要镀层在单边0.120mm以上。我们设计制作了相关对应的专用夹具来固定阳极，并设计底部供液方式和溢流回收装置，用磁力循环输液泵供送溶液，并使其在工件的孔洞中流动，用溢流方式保证零件表面接触部位的溶液充足。采用流镀液对双金属衬套整形模具的内孔进行了尺寸修复试验，效果也很好。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    3．结语

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"> 

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">    试验证明，通过改造废旧机床设备，以及阳极央持装置和镀液循环过滤供液装置的设计制作，大大减轻了刷镀操作劳动强度，并保证了镀层质量，改善了刷镀操作条件。应用刷镀技术修复磨损、报废的设备零部件和模具，取得了良好的效果。