釹鐵硼零件滾鍍（七）

點擊數：40982018-06-01 17:37:43　來源: 邯鄲市大舜電鍍設備有限公司|脈沖電鍍電源系列|滾鍍機系列|振鍍機系列|直流電鍍電源系列

七、電鍍設備

釹鐵硼電鍍設備與普通電鍍設備無本質區別，但因釹鐵硼特殊的表面物理化學性質，釹鐵硼電鍍設備又有其自身的特殊性。

1．滾筒

滾筒是滾鍍設備的核心部件，其實不僅僅釹鐵硼，其他零件也一樣，選用的滾筒是否合理對產品質量的影響至關重要。只是釹鐵硼滾筒比普通零件滾筒的講究更多一些，主要表現在滾筒尺寸(或大小)、滾筒轉速及滾筒透水性等幾方面。

(1)滾筒尺寸(或大小) 

滾筒尺寸(或大小)的選擇主要受釹鐵硼材質兩種特性的影響：①釹鐵硼零件極易氧化，因此施鍍開始后應盡快上鍍，以阻止其表面氧化進程，提高鍍層結合力，從滾筒的角度講，零件的混合周期越短，上鍍速度就越快，所以釹鐵硼滾筒應為零件提供盡可能短的混合周期；②釹鐵硼材質脆性大，因此零件在滾筒內的翻動不能太強烈，否則表面容易受到不同程度的損傷。

由此不難看出，符合以上兩點要求的其實是一種小滾筒。小滾筒可為零件提供短的混合周期，上鍍速度快，則鍍層結合力好。同時，小滾筒對零件的翻動強度小，則零件受損輕。實踐證明，釹鐵硼電鍍采用小滾筒，可獲得結合力及表面質量好的鍍層，而采用大滾筒則相反。

但小滾筒產能低，生產效率低，所以釹鐵硼滾筒尺寸(或大小)選擇的關鍵，是在鍍層品質與滾筒產能之間找到一種平衡，該平衡應同時滿足釹鐵硼電鍍“質”和“量”的雙重要求。從多年的生產實踐看，釹鐵硼滾筒的載重量以3～5kg(指標準零件重量，釹鐵硼加鋼球陪鍍后可能超過此數)為宜。過大，鍍層結合力差、零件容易磕角或磕邊、品質差；過小，滾筒產能低。

選用小滾筒固然可以滿足釹鐵硼電鍍高品質的要求，但3～5kg的滾筒若用于規?；a，則恐怕問題很大。比如，某釹鐵硼廠每天滾鍍鋅量在1t左右，用3～5kg的滾筒去滿足1t/天的生產量(每滾筒的施鍍時間約1.5～2h)，則只有增加滾筒數量，一般需要五六十只甚至更多。區區1t滾鍍鋅活兒，卻需要這么大數量的小滾筒，無疑沒能較好地發揮滾鍍勞動生產效率高的優勢。而普通鋼件同樣滾鍍1t活兒（普通鋼件可以采用大滾筒），可能需要兩三個滾筒就夠。所以，釹鐵硼電鍍是靠滾筒尺寸小且數量多來滿足其“質”和“量”的雙重要求的，釹鐵硼滾筒的“小”而“多”，構成了釹鐵硼電鍍的一大特色。

(2) 滾筒轉速 

釹鐵硼滾筒選擇合適轉速的難點在于，既希望轉速快以縮短零件的混合周期，又希望轉速慢以減輕零件表面的受損程度。這是一個兩難的、矛盾的選擇。使用直徑小一些的滾筒可使該難題得到一定的解決。因為滾筒直徑小，零件運行的線速度小，則在提高滾筒轉速的同時，零件線速度未必比滾筒直徑大、轉速慢時加快，線速度不加快則零件受損不加重，因此可以達到滾筒轉速高而零件受損輕的目的。

但滾筒直徑小，載重量必然受到影響，設備產能低。這時可適當增加滾筒的長度，以盡可能增加滾筒載重量。這樣，適合釹鐵硼電鍍的實際是一種細長型小滾筒。

(3) 滾筒透水性 

釹鐵硼滾筒對透水性有更高的要求。因為釹鐵硼比普通鋼件容易氧化得多，透水性好可以使用大的電流密度，以加快上鍍速度，提高鍍層結合力。并且透水性好對深孔或復雜零件，還可提高孔內或深凹部位的鍍覆能力。但要求滾筒透水性好，還應保證可靠性高。因為釹鐵硼電鍍量大，每筒施鍍時間長，則滾筒使用時的疲勞強度大，若可靠性不佳，難以經受住釹鐵硼電鍍的高強度使用。

所以，釹鐵硼滾筒既要透水性好，又要皮實、耐用、可靠性高，應做到透水性與可靠性的和諧統一。一般，應根據零件尺寸（或大?。﹣磉x擇滾筒的開孔方式。滾鍍普通零件可選擇開孔率30%左右的注塑方孔滾筒，比如2×2.5mm方孔，可滿足透水性與可靠性的雙重要求。普通零件若選擇圓孔滾筒，孔的密度應盡量大一些，比如孔徑￠2mm或￠2.5mm、開孔率22%～26%的圓孔滾筒。滾鍍小點兒的零件可選擇開孔率17%左右的長條孔滾筒，比如0.7×5.5mm長條孔，而不宜選擇小孔徑的圓孔滾筒，因為滾鍍同樣的零件，小孔徑圓孔滾筒可能比長條孔滾筒開孔率低3～5倍，開孔率低電流不易開大，則可能影響鍍層結合力。滾鍍更小的零件可選擇開孔率40%～50%的網孔滾筒，網孔滾筒透水性極好，可開大電流以降低對鍍層結合力的影響，及顯著降低鍍層邊角效應（即鍍層均勻性好）。此時不宜選擇開孔率較低的長條孔滾筒，尤其不宜選擇為迎合零件尺寸而開孔率極低的小孔徑圓孔滾筒。

一種方孔滾筒

2．自驅動滾鍍機 

早期的時候，釹鐵硼電鍍多采用自帶電機的自驅動滾鍍機，量小時三、五臺，量大時可能三、五十臺。一般，不按工藝流程排成流水線全部采用滾筒生產，而是電鍍工序上滾筒，其他工序在滾筒外操作。滾筒運送方式采用手工。這種形式操作時受生產線流程的影響小、靈活性強，只要選擇合適規格的滾筒，一般均能獲得比較理想的鍍層質量。之所以采用這種形式，是因為釹鐵硼電鍍起步較晚，大概在上世紀八十年代末、九十年代初的樣子，而當時并沒有專門為釹鐵硼電鍍量身定做的滾鍍設備，就只能什么現成用什么了。

自驅動滾鍍機

但自驅動滾鍍機的電機與滾筒連在一起，滾鍍機自重較重，裝零件后更重，且滾筒非行車運送而是手工運送。因此規?；婂兩a時工人勞動強度大，并同時造成生產效率低、產量難以保證等問題?？梢哉f，這是一種高質但不高產的生產形式。另外，電機在滾筒上方，生產時受腐蝕的機會多，電機損壞率高，穩定生產容易受到影響。所以，隨著釹鐵硼生產規模的不斷擴大，這種形式越來越不適應釹鐵硼電鍍的生產，以至于目前頂多用于實驗室做試驗，或極個別的小批量生產。

早期的自驅動滾鍍機一般采用220V交流電機，除滾鍍機自重較重外，操作時需要頻繁地插拔電源，繁瑣且不安全。后來出現了自帶低壓直流電機的形式。這種形式只需將低壓直流電信號輸至鍍槽邊，滾鍍機落至鍍槽后接受信號即可轉動，操作簡單且低壓電安全系數高。但若滾鍍機數量較多，不配備運送行車的話，工人勞動強度一樣很大，且因直流電機成本高，滾鍍機數量越多就越不經濟。

3. 多頭滾鍍機 

釹鐵硼多頭滾鍍機，顧名思義，是一只鍍槽配多只滾筒，多只滾筒共用一套電機驅動裝置，并通過鏈條或總傳動軸帶動各個工位的滾筒轉動。一般，以一個鍍槽配四只滾筒的形式較多，俗稱四頭機。也可根據產量調整為兩頭機或五頭機等。

四頭機

這種形式源自韓國，一般認為由自驅動滾鍍機演變而來，國內最早出現于1999年末至2000年初。優點是滾筒與電機分開，滾筒自重減輕，工人勞動強度降低。其次，滾筒驅動及傳動裝置等設置在鍍槽邊，可靠性大大提高，穩定生產得以保證。

另外，每臺四頭機可配置一臺集成化電氣控制柜，簡稱配電柜，配電柜將電鍍電源設備及四頭機、過濾機、溫控器、自動加液機等的電氣控制部分集成在一起。這樣的話，四頭機、配電柜及過濾機、溫控器、自動加液機等其他周邊設備共同組成一套完整的系統。采用這種系統生產時，雖然滾筒操作方式為手工，但設備整齊、簡潔、不失檔次，且可多點實現自動化控制（如控溫、加液、PH值等）?？筛鶕a量確定每個鍍種所需系統的套數。每個鍍種由一套或多套這樣的系統組成，即單鍍種生產線。多鍍種生產線則由多個這樣的單鍍種生產線組成，如預鍍鎳線、鍍銅線、亮鎳線共同組成鎳-銅-鎳滾鍍生產線。目前，這種方式在國內釹鐵硼電鍍行業應用較為廣泛。

這種方式屬于手工生產線，除電鍍工序外，其他操作（如水洗、活化等）均在滾筒外進行，且每個鍍種的滾筒專用，不混用。優點是清洗徹底，不會造成各鍍種溶液交叉污染，且操作靈活，生產效率高，產品質量有保障。缺點是工人勞動強度大，難以滿足清潔生產要求，人為因素有時會對產品質量帶來一定的影響等。

4. 半自動/自動生產線

釹鐵硼半自動/自動生產線可在四頭機手工生產線的基礎上，增加輔助工位、機架、半自動/自動行車等組成。釹鐵硼選用這種形式，主要目的是在減輕工人勞動強度的同時，減少人為因素，提高產品質量，并且提高勞動生產效率，即實現釹鐵硼電鍍高質高產的雙重目的。目前來看，這種形式的優點是工人勞動強度降低，容易滿足清潔生產要求，自動線一定程度上解決了手工線、半自動線人為因素對產品質量帶來的影響等。

半自動/自動生產線

但實際上，由于釹鐵硼主要使用小尺寸滾筒，數量較多，半自動/自動行車運送滾筒并沒有手工線效率更高、更快捷。尤其鎳-銅-鎳組合滾鍍生產線，為了清洗徹底、不產生交叉污染，需要增加數量較多的輔助工位，這相應限制了電鍍工位的增加，生產線產能降低。所以，釹鐵硼半自動/自動線的生產效率并不高。另外，釹鐵硼零件品種多、批量大，但單一品種可能批量小，且品種不同，對鍍層的裝飾、防腐、磁屏蔽等要求也多有不同。所以，指望靈活性不足的半自動/自動線包攬釹鐵硼全部產品的滾鍍，顯然是不現實的。

釹鐵硼半自動/自動線可以參考手工線的每個鍍種單獨成線（輔助工位也可不上線）的形式，這樣可以將半自動/自動線的降低工人勞動強度、手工線的靈活性、不產生交叉污染等優勢綜合在一起。另外，尤其自動線比較適于品種單一、批量大、工藝成熟的零件，釹鐵硼自動線應有選擇性，而不宜針對太多的零件。所以，釹鐵硼生產線應是手工線、半自動線和自動線的配合使用，而不是要么全是手工線、要么全是自動線的兩個極端。

另外，自動線投資大，周期長，維護費用高，操作人員難以靈活使用和熟練掌握，管理難度大等，這一點應該有充足的認識。

5．電鍍電源

釹鐵硼電鍍要求整流電源應滿足兩個條件：(1)(尤其打底或直接鍍時)能夠提供連續、平穩、低紋波的電流；(2)皮實、耐用、可靠性高。因為打底或直接鍍時，施鍍開始后零件表面同時進行著上鍍與氧化兩個過程。上鍍快，氧化就慢，則鍍層與基體的結合力好；上鍍慢則相反。連續、平穩、低紋波的電流利于上鍍不利于氧化，因而利于提高鍍層結合力。非打底或非直接鍍時，則可按常規滾鍍選擇整流電源，比如滾鍍焦銅若選擇紋波系數較大或斷續的電流可能更利于鍍層結晶（前提是底鎳必須足夠好）。要求整流電源可靠性高，是因為釹鐵硼電鍍施鍍時間長、疲勞強度大、質量要求高、材料昂貴。否則，可能因設備損壞使整滾筒零件報廢，而一滾筒(高檔次)釹鐵硼產品不會比一臺電源便宜多少。

三相橋式硅整流電源波形連續、平穩、紋波系數小，設備可靠性高，前些年在釹鐵硼電鍍行業應用較為廣泛。但近些年應用在逐年減少。原因有二：（1）硅整流體積大、費電，所以逐漸不為人們所接受，也有地區因不符合清潔生產要求而強制禁用的；（2）硅整流因無穩壓功能，在一臺硅整流帶動四頭機的四個滾筒時（即一臺硅整流同時為四個滾筒提供電流，俗稱“一對四”），電流不能隨滾筒數量的增減按比例增減，有時需要對電流進行調整，增加了操作上的繁瑣。

開關電源波形好、體積小、省電，符合清潔生產要求，具備穩壓、穩流功能（尤其穩壓功能），所以越來越為人們所接受。但設備可靠性相對于硅整流稍差，尤其前些年開關電源故障率較高，曾給釹鐵硼電鍍帶來不少麻煩。近些年開關電源比較成熟，尤其在設備防腐上做得比較到位，電源故障率降低，壽命也提高。所以，至少質量好的開關電源可以放心選用，而劣質開關電源仍應慎選。

脈沖電源雖然能獲得結晶細致、孔隙率低的鍍層，但因脈沖電流是斷續的，若用于釹鐵硼打底或直接鍍，在脈沖關斷期內，上鍍過程停止而氧化過程加快，且這樣的過程周期性地進行，結果必然得到結合力不佳的鍍層。壓力鍋試驗證明，釹鐵硼采用脈沖電源打底，鍍層結合力明顯不如普通直流電源好。另外，脈沖電源若用于釹鐵硼鍍層加厚，雖然可得到防腐性能有所提升的鍍層，但因脈沖電源價格昂貴，恐怕得不償失。