線材電鍍的設備
發布時間：2018/11/29 08:28:08
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基于線材電鍍的特點，線材電鍍工藝在很大程度上與設備有很密切的相關性，采用不同的設備，要用不同的電鍍工藝，包括鍍液和操作條件。
對于采用常規工藝將線材成卷掛入電鍍的工藝，只適用于小批量和少量線材的電鍍，這時可以沿用傳統電鍍工藝的設備。我們這里所說的線材電鍍設備是指以連續電鍍生產方式工作的線材電鍍設備。
常規線材電鍍設備
（1）線材運送動力裝置
線材電鍍的設備與普通電鍍最大的區別是有一組提供線材運動的牽引裝置，通常稱為收放線機。流行的是以收線機為主動輪，放線機是從動輪。讓安放在放線機上的成卷線材在收線機主動輪的牽引下，通過陰極導電輥獲得電流供應的同時轉向進入鍍槽，經兩個壓線輪的導向由鍍槽另一端出來經導電輥再進入下個流程。這種裝置的動力可以是單機式，也可以是多頭式的。多頭式是在一個較大的動力源驅動下，同時讓多個收線輪進行收線作業，讓更多的線材平行地在鍍槽中電鍍，從而提高電鍍產能。
電子電鍍由于場地和規模的原因，多采用單頭式往復走線方式，并且采用高速走線方式來提高效率。
（2）鍍槽
線材電鍍用的鍍槽基本上是縱向長度較長的鍍槽，以讓線材在鍍槽中受鍍時間得到保證。當走線速度一定時，鍍槽越長，受鍍時間也越多。因此，當走線速度提高，受鍍時間就會減少，厚度達不到工藝的要求。這時就要延長鍍槽來保證受鍍時間。有時鍍槽的長度要達到幾十米至上百米。但同一個鍍槽做得太長不僅制造上有困難，而且鍍液的管理也麻煩了許多。為此，可以采用多槽串聯方式，讓線材在導電輥的引導下通過多個鍍槽，每一個鍍槽都有壓線輪，兩個鍍槽之間裝一個導電輥，就可以重復鍍程。
需要指出的是，實際的線材電鍍生產線的鍍槽和前后處理槽加起來會達到幾十個，一個完全的線材電鍍自動生產線全長可達150m，包括線材的去油、酸蝕、活化后鍍后處理，都可以在線上進行。所有這些工作槽的結構基本上與電鍍槽是類似的，只是導電輥可以改成不導電的引導輪，但有些工作槽則要加入加溫等輔助設備。
（3）導電輥
線材電鍍的導電輥是將線材與電源陰極連接的重要設備，要求有良好的導電性和耐磨性，為了讓導電輥不影響線材的走行速度，一般導電輥也是與收線機的主轉速同步旋轉。對于旋轉的導電輥，為了保證與陰極的有效連接，導電輥的兩端除了裝有軸承外，還要有與電源相連接的類似發電機電刷式的石墨導電機構，以保證電流能順利地通過線材。對于前、后處理槽，導電輥不與電源連接，且可以改用其他耐腐蝕的非金屬材料，如陶瓷或工程塑料等。
（4）壓線輪
壓線輪的作用是讓線材能在鍍槽內完成電鍍過程。根據鍍槽的不同結構可以是全浸式，也可以是半浸式的。半浸式的壓線輪不在鍍槽內，而是只讓壓輪的一部分浸入到鍍液中。半浸式的好處是壓輪的中軸在鍍槽液面以上，方便安裝和維護。所用材料也要求是耐腐蝕的，特別是對于采用酸性鍍液工藝的設備，都要考慮設備防腐問題。
（5）鍍液循環與過濾裝置
對于電子電鍍，由于對鍍層有較高的要求，對鍍液的管理也是十分重要的。線材電鍍由于電阻比常規電鍍要高得多，一般都要在較高的電流密度下工作，有時高達300A／dm2，這時鍍液升溫非常快，主鹽金屬離子消耗也很快，要求槽液有較大的容量，以便即時降溫和補充，但是由于工藝布局的限制，工作鍍槽的容量往往是有限的，為了解決這個問題，可以在槽體下部或槽邊或其他不影響生產線布局的情況下，另外以大于工作槽2～5倍的容積另設一個與工作槽連通的循環過濾槽，配上過濾機，必要時還可以配上熱交換裝置，有些沒有熱交換器的電鍍廠將冰塊封裝在塑料袋或塑料桶里，放在循環槽中也可以解決燃眉之急。
特殊線材電鍍設備
對于有些特殊結構的線材，比如引線框、插腳等，就更需要專業的線材電鍍設備。這類設備有時就是為了加工專用的引線而設計的，稱為專用設備，由于引線和放線時所用的線卷架很像老式電影膠片卷片盒，所以也叫做卷對卷電鍍設備。典型的專用引線框電鍍設備是集成電路（IC）引線框的連續電鍍設備。卷對卷電鍍設備的基本原理與常規線材電鍍設備一樣，由引線和放線機構與鍍槽構成，但是結構要精密得多，并且也很小巧，因為這類鍍液多數是貴金屬電鍍，不可能配制大量的鍍液，由于設備長度有限，所以必須采用高速電鍍技術才能滿足鍍層厚度的要求。同樣理由，為了節約貴金屬材料，現在很多引線框采用的是局部電鍍技術，只對需要的部位進行電鍍，因此，使這類設備有很多的輔助設備和工裝來滿足特殊電鍍過程的需要。
（1）動力和鍍槽這種設備的動力也是以收線卷為主動輪，由于線框架的特殊形狀而要求有很多導輪來保證線框的正常行走。引線框連續電鍍的鍍槽在這種連續電鍍設備中比較特殊，幾乎已經很難看出與普通鍍槽有什么相同之處。這時因為在這種生產線上，線框是以很快的速度從各工藝流程的鍍槽中穿過，鍍液和各種前、后處理液有時是以噴射的方式與線框接觸的，清洗也是如此，因此，鍍槽只是概念槽，可能采取的是其他裝載鍍液的方式。
（2）局部鍍裝置
局部鍍在IC引線框電鍍中是常用的方法，但是工藝比較復雜。引線框的局部鍍工藝與常規電鍍中的局部鍍不同，不是在被鍍產品表面采用絕緣膠之類的涂覆法，而是由設備來保證只在產品的局部鍍覆，因此，線框局部鍍的關鍵是在設備上。局部鍍根據所采用的鍍覆方式的不同而有連續鍍方式和間歇鍍方式。
①壓板式局部鍍裝置。這種局部鍍是間歇鍍方式。讓引線框平行進入由模具引導的局部鍍機構，這時模具相當于鍍槽，模具上的孔位對應的是需要鍍覆的部位，上面由有一定壓力硅膠帶壓住，壓力保持在使線框受鍍的一面與模具緊貼而不讓鍍液外泄。陽極噴嘴通過模具的孔向線框需要鍍覆的部位噴射鍍液，引線框則要與電源的陰極相連接。壓板噴鍍設備長約800mm，當待鍍線框進入后，噴嘴即噴出鍍液，5～10s后停止，收線輪動作讓已經電鍍的部位走出，下一輪是局部鍍開始。
這種平板局部鍍設備比較簡單，模具容易制作，但由于受陽極噴嘴分布和鍍液供給方式的影響，鍍層厚度的均勻性較差。
②鍍輪式局部鍍裝置。鍍輪式噴鍍是連續局部鍍裝置，因此生產效率比較高。IC線框由引導輪導入噴鍍機，受鍍面與噴鍍機上噴嘴對應，在噴鍍機的半圓形模具的上部由壓帶導輪提供一組不停轉動的硅膠帶，通過并壓緊噴鍍機上部半圓處，正好與進入噴鍍機的IC線框的背部相對應，將壓力傳至IC線框，使其受鍍面與噴鍍機工作面有緊密配合而又能順利通過鍍頭。這樣，隨著引導輪的引導，IC線框經過噴鍍機時，與噴嘴對應的部位就鍍上了鍍層。這種方法可以連續地進行噴鍍，從而有較高的生產效率。
由于這種局部鍍是在運動中進行，鍍層的厚度均勻，鍍層的質量也有所提高，但是設備的結構比較復雜，噴嘴模具加工要求較高，因而設備成本會較高。
