張紅軍

摘要：針對壓氣缸類件鍍銀厚度不均勻情況，設(shè)計制作360°無動力自旋陰極裝置，使工件各部位的厚度偏差控制在±10%以內(nèi)，解決厚度不均帶來的工件質(zhì)量問題，有效提高了工件的合格率，降低了產(chǎn)品的成本。

關(guān)鍵詞：陰板裝置；轉(zhuǎn)速；金屬沉積；鍍層均勻

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：16723198（2015）18022502

0 引言

鍍銀技術(shù)是高壓開關(guān)設(shè)備核心技術(shù)之一，鍍銀層質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到高壓開關(guān)產(chǎn)品性能和使用壽命。在高壓電器產(chǎn)品中核心導(dǎo)電部位均采用鍍銀工藝，以減少連接部位接觸電阻。因其對電氣性能要求高，又與絕緣材料直接接觸，所以必須采用局部鍍銀工藝才能滿足這一性能要求。

本文針對電鍍過程中出現(xiàn)厚度不均勻的瓶頸問題，展開一系列工藝技術(shù)研究。通過對360°無動力自旋陰極技術(shù)的攻克，提高鍍層沉積速度及分散性，以確保鍍層厚度的均勻性，從而提高工件的鍍層質(zhì)量，降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

1 技術(shù)研究方案

360°無動力自旋陰極裝置（簡稱陰極裝置）研制。

壓氣缸類件是公司產(chǎn)品核心導(dǎo)電工件，在鍍銀加工過程中，采用常規(guī)遮蔽技術(shù)和傳統(tǒng)的靜止掛鍍的方式進(jìn)行局部鍍銀，由于工件外圓尺寸一般為150～180范圍，要求鍍銀50μm，受限于槽體結(jié)構(gòu)和靜置掛鍍的工藝方法，溶液流動不暢通，工件不同部位鍍層厚度差異率大，偏差約為50%～300%，為了滿足最小部位鍍層厚度，只有延長電鍍時間，這樣不但生產(chǎn)效率低，銀料消耗大，而且鍍層質(zhì)量也得不到保證。

（1）陰極裝置設(shè)計思路。

根據(jù)壓氣缸類工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計制作360°無動力自動旋轉(zhuǎn)陰極裝置，依靠槽體內(nèi)溶液的流動力帶動工裝下端扇頁的旋轉(zhuǎn)，使得工裝的主體旋轉(zhuǎn)。為了能使旋轉(zhuǎn)連續(xù)，并盡最大可能地減少轉(zhuǎn)動阻力，在掛具上端引進(jìn)軸承結(jié)構(gòu)。從而達(dá)到不借助外力情況下溶液能夠帶動工部件旋轉(zhuǎn)，金屬離子在工件表面沉積機(jī)會均衡，鍍銀層表外溶液環(huán)境流動活躍，增大電流密度范圍，節(jié)約電鍍時間并得到厚度均勻的鍍層。

（2）陰極裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計。

該陰極裝置設(shè)計包括：軸套掛具頭、上掛主桿、旋轉(zhuǎn)扇頁三部分。旋轉(zhuǎn)的主體采用圓錐滾子軸承，不銹鋼軸承套通過掛鉤與極杠相連，軸承桿與掛具主體相連，最下端是三片式旋轉(zhuǎn)扇頁與主桿下端相連（圖1所示）。引入軸承結(jié)構(gòu)的掛具頭，采用圓錐滾子軸承能夠使掛具在承受工部件重量擠壓的同時轉(zhuǎn)動自如。工件工裝主桿部分以壓氣缸等圓筒形工件為基準(zhǔn)設(shè)計，操作簡單。上端和下端均可拆卸，方便根據(jù)工件結(jié)構(gòu)不同更換掛具類型。扇頁部分采用三片式，既不能太大又不能過小，使各方向受力均衡。

（3）陰極裝置穩(wěn)固性設(shè)計。

陰極裝置工裝掛鉤部分與極杠接觸不穩(wěn)定，尤其是旋轉(zhuǎn)工裝下部有溶液沖擊重心會產(chǎn)生偏移，給軸承的轉(zhuǎn)動帶來阻力。經(jīng)過對極杠和掛具設(shè)計制作，不斷改進(jìn)與創(chuàng)新，最終確定在工裝掛具鉤端部設(shè)計特定的緊固螺釘，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)簡單方便，解決了問題又節(jié)省膠帶和鋁絲的消耗，具有廣泛的推廣應(yīng)用空間。

（4）槽體管道的設(shè)計。

槽體過濾機(jī)管路排布方式所產(chǎn)生的流體沖擊力不能夠使扇頁轉(zhuǎn)動，存在距離上的偏差，出液管口直沖槽壁浪費(fèi)了較大動力。因為需要對槽體底部的管理排布進(jìn)行改造。將長的出液管截斷并向槽體中部移動，從過濾機(jī)出來的溶液能夠直接吹在扇頁上，使之轉(zhuǎn)動（圖2所示）。

經(jīng)過對槽體管路的改進(jìn)再一次入槽試驗已經(jīng)基本成功，同一槽體內(nèi)的三個帶件掛具均能自由旋轉(zhuǎn)，分別能夠達(dá)到30-40秒/周至4分鐘/周的轉(zhuǎn)動速度，遠(yuǎn)離出液口一側(cè)的掛具轉(zhuǎn)動最緩慢，能夠達(dá)到均衡鍍層厚度的要求。

（5）圓錐滾子軸承的設(shè)計。

試驗過程發(fā)現(xiàn)軸承底與平底的軸承套底部產(chǎn)生摩擦阻力，影響其轉(zhuǎn)動，在溶液吹到遠(yuǎn)距離的掛具上時所產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力比較小，在這種摩擦阻力下就轉(zhuǎn)動得更加緩慢。圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在軸套底部增加臺階結(jié)構(gòu)，使軸承的轉(zhuǎn)動部分不再與軸套底部摩擦，轉(zhuǎn)動更加靈活（圖3所示）。

2 生產(chǎn)實施效果

帶電試驗是驗證成功的最后一步，采用對比參照的方法。選擇同一工部件，同一槽體內(nèi)，懸掛相同的電鍍面積（3件總電鍍面積60dm2），給電流30A，電流密度為0.5A/dm2。采用老式的掛具鍍達(dá)到最60%-200%的厚度范圍需要電鍍時間為3.5至4小時，采用360°無動力自旋陰極裝置應(yīng)用于生產(chǎn)中，其電鍍時間只需要2小時，即可達(dá)到工件的厚度要求（如圖4所示）。

同時在鍍銀完工的壓氣缸上分別取上、中、下、前、后、左、右（每個部分取三個點(diǎn)），測定其厚度變化，厚度偏移從64%-140%，縮小至96%-112%（如圖5所示）。

從上可看出，360°無動力自動旋轉(zhuǎn)陰極裝置能夠不借助任何外力和輔助，通過依靠溶液過濾循環(huán)產(chǎn)生的流動力帶動自身連續(xù)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到不低于1min/rad的轉(zhuǎn)速。使得工件表面金屬沉積均勻，克服了因工件結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的厚度差異，并可以給出更大的電流密度，節(jié)約電鍍時間，從而有效控制銀料消耗。

3 研究總結(jié)

本文針對高壓電器產(chǎn)品關(guān)鍵工部件壓氣缸類鍍銀質(zhì)量問題，通過對360°無動力自旋技術(shù)的攻克，使工件各部位的厚度偏差控制在±10%以內(nèi)，解決厚度不均帶來的工件質(zhì)量問題。打破傳統(tǒng)工藝模式，提高關(guān)鍵工部件的導(dǎo)電性能、鍍層沉積速度及分散性，確保了鍍層厚度的均勻性，經(jīng)生產(chǎn)使用驗證，該項技術(shù)結(jié)構(gòu)新穎、性能穩(wěn)定，操作便利，有效提高關(guān)鍵工部件的導(dǎo)電性能、鍍層沉積速度及分散性，確保了鍍層厚度的均勻性，在產(chǎn)品性能和質(zhì)量品質(zhì)上達(dá)到了國內(nèi)水平，進(jìn)而提升了公司的核心競爭力和品牌影響力。