浅议提高板类带孔件镀铬表面质量的方法
郭长林 刘海军 刘二强
摘 要：传统镀铬工艺自身特点限制，针对大型工件的电镀或是形状复杂的零件电镀时，镀层会容易出现缺陷，成品率受到较大影响。本次笔者就所在单位承接的板类件镀铬工艺，结合镀硬铬的特点，从提高成品率和工作效率上出发，探究提高板类带孔件的镀铬表面质量有效的方法，改进上主要从工装和工艺参数上进行阐述，以供同行参考。
关键词：板类带孔件；表面质量；工艺参数；表面处理
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.015
0 引言
当前电子通讯行业发展迅速，诸多企业均承接板类件镀铬工作。而镀硬铬工艺本身存在一定的缺点（尖端效应和电流效率低等），其影响因素也较多，尤其在电镀面积较大或是形状较为复杂的零件上进行电镀，产品会有较多的缺陷出现，成品率较低。这对企业而言生产效率低、产品质量没有较好的保障，极大限制了产品的批量生产。其中电镀表面质量若能得到有效的保障，对提高生产效率和成品产率有很大帮助。
1 板类带孔件镀铬当前现状分析
产品因选择了多项新技术和新材料，技术含量要求也随之升高，这对加工工艺和加工手段有了新的技术要求。板类带孔件进行镀铬时，最主要的难点是零件进行镀层后，表面质量和镀层厚度均表现出不同程度的问题，且问题较为严峻。具体而言，零件的镀层分布不够均匀，在大板中心几乎没有镀层出现；零件孔口也表现出“熊猫眼”等严峻的质量问题；孔口处也发现有电镀影响区。因此，零件的镀铬质量水平也一直处于较低水平，成品率会受到影响，大约只有80%，对生产发展造成严重影响，也不能确保零件更好批量生产。如果延长零件生产周期会大大减少利润，对工厂造成严重损失。从工艺上解决镀铬表面质量问题已经迫在眉睫。
2 板类带孔件镀铬表面质量存在的问题
镀铬层表面质量存在问题，影响因素较多，归结可能有以下五个方面：①镀铬层不完整，这主要是因为正常镀铬工艺中，零件的凹陷处分散能力相对更差，或装卡方式不得当会造成镀铬层不够完成，或是镀铬液的成分含量与电流密度配合上不恰当，致使硫酸根离子浓度相对偏大，阴极上电流密度更小；②镀层结合力较差。镀层若是鼓包、起皮则一般是前处理不够，镀铬应该在低温度、大电流密度下完成，使得镀层内应力较大；③镀层有夹杂或是粘附物，若有，抛光后镀层上有见底情况，或是小坑、气流等痕迹。最关键的原因是颗粒异物粘附在基体或的镀层上，表现出夹杂、粘附物；④镀层粗糙、有针孔，这最大的原因是电镀时电流密度过大，三价的铬离子含量偏高，使得镀层的结晶粗大，表面非常粗糙。此外，氧化铬和硫酸根的质量比超过100：1时会出现剧烈的析氢反应，造成针孔的出现。
本次笔者研究时，结合自身工厂情况有一实例如下。现需对某产品行板类件镀铬，数量和种类多，最大的尺寸为400mm，板面各种大小的孔较多。以往化纤机械设备部件—计量泵的内外盖板和中间板镀铬，在电镀生产中，需要对所有的孔进行堵塞，才能保证其电镀表面质量，操作比较繁琐，生产效率低。批量生产难以保证。随后对原因进行分析：①板类件特别是大板类（长度大于150mm）零件，在镀铬过程中，板面的中心区域容易镀不上，形成一片黑色氧化层。主要是由于板类件表面电流分布不均匀造成；②板类件的孔在镀铬过程中，主要是孔处面积增加，使电流密度降低，同时电力线难以均匀分布，孔周围没有镀层，易出现“熊猫眼”等；③电镀过程，利用孔和螺丝进行装夹导电，螺纹包扎不合适造成电镀影响区。
3 提高板类带孔件镀铬表面质量的方法
想要获得更好的镀铬表面质量，可从以下方面展开：
①改进工艺文件。对这类板类带孔件镀铬的工艺文件进行研究，对其合理性和细节性的内容进行补充，结合平时工艺生产的经验和窍门，使得整个工艺规范更加科学合理，符合实际的操作，在实际操作中具有更强的操作性。具体而言每一项操作都需要有具体的量化指标，使得整个操作做到有章可循。②优化工艺参数。板面中心区域镀不上，在实验阶段可从增加时间、升高镀液浓度和降低硫酸根浓度上着手。实验人员应有目的性的从工艺参数上进行调整，增加冲镀时间至1-2分钟，从而有效的提高溶液的覆盖能力；增加铬酐浓度至300g/L和降低溶液硫酸浓度为2g/L，可有效的提高溶液的深镀能力。研究时注意采用单一变量法，结合自身生产条件，对二者的成分含量之间比例关系、对冲镀时间进行准确的确定，解决板面的中心区域容易镀不上的问题。在实际生产时还应该有经验丰富、责任心强的技师对镀液浓度进行维护，确保镀液维持在最佳使用范围，对镀液成分含量设置预警线，使得每个产品都能获得更好的镀层。③阳极定位。在实验室操作时，若是对阳极进行定位摆放，以板面中心作为圆心，在其周围增加阳极数量或是在棱角端来减少阳极数量，这样可使得电流分布更加均匀，对零件镀层的均匀性也有更好的保障。④此外可还考虑制作专用辅助套进行保护，这对消除孔周围电镀影响区有较好的效果。
笔者在结合以上思想，展开实验室研究后，并入批量生产中，工藝改进后，工件具体情况如下：改进工作完成后，500mm以下带孔板类零件进行直接电镀，效果明显，达到其零件技术要求（孔口没有“熊猫眼”和板中心镀层厚度≥10微米），随后在镀槽进行批量生产。
4 总结语
在提升板类带孔件镀铬表面质量的方法上，可优化工艺参数和阳极定位，这对500mm以下板类零件无法镀铬有很好的解决；调整溶液成份和制作专用辅助套，实现了有孔零件无需加装堵塞可以镀铬，同时提升公司精密镀铬水平，进一步提高外委镀铬零件的承揽能力；将镀铬溶液中硫酸根调整至下限，能够有效提高溶液的深镀能力，解决孔口镀不上的问题。以上改进对我公司的产品有很好的帮助，使得一次电镀成品率有了新的台阶。工艺参数改进对镀铬零件的承接能力有了进一步的提高，从技术上解决了公司的局限性。
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作者简介：郭长林（1980-），男，山西运城人，硕士研究生，工程师，主要从事表面处理研究。
