滚镀设备

滚镀设备当镀件体积较小、批量较大时，采用滚镀方法是合理而经济的。

相对于挂镀，滚镀具有以下优点：①滚镀省略了上、卸挂具手续，节约工时，其生产效率比挂镀要高4～6倍；②滚镀有时还能提高镀层质量，因为工件不断滚动，相当于强烈搅拌，可使镀件表面气泡及早脱离，防止杂质黏附，使镀层光亮；③由于不使用挂具，避免了镀件上挂具印痕的出现。

但是滚镀零件的形状和大小受到一定限制，适宜的镀层厚度也低于挂镀，多数厚度在10μm以下，镀层厚度不易掌握。

适于滚镀的零件有螺栓、螺帽、垫圈等，而弹簧、薄片等易贴合在一起的零件，以及容易变形、容易碰损、要求保持棱角的零件，则不能采用滚镀。

适合滚镀的镀种较多，如Zn、Cd、Ag、Sn、Cu、Ni等。

为了克服滚镀的某些局限性，近来滚镀设备在扩大滚筒直径和长度、简化装料操作和自动化操作、改善滚筒溶液的循环等方面做了一些工作，从而使滚镀的产量得以提高，适宜滚镀的零件的范围扩大，操作大大简化。

8．3．1卧式滚筒镀槽卧式滚筒镀槽是使用最广泛的一种滚镀设备，主要由水平旋转的多孔滚筒、槽体及传动系统等组成，其典型结构如图8—16所示。

图8-16 卧式滚筒镀槽1～电动机；2一减速器；3一拨爪式离合器；4一滚筒吊架}5一小齿轮6一大齿轮；7一阴极导电装置；8～滚筒体l 9一槽体；l0一阳极杆8．3．1．1 滚筒(1)滚筒结构滚筒是滚镀机的主体结构，对滚镀质量影响较大，选择滚镀设备时应充分注意滚筒结构。

①滚筒材料除导电部分外，浸没在溶液中的滚筒构件都用绝缘的耐腐蚀材料制成。

最常用的材料是硬聚氯乙烯塑料，其次是聚丙烯，小型滚筒可用有机玻璃。

有机玻璃脆性大，表面易拉毛，因此只适用于电镀过程中需经常观察镀件情况的场合，如镀金等。

②滚筒形状滚筒通常采用六角形和圆形，大型滚筒采用八角形。

从零件翻动均匀性来看，六角形优于圆形，尤其在装料量不超过容积l／2时更为明显。

圆形滚筒制造方便，而且当外形尺寸相同时，圆形滚筒的装料量比六角形滚筒多21％。

当滚筒的内切圆直径大于420mm 时，应采用八角形滚筒，使其内切圆与外接圆的半径相差小一些，以利于稳定导电。

当经常需要同时滚镀两种不同零件时，可将滚筒分为两段，成为左右两格。

③筒壁开孔 筒壁开孔是为了使阴极与阳极之间电流顺利导通，同时形成溶液对流的通道。

孔按形状不同有圆孔、方孔和矩形孔等。

用塑料板材加工时，应根据零件尺寸选择钻孔孔径，圆孔可以随时根据生产产品尺寸在未曾开孔的新滚筒上任意钻孔，比较方便；而方孔、矩形孔或其他特殊形状的开孔，则应在制造滚筒时预先确定孔的形状和尺寸，按计划订购加工好的多孔板。

圆孔的开孔面积占筒壁面积的百分比值较方孔和矩形孔，因此对电力线的通过和溶液的流通没有方孔和矩形孔好，比较新式的滚筒结构都采用方孔和矩形孔。

同时由于开孔面积的增大，可减少滚镀时的溶液带出损失，减轻废水处理设施的负荷和费用，降低滚镀时的槽电压，减少溶液温升等，有利于降低滚镀成本，提高企业的经济与环境效益。

对于圆孔滚筒，当被镀零件最小部分直径为1．8mm时，一般采用垂直于筒壁的小孔，孔的直径可稍大些。

孔的数量在保证滚筒强度和刚性的前提下，应尽量多些，两排孔的位置相互交错，以正三角形排列为好。

当开孔直径超过5mm时，孔的中心距不应过大，否则在大电流密度下工作时，零件容易局部烧焦，出现孔印似的点状花纹。

表8-21所列为正三角形排列时垂直开孔孔径与孔中心距的关系。

表8-21 正三角形排列时垂直开孔孔径与孔中心距的关系被镀零件最小部分直径小于l．8mm时，孔径可取为小于或等于2mm。

正三角形排列，孔中心距为5mm时，钻孔时宜钻斜孔，使孔的轴线与筒壁平面夹角为45。

～50。

，轴线应向滚筒旋转方向倾斜，使旋转时溶液易于进入筒内。

加工小孔时，可先在方格坐标纸上画出孔的中心位置，贴在滚筒壁上进行钻孔，然后将纸洗去。

加工数量较多时，可以先加工一个模板，以提高加工效率和精度。

④滚筒门滚筒门的结构，应保证闭合可靠，开关方便，并有足够的刚性。

常用的滚筒门多为带插闩的平板结构，门的开口为六角滚筒的一个侧板上或圆形滚筒的侧壁上开一方孔。

除插闩筒门外，还有用不锈钢弹性卡板来紧固平板筒门的。

由于上述两种筒门都是人工开启，工人必须触及滚筒，操作无法实现自动装卸料。

为此一些新型的适应自动装卸的滚筒应运而生，现在应用于生产的有自动开闭门滚筒和开口滚筒两类。

自动开闭门分为自动摆动开闭的和自动滑动开闭的两种；开口滚筒分为水平摆动滚筒和蜗壳式滚筒两种。

自动开闭门一般是利用滚筒的自重存在的惯性，在滚筒正向运转时，筒门在拨杆的作用下自动关闭，进入镀槽内滚镀，而到装卸位置时，驱动装置使滚筒倒转，此时，筒门被拨杆推开，一边转动一边卸料，并在卸料终止时位于向上倾斜的固定位置，等待自动装料。

水平摆动滚筒的筒门没有盖板，在滚镀过程中始终敞开，滚筒不进行整圈旋转而绕水平轴线摆动l80。

，因而滚筒的开口总是在向上位置，装好零件后左右摆动，滚镀零件不可能在滚镀过程中掉出来，在滚镀结束以后，滚筒进入装卸位置，驱动装置带动滚筒连续旋转，零件全部卸出，最后停止在向上倾斜的固定位置，等待再次装料。

蜗壳式滚筒的横截面呈蜗形曲线状，筒门开口始终敞开，在滚镀过程中开口朝向滚筒旋转方向，滚镀零件在筒内沿蜗形曲线向内滑行，转动一圈后跳过筒门开口处而继续在筒内滑动，每转一圈有一次大的跌落，翻动比较剧烈；当卸料时只要将滚筒反转，零件自动滑出从滚筒门的开口处卸料。

这些滚筒门的结构，各有其特点，必须根据滚镀零件的特点来选用。

如自动开闭门滚筒的结构比较精巧，对于较重的和较大的零件，容易引起筒门变形或卡住门板；水平摆动滚筒的翻动是靠下部筒壁的凸起实现的，每摆动一个往返，反复翻动两次，当开口处于水平位置正对左右阳极时，导电条件最好，而滚筒口向上时只靠侧壁开孔导电，因而滚镀零件承受的电流进行周期性波动，这种滚筒适宜于允许电流密度范围较大的电镀工艺过程和比较容易翻动的零件的滚镀。

蜗壳式滚筒适用于螺钉、螺母及球状零件的滚镀，对于薄片状零件及质轻、易飘浮的零件，往往会在出料时粘贴在内壁上，无法自动卸料，或者在滚镀过程中随着旋转造成筒内溶液漩涡而将零件飘出筒外。

⑤滚筒内的阴极导电装置 阴极电流通过阴极导电装置传递给零件，这一导电过程是否连续、稳定，对镀层质量与产量有很大影响。

同时，阴极导电装置在滚镀过程中与溶液接触的部分也会被镀上金属，所以，使用一段时间后，要清除过厚的镀层或镀瘤。

如用化学退镀法快速清除镀层；对不易退除的镀镍层等，需定期更换导电装置。

除与零件接触的导电部分外，都应采取绝缘措施，以免过多消耗电能，也便于清理。

最常使用的是“象鼻”式阴极导电装置，它是用一根绝缘的铜线电缆端头焊接一个铜头，伸人滚筒下部与零件接触，电缆另一端由滚筒端部空心轴孔穿出，与阴极导电座相连，达到导电的目的。

当滚筒长度小于600mm时，一般在滚筒左右两端各设一根“象鼻”式电缆。

铜头的直径为20～40mm，长度为40～60mm。

软电缆铜芯插入铜头中心孔内，用螺钉压紧或用锡焊焊牢。

滚筒长度大于600mm时，可在滚筒轴线中央安装一根绝缘的铜轴，从其上引出3～4个“象鼻”电缆，如图8—16所示。

当被镀零件自重较大，翻动均匀性不好时，还要求阴极导电装置兼作搅拌用。

(2)滚筒的装料量滚筒的装载量，以零件容积占滚筒内部容积的l／3左右为宜。

装载量小，产量低，零件翻动不良；装载量过大，除翻动不良外，滚筒内部溶液与外部溶液浓度差别大，造成零件上镀层不均匀，沉积速度慢。

(3)滚筒转速滚筒的最佳转速与镀种、滚筒直径及零件表面粗糙度要求等有关。

因此选择滚筒转速时，首先要考虑镀种，其次考虑滚筒直径及对镀层光亮度的要求，而零件的形状和尺寸是次要因素。

对于不同镀种应选用相应的滚筒转速，对镀锌等硬度较低的镀层，为减小镀层磨损，宜选用4～8r／min。

对镀镍和镀铜等光滑镀层则可适当采用较高转速，一般为8～12r／min。

滚镀银转速为3～6r／min。

滚镀锡为6～10r／min。

对于镀铬等要求连续导电，电流非常稳定的镀层，为避免滚筒造成零件滚镀过程中连续通电，其转速仅为0．2～1r／min，零件尺寸越小，转速越慢。

滚筒直径和转速对于零件的翻动剧烈程度，从翻滚周期长短考虑，相同转速时直径越大，翻滚周期越长，对滚镀件镀层均匀性越不利。

因此，选用大直径滚筒时，要保持必要的翻滚周期，必须加大转速，因为转速越高，翻滚周期越短；但是滚筒转速是有限度的，不能单纯从增大直径来提高产量，为了增加装料量，还可以通过适当增加滚筒长度来解决。

还有的在一个滚筒支架上用一套驱动系统带动两个或更多的细长型滚筒，成为孪生滚筒或行星滚筒，可以有效地提高滚筒槽的产量。

从镀层磨损滚光程度来考虑，滚筒直径大时，零件在筒内翻动的路线越长，磨损相对大一些，要减少磨损就只有对直径较大的滚筒选用较低的转速，对直径较小的滚筒可以采用较高的转速。

若要求镀层有较高的光亮度时，可选取上限转速。

8．3．1．2镀槽滚镀用的镀槽包括槽体、阳极导电装置和溶液调温装置等。

其材料和结构基本上与相同镀种的固定槽相同。

滚筒外部尺寸和阳极之间的距离一般为80～150mm，滚筒距槽底一般为300mm以上，液面距槽边约为80～100mm。

实际盛装溶液的容积应按长、宽和液面高度计算后扣除滚筒装料后的实际容积。

滚筒槽的容积应比较宽裕一些，除要考虑到电化学反应引起的成分变化之外，还应考虑滚筒带出溶液的损失会使溶液日渐冲淡，容积稍大一些可以延长调整周期，使浓度波动不致很大，也有利于溶液的自然冷却。

滚筒在镀液中的浸没深度，可以说是影响电镀质量的关键因素之一。

原则上说，滚筒在溶液中的浸没深度应尽可能大。

这样可提高零件的电镀面积。

特别注意的是：零件不可露出液面，最好应低于液面一段距离。

否则，电流无法通过滚筒上部镀液进行导电，占相当大比例的零件上表面无法沉积镀层，电流只能通过滚筒的侧壁小孔对紧贴在筒内侧壁的零件进行电镀。

这一部分电镀面积是较小的，在同样数值的电流强度下，其真实电流密度将会变得很大，而其他部分的零件，不但滚筒内部，而且滚筒内上表面的零件的电流密度几乎为零。

因此，会出现“滚筒眼”状镀层。

如镀液对基体存在着腐蚀性，零件上将会看到被腐蚀而溶解的现象。

不但得不到合格的镀层，而且镀液也会被严重的污染。

特别是锌合金压铸件的滚镀，由于一般的镀液对其均有程度不同的腐蚀性，对于滚筒浸没深度的问题更应引起充分注意。

在实际生产中，因滚筒浸入溶液中的深度不合适而引起的故障是相当多的，有的电镀厂家甚至为此而停产，造成很大经济损失。

但是，如果滚筒全部浸入到溶液中去，电镀过程析出的气体要在溶液中冲破滚筒壁的小孑L才能排出，阻力较大。

如滚筒外露一部分，可以减少气体从孔中排出的阻力。

滚筒浸入溶液中的深度应满足：电镀时零件不应露出溶液液面；电镀时滚筒内产生的气泡应能及时排出，并能使滚筒内外溶液自然循环流动。