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滚筒开孔对滚镀电流密度的影响有多大?
来源:宏力环境 时间:2022-1-14

滚筒开孔是滚镀“生命进程”的重要通道,是滚镀的“咽喉”,直接影响滚镀使用电流的大小,从而影响镀层沉积速度、光亮度及零件低电流区镀覆能力等。比如,生产中经常可以发现,使用尺寸相同但开孔不同的滚筒,装载相同数量的同一种零件,其可使用电流上限可能差别很大,则施镀时间及镀层质量等可能差别很大。因为滚筒开孔不同,当零件运行至紧贴滚筒内壁表层零件位置时,其孔眼处的瞬时电流密度是不同的,则会左右允许使用的平均电流密度上限的大小。减小孔眼处瞬时电流密度是解决或改善问题的关键所在。滚筒开孔对孔眼处瞬时电流密度有着直接的影响,其主要表现在以下三个方面。

1. 滚筒开孔率的影响

滚筒开孔率指滚筒壁板上孔眼的面积占整个壁板面积的百分比。滚镀过程中,当溶液内部的主金属离子运行至滚筒孔眼位置时,会因受到狭小孔道的阻碍而聚集,电流密度因而增大,此时的电流密度称之为瞬时电流密度。瞬时电流密度往往较大,其可能是平均电流密度的几倍甚至十几倍,因而制约施加的平均电流密度难以提高,则镀层沉积速度难以加快。

滚筒开孔率的高低直接关系着孔眼处瞬时电流密度的大小。滚筒开孔率高的话,当主金属离子运行至孔眼处时不容易聚集,则瞬时电流密度不容易增大,因而可以使用尽量大的平均电流密度,镀层沉积速度加快。反之,孔眼处主金属离子聚集,瞬时电流密度较大,镀层易烧焦产生“滚筒眼子印”,则难以使用大的电流密度,镀层沉积速度不能加快。

所以,生产中在不产生其他问题(比如零件漏出、壁板强度下降等)的前提下,总会尽量使用开孔率高一些的滚筒。一般,方孔滚筒(含条形孔滚筒)的开孔率会高于圆孔滚筒,而网孔滚筒的开孔率又会高于方孔滚筒。

2. 滚筒壁板厚薄的影响

除滚筒开孔率外,滚筒壁板的厚薄对孔眼处瞬时电流密度的影响也很大。因为即使滚筒开孔率很高,其壁板很厚的话,同样会使主金属离子受到较大的阻碍而聚集,则同样造成孔眼处瞬时电流密度较大。所以,在不产生其他问题(比如壁板强度受到影响)的前提下,总会使用壁板尽量薄一些的滚筒,以利于孔眼处瞬时电流密度的减小。

比如,方孔滚筒的壁板虽然总厚度很厚,但实际孔眼处并不厚,因而对主金属离子的阻碍作用小于圆孔滚筒,这是在装载相同零件的时候方孔滚筒比圆孔滚筒使用电流大的原因之一;网孔滚筒的壁板更薄,实际为薄薄的一层网子,因而可以使用更大的电流密度,镀层沉积速度显著较快。

3. 滚筒开孔方式的影响

当零件运行至紧贴滚筒内壁表层零件位置时,将零件上某点通过孔眼部位的时间设为Ton,通过非孔眼部位的时间设为Toff, Ton Toff为其运行的一个工作周期。在一个工作周期内,零件上某点通过孔眼部位的时间Ton占整个工作周期(Ton Toff)的比例为该点的工作比,可表达为γ%=Ton/(Ton Toff)×100%。 滚筒开孔方式不同,比如,是圆孔还是方孔或网孔,圆孔是三角形排列还是正方形排列,三角形排列是正三角形排列还是等腰三角形排列,其零件上某点运行的工作比γ%是不同的。γ%与孔眼处的瞬时电流密度是成反比的,γ%越大,瞬时电流密度就越小,则零件越不易烧焦产生“滚筒眼子印”,电流开得大,镀层沉积速度快。反之亦反。

一般,方孔滚筒、网孔滚筒的γ%都会大于50%,而圆孔滚筒的γ%都会小于50%。所以,方孔滚筒、网孔滚筒总会使用比圆孔滚筒更大的电流密度,因而镀层沉积速度快,镀层质量好。

所以,为尽量使用大的电流密度,加快镀层沉积速度及提高镀层质量,生产中在不产生其他影响的前提下,应尽量选择透水性(体现为滚筒开孔率和壁板厚薄)好、工作比γ%大的滚筒。

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