鋁合金鍍銀電鍍生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議

路亞娟*，張紅軍，雪金海，王戰(zhàn)輝，羅志波

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【經(jīng)驗(yàn)交流】

鋁合金鍍銀電鍍生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議

路亞娟*，張紅軍，雪金海，王戰(zhàn)輝，羅志波

（河南平高電氣股份有限公司，平高集團(tuán)有限公司表面處理及金屬防腐實(shí)驗(yàn)室，河南 平頂山 467001）

根據(jù)鋁合金鍍銀生產(chǎn)線的實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)關(guān)鍵工序槽體、漂洗溢流系統(tǒng)、抽風(fēng)系統(tǒng)、導(dǎo)電裝置、控制系統(tǒng)等方面提出設(shè)計(jì)建議。

鋁合金；鍍銀；生產(chǎn)線；漂洗；抽風(fēng)；設(shè)計(jì)

First-author's address: Henan Pinggao Electric Co.， Ltd.， Surface Modification and Metal Anti-corrosion Laboratory of Pinggao Group Co.， Ltd.， Pingdingshan 467001， China

電鍍生產(chǎn)線是按照一定的電鍍工藝過程要求，將有關(guān)鍍槽、鍍件提升轉(zhuǎn)運(yùn)裝置、電氣控制裝置、電源設(shè)備、過濾設(shè)備、檢測儀器、加熱與冷卻裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、空氣攪拌設(shè)備以及線上污染控制設(shè)備等組合成一體的總稱［1］。設(shè)計(jì)優(yōu)秀的生產(chǎn)線不僅使電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量得到保證，有效地降低不合格率，而且能為操作者提供一個(gè)清潔、舒適、簡便的操作環(huán)境，減少日常維護(hù)和后期維修的工作量。本文從使用者的角度淺談幾點(diǎn)鋁合金電鍍銀生產(chǎn)線使用過程中的體會(huì)，希望能為電鍍廠家新建和改造電鍍生產(chǎn)線過程提供一點(diǎn)參考。

1　槽體及配套裝置的設(shè)計(jì)

1. 1 堿蝕槽的設(shè)計(jì)

在鋁合金鍍銀工藝流程中，堿蝕是首道工序。堿蝕處理的目的是為了將鍍銀工件表面的氧化皮和油污剝離，而剝離后的油污往往浮在槽液的表面，工件從槽液內(nèi)提出，油污又會(huì)附著在工件上，工件表面油污的附著對(duì)鍍層的結(jié)合力影響很大。部分廠家會(huì)考慮在堿蝕槽中增加除油過濾機(jī)，既除油又可保證溶液的均勻性，而根據(jù)筆者的使用經(jīng)驗(yàn)，除油過濾機(jī)的使用成本較高且日常維護(hù)工作量很大。因此建議如圖1a所示在堿蝕槽中端面或側(cè)面設(shè)置一個(gè)與槽體（長）寬度一樣大的溢流口，在溢流口對(duì)面設(shè)置吹液管，在工件堿蝕的同時(shí)使浮在堿蝕槽液面的油污迅速溢流到槽體外的油水分離裝置，此裝置可以將油水進(jìn)行分離，再將除油液輸送回除油槽［2］。其次為了保證堿蝕溶液的均勻性和工件堿蝕的效果，建議在堿蝕槽中設(shè)置空氣攪拌裝置（如圖1b所示），管路排布在槽底。為避免臟污堵塞吹起口，吹起口從管路的兩側(cè)開口，口徑開2 mm即可。

圖1 典型的堿蝕槽結(jié)構(gòu)Figure 1 Typical structure of alkaline etching bath

1. 2 漂洗水槽的設(shè)計(jì)

水是極其寶貴的資源，而電鍍行業(yè)是用水大戶［3］。鋁合金鍍銀生產(chǎn)線漂洗水槽幾乎占據(jù)整線槽體的 50%。既保證工件的清洗質(zhì)量，又有效控制清洗水的用量，是每個(gè)電鍍經(jīng)營者考慮的重點(diǎn)。

首先，為保證工件的清洗質(zhì)量，漂洗槽中的水基本處于流動(dòng)狀態(tài)，所以在漂洗水槽的端面會(huì)設(shè)置一個(gè)溢流口。根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，此溢流口的設(shè)計(jì)位置要高于水漂洗前一處理槽中設(shè)置液位3 ～ 5 cm，這是因?yàn)榉撬刺幚聿鄣囊何粫?huì)因工件沒入而上升，此時(shí)掛具浸入溶液中的深度就會(huì)增加，而漂洗槽中由于水的溢流，電鍍掛具上部就會(huì)有一截?zé)o法清洗，而造成下道工序溶液的污染。

其次，為節(jié)約用水，電鍍廠家通常會(huì)從工件漂洗方式入手，在生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)中應(yīng)用間歇逆流漂洗、噴淋等清洗技術(shù)，甚至采用膜分離中水回用技術(shù)。但筆者認(rèn)為，控制清洗水的用量還要從漂洗槽的設(shè)計(jì)入手，漂洗槽科學(xué)合理的尺寸是：長度與其他鍍槽相等，寬度為電鍍槽的寬度減去兩側(cè)陽極板與槽邊的距離即可。另外，在漂洗槽內(nèi)加裝電導(dǎo)率儀也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，通過溶液的電導(dǎo)率控制進(jìn)水和排水，這樣既可以保證漂洗水的質(zhì)量，又可有效控制漂洗水的用量。

1. 3 鍍槽與回收槽的設(shè)計(jì)

目前國內(nèi)的鋁合金電鍍銀還普遍采用氰化電鍍工藝，雖然氰化電鍍工藝具有良好的深鍍能力和均鍍能力，但是為了保證槽液的潔凈度以及電鍍過程工件表面附近金屬離子的不斷補(bǔ)充、循環(huán)，在電鍍槽內(nèi)要設(shè)計(jì)循環(huán)過濾系統(tǒng)、機(jī)械攪拌和陰極移動(dòng)裝置。

銀作為貴金屬，在鋁合金電鍍銀過程中對(duì)其進(jìn)行回收再利用是設(shè)計(jì)過程中必須考慮的。如圖 2所示設(shè)計(jì)兩級(jí)回收，二級(jí)回收槽與一級(jí)回收槽之間及一級(jí)回收槽與鍍銀槽之間設(shè)計(jì)溢流管道，溢流管路布局的位置要保證二級(jí)回收槽的溶液可以直接溢流到一級(jí)回收槽，一級(jí)回收槽的溶液可以直接溢流到鍍銀槽。另外，在 2個(gè)回收槽配置過濾機(jī)，循環(huán)過濾以保證回收液的潔凈，通過對(duì)二級(jí)回收液槽補(bǔ)充新鮮水來達(dá)到銀離子回收的目的。上述方法設(shè)計(jì)簡單，使銀的利用率高且操作簡便。

圖2 兩級(jí)回收槽體設(shè)計(jì)示意圖Figure 2 Schematic diagram showing the design of tanks for two-stage reclaiming

2　導(dǎo)電裝置的設(shè)計(jì)

由于鋁合金極易氧化，其鍍銀工藝采取浸鋅的方式來防止經(jīng)過活化處理的工件再次發(fā)生氧化。但由于浸鋅形成的覆蓋層極薄，若在鍍液中不能及時(shí)沉積上鍍層并讓沉積延續(xù)至達(dá)到一定要求，則之前形成的極薄覆蓋層會(huì)在鍍液中發(fā)生溶解，從而影響鍍層的結(jié)合力［4］。因此為了在工件表面快速沉積上鍍層，保證電鍍之前得到的極薄覆蓋層發(fā)生溶解，必須在鋁合金鍍銀過程設(shè)置帶電入槽裝置。

電鍍過程時(shí)常會(huì)出現(xiàn)V型極座（見圖3a）處因接觸表面氧化造成導(dǎo)電系統(tǒng)形成點(diǎn)、線接觸，使電不能有效地輸送到工件上，造成電鍍效果很差，還耗費(fèi)了電能。根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，建議V型極座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3b所示，其在日常使用過程中更容易維護(hù)。

圖3 極座形狀示意圖Figure 3 Schematic diagram showing the shapes of electrode mount

3　送抽風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電鍍生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)不僅僅只考慮生產(chǎn)線設(shè)備是否好用，良好的送抽風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以保持操作環(huán)境空氣的清新，為操作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。

鋁合金鍍銀生產(chǎn)線上堿蝕槽、酸洗槽、酸洗槽后緊挨的漂洗水槽、浸鋅槽、鍍銅槽、鍍銀槽、回收槽等槽體要設(shè)置抽風(fēng)系統(tǒng)（如圖 4所示）。為保證槽體頭尾部排風(fēng)的均勻性，風(fēng)道內(nèi)的抽風(fēng)管要設(shè)置多管路分段抽風(fēng)。電鍍槽吸風(fēng)口的上方設(shè)置60°斜面吸風(fēng)罩（見圖5），吸風(fēng)罩的長度以剛好蓋過陽極板為宜。此設(shè)置不僅減少鍍槽口廢氣的逸出面積，而且在抽風(fēng)過程中形成一定的負(fù)壓，從而有效地將電鍍槽液逸出的廢氣吸走。

圖4 槽體抽風(fēng)系統(tǒng)Figure 4 Exhaustion system for tanks

圖5 鍍槽上方的吸風(fēng)罩Figure 5 Suction hood on top of plating tank

由于鍍槽寬度限制和前處理過程中廢氣的劇烈排放，槽體設(shè)置的抽風(fēng)系統(tǒng)難以將廢氣完全抽走，因此在鋁合金鍍銀前處理（堿蝕、酸洗）過程還要采取行車移動(dòng)吸風(fēng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)一般采用行車風(fēng)道口與主管路風(fēng)道插接式連接，分離時(shí)如圖6a所示，閉合時(shí)如圖6b所示。

圖6 行車移動(dòng)抽風(fēng)系統(tǒng)Figure 6 Exhaustion system for travelling crane

4　溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

溫度控制在鋁合金電鍍銀過程中起著非常重要的作用，電鍍槽中槽液的溫度將直接影響電鍍過程是否能順利進(jìn)行，所鍍工件是否能達(dá)到工藝要求。北方的電鍍銀生產(chǎn)線一般使用蒸汽加溫管對(duì)堿蝕、浸鋅、鍍銅、預(yù)鍍銀、鍍銀、熱水洗等 6種工序的槽液進(jìn)行加熱。筆者所在公司的蒸汽管原來通過電磁閥與加溫盤管組、疏水管相連組成加溫回路，溫度傳感器與電磁閥組成信號(hào)反饋控制部分。但是根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，電磁閥的使用壽命一般不會(huì)超過 6個(gè)月，因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)使用的蒸汽潔凈度一般較差，電磁閥經(jīng)常會(huì)被蒸汽中的雜質(zhì)堵塞，致使電磁閥無法正常閉合，而導(dǎo)致溫控系統(tǒng)失靈。在此建議在設(shè)計(jì)生產(chǎn)線時(shí)考慮以電動(dòng)閥或氣動(dòng)閥代替電磁閥。

5　結(jié)語

綜上所述，電鍍生產(chǎn)線設(shè)計(jì)是一個(gè)既瑣碎又系統(tǒng)的工程，雖然新科技元素的引入、科學(xué)合理的布局是設(shè)計(jì)的核心，但是設(shè)計(jì)者還要充分從操作者的角度進(jìn)行考慮，力爭為操作者提供一個(gè)環(huán)境清潔、安全可靠、流程順暢、操作靈活、維護(hù)方便、維修便捷的生產(chǎn)操作環(huán)境。

［1］ 瞿曉勇. 淺談電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)［J］. 機(jī)電工程技術(shù)， 2008， 37 （5）： 105-108.

［2］ 曲紹奎， 李敏峰. 清潔生產(chǎn)在電鍍生產(chǎn)線設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)［J］. 電鍍與精飾， 2012， 34 （1）： 23-25.

［3］ 陳永福. 淺談電鍍行業(yè)合理用水的幾點(diǎn)意見［J］. 電鍍與環(huán)保， 2006， 26 （6）： 47.

［4］ 余勝林. 鋁合金電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線帶電入槽的實(shí)現(xiàn)［J］. 電鍍與涂飾， 2012， 31 （4）： 17-19.

［ 編輯：溫靖邦 ］

Some recommendations on design of production line for silver electroplating on aluminum alloys

LU Ya-juan*，ZHANG Hong-jun， XUE Jin-hai， WANG Zhan-hui， LUO Zhi-bo

According to the experience of silver electroplating for aluminum alloys， some recommendations were made for the design of silver electroplating production line in aspects of tanks of key procedures， overflow rinsing system， exhaustion system， electrical conduction device and control system.

aluminum alloy； silver electroplating； production line； rinsing； exhaustion； design

TQ153.1

B

1004 - 227X （2016） 13 - 0693 - 04

2016-03-18

2016-05-18

路亞娟（1982-），女，河南魯山人，學(xué)士，工程師，現(xiàn)主要從事電鍍生產(chǎn)技術(shù)管理工作。

作者聯(lián)系方式：（E-mail） luyajuan0512@163.com。