專業(yè)真空電鍍及PVD鍍膜加工的高科技企業(yè)
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真空電鍍工作條件是指真空電鍍過(guò)程中的操作變化因素,包括:電流密度、溫度、攪拌和電源波形等。
1.陰極電流密度任何鍍液都有一個(gè)獲得良好涂層的電流密度范圍。獲得良好涂層的最小電流密度稱為電流密度下限,獲得良好涂層的最大電流密度稱為電流密度上限。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)陰極電流密度過(guò)低時(shí),陰極極化作用較小,涂層晶粒較厚,生產(chǎn)中很少使用過(guò)低的陰極電流密度。隨著陰極電流密度的增加,陰極極化作用也隨之增加(極化值的增加取決于各種真空電鍍?nèi)芤?,涂層結(jié)晶變得細(xì)致緊密;但陰極上的電流密度不宜過(guò)大或超過(guò)允許的上限值(不同的真空電鍍?nèi)芤涸诓煌墓に嚄l件下有不同的陰極電流密度上限值)。超過(guò)允許的上限值后,由于陰極附近金屬離子嚴(yán)重缺乏,形狀如樹枝的金屬涂層會(huì)在陰極的尖端和凸出處產(chǎn)生,或者形狀如海綿的疏松涂層會(huì)在整個(gè)陰極表面產(chǎn)生。在生產(chǎn)過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)遇到零件尖角和邊緣的燒焦現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)會(huì)形成樹枝狀晶體涂層。
2.當(dāng)真空電鍍溶液溫度在其他條件下保持不變時(shí),提高溶液溫度通常會(huì)加速陰極反應(yīng)速度和離子擴(kuò)散速度,降低陰極極化效果,從而使涂層晶體變厚。但不能認(rèn)為提高溶液溫度是不利的。如果與其他工藝條件適當(dāng)配合,提高溶液溫度也會(huì)取得良好的效果。例如,提高溫度可以提高允許陰極電流密度的上限。陰極電流密度的增加將增加陰極化,以彌補(bǔ)加熱的不足,不僅不會(huì)使涂層晶體變厚,而且會(huì)加速沉積速度,提高生產(chǎn)效率。此外,它還可以提高溶液的導(dǎo)電性,促進(jìn)陽(yáng)極溶解,提高陰極電流效率(鉻除外),減少針孔,降低涂層中的應(yīng)力。
3.攪拌會(huì)加速溶液的對(duì)流,及時(shí)補(bǔ)充和減少陰極附近消耗的金屬離子的濃差極化。因此,在其他條件相同的情況下,攪拌會(huì)使涂層結(jié)晶變粗。但攪拌后,可以提高允許的陰極電流密度上限,從而克服因攪拌降低陰極化而產(chǎn)生的結(jié)晶變粗現(xiàn)象。攪拌可以在較高的電流密度和較高的電流效率下得到緊密細(xì)致的涂層。對(duì)于一些光亮鍍液,如光亮硫酸鹽鍍銅和光亮鍍鎳,攪拌還可以提高涂層的平整度。在某些情況下,條紋或橘皮涂層也可以消除。攪拌真空電鍍液必須定期或連續(xù)過(guò)濾,以去除溶液中的各種固體雜質(zhì)和渣滓,否則會(huì)降低涂層的結(jié)合力,使涂層粗糙、疏松、多孔。
4.電源真空電鍍生產(chǎn)中常用的電源包括整流器和DC發(fā)電機(jī)。根據(jù)交流電源的相數(shù)和整流電路的不同,可以獲得不同的電流波形。如單相半波、單相全波、三相半波、三相全波等。實(shí)踐證明,電流波形影響涂層的結(jié)晶組織、亮度、分散能力和覆蓋能力、合金成分和添加劑消耗,因此應(yīng)注意電流波形的選擇。目前,除一般DC外,還可根據(jù)實(shí)際需要采用周期性換向電流和脈沖電流。
周期性換向電流是直流電流方向的周期性變化,即在真空電鍍過(guò)程中,直流電流的方向是正的,然后是反的。正電流是以鍍件為陰極,反電流是以鍍件為陽(yáng)極。正真空電鍍時(shí)間和反真空電鍍時(shí)間的總和是周期時(shí)間(TK+TA=T)。實(shí)踐證明,將周期性換向電流應(yīng)用于氰化物鍍銅和氰化物鍍銀,獲得的涂層捏合比一般直流電獲得的涂層要好得多。這是因?yàn)樵诜凑婵针婂冞^(guò)程中,可以去除真空電鍍過(guò)程中產(chǎn)生的劣質(zhì)涂層,減少或消除涂層上的粗糙度和毛刺;同時(shí),還可以使涂層的尖端和邊緣涂層厚度較厚,退鍍時(shí)可以去除更多的涂層,使涂層厚度均勻,平整度好。
應(yīng)用周期換向真空電鍍時(shí),最好先對(duì)零件進(jìn)行陰極真空電鍍,防止鍍件在沒(méi)有涂層的情況下作為陽(yáng)極,造成基體金屬腐蝕,污染鍍液。
脈沖電流是單向(陰極)電流被一系列開(kāi)路(無(wú)電流通過(guò))周期性中斷的電流。與換向電流不同的是,鍍件不是陽(yáng)極,而是間歇停止供電。由于間歇中斷電流,陰極電位隨時(shí)間周期變化。其波形包括方波、正弦波、三角波和鋸齒波。實(shí)驗(yàn)證明,脈沖電流可以提高鍍金層的硬度和導(dǎo)電性,使金層在高溫下不易變色,并具有鍍厚鍍層的能力;在焦磷酸鹽銅錫合金中,脈沖電流的使用可以提高鍍層中錫的百分比含量;在某些情況下,脈沖電流的使用也可以減少氫的沉淀,提高陰極電流的效率,從而減少針孔、條紋和氫脆性。
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