1、1提高镀银件厚度均匀性工艺研究摘要：针对压气缸类件镀银厚度不均匀情况，设计制作 360无动力自旋阴极装置，使工件各部位的厚度偏差控制在10%以内，解决厚度不均带来的工件质量问题，有效提高了工件的合格率，降低了产品的成本。 关键词：阴板装置；转速；金属沉积；镀层均匀 中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2015）18022502 0 引言 镀银技术是高压开关设备核心技术之一，镀银层质量的优劣直接影响到高压开关产品性能和使用寿命。在高压电器产品中核心导电部位均采用镀银工艺，以减少连接部位接触电阻。因其对电气性能要求高，又与绝缘材料直接接触，所以必须采用局部镀银工艺才能满足
2、这一性能要求。 本文针对电镀过程中出现厚度不均匀的瓶颈问题，展开一系列工艺技术研究。通过对 360无动力自旋阴极技术的攻克，提高镀层沉积速度及分散性，以确保镀层厚度的均匀性，从而提高工件的镀层质量，降低了产品生产成本。 1 技术研究方案 2360无动力自旋阴极装置（简称阴极装置）研制。 压气缸类件是公司产品核心导电工件，在镀银加工过程中，采用常规遮蔽技术和传统的静止挂镀的方式进行局部镀银，由于工件外圆尺寸一般为 150180 范围，要求镀银 50m，受限于槽体结构和静置挂镀的工艺方法，溶液流动不畅通，工件不同部位镀层厚度差异率大，偏差约为 50%300%，为了满足最小部位镀层厚度，只有延长电镀
3、时间，这样不但生产效率低，银料消耗大，而且镀层质量也得不到保证。 （1）阴极装置设计思路。 根据压气缸类工件结构特点，设计制作 360无动力自动旋转阴极装置，依靠槽体内溶液的流动力带动工装下端扇页的旋转，使得工装的主体旋转。为了能使旋转连续，并尽最大可能地减少转动阻力，在挂具上端引进轴承结构。从而达到不借助外力情况下溶液能够带动工部件旋转，金属离子在工件表面沉积机会均衡，镀银层表外溶液环境流动活跃，增大电流密度范围，节约电镀时间并得到厚度均匀的镀层。 （2）阴极装置结构设计。 该阴极装置设计包括：轴套挂具头、上挂主杆、旋转扇页三部分。旋转的主体采用圆锥滚子轴承，不锈钢轴承套通过挂钩与极杠相连，
4、轴承杆与挂具主体相连，最下端是三片式旋转扇页与主杆下端相连（图 1所示） 。引入轴承结构的挂具头，采用圆锥滚子轴承能够使挂具在承受工部件重量挤压的同时转动自如。工件工装主杆部分以压气缸等圆筒形工件为基准设计，操作简单。上端和下端均可拆卸，方便根据工件结构不同更换挂具类型。扇页部分采用三片式，既不能太大又不能过小，使各3方向受力均衡。 （3）阴极装置稳固性设计。 阴极装置工装挂钩部分与极杠接触不稳定，尤其是旋转工装下部有溶液冲击重心会产生偏移，给轴承的转动带来阻力。经过对极杠和挂具设计制作，不断改进与创新，最终确定在工装挂具钩端部设计特定的紧固螺钉，改进后的结构简单方便，解决了问题又节省胶带和铝
5、丝的消耗，具有广泛的推广应用空间。 （4）槽体管道的设计。 槽体过滤机管路排布方式所产生的流体冲击力不能够使扇页转动，存在距离上的偏差，出液管口直冲槽壁浪费了较大动力。因为需要对槽体底部的管理排布进行改造。将长的出液管截断并向槽体中部移动，从过滤机出来的溶液能够直接吹在扇页上，使之转动（图 2 所示） 。 经过对槽体管路的改进再一次入槽试验已经基本成功，同一槽体内的三个带件挂具均能自由旋转，分别能够达到 30-40 秒/周至 4 分钟/周的转动速度，远离出液口一侧的挂具转动最缓慢，能够达到均衡镀层厚度的要求。 （5）圆锥滚子轴承的设计。 试验过程发现轴承底与平底的轴承套底部产生摩擦阻力，影响其
6、转动，在溶液吹到远距离的挂具上时所产生转动力比较小，在这种摩擦阻力下就转动得更加缓慢。圆锥滚子轴承的结构特点在轴套底部增加台阶结构，使轴承的转动部分不再与轴套底部摩擦，转动更加灵活（图 3 所示） 。 42 生产实施效果 带电试验是验证成功的最后一步，采用对比参照的方法。选择同一工部件，同一槽体内，悬挂相同的电镀面积（3 件总电镀面积 60dm2） ，给电流 30A，电流密度为 0.5A/dm2。采用老式的挂具镀达到最 60%-200%的厚度范围需要电镀时间为 3.5 至 4 小时，采用 360无动力自旋阴极装置应用于生产中，其电镀时间只需要 2 小时，即可达到工件的厚度要求（如图 4 所示）
7、 。 同时在镀银完工的压气缸上分别取上、中、下、前、后、左、右（每个部分取三个点） ，测定其厚度变化，厚度偏移从 64%-140%，缩小至96%-112%（如图 5 所示） 。 从上可看出，360无动力自动旋转阴极装置能够不借助任何外力和辅助，通过依靠溶液过滤循环产生的流动力带动自身连续旋转，达到不低于 1min/rad 的转速。使得工件表面金属沉积均匀，克服了因工件结构产生的厚度差异，并可以给出更大的电流密度，节约电镀时间，从而有效控制银料消耗。 3 研究总结 本文针对高压电器产品关键工部件压气缸类镀银质量问题，通过对360无动力自旋技术的攻克，使工件各部位的厚度偏差控制在10%以内，解决厚度不均带来的工件质量问题。打破传统工艺模式，提高关键工部件的导电性能、镀层沉积速度及分散性，确保了镀层厚度的均匀性，经生产使用验证，该项技术结构新颖、性能稳定，操作便利，有效提高关键工部件的导电性能、镀层沉积速度及分散性，确保了镀层厚度的均5匀性，在产品性能和质量品质上达到了国内水平，进而提升了公司的核心竞争力和品牌影响力。
