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釹鐵硼零件滾鍍

   日期:2014-11-11     瀏覽:3154    評(píng)論:0    
 一、概述

釹鐵硼是磁性材料大家族中的一個(gè)()成員。磁性材料從應(yīng)用功能上可分為軟磁材料、永磁材料、磁記錄-矩磁材料、旋磁材料等多種,統(tǒng)稱為磁功能材料。其中永磁材料指磁化后不易退磁而能長(zhǎng)期保留磁性的一種磁性材料,也稱硬磁材料或恒磁材料。永磁材料有鋁鎳鈷系、鐵氧體系和稀土永磁材料等多種。其中稀土永磁材料指由稀土元素釤、釹、鈰、鐠等與過(guò)渡元素鐵、鈷等組成的合金,其磁性能大大超過(guò)鋁鎳鈷系及鐵氧體系,故在現(xiàn)代電子通訊技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。稀土永磁材料的發(fā)展到目前為止經(jīng)歷了三代,第一、二代為釤鈷系,雖然磁性能較好,但因含儲(chǔ)量稀少的釤和稀缺、昂貴的戰(zhàn)略金屬鈷使其發(fā)展受到限制。第三代即釹鐵硼,最早于1983年誕生于日本住友特殊金屬公司,其磁能積是鋁鎳鈷系的56倍、鐵氧體系的約10倍、釤鈷系的約2,是目前為止磁性最強(qiáng)的永磁材料,號(hào)稱“永磁王”。并且,釹鐵硼(相對(duì)于釤鈷系)價(jià)格低廉、資源儲(chǔ)備豐富,因此一經(jīng)問(wèn)世即得到快速的發(fā)展,目前已廣泛用作電子信息、汽車制造、通用機(jī)械、石油化工及尖端技術(shù)等行業(yè)不可缺少的磁功能材料,是二十一世紀(jì)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。

但與其它永磁材料(如鐵氧體)相比,釹鐵硼極易受到腐蝕。因?yàn)椋?span lang="EN-US">(1)材料中含約1/3化學(xué)活性極強(qiáng)的釹(標(biāo)準(zhǔn)電位-2.431V),(尤其在暖濕和高溫環(huán)境中)表面極易氧化,產(chǎn)生晶界腐蝕;(2)材料中的富釹相、富硼相與主相Nd2Fe14B形成原電池,從而使腐蝕加速。所以,釹鐵硼產(chǎn)品在使用前必須進(jìn)行嚴(yán)格的防腐處理,否則材料腐蝕后磁性能大大下降,將直接影響整機(jī)的使用性能和壽命。

電鍍作為一種成熟的金屬表面處理手段,在釹鐵硼磁體防腐領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。釹鐵硼磁體根據(jù)制作方法不同分為燒結(jié)型和粘結(jié)型兩種。釹鐵硼電鍍一般用于燒結(jié)型而非粘結(jié)型,因?yàn)檎辰Y(jié)型釹鐵硼在制作過(guò)程中粘結(jié)劑溶劑的揮發(fā)易形成孔洞,孔洞和粘結(jié)劑不能構(gòu)成導(dǎo)電回路,從而難以使金屬在零件表面進(jìn)行電化學(xué)沉積。釹鐵硼產(chǎn)品有圓片、圓環(huán)、圓柱、圓管、扇形、方片、方塊、瓦片等多種形狀,但多為小零件,故廣泛采用滾鍍。并且,即使稍大點(diǎn)兒的零件(如方塊、瓦片等)經(jīng)過(guò)工藝或設(shè)備改進(jìn),目前也很多采用滾鍍。但釹鐵硼零件滾鍍可謂困難重重,遠(yuǎn)非普通鋼鐵小零件所能比,這主要是由于釹鐵硼材料的特殊性所造成的。

(1) 釹的化學(xué)活性極強(qiáng),釹鐵硼零件甚至與水接觸都會(huì)產(chǎn)生氫氣而腐蝕,這種特性:①影響鍍前處理時(shí)用酸、用堿均不宜太強(qiáng),且忌用鹽酸;②預(yù)鍍(或直接鍍)時(shí)若選擇簡(jiǎn)單鹽鍍液類型,極易造成零件氧化而影響鍍層與基體的結(jié)合力,且零件受到腐蝕并將鍍液污染;③難以選擇大尺寸的滾筒,否則混合周期的影響較大,零件氧化嚴(yán)重。

(2) 釹鐵硼產(chǎn)品為磁功能材料,任何表面涂覆都可能對(duì)其磁性能產(chǎn)生影響,所以如何協(xié)調(diào)鍍層的種類、組合及厚度等與產(chǎn)品磁性能的關(guān)系,是釹鐵硼電鍍的一大難點(diǎn)。

(3) 釹鐵硼表面疏松多孔、粗糙不平,這不僅給鍍前處理帶來(lái)較大負(fù)擔(dān),更主要的是預(yù)鍍(或直接鍍)工藝的選擇受到較大限制,即無(wú)法選擇鍍層結(jié)合力好、耐蝕性好但電流效率低的絡(luò)合物鍍液(如堿銅、檸檬酸鍍鎳、堿鋅等)。

(4) 釹鐵硼材質(zhì)脆性大,極易受到磕碰而損壞,這不僅增加工人操作上的困難,更主要的是難以選擇大尺寸的滾筒,從而影響勞動(dòng)生產(chǎn)效率的提高。

二、鍍前處理

釹鐵硼的鍍前處理雖然也是通過(guò)一系列處理步驟獲得平整、光滑、無(wú)油污、無(wú)銹蝕的基體金屬表面,但不像處理普通鋼件一樣簡(jiǎn)單,而有其自身的特殊性,且其特殊性主要受釹鐵硼表面物理化學(xué)性質(zhì)的影響。

1.烘烤除油

釹鐵硼表面多孔,極易藏污納垢,用常規(guī)方法難以將孔內(nèi)的油污除凈,從而給鍍層質(zhì)量帶來(lái)隱患。采用高溫烘烤除油(200ºC恒溫1h),可使孔內(nèi)的油脂碳化成灰燼而除去。

2.封孔

即對(duì)零件表面的孔隙進(jìn)行封閉處理,以使其后各道工序的處理液(如除油液、酸洗液、鍍液等)不滲入孔內(nèi),從而避免鍍后鍍層的內(nèi)部腐蝕,保證了質(zhì)量。封孔可采用浸硬脂酸鋅法:將硬脂酸鋅加熱至130140℃熔化,將零件浸漬約20min,取出在600℃下干燥30min,或室溫放置2h以上,使其固化。

3.倒角

即滾光。釹鐵硼表面粗糙不平,若不做光整處理,電鍍時(shí)可能因?qū)嶋H電流密度遠(yuǎn)小于表觀電流密度使鍍層沉積變得困難。滾光可使零件表面平整、光滑,從而利于鍍層快速、均勻、連續(xù)地沉積。但與普通鋼件滾光不同的是,釹鐵硼脆性大,絕對(duì)不能采用大尺寸(尤其直徑大)滾光滾筒,否則零件可能被滾成碎片。

一般,釹鐵硼滾光采用臥式行星滾光機(jī)或振動(dòng)光飾機(jī)。臥式行星滾光機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)體的圓周上等距離安裝四個(gè)小型六角滾筒,每個(gè)滾筒容積78L。四個(gè)滾筒一方面隨轉(zhuǎn)動(dòng)體公轉(zhuǎn),一方面繞各自軸心按相反方向自轉(zhuǎn)。滾筒的行星運(yùn)動(dòng)使筒內(nèi)零件始終保持在筒壁外周一側(cè),此時(shí)磨料與零件產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),并對(duì)零件表面進(jìn)行細(xì)微切削、擠壓,從而在不損傷零件的情況下達(dá)到光整目的。振動(dòng)光飾機(jī)的軸向?yàn)榇怪狈较?,則零件運(yùn)行為水平(或螺旋)方向,因此零件間磕碰程度較輕,不會(huì)像臥式滾筒那樣對(duì)零件產(chǎn)生較大損傷。振動(dòng)光飾機(jī)一般用于釹鐵硼大尺寸產(chǎn)品的光整處理,可避免磕角、磕邊等現(xiàn)象。

滾光使用的磨料種類、磨料與零件比例、滾筒轉(zhuǎn)速、處理時(shí)間及是否使用除油劑等,應(yīng)根據(jù)零件具體規(guī)格、公差要求、表面油污狀況等進(jìn)行合理選擇,這一般需要在長(zhǎng)期實(shí)踐中根據(jù)不同情況總結(jié)出不同的經(jīng)驗(yàn),非幾句話能說(shuō)得清楚。

4.除油、酸洗

釹鐵硼材料的化學(xué)活性較強(qiáng),強(qiáng)酸或強(qiáng)堿均會(huì)對(duì)其造成腐蝕,所以不管除油液還是酸洗液,酸堿性均不宜太強(qiáng)。釹鐵硼除油或酸洗配方很多,但大同小異,現(xiàn)推薦兩種溶液配方如下。

(1) 除油:磷酸三鈉70g/L,碳酸鈉50g/L,氫氧化鈉5g/LOP-10乳化劑0.5g/L,檸檬酸3040g/L,溫度65℃。配方中檸檬酸對(duì)釹具有一定的絡(luò)合作用,可防止釹的氧化。

(2) 酸洗:硝酸3040mL/L,硫脲0.5g/L,PH(用氨水調(diào))45,溫度室溫。配方中硫脲起緩蝕作用,用氨水調(diào)PH值是因?yàn)榘彼畬?duì)釹具有一定的絡(luò)合作用,可防止釹的氧化。但禁用鹽酸,因鹽酸中的氯與釹反應(yīng)較強(qiáng),對(duì)基體造成腐蝕。酸洗至零件表面呈均勻、細(xì)致、有光澤的銀白色為宜。

5.活化

為進(jìn)一步提高鍍層結(jié)合力,經(jīng)酸洗的釹鐵硼零件電鍍前應(yīng)增加活化處理,使零件表面處于活化狀態(tài)更容易鍍覆。推薦的活化工藝:磺基水楊酸2025g/L,氟化氫銨1015g/L,溫度室溫。

6.超聲波處理

對(duì)釹鐵硼來(lái)講,以上鍍前處理步驟本必不可少,但烘烤除油時(shí)間長(zhǎng)、效率低、使用的設(shè)備數(shù)量多,封孔處理在實(shí)踐時(shí)發(fā)現(xiàn)不像實(shí)驗(yàn)室所做的效果明顯,所以實(shí)際生產(chǎn)中未必會(huì)采用此兩步驟。不過(guò),這還緣于另外一個(gè)原因,即利用超聲波的空化作用完全可徹底清除釹鐵硼微孔中的油污、酸堿等物質(zhì),且超聲波清洗技術(shù)成熟,設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作。所以,釹鐵硼鍍前處理多根據(jù)情況少量或大量采用超聲波處理技術(shù)。

    推薦的釹鐵硼超聲波鍍前處理工藝流程:超聲除油(此步驟于滾光后)→流動(dòng)水→超聲水洗→酸洗→流動(dòng)水→超聲水洗→活化→流動(dòng)水→超聲水洗→電鍍。實(shí)際生產(chǎn)中,有條件的話,可按工藝流程做成小型鍍前處理生產(chǎn)線。所謂小型,主要指處理用的滾筒要小,以免大滾筒翻滾強(qiáng)烈使零件受到損傷。滾筒轉(zhuǎn)速也不能太快(依滾筒尺寸和零件定)。材質(zhì)不能采用塑料(塑料吸能會(huì)弱化超聲作用),可采用不銹鋼網(wǎng)。不設(shè)陰極導(dǎo)電??墒止げ僮?span lang="EN-US">,也可采用手推或懸壁行車操作。

但實(shí)際操作中,往往不是采用專用鍍前處理滾筒,而是采用塑料網(wǎng)盛少許零件進(jìn)行人工晃動(dòng)清洗,完成以上各步驟后裝入電鍍滾筒。這樣,工人勞動(dòng)強(qiáng)度雖稍大,但因盲孔內(nèi)易產(chǎn)生空化效應(yīng),利于零件微孔及表面油污、贓物等徹底清洗。這種操作方式在釹鐵硼鍍前處理中效果較好。另外,實(shí)際生產(chǎn)中雖應(yīng)按工藝流程進(jìn)行處理,但未必按工藝流程配備多臺(tái)超聲波清洗機(jī)、多只水洗槽等。實(shí)際情況是,除超聲除油槽及酸洗槽、活化槽外,可能只需一臺(tái)超聲波水洗機(jī)。其盛水部分較淺(只有幾公分),流動(dòng)水設(shè)計(jì),有進(jìn)水口和溢水口,工作時(shí)控制進(jìn)水速度,可實(shí)現(xiàn)槽內(nèi)清洗水的快速更新,幾乎時(shí)刻保持槽內(nèi)水的潔凈。因此,一臺(tái)超聲波水洗機(jī)可擔(dān)負(fù)工藝流程中所有水洗的任務(wù),從而節(jié)省了設(shè)備和場(chǎng)地。

三、化學(xué)浸鍍

釹鐵硼中化學(xué)活性極強(qiáng)的釹,給其電鍍帶來(lái)很大麻煩。這不僅表現(xiàn)在鍍前處理的用酸、用堿時(shí)受到較大限制,更主要表現(xiàn)在極易造成零件氧化,從而使鍍層與基體的結(jié)合力難以保證。因此,要求零件在活化后應(yīng)盡快上鍍,以阻止其氧化進(jìn)程,上鍍?cè)娇煅趸潭染驮捷p,鍍層與基體的結(jié)合力就越好。所以,釹鐵硼電鍍講究:(1)工序間不間斷操作,至少活化與電鍍工序間操作速度要快;(2)滾筒尺寸要小,這樣可減小混合周期的影響,盡快上鍍;(3)使用沖擊電流促其盡快上鍍,等等。但盡管如此,采用電鍍方法:(1)零件表面需達(dá)到一定電流才能上鍍,這就需要時(shí)間,零件低區(qū)時(shí)間更長(zhǎng);(2)即使再小的滾筒也無(wú)法完全避免混合周期的影響,況且滾筒太小對(duì)批量生產(chǎn)沒(méi)有意義;(3)采用單鹽鍍液預(yù)鍍(或直接鍍)極易使零件氧化或受到腐蝕。所以,釹鐵硼采用電鍍方法預(yù)鍍(或直接鍍),總難以做到鍍層結(jié)合力良好。

化學(xué)浸鍍不失為解決釹鐵硼鍍層結(jié)合力不良的好辦法?;瘜W(xué)浸鍍采用化學(xué)反應(yīng)的方法使零件表面沉積鍍層,無(wú)需電流及幾乎不存在混合周期的影響,只要零件與溶液接觸即刻便會(huì)上鍍,其速度遠(yuǎn)非電鍍所能比,從而減緩了施鍍過(guò)程中零件的氧化進(jìn)程。化學(xué)浸鍍后再進(jìn)行電鍍,則不易出現(xiàn)鍍層結(jié)合力不良問(wèn)題。推薦的化學(xué)浸鍍配方。

(1) 浸鋅:硫酸鋅30g/L,焦磷酸鉀105g/L,碳酸鈉7g/L,氟化鈉5g/L,溫度85,時(shí)間30s,可用于釹鐵硼鍍鋅前的浸鍍。

(2) 浸鎳:醋酸鎳70g/L,硼酸65g/L,氫氟酸170mL/L,溫度室溫,時(shí)間30s,可用于釹鐵硼鍍鎳前的浸鍍。

但化學(xué)浸鍍?cè)趯?shí)際生產(chǎn)時(shí)遠(yuǎn)不像在實(shí)驗(yàn)室中那么簡(jiǎn)單,雖然曾有某釹鐵硼廠因鍍層結(jié)合力不良被大批退貨,損失慘重,后采用化學(xué)浸鍍使問(wèn)題得到解決。但畢竟這種方法溶液變化較快、不能長(zhǎng)期使用、不如電鍍更易操控等,因此不易被一線操作人員所接受。不過(guò),某釹鐵硼電鍍技術(shù)人員曾這樣說(shuō):“我把化學(xué)浸鍍當(dāng)作‘殺手锏’,一般不用,遇到厲害的角色(即鍍層質(zhì)量要求較高)時(shí)再用”。至少目前,這不失為一個(gè)好主意。但若化學(xué)浸鍍能像鍍鋅、鍍鎳那樣成熟、穩(wěn)定、易操控,釹鐵硼電鍍長(zhǎng)期以來(lái)存在的老大難——鍍層結(jié)合力不良問(wèn)題,不就可以得到有效解決了嗎?這需要專業(yè)人士做進(jìn)一步研究。

四、滾鍍鋅

釹鐵硼鍍鋅層的耐蝕性較差。因?yàn)殁S的電位比鋅負(fù)得多,且在材料中所占比例較大,釹鐵硼鍍鋅不能像鋼件鍍鋅一樣對(duì)基體起到非常明顯的陽(yáng)極保護(hù)作用,則鋅對(duì)釹鐵硼來(lái)講簡(jiǎn)直就是陰極性鍍層,幾乎要靠低孔隙率來(lái)保證其耐蝕性。并且,釹鐵硼采用的酸性鍍鋅工藝,鍍層致密度又較低,則孔隙率較大,因此不能對(duì)基體起到有效的保護(hù)作用。試驗(yàn)結(jié)果表明,同等情況下釹鐵硼鍍鋅層的耐蝕性不如鍍鎳層,而普通鋼件則相反。另外,鋅鍍層(相對(duì)于鎳、鉻等鍍層)不能長(zhǎng)久保持漂亮的外觀,這使其裝飾性作用也會(huì)大打折扣。

既是防護(hù)-裝飾性鍍層,防護(hù)性不佳,裝飾性也不佳,所以釹鐵硼鍍鋅一般只用在檔次不高的產(chǎn)品上以降低成本。因?yàn)殄冧\成本低,工藝成熟、易操控,釹鐵硼也分三六九等,在一些檔次不高且使用環(huán)境不太差的產(chǎn)品上采用鍍鋅還是合適的。采用載重量5kg(實(shí)際可能遠(yuǎn)超5kg)的滾筒,氯化鉀滾鍍鋅,一般滾鍍約1.5h,鍍層厚度約8µm,籃白鈍基本可滿足24h中性鹽霧試驗(yàn)要求。彩鈍會(huì)更好些。若要求再高,則只有增加鍍層厚度,因?yàn)殄儗釉胶窨紫堵试降停瑢?duì)基體的保護(hù)作用就越好。但不宜增加防銹劑之類的有機(jī)涂層,因?yàn)檫@樣可能在零件充磁時(shí)造成影響。

但若不完全從成本角度考慮,可通過(guò)以下途徑來(lái)提高釹鐵硼鍍鋅層的耐蝕性。

(1)    采用堿性鍍鋅層

因?yàn)殁S鐵硼鍍鋅層幾乎靠低孔隙率保證其耐蝕性,堿性鍍鋅屬絡(luò)合物類型,鍍層致密度比酸性鍍鋅高(則孔隙率低),所以若作為陰極性鍍層,耐蝕性自然比酸性鍍鋅好。并且,堿性鍍鋅層鈍化膜(不管籃白還是彩鈍)的抗變色能力優(yōu)于酸性鍍鋅,這會(huì)進(jìn)一步提高其耐蝕性。所以,釹鐵硼若采用堿性鍍鋅,在鍍層厚度相同時(shí)耐蝕性會(huì)比酸性鍍鋅好。

堿性鍍鋅可采用鋅酸鹽鍍鋅(氰化鍍鋅劇毒),該工藝也非常成熟,盡管電流效率有點(diǎn)低,但對(duì)釹鐵硼采用小滾筒電鍍影響不太明顯。只是因電流效率低,不能直接在釹鐵硼基體上施鍍。因?yàn)殁S鐵硼表面多孔,電流效率低會(huì)造成陰極大量析氫,只能得到疏松、海綿狀的鍍層。采用浸鋅或酸性鍍鋅預(yù)鍍可解決此問(wèn)題。

(2)    采用鋅合金鍍層 

鋅合金鍍層比純鋅層耐蝕性好得多,常用的鋅合金鍍層有鋅鐵合金、鋅鎳合金等,其中以鋅鎳合金耐蝕性最好。目前,雖未見有釹鐵硼滾鍍鋅鎳合金應(yīng)用的報(bào)道(據(jù)說(shuō)安美特的酸性滾鍍鋅鎳合金已用于某釹鐵硼廠小批量生產(chǎn)),但在改善釹鐵硼鍍鋅防腐的途徑中,鋅鎳合金是最被看好的。雖然鋅鎳合金對(duì)釹鐵硼的陽(yáng)極保護(hù)作用也不明顯,但含鎳10%15%的鋅鎳合金為穩(wěn)定的γ相單相組織,該合金相在大氣環(huán)境中具有極強(qiáng)的鈍化能力,表面易生成一層極薄的、致密的NiO鈍化膜,且膜層破裂后會(huì)迅速修復(fù)。所以,鋅鎳合金鍍層具有極佳的耐蝕性,最高可比純鋅層提高約10倍。但釹鐵硼若鍍鋅鎳合金,酸性鋅鎳合金滾鍍難度大不易成功,堿性鋅鎳合金不能直接在釹鐵硼基體上施鍍,應(yīng)浸鋅或酸性鍍鋅預(yù)鍍,且不易獲得高含鎳量(10%15%)的鍍層,則耐蝕性不像期望的那么高。

釹鐵硼采用堿性鍍鋅或鋅鎳合金鍍層,耐蝕性比酸性鍍鋅層有不同程度的提高。但堿性鍍鋅需預(yù)鍍,堿性鋅鎳合金不僅需預(yù)鍍且滾鍍難度也相對(duì)較大,均不如酸性鍍鋅簡(jiǎn)單、方便、用起來(lái)得心應(yīng)手。所以,這兩種工藝若替代酸性鍍鋅用在檔次不高的釹鐵硼產(chǎn)品上,恐怕不易被多數(shù)人所接受,這可能就是釹鐵硼鍍鋅多年來(lái)一直是酸性鍍鋅獨(dú)大的原因吧!

五、滾鍍鎳

1.滾鍍單層鎳

釹鐵硼鍍單層鎳一般采用滾鍍亮鎳工藝,與普通鋼件滾鍍亮鎳相比:(1)對(duì)原輔材料尤其添加劑的性能和質(zhì)量要求更高;(2)對(duì)設(shè)備的可行性和可靠性要求更高;(3)要求工序間不間斷操作(至少活化與電鍍間操作速度要快),且入槽后采用大電流沖擊以使零件盡快上鍍,否則零件氧化程度大,影響鍍層結(jié)合力。其實(shí),這幾點(diǎn)也是釹鐵硼電鍍通用的要求,如鍍鋅、預(yù)鍍鎳等也是如此。

釹鐵硼鍍單層鎳的最大問(wèn)題是,鍍層需要很厚,否則因孔隙率較大不能對(duì)基體起到較好的保護(hù)作用。然而,因鎳是磁性金屬,鍍層太厚又會(huì)對(duì)磁體的磁性能產(chǎn)生較大影響(主要是磁屏蔽)。這是一個(gè)兩難的、矛盾的選擇。所以,釹鐵硼鍍單層鎳非理想之選。

2.滾鍍雙層鎳

釹鐵硼選擇鍍雙層鎳的理由是,雙層鎳的“橫向腐蝕作用”可使鍍層減薄但耐蝕性反倒提高,這對(duì)釹鐵硼無(wú)疑有著積極的意義,既提高防腐性又(因鍍層減薄)減輕了對(duì)磁性能的影響。但普通鋼件鍍雙層鎳可達(dá)到鍍層薄但防腐性好的目的,釹鐵硼鍍雙層鎳則有人持懷疑態(tài)度。認(rèn)為雙層鎳鍍層減薄后孔隙率會(huì)有所增加(雙層鎳只是在相同厚度時(shí)比單層鎳孔隙率低),則腐蝕從孔隙處直達(dá)基體,此時(shí)因材料中含相當(dāng)數(shù)量化學(xué)活性極強(qiáng)的釹,雙層鎳的“橫向腐蝕作用”也無(wú)濟(jì)于事。釹鐵硼電鍍無(wú)論什么鍍層,其防腐主要靠低孔隙率,所謂的犧牲陽(yáng)極性作用(如鋅、雙層鎳等)意義不大。釹鐵硼鍍雙層鎳比單層鎳防腐性提高,只能是在鍍層沒(méi)減薄或減薄很少的情況下,鍍層不減薄則對(duì)釹鐵硼鍍雙層鎳起碼失去了一半的意義。

其實(shí),釹鐵硼鍍雙層鎳難以在生產(chǎn)中推廣開,還因?yàn)榘肓伶嚺c亮鎳溶液的交叉污染問(wèn)題。一般滾鍍雙層鎳,鍍完半亮鎳后不換滾筒直接入亮鎳槽滾鍍亮鎳。但直齒傳動(dòng)的滾筒不知不覺(jué)中在下一輪將亮鎳液的硫漸漸帶入半亮鎳液將其污染(可參考第四章第二節(jié)三),從而縮小了兩層鎳間的電位差。相信不少?gòu)S家有過(guò)這樣的經(jīng)驗(yàn):剛開始兩層鎳間的電位差還可以達(dá)到要求,后來(lái)越來(lái)越小,最后可能就沒(méi)有電位差了。前幾年,新上釹鐵硼電鍍項(xiàng)目時(shí),多層鎳測(cè)厚儀幾乎是必上的設(shè)備,近幾年起碼新上時(shí)似乎不見該設(shè)備了。

3.滾鍍鎳--

普通鋼件的銅-鎳組合鍍層不失為釹鐵硼的理想之選。因?yàn)椋孩巽~的孔隙率比鎳低,以銅代替部分鎳(代替多少根據(jù)情況而定)可提高鍍層耐蝕性;②銅為非磁性金屬,對(duì)磁體的磁屏蔽小于鎳,可使磁體因鎳層磁屏蔽造成的磁性能損失減??;③可降低鍍層成本。但鋼件直接鍍銅,若不嫌氰化物劇毒尚可選擇氰化鍍銅,釹鐵硼直接鍍銅則即使不嫌氰化物劇毒也無(wú)法采用氰化鍍銅。因?yàn)榍杌冦~電流效率低,若直接在釹鐵硼基體上施鍍,其結(jié)果與堿性鍍鋅直接在釹鐵硼基體上施鍍是一樣的。釹鐵硼不能直接鍍銅,則采用銅-鎳組合鍍層必須預(yù)鍍,若選擇電鍍的方法預(yù)鍍則一般為預(yù)鍍鎳,此即構(gòu)成了釹鐵硼的鎳--鎳組合鍍層。

(1)    預(yù)鍍鎳 

常用的預(yù)鍍鎳工藝有檸檬酸鹽鍍鎳和鍍暗鎳。檸檬酸鍍鎳液呈中性或弱堿性,不會(huì)對(duì)釹鐵硼基體造成腐蝕,這是其用于釹鐵硼預(yù)鍍的一大優(yōu)點(diǎn)。但檸檬酸鍍鎳屬絡(luò)合物類型,低的電流效率會(huì)使其在釹鐵硼基體上施鍍時(shí)產(chǎn)生困難。有研究表明,釹鐵硼采用中性或弱堿性鍍鎳(未必是絡(luò)合物類型)預(yù)鍍,對(duì)基體腐蝕小,所得鍍層均勻、光亮、孔隙率低,且鍍層結(jié)合力、防腐性較好。果能如此,該工藝又能比較成熟的話,當(dāng)不失為理想的釹鐵硼預(yù)鍍鎳工藝,但未見這方面應(yīng)用的報(bào)道。

酸性鍍鎳液呈弱酸性,為簡(jiǎn)單鹽鍍液類型,若用于釹鐵硼預(yù)鍍,極易對(duì)零件造成腐蝕。尤其滾鍍因受混合周期的影響,零件難以像掛鍍一樣很快上鍍,則更容易受到腐蝕。但絡(luò)合物鍍液不能直接在釹鐵硼基體上施鍍,因此選擇酸性鍍鎳液預(yù)鍍是迫不得已。這樣的話,就要求選用的酸性鍍鎳工藝應(yīng)沉積速度較快,以盡量縮短零件表面上鍍時(shí)間,減輕零件受腐蝕程度。氨基磺酸鹽鍍鎳沉積速度快、鍍層應(yīng)力小、分散能力好,因此較適于釹鐵硼預(yù)鍍,且很早就有業(yè)內(nèi)人士提倡這種工藝。但氨基磺酸鹽鍍鎳成本較高,且鍍液穩(wěn)定性較硫酸鹽-低氯化物型鍍鎳工藝差,因此不易被釹鐵硼電鍍行業(yè)所接受。

早期,釹鐵硼預(yù)鍍鎳就是鍍暗鎳,這種工藝成熟、穩(wěn)定、易操控,鍍層沉積速度雖不如氨基磺酸鹽鍍鎳快,但單鹽鍍液電流效率高,滾筒入槽后使用大的沖擊電流,一般能夠獲得結(jié)合力良好的鍍層。另外,預(yù)鍍暗鎳還有一個(gè)重要原因是,暗鎳層純度高,不含任何可引起鍍層應(yīng)力的表面活性物質(zhì)或其它異于鎳的局外物質(zhì),這無(wú)疑利于提高鍍層結(jié)合力。所以,在釹鐵硼不能預(yù)鍍銅(來(lái)提高鍍層結(jié)合力)的情況下,預(yù)鍍暗鎳是理想選擇。該工藝在釹鐵硼電鍍使用多年,綜合效果一直較好。但近些年很多采用預(yù)鍍半亮鎳,此時(shí)半亮鎳并非作為雙層鎳的底層,而是因?yàn)榘肓伶嚤劝垫囋试S使用更大的電流密度,從而利于鍍層沉積速度加快。

例如,釹鐵硼零件采用載重量5kg的滾筒預(yù)鍍鎳,正常施鍍時(shí)電流為30A40A,而剛?cè)氩蹠r(shí)的沖擊電流可能達(dá)到70A,此時(shí)暗鎳顯然不如半亮鎳更容易承受如此大的電流。半亮鎳一般建議選用性能和質(zhì)量較好的商品工藝,以利于采用更高的電流密度上限。

釹鐵硼預(yù)鍍鎳是沒(méi)有辦法的辦法,如果可能的話直接鍍銅鍍層結(jié)合力會(huì)更好(銅與任何金屬或合金的結(jié)合力都很好)。據(jù)說(shuō)某()()資釹鐵硼廠即采用直接鍍銅然后鍍亮鎳的工藝,該廠的電鍍質(zhì)量在國(guó)內(nèi)是名列前茅的。但具體工藝情況并不為人知曉,操作人員只是按要求維護(hù)鍍液,并到期將鍍液報(bào)廢。國(guó)內(nèi)有人搞過(guò)或還在搞釹鐵硼直接鍍銅技術(shù),但目前尚未見到結(jié)果。該技術(shù)的難點(diǎn)在于:?jiǎn)嘻}鍍液無(wú)法解決置換銅問(wèn)題,行不通;絡(luò)合物鍍液電流效率低,直接在疏松多孔的釹鐵硼基體上施鍍無(wú)法獲得連續(xù)的、合格的銅鍍層,也行不通。所以,釹鐵硼直接鍍銅應(yīng)該采用一種絡(luò)合及活化能力較強(qiáng)且同時(shí)電流效率較高的鍍液,實(shí)非易事!

(2)    鍍銅- 

目前,釹鐵硼滾鍍加厚銅一般采用滾鍍焦銅工藝,該工藝成熟、穩(wěn)定,鍍液分散能力好且無(wú)氰,鍍層結(jié)晶細(xì)致、有一定光澤,容易獲得較厚的銅鍍層,是理想的釹鐵硼滾鍍加厚銅工藝。但生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),釹鐵硼滾鍍焦銅似乎不如普通鋼件滾鍍焦銅時(shí)溶液更穩(wěn)定,這應(yīng)是由于釹鐵硼基體逐漸受到焦銅溶液腐蝕(普通鋼件受腐蝕程度相對(duì)較輕),產(chǎn)物使溶液受到污染的緣故。將預(yù)鍍鎳層加厚會(huì)使問(wèn)題得到改善,因?yàn)楹竦念A(yù)鍍鎳層可保護(hù)釹鐵硼基體不受或少受后續(xù)焦銅溶液腐蝕,則焦銅溶液受到污染的幾率減小,穩(wěn)定性提高。但對(duì)于釹鐵硼管狀零件,其深孔內(nèi)預(yù)鍍鎳層較難加厚,則采用普通滾鍍焦銅工藝仍難以使問(wèn)題得到改善。所以,針對(duì)釹鐵硼的特殊性改良滾鍍焦銅工藝,使其溶液對(duì)釹鐵硼基體腐蝕減小,是解決釹鐵硼滾鍍焦銅時(shí)溶液穩(wěn)定性不佳的有效途徑。例如,“Nd焦銅”電鍍工藝采用強(qiáng)絡(luò)合劑體系,鍍液呈弱堿性,幾乎不會(huì)對(duì)釹鐵硼基體產(chǎn)生任何腐蝕,從而有效解決了釹鐵硼滾鍍普通焦銅時(shí)對(duì)預(yù)鍍鎳層要求較高的頑癥。

但釹鐵硼滾鍍加厚銅采用滾鍍酸銅卻極不合理(可參考第四章第三節(jié)),主要是因?yàn)樗徙~液酸性較強(qiáng)需要更厚的預(yù)鍍層,否則,①基體易受腐蝕;②酸銅液易受污染;③難以得到結(jié)合力好的銅鍍層。而釹鐵硼管狀零件深孔內(nèi)預(yù)鍍鎳層較難鍍厚,即使簡(jiǎn)單零件能鍍厚,預(yù)鍍鎳很厚,因酸銅亮度不佳或亮鎳作為面層不宜太薄等原因亮鎳也很厚,那么,加厚銅鍍多厚呢?即使普通鋼件也多不采用滾鍍酸銅加厚,釹鐵硼則更不宜采用。前些年,釹鐵硼滾鍍酸銅加厚(尤其在某一地區(qū))很盛行,可能是行業(yè)中一種從眾、跟風(fēng)心理使然,近幾年似乎不見蹤跡了。

釹鐵硼滾鍍亮鎳則無(wú)太大特殊之處,但要求盡量采用性能較好的滾鍍亮鎳工藝,以滿足釹鐵硼產(chǎn)品高品質(zhì)要求的特點(diǎn)。釹鐵硼滾鍍銅-鎳有幾點(diǎn)注意事項(xiàng):①銅鎳厚度比應(yīng)綜合鍍層防腐要求、銅鎳對(duì)磁體磁性能的影響等因素而定;②不能認(rèn)為預(yù)鍍鎳后避免了零件表面氧化,滾鍍銅、鎳時(shí)就可以采用大滾筒,釹鐵硼材質(zhì)脆性較大,磕角、磕邊等現(xiàn)象同樣可能發(fā)生在滾鍍銅、鎳時(shí);③滾鍍銅、鎳的滾筒(包括預(yù)鍍鎳)應(yīng)專用,即使生產(chǎn)線也宜每鍍完一個(gè)鍍種即更換滾筒,否則易造成鍍液交叉污染,不利于穩(wěn)定生產(chǎn)。

六、化學(xué)滾鍍鎳

就目前來(lái)講,釹鐵硼鍍鋅、鍍鎳所采用的工藝或工藝組合及鍍層質(zhì)量等基本比較穩(wěn)定,但鍍層中性鹽霧試驗(yàn)一般在72h以下,若要求再高,如96h以上,則只有增加鍍層厚度。而鍍層太厚,①對(duì)磁體磁性能影響加大;②施鍍時(shí)間加長(zhǎng),生產(chǎn)效率較低;③鍍層脆性增加。所以,靠增加鍍層厚度來(lái)提高防腐似乎不太明智,此時(shí)一般不再采用電鍍而主要采用化學(xué)鍍鎳來(lái)解決問(wèn)題。

化學(xué)鍍鎳層的孔隙率比相同厚度的電鍍鎳層低,既然釹鐵硼鍍層的防腐主要靠低孔隙率,則采用化學(xué)鍍鎳比電鍍鎳防腐性好(當(dāng)然防腐性好還由于其無(wú)定形結(jié)構(gòu)、鍍層均勻等原因)。所以,當(dāng)釹鐵硼鍍層防腐性要求較高(一般96h以上)時(shí),采用化學(xué)鍍鎳既可滿足鍍層防腐性要求,又可不用鍍得很厚,以免加大對(duì)磁體磁性能的影響。其實(shí),化學(xué)鍍鎳層對(duì)含磷量進(jìn)行控制(含磷量10%以上),可實(shí)現(xiàn)鍍層不導(dǎo)磁,此時(shí)對(duì)磁體磁性能的影響已經(jīng)很小,且鍍層的防腐性也最好。這樣,釹鐵硼化學(xué)鍍鎳可實(shí)現(xiàn)薄鍍層、低磁屏蔽和高防腐性等多重意義,以最大限度發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。另外,釹鐵硼化學(xué)鍍鎳還在以下諸多場(chǎng)合具有較大優(yōu)越性。

(1) 深孔或形狀復(fù)雜的產(chǎn)品,及某些細(xì)長(zhǎng)、扁平、弧度、溝槽等尺寸均勻度要求較高的產(chǎn)品,采用化學(xué)鍍鎳,其極佳的均鍍能力使電鍍鎳望塵莫及。

(2) 大面積、大尺寸產(chǎn)品,采用滾鍍難度大、問(wèn)題多(如零件粘貼、表面受損等),采用掛鍍或筐鍍?nèi)菀壮霈F(xiàn)“掛具印”或掛點(diǎn)位置鍍層有缺陷,且生產(chǎn)效率低。而采用化學(xué)鍍鎳時(shí)使用特殊的化學(xué)鍍滾筒(一種特制的網(wǎng)格式滾筒),可得到均勻、無(wú)缺陷的化學(xué)鎳層。

(3) 成品率要求較高的產(chǎn)品,如某類產(chǎn)品抽檢200片不允許1片不良,此時(shí)采用化學(xué)鍍鎳因不受電流因素的影響,比電鍍鎳更容易滿足要求。

(4) 超小尺寸產(chǎn)品,鍍層體積占產(chǎn)品總體積的比例(相比大尺寸產(chǎn)品)提高,則導(dǎo)磁的電鍍鎳層對(duì)磁體磁性能的影響相對(duì)增大(鍍前鍍后測(cè)試磁性能衰減15%以上)。而不導(dǎo)磁的化學(xué)鎳層則不存在此問(wèn)題。并且,此時(shí)因采用化學(xué)鍍鎳,小磁體甚至可采用磁能積更低一點(diǎn)的材料制作,從而使產(chǎn)品基體材料成本降低。

但目前釹鐵硼化學(xué)鍍使用的酸性化學(xué)鎳(酸性化學(xué)鎳鍍層比堿性孔隙率低)工藝,尚不能在釹鐵硼基體上直接施鍍。因?yàn)樵谒嵝曰瘜W(xué)鎳溶液中,活潑的釹會(huì)優(yōu)先溶解造成磁體失磁嚴(yán)重,并導(dǎo)致鍍層與基體結(jié)合力差。一般,釹鐵硼化學(xué)鍍鎳前多采用電鍍鎳打底,然后再在具有催化活性的底鎳表面進(jìn)行正常的化學(xué)鎳施鍍。比較可行的釹鐵硼整套化學(xué)鍍鎳工藝,其主要工藝過(guò)程如下。

(1) 預(yù)鍍鎳2µm。

(2) 電鍍銅4um(鍍銅后可在純水中放置不超過(guò)12h與實(shí)際生產(chǎn)更相適應(yīng))。

(3) Cu-cover型化學(xué)鍍鎳1µm(滾鍍510min)

(4) Niccol-001化學(xué)鍍鎳銅磷合金1015µm(滾鍍1.52h,鍍層含鎳83%85%3%4%10%13%)。

該工藝可獲得至少滿足96h中性鹽霧試驗(yàn)要求的釹鐵硼化學(xué)鍍鎳層。        

七、電鍍?cè)O(shè)備

釹鐵硼電鍍?cè)O(shè)備與普通電鍍?cè)O(shè)備無(wú)本質(zhì)區(qū)別,但因釹鐵硼特殊的表面物理化學(xué)性質(zhì),釹鐵硼電鍍?cè)O(shè)備又有自身的特殊性。以下從滾筒、生產(chǎn)線形式及電鍍電源等方面闡述其特殊性。

1.滾筒

釹鐵硼滾筒比普通零件滾筒講究要多,其主要表現(xiàn)在滾筒尺寸(或大小)、滾筒轉(zhuǎn)速及滾筒透水性等幾方面。

(1) 滾筒尺寸(或大小滾筒尺寸(或大小)的選擇主要受釹鐵硼材質(zhì)兩種特性的影響:①釹鐵硼零件極易氧化,因此施鍍開始后應(yīng)盡快上鍍,以減輕其氧化程度,提高鍍層結(jié)合力,從滾筒的角度講,零件的混合周期越短,上鍍速度就越快,所以釹鐵硼滾筒應(yīng)為零件提供盡可能短的混合周期;②釹鐵硼材質(zhì)脆性大,因此零件在滾筒內(nèi)的翻動(dòng)不能太強(qiáng)烈,否則表面容易受到不同程度的損傷。

由此不難看出,符合以上兩點(diǎn)要求的其實(shí)是一種小滾筒。小滾筒可為零件提供短的混合周期,上鍍速度快,鍍層結(jié)合力好。同時(shí),小滾筒對(duì)零件的翻動(dòng)強(qiáng)度小,則零件受損輕。實(shí)踐證明,釹鐵硼電鍍采用小滾筒,可獲得結(jié)合力及表面質(zhì)量好的鍍層,而采用大滾筒則相反。但小滾筒產(chǎn)能低,生產(chǎn)效率低,所以釹鐵硼滾筒尺寸(或大小)選擇的關(guān)鍵,是在鍍層品質(zhì)與滾筒產(chǎn)能之間找到一種平衡,該平衡應(yīng)同時(shí)滿足釹鐵硼電鍍“質(zhì)”和“量”的雙重要求。從多年的生產(chǎn)實(shí)踐看,釹鐵硼滾筒的載重量以35kg(指標(biāo)準(zhǔn)零件重量,釹鐵硼可能遠(yuǎn)超此數(shù))為宜。過(guò)大,鍍層結(jié)合力差、零件容易磕角或磕邊、品質(zhì)差;過(guò)小,滾筒產(chǎn)能低。

采用小滾筒固然可滿足釹鐵硼電鍍高品質(zhì)的要求,但35kg的滾筒若用于規(guī)?;a(chǎn)則恐怕問(wèn)題很大。以規(guī)模稍大點(diǎn)的釹鐵硼廠為例,一般每天的電鍍量在1噸左右為正常,以35kg的滾筒去滿足1t/天的生產(chǎn)量(況且每筒的施鍍時(shí)間還很長(zhǎng)),實(shí)非易事!目前,釹鐵硼行業(yè)解決該問(wèn)題一般(或只能)采用增加滾筒數(shù)量的辦法,如釹鐵硼廠有幾十或大幾十只滾筒屬平常,大廠可能多達(dá)數(shù)百只。滾筒小則只有數(shù)量多產(chǎn)量才能高,從而可滿足釹鐵硼電鍍“質(zhì)”和“量”的雙重要求。釹鐵硼滾筒的“小”和“多”,構(gòu)成了釹鐵硼電鍍的一大特色。

(2) 滾筒轉(zhuǎn)速  釹鐵硼滾筒選擇合適轉(zhuǎn)速的難點(diǎn)在于,既希望轉(zhuǎn)速快以縮短零件的混合周期,又希望轉(zhuǎn)速慢以減輕零件表面受損程度。這是一個(gè)兩難的、矛盾的選擇。使用直徑小一些的滾筒可使該難題得到一定解決。因?yàn)闈L筒直徑小,零件運(yùn)行的線速度小,則在提高滾筒轉(zhuǎn)速的同時(shí),零件線速度未必比滾筒直徑大、轉(zhuǎn)速慢時(shí)加快,線速度不加快則零件受損不加重,因此可達(dá)到滾筒轉(zhuǎn)速高而零件受損輕的目的。

但滾筒直徑小,載重量必然受到影響,設(shè)備產(chǎn)能低。這時(shí)可適當(dāng)增加滾筒長(zhǎng)度,以盡可能增加滾筒載重量。這樣,適合釹鐵硼電鍍的實(shí)際是一種細(xì)長(zhǎng)型滾筒。

(3) 滾筒透水性  釹鐵硼滾筒對(duì)透水性有更高的要求。因?yàn)殁S鐵硼比普通鋼件更容易氧化,透水性好可使用大的電流密度,以加快上鍍速度,提高鍍層結(jié)合力。且透水性好對(duì)深孔或復(fù)雜零件,還可提高孔內(nèi)或深凹部位的鍍覆能力。但要求滾筒透水性好,還應(yīng)保證可靠性高。因?yàn)殁S鐵硼電鍍量大,每筒施鍍時(shí)間長(zhǎng),則滾筒使用時(shí)的疲勞強(qiáng)度大,若可靠性不佳,難以經(jīng)受住釹鐵硼電鍍的高強(qiáng)度使用。

所以,釹鐵硼滾筒既要透水性好,又要皮實(shí)、耐用、可靠性高,應(yīng)做到透水性與可靠性的和諧統(tǒng)一。一般,開孔率在30%左右的注塑方孔滾筒可滿足其透水性與可靠性的雙重要求,這種滾筒在釹鐵硼行業(yè)使用多年,實(shí)踐證明是釹鐵硼電鍍的理想選擇。而有資料介紹的開孔率40%50%的滾筒,屬網(wǎng)孔滾筒,透水性較好,但用于釹鐵硼電鍍可靠性不足(網(wǎng)孔極易被鋼球陪鍍上沉積的粗晶劃破)。

2.生產(chǎn)線形式

釹鐵硼滾筒的“小”和“多”,是釹鐵硼電鍍的一大特色。這些又小又多的滾筒需同時(shí)擔(dān)負(fù)釹鐵硼電鍍高質(zhì)量與高產(chǎn)量的雙重任務(wù),因此選擇一種合適的生產(chǎn)線形式對(duì)完成該任務(wù)十分必要。

(1)    自驅(qū)動(dòng)滾鍍?cè)O(shè)備 

早期,釹鐵硼電鍍多采用自帶電機(jī)的自驅(qū)動(dòng)滾鍍機(jī),量小時(shí)三、五臺(tái),量大時(shí)三、五十臺(tái)或上百臺(tái)。一般,不按工藝流程排成流水線全部采用滾筒生產(chǎn),而是電鍍工序上滾筒,其它工序在滾筒外操作。滾筒運(yùn)送方式采用手工。這種形式操作時(shí)受生產(chǎn)線流程的影響小、靈活性強(qiáng),只要選擇合適規(guī)格的滾筒,一般均能獲得比較理想的鍍層質(zhì)量。

但自驅(qū)動(dòng)滾鍍機(jī)的電機(jī)與滾筒連在一起,滾鍍機(jī)自重較重,裝零件后更重,且滾筒非行車運(yùn)送而是手工運(yùn)送。因此規(guī)模化電鍍生產(chǎn)時(shí)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,并同時(shí)造成生產(chǎn)效率低、產(chǎn)量難以保證的問(wèn)題??梢哉f(shuō),這是一種高質(zhì)但不高產(chǎn)的生產(chǎn)線形式。另外,電機(jī)在滾筒上方,生產(chǎn)時(shí)受腐蝕的機(jī)會(huì)多,電機(jī)損壞率高,穩(wěn)定生產(chǎn)容易受到影響。

(2)    滾鍍自動(dòng)線 

采用自驅(qū)動(dòng)滾鍍?cè)O(shè)備高質(zhì)但不高產(chǎn),難以滿足釹鐵硼電鍍規(guī)?;a(chǎn)的要求,所以大約20世紀(jì)90年代末,釹鐵硼滾鍍自動(dòng)線應(yīng)運(yùn)而生。其主要目的是在減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí),減少人為因素,提高產(chǎn)品質(zhì)量,并且提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。即實(shí)現(xiàn)釹鐵硼電鍍高質(zhì)高產(chǎn)的雙重目的。但結(jié)果基本未能如愿,主要原因?yàn)槿缦隆?span lang="EN-US">

① 釹鐵硼零件品種多、批量大,但單一品種批量小,且品種不同,對(duì)鍍層的裝飾、防腐、磁屏蔽等要求也多有不同。所以,釹鐵硼滾鍍?cè)O(shè)備應(yīng)能根據(jù)具體情況適時(shí)作出變化,而自動(dòng)線靈活性不足,顯然難以滿足此要求。

② 自動(dòng)線(相對(duì)于人工)運(yùn)行速度緩慢,這可能在釹鐵硼預(yù)鍍(或直接鍍)時(shí),因零件氧化程度大而造成鍍層結(jié)合力不良。

③ 釹鐵硼多數(shù)情況下采用多層鍍層(如鎳--鎳、雙層鎳等),自動(dòng)線的滾筒極易清洗不徹底,造成各槽溶液交叉污染。

另外,自動(dòng)線投資大,周期長(zhǎng),維護(hù)費(fèi)用高、難度大,操作人員難以靈活使用和熟練掌握等,也是造成釹鐵硼滾鍍自動(dòng)線實(shí)際應(yīng)用效果不佳的原因。

盡管如此,因?yàn)樽詣?dòng)線具有人為因素少、生產(chǎn)效率高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低等諸多優(yōu)越性,多年來(lái)釹鐵硼行業(yè)追求滾鍍自動(dòng)線的腳步從未停止,甚至目前就有釹鐵硼大廠在上或準(zhǔn)備上自動(dòng)線項(xiàng)目。但釹鐵硼滾鍍自動(dòng)線應(yīng)根據(jù)釹鐵硼產(chǎn)品的特殊性并結(jié)合電鍍工藝專門設(shè)計(jì)、制造,而不能簡(jiǎn)單地把普通自動(dòng)線拿來(lái)就用。就像穿衣服一樣,每人應(yīng)穿適合自己的衣服,而不能簡(jiǎn)單地把別人的衣服拿來(lái)穿。

(3) 多頭滾鍍?cè)O(shè)備  釹鐵硼多頭滾鍍(機(jī))設(shè)備,一只鍍槽配多只滾筒,多只滾筒共用一套電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,并通過(guò)鏈條或總傳動(dòng)軸帶動(dòng)各個(gè)工位滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。一般,可根據(jù)生產(chǎn)量選擇數(shù)臺(tái)甚至數(shù)十臺(tái)滾鍍機(jī)并用。生產(chǎn)線形式可單鍍種組成一條線(如預(yù)鍍鎳線、鍍銅線等),也可一種組合鍍種(如鎳--)為一組,多臺(tái)組成一組,多組編成一班,滾筒數(shù)量雖多,但管理起來(lái)卻非很難。可配手推行車(配行車時(shí)多采用自帶直流電機(jī)滾鍍機(jī)),也可不配,兩種形式均靈活、自如、運(yùn)行快捷,工人勞動(dòng)強(qiáng)度雖比自動(dòng)線大,但比自驅(qū)動(dòng)滾鍍機(jī)低得多,基本可達(dá)到釹鐵硼電鍍高質(zhì)高產(chǎn)的雙重目的。這種形式源自韓國(guó),一般認(rèn)為由自驅(qū)動(dòng)滾鍍機(jī)演變而來(lái),國(guó)內(nèi)最早出現(xiàn)于1999年末至2000年初,因與釹鐵硼產(chǎn)品的特殊性相適應(yīng),在高、中、低各層次釹鐵硼廠均得到較好的應(yīng)用,是目前釹鐵硼電鍍的“生力軍”。

3.電鍍電源

釹鐵硼電鍍要求整流電源應(yīng)滿足兩個(gè)條件:(1)(尤其打底或直接鍍時(shí))能夠提供連續(xù)、平穩(wěn)的電流;(2)皮實(shí)、耐用、可靠性高。因?yàn)榇虻谆蛑苯渝儠r(shí),施鍍開始后零件表面同時(shí)進(jìn)行著上鍍與氧化兩個(gè)過(guò)程。上鍍快,氧化就慢,則鍍層與基體的結(jié)合力好;上鍍慢則相反。連續(xù)、平穩(wěn)的電流利于上鍍不利于氧化,因而利于提高鍍層結(jié)合力。脈沖電源雖能獲得結(jié)晶細(xì)致、孔隙率低的鍍層,利于提高鍍層耐蝕性,但脈沖電流是斷續(xù)的,脈沖關(guān)斷期內(nèi),上鍍過(guò)程停止而氧化過(guò)程加快,且氧化過(guò)程隨脈沖電流周期性地進(jìn)行,結(jié)果必然得到結(jié)合力不佳的鍍層。壓力鍋試驗(yàn)證明,釹鐵硼采用脈沖電源打底,鍍層結(jié)合力明顯不如普通直流電源好。

要求整流電源可靠性高,是因?yàn)殁S鐵硼電鍍施鍍時(shí)間長(zhǎng)、疲勞強(qiáng)度大、質(zhì)量要求高、材料昂貴。否則,可能因設(shè)備損壞使整滾筒零件報(bào)廢,而一滾筒(高檔次)釹鐵硼產(chǎn)品不會(huì)比一臺(tái)電源便宜多少。開關(guān)電源波形好、體積小、省電,因此釹鐵硼廠有很多采用(有的是自愿,有的是行業(yè)管理部門以“節(jié)能減排”為由強(qiáng)制推廣)。其實(shí),開關(guān)電源波形好和體積小對(duì)硅整流談不上優(yōu)勢(shì),因?yàn)楣枵鞑ㄐ我埠芎?,雖體積大點(diǎn)但不至于一般釹鐵硼廠放不下。開關(guān)電源比硅整流省電是事實(shí)(其實(shí)對(duì)于釹鐵硼廣泛采用的500A以下電源省電僅5%),但可靠性差,若因電源問(wèn)題時(shí)不時(shí)出點(diǎn)廢品,則省點(diǎn)電恐怕得不償失。

三相橋式硅整流電鍍電源波形連續(xù)、平穩(wěn),可靠性(在所有電源中最)高,雖(相對(duì)于開關(guān)電源)廢電,但(目前尚無(wú)十全齊美的電源)綜合來(lái)講仍不失為釹鐵硼電鍍電源的理想選擇,且多年的釹鐵硼電鍍生產(chǎn)實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)。

 
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