中國鑄造網(wǎng)：掛具的作用

    電鍍掛具的作用非常明確，如果給它下一個(gè)定義，也就是：掛具是用來懸掛和裝載被電鍍制件，并讓陰極電流傳導(dǎo)給被鍍制件的工具。    

    就是這么簡單。但是正是這么簡單的掛具，對電鍍質(zhì)量、效率有著非常重要的作用，掛具的設(shè)計(jì)或選擇是否得當(dāng)，有時(shí)關(guān)系到電鍍加工的成敗。因此，在它的定義后，還應(yīng)該加上一句話，那就是，它的結(jié)構(gòu)、形狀和導(dǎo)電能力直接關(guān)系到電鍍的效率和質(zhì)量。因此，電鍍掛具的管理，對于電鍍生產(chǎn)是非常重要的。    

    遺憾的是，許多電鍍工作者對掛具很不重視，認(rèn)為掛具就是導(dǎo)電和將產(chǎn)品掛起來就行了。經(jīng)常是隨便拿一個(gè)掛具，裝上產(chǎn)品就放進(jìn)鍍槽里電鍍，這種電鍍的質(zhì)量和效率是很難保證的。    

    當(dāng)然也有的電鍍加工企業(yè)有專門的掛具制作部門，操作者只能拿配給(或者自己去領(lǐng)取)的掛具來電鍍，這樣的情形會好一些。但是這些配給的掛具否符合被鍍產(chǎn)品的情況，也就是說，這個(gè)被選定的掛具是否合理，還不能完全肯定，而這個(gè)掛具一旦被選定，這批電鍍產(chǎn)品的命運(yùn)也就被確定了，好壞全在掛具了。真是這樣的嗎?讓大家來仔細(xì)地研究一下掛具的作用。    

    (1)懸掛和裝載作用    

    電鍍的產(chǎn)品大部分確實(shí)是掛在掛鉤上進(jìn)行電鍍的，掛具的名稱也由此而來，但是，決不是一掛了之。被鍍件在掛具上的位置、方向、數(shù)量，以及前后、左右、上下被鍍件的距離和相對位置等，都對這個(gè)(或這批)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率有著重要影響。懸掛和裝載得當(dāng)，可以在單位時(shí)間里獲得最大的產(chǎn)量，并且產(chǎn)品質(zhì)量都符合設(shè)計(jì)的要求。如果裝載過少，對質(zhì)量的影響可能不大(也不一定)，但是效率就會下降；如果裝載過多，質(zhì)量會受到影響，不合格品或返工品增加，就得不償失，既無效率也沒有質(zhì)量。因此，如何保證掛具的裝載量，和如何保證被鍍件在掛具上每一件都處在合適于獲得均勻鍍層的位置，是需要下功夫的。    

    現(xiàn)在需要的是合理有效的懸掛和裝載，這樣才能保證電鍍生產(chǎn)的能力得到恰當(dāng)?shù)陌l(fā)揮。    

    (2)導(dǎo)電作用    

    電鍍需要電流，因此掛具不僅要能承載電鍍件，還要給它傳導(dǎo)電流。不就是導(dǎo)電嗎?是的，但是，別以為只要用金屬來做掛具就行了，事情不是那么簡單。    

    作為電鍍企業(yè)的管理者，有一件事是必須要做的，那就是用手試一下正在電鍍中的掛鉤的溫度?？此遣皇前l(fā)燙。    

    如果掛具總是很燙手，那么這個(gè)掛具的設(shè)計(jì)或選用就是不恰當(dāng)?shù)?。因?yàn)檫@時(shí)有一部分電能在做無用功，用來加熱鍍液。這樣一來，分配到被鍍產(chǎn)品上的電能就會減少，要保證電鍍還能在工藝所需要的電流密度下工作，只能加大電流量，先不說質(zhì)量受影響，首先是電耗增加，生產(chǎn)成本增加。用這種掛具生產(chǎn)，持續(xù)下去，鍍液溫度會上升，對于不需要升溫的鍍種，這會影響電鍍質(zhì)量(比如酸性鍍光亮銅)，還會增加鍍液蒸發(fā)量。同時(shí)，電流的加大還會引起陽極鈍化，這對電鍍質(zhì)量的影響就更大了，不僅會使主鹽濃度下降，鍍液失調(diào)，而且電力線的分布也會受到影響，使鍍液的分散能力下降。   

    由此可見，掛具的導(dǎo)電性問題不是只導(dǎo)、電就完事了，如果選用不當(dāng)，不僅會影響電鍍質(zhì)量，還會浪費(fèi)電力。   

    (3)掛具的形式和種類   

    當(dāng)說到掛具的作用時(shí)，講到了懸掛和裝載，這就說明掛具的形式不只是有掛鉤形，還有其他方式，比如，盤鍍方式、連續(xù)鍍方式、滾鍍方式等，都是掛具方式的延伸。因此，有必要說明在這里討論的掛具，是專指掛鍍用的掛具。即使是掛鍍用的掛具，也可以分成幾個(gè)種類。   

    ①通用掛具。電鍍通用掛具的特點(diǎn)是一種掛具可以適合多種形狀的零件使用，它根據(jù)被鍍制件的外框尺寸分成幾種規(guī)格來設(shè)置掛鉤的密度，并且允許在被鍍零件外形尺寸超出這個(gè)規(guī)格的范圍時(shí)，以跳開一個(gè)掛鉤掛一個(gè)的方式利用這種掛具，從而使掛具的通用性更強(qiáng)。這樣，同一個(gè)外框尺寸的不同形狀的多種產(chǎn)品，可以使用同一種掛具，這是目前掛具設(shè)計(jì)制．作中主流的方式。   

    ②專用掛具。有些產(chǎn)品由于形狀特殊或產(chǎn)量非常大，需要專門為這一種產(chǎn)品設(shè)計(jì)掛具，只用于這一種產(chǎn)品，這就是專用掛具。專用掛具可以更好地保證產(chǎn)品的質(zhì)量和效率，在大批量生產(chǎn)固定形態(tài)的產(chǎn)品時(shí)，宜采用這種模式。    

    ③小零件掛具。不適合掛鍍的小零件，需要適合小零件的掛具，這就是前面提到過的盤子、滾桶等，其中盤子與掛鍍有相似之處，就是仍然靠主導(dǎo)電桿與陰極相連接，但導(dǎo)電桿上不再是安置的掛鉤，而是金屬網(wǎng)制成的小盤或篩，這些網(wǎng)盤或篩的網(wǎng)目，根據(jù)要電鍍的零件的大小確定。   

    ④化學(xué)鍍掛具。化學(xué)鍍由于存在對掛具的污染等問題，所以在對非金屬材料電鍍前的化學(xué)鍍要有專用的掛具。很多時(shí)候化學(xué)鍍是以膠皮電線或網(wǎng)兜做掛具，完成化學(xué)鍍后，再上電鍍掛具。現(xiàn)在也已經(jīng)開發(fā)出在非金屬金屬化過程中不參與化學(xué)鍍過程的掛具涂料，這樣也就產(chǎn)生了塑料電鍍從前處理到電鍍再到成品的一掛到底的全流程使用的掛具，特別適合于電鍍自動線的生產(chǎn)。    

    掛具選用的原則    

    掛具選用的原則，當(dāng)然是根據(jù)產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量的要求。    

    電鍍制品與掛具的連接是靠金屬零件本身的重量與掛具上的掛鉤接觸，稱為重力導(dǎo)電方式。當(dāng)進(jìn)行非金屬電鍍，特別是塑料電鍍，由于相對密度小于或接近鍍液，鍍液產(chǎn)生的浮力會使被鍍件在掛具上不穩(wěn)定，甚至整個(gè)掛具都會上浮，因此，非金屬電鍍的掛具的選用，比金屬電鍍更多了一些要求。    

    (1)首先確定數(shù)量關(guān)系    

    要保證所用掛具能達(dá)到生產(chǎn)綱領(lǐng)所要求的產(chǎn)能，也就是掛具的裝載量，包括重量和數(shù)量。

    手工操作和自動線生產(chǎn)都要考慮單掛重量。要從人體工學(xué)的原理出發(fā)，考慮操作者的可連續(xù)操作性，即使是自動生產(chǎn)線上用的掛具，最終產(chǎn)品的裝掛和卸掛仍然需要人工操作，也不可以一掛太重，以l0kg以內(nèi)為宜。當(dāng)然對于非金屬電鍍，要以每個(gè)掛具的裝掛數(shù)量為依據(jù)，其重量不能做為要求。    

    其次是鍍槽的大小。鍍槽的大小決定一個(gè)鍍槽內(nèi)可以裝入幾個(gè)掛具，以及每個(gè)掛具的外框尺寸，一般每個(gè)掛具的最上端的被鍍件距鍍液面至少3～5cm，下端距槽底至少l0～15cm，左右距槽壁都要在10cm以上。最后是被鍍零件的大小。零件的大小是確定掛鉤數(shù)量和分布的依據(jù)。零件決不能互相靠得太近，更不能互相遮蓋。在保證導(dǎo)電性的前提下，要讓鍍件表面電流分布盡量均勻，氣體排出暢通，鍍液在被鍍件內(nèi)沒有存留、可以方便地排出。   

    對于零件之間的距離，有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式可供參考。設(shè)零件之間距離為S，在金屬電鍍中：   

    S=(1.5D+5H+2.5)／8   

    式中D—鍍件的直徑；    

    H—鍍件的厚度。當(dāng)D≥5cm時(shí)    

    S=5(H+2．5)／8   

    當(dāng)是塑料電鍍的場合，S的值要放寬1．5～2倍。    

    (2)要確定制作掛具的材料    

    由于不同的金屬材料的導(dǎo)電性和成本是不同的，所以在選用掛具時(shí)，采用什么樣的材料才能適合導(dǎo)電需要也很重要，一般以采用黃銅的比較多。尤其是靠彈力接觸的掛鉤，黃銅較為理想。當(dāng)然紫銅的導(dǎo)電性是最好的，但是其強(qiáng)度就略顯不夠。如果以紫銅的導(dǎo)電性能為l00％，則黃銅只有20％～25％，鐵只有16％～l7％。這三種材料通過電流的能力與性能見表。

    明顯，從導(dǎo)電性能看，最適合做掛具的材料是紫銅。事實(shí)上，電鍍的匯流排大多數(shù)是采用的紫銅，如果用其他材料(比如鋁)，則材料的截面積就大得多。但是現(xiàn)在做掛具的，有些企業(yè)仍然采用黃銅，理由是強(qiáng)度和彈性都好一些。其實(shí)主導(dǎo)電桿完全可以采用紫銅，只是在掛鉤部分可以為了彈性好而用黃銅，這是因?yàn)閽煦^絕大部分是處在鍍液內(nèi)的，而處在鍍液內(nèi)的導(dǎo)體通過電流的量可以比在空氣中大一倍，這樣一來，采用紫銅做主導(dǎo)電桿的導(dǎo)電效率要比完全用黃銅的高得多。   

    (3)主導(dǎo)電桿的導(dǎo)電截面   

    在制造掛具的材料確定以后，需要知道選用多粗的主導(dǎo)電桿，這個(gè)參數(shù)的確定與將通過主導(dǎo)電桿的總電流相關(guān)。而總電流的確定又有賴于掛具上所鍍產(chǎn)品的總表面積和所采用工藝的允許的最大電流密度。    

    主導(dǎo)電桿的截面積的計(jì)算也有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式： 

    式中A—主導(dǎo)電桿截面積，dm2；    

    S—被鍍零件表面積，dm2；    

    DK—陰極電流密度，A／din2；    

    K—常數(shù)，一般為3～6，當(dāng)用紫銅時(shí)用6，而采用黃銅時(shí)用3。    

    (4)非金屬電鍍掛具的選用原則    

    ①被鍍件與掛具要緊固連接。非金屬電鍍制品在電鍍前上掛具時(shí)，要充分保證制品與掛具的良好連接，這種連接必須是固定式的，在經(jīng)歷多道工序后仍不易脫落。    

    ②彈性連接的掛鉤要對稱設(shè)置。在采用彈性連接掛鉤時(shí)，受力點(diǎn)必須對稱設(shè)置，并且掛鉤的韌性必須適中，不要讓被鍍件受力過大而變形。．特別是當(dāng)掛鉤不對稱時(shí)，一旦發(fā)生扭曲變形，就很難加以糾正。

    ③導(dǎo)電接點(diǎn)的接觸面要大。由于非金屬電鍍件在化學(xué)鍍之后的鍍層厚度只有0.1～0．3µm，如果采用金屬電鍍時(shí)的點(diǎn)接觸來導(dǎo)電，由于導(dǎo)電截面太小，一不小心就會燒壞連接點(diǎn)，使電鍍失敗。因此，對于非金屬電鍍的掛具接點(diǎn)，要采用面接觸的方式，也就是掛鉤的尖部不應(yīng)該再是尖狀或點(diǎn)狀，而應(yīng)該是一個(gè)小型的平面狀，通常的做法是在傳統(tǒng)掛具接點(diǎn)的觸頭部位焊上一個(gè)小圓片，這樣每一個(gè)導(dǎo)電截面增加了好幾倍甚至于十幾倍，其通過電流的能力就大增了。

    ④主導(dǎo)電桿要采用雙桿多點(diǎn)接觸式。金屬電鍍用掛具有的采用單桿式主導(dǎo)電桿。這樣，在陰極移動時(shí)，掛具會隨之?dāng)[動。但是對于非金屬電鍍，這種擺動的阻力過大時(shí)會引起被鍍制件的脫落，因此，對于非金屬電鍍而言，一律采用的是雙主導(dǎo)電桿，以增加掛具與陰極導(dǎo)電桿的相對固定的連接。

    ⑤掛具的非導(dǎo)電部位要用絕緣涂料加以屏蔽。與金屬電鍍掛具一樣，掛具的非導(dǎo)電部位要用絕緣涂料加以屏蔽，這樣不僅可以節(jié)省電能和物料，并且可以使電流更加集中地在被鍍面積上起作用。