提高线材电镀速度的途径

改进电镀设备

近年来，有关线材连续电镀设备的专利申请和授权已经达到十多个，较新的有多头高效线材电镀机等[3]。由于改变直线式走线方式为复线走线方式，实现了在较短的电镀槽内达到加倍提高线材电镀过程的时间。有的设备占地面积只有20m2，可见设备的改进有比较明显的效果。

但是据使用了这类专用线材电镀设备的用户反映，无论是直线还是复线设备，都不能真正在设计的上限范围内正常工作，仍然只能在中低速和较低电流密度下工作。究其原因，这些电镀设备所依据的原理仍然是加长线材在电镀槽中的行程。线材在较短的距离里往返多次，虽然提高了镀槽的利用率，但是也增加了阴极的面积，使阴、阳极面积比例失调，最终影响电流密度不能提高。由于单位体积电镀液的装载量过大，使镀液很容易失调。尤其有些专利将“镀液不用循环”作为其优点，就更增加了镀液的负担，从而使这类设备不能达到所设计的高速电镀的目标。由此可见，设备的改进应兼顾电镀工艺规范，并且应以更好地发挥电镀工艺的效果为前提。事实证明，在一定长度的镀槽内实现高速线材电镀是完全可能的，只要设备改进的方案能遵循以下原则。

   ①要保持高速行走的线材在较短的电镀行程内获得合格的镀层，必须保持足够的电流密度，而要保证较大的电流密度，导线截面要足够得大，使镀槽应能够持续在大电流强度下工作。

②保持大电流下持续工作除了导线截面要足够大外，还要维持正确的阴、阳极比例(1：10以上)，阳极的面积如果不足，将使镀液的主盐消耗得不到及时补充。

③为了使电镀液能承受在大电流下的工作负荷，使阴极区的金属离子消耗及时得到补充，电镀液必须循环。且电镀液的体积应该是电镀槽的数倍，通常都是在电镀槽外另设置一个储镀液槽，用泵连接，向镀槽连续提供镀液的同时，起到了加强搅拌的作用。

④作为持续工作的必要条件，应该使镀槽具有热交换能力，以便在镀液温度过高时进行强制冷却。

   很明显，以上各条在现在的技术条件下是完全可以实现的。因此，只要设备的改进能满足上述要求，就可以在较小规模的设备上获得较高的生产能力。最近的一项有关线材连续电镀装置的专利反映了上述设计要点[4]。其中最为重要的改进是将国内常用的阳极桥式连接改进为网式阳极连接，使以往在电镀过程中由于阳极溶解变小而从阳极桥上脱落而处于不导电的状态得以杜绝。

改进电镀工艺

如果只有先进的设备而没有先进的工艺，也很难发挥出高速电镀的效率。因此，提高电镀工艺的操作规范和适应能力也是一个十分重要的课题。

以硫酸盐镀锌为例。传统的硫酸盐镀锌电解液的组成比较复杂，除主盐硫酸锌以外，还要加入硫酸铝、硫酸钠等导电盐，再加上阿拉伯树胶或明胶、硫脲等，成分多达五六种，电流密度范围小，温度要求在35℃以内。如果采用老工艺，在新设备上也难以达到设计效果。因此，现在已经普遍采用了一种专利产品“硫锌-30”镀锌工艺[5]。这种工艺的特点是成分简单，只要主盐硫酸锌和pH值缓冲剂硼酸即可。加入光亮剂“硫锌-30”，可以获得光亮镀层。其温度的上限可以达到50℃，电流密度范围也很宽，在15～150A／dm2左右。根据镀液循环的需要，可以加入低泡型光亮剂。

这一工艺的特点是镀液成分简单、稳定、电流效率高、镀层光亮。

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