滚筒开孔的一个主要目的是将滚筒外的新鲜溶液补充到滚筒内，以维系“滚镀生命”的顺利进行，所以到底斜孔好还是直孔好要看谁对其更有利。金属电沉积过程有三个步骤：液相传质步骤，电子转移步骤和新相生成步骤。液相传质步骤指反应物粒子(金属离子或它们的络离子)自溶液内部向阴极表面附近输送的过程。显然，向滚筒内补充新鲜溶液属于液相传质步骤。液相传质步骤有三种方式：电迁移，对流和扩散。电迁移指在电场作用下反应物粒子从阳极区域或溶液内部向阴极区域迁移，对流和扩散分别是因速度场和浓度场存在而产生的物质迁移方式(可参考往期文章《电镀学堂：电镀过程的离子迁移现象》)。其中，扩散主要发生在阴极表面附近的薄层溶液中，所以滚筒孔处的液相传质过程主要是电迁移和对流在起作用。这样的话，斜孔还是直孔好，比较一下两种孔对电迁移和对流产生的影响就知道了。 滚筒在转动过程中，当滚筒孔运行到开口方向与阳极板垂直时，斜孔的孔壁因倾斜会对电迁移起到一定的阻碍作用，这是有些人不支持斜孔的主要原因。但直孔不会，直孔在此位置时零件与阳极之间的电流是畅通的，无斜孔之斜壁的遮挡，因此对电迁移是有利的。既然这样，为什么很多滚筒还要做成斜孔呢?因为做成斜孔的话，孔的倾斜方向与滚筒的旋转方向相同，这样滚筒旋转时斜孔的前倾方向正好与溶液的进筒方向相迎，因而使滚筒外新鲜溶液更容易进入滚筒内，这在滚筒孔径较小时效果尤为明显。显然，斜孔对溶液对流是有利的，而直孔在促进溶液对流方面的作用会相对弱一些。尤其对溶液中不受电场作用的成分(比如添加剂)、无电场作用的化学滚镀等，斜孔的优势还是比较大的。另外，因为滚筒旋转时零件的滑落方向与斜孔的前倾方向相同，利于防止有尖端的零件掉落或插在孔上。这样若采用斜孔滚筒，有时即使孔径稍大于零件最小端头尺寸仍可以使用。比如，滚镀鱼钩的滚筒，若做成直孔即使孔径再小，也不能保证零件不钩在孔上，从而影响零件正常运行并受镀，而若做成斜孔则不存在此问题。 斜孔和直孔各有优缺点。斜孔在一定程度上对电迁移不利，但很多时候对溶液对流是有利的，并且在处理有尖端的零件时优势突出。而直孔正好相反。另外，生产上真正使用的斜孔滚筒，其孔的斜度未必达到多数资料上讲的45°，而是会小于45°,这可以一定程度上平衡孔的斜壁对电迁移造成的不利影响。这样的话，综合来讲，斜孔的优势还是相对大的，所以生产上使用的斜孔滚筒还是很多的。 但当孔径较大(比如大于φ5mm)时，斜孔在促进溶液对流及防止零件掉落等方面，随着孔径的增加意义越来越小，这时采用直孔即可，毕竟直孔更容易加工。 |
