滚镀过程中零件的运行状况

与挂镀相比，滚镀的镀层沉积速度慢、镀层容易烧焦产生“滚筒眼子印”、基体容易氧化腐蚀等，所以有必要对滚镀过程中零件的运行状况有所了解，以便发现零件的运行与滚镀的某些问题之间存在怎样的联系，并采取措施解决或改善问题。根据所处位置的明显不同，可将滚镀过程中零件的运行状况分成三个阶段：①零件运行至紧贴滚筒内壁表层零件的位置（图1中AC、CE、ED、DB线零件）；②零件运行至外露表层零件的位置（图1中AB线零件）；③零件运行至内层零件的位置（如图1中1所示）。

图1 滚筒中内层零件与表层零件分布示意图

1-内层零件；2-表层零件

从图1中可以看出，零件运行至①和②时属于表层零件的位置，运行至③时属于内层零件的位置。滚镀过程中，零件在滚筒内所处的位置不同，零件表面的受镀情况可能不同，则容易出现的问题也不同。可将三个阶段作用在零件上的电流密度随运行时间的变化关系表达如图2所示。需要说明的是，三个阶段运行的次序、频率及每个阶段运行的时间等是随机的，目前尚无规律可循。

图2 滚镀件电流密度随运行时间的变化关系

(1) t1 阶段即运行至紧贴滚筒内壁表层零件的位置

此阶段零件运行的位置类似于挂镀的近阴极零件，可视此位置时作用在零件上的电流是断续的，当零件经过孔眼处时电流相对较大，经过非孔眼处时电流极弱，可视为近似中断。根据使用的滚筒不同，其孔眼处的瞬时电流密度jp可能是平均电流密度jm的数倍，则孔眼处承担着镀层烧焦产生“滚筒眼子印”的巨大风险。因此，此位置相当于挂镀的挂具外缘的零件即近阴极零件，当使用的电流过大时，这部分零件首当其冲最容易烧焦。

受此限制，滚镀所使用的电流密度jm不易提高，则镀层沉积速度难以加快。缩小孔眼处瞬时电流密度与平均电流密度的差距，可使jm上限提高，则镀层沉积速度加快。例如，假设孔眼处的jp是jm的四倍，jp上限为12A/dm2，则允许使用的jm上限为3A/dm2。如果将jp与jm的差距缩小至三倍，则jm上限可用到4A/dm2，则镀层沉积速度加快。关于jp与jm之间的关系，与滚筒开孔的结构和排列方式、阳极布置等均密不可分，篇幅所限，这部分内容将在后期文章中介绍。

(2) t2阶段即运行至外露表层零件的位置

此阶段零件运行的位置类似于挂镀的远阴极零件，此位置电流连续但相对较弱，一般认为其实际电流密度j小于设定的平均电流密度jm，则此阶段镀层烧焦产生“滚筒眼子印”的概率极小。这就好比挂镀当使用的电流过大时，镀层烧焦总是发生在挂具外缘的零件上，而不会发生在中心的零件即远阴极零件上。但由于零件运行至此位置时实际电流密度较小，因此影响镀层沉积速度的加快。减小孔眼处的瞬时电流密度jp，提高设定的平均电流密度jm，可使此阶段的实际电流密度相应提高，则镀层沉积速度加快。

(3) t3 阶段即运行至内层零件的位置

此阶段因零件位于内层受到表层零件的屏蔽、遮挡等影响，电化学反应基本停止，可视为电流近似中断。所以，为能有机会受镀，此阶段零件需要争取翻出变为表层零件，翻出的机会越多受镀的概率就越大。否则，可能因零件表面电化学反应中断，而发生基体氧化腐蚀、镀层化学溶解或化学钝化等现象，比如钕铁硼滚镀、塑料滚镀等。缩短零件的混合周期，可使零件翻出变为表层零件的机会增多，则镀层沉积速度加快，镀层质量提高。

滚镀过程中零件运行的三个阶段各有其特点，其中以t1 阶段对滚镀的影响最大。因为此阶段孔眼处的瞬时电流密度较大，镀层易烧焦产生“滚筒眼子印”，则制约设定的平均电流密度上限难以提高，则镀层沉积速度难以加快。采取措施减小孔眼处的瞬时电流密度，则设定的平均电流密度上限就可以提高，则不仅孔眼处镀层沉积速度加快，t2阶段时镀层沉积速度也会加快，同时孔眼处产生“滚筒眼子印”的风险也减小。而减小t3 阶段对镀层质量造成的影响，需要减小零件混合周期的影响。关于减小零件混合周期影响的措施，往期文章中已有详述，此处不再赘述。

资料来源：滚镀工艺技术

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