钛制设备在电镀生产中的应用

一、钛制蛇形管加热在电镀生产中的应用
   电镀极为广泛的应用于机械、仪表、航空、船舶等制造业中以及日用品和其他各种设备的生产中。
   电镀液加热工艺设备腐蚀以及电镀废水处理方面所存在的一些问题，影响了电镀的产量和质量，使能源和材料消耗量增大，对环境造成了严重的污染。
   60年代初，国外开始采用钛制加热器，阳极网蓝、薄膜蒸发器等应用于电镀生产中，效果很好。
   70年代国内，采用钛制蛇形管加热器、阳极网蓝；如上海自行车三厂、北京按口厂等单位采用钛薄膜蒸发器应用于电镀废水回收处理，取得了很好效果。
1 钛制蛇形管加热器在电镀生产中的应用
   应用范围：镀镍、镀铬（除氟化物镀铬外）、酸性和氰化物镀铜、三氯化铁铜板腐蚀等槽液加热。
(1) 电镀槽液加热方式
   槽液的加热方式，由外热式（即水套加热）和内热式两种方式。我国电镀车间过去多数采用水套加热。水套加热比较复杂，热效率低，耗气量大。同时，内衬铅板或内衬塑料板在强腐蚀性介质和高温蒸汽振动下，很快腐蚀和老化，产生了跑、漏现象，严重地污染了电镀液，影响了镀件的质量。
   针对水套加热缺点，我国很多电镀车间如西安铁道部信号厂、西安自行车厂等单位由水套加热改为内加热式，采用工业纯钛制成蛇形加热器。
   两种加热方式经济效果列表1如下。由表中可以看出采用钛制蛇形管加热很耐腐蚀，寿命长、传热快、加热效果好。一个2000立升电镀槽溶液加热，可以节约蒸汽63吨，价值378元。

2) 加热器的材质
   电镀镍、铬、酸性镀铜等生产的电镀液具有强腐蚀性。过去曾采用铁管外包铅、铅锑合金管、1Cr18Ni9Ti和工业搪瓷等材料制造加热器始终不能满足工艺要求。其缺点是：
①铁管外包铅和铅锑合金管加热效果差，耗气量大。同时会生成白色硫酸铅沉淀，污染电镀液，影响镀件质量；
②铁管外包塑料，不仅传热慢，且在高温下很快老化剥离，铁管外露，迅速腐蚀。
③1Cr18Ni9Ti半个月就腐蚀穿孔。
④工业搪瓷稍遇撞击即脱瓷腐蚀。
   1974年来，国内许多单位先后采用钛制蛇形管加热器应用于镀镍、铬、酸性镀铜中，取得很好效果。
钛与 1Cr18Ni9Ti和铅锑合金管加热器经济比较列表2。有表2可看出钛制加热器有下列优点：
①耐腐蚀，寿命长，初步估计寿命在十年以上；
②传热快，加热效果好；
③钛制强度高不怕碰撞；
④对产品无污染；
⑤提高了劳动生产率和减少了维修费用。

二、阳极网蓝在电镀生产中的应用
   应用范围：镀镍、酸性镀铜等。
   我国过去很多电镀车间在镀镍、酸性镀铜生产中，由于直接采用阳极板溶解，细条镍和铜阳极板每年损失几乎占整个电镀车间镀镍、镀铜阳极板消耗的四分之一。这个损失是相当惊人的。
1 钛阳极网蓝的应用
   1973年开始，广东电镀厂、上海自行车三厂、西安自行车厂、陕西缝纫机厂等单位先后将阳极网蓝应用于镀镍、酸性镀铜生产中，阳极板的回收率达到100%。如陕西缝纫机厂，每年镀镍时，镍阳极板消耗总共6136公斤，细条镍阳极板报废1534公斤。采用钛阳极网蓝后，每年1534公斤细条镍阳极版全部能回收利用，价值是42952元。同时，不仅充分利用了细碎镍快，还由于电流分布均匀使许多电镀的异型工件的内表面得以电镀，提高了镀件的质量。
   国内很多电镀车间曾采用园铁外包塑料和微孔塑料板制阳极网蓝始终不能满足工艺要求。其缺点是：
① 铁外包塑料板，因塑料在高温下老化剥落，园铁外露迅速腐蚀，寿命只有1—2个月。同时，也污染了电镀液，影响了镀件的质量。
② 微孔塑料板，由于塑料不导电，需另加镍棒或铜棒，导电棒和阳极块一起溶解，要经常停产更换，且微孔塑料机械强度差，操作中稍有撞击即碎裂，影响正常生产。
   1973年以来，广东电镀厂、上海自行车三厂、天津自行车厂、西安自行车厂、陕西缝纫机厂等单位先后将钛阳极网蓝应用于镀镍、酸性镀铜生产，取得了很好效果。
   经济比较列表3。从表中可以看出钛网蓝具有下列优点：
① 钛耐腐蚀，寿命长，预计寿命10年以上。
② 机械强度高，不怕碰撞。
③ 不污染溶液，对产品无影响。

三、电镀挂具
a) 概况
   铝及其合金在自然条件下被复一层厚100～200埃的氧化物薄膜，这样的薄膜耐蚀性较差。通过电解或阳极氧化处理和化学氧化处理可在它们表面上形成更厚的氧化物薄膜有效地防止腐蚀。
   薄膜在阳极上生长过程是由于两种过程而阳极氧化电解液为硫酸、铬酸和草酸等溶液。表4列出了铝及其合金阳极氧化处理的主要工作条件。铝及其合金阳极氧化处理生产中，因挂具选材不合理严重地影响了产量和质量。传统的挂具用晃同志城中心柱或架子，触点由各种形状的不锈钢制成，挂具表面用聚乙烯防护。这些材料在使用过程中有不少缺点。虽然黄铜导电性很好，但是当聚乙烯保护涂层破坏时，黄铜就会很快溶解。同时，不锈钢触点经常断开。一般来说，传统的黄铜/不锈钢挂具仅仅是用6个月左右，涂层就剥离或接触点断开。因此必须寻找一种既耐蚀又有良好导电性能的材料制成挂具。
   据报导美国从1977年开始，就将钛制挂具应用于铝及其合金阳极氧化处理中取得了很好的效果。

2  选钛制挂具的依据
   挂具应具有足够的耐蚀性和良好的导电性以满足阳极氧化工艺要求。
（1）表面膜的稳定性
   钛虽是一种非常活泼的金属，它的标准电极电位比锌还负，但很易与氧结合生成氧化膜，在许多介质中其稳定性超过铝及不锈钢的氧化膜，因而极难溶解。当钛制挂具在硫酸溶液阳极氧化处理中，在一定正电位下，钛表面将生成一层更稳定的阳极钝化膜，在阳极氧化条件下几乎不腐蚀。因此钛挂具在铝及其合金阳极氧化处理中具有很好的耐蚀性。
（2）导电性
   虽然钛挂具导电性低，与铜比较仅为3.1%。但钛制挂具浸入溶液中导电性比空气中高6倍多，同时钛挂具与黄铜阴极连接导电性也大大提高。因此钛挂具在铝及其合金阳极氧化处理生产中导电性能够达到生产工艺要求。
3  钛挂具的应用
   据报导美国电镀行业从1977年开始将钛挂具应用于硫酸、铬酸中铝及其合金的阳极氧化处理。二年多来，至今还在正常使用。实践证明钛挂具耐腐蚀；钛挂具表面不需要聚乙烯防护涂层；导电性能达到生产工艺要求；整个钛挂具轻而坚固，在生产过程中使用方便。
   目前，我国电镀行业、铝及其合金阳极氧化处理几乎还没有使用钛挂具。签于钛挂具的一系列优点，特别是从综合经济效果看，钛挂具在铝及其合金阳极氧化处理中应用，对克服黄铜/不锈钢挂具的多种缺点有重要意义，它是电镀行业技术改革的一项重大任务。
四、电抛光用钛阳极挂勾
   电抛光是在一定的规范下，在专用的电解液中将金属的表面进行阳极加工。
   在小型工件电抛光过程中，阳极挂勾通常与工件一起浸入腐蚀很强的电抛光液中。工件在抛光液中发生选择性腐蚀溶液，达到抛光目的，而挂勾本身既导电又耐抛光液腐蚀，在常年反复使用中不发生溶解。
   我国过去很多电镀车间在工件电抛光时，由于挂勾材料不合理，影响了产量和质量。上海理发工具厂在剃刀开刃抛光时采用的抛光液和工艺条件见表5

过去他们采用黄铜阳极挂勾，黄铜在上述介质中铜电时迅速溶解，使用几次即腐蚀断裂。铅虽耐腐蚀，但强度低、无弹性，不适于作挂勾。
   1973年该厂用Φ3毫米的纯钛作了阳极挂勾，至今还在正常使用。实践证明：钛挂勾在电抛光中耐腐蚀，对产品无影响，提高了生产率和降低了劳动强度，效果显著。

信息来源：摘自http://www.cdxgt.com