利用工装提升镀铬生产效率

刘星岑

摘要：本文对轴类零件、内孔类零件的镀铬生产过程特点进行分析， 通过使用工装代替 传统保护材料保护零件， 大大节约了零件保护时间，同时节省了大量保护材料， 在带来经济 效益的同时，减少了铅胶带对环境的污染。同时这些工装适用广泛，能够解决一类零件镀铬 生产难题， 同时能减少质量隐患，提升产品质量，。

关键词： 镀铬； 工装；生产效率。

1绪论

1.1 电镀概述

装饰性镀层体系的外表层和功能镀层，在电镀工艺中一直占电镀是一种表面处理技术，其原理是利用电解在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层的工艺。电镀的作用一般是起到防止金属氧化（如锈蚀），提高耐磨性、反光性、抗腐蚀性（硫酸铜等）及增进美观等。单金属电镀至今已有200年历史，元素周期表上已有33种金属可从水溶液中电沉积制取。常用的有电镀锌、镍、铬、铜、锡、铁、钴、镉、铅、金、银等l0余种。其中镀铬作为一种电镀中最常见的镀种，在如今的表面处理工艺中起着举足轻重的作用。

1.2镀铬概述

铬是一种微带蓝色的银白色金属，金属铬在空气中极易钝化，表面形成一层极薄的钝化膜，从而显示出贵金属的性质，镀铬层具有优良的性能，广泛用作防护-装饰性镀层体系的外表层和功能镀层，在电镀工艺中一直占极具重要的地位，并被列为 3 大镀种之一[1]。

目前在工业上常用的电镀铬主要有以下几种：

防护性装饰性镀铬

这种镀层既能防止基体金属锈蚀又具有装饰性光亮外观。一般要 先镀铜、镀镍等中间层再镀铬。

镀硬铬

镀硬铬与普通镀铬相比，镀层的性能区别往往是比较大的，本质原因体现在镀层厚度上，镀硬铬主要为提高其耐磨性在机械零部件上沉积的镀层，一般多用于工 具、模具、量具、卡具以及修复被磨损的零件。镀硬铬的标准是指维氏硬度HV为 700 以上的镀铬层，而在实际应用上以镀铬层的厚度达到 5μm以上的称为镀硬铬。

乳白铬

镀层的孔隙很少，抗蚀性能好， 硬度稍低。如能在表面再镀一层

光亮的耐磨铬层，便成为防护耐磨镀铬层。乳白铬常用于需消光的场合，如仪表、量具、医疗器具等。

松孔铬

松孔镀铬是耐磨镀铬的一种特殊形式，它与一般镀铬的明显区别在于其镀铬层的表面上产生网状的沟纹或者是点状的空隙[2]。目的是为了在使用过程中能够存储一定量的润滑油，以改善摩擦条件，降低摩擦系数，减少直接的金属面接触，因此提高了耐磨性。

原理可知，该化学处理主要用于内燃机的汽缸、汽缸套、活塞环、活塞销以及上叙述零件磨损后的修复等方面。其他在润滑油工作调节下的零件都可以进行这样的表面处理。可以提高其润滑性能和抗磨损能力[3]。

镀黑铬

这种黑铬镀层的消光性能好，用于航空、光学仪器等的零件上， 近年来研究方向是侧重在用于太阳能集热器上。

1.3研究意义

随着集团公司产品结构调整及生产任务的急剧增加，为提高产品 性能及使用寿命，在电镀铬时不可或缺地使用到镀铬工装，且工装设计是否合理性与制造质量的好坏，将直接影响零件的电镀质量。另外镀铬工装的使用与其他工装相比：一是同一零件镀铬工装数量多。在生产实际操作中，一槽可以同时电镀多个零件，这就决定了相同镀铬工装的数量较多。二是损耗大。在生产操作中，一方面，镀铬工装经过与零件组合安装并一起侵蚀后，方可进行镀铬工作；另一方面，镀铬工装在电镀中充当阳极，使用多次后，其象形阳极尺寸将变小。

对于保护方面，越来越多的零件需镀铬以提高其局部耐磨性， 同时因科研产品的不确定性，零件尺寸比较容易超差， 经常需对超差产品 进行镀铬修复。 无论哪种需求， 通常都是仅对零件上一小部分区域进行镀铬， 这就需要使用大量的铅胶带、聚乙烯布对非镀铬区域进行保护，而采取这种保护方式一是保护难度大，容易因保护不当造成漏铬， 二是需要消耗较多的时间保护，同时大量的使用铅胶带成本较高且污染槽液。 因此影响镀铬生产效率的关键在于加快产品保护效率， 提高产品保护稳定性，所以需要使用工装代替传统方法对零件进行保护， 以提升镀铬生产效率。

2实验过程

在我厂生产的众多零件中，镀铬零件的种类有很多，为验证工装改变所带来的实用性，挑选两种最具有代表性的零件作为实验对象，一种是轴类零件、一种是内控类零件。

2.1 轴类零件

2.1.1实物分析

以XX.66.3113 零件为例， 该零件要求轴颈 22 长度进行镀铬， 其

余表面不允许有铬层。

图1 XX.66.3113 零件图

对于这种零件， 传统的保护方式如图 2，对其右侧端面及内径口 采用铅胶带保护，镀铬面上部区域采用聚乙烯布缠绕保护。

图 2 零件保护图

这种保护方式需要消耗较多时间同时保护边缘不整齐，同时存在 封严不充分的隐患，在实际生产中效率低下，且容易发生漏药的现象，不适用批量生产。

图 3 零件保护图

零件采用铜丝装挂，装挂方式如图 4。

图 4 零件装挂图

这种装挂方式存在以下隐患：

一、装挂不牢固，在电镀过程中容易因搅拌晃动误触极板，造成零件电打伤。

二、这种装挂方式需要消耗大量铜丝，二铜丝随使用时间变长逐 渐老化， 导电性能逐渐变弱，影响产品质量， 可重复利用率也低。

三、装挂耗时费力，每个零件都需单独手动装挂，需要消耗大量操作者时间，影响生产效率。

2.1.2工装改进

通过实际生产经验结合产品结构特点，设计了一套简易通用工装， 该工装由一系列钢制垫片、螺纹杆及导电杆组成， 通过该套工装可以 快速完成零件保护， 且需求工人操作技能水平低，浪费材料少。以

XX10 机型某零件为例，使用工装保护图如下：

图 5 零件工装保护图

图 6 零件工装保护图

这套简易工装结合零件结构特点，采用不同规格的垫片在零件内 孔两端进行封堵， 中间用螺纹杆紧固，只需将紧固螺套拧紧即完成了

最难的端面保护工作。

图 7 零件工装装挂图

设计了通用挂具，上部分采用铜棒制成与导电杆配合形状， 下部 焊接有与垫片使用的螺纹杆相同孔径的内螺纹不锈钢管，最大限度增 强导电性能的同时增强了其适用性， 只需将挂具与螺纹杆紧固好， 即 确保零件装挂正确[4]。

2.1.3验证推广

结合该套简易工装设计思路， 进行了部分优化， 对 XX.12.060 镀

铬零件生产进行部分改进，改进效果图如下：

图 8 零件工装保护图

采用该套工装， 每个零件在生产过程中可节约保护时间大约40min，同时也会节省了大 量的铅胶带，使生产过程中更加环保，同时镀铬区域整齐平滑，零件生产

图 9 零件镀铬实物图

2.2内孔类零件

2.2.1 实物分析

CJ-1000 机型中主燃油泵转接座需对其内部一轴颈进行镀铬， 以

满足其尺寸要求，零件技术要求图见图一。

图 10 零件技术要求图

该零件结构特殊，仅对一处内轴颈镀铬， 其余面均需要保护， 保 护难度较大、保护周期较长， 浪费大量保护材料的同时保护效果并不 好，经常发生非镀铬面有多余铬的情况发生， 同时常规镀铬阳极在镀 槽四周分布，对内径施镀基本无效果，严重制约了零件的正常交付。

2.2.2工装改进

针对该零件的特殊结构， 设计了镀铬的专用施镀工装， 对镀铬区域 下部非镀铬区域， 使用聚四氟等材料制成内轴颈仿形工装， 对非施镀 面进行保护； 镀铬区上部非镀铬端面，使用聚四氟乙烯制成中空的盖 封严， 在盖子中心钻孔施放内阳极及促进槽液流通， 利用零件自身带 的孔，配备导电螺栓，使零件自身与内阳极巧妙形成电池反应。

图 11 工装设计图

工装图如上，除 7 为导电销，采用 45 钢制成， 其他均为聚四氟 乙烯材质。 1、2 为固定用螺钉螺帽； 3、5 为锁紧压板； 4、6 为压板 锁紧螺母、螺帽。

2.3 效果验证

实物保护图如下， 使用该工装保护零件后， 使用少量聚乙烯布对 导电销及油路孔进行封严。

图 12 实物保护图

图 13 零件镀铬区域图

由上图可见， 经由该套工装保护的零件镀铬层均匀，且镀铬区域 规范，即满足了零件镀铬技术要求，也对非镀铬区域完美的保护。

图 14 零件远视图

可见零件外观洁净，无多余铬层。

3结论

由实验过程与实际生产的结果来看，无论是从内控类零件还是轴类零件，通过使用工装代替传统保护材料保护零件， 大大节约了零件保护时间， 同时节省了大量保护材料， 在带来经济效 益的同时，减少了铅胶带对环境的污染。

同时这些工装适用广泛， 能够解决一类零件镀铬生产难题， 同时 能减少质量隐患，提升产品质量，是“小物件、大作用”的完美体现。

4参考文献

[1] 沈品华. 现代电镀手册[M]. 机械工业出版社, 2010: 120-160.

[2] 液压阀杆镀铬工艺的研究及应用 王建武 液压气动与密封 2017

[3]梁志杰.现代表面镀覆技术[M].国防工业出版社,2010：100-130.

[4] 张旭 电镀铬工艺规范.2015.