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透析磁铁轮埋砂法电镀植砂化学镀加厚工艺

发布于:2013/8/9  阅读1796次

     当前,在世界范围内,永磁铁氧体成钕铁硼是产量最高的一种永磁材料,无论工业和日常生活中都得到了广泛的应用,使用量日益增加,特别是发电机、马达等需要提供恒定磁场的瓦类产品,近期国际市场异常活跃。铁氧体磁瓦是直流电机中主要的电子配件,它的加工装配精度直接影响着马达的质量,尤其是大R磁瓦的尺寸要求就更加严格了。通常采用电镀的方法来制造平行带弧金刚石砂轮凸弧、凹弧,用于磁瓦内、外弧面的成型磨削。电镀金刚石砂轮具有基体强度高,磨粒把持力高,形状保持好,磨削效率高等特点。但制造电镀金刚石砂轮是一个复杂的过程,电镀砂轮的精度和镀层质量受诸多因素的影响往往达不到使用要求, 尤其是形状特异的大型弧面砂轮,受边缘效应的影响,R尺寸及深槽底部很难控制,产品质量的稳定性很难保证。

    为了保证磁铁轮凸弧、凹弧型砂轮的质量稳定,占领市场。我们研究采用电镀埋砂植砂,部分电镀加厚25%,再用化学镀加厚45%,总加厚程度为70%的方法。使其此类砂轮产品尺寸得到保证,使产品质量外观和品质得到保证。
工艺内容、方法
1、埋砂罩的选择
开始用PVC吸塑片钻满4-5mm小孔,用滤砂布包裹,防止漏砂。在使用过程中不太理想,由于滤布与PVC不能粘合与夹板的贴合不是太紧密,在装砂时,会有部分漏砂。而且此埋砂罩加工也比较麻烦,使用多次不能成功。
由于考虑到磁铁轮凸弧、凹弧形态比较复杂,在埋砂的时候凹形槽底部不容易上砂,就想着用0.3mm厚的PVC裁成直径长度,宽度和砂轮一样,只对准凹形槽底部用专设计的扎眼器扎满0.10-0.14mm大的小孔来做埋砂罩,磁铁轮凹弧R上贴条来埋砂。在试验过程中,发现并不像所想的底槽上砂就会好一点,还是会有缺砂的现象,并且此埋砂罩由于孔小且少,堆砂比较厚,会有“烧焦”的现象,虽经多次实验,在大圆弧轮可行,对小而深的圆弧不可行。
最后选用0.3mm厚的PVC裁成直径长度,宽度和砂轮一样,然后把对准上砂位所有表面都用专门设计的扎眼器扎满0.10-0.14mm大的小孔用来做埋砂罩,经过多次试验效果比较理想,只要电流设计得当,埋砂出的砂轮上砂都非常均匀且无“烧焦”现象。埋砂法植砂,基本上一次将90%的砂面均植好砂,使砂轮圆度较于手工分次植砂大大提高
2、电镀和埋砂过程
(1)镀前处理
砂轮基体必需经过严格的镀前处理来增加结合力,我们采用的预处理工序为:清洗除油→电解除油→抛光→非上砂面屏蔽→上夹具→用1.2二氯乙烷与无水乙醇1:1混合物擦洗上砂面→阴极活化→带电入槽(以上除由1.2二氯乙烷加无水乙醇擦上砂面外,均与普通电镀植砂相同)。
(2)预镀
电镀液采用普通的镍钴合金镀液,砂轮基体带电入槽后,即刻进行大电流冲击,来提高覆盖能力,增加底层与基体的结合。并利用得到平整光滑的镀层,为随后上砂打下良好基础。具体预镀操作冲击电流I=2-3A/dm2,1-2分钟,然后预镀I=1.0A /dm2,20分钟。
(3)上砂    
所用的砂在使用前要经严格的表面净化和亲水处理 ,把配套的埋砂罩对准上砂面绕一周,然后小心用橡胶圈把埋砂罩圈紧,再把埋砂罩开10mm大的口,再用小勺将砂子置于预度过的基体与埋砂罩之间的空隙中填满,再封口,将电流密度调节低至0.2—0.6之间(看砂号而定)保持30-60分钟(埋砂时间看砂号而定)左右,并在植砂时间二分之一时间段里,应将砂轮旋转180度,到时间即可卸砂,卸砂时要特别小心,缓缓地将砂轮从镀槽中取出放入准备纯净水的方桶中,卸掉砂罩,砂就自然地从轮体上滑落至方桶底,在上砂面上就均匀地粘上了一层金刚砂。
3、加厚过程
因为磁铁轮形状较复杂,如果加厚全部用电镀的话,由于边缘效应和尖端效应较严重,要经过多次屏蔽才能镀好砂轮,而且屏蔽过程稍有不慎就会造成废品,所以我们采用部分用电镀加厚,绝大部分用化学镀加厚。
(1)电镀加厚
电流密度调到0.8A /dm2,为了避免因电镀过程边缘效应和尖端效应影响,造成加厚不均,先整体加厚13%后开始屏蔽,先用两条宽度为从夹板到外径砂轮边多0.5mm的PVC条箍住外径砂轮的两个直角边,缠绕两周,然后弧度部分用事先准备好的用宽度为弧度两底槽之间的距离PVC条套,制成凸弧部分屏蔽仿形罩箍住弧面(此仿形罩可以重复利用),继续加厚镀至总加厚程度的25%-26% (此屏蔽方法需要操作者有一定的熟练成度,才能掌握)。
(2)化学镀加厚
由于化学镀过程是一种自催化的化学反应过程,镀层的增厚与经过的时间成正比关系,没有镀厚的限制,也不存在电镀过程中由于电流分布不均匀而引起的镀层厚度差异的问题。所以无论零件形状如何复杂,凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层,它能解决电镀金刚石砂轮的尖端放电和边缘效应的问题;化学镀层为镍磷合金,其耐磨性好,硬度高,耐腐蚀性强,镀层均匀性好,所以最后45%采用化学镀。 
把电镀过的轮体从槽中取出,用流水把电镀液冲洗干净,再用流水冲洗上砂面用10%硫酸活化入化学镀镍槽。
2、80#-170#埋砂工艺
以砂号200#以粗80#以细的磁铁轮和异形轮为例,每种砂号经过多次试验验证都能用这种埋砂罩(磁铁),而且工艺也经多次试验,可行。具体实验工艺如下表:
 四、研究成果      
经以上步骤的试验研究,凸弧、凹弧磁铁轮采用电镀埋砂法植砂,较手工一次次上砂,工艺得到改进,上砂时间得到缩短,产品尺寸得到保证,金刚石粘砂更均匀,砂轮品质得到提升。在电镀加厚中采用特殊的弧面仿形屏蔽方法,使操作更简单。大部分加厚采用化学镀,使产品的外观更美观,加厚程度一致性得到保证。
 结论
磁铁轮用电镀埋砂植砂,部分电镀加厚25%,再用化学镀加厚45%,总加厚程度为70%生产工艺研究方法已完成。可应用于我公司大部分磁铁轮的生产。此加工工艺能保证磁铁轮的磨削效果好,及R尺寸的准确性,更能保证产品的稳定性。
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