大件盲孔分段镀铬生产实践

线东升， 李艳玲， 李喜太， 肖炳芹， 朱四光，高志强， 陈 维

(1.中国一重重装事业部技术质量部工艺科， 黑龙江 齐齐哈尔 161042;2.齐齐哈尔北方机器有限责任公司， 黑龙江 齐齐哈尔161000;3.中国一重重装事业部表处管线分厂， 黑龙江齐齐哈尔161042)

大件盲孔分段镀铬生产实践

线东升1， 李艳玲2， 李喜太2， 肖炳芹1， 朱四光3，高志强3， 陈 维3

(1.中国一重重装事业部技术质量部工艺科， 黑龙江 齐齐哈尔 161042;2.齐齐哈尔北方机器有限责任公司， 黑龙江 齐齐哈尔161000;3.中国一重重装事业部表处管线分厂， 黑龙江齐齐哈尔161042)

为某厂生产轧机支承辊平衡中的缸筒d内径为710 mm，l=1 715 mm部位尺寸超差0.05 mm，d内径为770 mm，l=465 mm部位尺寸超差0.08 mm，属阶梯盲孔，需镀铬进行尺寸修复。按工艺规定及现有设备能力无法进行一次性镀铬，经过对工艺参数核算并采取了三项有效措施，分三段镀铬获得了成功。

缸筒;阶梯盲孔;分段;镀铬

引 言

我公司为某厂生产的轧机支承辊平衡中，缸筒质量 10.9 t，壁厚 150 mm，下端 d内径=710 mm，l为1 715 mm 部位镀前尺寸 d内径为 710+0.26mm，镀后尺寸要求 d内径为710+0.16mm，单边超差 0.05 mm，A 为383 dm2，上端d内径为770 mm，l为465 mm 部位镀前尺寸 d内径为 770+0.24mm，镀后尺 寸要求 d内径为770+0.08mm，单边超差0.08 mm，A 为 113 dm2，由于缸筒内径尺寸超差量超过工件之间的装配精度，需镀铬进行尺寸修复，该缸筒是盲孔结构，两孔属阶梯过渡孔。按工艺规定电镀时需总电流高达12 500 A远远超过现有镀铬电源的额定电流和电缆输电能力4 500A，无法进行一次性镀铬，经过工艺参数核算需分三段镀铬。公司大型工件通孔分段镀铬有成功的经验，即利用屏蔽装置保护工件镀铬部位的一半，另一半镀铬。但对于大件盲孔分段镀铬，安装屏蔽装置难度非常大，于是采用对镀铬阳极进行分段绝缘，来进行盲孔的分段镀铬，该工件需分三段镀铬，每镀其中的一段时，需绝缘阳极对应的非镀面，余下的未绝缘部位面对着盲孔需镀铬部位，通过三次阳极绝缘部位的更换调整，各段分别进行镀铬，实现了大件盲孔的分段镀铬。

1 工艺方案的确定

1.1 阳极装挂方式

由于缸筒质量10.9 t，在整个镀铬过程中，天车不能卸钩，镀铬阳极每根质量34 kg，需用12根，靠人工无法对阳极进行吊装及合理布置，即阳极与镀铬部位等距，因此采取了把12根阳极分段绝缘好后先放入缸筒内，缸筒底部垫有d为700 mm，δ=8 mm的聚四氟乙烯绝缘板，然后整体吊装入槽，均匀布置阳极。阴极导电采用横截面为120 mm×5 mm的纯铜板一块，实际可通过电流4 500 A不过热，导电能力7.5 A/mm2，并用螺栓、螺母、工字夹与工件及阴极主杆把合牢固。

1.2 分段镀铬

通孔分段镀铬曾采用过内孔分两段镀铬屏蔽装置，该装置既能隔离镀铬面实现分段镀铬，又能改变内孔分段镀铬交接处的电流分布，镀层搭接处不出棱，可见痕迹轻且无起皮现象产生，实现了大型工件通孔分段镀铬。而该缸筒是盲孔件，如果采用分段镀铬需分三段，以往各种大件内孔分段镀铬都是通过隔离镀铬面来实现的，如果该件采用隔离镀铬面来实现镀铬则需设计制造三个组合屏蔽装置，屏蔽装置装卸非常困难。采用分段绝缘镀铬阳极来实施大件盲孔分段镀铬，其分段镀铬方案如下:第一段镀覆尺寸超差部位d内径为710 mm，l为1 715 mm的一半从缸底算起，受镀面积192 dm2，阳极所对应未镀面(第二段、第三段)的阳极部位用聚氯乙烯塑料布进行绝缘处理。总电流4 350 A，镀铬层δ为0.06mm，施镀7 h;第二段为中间段，示意图见图1。

图1 工件阶梯内中间段镀铬示意图

镀覆部位d内径为710 mm，l为1 715 mm的剩余一半，面积192 dm2，阳极所对应已镀面(第一段)的阳极部位用聚氯乙烯塑料布进行绝缘处理和阳极所对应未镀面(第三段)的阳极部位用聚氯乙烯塑料布进行绝缘处理，总电流4 350 A，施镀7 h;第三段(最后一段)镀覆 d内径为 770 mm，l为465 mm，受镀面积113 dm2，阳极所对应已镀面(第一段、第二段)的阳极部位用聚氯乙烯塑料布进行绝缘处理，总电流2 600 A，镀铬层δ为0.09 mm，施镀10 h。每段镀层厚度增加0.01 mm为预留镀后研磨量，以降低表面粗糙度，提高工件质量并确保工件镀后尺寸。

1.3 镀铬过程中镀液温度的控制

由于大件镀铬槽无降温设备，所以在通以大电流(大于2 500 A)镀铬时溶液温度会逐渐上升，当镀铬溶液θ上升到70℃以上时，镀铬层生长缓慢，如果溶液温度控制不住，需停镀自然冷却后再进行二次镀铬，这使铬上镀铬存在暴皮的隐患，对于盲孔镀铬溶液循环效果更差，温升更快，我公司大件镀铬槽规格1 900 mm×1 600 mm×5 000 mm，工件d内径分别为770和710 mm，l为2 180 mm，工件下面还有2 300 mm深的溶液，在镀铬过程中，采用槽底部压缩空气强制小气流连续搅拌，使槽内溶液和缸筒内溶液缓慢循环，这样起到抑制温升的作用。在镀铬过程中，工件入槽溶液θ为(55±1)℃，出槽溶液θ不超过66℃，每段镀完后利用吸虹法在槽上端将工件盲孔内的镀液导入槽内。

2 工装的设计

由于采用了分段绝缘镀铬阳极，进行缸筒内孔分段镀铬，大大简化了工装结构，只设计制造了d为700 mm，δ=8 mm的聚四氟乙烯绝缘板1个和d为45 mm，l=3 000 mm的镀铬阳极12根，其余采用现有工具装备，如钢丝绳、吊环螺钉、螺栓、螺母、垫圈、工字夹、导电纯铜板和聚氯乙烯塑料布等，实现了大型缸筒内孔分段镀铬。

3 镀铬工艺及操作要点

3.1 镀铬溶液成分及操作条件

镀铬溶液成分及操作条件如下:

3.2 工艺流程

缸筒内孔镀铬的工艺流程为:

丙酮擦拭→上工装(导电铜板、绝缘底板、绝缘镀铬阳极等)→镀件入槽→布置镀铬阳极→预热→反向电流处理→正镀(第二段、第三段阶梯给电10min至额定电流)→出槽→(利用吸虹法)缸筒内镀液导入镀槽→取出镀铬阳极冲洗干净调整绝缘部位再放入缸筒内→重复镀件入槽两次。

由于缸筒属厚壁件，因此入槽预热温度要高，预热时间要长，其预热θ为55℃，预热30 min，预热后溶液θ降至52℃;三段反向电流分别为3 000 A、3 000 A和2 000 A，反向处理时间1 min;正常电镀电流三段分别为4 350、4 350和2 600 A，t正常电镀分别为7和10 h。

当正常电镀电流大于2 500 A时，镀铬过程中溶液处于逐渐升温状态，亦就是说电流的热效应所产生的热量大于槽体散热所消耗的热量，应采用压缩空气对槽液下方进行搅拌，减缓槽液温度的上升，压缩空气搅拌管为不等长U型不锈钢管，入气端长6 000 mm，出气端距槽底500 mm，以避免槽底沉积物被搅起，影响镀铬质量，不用时及时取出。

4 结论

大型缸筒盲孔分段镀铬，采纳了三项简单有效的措施:

1)首次采用对镀铬阳极进行分段绝缘，进行盲孔分段镀铬的新方法。

2)每次镀铬阳极分段绝缘后先放入缸筒内随工件一起下槽，解决了天车不能脱钩而造成无法吊装均布镀铬阳极的难题。

3)镀铬过程中，采用压缩空气对槽液连续搅拌，解决了大电流电镀时槽液升温过快的难题。

4)该工件分三段实施镀铬，镀铬层的交界处有可见痕迹，经珩磨痕迹基本消失且无起皮发生，尺寸修复合格。

Sectionalized Chrome Plating for Blind Hole of Big-size Workpiece

XIAN Dong-sheng1， LI Yan-ling2， LI Xi-tai2， XIAO Bing-qin，
ZHU Si-guang3， GAO Zhi-qiang3， CHEN Wei3

TQ153.11

B

1001-3849(2011)10-0033-03

2011-03-21

2011-05-29