铝合金镀银电镀生产线设计的几点建议

路亚娟*，张红军，雪金海，王战辉，罗志波



【经验交流】

铝合金镀银电镀生产线设计的几点建议

路亚娟*，张红军，雪金海，王战辉，罗志波

（河南平高电气股份有限公司，平高集团有限公司表面处理及金属防腐实验室，河南 平顶山 467001）

根据铝合金镀银生产线的实际使用经验，对关键工序槽体、漂洗溢流系统、抽风系统、导电装置、控制系统等方面提出设计建议。

铝合金；镀银；生产线；漂洗；抽风；设计

First-author's address: Henan Pinggao Electric Co.， Ltd.， Surface Modification and Metal Anti-corrosion Laboratory of Pinggao Group Co.， Ltd.， Pingdingshan 467001， China

电镀生产线是按照一定的电镀工艺过程要求，将有关镀槽、镀件提升转运装置、电气控制装置、电源设备、过滤设备、检测仪器、加热与冷却装置、驱动装置、空气搅拌设备以及线上污染控制设备等组合成一体的总称［1］。设计优秀的生产线不仅使电镀产品的质量得到保证，有效地降低不合格率，而且能为操作者提供一个清洁、舒适、简便的操作环境，减少日常维护和后期维修的工作量。本文从使用者的角度浅谈几点铝合金电镀银生产线使用过程中的体会，希望能为电镀厂家新建和改造电镀生产线过程提供一点参考。

1　槽体及配套装置的设计

1. 1 碱蚀槽的设计

在铝合金镀银工艺流程中，碱蚀是首道工序。碱蚀处理的目的是为了将镀银工件表面的氧化皮和油污剥离，而剥离后的油污往往浮在槽液的表面，工件从槽液内提出，油污又会附着在工件上，工件表面油污的附着对镀层的结合力影响很大。部分厂家会考虑在碱蚀槽中增加除油过滤机，既除油又可保证溶液的均匀性，而根据笔者的使用经验，除油过滤机的使用成本较高且日常维护工作量很大。因此建议如图1a所示在碱蚀槽中端面或侧面设置一个与槽体（长）宽度一样大的溢流口，在溢流口对面设置吹液管，在工件碱蚀的同时使浮在碱蚀槽液面的油污迅速溢流到槽体外的油水分离装置，此装置可以将油水进行分离，再将除油液输送回除油槽［2］。其次为了保证碱蚀溶液的均匀性和工件碱蚀的效果，建议在碱蚀槽中设置空气搅拌装置（如图1b所示），管路排布在槽底。为避免脏污堵塞吹起口，吹起口从管路的两侧开口，口径开2 mm即可。

图1 典型的碱蚀槽结构Figure 1 Typical structure of alkaline etching bath

1. 2 漂洗水槽的设计

水是极其宝贵的资源，而电镀行业是用水大户［3］。铝合金镀银生产线漂洗水槽几乎占据整线槽体的 50%。既保证工件的清洗质量，又有效控制清洗水的用量，是每个电镀经营者考虑的重点。

首先，为保证工件的清洗质量，漂洗槽中的水基本处于流动状态，所以在漂洗水槽的端面会设置一个溢流口。根据使用经验，此溢流口的设计位置要高于水漂洗前一处理槽中设置液位3 ～ 5 cm，这是因为非水漂洗处理槽的液位会因工件没入而上升，此时挂具浸入溶液中的深度就会增加，而漂洗槽中由于水的溢流，电镀挂具上部就会有一截无法清洗，而造成下道工序溶液的污染。

其次，为节约用水，电镀厂家通常会从工件漂洗方式入手，在生产线的设计中应用间歇逆流漂洗、喷淋等清洗技术，甚至采用膜分离中水回用技术。但笔者认为，控制清洗水的用量还要从漂洗槽的设计入手，漂洗槽科学合理的尺寸是：长度与其他镀槽相等，宽度为电镀槽的宽度减去两侧阳极板与槽边的距离即可。另外，在漂洗槽内加装电导率仪也是一个不错的选择，通过溶液的电导率控制进水和排水，这样既可以保证漂洗水的质量，又可有效控制漂洗水的用量。

1. 3 镀槽与回收槽的设计

目前国内的铝合金电镀银还普遍采用氰化电镀工艺，虽然氰化电镀工艺具有良好的深镀能力和均镀能力，但是为了保证槽液的洁净度以及电镀过程工件表面附近金属离子的不断补充、循环，在电镀槽内要设计循环过滤系统、机械搅拌和阴极移动装置。

银作为贵金属，在铝合金电镀银过程中对其进行回收再利用是设计过程中必须考虑的。如图 2所示设计两级回收，二级回收槽与一级回收槽之间及一级回收槽与镀银槽之间设计溢流管道，溢流管路布局的位置要保证二级回收槽的溶液可以直接溢流到一级回收槽，一级回收槽的溶液可以直接溢流到镀银槽。另外，在 2个回收槽配置过滤机，循环过滤以保证回收液的洁净，通过对二级回收液槽补充新鲜水来达到银离子回收的目的。上述方法设计简单，使银的利用率高且操作简便。

图2 两级回收槽体设计示意图Figure 2 Schematic diagram showing the design of tanks for two-stage reclaiming

2　导电装置的设计

由于铝合金极易氧化，其镀银工艺采取浸锌的方式来防止经过活化处理的工件再次发生氧化。但由于浸锌形成的覆盖层极薄，若在镀液中不能及时沉积上镀层并让沉积延续至达到一定要求，则之前形成的极薄覆盖层会在镀液中发生溶解，从而影响镀层的结合力［4］。因此为了在工件表面快速沉积上镀层，保证电镀之前得到的极薄覆盖层发生溶解，必须在铝合金镀银过程设置带电入槽装置。

电镀过程时常会出现V型极座（见图3a）处因接触表面氧化造成导电系统形成点、线接触，使电不能有效地输送到工件上，造成电镀效果很差，还耗费了电能。根据使用经验，建议V型极座结构设计如图3b所示，其在日常使用过程中更容易维护。

图3 极座形状示意图Figure 3 Schematic diagram showing the shapes of electrode mount

3　送抽风系统的设计

电镀生产线的设计不仅仅只考虑生产线设备是否好用，良好的送抽风系统设计可以保持操作环境空气的清新，为操作人员创造良好的工作环境。

铝合金镀银生产线上碱蚀槽、酸洗槽、酸洗槽后紧挨的漂洗水槽、浸锌槽、镀铜槽、镀银槽、回收槽等槽体要设置抽风系统（如图 4所示）。为保证槽体头尾部排风的均匀性，风道内的抽风管要设置多管路分段抽风。电镀槽吸风口的上方设置60°斜面吸风罩（见图5），吸风罩的长度以刚好盖过阳极板为宜。此设置不仅减少镀槽口废气的逸出面积，而且在抽风过程中形成一定的负压，从而有效地将电镀槽液逸出的废气吸走。

图4 槽体抽风系统Figure 4 Exhaustion system for tanks

图5 镀槽上方的吸风罩Figure 5 Suction hood on top of plating tank

由于镀槽宽度限制和前处理过程中废气的剧烈排放，槽体设置的抽风系统难以将废气完全抽走，因此在铝合金镀银前处理（碱蚀、酸洗）过程还要采取行车移动吸风系统，该系统一般采用行车风道口与主管路风道插接式连接，分离时如图6a所示，闭合时如图6b所示。

图6 行车移动抽风系统Figure 6 Exhaustion system for travelling crane

4　温度控制系统的设计

温度控制在铝合金电镀银过程中起着非常重要的作用，电镀槽中槽液的温度将直接影响电镀过程是否能顺利进行，所镀工件是否能达到工艺要求。北方的电镀银生产线一般使用蒸汽加温管对碱蚀、浸锌、镀铜、预镀银、镀银、热水洗等 6种工序的槽液进行加热。笔者所在公司的蒸汽管原来通过电磁阀与加温盘管组、疏水管相连组成加温回路，温度传感器与电磁阀组成信号反馈控制部分。但是根据使用经验，电磁阀的使用寿命一般不会超过 6个月，因为工业生产使用的蒸汽洁净度一般较差，电磁阀经常会被蒸汽中的杂质堵塞，致使电磁阀无法正常闭合，而导致温控系统失灵。在此建议在设计生产线时考虑以电动阀或气动阀代替电磁阀。

5　结语

综上所述，电镀生产线设计是一个既琐碎又系统的工程，虽然新科技元素的引入、科学合理的布局是设计的核心，但是设计者还要充分从操作者的角度进行考虑，力争为操作者提供一个环境清洁、安全可靠、流程顺畅、操作灵活、维护方便、维修便捷的生产操作环境。

［1］ 瞿晓勇. 浅谈电镀自动生产线的设计［J］. 机电工程技术， 2008， 37 （5）： 105-108.

［2］ 曲绍奎， 李敏峰. 清洁生产在电镀生产线设计中的体现［J］. 电镀与精饰， 2012， 34 （1）： 23-25.

［3］ 陈永福. 浅谈电镀行业合理用水的几点意见［J］. 电镀与环保， 2006， 26 （6）： 47.

［4］ 余胜林. 铝合金电镀自动生产线带电入槽的实现［J］. 电镀与涂饰， 2012， 31 （4）： 17-19.

［ 编辑：温靖邦 ］

Some recommendations on design of production line for silver electroplating on aluminum alloys

LU Ya-juan*，ZHANG Hong-jun， XUE Jin-hai， WANG Zhan-hui， LUO Zhi-bo

According to the experience of silver electroplating for aluminum alloys， some recommendations were made for the design of silver electroplating production line in aspects of tanks of key procedures， overflow rinsing system， exhaustion system， electrical conduction device and control system.

aluminum alloy； silver electroplating； production line； rinsing； exhaustion； design

TQ153.1

B

1004 - 227X （2016） 13 - 0693 - 04

2016-03-18

2016-05-18

路亚娟（1982-），女，河南鲁山人，学士，工程师，现主要从事电镀生产技术管理工作。

作者联系方式：（E-mail） luyajuan0512@163.com。