線東升， 李艷玲， 李喜太， 肖炳芹， 朱四光，高志強(qiáng)， 陳 維

(1.中國一重重裝事業(yè)部技術(shù)質(zhì)量部工藝科， 黑龍江 齊齊哈爾 161042;2.齊齊哈爾北方機(jī)器有限責(zé)任公司， 黑龍江 齊齊哈爾161000;3.中國一重重裝事業(yè)部表處管線分廠， 黑龍江齊齊哈爾161042)

大件盲孔分段鍍鉻生產(chǎn)實(shí)踐

線東升1， 李艷玲2， 李喜太2， 肖炳芹1， 朱四光3，高志強(qiáng)3， 陳 維3

(1.中國一重重裝事業(yè)部技術(shù)質(zhì)量部工藝科， 黑龍江 齊齊哈爾 161042;2.齊齊哈爾北方機(jī)器有限責(zé)任公司， 黑龍江 齊齊哈爾161000;3.中國一重重裝事業(yè)部表處管線分廠， 黑龍江齊齊哈爾161042)

為某廠生產(chǎn)軋機(jī)支承輥平衡中的缸筒d內(nèi)徑為710 mm，l=1 715 mm部位尺寸超差0.05 mm，d內(nèi)徑為770 mm，l=465 mm部位尺寸超差0.08 mm，屬階梯盲孔，需鍍鉻進(jìn)行尺寸修復(fù)。按工藝規(guī)定及現(xiàn)有設(shè)備能力無法進(jìn)行一次性鍍鉻，經(jīng)過對工藝參數(shù)核算并采取了三項(xiàng)有效措施，分三段鍍鉻獲得了成功。

缸筒;階梯盲孔;分段;鍍鉻

引 言

我公司為某廠生產(chǎn)的軋機(jī)支承輥平衡中，缸筒質(zhì)量 10.9 t，壁厚 150 mm，下端 d內(nèi)徑=710 mm，l為1 715 mm 部位鍍前尺寸 d內(nèi)徑為 710+0.26mm，鍍后尺寸要求 d內(nèi)徑為710+0.16mm，單邊超差 0.05 mm，A 為383 dm2，上端d內(nèi)徑為770 mm，l為465 mm 部位鍍前尺寸 d內(nèi)徑為 770+0.24mm，鍍后尺 寸要求 d內(nèi)徑為770+0.08mm，單邊超差0.08 mm，A 為 113 dm2，由于缸筒內(nèi)徑尺寸超差量超過工件之間的裝配精度，需鍍鉻進(jìn)行尺寸修復(fù)，該缸筒是盲孔結(jié)構(gòu)，兩孔屬階梯過渡孔。按工藝規(guī)定電鍍時需總電流高達(dá)12 500 A遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有鍍鉻電源的額定電流和電纜輸電能力4 500A，無法進(jìn)行一次性鍍鉻，經(jīng)過工藝參數(shù)核算需分三段鍍鉻。公司大型工件通孔分段鍍鉻有成功的經(jīng)驗(yàn)，即利用屏蔽裝置保護(hù)工件鍍鉻部位的一半，另一半鍍鉻。但對于大件盲孔分段鍍鉻，安裝屏蔽裝置難度非常大，于是采用對鍍鉻陽極進(jìn)行分段絕緣，來進(jìn)行盲孔的分段鍍鉻，該工件需分三段鍍鉻，每鍍其中的一段時，需絕緣陽極對應(yīng)的非鍍面，余下的未絕緣部位面對著盲孔需鍍鉻部位，通過三次陽極絕緣部位的更換調(diào)整，各段分別進(jìn)行鍍鉻，實(shí)現(xiàn)了大件盲孔的分段鍍鉻。

1 工藝方案的確定

1.1 陽極裝掛方式

由于缸筒質(zhì)量10.9 t，在整個鍍鉻過程中，天車不能卸鉤，鍍鉻陽極每根質(zhì)量34 kg，需用12根，靠人工無法對陽極進(jìn)行吊裝及合理布置，即陽極與鍍鉻部位等距，因此采取了把12根陽極分段絕緣好后先放入缸筒內(nèi)，缸筒底部墊有d為700 mm，δ=8 mm的聚四氟乙烯絕緣板，然后整體吊裝入槽，均勻布置陽極。陰極導(dǎo)電采用橫截面為120 mm×5 mm的純銅板一塊，實(shí)際可通過電流4 500 A不過熱，導(dǎo)電能力7.5 A/mm2，并用螺栓、螺母、工字夾與工件及陰極主桿把合牢固。

1.2 分段鍍鉻

通孔分段鍍鉻曾采用過內(nèi)孔分兩段鍍鉻屏蔽裝置，該裝置既能隔離鍍鉻面實(shí)現(xiàn)分段鍍鉻，又能改變內(nèi)孔分段鍍鉻交接處的電流分布，鍍層搭接處不出棱，可見痕跡輕且無起皮現(xiàn)象產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了大型工件通孔分段鍍鉻。而該缸筒是盲孔件，如果采用分段鍍鉻需分三段，以往各種大件內(nèi)孔分段鍍鉻都是通過隔離鍍鉻面來實(shí)現(xiàn)的，如果該件采用隔離鍍鉻面來實(shí)現(xiàn)鍍鉻則需設(shè)計(jì)制造三個組合屏蔽裝置，屏蔽裝置裝卸非常困難。采用分段絕緣鍍鉻陽極來實(shí)施大件盲孔分段鍍鉻，其分段鍍鉻方案如下:第一段鍍覆尺寸超差部位d內(nèi)徑為710 mm，l為1 715 mm的一半從缸底算起，受鍍面積192 dm2，陽極所對應(yīng)未鍍面(第二段、第三段)的陽極部位用聚氯乙烯塑料布進(jìn)行絕緣處理?？傠娏? 350 A，鍍鉻層δ為0.06mm，施鍍7 h;第二段為中間段，示意圖見圖1。

圖1 工件階梯內(nèi)中間段鍍鉻示意圖

鍍覆部位d內(nèi)徑為710 mm，l為1 715 mm的剩余一半，面積192 dm2，陽極所對應(yīng)已鍍面(第一段)的陽極部位用聚氯乙烯塑料布進(jìn)行絕緣處理和陽極所對應(yīng)未鍍面(第三段)的陽極部位用聚氯乙烯塑料布進(jìn)行絕緣處理，總電流4 350 A，施鍍7 h;第三段(最后一段)鍍覆 d內(nèi)徑為 770 mm，l為465 mm，受鍍面積113 dm2，陽極所對應(yīng)已鍍面(第一段、第二段)的陽極部位用聚氯乙烯塑料布進(jìn)行絕緣處理，總電流2 600 A，鍍鉻層δ為0.09 mm，施鍍10 h。每段鍍層厚度增加0.01 mm為預(yù)留鍍后研磨量，以降低表面粗糙度，提高工件質(zhì)量并確保工件鍍后尺寸。

1.3 鍍鉻過程中鍍液溫度的控制

由于大件鍍鉻槽無降溫設(shè)備，所以在通以大電流(大于2 500 A)鍍鉻時溶液溫度會逐漸上升，當(dāng)鍍鉻溶液θ上升到70℃以上時，鍍鉻層生長緩慢，如果溶液溫度控制不住，需停鍍自然冷卻后再進(jìn)行二次鍍鉻，這使鉻上鍍鉻存在暴皮的隱患，對于盲孔鍍鉻溶液循環(huán)效果更差，溫升更快，我公司大件鍍鉻槽規(guī)格1 900 mm×1 600 mm×5 000 mm，工件d內(nèi)徑分別為770和710 mm，l為2 180 mm，工件下面還有2 300 mm深的溶液，在鍍鉻過程中，采用槽底部壓縮空氣強(qiáng)制小氣流連續(xù)攪拌，使槽內(nèi)溶液和缸筒內(nèi)溶液緩慢循環(huán)，這樣起到抑制溫升的作用。在鍍鉻過程中，工件入槽溶液θ為(55±1)℃，出槽溶液θ不超過66℃，每段鍍完后利用吸虹法在槽上端將工件盲孔內(nèi)的鍍液導(dǎo)入槽內(nèi)。

2 工裝的設(shè)計(jì)

由于采用了分段絕緣鍍鉻陽極，進(jìn)行缸筒內(nèi)孔分段鍍鉻，大大簡化了工裝結(jié)構(gòu)，只設(shè)計(jì)制造了d為700 mm，δ=8 mm的聚四氟乙烯絕緣板1個和d為45 mm，l=3 000 mm的鍍鉻陽極12根，其余采用現(xiàn)有工具裝備，如鋼絲繩、吊環(huán)螺釘、螺栓、螺母、墊圈、工字夾、導(dǎo)電純銅板和聚氯乙烯塑料布等，實(shí)現(xiàn)了大型缸筒內(nèi)孔分段鍍鉻。

3 鍍鉻工藝及操作要點(diǎn)

3.1 鍍鉻溶液成分及操作條件

鍍鉻溶液成分及操作條件如下:

3.2 工藝流程

缸筒內(nèi)孔鍍鉻的工藝流程為:

丙酮擦拭→上工裝(導(dǎo)電銅板、絕緣底板、絕緣鍍鉻陽極等)→鍍件入槽→布置鍍鉻陽極→預(yù)熱→反向電流處理→正鍍(第二段、第三段階梯給電10min至額定電流)→出槽→(利用吸虹法)缸筒內(nèi)鍍液導(dǎo)入鍍槽→取出鍍鉻陽極沖洗干凈調(diào)整絕緣部位再放入缸筒內(nèi)→重復(fù)鍍件入槽兩次。

由于缸筒屬厚壁件，因此入槽預(yù)熱溫度要高，預(yù)熱時間要長，其預(yù)熱θ為55℃，預(yù)熱30 min，預(yù)熱后溶液θ降至52℃;三段反向電流分別為3 000 A、3 000 A和2 000 A，反向處理時間1 min;正常電鍍電流三段分別為4 350、4 350和2 600 A，t正常電鍍分別為7和10 h。

當(dāng)正常電鍍電流大于2 500 A時，鍍鉻過程中溶液處于逐漸升溫狀態(tài)，亦就是說電流的熱效應(yīng)所產(chǎn)生的熱量大于槽體散熱所消耗的熱量，應(yīng)采用壓縮空氣對槽液下方進(jìn)行攪拌，減緩槽液溫度的上升，壓縮空氣攪拌管為不等長U型不銹鋼管，入氣端長6 000 mm，出氣端距槽底500 mm，以避免槽底沉積物被攪起，影響鍍鉻質(zhì)量，不用時及時取出。

4 結(jié)論

大型缸筒盲孔分段鍍鉻，采納了三項(xiàng)簡單有效的措施:

1)首次采用對鍍鉻陽極進(jìn)行分段絕緣，進(jìn)行盲孔分段鍍鉻的新方法。

2)每次鍍鉻陽極分段絕緣后先放入缸筒內(nèi)隨工件一起下槽，解決了天車不能脫鉤而造成無法吊裝均布鍍鉻陽極的難題。

3)鍍鉻過程中，采用壓縮空氣對槽液連續(xù)攪拌，解決了大電流電鍍時槽液升溫過快的難題。

4)該工件分三段實(shí)施鍍鉻，鍍鉻層的交界處有可見痕跡，經(jīng)珩磨痕跡基本消失且無起皮發(fā)生，尺寸修復(fù)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