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1、电镀电源、配套设备及配件,第一节电镀电源设备,电镀定义,电镀是将电能转化为化学能的过程，在此过程中，金属离子获得电子而还原成金属原子，金属原子按一定规则排列形成具有一定晶粒取向的平滑镀层。直流电镀电源正是提供电子的源泉和使金属原子结晶的动力。因此，电镀电源设备是电镀生产的主要设备，它与镀槽和电镀溶液配合一起，即可完成电镀过程。,电镀电源已经能够提供多种形式的电流与波形，赋予了电镀工艺以新的活力。近些年来，常用直流电源设备正在不断更新，特种电镀电源设备随着电力电子技术的发展而有了新的突破，为电镀工艺研究提供了各种各样崭新的电源。,第一代直流电镀电源,电镀电源设备经过近半个多世纪的演变，才到了今天
2、这种形式多种多样使用起来比较得心应手的状态。回顾20世纪50年代中期，人们还是采用交流，直流发电机组或汞弧整流器为电镀生产提供直流电。在调节直流发电机的输出时，要调节交流电机的转速以改变直流输出。这种系统由于具有较高的可靠性，曾一度在电镀领域占统治地位。然而这种系统效率极低，还要采用各种变阻器进行槽边调压，电能损耗更大。因此在电力电子技术诞生后不久便陆续退出历史舞台。我们姑且将交，直发电机组称之为第一代直流电镀电源。,第二代直流电镀电源,电力电子技术的诞生，硒整流器开始在20世纪50年代末从欧洲进入我国。不久，随着大功率硅整流管被大量的工业化使用，在电镀领域出现了自耦调压加硅整流的直流电镀电源
3、，即采用自耦变压器调节交流电压，再以大功率硅管(堆)进行整流。这种系统虽然在技术上比交，直流发电机组有了进步，输出直流波形比较平滑，但需要用机械或人工拖动自耦变压器调压，不便远程操纵。同时，其效率没有太大改善。这可算是第二代直流电镀电源,第三代直流电镀电源,20世纪50年代后期，晶闸管在美国的贝尔实验室诞生，从而给包括电镀电源在内的电力电子行业带来革命性的进步，出现了以可控硅为核心的直流电镀电源。可控硅电镀电源，在电路结构上主要有两种形式：一种是利用可控硅在工频变压器原边进行调压，然后在副边用硅管多相整流，另一种是直接用可控硅在工频变压器的副边进行调压整流。不论哪种形式，都是把成熟的调节控制电
4、子电路，运用到对可控硅导通角的控制中，使得可控硅电镀电源的输出特性大大地优于以往的产品。在额定负载情况下，往往能获得令人满意的输出精度、纹波和效率，特别是在效率上，比过去的产品有了显著的提高，功率范围也很宽。这些优良的特性使得它一经出现，便成为直流电镀电源的主流，至今国内大量使用的仍以这种电源为主。我们称之为第三代直流电镀电源。,可控硅电源的缺点,随着人们对镀层质量和生产过程自动化以及要满足清洁生产过程节能降耗的严格要求，可控硅电源的缺点越来越明显。,可控硅电源的缺点如下：,首先，它只能在一定的负载范围内保证额定精度，而实际电镀过程中，大多数使用的电流都偏离了整流器的额定值，因此，往往难以满足
5、实际精度需要。纹波也是如此，只在一定范围(一般是在满负载附近)满足额定值，这些都给进一步提高产品质量带来困难。其次，由于采用模拟电子线路完成移相控制，当它与计算机控制系统连接，需要的接口电路较繁琐，很不方便。另外，由于摆脱不了工频变压器，使其整机结构个大笨重，耗费铜材多，而且对电网的谐波干扰也很严重。,高频开关电源,一：工作原理,高频开关电源的工作原理是功率变换。它是功率转移技术与脉宽调制技术相结合的高技术产物,是当代电力电子学理论发展的最新体现。一经问世就受到广泛关注并得到空前迅速的发展。,高频开关与可控硅电源相比优点,1）在电路结构上它去掉了可控硅电源的工频变压器,采用脉宽调制方式控制场效
6、应管工作,尺寸大幅度减小,质量明显减轻,节省大量铜材和优质硅钢片,可控硅电源全量程的功率因数为0.7。而高频开关电源则达到，可控硅电源的输出脉动随负载的大小和整流相数的变化而变化,工作频率较低,在大电流时往往不加滤波电路。而高频开关电源的输出脉动较小,由于输出脉冲的频率很高,所以低通滤波器的体积大幅度减小,这就十分有利于提高电源的输出纹波特性。,2）从输出精度看,从输出精度看,可控硅电源在控制角很大时调，整能力很差，输出电压、电流的精度从半载到满工作效率上看,可控硅电源的工频变压器的转换效率通常为85%再加上整流部分的各种损耗，其在最理想状态下效率也只在75%左右。高频开关电源的效率一般在80
7、%-90%左右。如果采用先进的谐振型开关电路,则其效率还会更高。载时的理想情况下方可达到3%-5%而且电压、电流的线性也不够好,这是由于可控硅电源本身电路的体制造成的。而高频开关电源则在全量程范围内精度均可达到l%以上甚至可以达到0.1%。,小结,总的来看，从体积、质量、效率、功率因数、精度、控制电路、工作频率、保护功能、功率、带载启停、对电网干扰、节能节材等各个方面比较,高频开关电源具有它一系列的优越性。它的体积小(只有同功率可控硅整流器的1/31/5)质量轻(可控硅整流器的l/4)，效率高(可控硅整流器75%左右,高频开关电源85%左右)功率因数不加校正全范围0.7加校正全范围可达0.9以
8、上，控制精度在全范围内小于1%或更高,控制电路简单,有专用集成控制器,工作频率高一般在20kHz-200kHz或更高,保护反应快只有1ms且有自恢复功能，它允许带载启停对电网的干扰也较小。,一、常用直流电源设备,电镀生产常用的直流电源设备有硅整流设备、可控硅整流设备和高频开关电源设备等几类。,硅整流装置,硅整流装置可以采用不同线路和结构获得半波、全波和多相平滑直流电流以满足不同镀种要求.它采用自耦变压器调压,在调节电压时电流波形不受影响,电压可从零伏调整到最大额定值,适合一般镀层电镀对波形和电压调节的要求,在单件,小批生产的多品种电镀车间内通用性较大。采用不同线路和结构的可控硅整流装置可满足多
9、种波形和调压方式的特殊要求。但调压时对电流波形和最大输出电流均有明显影响，因而在选用可控硅整流装置时，其额定电压和电流值均宜。,直流电源设备按结构形式分为台式、柜式和防腐型等，按电气功能分为四种，即简单型，仅有手动调压的设备，通用型，具有稳压和稳流特性的设备，稳定电流密度型，具有稳压、稳流和稳定电流密度特性的设备，换向型，前面三种型式的电源设备同时增加电流极性转换的功能，就成为换向型直流电源设备。换向方式又可分为一次换向和周期换向两种，一次换向直流电源设备用于镀硬铬等需要在电镀过程中要求转换一次工件极性的场合，周期换向直流电源设备用于镀锌、镀铜等电镀加工，可以提高电流密度，改善电镀质量。直流电
10、源设备的冷却方式分为自冷、风冷、水冷、油浸水冷等，可根据需要和现场条件选择。,根据电镀用整流设备标准(JB-T l504-3)规定，整流设备的调压范围至少应能在额定电压的30，开始连续调节，并保证在额定电压的66及以上按I级负载(即设备在100，额定直流电流下)连续运行，设备在额定电压的66以下运行时，承载能力应不小于50的额定输出电流。各单位在定购和验收电镀用整流设备时，要严格按(JB-T l504-3)标准的要求考核，以免购买到劣质产品。,1990年以后，我国电镀用整流设备的结构有了很多改进，已进入国际先进行列。如采用低阻抗硅整流元件、冷轧定向硅钢片五柱式铁芯和卷板式次级线圈，旧有结构节电
11、l0%-l5%。采用了参数自动控制和完善的保护功能，运行更加可靠，外形尺寸也较小。采用这些技术生产的具有稳压、稳流和稳定电流密度的可控硅风冷式整流设备，其额定输出直流电流已经达到50000A稳压和稳流精度为l%稳定电流密度精度为2%。具有0s-180s任意设定的软启动性能。并可配安培一小时(分)计和计算机接l：3，还可采用模拟技术实现特殊供电程序控制。广州擎天电气控制实业有限公司(广州电器科学研究院)、广州市番禺中南电器厂、西安电力整流器有限公司、青岛整流器股份有限公司特种电源分公司、绍兴承天电器有限公司和江阴市天马电源制造有限公司等都生产这类电源设备。,天马电源制造有限公司生产的普通可控硅电
12、镀电源和6相或l2相低纹波镀铬电源。其直流输出在6V-18V；5A-50000A范围内可供选用，已能满足大型镀槽和大型工件电镀的大电流要求。图1251所示为一些国产小型可控硅整流设备外形。,图l251司控硅整流设备外形,新开发的高频开关电源设备，进一步提高了设备效率、减轻重量和缩小整机体积，是目前最节电的电镀用直流电源设备。新型的电镀用高频开关电源具有稳压、稳流控制功能，能保持全输出范围内的精度、纹波和效率等指标，有输入电网滤波器，具备保护和防范瞬时冲击能力，能带负载启停，有可靠的短路保护，能够方便地多机并联使用，可按需要组成大功率机组，对电网干扰很小，而且容易消除。目前这类设备的价格与相同规
13、格的稳压、稳流可控硅风冷式整流设备相当，在中小型电源设备市场很有竞争力。现在，制约高频开关电源功率扩大的关键技术已经突破，各厂的产品正向大容量方向发展。,现在我国生产的电镀用高频开关电源设备，其额定输出直流电流达到25000A，额定输出电庄多为12V，还可更高，以便用户任意选择。图1252 所示为1司控硅整流设备外形,图L252电镀用试验电源,1253为绍兴承天电器有限公司生产的KGY系列5000A抽屉式、l000A柜式和200A台式高频开关电源设备外形。,安徽合肥市三宇电器有限公司生产的SY系功率开关电源,其输出电压0V-6V、0V-12V、0V-24V、0V-48V,输出电流,0A-500
14、A、0A-1000A、0A-1500A、0A-2000A、0A-3000A、0A-4000A、0A-6000A、0A-8000A、0A-20000A。电能转换效率90,纹波系数1,电流.电压调节精度l。天马电源制造有限公司生产的电镀用高频开关电源,直流输出电压为6V、12V、15V、18V和24V,直流输出电流在50A5000A范围内可供选用,纹波系数3,效率89。,浙江绍兴市承天电器有限公司生产的KGY系列电镀用高频开关电源,直流输出电压为0V-6v、0V-12V、0V-15V、0V-18V、0V-24V、0V-36V,直流输出电流,0A-50A到N5000A任意选用。广东省顺德市金顺怡电器
15、制造有限公司、北京浩源电源设备有限公司和张家港市南佳整流电源制造有限公司等也都生产电镀用高频开关电源设备,各有特色,可以参考产品样本按工厂需要规格和技术条件选用。,二、特种电源设备,特种电镀电源设备是为满足特殊电镀工艺(如脉冲电镀、常温镀铁、铝合金硬质阳极氧化、印刷电路孔金属化镀铜和电刷镀等)所需要的专用电源设备。它们有的具有特殊波形,有的可在电镀进行过程中按程序改变电流波形,有的在加工过程中按程序改变电压和在不同电压下自动延时等。随着特种电镀电源的开发为电镀工艺研究开辟了广阔的新途径。,(一)脉冲电镀电源设备,在贵金属电镀中广泛应用的脉冲电镀其关键在于它采用了脉冲电镀电源。一般脉冲电镀电源输
16、出的是方波脉冲电流(也可按需要做成梯形波、锯齿波等)其电镀过程也就是一种电流瞬间反复通断的高频间歇直流电镀过程。可以通过调节电流密度、脉冲频率和占空比(电流通断时间比值)来为控制镀层质量创造更好的条件。,常用的脉冲电镀电源,常用的脉冲电镀电源有单脉冲电源与周期换向脉冲(即双脉冲)电源两种。单脉冲电源提供的是稳定地正向方波脉冲电流,周期换向脉冲电源提供的是正向方波脉冲与短暂负脉冲相互交替的电流,由两组单脉冲系统组合而成,参数可单独调节(可改变为两组正脉冲、直流叠加正脉冲、直流与负脉冲换向、对称或不对称脉冲等),以调节电沉积过程,从而得到所要求的满意镀层。随着脉冲电镀电源的不断改进,其应用范围也日
17、益扩大。河北邯郸大舜电镀设备有限公司生产的SMD系列30A数控双脉冲电镀电源设备的外形如图1254所示其主要技术规格列于表1251。,图1254 SMD系列数控双脉冲电镀电源,表1251 SMD系列数控双脉冲电镀电源设备的主要技术规格,浙江绍兴市承天电器有限公司生产的贵金属电镀用脉冲电源采用薄形台式结构分为单脉冲(QD型)和双脉冲(SQD型)两种,输出电压0V-12V和24V连续可调,输出峰值电流10A-2000A,输出平均电流3A,700A。,(二)铝合金(或铝型材)氧化及着色自动控制电源设备,铝及铝合金氧化膜对材料表面良好的绝缘、防护与装饰效果，在装备制造业和建材工业中得到广泛应用，近些年
18、来获得了快速发展，氧化膜的种类也非常繁杂，所采用的阳极氧化和交流电氧化与着色工艺，对电源的电流波形、电压与电流调控技术的要求越来越高，甚至于对电源设备的电压调节提出了程序(时间-电压曲线)控制要求，如：电流(电压)多级分段长时间软启动与稳压定时(膜厚)控制、直流叠加脉冲等特定波形及电压调节曲线记忆、运行过程电压或电流发生突变时自动断电与报警等。在这种形势下，各厂商相继开发了各种铝合金氧化自动控制电源设备，以其独特的功能来满足不同类型铝材的特殊工艺要求，从而简化了操作人员繁琐的调控过程，消除人为因素的影响，稳定产品质量。,这类电源设备生产的厂家很多，输出电压一般为24V、60V、100V、120
19、V、200V，输出电流从l0A到30000A。可参考各厂产品样本所列规格及其功能，了解用户使用效果后比较选购。,浙江绍兴市承天电器有限公司生产的KM系列脉冲叠加直流电源，特别适合于铝合金硬质氧化。也适用于不锈钢电抛光和贵金属电镀等。脉冲频率为0.2Hz-50Hz可调，占空比可调(调节步长9.9ms)脉冲基部叠加的直流电平高度从零开始任意调节，软启动时间1min-32min可调，运行时间1min-256min可任意调节(与软启动时间无关)，可自动关机，运行中可要求任意显示脉冲频率、占空比、脉冲顶高、直流基高等所有运行参数，运行中可修改调整所有设定值，并可随时存储，断电保存期20年，保持设备长期恒
20、定工作。,当镀槽断电时，输出电压减到很小，当镀槽内短路(或氧化膜击穿)时，电流减到很小，故障排除后设备自动恢复原来生产状态。在稳流工作时具有限压功能，限压可以任意设定(也可提供稳压电源)。这些特别的保护功能，足以保护工件和设备安全生产。该公司生产的KMF系列风冷结构电源设备输出电压为40V、70V、100V及200V，电流为500A、1000A、1500A、2000A、3000A、4000A、5000A；水冷结构电源设备输出电流可到10000A。,北京市金电源自动化技术发展中心生产的各种阳极氧化全自动控制电源分为普通阳极氧化、硬质阳极氧化、瓷质阳极氧化、铬酸阳极氧化、绝缘阳极氧化和氧化着色等6
21、个系列共26个规格型号，实现工艺过程全自动化，可控制氧化膜层厚度(精度在2m-7m)，以获得高质量的氧化膜层。所生产的汽车和摩托车零件快速氧化专用自动控制电源及提供的快速氧化工艺，据称可提高生产效率10倍。,天马电源制造有限公司生产的可控硅双脉冲硬质阳极氧化和微弧氧化电源，输出电压50V-1000V，电流50A-10000A。一般铝型材阳极氧化用可控硅自动稳压稳流电源和正弦波交流电解着色自动电源，在广州擎天电气控制实业有限公司(广州电器科学研究所)、浙江绍兴市承天电器有限公司、青岛整流器股份有限公司特种电源分公司、广州市番禺兴源电工设备厂、张家港市南佳整流电源制造有限公司等都有相应产品可供选购
22、。,(三)氯化物低温镀铁电源,氯化物低温镀铁电源是专为氯化物低温镀铁工艺而设计的。氯化物镀铁工艺分为高温和低温两种。低温镀铁节约能源电流效率高沉积速度快镀层硬度高。因此在印刷制板和机械磨损修复行业应用极为广泛。但是在氯化物低温镀铁过程中需要有几次改变电流波形的特殊要求使得操作复杂化。镀铁电源的出现使这一镀铁工艺的复杂供电过程实现了程序控制极大地简化了操作稳定了电镀质量。氯化物低温镀铁电源要求既能对起镀和过渡镀阶段提供正、负半波可分别调节的单相不对称交流电流同时又能够提供直流电流。从起镀到直流镀阶段约20min的过程中不对称比口(正、负半波电流密度之比)能平滑地从10调整到80以满足过渡镀层的要
23、求。这类电源设备的输出电流已经生产到6000A根据需要还可提供更大规格的专用设备。哈尔滨工业大学研制的自动镀铁电源设备能在镀铁的三个阶段自动调整供电电流、供电时间、过渡镀时间和卢值调节、直流镀阶段的供电电流及持续时间等以减少人为因素对镀层质量的影响。青岛整流器股份有限公司特种电源分公司生产的KDFS型低温无刻蚀镀铁电源具有直流和交流两种工作状态主电路采用大功率KK元件确保交直流互换操作方便灵活对工件无刻蚀等优点。绍兴市承天电器有限公司也生产镀铁专用电源还生产带负脉冲的印制电路板孔金属化专用电镀电源图1255所示为该公司生产的SKT系列镀铁专用电源和PR系列印制电路板专用电镀电源外形。图1255
24、 SKT系列镀铁专用电源(左)和PR系列印制电路板专用电镀电源,(四)刷镀电源,刷镀是以包裹着金属阳极的吸水材料(如脱脂棉、泡沫塑料、化学纤维等)外包涤纶布(丙纶布、化纤毛绒等)做成刷状作为电镀溶液的载体镀笔并用供液软管与之连接不断供给溶液。当镀笔与作为阴极的工件表面接触时镀笔与工件表面即构成一个可沿表面任意移动的微型镀槽使电刷镀过程得以连续进行。,根据刷镀工艺的特点所用的电源应具有以下功能(1)直流输出的外特性应该是平滑的。工作时随着负载电流的增大电源电压的波动应该很小(2)输出电压从零到额定最大值应能无级调节(3)应具有输出电流极性转换装置(4)带有安培一小时计以便控制镀层厚度(5)计量精
25、度高体积小重量轻便于移动工作(6)应具备可靠的短路与过载保护装置。,过去刷镀电源都采用调压器原边调压的硅整流装置以保证无级调压过程保持良好的平滑直流波形电流表采用分挡显示保持小电流输出时的读数精度带极性转换开关便于工作中电流换向配备安培一小时计以计算电镀电量掌握镀层厚度同时都具有可靠的快速保护功能。其工作方式通常分为间断与连续两种处于间断工作时可在额定电流下工作2h当输出50额定电流时设备可连续运行。随着电力电子技术的进步新型高频开关电源也完全可以满足刷镀电源的特定要求它的既轻且小的结构特性为新一代刷镀电源创造了极好的技术条件。常州市戚墅堰机车车辆工艺研究所生产的TD系列刷镀电源和浙江绍兴迈拓
26、电气有限公司生产的SKDF型刷镀电源设备外形见图1256。,图1256 TD系列刷镀电源设备外形 鉴于刷镀的镀笔接触面积较小和导电手柄散热条件等因素刷镀电源的功率一般都比较小部分国产刷镀电源的主要技术规格列于表1252。表1252刷镀电源的主要技术规格,第二节溶液过滤及贵金属回收设备,溶液过滤是保证电镀产品质量的重要措施之一。为了清除槽液中的悬浮物质或是吸附有机添加剂的分解产物以及除油槽液中的飘浮油粒有时还要连续循环回收清洗液中的贵重金属必须采用不同类型的溶液过滤、过滤吸附及连续循环回收等设备对槽液经常性地进行处理和维护。,最原始的槽液分离净化方法是自然沉淀法。就是将溶液静置于容器内使悬浮物自
27、然沉降分层分离把上部澄清的清澈液体吸出继续使用。此法工作效率低溶液损耗大净化质量差已经淘汰。其次是采用常压过滤法即利用溶液自身的重力作用在槽上安放一个布满滤纸或滤布的网筛将槽液置于网筛内使溶液通过过滤介质而滤清。这种方法过滤质量好不浪费溶液但效率低只适合少量贵金属电镀槽液的周期性过滤。目前一般电镀生产厂家对槽液维护都采用加压过滤法。即溶液在一定压力作用下透过过滤介质层而达到工艺要求的净化程度。,溶液过滤设备按其适用的工艺过程和处理功能可分为镀前处理溶液除油过滤设备和电镀溶液过滤设备两大类。镀前处理溶液比电镀溶液的杂质多电镀工件在前边所有加工过程中沾染上的污秽都要通过镀前处理溶液除油过滤设备来清
28、除。因此镀前处理溶液过滤设备除了能分离溶液中的固体悬浮物外还要求分离悬浮的油粒和吸附乳化分散的油花以保证进入电镀槽的工件表面能全面被溶液所浸润防止出现局部漏镀或结合不良等质量问题。电镀溶液过滤设备主要要求具有优异的分离固体悬浮物的能力有时还要具备吸附电镀添加剂等的有机分解产物的能力使电镀溶液达到令人满意的净化程度。,一、镀前处理溶液除油过滤设备,镀前处理溶液除油过滤设备在日本等国的电镀工厂普遍采用效果显著。国内过去极少数工厂使用的也都是进口设备尚未引起业内人士足够的重视。近几年杭州三达过滤设备有限公司研制的JHY系列镀前处理溶液除油过滤机已在国内一些工厂应用对防止除油残留物带人电镀槽起到了良好
29、的隔离作用能有效地提高产品质量它利用压力过滤、重力分离和特殊材料吸附等固液分离与油水分离原理来实现清除槽液中不断产生的飘浮污垢与残油的目的。,JHY系列镀前处理溶液除油过滤机的外形如图l257所示,通常镀前处理溶液过滤都是采取连续循环过滤方式来保持溶液的洁净程度。对于化学除油和初级电解除油一类油污较重的溶液过滤利用重力浮选粗分离装置首先将槽液表面溢流出来的大量油污和浮渣(工件表面附着的污垢与油脂皂化产物等)隔离定时排人专用容器内滤清液由循环水泵送回除油槽继续使用对最后一级电解除油槽液(有的还包括电解酸洗槽液及浸酸活化液等)中 图1257 JHY系列镀前处理溶液除油过滤机及吸附滤芯 的分散油花(
30、特别是乳化后的油粒)则将经粗分离装置处理的清液吸人吸附装置内(也可直接吸取槽液)吸附装置的上半部为油水集聚分离区下半部为吸附过滤区。,在油水集聚分离区内，微小的油粒经过不断的高速撞击逐渐聚集形成粗大油粒而上浮分离；过细的微粒则向下进入吸附过滤区,利用特殊加工处理的吸附纤维材料充分吸附溶液中的高度分散的油粒，净化了的溶液由循环水泵送回除油槽继续使用。吸附纤维材料吸附的这些油粒,在纤维材料层内进一步聚集成粗大油粒，也会慢慢上浮到上半部的油水集聚分离区,自然分离排出。这种特殊结构的镀前处理溶液过滤机，在设备结构上采用了新的油水分离理念，较国外生产的单纯吸附过滤结构维护简便，吸附纤维材料更换周期更长，
31、有利于降低维护成本。,杭州三达过滤设备有限公司研制的JHY系列镀前处理溶液除油过滤机目前有三个规格其主要技术参数列于表l253。表1253 JHY系列镀前处理溶液除油过滤机主要技术参数,日本名古屋市三进制作所20世纪七八十年代就已生产油水分离过滤设备，所生产的02、OY、OX三个系列的镀前处理溶液过滤机，可分别用于不同场合：OZ系列过滤机属于浮选或浮选与吸附兼备的油水分离过滤设备，适合于油污较严重的化学除油槽连续过滤用；0Y系列过滤机同时具备浮选、吸附与压力过滤三种功能，但浮选装置很小，适合于油污不太严重的化学除油槽和初级电解除油槽连续过滤用；而OX系列则只具有吸附与压力过滤两种功能，只用于有
32、少量乳化分散油花和皂化悬浮物的电解除油槽和电解酸洗槽连续过滤，以防残油沾染工件而带入电镀槽。通过一系列溶液油水分离和过滤措施，待镀工件在进入电镀槽之前的表面洁净程度将得到可靠保证。日本三进制作所生产的镀前处理溶液过滤机的主要技术规格列于表1254。,表1254 日本三进制作所生产的镀前处理溶液过滤机的主要技术规格,二、电镀溶液过滤设备,溶液过滤是保证电镀产品质量的重要措施之一。为了清除槽液中的悬浮物质或是吸附有机添加剂的分解产物以及除油槽液中的飘浮油粒，有时还要连续循环回收清洗液中的贵重金属，必须采用不同类型的溶液过滤、过滤吸附及连续循环回收等设备，对槽液经常性地进行处理和维护。,电镀溶液过滤
33、主要使用筒式过滤机。根据筒式过滤机产品技术标准(CBJ 77005-89)对这类过滤机品种、规格和过滤精度的规定，其品种应包括线绕滤芯(又叫蜂房式滤芯)、纸质滤芯(筒式或叠片式滤芯)、微孔塑料滤芯(聚丙烯熔喷滤芯或聚乙烯塑料烧结滤芯)、布质滤芯(杨桃袋式或叠片式滤芯)、陶瓷烧结滤芯和金属纤维滤芯等6个系列；过滤能力为1mh、3mh、5mh、6mh、8mh、lOmh、12mh、20mh、25mh和50mh等10个规格；过滤精度分为0.1m、0.3m、0.5m、1m、5m、l0m、15m、20m、30m、50m、75m和l00m等12个等级，并要求各种滤芯可以互换。,根据筒式过滤机选配的防腐蚀泵类
34、型，又可分为磁力泵与机械泵两种型式。磁力泵的电动机与叶轮是靠强磁联轴节耦合驱动;机械泵则由机械联轴节直接将电动机与叶轮串联驱动。由于磁力泵的叶轮轴与强磁联轴节外端有氟塑料隔离层密封，只要塑料隔离层不破坏，溶液无波漏可能，所以应用于固体悬浮物较少和没有铁磁金属微粒的溶液连续过滤比较恰当。机械泵则要靠机械密封件来防止溶液浅漏，只要定期(一般正常情况下一年左右)更换和维护，运行是很可靠的。它特别适合于间断地对悬浮物较多的溶液进行周期过滤，也适用于连续过滤。机械泵的电动机与叶轮是机械直联，可以达到较高的同心度，从而可将叶轮与蜗壳的间隙作到最小，使成为勿须灌水启动的所谓自吸泵，以简化操作。业内人士认为，
35、普遍采用自吸泵是过滤机今后的发展方向。,选购过滤机除了合理选配防腐蚀泵类型之外，还应特别注意泵的流量和滤芯精度。防腐蚀泵的类型影响过滤机的运行与寿命;泵的流量和滤芯精度则关系到溶液的过滤洁净程度。直接影响电镀质量。必须注意，各过滤机厂的产品样本所标明的流量都是指防腐蚀泵的清水流量而并不是过滤机的实际流量。过滤机的实际流量要受到所配置的滤芯种类及其精度、溶液的密度和浑浊程度等诸多因素影响；,一般选择防腐蚀泵的流量要比过滤机的实际流量大1.3倍l.5倍，对于阻力大的滤芯和过滤精度要求高者取大值。选购过滤机的实际流量(L/h),可按所服务的镀槽溶液容积(L)的4倍6倍(相当于水泵清水流量为6倍l0倍
36、)考虑。对洁净程度要求不太高的防护性镀层(如镀锌等)所用的溶液过滤,可按4倍(即每小时循环4次)考虑,对洁净程度要求较高的装饰性镀层(如镀镍等)所用的溶液过滤,可按6倍考虑。流量选择过大是不必要的,因为每一个过滤循环所滤除的悬浮物数量会随次数的增多而越来越少。,假如每一循环可滤掉槽液中悬浮物总量的l0%的话，则三次可去掉约27%，循环四次约34%，六次约46%，十次只有约60%。当然滤除量不能简单地加以计算，它还要受滤芯精度、溶液在槽内的流动路线、是否使用了助滤剂、悬浮物的粒度分布范围、滤芯表面吸附层的厚度等一系列因素的影响。如溶液比较浑浊、粗颗粒较多而所选滤芯精度较高。则第一个过滤循环所滤除
37、的悬浮物数量会较多,但总的趋势还是会随次数的增多而越来越少。同时，流量过大消耗电能过多，也是不恰当的。综上所述，要提高过滤机的滤除效率，合理选配滤芯精度比选购大流量过滤机更重要。,表l255列出了日本横滨市日本过滤机公司为用户推荐的各种溶液适宜的过滤精度,供参考。,近几年来，国产过滤机的品种规格日渐齐备，电镀厂家使用过滤机的经验也较丰富，结合各厂实际应用情况，我们提出了各种电镀溶液过滤机的合理选择意见，列于表1256，供选购时参考。,雪敬奉,对于多个镀种生产的电镀工厂，最好采用多台不同类型和精度的过滤机，以减少交叉使用和清洗给操作和维护带来的麻烦。,三达过滤设备有限公司生产的JHP系列电镀溶液
38、过滤机是供一般电镀溶液过滤使用的。图1258N示为三达过滤设备有限公司生产的JHP系列普通泵(自吸泵或磁力泵)电镀溶液过滤机外形。,机械密封防腐蚀泵过滤机的机械流量有3/h、4/h、6/h、10/h、15/h、20/h、25/h、30/h等几种用户可以根据悬哦选配线绕式滤芯、盘片式滤芯和杨桃式滤芯。还应指出使用助滤剂来进行过滤能提高过滤精度和速度。助滤剂能够均匀牢固地附着在线绕滤芯、纸质滤芯和拉毛的布质滤芯表层，形成致密的阻挡层，可以挡住小到0.1M0.5M的微粒。常采用经过深加工的硅藻土粉、珍珠岩粉等粒度均匀、质地坚硬而稳定的物料作为电镀溶液的助滤剂。近来常用活性炭来吸附溶液中的有机杂质也有
39、用优质活性炭粉作电镀溶液助滤剂。图l258普通泵(自吸泵或磁力泵)电镀溶液过滤机 的。助滤剂的用量按滤芯的外层表面积计算一般添加量为600/,带辅料筒的电镀溶液过滤机可以在过滤前通过辅料筒很方便地往过滤筒内添加助滤剂也可以用作配制槽液时将化学药剂加到辅料筒内经溶解和过滤后送入镀槽减轻配制槽液的劳动强度操作也很安全。三达过滤设备有限公司生产的JHF系列带辅料筒的电镀溶液过滤机规格有6/h、10/h、15/h、20/h几种所配滤芯有线绕和叠片两种。图1259所示为带辅料筒的电镀溶液过滤机外形。,、,生产中经常需要用活性炭处理有机物杂质，特别是使用添加剂的电镀溶液，其有机添加荆的分解产物必须定期用活
40、性炭进行大处理以消除这些有机物杂质对电镀过程的不良影响，电镀溶液活性炭过滤机就是为电镀溶液大处理而设计的。这种过滤机既有分离固体悬浮物的滤芯又有盛装活性炭吸附剂袋的料筒。三达过滤设备有限公司生产的JHT系列活性炭过滤机规格有6/h、10/h、15/h、20/h几种所配滤芯有线绕和叠片两种。图25l0所示为JHT系列电镀溶液活性炭过滤机外形,镀铬溶液属于强氧化的酸性溶液，对过滤机的耐腐蚀性要求更高，三达过滤设备有限公司生产的JHL系列镀铬溶液专用过滤机，在过滤过程中溶液不接触任何金属零件，并采用了含氟密封元件，保证了工作温度在65。C以下的镀铬溶液正常过滤。图12511所示为JHL系列镀铬溶液专
41、用过滤机的外形。,杭州三达过滤设备有限公司生产的电镀溶液过滤机品种和规格在国内是比较齐全的，该公司还按用户要求生产了JHPP系列大流量过滤机，流量为：40m3/h、60m3/h和100m3/h,配备线绕滤芯或杨桃滤芯供选择，其外形如图l2512所示。,图12513所示为JHZ系列化学镀专用的分体式过滤机及配套液下泵外形。,此外还生产电镀溶液槽外循环过滤或搅拌用的液下泵，化学镀槽需要连续过滤和强烈搅拌，采用槽外溶液循环过滤就能达到要求。由于水泵的机械密封件与化学镀液接触会沉积上金属镀层而造成运行故障，三达过滤设备有限公司采用无轴封的液下泵取代机械泵，较好地解决了这一问题。,。图12514所示为三
42、达过滤设备有限公司生产或销售的各种防腐蚀泵外形。,电镀溶液过滤机所采用的防腐蚀泵有磁力泵、机械泵和液下泵等。磁力泵国内已有不少工厂生产，运行情况良好，也有采用台湾地区的产品和日本易威奇公司产品来配套的。机械泵基本上是用国产商品泵配套，也有采用进口荷兰博菲尔公司产品来配套的。有的过滤机厂(如杭州三达过滤设备有限公司等)为严格控制本厂产品质量，都自制机械密封防腐蚀泵，以保证备件供应，便于用户定期维护。国内生产电镀溶液过滤机的厂商很多，型号、规格、品种和外形各异，不一一列举，可按各厂商的产品样本择优选购。,三、过滤介质,过滤机的过滤介质也称滤芯，是决定过滤溶液洁净程度(过滤精度)的主要因素。根据我国
43、筒式过滤机产品技术标准(CBJ 77005-89)对过滤介质品种和精度的规定，其品种应包括线绕滤芯(又叫蜂房式滤芯)、纸质滤芯(筒式或叠片式滤芯)、微孔塑料滤芯(聚丙烯熔喷滤芯或聚乙烯塑料烧结滤芯)、布质滤芯(杨桃袋式或叠片式滤芯)、陶瓷烧结滤芯和金属纤维滤芯等6个系列；过滤精度分为0.1m、0.3m、0.5m、1m、5m、10m、15m、20m、30m、50m、75m和l00m等l2个等级。目前，由于加工比较复杂，价格较高，金属纤维滤芯尚未在电镀溶液过滤中使用。,图12515常见的电镀溶液过滤介质,线绕滤芯是电镀溶液过滤普遍使用的一种过滤介质。它是将纤维纱线精密缠绕在多孔的骨架上严格控制缠绕
44、密度和滤孔形状而制成的不同过滤精度的一种滤芯。电镀溶液过滤多采用聚丙烯纤维纱线和骨架制成苏州工业园区拓朴环保净化有限公司(原苏州沽达净化器材有限公司)生产的这类滤芯的外形如图l2516所示。该公司还生产相同规格的聚丙烯熔喷滤芯和活性炭滤芯供用户选用。,图l2517所示为线绕滤芯在单芯和多芯绕线设备上的绕制情况。根据精度要求调整好芯管转速、往复 图l2516各种规格的聚丙烯线绕滤芯 走线速度及纱线张紧度后随着绕制层的逐渐增厚滤芯圆柱表面也逐步扩大绕线所形成的菱形网格也逐层放大造成了这种滤芯特有的外宽内紧的深层菱锥形滤孔产生了比圆柱形几何表面积大得多的多孔过滤面积。图12517线绕滤芯在不同绕线设
45、备上的绕制情况,主要技术规格外径65-20mm 内径290+1mm长度有250mm、500mm和750mm三种尺寸 工作温度70 长度250mm的线绕滤芯 其设计流量为0 5 th。这种滤芯捕捉杂质颗粒范围大，能有效滤除液体中的悬浮物和微粒等。滤孔外大内小过滤面积大，具有优良的深层过滤效果。由于这类滤芯生产机械化程度高，价廉物美，是电镀溶液连续过滤使用最普遍的一种滤芯。但是纱线接触固体杂质后难以清洗干净孔穴堵塞后不宜反复多次重复使用。,杨桃形袋式滤芯是袋式布质过滤介质的一种。为了扩大袋式滤芯的过滤面积将布带做成放射翅片状结构因其形似热带水果杨桃故称为杨桃形袋式滤芯。其外形如图12518所示。杨
46、桃形带式滤芯的过滤面积大选用拉毛的滤布缝制的滤袋能良好地吸附助滤剂和活性炭粉剂有利于提高过滤精度滤布堵塞污垢后可从骨架上卸下清洗干净重复使用安装清洗都很方便运行成本较低。其过滤精度由滤布的毛条粗细与紧密程度而定专业滤布厂生产有05m100m过滤精度的各种滤布过滤机厂都有加工好的与骨架配合良好的各种过滤精度的杨桃形袋式滤芯供应其对口用户。叠片式滤芯是电镀溶液过滤机中应用较早的一种最早采用的叠片材料为陶瓷成型片所用滤材为圆形滤纸它同早期使用的卧式板框压滤机相比由于体形小巧移动方便在20世纪60年代后期已风行一时。后来国产线绕滤芯在北京第十设计院试验工厂研制成功逐渐取代了它的地位。近几年来这类过滤机
47、全部实现塑料化叠片采用模具注结构更加优化叠片过滤面积大重量明显 图12518杨桃形袋式滤芯的骨架(左)和套上滤袋的滤芯外形,减轻;滤材也由植物纤维发展到化纤和薄膜材质,适应性更强,清洗更换方便,并已在国内普遍专业化生产供应,过滤成本较低。因而叠片式滤芯在电镀溶液过滤中又焕发青春,重新得到推广应用。图12519所示为三达过滤设备有限公司组装好的叠片式滤芯和注塑的聚丙烯塑料叠片及滤纸外貌。,烧结滤芯和熔喷滤芯的外形与线绕滤芯相似,规格也相同,装配时可以互换。这两种滤芯同线绕滤芯的差别是外表平整光滑,堵塞后易于反冲清洗,维护特别简便,特别适合周期性过滤和比较脏污的溶液大处理。由于烧结滤芯是用一定粒度
48、的聚氯乙烯粉末加温烧结成型的产品,熔喷滤芯是将树脂热熔后喷雾到芯管上冷凝成型的产品,其孔穴的尺寸精度很难均匀一致,过滤面积也较线绕滤芯小得多。苏州拓朴环保净化有限公司生产的聚丙烯熔喷滤芯外形如图l2520所示。,四、贵金属电解回收设备,电镀工件清洗所带出的金、银等贵重金属离子进入回收槽后,回收槽液浓度将不断增高,为了保持较低的回收液浓度,必须从回收液中提取金属金或银,以防止从回收槽液带人清洗槽,造成贵金属流失。贵金属电镀清洗水中的金属离子,过去多采用化学方法回收和离子交换法回收,由于操作麻烦,现在除镀镍清洗水的回收仍采用离子交换法外,金、银回收已渐渐地被电解法代替。,采用电解方法可以直接析出金
49、或银,摈弃了繁琐的化学操作,因而受到众多厂家欢迎。现在一些电镀设备厂和电源设备厂普遍生产销售的贵金属回收机,一般采用直流电源和旋转电镀头及底部电解储液箱组合而成,它是在旋转电镀头下端装上一个球形阴极网,浸入电解贮液箱内的回收液后,球形阴极网接通直流电源并匀速旋转,连续进行电解回收。这类回收设备结构简单,生产成本较低,储液箱容积在50L100L范围内.但旋转头的导电容量有限,不适宜大型回收槽使用;且其电解回收产物多为海绵状金属粉末,必须进一步加工才能添加到电镀槽液回用于生产或烧结成金属锭回收.这类设备属于第一代回收机。,杭州三达过滤设备有限公司吸收国内贵金属电解回收技术的最新成果,利用过滤机生产
50、的经验与技术优势,研制成功了新一代JHH系列贵金属电解回收机。这种设备采用严格布置的固定组合极板与电源可靠连接,利用高速电镀原理磁力泵强制溶液循环,并应用特殊波形的电源进行连续电解。其回收产物是从阴极板两面剥离下来的金箔或银板,纯度可达99.99%可直接用作阳极回用于生产。,JHH 系列贵金属电解回收机,JHH 系列贵金属电解回收机的工作方式最好是将回收机的进出液管与电镀槽的回收清洗槽固定连接组成循环连续电解回收系统。这样只要按生产线电镀槽的规格和产量选择合适规格的回收机就能保持回收槽液始终保持较低的金属离子浓度(20mg/L)以减轻资源流失。下图为某贵金属电解回收机的外形,下图为某贵金属电解
