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1、電刷鍍實驗指導(dǎo)書一實驗?zāi)康?.理解電刷鍍的工作原理；2.了解電刷鍍的一般工藝過程。3.掌握電解原理及化學(xué)反應(yīng)。二、實驗裝置及原理1．實驗設(shè)備及試樣整流電路可以提供平穩(wěn)直流輸出，輸出電壓可無級調(diào)節(jié)，一般范圍為0～30V，輸出電流為0～150A。正負極性轉(zhuǎn)換裝置用于滿足電刷鍍過程中各工序的需要，可任意選擇陽極或陰極的電解操作。過載保護電路用在刷鍍過程中，當(dāng)電流超過額定值后，快速切斷主電源，以保證電源和零件不會因短路而燒壞。安培計用于在動態(tài)下計量電刷鍍消耗的電量，從而能精確地控制鍍層厚度。2.鍍筆鍍筆是電刷鍍的重要工具，其作用是電鍍筆陽
2、極與工件之間構(gòu)成電流回路，是刷鍍液中帶沉積物質(zhì)沉積到工件表面形成電鍍層，完成刷鍍作業(yè)。它主要由陽極、絕緣手柄和散熱裝置組成，他們之間的鏈接方式主要是通過螺母鎖緊式或螺紋鏈接，見如圖6.1根據(jù)允許使用的電流的大小分為大、中、小和回轉(zhuǎn)電鍍地四種類型，可根據(jù)需要電刷鍍的零件大小與尺度的不同，可以選用不同類型的鍍筆。圖1刷鍍筆的結(jié)構(gòu)圖1-陽極；2-“O”形密封；3-鎖緊螺母；4-柄體；5-尼龍手柄；6-導(dǎo)電螺栓；7-電纜插頭陽極材料刷鍍陽極材料要求具有良好的導(dǎo)電性，能持續(xù)通過高的電流密度，不污染鍍液，易于加工等。通常使用高純石墨、鉑-5銥
3、合金及不銹鋼等不溶性陽極。根據(jù)被鍍零件的表面形狀，陽極可以加工成不同形狀，如圓柱、圓棒、月牙、長方、半圓、細棒和扁條等，見圖1，其表面積通常為被鍍面的三分之一。陽極的包裹陽極需用棉花和針織套進行包裹，以貯存刷鍍用的溶液（包括電鍍液、酸洗液及脫脂液），防止陽極與被鍍件直接接觸，過濾陽極表面所溶下的石墨粒子。棉花昀好選用纖維長、層次整齊的脫脂棉。套管材料要求有良好的耐磨性、吸水性，不會污染鍍液，可選用滌綸或人造毛材料。包裹時厚度要適當(dāng)，過厚或太薄都不好，過厚將會使電阻增大，刷鍍效率降低；太薄則鍍液貯存量太少，不利于熱的擴散，造成過熱，
4、影響鍍層質(zhì)量。昀佳包裹厚度要根據(jù)不同陽極而定。圖2各種不同形狀的陽極a)圓柱形；b)平板形；c)瓦片形；d)圓餅形；e)半圓形；f)板條形絕緣手柄常用塑料或膠木制作，套在用紫銅作的導(dǎo)電桿外面。導(dǎo)電桿一頭連接散熱片，另一頭與電源電纜接頭連接。散熱片由于刷鍍過程中產(chǎn)生大量熱量，故鍍筆上需要安裝散熱片。通常散熱片選用不銹鋼制作，尺寸較大的鍍筆亦可選用鋁合金制作。鍍筆的使用和保養(yǎng)電刷鍍過程中應(yīng)專筆專用，且不可混用。鍍筆和陽極在使用過程中切勿被油脂等污染。陽極包套一旦發(fā)現(xiàn)磨穿，應(yīng)及時更換，以免陰陽極直接接觸發(fā)生短路。用畢鍍筆，應(yīng)及時拆下陽極
5、，用水沖洗干凈，并按鍍種分別存放保管，不能混淆。3.供液、集液裝置刷鍍時，根據(jù)被鍍零件的大小，可以采用不同的方式給鍍筆供液，如蘸取式、澆淋式和泵液式，關(guān)鍵是要連續(xù)供液，以保證金屬離子的電沉積能正常進行。流淌下來的溶液一般采用塑料桶、塑料盤等容器收集，以供循環(huán)使用。5電刷鍍所用的溶液品種很多，根據(jù)其作用可分為四大類：預(yù)處理溶液、電鍍?nèi)芤骸⑩g化液和退鍍液，均可在市面上獲得，此處不再冗述。4．實驗原理：電刷鍍是在被鍍零件表面局部快速電沉積金屬鍍層的技術(shù)，其本質(zhì)上是依靠一個與陽極接觸的墊或刷提供電鍍需要的電解液的電鍍。電刷鍍也稱選擇電鍍、
6、筆鍍、涂鍍、擦鍍、無槽鍍等。電刷鍍是從槽鍍技術(shù)上發(fā)展起來的一種新的電鍍方法，其原理和電鍍原理基本相同，也是一種電化學(xué)沉積過程，受法拉第電解定律及其他電化學(xué)規(guī)律支配，其工作原理如圖6.3所示。將表面處理好的工件與專用的直流電源的負極相連，作為刷鍍的陰極；鍍筆與電源的正極連接，作為刷鍍的陽極。刷鍍時，使棉花包套中浸滿電鍍液的鍍筆以一定的相對運動速度在被鍍零件表面上移動，并保持適當(dāng)?shù)膲毫?。這樣，在鍍筆與被鍍零件接觸的那些部分，鍍液中的金屬離子在電場力的作用下擴散到零件表面，在表面獲得電子被還原成金屬原子，這些金屬原子沉積結(jié)晶就形成了鍍層
7、。隨著刷鍍時間的延長，鍍層逐漸增厚，直至達到需要的厚度。圖3點刷鍍工作原理示意圖與槽鍍（即常規(guī)電鍍）相比，電刷鍍具有以下優(yōu)點：①設(shè)備簡單，攜帶方便，不須要大的鍍槽設(shè)備；②工藝簡單，操作方便，凡鍍筆能觸及到的地方均可電鍍，特別適用解體機件的現(xiàn)場維修和野外搶修；③鍍層種類多，與基體材料的結(jié)合力強，力學(xué)性能好，能保證滿足各5修性能的要求；①沉積速度快，但須采用高電流密度進行操作。電刷鍍的缺點是勞動強大，消耗鍍液多，消耗陽極包纏材料。根據(jù)電刷鍍的優(yōu)缺點，其應(yīng)用范圍主要是修復(fù)因機械磨損、腐蝕、加工等原因造成的零件表面缺陷（凹坑、蝕斑、孔洞和
8、劃傷等）、零件表面尺寸和零件形狀與位置精度的超差；對零件材料表面進行強化處理，用以提高零件表面的硬度、耐磨性、減摩性、抗氧化能力等；對零件材料表面進行改性處理，改性內(nèi)容包括導(dǎo)電性能、導(dǎo)磁性能、熱性能、光性能、防護性能、耐蝕性能、釬焊性能等；與其他表
