一般电镀、喷漆件的保护层厚度测试按那个标准...

电镀生产过程中的质量管理_苏州电镀网
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电镀生产过程中的质量管理
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储荣邦&&& 董& 愚&&& 储春娟
(南京虎踞北路4号6幢501室,210013)
[摘& 要]& 如何强化质量管理,如何把好质量关,如何做好预防管理、工艺管理,产品生产过程中如何进行质量管理,主要生产设备又如何进行维护保养,本文对这些内容均有详细讨论。
[关键词]& 电镀生产& 预防管理& 工艺管理& 生产过程& 质量管理& 设备维护与保养
电镀层的质量直接关系到机电、电子、仪表、轻工、国际产品的可靠性与使用寿命,也关系到它们的外表美观。为了满足上述要求及外贸出口的需要,不但对电镀层的质量要求应有明确的规定,而且还应按照国标(GB)或国际电镀标准(ISO)方法进行检验,并做到符合或超过其标准。
评定电镀质量的方法可分为两类,一是在实际使用中考核,这种方法最准确,但考核周期太长。另一种方法是人工模拟加速试验,或选择性地测定某些带关键性的性能,如外观、厚度、孔隙率、结合力、耐腐蚀性能等项目,以评定其质量。这类方法试验时间短,能够及时判断电镀质量的优劣,迅速指导生产流程和工艺的改进。在允许的条件下,两类方法应结合进行,做到既快速又准确地评定电镀质量。
1.2& 强化质量观念
1.2.1& 强化质量观念的重要性
在商品经济迅速发展的今天,一个企业的产品在市场上有没有竞争能力,最终要看这个企业的产品质量是否优良。因为市场竞争就是争取用户的竞争,要争取用户,一是要品种适销对路,二是要靠产品质量。而品种也要以质量为基础,所以,归根到底要看产品质量。市场竞争说到底,就是质量的竞争。
对于经营者来说,质量也是和成本同等重要的问题。因此,管理人员、质量检验人员对此也要十分注意,而且应该引导工厂的全体人员加强质量观念。
一般而言,产品的性能、可靠性、寿命、一致性、安全性、外观和特色等综合起来就是镀件的质量。综合分析上述各项指标,就能判断镀件的优劣。
无论采用什么配方或工艺流程,都不可能镀出完全相同的镀件,总会存在不一致的问题。应该以加强企业管理,完善操作工艺和操作条件,尽可能地缩小这种不一致性,达标合格率越高越好。为此,就要使全体工作人员都具有质量观念。
所谓质量观念,就是要使企业里的每一个职工对产品质量十分关心,想方设法镀出合格的、用户满意的优质镀件的一种愿望和努力。
1.2.2& 如何强化质量观念?
首先,管理人员、检验人员本身要有很强的质量观念。
要让工人充分了解镀件的用途及重要性。镀件用在什么地方,如何使用、起什么作用。
要使工人了解自己的镀件属于产品哪一部分,使职工对自己的技能感到自豪。
要进行指导,使工人具有准确判断自己工作好坏的能力。
要使工人了解工艺流程及达到高质量的关键。
要让工人明确自身工作的质量指标。
使工人感受到生产出优质镀件的喜悦和个人成长的喜悦等。
要有领导艺术:明确质量目标之后,善于发挥全厂职工关心产品质量的积极性,并为职工创造和提供优质产品的环境和必需的客观条件。
此外,为了提高镀件的质量,还必须进行如下工作:必须经常认真检查整流器、铜排、电压表和电流表,以免影响工作;要让工人使用符合规格的化工材料;要让职工注意流水线的整理及清洁工作,以保证生产过程中的稳定性;要仔细检查镀件,认真判断是否符合规格;要让工人严格自检,如果出现差错,要立刻报告。
1.3& 严格检验,把好质量关
1.3.1& 什么叫质量检验?
质量检验是镀件生产过程中不可缺少的重要环节。没有严格的质量检验,不合格产品就会流向下道工序,出厂产品就难以使用户得到“质量保证”。
所谓质量检验,它是借助一定的手段或方法,对镀件质量特性进行测定,并同该镀件的质量标准相比较,从而判定镀件合格与否,并作一定的处置活动。
完整的质量检验过程,应包含如下六个步骤。
1.3.1.1& 明确检验标准
这就是要根据镀件质量标准及图纸设计要求,制定镀件的检验项目及其标准,以便检验人员能据此确定每个镀件是否合格。如果是整批镀件的检验,则还要规定抽样检验的方法,明确整批镀件的合格标准。
1.3.1.2& 测定
对镀件或整批镀件的抽样,通过观察、测量、测试或化验分析,求得实际质量的特性。
1.3.1.3& 比较
把测定结果与质量标准相比较。
1.3.1.4& 判定
根据比较结果判定单个镀件或整批镀件的合格率是多少?
1.3.1.5& 处置
对单个镀件,合格者通过,并进一步区分级别;不合格者打标记后隔离,并进一步作出退镀、报废等处理。对整批镀件则要作出接收、拒收、挑选或降级降价等处理。
1.3.1.6& 记录
记录好检验结果,并作好信息反馈,作为有关部门进行质量分析的资料,从而提出改进质量的措施。
由上述可见,进行质量检验要以质量标准为前提,并以检测仪器作手段,又要有健全的检验制度来保证检验工作的正常开展。
1.3.2& 质量检验的作用
质量检验对产品质量的作用:有把关作用、预防作用和信息反馈作用。
1.3.2.1 &把关作用
这是质量检验最基本的作用。也就是说,检验部门有关人员要对镀件生产过程实行道道把关,要对镀液的原材料、毛坯的质量、零件镀层的质量,都要严格按照产品标准及图纸设计要求,通过认真的检查、测试和试验,判定是否合格。合格者放行,不合格者要加以隔离并作一定的处理。只有这样做了,才能保证上道工序的不合格品不流到下道工序,不合格的镀件不流到社会用户,这就是把关的作用。
1.3.2.2& 预防作用
虽然质量检验本身是事后鉴定性的工作,但是前道环节的检验工作,对于下道环节和最终产品质量来说,就起到了预防作用;零件加工中首件检查、中间巡回检查对于零件最终质量也起预防作用。
1.3.2.3& 信息反馈作用
对检验所发现的质量问题及所得的数据进行统计、分析,并向设计、生产工艺等部门反馈,以便采取解决措施。这就起到了反馈作用。
1.3.3& 加强全面质量管理
以检验为主的传统的质量管理,本身带有很大的局限性,它的主要缺陷,一是见事迟,二是管不住。
全面质量管理包含着一整套观念,系统的原理,科学的方法,整体优化的思想,协调一致和管理体制,充分体现了现代工业生产和科学技术发展的要求。
在全面质量管理中,要学会全过程质量管理:质量管理必须从头抓起,贯穿于全过程;质量管理分阶段实施,严格把关;质量管理必须突出重点,抓好关键。
为了强化质量管理,下面七个方面的工作必须一一加以实施。我们认为,只有这样,质量管理的工作才能真正地、全面地开展起来。
1.3.3.1& 必须有专职检验员
检验员是企业质量信息的重要提供者,对保证产品质量肩负着特殊的使命。因此,要求检验员必须有较强责任心、事业心和一定的技术水平,以及办事公正,并经过一定培训后已取得上岗资格证。对于一些厂领导,认为检验员可有可无,或者频繁地、任意地更换检验员,这些看法和做法都是错误的,因为它不利于检验专业队伍的稳定,会使产品质量忽高忽低,更有甚者,还会造成大量的次品、废品。
1.3.3.2& 专群组合,搞好检验工作
对于大规模的产品生产厂来说,每一个零件,每一道工序,都要依靠专职人员去检验,是不可能的。产品质量的好坏,决定于直接生产过程和操作工人的工作状况。检验工作只是一种手段,不能决定产品的质量。电镀专业的操作工人,必须严格按质量标准、按图纸、按工艺规程生产。工艺员、检验员和操作者之间应建立一种相互信任、密切配合的关系,共同为提高质量出谋划策,实行专职人员检验和生产工人自检、互检相结合的制度。也可以说,只有专群相结合,充分调动每一位生产者的积极性,才能把检验工作搞好。
1.3.3.3& 严格贯彻执行工艺规范
在电镀生产过程中,必须加强工艺管理,严格贯彻工艺规范。一定要按照图纸和工艺文件进行加工。严禁随意更改图纸和工艺文件。严格贯彻执行工艺规程(也就是工艺控制),它是电镀生产过程质量管理的主要环节。工艺控制好了,可以从根本上减少次品或废品,提高产品质量的水平。
1.3.3.4& 合理选择检验的方式和方法
工序检验是按照工艺过程设立检验点,并由检验人员进行重点检验。它的任务就是及时控制与剔除生产过程中出现的次品或废品,以免造成后道工序再加工的浪费,或影响成品质量。
对于不同的检验对象,在不同的情况下,可以采取不同的检验方式。选择的原则是既要保证质量,又要便利生产,还要减少工作量。在工厂里实际进行的检验工作中,检验的方式是多种多样的,要根据具体情况而加以安排。
(1)按工作过程的次序分类,检验工作有预先检验、中间检验和最后检验三种方式。
预先检验是加工前对投入材料、毛坯、半成品等的检验。
中间检验是加工过程中,对某道工序或某批工件的检验。
最后检验是对生产对象的完工检验。
(2)按检验工作的不同分类,检验工作有固定检验和流动检验两种方法。
(3)按检验数量分类,检验工作有全检和抽样检验两种方式。
全检是对检验对象进行全部检验。这种检验方式的优点是能够保证产品质量,但检验的工作量较大。它适用高精尖产品,关键性零件,以及批量不大的产品出厂检验等。
抽样检验是根据抽验国家标准事先制定的抽样方案,在检验对象中,按一定的百分率进行抽查,通过样品组的检验结果,来判断这批产品的质量。抽样检验适用于产品批量较大,生产自动化程度较高,生产设备性能良好,原材料和工艺都稳定等条件下才能适用。
(4)按检验的预防性分类,有首件检验和统计检验两种。
首件检验是对改变加工对象,或改变工艺条件后,生产出的第一件或头几件产品进行检验。通过这种检验,可以及时发现问题,采取措施,可防止后续生产的成批报废。
统计检验是运用数理统计方法,对产品进行抽查。通过抽查结果的分析,发现生产中的不正常因素,及时采取措施,可以预防废品的产生,这是一种科学的质量控制方法。
1.3.3.5& 工序控制
在生产工序中,应用数理统计的方法,抽查部分产品的质量情况进行分析。从中发现可能出现废品的预兆,并及时加以控制。
1.3.3.6& 及时进行废品统计与分析
发现废品后要填报废单,更要作好统计工作,并及时分析产生废品的原因,采取措施加以改进,避免再次出现废品。
1.3.3.7& 掌握质量动态
厂级领导和厂级质检部门为了充分发挥电镀生产过程中质量管理的预防作用,就必须系统地经常地准确掌握各车间、各班组、各工序在一定时间内的产品质量、工作质量的现状及发展动态。为此,各车间、各班组都应该建立和健全有关质量动态的原始记录,以备查阅和进行分析。
1.4& 因果分析图
电镀生产中出现的质量问题,都有它产生和形成的种种原因,比如镀件质量的变化是由于设备、原材料、镀液组成、操作方法等因素的变化造成的。因果分析图法就是从镀件质量问题这个结果出发,分析原因,顺藤摸瓜,步步深入,直到挖出具体根源为止。
其方法是:根据一个生产周期或数批镀件的加工检验时所统计的疵病现象,或者在生产过程中发现的质量问题,组织质量小组同有关人员进行质量分析活动,在共同分析、探讨影响质量原因的基础上,将各人的意见按因果逻辑关系,分成大、中、小原因,分别填写在图1中相应的“树枝”上,并确定出可能造成质量问题的主要原因,用框框出,旨在系统地、有机地表示出原因与结果之间的关系。质量分析会议结束,将各种原因整理成一张因果分析图。然后,据此去现场一一核定,针对主要原因研究相应的对策。因果分析图法是发动群众、集思广益的一种好方法,各种场合都可应用。
图1& 因果分析例图
对于氯化钾镀锌中造成的质量问题为例,一般可以从操作者的素质、基体材料、镀液、工艺条件、设备等因素去寻找,详见图2。
图2& 镀锌质量因果分析思考图
如果一位电镀工程师,去一个电镀厂点服务,把一系列可能发生的问题按因果分析图列出,并逐一核定、分析,就会很快找到影响质量问题的症结。
如果是简单的质量问题,便无需这样排出因果分析图,可根据已有的知识和经验处理即可。
2& 预防管理
2.1& 预防管理的重要性
&对预防管理这个名词的真实含义,要作出确切的解释,还是不容易的。然而,在电镀工艺管理的实践中,我们深切地体会预防管理是客观存在的。当预防管理工作做得比较好的时候,各种溶液或镀液很少出现故障现象,只需按照工艺文件所规定的生产应用周期进行更新或过滤、处理,而不是等待镀不出产品的时候才去处理溶液。这时,电镀出来的零件一次性合格率普遍比较高,因返工零件的各类损失大大降低,生产运转也可正常。所以,在回答什么是预防管理这个问题时,姑且从“预防”这两个字来理解。可否认为:在电镀生产过程中预先防止电镀质量事故的发生来讨论“预防管理”这个含义。
电镀生产过程是由许多工序连贯组织起来完成电镀这个生产过程的,而每个工序都是影响电镀品质的一个环节。这么多的工序中:有的工序是在溶液中完成处理的,而处理目的不同,溶液性质也不同,各自按其任务完成除油、除锈、清洗、活化,然后才完成电镀这个最终任务;有的镀种,还要继续进行镀后处理。这些,说明了电镀生产过程的复杂性。只要电镀生产过程中某一道工序出了问题,生产就不可能连续不间断地进行。如何使这样复杂的电镀生产过程能够稳定地连续不间断地生产,这就是我们所以提出预防管理的重要原因。
2.2& 预防管理的目的
&有许多工厂当见到电镀件的一次性合格率很低,电镀质量问题一槽又一槽地重复时,只好将运转的电镀生产线停下来,去分析产生质量问题的原因。有时候,产生质量问题的原因很快找到了,采取处理措施后又可继续生产;有时候并不那么简单,有可能是几种原因同时发生,产生了“综合症”,就要花费较多的时间才能将原因一个一个地找出来。然而,宝贵的生产时间被耽误了,给生产、能源、化工材料、劳力带来了巨大的损失。那些堆积起来的返修品还要耗费劳力、材料、能源去返修。这种现象,可以在一些工厂(车间)里看到,他们习以为常。
我们所以要提出实行预防管理,就是不希望上述现象在工厂(车间)普遍存在。它不是常规现象,而是管理工作上的失误现象。假如实行了预防管理,使电镀生产过程中的相关设备、溶液始终处于良好的工作状态,那么上述那种停产找原因的现象就不应当发生。
大家都有这样的经验,各种溶液的组成成份的含量有一个较宽的工作范围,溶液中的有害杂质也有一个容许限度。所谓故障,不是工作溶液成份严重失调,就是杂质超过了容许的浓度。从正常工作发展到将有故障产生(严重时会影响生产),不是突发性的,是有时间供善于捕捉故障的电镀工艺人员或操作工人的,不待发展到严重阶段而已把故障排除。这样,就不会发展到必须停产才来解决问题。可以想象,这样的电镀生产,才会保持较高的产品一次合格率,使工厂有较好的经济效益。当然,要实现这样的目标,必须使电镀工艺人员、电镀操作工具备较好的技术素质,还必须有其它条件相配套。
2.3& 实行预防管理所需具备的条件
能否实行预防管理,应有一些基本条件相配套。这些条件亦不苛刻,而且是工厂(车间)本应具备的。
2.3.1& 制订电镀工艺文件
工厂里的电镀文件,一般有两种类型:电镀工艺技术指导书(受控技术资料);电镀零件工艺卡(适用于有特殊要求零件)。我们这里所指的是电镀工艺说明,各厂编写方式不完全相同,但至少应包括以下几个内容:毛坯技术要求;基本用具;化工材料的等级;各工序溶液的配方及配制方法;工艺程序(即工艺流程)以及各工序应达到的质量目标;镀层检验项目和检验方法;质量标准;各工序溶液、电镀液的分析项目及周期;某些工序的溶液更新周期;电镀液的过滤、大处理周期及要求;阳极、挂钩、极棒的清洁制度等等,应当写得详细些,应作为领导、工艺员、检验员和操作工等共同遵守和处理问题的文件。这些,都是预防管理很重要的一个基本条件。
2.3.2& 各种溶液分析
镀前处理液、电镀液、镀后处理液等各种溶液的状况及有效的控制是保证电镀产品质量的基本要素。各种溶液控制的效果,直接影响电镀工艺的实施情况。
化学分析员应按工艺文件所规定的周期取样分析,并写出分析报告单;再由工艺员按分析报告单填写槽液调整报告单。技术组工艺员会同工长监督操作者按槽液调整报告单数值对溶液成分进行补加或调整。
通过《化验报告单》、《槽液调整报告单》、《电镀溶液分析操作记录》这些具体的化验分析数据,使人们对溶液浓度消耗、运行状态做到了全面的掌握,并且能够根据槽液的状态进行准确的工艺参数控制,使溶液始终保持在最佳的工作状态,对一些潜在的影响电镀效果的因素进行分析,采取相应的纠正、预防措施来避免问题的发生。
2.3.3& 建立质量信息反馈制度
将已完成电镀生产全过程的零件,通过检验,拣出来的不合格零件,按以下类别分别统计:烧焦、起泡、弯角处露底、结合力不良、其它(有的镀种,还可列入针孔麻点、脱膜等疵品项目)的数量以及每一项疵品数在产品总量中的百分率,填入质量检验日报表中,提供给主管工艺员。执行这个制度要严,无论自检、他检和检验员的检出数都要包含在内。否则,疵病明显的零件已被自检、他检的检出,而到检验员检时检出为零。这样会造成反馈信息不真实,会使预防管理时捉不住故障苗子,而使预防管理失败。
2.3.4& 人员素质[1]
人力资源是产品形成过程中最基本的资源。在电镀生产的过程控制中,人力资源的控制可以说是关键要素。由于电镀生产所特有的集体操作性质,操作人员的操作水平不同,对工艺标准掌握和理解的程度不同,如果存在的差距较大,必然要影响整体的产品质量水平。另一方面,由于电镀生产的加工过程是不可见的,同时又是集体操作,所以使得对最后产品质量的责任很难得到一个明确的认定,产品的合格率和原材料的消耗也就不能得到有效控制。所以说,要想保证产品质量,提高产品合格率,必须全面提高操作人员的整体理论水平、实际操作技能水平,以及对工艺标准要全面掌握。为此,应定期对特殊过程操作员工进行针对性的培训,并对培训考核的有效性进行评价。人力资源部对特殊过程操作员工的资格进行鉴定,发放上岗证。对新入厂工人必须进行专业技术培训和实际操作考核,同时进行安全教育后方可持证上岗。对管理人员、技术人员也要进行相应知识的培训和考核。与此同时,要对全体员工制定明确的质量责任制,也就是对每个员工都明确规定在电镀生产过程中的具体的任务、责任和权力。这样,就提高了全员质量责任意识,调动了员工的积极性。从而使原来车间或班组控制结果到现在每个人控制过程因素,并且通过在生产中采取必要的预防,把形成不合格品的因素消灭在它的形成过程之中,充分发挥了全员参与的积极作用。
要使电镀工业发展、振兴,关键是人才。选用优秀人才管理企业(电镀),向科学管理要效益。然而,科学管理主要依靠优秀人才来实现。可以说:“人才就是金钱。”但有的单位对这一点似乎认识不足,只知伸手要钱,要设备,就不知道要优秀人才,亦不重用本单位人才,似乎只要有钱,有设备,工人听话,便是管理好了,殊不知人才是关键因素。少数企业领导或个体业主思想守旧,则满足于现状:低效率、高消耗、低品质的平庸生产;对新技术、新工艺应用不感兴趣;对工程技术人员和有实际经验的老师傅不关心、不培养,但生产上出了问题却要用他们,当问题一解决,便将一切置之脑后。这样,怎能调动技术人员和工人的积极性?只会使企业没有凝聚力。最终,即使有钱、有设备,也会白白地被浪费而败(或卖)掉。
应安排工程技术人员对工人进行分期分批地加以培训(讲课),使操作者熟悉一点电化学基础知识,了解和掌握电镀工艺要求。这样,对提高电镀产品的质量、从事工艺改进和新工艺研究应用等都是有好处的。另外,对学员和打工者也应该先培训,后上岗,切忌:“牵着黄牛便是马”使用。如某厂点在一滚镀锌上操作的两位女工,对镀锌和钝化溶液中有哪些主要成份都不知道,说是:“厂里从来没有人教过,我们只管担进担出,浸浸晒晒”(指工件放在太阳下晒)。这样,怎能镀出好产品?
当今是信息时代,应重视技术信息。但有些单位,特别是乡镇小电镀厂(点),现有的电镀工艺落后,不思改进,发展缓慢,与信息闭塞很有关系。宁愿生产上的浪费,不愿花几十元钱一年订一本电镀杂志。因此,对外界的新技术、新工艺应用情况不了解。如某厂点在试产一种带孔零件的滚镀镍时,由于采用普通亮镍镀液,经多次试验零件则外表面光亮,而深孔内呈暗色无光泽镀层,就是不知道市场上早有一种深孔镀镍(滚镀)光亮剂,使试产走了弯路,甚至飞走业务。
对工程技术人员(工艺员)来说,也应该加强自身学习,不断更新知识,现代词叫做:“充电”。如购置一些新近出版的有关书籍,以及自费订几本期刊杂志,对工作会有帮助的。特别是要经常深入车间、班组生产第一线了解和掌握电镀工艺过程及操作工人的技术水平等,从中有所发现,有所提高,将取得的感性认识加以提炼,并上升到理论高度,以增强解决生产中实际问题的能力。这样,就会在技术管理上当参谋作用,并能协助企业领导管理好工厂。
多年以来,电镀界对于提高电镀质量水平从工艺改革、配方改造讨论得比较多。这当然是很重要的一个方面,如何从“管理”这个角度来讨论、提高电镀质量水平,相对来说还是比较少的。我们认为前后处理的溶液和各种镀液的工艺配方和工艺流程确定之后,就应当进一步再从管理这个角度来讨论如何提高电镀质量水平问题,这是很有现实意义的。俗话说得好:三分工艺技术,七份质量管理。只有工艺技术和质量管理二个方面同时抓,产品质量才能始终保持最佳状态。
3& 工艺管理
3.1& 制订工艺流程
&&& 在制订工艺流程时,首先是考虑工艺流程的合理性、先进性。因为只有选择先进、合理的工艺流程,才能有优质低耗的产品。在确定工艺流程时,需进行综合考虑,例如产品的基体材料和产品形状以及加工单价、成本、利润等各个方面进行综合考虑。做到高档产品高档做,低档产品低档做,配件产品按配件要求做。从而使工艺流程和产品身价相结合,使之合理。其次,在考虑工艺流程时还需结合三废治理,推行和实施清洁生产,把三废消灭在生产过程,能使用简单工艺的就不要复杂化,能用单盐工艺的就不要用复盐工艺。还有,尽量要考虑减少污染和压缩污染,能用低温和常温工艺的就不要用高温工艺,尽量考虑使用少污染,低能耗的工艺。这样就能减少污染、节约能源,再就是压缩用水减少污染,尽量采用逆流漂洗工艺,使废水量大大减少。在过水槽中,尽量要采取空气搅拌(通气管应考虑通气均匀性和气泡大小),对各镀槽边的第一过水槽要考虑回收回用,以此节约成本、减少污染。对污染严重的铬、氰,镍等的过水至少要求2道回收,3道逆流漂洗。对温度高,蒸发量大的镀槽可采用回水加压喷淋到槽中回用的办法。
&&& 电镀技术员在车间内主要任务是搞电镀工艺。制订工艺流程的目的不单是为了解决加工方法问题,它还是生产管理和技术管理的依据,制订计划、安排生产、考核工时、预算材料、设备和工、夹具的准备、质量管理等都是离不开工艺的。由此可见,工艺流程是否订得合理,对管理工作和产品质是有直接的关系,应予以高度地重视。制订工艺流程既要考虑到先进性和合理性,又要从实际情况出发,结合本单位的现状,镀件的批量和质量要求,要以最低消耗、最高速度、最好质量来组织和指导生产,这是工艺流程的基本要求和基本内容[2]。
&&& 工艺流程制度是表面处理生产的依据,表面处理质量状况如何与加工工艺的优劣关系密不可分。工艺流程制度的编制应具有科学性、准确性和可操作性、以及可检查性;同时,随着科学技术的不断进步,工艺流程制度也要适应发展的需要,不断加大技术攻关,技术革新力度,使新工艺、新材料、新技术得到应用,推动质量的稳定提高,及时把技术成果纳入工艺文件中,规范工艺义件,指导生产操作。表面处理加工所需要的所有工艺资料在编制、修订时都要经过严格的性能试验考核、评审,并经过质量控制部门在该文件编制单位的授权代表的审查与会签;操作人员在加工时要严格执行。
3.2& 镀液配制时的注意事项
&&& (1)对配制各种镀液的各种化工原料必须要有分析、检验、验收制度,不符合要求不得使用。
&&& (2)对计算出的各种数据,如化工原料质量数、电镀槽的升数等均需有复核校对制度,避免算错。
&&& (3)对镀槽和一切容器在使用前需有清洗验收制度,不得有异质带入。
&&& (4)对配制镀液的化工原料如无分析验收制度,则在配制大槽前要建立先小试后再进行大试生产的制度。
&&& (5)众所周知,任何一个电镀工艺的镀液配方都离不开主盐和辅助化合物。要镀什么样的金属,就要采用这个金属盐做主盐。由于不同的主盐有不同的性质和工艺特点,所以我们在称呼电镀工艺时往往以主盐命名。
&&& 比如镀锌,以硫酸锌为主盐的叫硫酸盐镀锌;以氧化锌和氢氧化钠制成锌酸盐的叫锌酸盐镀锌;以氯化锌为主盐的叫氯化物镀锌。
&&& 比如镀铜,有硫酸盐镀铜,有焦磷酸盐镀铜,有氰化物镀铜,有乙二胺盐酸镀铜等等。
&&& 其它镀种都是如此。
&&& 可见主盐的形式是决定电镀性能、质量的最主要因素。一旦主盐选定,辅助化合物、添加剂、pH值,都根据主盐来配套。主盐对电镀的影响应该说是很大的,因此,电镀工艺配方的第一项总是主盐,其浓度范围和纯度都至关重要。
&&& 主盐浓度低于工艺要求时,电镀效率低下,电镀密度下降,尖端部位极易烧焦,光亮剂作用降低,甚至在低电流区得不到镀层。
&&& 主盐浓度高于工艺要求时(这种情况在投料计算有错误时会发生;或锌阳极在不镀锌时长期浸在镀液中也会应自溶解而使主盐浓度升高),电流效率也会下降,同时镀液带出损失增加。
&&& 因此,控制主盐浓度是电镀工艺管理的第一件工作,要做好这项工作第一是在配槽时正确投料,定期分析。只要保持阳极的正常工作,一般不需要添加主盐,只添加阳极即可。
&&& (6)合理选用材料纯度,降低溶液的配制费用。不同规格的化工材料其价格往往相差甚远,对配制电镀溶液的化工材料来说并非都需要特别纯的,多数属一般工业纯即可满足要求,这样可以大大的节省费用,降低生产成本。对于某些对杂质敏感性较强的镀种配方,根据需要采取高纯度的材料时,其溶剂也必须是纯净水,切不可就地取材;不论河水、井水或矿泉水取来就用,这显然是错误的。否则,必然会失去采用高纯度材料的意义[2]。
&&& (7)在配料时要认真阅读工艺资料,注意配料要求及投料顺序和方法,以免造成配料错误,引起不必要的损失。
&&& 同一个镀种,采用不同的主盐,浓度是不同的。比如镀锌,锌酸盐主盐8~12g/L,硫酸盐主盐300~450g/L,氯化物镀锌的主盐为30~50g/L。
&&& (8)在工艺配方中,要注意主盐的分子式的写法,在国外为了不引起误会,一般写金属离子浓度,以ZnS04·7H20为例,当写结晶水时,其实际含锌量为23%,不写结晶水时,金属含量为40%,实际上我们买到的工业硫酸锌都是含结晶水的,并且纯度往往只在95%以下,所以在配槽时应增加不足部分的量;对于酸性镀镍,主盐是硫酸镍,它有六个结晶水,又有七个结晶水。因此配镀时,务必按镍离子核算来加料。
&&& (9)辅助化合物,一般由络合剂、抗氧化剂、活化剂、导电盐和pH值缓冲剂所组成,完全靠单一的主盐就能电镀的镀种很少,即使只用主盐的镀液也要加入添加剂才能正常工作。因此,辅助化合物是必不可少的,并且对浓度也有一定的要求,过多过少都会影响电镀质量。辅助化合物主要靠分析补加;而光亮剂采用自动滴加。
3.3& 镀液维护与保养
&&& 要进行正常生产,保证镀层质量,电镀液的维护是极为重要的环节。
3.3.1& 定期分析制度[2~3]
&&& 电镀是在复杂的物理、化学反应过程中进行的,生产过程中电镀溶液无时无刻不在发生变化。因此,必须按规定进行分析调整,有必要时需随时分析调整。为保证镀液成份能稳定掌握在工艺范围之中,因此根据各工艺特点和作用的情况,确定定期分析制度。一般合金镀液主要成分不少于二天一次,单金属电镀液主要成分不少于三天一次,低浓度电镀液主要成份不少于二天一次。溶液成份分析结果需有报告校正制度。我们知道电镀液分析是诊断电镀故障的主要手段之一,为此在分析过程中要正确掌握分析方法,要强调一个准字,分析不准不但没有意义,反而会误事,为保证分析数据正确必须注意下列四点:
&&& (1)标准溶液配得准;
&&& (2)滴定分析终点看得准;
&&& (3)取样容量准(注意取样时槽液应在规定的液面,否则应补充水至规定液面,并充分搅拌均匀,或者对槽液上下左右各处取样后的混和溶液进行分析);
&&& (4)计算数据准。
&&& 达到上述目的基本的要求是耐心加细心。除按计划规定时间对常用镀种进行分析之外,对某些不经常使用的镀种,生产中又未发现不正常现象的可根据具体情况决定分析周期。
&&& 既然电镀溶液的状况及有效的控制是保证电镀产品质量的基本要素,因此电镀溶液控制的效果,直接影响电镀工艺的实施情况。镀前处理液、电镀液、镀后处理液等各种溶液由化验员按工厂标准进行化验,按化验报告填写槽液分析调整报告单(详见表1),技术组工艺员同生产部监督操作者按槽液调整报告单数值进行补加。而对于分析后的剩余样液应建立回收制度,使之既节约又减少污染。
&&& 通过这些具体的化验分析数据,使人们对溶液浓度消耗、运行状态做到了全面的掌握,并且能够根据槽液的状态进行准确的工艺参数控制。使溶液始终保持在最佳的工作状态,对一些潜在的影响电镀效果的因素进行分析,采取相应的纠正、预防措施来避免问题的发生。
&&& 但是有相当的小电镀加工点,目前仍无分析化验条件,对镀液维护主要凭经验或出了问题才进行调整、补充,来维持生产。他们在不到万不得已时,是不会花钱去分析镀液的。这种落后的管理造成生产浪费大,质量差,效率低的现象。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 表1& &镀液分析调整报告单 &&&&&&&&&&&&&&&年&&& 月&&& 日
镀液名称:
取样数量:
工艺含量(g/L)
分析结果/(g/L)
调整量/(g/L)
添加总量/ kg
&&& 如何加强溶液维护、保证溶液正常运行呢?郑瑞庭认为要注意以下五点。
&&& (1)溶液要建有档案。档案内容除了配制时的原始记录之外,平时每次分析、补充、调整,出现故障现象、纠正处理经过都要有文字记录。遇有故障时要以此为依据予以调整。
&&& (2)保证用料安全。每次所补充的材料都必须要符合工艺配方要求,绝不可用劣质材料顶替,所加材料的外包装要齐全,要有明确标明材料名称、规格等的可靠标注,以防混错而引起故障。
&&& (3)注重日常维护。保护溶液清洁,入槽工件必须充分清洗干净,防止有害杂质侵入镀液,工作完后用槽盖盖上防尘。
&&& (4)出现故障及时纠正。溶液出现故障要及时报告有关人员,研究故障的可能起因,以免因此而引起恶化,处理时要先小试,待确定故障的真实原因之后方可按有关方法进行处理。
3.3.2& 加料制度
&&& 经分析后,溶液成分如有变化应即进行调整,调整过程要注意如下几点:
&&& (1)加料必须按工艺规定要进行调整,补充材料一定要按工艺规定方法进行,否则有可能会起副作用,影响溶液正常工作,如材料加入次序不当、溶剂错误、温度不合适等都可能出现问题。
&&& (2)补充时必须贯彻少加勤加的原则。
&&& (3)溶解完全,不允许有悬浊物加入。如有条件,最好过滤后再加入,并进行小电流电解之后才能正式试镀,以保证工艺的正常性。
&&& (4)合理选用材料规格,根据槽液纯度要求选用低纯度或高纯度材料,自来水或纯净水,总之既要讲究成本,又要保证质量。使用工业纯的原材料事先需经分析,以免污染槽液。
&&& (5)讲究文明生产,补充的材料要经过鉴别以防加错,度、量、衡器和各种使用的器皿使用前、后要清洗干净,避免有害物质污染槽液。
&&& (6)注意安全,严格遵守安全操作制度,防止一切事故发生。
3.3.3& 产品的跌落与防止
&&& 在电镀时难免会有被镀零件掉入到槽中,但应采取适当措施,使被镀零件尽量少落入或不落入。对于难以避免的跌落亦要尽量、尽快地取出。因为,这些被镀零件落入溶液中会污染镀液,影响电镀层的质量。因此,需采取以下制度和措施:
&&& (1)在设计工夹具时,要保持零件悬挂的牢度,减少掉落的可能性。
&&& (2)每天工作结束后,建立取出掉入槽内零件的制度。
&&& (3)对非磁性金属的一些零件,如锌、铝、铜等基体合金,应考虑这些零件掉入时的取出方法,例如采取做个阴极框,当每天工作结束时连框取出,取出掉入槽内的零件。
3.3.4& 添加剂的添加和测定
&&& 电镀中的添加剂量少作用大,目前添加的方法一般多数采取间歇添加。有时一个班加一次,有时一个班加两次,所以往往会造成光亮度不够稳定,在添加量上一般也是采取凭经验看颜色添加,这种方法不够科学。应该采用自动滴加的方法,对于添加量应该按通电量(即安培·小时)消耗来添加。组合光亮剂由于配制品种多,容易造成比例失调,应进行定期小槽校正大槽调整;也可以用霍尔槽试片来指导添加各种添加剂的含量。
3.3.5& 加大原材料的管理与控制[3]
&&& 材料控制是表面处理质量的重要环节。表面处理工艺所选用的水质、材料的质量将直接影响加工质量。表面处理所选用的材料都是由工作人员严格检查、分析化验。不符合质量要求的,应坚决拒之门外。
&&& 材料分析,主要指电镀化工材料和金属阳极材料。目前一些电镀行业对化工原料和金属材料几乎均无分析制度,因此往往杂质混入镀液造成停产或大量镀液报废等事故。同时,由于材料的纯度差而影响镀层的质量和理化性能,所以电镀化工材料和金属材料应建立分析或索取材料质保书,按照材料纯度等级要求进行含量分析和霍尔槽电镀质量试验相结合,做到不分析不使用,不合格不使用,从而保证生产的正常运转和镀层的质量。
3.3.6& 镀液的净化
&&& 电镀液经过一个阶段生产后,由于重金属杂质和有机杂质的积累而使镀液污染,从而影响镀液性能、影响产品质量,为除去这些重金属和有机杂质,需要进行定期的净化。
3.3.6.1& 一般净化周期
&& (1)酸性镀液未进行连续过滤的要1~2个月(连续生产)净化一次。
&&& (2)碱性和氰化物镀液没有连续过滤的为2~3月(连续生产)净化一次。
(3)镀铬液一般为半年~1年出脚净化一次。当镀铬液中三价铬过多时,用素烧陶瓷筒电解处理。
(4)前处理中,酸性活化液一般为每星期出脚一次。碱性除油液一般为1~2星期过滤一次,或用前处理除油循环过滤机过滤。
3.3.6.2& 循环过滤
&&& 对于挂镀、滚镀产量较大的电镀铜镍铬自动线,及钢丝连续生产镀锌线,为保证镀液的清晰度和镀液的性能,应规定周期循环过滤的时间与次数;有的镀种镀液(如化学镀镍),甚至要求连续循环过滤;此外,由于镀液不同,滤芯精度也有不同的要求。
3.3.6.3& 净化镀液的损耗率
&&& 在净化时,必须注意镀液的损耗,因为这种损耗既浪费原料又污染环境,所以必须注意下列两点:
&&& (1)在净化过滤前,先进行镀液成份的分析。
&&& (2)测量净化过滤前的镀液液位,然后根据本镀种和具体情况,下达浓度和镀液的损耗率,经净化过滤后再进行验收。
3.4& 辅助设备与操作条件的控制
&&& 设备控制是实施表面处理质量控制的基础。表面处理设备所处的环境较差,给保养带来一定的困难。因此,必须进行严格的控制。另外设备老化、陈旧是目前国内大部分生产厂家存在的一个现状。随着科技的不断发展,设备在保证表面处理加工质量方面占有的地位越来越重要。因此,要加快对表面处理设备更新换代的速度。同时,要求员工必须严格按设备维护保养文件规定进行保养使用,严禁违章操作[3]。
3.4.1& 镀槽
&&& 除了刷镀以外,其它电镀都需镀槽,广义地说任何容器,只要不漏而又耐腐蚀,都可以用来做镀槽。但是要讲究质量的话,镀槽应该按设计要求制作,而不是随便拿一个容器就可以用的,劣质的镀槽材质,还会引起镀液故障。
&&& 镀槽设计的依据是产量和被镀零件的大小、形状。此外,还要满足三点:一是能浸没镀件;二是在规定操作时间内符合槽液温升要求;三能保持溶液含量稳定。如果产量低、零件小,就用较小的镀槽,否则就是浪费。反之,产量高、零件大,如果槽子太小,镀液很容易出现失调,电镀质量不能保证,也不合算。合理的镀槽容量应该是满负荷运作能力的1.2~1.5倍,建议用加工零件的受镀面积来估算镀槽容积,一般为8~12L/dm2的容积,才可维持正常的工作。遇有镀铬,或对温度敏感的镀种,要取上限,并适当加大容量,比如镀硬铬,1dm2就需要有30L左右的镀液。
&&& 手工镀槽的几何形状一般是长方体,其高度一般为800~1000mm,宽度为600~800mm,长度在1200mm左右,容量在500~1000升。但具体尺寸应根据零件形状及挂具的设置、阳极的配置来定。一般以中间为阴极、两侧为阳极的配置为标准。零件应浸入在镀液中,距液面5~10cm,下端距槽底应10~20cm,阴极(零件)与阳极的距离应在15~20cm,尤其在没有搅拌时,阴阳极距离要大一些。有许多电镀产品高电流区很容易烧焦,与阴阳极间距离和挂具设计不合理有关系。对于自动线镀槽要按整条线进行设计。
3.4.2& 阳极
&&& (1)阳极以使用钛篮装载为最佳方式,既可保证阳极的表面积不发生大的波动,又可以使阳极的溶解利用率大大提高。对于精细的镀种,如光亮镍、镀铅锡和银等,应在阳极篮外加阳极袋,阳极的表面积应该是阴极(产品)的1.5~2倍。特殊的还要大,线材连续镀应保持阳极比阴极的面积大20倍以上。因为其电流密度很高,阳极很容易钝化。
&&& (2)在使用悬挂阳极时,要做成条形板状,其长度应比挂具上加工零件的底端短lO~20cm,宽度为lO~20cm,双钩框式挂具悬挂阳极都应加套,并保持挂钩良好的导电状态。此外,还要注意阳极的分布,使阴极工件的电流分布处在最佳状态。
&&& (3)阳极要采取分析检验制度,凡属合格的才能使用。如果用杂质含量高的劣质阳极,在电镀过程中这些杂质会以金属离子状态进入镀液:这些异金属离子杂质又会影响到镀层的质量。
&&& (4)为保证阳极的完整性应建立检查制度。用钛蓝的每工作24小时就需脸查一次;不用钛蓝的每工作48小时检查一次。为保证阳极溶解时颗粒与泥渣不进入溶液,一般都采用阳极袋或阳极框,但袋布的眼子大小和型号需根据工艺要求进行具体选择和规定。要规定袋布的层数和检查方法、周期、更换的时间。
&&& (5)增加或移动阳极要在工作完毕后进行,避免镀液混浊而产生毛刺。
&&& (6)根据各镀种对阳极要建立定期清洗制度。如电解除油一般连续工作不超过一个月要清洗,镀铬槽一般连续工作1~2个月清洗一次。还有其它一些极板亦要定期清洗。
&&& (7)当较长时间停镀时,阳极应从槽液中取出,用清水清洗干净后放在清水池中浸泡数小时。又从清水池中取出,吹干,放回材料库房存放。
3.4.3& 导电系统
&&& 由于电镀大都使用化工材料,腐蚀性强。因此,对导电系统的铜材,易产生铜绿和氧化层,影响导电。为保持各导电处电流通畅,对下列各处要建立清洗制度,如铜元宝、铜棒、铜棒三角接触导电处、极板挂钩、夹具挂钩接触等等,都要定期清洗和定期进行检查。否则,接触电阻增加,浪费电能,还使镀液温度上升。但在清洗过程中,注意不要把铜杂质掉入镀液中去,以免引起污染镀液。
3.4.4& 挂具[4]
&&& 挂具乃是电镀工作的主要生产工具,它直接关系到质量与产量。因此,必须加强管理。
&&& (1)挂具应有足够大的导电截面积:挂具对电镀质量的影响非常大,却又往往最容易被忽视。有些简单的大零件,做一只钩子把产品一钩,往槽中阴极杠上一挂,就可以电镀。即使这样,如果挂钩导电截面不够,烧红发烫是常见的事。很多电镀厂的挂具都在工作中发烫烫手,人们都习以为常,认为电镀就是这样,实在是大错特错。
&&& 挂具导电截面不足,使一类导体电阻加大,无功电耗增加。电流表上电流很大,但零件上分布的电流反而不足,使二次电流分布不均,电镀质量无法保证。同时,槽液温度上升加快,槽电压上升,带来种种问题。
&&& 因此,要合理使用—挂具主导电杠,首先要以不烫手为原则(即有良好导电性能);另外,还要能够承受镀件重量。应根据镀槽的总电流强度和挂具数量计算导电截面,合理分配各个挂具,还应根据零件形状确定挂具附件。
&&& (2)挂具挂零件的上下位置以及零件与零件之间的距离:一般挂具上端零件距液面至少5cm,下端距槽底10~15cm,在有搅拌孔和加热管在槽底时,这个值还要增加或取其上限。
&&& 刘仁志提出一个经验公式可作为零件之间距离的参考:
&&& 设零件之间距离为S,镀件直径为D,镀件厚度为H。
&&& 当D&5cm时,S=1/8(1.5D+5H+2.5)
&&& 当D&5cm时,S=5/8(H+2.5)
&&& (3)要注意挂具材质不同对导电性能的影响:制作挂具应以紫铜或黄铜为材料。这样可以增加导电性能,以1mm2导线通过的电流来看,紫铜为24A/mm2,黄铜5A/mm2,铁3A/mm2。
&& &(4)要考虑每挂的重量:人工操作的挂具每挂的重量不要超过10kg,最好是双钩框式挂具。自动线的挂具在人工上下时,单挂也不可过重。
&&& (5)挂具非直接导电部位要进行绝缘;所有挂具都要对非直接导电部位进行绝缘处理,涂挂具胶。用胶布缠绕的方法不好,因为溶液残液易容滞留在夹缝中,而不易清洗,并造成交叉污染。
&&& 在挂具上涂复绝缘材料时,应考虑挂具所浸泡溶液的酸碱度和温度影响,不允许有溶解发生。
&&& (6)要下达短缺率:挂具支架的短缺,这是经常会造成的,但短缺过多,不仅影响产量而且也会影响镀层质量。所以,对挂具支架的短缺应该有一定的比例。换句话说,超过允许比例就不能再用。一般,小零件短缺率不超过1%~2%,较大零件要小于0.5%。
&&& (7)对挂具建立保养制度:在生产的时候,往往由于挂具残缺或绝缘保护层不完整而造成电镀后支架变粗。因此,就需有专职或兼职人员进行及时整理,才能再重新使用。对于易磨损的部位,需采取加强措施。
&&& (8)要确定挂具的消耗指标:挂具的消耗,由于产品的不同,镀层的不同,消耗也不同,但必须根据各产品、镀层的具体情况来下达消耗指标,并纳入奖励制度考核。
3.4.5& 滚桶
& &&(1)装载量:在滚镀时要按照工艺规定装载,对装载量要建立检查制度。
&&& (2)滚桶眼的选择:滚镀产品品种多,形状复杂,因此滚桶眼子的大小就需根据产品的不同而进行选择最佳的眼子,尽量做到产品分档、滚桶分类。只要零件不掉出来,滚桶的开孔率越大越好。
3.4.6& 打光
&&& (1)转速:打光滚桶转速很为重要,一般采用的转速为50转/分,当然根据产品要求亦可增减。
&&& (2)装载量:装载产品的数量一般为滚桶的3/4的体积,但也有上下,具体视工艺而定。为了严格控制上述比例,需进行抽检。
3.4.7& 抛磨
(1)抛磨轮应尽量做到分开使用。
(2)磨光砂轮不允许混和。
(3)车速按不同磨光、抛光材质和精度要求来选定。
3.4.8& 整流器
&&& 电镀用直流电源应选用开关电源,节能效果十分显著。用于高强度钢电镀的电源,其纹波系数不得大于10%;镀硬铬用电源的波纹系数不大于5%。贵金属电镀宜采用脉冲电源。为了减少镀层的气孔可采用换向电源或脉冲电源(采用可控硅电源,特别是开关电源可获得较大节能效果)。
&&& 工艺需严格控制电压和电流密度的,其所用电源最好配备自动程序控制和记录装置。电镀生产所用的电流表和电压表,其精度不低于1.5级,并定期进行监测其精度。
3.4.8.1& 电源的功率
&&& 电镀电源的功率必须能承受所定的加工任务,并连续地工作而不出现故障。一般是按被镀产品的表面积和所镀镀种的正常电流密度计算出所需的总电流量,加上一定保险系数来确定选用多大的整流电源。在取电流密度时应该取最大允许电流密度,并要考虑连续工作时的温升和可能发生的工艺变化。因此,在计算出的电流总量上,要加30%左右的保险量,以保安全。否则,将难以保持稳定的生产效率和良好的电镀质量。
&&& 针对不同的镀种,对电源和电压范围也要有所选择。一般正常电镀的槽电压都在6伏以下,但由于阳极钝化和溶液电导率(浓度、温度、搅拌等影响)的变化,槽压会有波动,有时会在10伏以上。因此,常规电镀的电源电压应在0~12伏范围,对镀铬、铝阳极氧化等特殊镀种和滚镀,电源电压应在0~18伏或更高一些。由于工作电压过高时,整流元件的要求也高,造成电源造价升高。因此,不是镀种需要时,应选择电压低一些的设备比较合算。
3.4.8.2& 电源波纹系数的大小
&&& 电源加工一般要求采用直流电源,但对直流的理解往往有误差,并非从整流电源出来的电流是平稳的直流电源,都带有一定的波纹系数。
&&& 对于镀铬来说,平稳的直流有利于镀铬的加工。因为镀铬的电流效率只有10%~15%,如果电流中有较大的波纹系数使其效率进一步下降,其分散能力进一步下降,质重无法保证。
3.4.8.3& 电源的安装[4]
&&& 电源安装在不直接受电镀车间潮湿和有污染气体影响的地方,现在也有不少电源是密封式槽边电源。不在槽边的电源要把控制开关和仪表部分与电源分立装备,使表头和控制部分在槽边。电源虽然在防护环境好的地方,也不应距镀槽太远,这主要是要减省电源与槽之间导电距离,节约导电铜排和电耗。关于铜排,一定要使其截面积能承受长时间最大电流的负载,很多单位忽略这个问题,使电流在进入镀槽之前,已经发生无功消耗、发热甚至发烫。电镀质量无法保证,电能白白浪费。
&&& 铜排最大电流的计算:
&&& A=DK量大×S×K
&&& DK量大是镀液允许的最大电流密度(A/dm2)
&&& S为受镀零件表面积(dm2)
&&& K为受镀零件的装载总量(个、根)
&&& 当以铝排取代铜排时,要将截面积增加一倍。
3.4.9& 搅拌
&&& 现在,电镀工艺都倾向于采用搅拌。原因很简单,它可以增加电流密度,提高电流效率,改善分散能力,减小浓差极化。滚镀、线材电镀不用说,零件在运动中电镀,即使这样还可以用镀液循环来进一步提高效率。普通的镀槽如镀镍,则一定要有搅拌。如果镀液不搅拌而直接进行电镀时,会使电流密度范围过小,尖端极易烧焦。因此,现在各种光亮镀种一律都要搅拌。
&&& 搅拌的方式有机械搅拌如阴极移动;有空气搅拌;也有镀液循环甚至喷射;还有阴极移动和空气搅拌联合进行搅拌。不同要求的镀种,可以选用不同的搅拌方式。
&&& 空气搅拌能增大电流密度,但要根据各镀液的性能规定空搅压力或风量;同时,还要注意气流的分布。当压缩空气进入镀液之前,还应进行滤油净化处理。
&&& 空气搅拌也有它的局限性,如酸性镀锡和镀镍铁合金的镀种时,就不能采用。因为它会使低价离子氧化成高价离子。
&&& 阴极移动有上下移动和横向移动。但一般均采用横向移动,它能使镀件上每一处镀层的厚度更加均匀。而上下移动时还存着一些问题,例如当向下移时,会使较轻的零件与导电接触的挂钩脱离而影响镀层质量。上下移动在化学镀镍时,反而能改善工件与挂钩接触部位的镀层质量。横向移动一般行程不小于15~25cm,其次数每分钟一般为10~20次。为确保行程和次数,应建立检查校正制度,每半月不少于一次。
&&& 镀液循环,一方面搅拌了镀液,另一方面镀液中悬浮物也能被过滤掉。其缺点不能使镀层更均匀些;若一开始循环镀液就施镀,反而把较轻的沉底微粒搅起来,夹杂在镀层中,进而影响镀层的耐腐蚀性。因此,镀液循环时,应预先循环半小时,再施镀。另外,如果镀液循环与阴极移动结合起来使用,对镀层质量提高将有更佳的效果。
3.4.10& 温度
&&& 有些镀种需要较高温度才能得到合格的电镀层,而有些镀种又必须在某个温度以下进行电镀。可见温度指标是电镀工艺的重要指标。
&&& 以光亮镀镍为例,当温度在40℃以下时,再好的光亮剂也难以发挥出充分的光亮效果,在30℃以下,硼酸大量析出在阳极上,这样就更难镀了。但一旦加温至50℃以上,光亮效果就明显了。当然,增加槽温会增加镀液的蒸发和消耗热能。对光亮镀镍而言,加温可以提高镀液的电导性,使电流效率增加。
&&& 对光亮镀锡而言,需要把温度控制在15~25℃内进行电镀,如果液温大于30℃,镀层的结晶就会粗糙,锡层的可焊性也会下降;而且小电流区会漏镀。
&&& 由上可知,镀液的温度必须加以控制。由于很多企业是用人工控制的,这种控制就存在着很大的误差,所以需要定时进行检查和校正。这些检查和校正,均需有记录备查。
&&& 如果对镀液温度的加温或降温采用自动的温度控制器,就会稳定镀层的质量,减少返工费用和工时浪费。
3.4.11& pH值
&&& pH值是电镀工艺的重要因素。采用不同主盐的镀种,有不同的pH值工作范围。从镀液酸碱度的角度来,可分为酸性、中性和碱性镀液。对pH值要求较严的往往是弱酸、弱碱性镀液,比如光亮镀镍,pH值在4~4.5之间,pH值过低,光亮度会有影响,pH值过高,脆性增加。
&&& 因此,对于镀液的pH值要经常用精密试纸来检测,不在工艺范围内的要加以调整,调整的办法是将与主盐同离子的酸或碱稀释后在搅拌下加入。不可以直接将浓酸或浓碱加入镀液来调pH值。
&&& 目前,一般是用人工来控制pH值的。这种控制就存在着较大的误差,所以需要定时进行检查和校正,一般合金和低浓度工艺浓度每小时不少于一次,单金属较稳定的工艺每二小时不少于一次。这些检查、校正均需有记录备查,并纳入奖惩范围之中。
3.4.12&& 电流
&&& 电流在电镀工艺上是以电流密度来表示的。电流密度应根据工艺中规定范围进行控制,尤其要指出的是产品悬挂或滚镀存放的数量(面积)必须符合工艺规定,不得任意增减。因为这不仅关系电流密度,而且也关系到阴阳极面积之比和产品悬挂件或滚镀存放件上的电流密度。这些,对质量和产量有着密切联系与影响。
3.5& 材料定额[5]
&&& 一切工作要围绕着经济效益,尤其工业企业单位更需讲究经济效益,制订材料消耗定额,是体现经济效益的重要措施。材料消耗定额要在确定质量和工艺流程的基础上进行制订。在制订时,有两种方法:一种是按理论计算,另一种是根据实际消耗。但一般是两种结合。在计算单位上,有按面积计算,但也有按实际生产消耗计算。因为单纯按面积由于产品形状等各种因素,不够精确,因此一般采取以实际为主与理论数据结合。按这种方法算出金属和化工材料的消耗定额,然后作为消耗定额指标下达考核。
&&& 在定额执行过程中,要加强对定额执行情况的统计与分析,及时解决由消耗定额而引起的消极因素,使其变为积极因素。定额经生产考核如不切实际就需及时修订,修订仍由原制订部门进行审核,经领导层审批同意后,再立为正式文件下达消耗指标定额。
3.6& 技术基础工作循环检查[5]
由于电镀工艺因素多,可变性大,所以仅有工艺制度尚不能符合实际生产的需要,往往会产生理论与实际脱节,为使各项技术措施能结合实际运用到生产上,因此就需建立技术基础工作循环检查制度。其内容大致有班组生产日报表(见表2)、镀槽控制和管理时报表(见表3)、行车的运行管理日报表(见表4)、毛坯和上架情况报表(见表5)以及毛坯滚光日报表(见表6)。
表2& 班组生产日报表
3.7& 工艺文件的贯彻与修改
&&& 工艺文件是劳动者实践经验的总结和科学的制作方法,它是指导生产活动的最基本最主要的文件。贯彻工艺文件是操作者应遵守的责任,它对安全生产,保质保量地完成生产任务关系极大。
强调“三按”生产,严肃工艺纪律。当工艺文件经生产验证、审核批准后,所有人都要严格遵守和执行,不得擅自修改与违反。在生产过程中,如因设备、工装、材料等变更,需改变工艺时要经过原审批程序批准,如果由于科学技术的发展,而原工艺跟不上新工艺文件的要求时,可做必要的整顿、调整、修改与补充。另外,由于群众性的技术革新和合理化建议的试验成功,对原有工艺文件需进行修改时,均需经过技术鉴定和生产验证,证明它技术上可行,经济上合理后,再按正常工艺管理渠道进行审批和正式纳入工艺文件形成新的工艺文件。
4& 产品生产过程中的质量管理
4.1& 严格执行工艺规范、全面掌握生产过程的质量[5]
&&& 产品生产制造过程是产品质量的直接产生和形成过程,加工出来的产品好不好,符合不符合技术标准的要求,在很大程度上取决于生产车间的技术力量和管理水平,电镀产品的质量问题,大部分都是出在这个方面。因此,加强生产制造过程的质量管理是保证和提高产品质量的关键,真正做到把次品消灭在生产过程中,是质量管理的中心环节。
&&& 生产制造过程质量管理的任务是:建立能够稳定生产合格品和优质品的生产工作体系,抓好每个环节的质量管理。
表3& 镀槽控制和管理报表
镀槽管理人姓名
质量20分/20只
操& 作& 条& 件
符合或不符合
符合或不符合
完整或残缺
在或不在工艺规定范围
表4& 行车的运行管理日报表
开行车人姓名
行车运行(分)
本操作工艺流程(口试)(分)
测定时铜杆所在位置(分)
运行记录(分)
开好行车要点(口试)(分)
维护保养(分)
不整洁完好
表5& 毛坯和上架情况报表
产品毛坯质量
符合工艺要求
不符合要求
不符合要求
表6& 毛坯滚光日报表
质量(抽样30只共15分)
产品存放(20分)
工具保养(15分)
+0.5分/只
-0.5分/只
&&& 在生产过程中,影响产品质量的因素很多,概括来说,有下列六大因素:操作者、原材料、设备、制品材质、操作方法、条件和环境。它们在生产过程中总是处于不断的变化之中,有时变化微小,有时则变化较大。如操作者应按工艺规程操作,但其操作动作因受身体状况、精神思想状态、疲劳程度等的影响而有变化。材料成份规格杂质含量的不同和设备的带病运转等,这些变化都会对产品质量有影响。其次,制品的材质表面状态和操作条件、操作方法等,也都会对产品质量有着较大的影响。质量的波动,就是上面这些因素综合作用的结果。无论操作技术多么高明,设备与工夹具多么精密,原材料规格多么好,但加工出来的产品质量也还是有一定的差异,这也是客观存在的。因为电镀工艺变化因素尤其多,例如成份和光亮剂的添加方法和添加量。又如操作条件的掌握,再加上任何电镀工艺本身就有一定的允许范围等等原因,所以说产品质量总存在着一定的差异,但这种差异是在质量标准的允许范围之中,但尽量设法要使这种差异缩小到最低限度。
&&& 凡是在工艺允许因素影响下加工出来的产品质量,这种状态是工艺正常稳定的工艺状态,工艺规程只是把稳定状态下生产的工艺条件用文件形式规定下来,制定成技术操作标准,以便今后确保生产顺利地进行。因此,我们必须在生产过程中遵守工艺纪律、按工艺操作规程操作,这样才能保证稳定生产。
&&& 当前,加强工艺管理,提高企业管理水平,对保证工艺质量和产品质量有着十分重要的作用。但是为了今后进一步提高产品质量,并使其稳定,还必须不断进行技术革新、改造工艺、提高生产技术水平和试验校正方法。
&&& 加强生产过程质量管理,保证产品的加工质量,还必须认真搞好文明生产,特别是保持良好的生产秩序,合理配置辅助设施,保证生产通道的畅通,保持生产工地的整齐、清洁,使工艺过程有一个良好的环境,这也是提高加工质量的重要保证。
4.2& 做好各项检验工作[5]
&&& 为了保证质量,在生产过程中,检验工作是不可缺少的环节。对原材料(包括化工原材料和阳极金属材料)、半成品、成品以及工艺过程的工艺间等进行检验。做到不合格的原材料不投产、不稳定的工序不生产、不合格的工序质量不转入下道工序,做到道道把关,不合理的产品不出厂。
&&& 质量检验一般包括三个方面,即外观、内材(指厚度及抗蚀性能)、特殊性要求。对于这三方的质量,在具体产品上又要分为主要部位与次要部位的要求,不能事无主次一律对待。为预防废品的产生,生产工序在改变加工对象、改变生产条件时,对加工的产品必须进行首检,即对制品毛坯要进行检查及头几件产品质量进行检验,如果发现不合格,应当立即查明原因,经采取对策后,再进行生产。首检的目的是判断工艺条件和工艺质量是否正常,以便及时发现问题,防止产品成批报废。但由于电镀工艺变化性大,仅有首检还不能完全预防废品的产生,为了了解工艺过程是否一直处在正常的稳定状态,还必须运用统计方法对生产过程的产品进行检验,有的称之为“巡回检验”,通过抽检及时了解产品质量的波动情况。当发现工艺过程有不稳定的苗子时,要设法查明原因,采取对策,以使生产过程恢复正常,保持稳定生产。
&&& 为了做好检验工作,保证优质生产,必须实行生产中自检、互检、专职检相结合的“三检制度”,把检验作为工序,并有专人担负检验工作,这不但有利于保证产品质量,而且对于提高劳动生产率也有好处。但专业检验人员同产品质量的好坏的关系,不如操作工人直接,所以检验工作只是一个辅助生产过程,是一个合格与不合格的挑选过程,所以说检验应该是除了检之外,还要起到帮的作用,做到检帮结合,才能真正起到辅助生产作用。但总的说来,检验不能直接决定产品的质量。为此,质量检验工作除了要有专职检验人员外,更重要的还要广泛发动生产工人参加,实行专职人员检验和生产工人自检、互检相结合的“三检”制度。
&&& 自检、互检是群众性的质量检验活动。自检是生产工人对自己生产的产品进行自我检验,即自我把关:互检是生产工人之间进行互相检验。互检的形式有班组质量员对本班组工人的抽检,也有下道工序对上道工序的抽检,同工序工人之间、同工序相邻自动线(或班组)等之间的互检等。
&&& 实行自检、互检和专职检验人员相结合的“三检”制度,需要合理确定专检、自检、互检的范围。需要确定抽样方式、方法和数量,例如取上、下、左、右、中,各取的数量,同时抽样数与生产数也需有一个比例,这样才能有代表性,如成品检验要分为大件逐只检验,小件抽样检验。而且对小件抽样数占生产数得有一个比值,否则就没有代表性。另外,对原材料、半成品、成品等的检验,一般说,以专职检验为主,生产过程中工序检验则应以生产工人自检、互检为主,专职人员巡回抽验为辅。
4.3& 分析质量变动原因,掌握质量动态[5]
&&& 为了充分发挥生产过程中质量管理的预防作用,就必须系统地经常地掌握车间、班组在一定时间内质量的现状及发展动态。质量状况的综合统计与分析,是掌握动态的有效工具。检验部门和生产车间都要重视和做好这项工作。这样统计与分析,一般是按规定的某些质量指标来进行的。这种指标有两类:一类是产品质量指标,如产品的光洁度、光亮度等级,寿命等;另一类是工作质量指标,如废品率、返镀率、正品合格率等。
&&& 为了搞好质量的综合统计与分析,要建立和健全质量的原始记录,合格品的转移、交库、不合格品的返修、报废,都要有记录,有凭证。并有检验人员的签证。根据原始记录定期进行汇总统计,会同班组、车间等有关部门对质量变动原因作出分析,使领导和广大职工及时掌握质量动态。
4.4& 重点工序的质量控制[5]
&&& 在生产过程中,需要特别加强监督和控制的重点工序(或重点部位),明确列作质量管理的重点对象,并使用控制图对它进行监督。
&&& 抓住关键工序,是实行工序控制的前提。就一个产品或零件来说,在整个工艺加工流程中究竟要设置多少个控制点,需要在分析的基础加以确定下来。一般来说,处于下面一些状态的工序应设立控制点:
&&& (1)关系到产品主要性能,使用安全的重点工序;
&&& (2)对下道工序加工或装配有重大影响的加工项目;
&&& (3)质量不稳定,出现不合格品较多的工序;
&&& (4)用户通过质量使用、试验后反馈回来的不良项目。
&&& 明确了重点,就能使质量管理工作有的放矢,事半功倍。在设立了控制点的同时要考虑用什么方式进行控制,控制图是进行工序质量控制的一种重要而有效的科学工具。
&&& 为了保证生产过程的质量,还必须加强物资供应、工夹具、工艺装备的配备和供应,设备维修等方面的工作,它们都是为生产第一线服务的。生产过程各要素的质量状况,都同这些部门的工作质量有关。
&&& 此外,还要注意改进包装、运输和仓库保管等各方面的工作质量。
4.5& 加强现场生产批次管理[3]
&&& 现场质量控制是表面处理质量管理的中心环节,在生产加工中必须重视和认真对待。
4.5.1& 必须抓好零组件的批次管理及状态管理
&&& 大家知道,由抛光车间转入的工件,由于加工情况各异,表面状态不同。应根据“五清六分批”的原则进行分类管理。零件转入表面处理现场后,有关人员应严格按施工卡、工艺文件,质量要求,进行零件名称、图号、数量、材料、表面质量工艺要求等查对,在确保无误的情况下按电镀内容进行分发;加工者应严格按照加工工艺卡进行加工,并对加工情况进行真实的原始记录;加工完毕后,专职检验员应严格按照工艺要求,质量标准进行质量检查,数量清点,严格区分合格品与不合格品,并对质量检查情况进行如实记录在案。现场所有加工及检查原始记录必须进行归档保存,以备后查。在确保质量无误的情况下,由防锈工按工艺文件要求进行防锈、包装。然后,由调度人员转入成品库,按有关规定进入装配现场,整个环节质量应具有可跟踪性。
4.5.2& 应做好表面处理加工工序过程的质量管理
&&& 表面处理加工过程是保证加工质量的中心环节,内容较多,涉及面广,管理也较复杂,须认真对待。
4.6& 做好废品、返镀件和返修件的管理工作[5]
4.6.1& 废品、返修件的妥善处理
&&& 对于检验中发现的废品、返修件,要分别作好原始记录和标志,并与合格品要隔离存放。对返修件还需分门别类地放好,避免搞错。对这些废品、返修件,在制品生产过程中要加强原始记录的管理,供产品统计和成本核算时作为依据。
4.6.2& 定期召开废品(或返镀工件品)的分析会议
&&& 在分析会议上要发扬民主,对各项废品、返修件进行充分的讨论,厂部、车间、班组应当组织人员定期召开废品、返修件的分析会议,并形成制度。发生重大质量问题时,要及时召开分析会议,通过讨论找出原因研究对策,以攻克质量难关,防止再发生类似的问题。
4.6.3& 做好废品、返镀工件和返修件的统计分析工作
&&& 首先要根据有关质量原始记录,对于废品、返镀件和返修件的种类和数量,废品、返镀件和返修件所消耗的人工和材料及产生这些废品、返镀件和返修件的原因和责任者等等,分门别类加以统计,并将各类数据资料汇总编制成表,为进一步进行单项分析和综合分析提供依据。
&&& 其次,在分析统计的基础上,运用排列图和因果分析图对废品、返镀件和返修件与质量进行分析,并从中找出问题的真正原因,采取有效对策,改善和提高产品的质量。
5& 主要生产设备的维护保养
5.1& 实行强制性三级保养
&&& 做到例保经常化;一保制度化,二保计划化。例行保养坚持每天一小揩,每周一大揩,空隙时间随意揩。设备不清,人不下班。保持设备内外清洁,无油污,无锈蚀,无黄袍。
5.2& 实行日常点检
&&& 每天上班三检查(电路、油路、气路)。电路要安全可靠。油路要清洁畅通,油量充足。气路要保持一定的压力。& 日常点检用符号(“√”表示完好,“△”表示异常,“×”表示待修,“A”或“×”表示已修好)记录在运行记录本的日常点检页上。保证早期发现故障,及时维修,消除潜在危害因素。
5.3& 实行润滑五定
&&& 定设备润滑加油点,定油名牌号,定用油定额,定加油周期,定人负责。设备润滑工具配置齐全,定位存放。
5.4& 设备使用状况
&&& 设备的使用状况分巳使用设备、未使用设备、不需用设备三类。未使用设备又可分为二种情况。一是设备已经到厂,但在等待按装调试,尚未投入生产使用之前。二是设备到厂或巳安装;但目前不需用,可通过向上级申请,暂时封存。不需用设备要封存保管好,并应尽早通过有关途径,调拨转出或租赁借用,以便使设备充分发挥作用,为减少企业固定资产折旧费等支出。&lt,;,P&&
1& 奚兵.全面强化电镀技术管理的具体方法[J],上海电镀,1998,(3):5~9
2& 郑瑞庭.电镀实践600例[M],化学工业出版社,北京:2004
3& 吴光济.浅谈表面质量管理与新工艺开发[J],温州电镀,2002,(2):55~57
4& 刘仁志.影响电镀质量的因素及排除方法[J],表面技术,2000,29(6):30~345& 顾国栋.电镀生产管理知识[M],上海市手工业管理局,1984年1

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