??
4.2.7 溫度的影響
隨著溫度的升高，鍍液中各成分的溶解增加，其濃度可取上限范圍。這有利于DK的升高，從而沉積速度加快。但溫度過高則陽極溶解過快，陽極泥增多，使鍍液渾濁、鍍層結(jié)瘤。同時(shí)游離氟硼酸、有機(jī)穩(wěn)定劑等揮發(fā)加快，異味增加、環(huán)境惡化。
溫度過低則游離硼酸易析出，使鍍液渾濁、鍍層粗糙;同時(shí)DK升不上去，沉積速度慢，生產(chǎn)效率低。
5 試驗(yàn)過程
用L9(34)正交試驗(yàn)法確定鍍液中[Pb2+]、游離[HBF4]、游離[H3BO3]及工藝參數(shù)DK的最佳值。
5.1 試驗(yàn)條件
陽極組成：PbSn10;
溫度：20~25℃;
電源：三相全波硅整流器;
試片幾何尺寸：100×50×4;
試片襯里(即被鍍基體)的組成：CuPb22Sn2;
試片襯里的表面粗糙度：Ra0.4。
固定成分含量。
Sn 2+：15g/ι;Cu：5g/ι;穩(wěn)定劑：5g/ι;添加劑：2g/ι;
表1 列號、因子對照表
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L9(3< 1 2 3 5sup>4)列號
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因子 A B C D
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表2 因子、水平表
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水平/數(shù) 游離氟硼 鉛離子 游離硼酸 陰極電流
據(jù)/因子 酸[HBF [H3 密度(DK)
ub>4] BO3 sub>]
A B C D
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1 75g/ι 250g/ι 25g/ι 4A/dm2
2 150g/ι 150g/ι 35g/ι 3A/dm2
3 300g/ι 80g/ι 15g/ι 2A/dm2
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5.2 因子及其水平
游離氟硼酸(HBF4)的濃度(A)：A1=70g/ι;A2=150g/ι;A3=300g/ι。
鉛離子(Pb2+)的濃度(B)：B1=250g/ι;B2=150g/ι;B3=80g/ι。
游離硼酸(H3BO3)的濃度(C)：C1=25G/ι;C2=35g/ι;C3=15g/ι。
陽極電淳密度(DK)(D)：D1=4A/dm2;D2=3A/dm2;D3=2A/dm2。
5.3 試驗(yàn)過程及其結(jié)果評價(jià)
在認(rèn)真、仔細(xì)地準(zhǔn)備之后，按正交試驗(yàn)方案(見表3)精心組織九次試驗(yàn)，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了評價(jià)。
表3 正交試驗(yàn)方案及其結(jié)果分析表L9(34)
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試驗(yàn)號/水 1 2 3 4 試驗(yàn)結(jié)果評分平/列號
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1 1 1 1 1 100
2 1 2 2 2 100
3 1 3 3 3 95
4 2 1 2 3 80
5 2 2 3 1 65
6 2 3 1 2 70
7 3 1 3 2 45
8 3 2 1 3 50
9 3 3 2 1 30
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K1 295 225 220 195
K2 215 215 210 215
K3 125 195 205 225
R 56.6 10.0 5.0 10.0
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在表3中，K1分別為各列中第1 水平得分的總和;K2分別為各列中第2水平得分的總和;K3分別為各列中第3水平得分的總和。
R=(Kmax — Kmin)/3。
四個(gè)因子對軸瓦減摩鍍層質(zhì)量影響的大小順序是A>B=D>C。即游離氟硼酸的濃度影響最大，鉛離子的濃度及陰極電流密度的影響次之，游離硼酸的濃度影響最小。
現(xiàn)在分析各因子中的每一水平對軸瓦減摩鍍層質(zhì)量的影響情況。
在A中：K1>K2>K3，第1水平最好。
在B中：K1>K2>K3，第1水平最好。
在C中：K1>K2>K3，第1水平最好。
在D中：K3>K2>K1，第3水平最好。
通過上述分析，得出最佳組合條件為A1B1C1D3。即由正交試驗(yàn)法得出的最佳電鍍條件為
HBF4(游離)： 70g/ι;
Pb2+： 250g/ι;
H3BO3(游離)： 25g/ι;
DK： 2A/dm2。
在實(shí)際生產(chǎn)中，考慮到槽液的導(dǎo)電性及帶出損失等因素，把游離氟硼酸的濃度及鉛離子的濃度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，前者適當(dāng)調(diào)高，后者適當(dāng)調(diào)低。從表3還可以看出，DK在2~3A/dm2的范圍之內(nèi)時(shí)，鍍層質(zhì)量差別不大，考慮到生產(chǎn)進(jìn)度，因此將它確定在適宜的范圍之內(nèi)。當(dāng)氣溫降低時(shí)，游離硼酸易析出結(jié)晶，因此將其濃度考慮得略低些。
經(jīng)充分權(quán)衡多方面的因素，把軸瓦電鍍?nèi)辖饻p摩層的工藝進(jìn)行了如下改進(jìn)。
Pb2+(以Pb(BF4)2的形式加入)：150~200g/ι;
Sn2+(以Sn(BF4)2的形式加入)：10~20g/ι;
Cu2+(以Cu(BF4)2的形式加入)：3~6g/ι;
HBF4(游離)：70~120g/ι;
H3BO3(游離)：20~25g/ι;
穩(wěn)定劑：3~10g/ι;
添加劑：0.5~5g/ι;
溫度(T)：15~35℃;
陰極電流密度(DK)：2~2.8A/dm2;
時(shí)間(t)：15~35min;
鍍層厚度(δ)：15~30μm;
陽極組成：PbSn9~11;
陽極面積與陰極面積之比：2。
6 效果
改進(jìn)后的工藝經(jīng)歷了多年的生產(chǎn)運(yùn)行考驗(yàn)。其結(jié)果是鍍層結(jié)晶致密、光滑，消除了氣流條紋、針孔、凹坑、結(jié)瘤、粗糙等缺陷。軸瓦產(chǎn)品的廢話品損失率由原來的0.5%左右下降到現(xiàn)在的0.1%以下;一次交檢合格品率由原來的90%左右上升到現(xiàn)在的99%以上。可見軸瓦電鍍產(chǎn)品質(zhì)量有了顯著提高。
以前，每個(gè)陽極位置只能電鍍一副軸瓦，DK開中、下限還時(shí)有鍍層粗糙、條紋等缺陷發(fā)生。改進(jìn)工藝后，每個(gè)陽極位置可電鍍2~4副軸瓦，陰極電流密度比原來提高近50%，并且鍍層結(jié)晶仍很致密。改進(jìn)后的工藝提高工效2~4倍。
我廠軸瓦定貨量逐年上升，產(chǎn)量逐年增高，目前年產(chǎn)值已達(dá)一千多萬元。近十年來產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益數(shù)千萬元。同時(shí)還為主機(jī)廠更新?lián)Q代的主機(jī)及進(jìn)口主機(jī)的國產(chǎn)化提供了相當(dāng)數(shù)量的高質(zhì)量的軸瓦配件。近年來，我廠部分軸瓦產(chǎn)品已打入國際市場，具有一定數(shù)量的出口。這一切都與軸瓦電鍍質(zhì)量的提高有著直接的關(guān)系。
