前言
刷鍍,就基本原理來說,與有槽電鍍有許多相似處,他們都屬電化學的結晶過程。但是刷鍍又與有槽電鍍有許多不同點,例如刷鍍鍍層的強化效應比有槽電鍍要大,刷鍍層的硬度與耐磨性比相對應的電鍍層高。同時刷鍍技術所有的設備、場地比有槽電鍍簡單,因而刷鍍設備可以方便地運送到修復現場施鍍,對環境的污染也大大低於有槽電鍍。刷鍍技術的這些特點使他迅速地得到發展,並獲得了廣泛的應用。目前,不只可以在金屬表面刷鍍金屬鍍層,而且在非金屬表面(如塑料、陶瓷、玻璃、木材等)。也可以刷鍍金屬鍍層。因此,它已廣泛用於機械、電子、儀器、航空、船舶、車輛、化工、等行業產品的修復、防撞和裝飾等方面。除此之外,刷鍍還應用於建築物鍍鈦、古董、藝術品、首飾的修繕和裝飾。當前,刷鍍技術已經成為金屬表面工程的重要技術,它在零件表面修復和強化方面發揮了重要作用。

 

A概述
刷鍍,又名快速筆塗電鍍,快速電鍍,塗鍍,無槽鍍。
刷鍍不要鍍槽,它使用專配的鍍液和帶有不溶性陽級的鍍筆,工件接電源的負極,鍍筆接電源的正極,靠浸滿電鍍溶液的鍍筆在零件表面上擦拭而獲得電鍍層。
鍍層的形成,從本質上講,和槽鍍相同都是溶液中的金屬離子在陰極﹝工件﹞上還原並結晶的過程,但在刷鍍時,鍍筆和工件有相對運動,因而被鍍表面不是整體同時發生離子還原結晶。而是零件表面上的各點在鍍筆與其接觸時發生瞬間放電結晶,並且陰極不會出現金屬離子貧乏的現象,氫氣也很容易逸出,這就允許比槽鍍大幾倍到幾拾倍的電流密度﹝刷鍍的電流密度最高可達500A/dm2,通常為300-400A/dm2﹞和筆槽鍍大10-20倍的金屬離子濃度而仍能得到均勻,致密,結合良好的鍍層,鍍積速度也隨之可比槽鍍快5-10。
刷鍍具有設備簡單,鍍層種類多,應用範圍廣,結合強度高,沉積速度快,鍍後一般不需要機械加工,經濟效益高,環境污染低,省水省電等優點。對於大型、精密零件及野外或現場維修尤其具有重要實用價值。

 

B刷鍍的基本原理
刷鍍使用專門研製的系列刷鍍溶液,各種形式的刷筆和陽極,以及專用的直流電源,工件接電源的負極,鍍筆接電源的正極,靠包裹浸滿溶液的陽極在工件表面擦拭,溶液中的金屬離子在零件表面與陽極相接觸的各點上受發生放電結晶,以上的各點來說,是一個斷續結晶過程,刷鍍工件原理如圖1.所示。刷鍍層的沉積結晶原理與槽鍍層的結晶原理是相同的。 

其結晶過程分為兩個步驟進行:

1. 溶液中金屬離子在陰極上放電,變為中性質點﹝分子或原子﹞。

2. 原子在晶格中分配排列-結晶的生物和長大是同時進行的。


金屬離子在陰極表面放電變為中性質點後,並不直接進入晶格,而是沿著晶體表面進行著不規則的熱運動,在運動時,可能遇到許多相同的質點,這些質點就聚集形成晶核沉積在陰極表面上,當質點聚集小於一定的臨界的尺寸時,將是不穩定的,會自動分解恢復原來的狀態當質點聚集小於一定的臨界尺寸時,則晶核就繼續長大成為晶粒,隨著刷鍍過成的持續進行,新的晶核不斷的產生並長大成為晶粒,各晶粒本本互連接長成一片,便形成了鍍層,離子的放電,只能在陰極表面上發生,而不可能在離開陰極的地方發生,並且離子在陰極表面上各點的放電難易也不一樣,即在工件與陽極的整個接觸面上,晶體的成長並不是均勻的進行,而僅在整個面上迅速移動的活躍部分進行,這些被稱為成長面上的活躍部分就是晶體的頂角和稜角處,因為這些尖端處的電流密度和靜電引力都比晶體其他部份大得多,同時位於頂角和界面又成為新的活躍部分,金屬離子又在其上形成晶核,並不斷長大形成新的鍍層,隨著時間的增加,鍍層就不斷加厚,直到鍍程所需要的尺寸。

 

刷鍍技術的特點和用途
(一)刷鍍具有以下特點 

1. 設備簡單,不需鍍槽,便於攜帶,適用於野外及現場修復,尤其對於大型,精 密設備的現場不解體修復,更具有實用價值。

2. 工序簡單,操作靈活,不需鍍的部分不要用很多材料保護。

3. 操作過程中,陰極與陽極間有相對的運動,故允許使用較高的電流密度,一般為300-400A/dm2最高可達500-600A/dm2它比槽鍍使用的電流密度大幾倍到幾十倍。

4. 鍍液中金屬離子含量高,所以鍍積速度快﹝比槽鍍快5-50﹞。

5. 溶液種類多,應用範圍廣,目前已有多種用途的溶液,適用於各個行業不 同的需要。

6. 溶液性能穩定,使用不需化驗和整調,無毒,對環境汙染小,不燃,不爆,儲存,運輸方便。

7. 配有專用的除油和除鏽的電解溶液,表面預鍍處理效果好,鍍層結合力高。

8. 有不同型號的鍍筆,並配有形狀不同,大小不一的不溶性陽極,對各種不同幾何形狀及結構複雜零件皆可修復。

(二)刷鍍技術用途: 

1. 修補槽鍍產品的缺陷

2. 修復加工超差件及零件表面的磨損,恢復期尺寸精度

3. 修復工件表面壓傷 溝槽 凹坑 班蝕

4. 改善材料表面銲接性 導電性 導磁性

5. 修復古董 藝術收藏品

6. 完成槽鍍難於完成的作業 如:

  • 工件太大或鍍層特殊而無法槽鍍
  • 工件難於拆裝運輸費用高,對大型設備線廠修復
  • 只需局部電鍍或盲孔電鍍
  • 用於鈷 鈦或高合金鋼的表面改質 增加槽鍍層結合力

7. 相對於電焊 氬焊 噴焊,刷鍍過程不會產生溫度,零件不變形

 

應用範例:
機械重工業 能源發電產業 模具 壓鑄 鍛造工業
交通工業(航空 航海 鐵路 汽車) 國防工業(坦克 飛機 火箭)
印刷 印染業(滾輪 滾筒) 裝飾業(五金 證章 獎座 雕像)
●Discs Valves(圓盤閥)

●Gates(閥類)

●Shafts(傳動軸)

●Roller(滾輪 滾筒)

●Hub(輪軸)

●Cavity(鑄造內孔)

●Steam Vales(蒸氣閥

●Journal(軸頸)

●Gears(齒輪)

●Housing(外殼)

●Cylinder(汽缸)

● Casting Fianges(鑄造內外徑)