镀铬生产线（精选8篇）
镀铬生产线 篇1
1 基本工作
1.1 PLC的基本工作。
将预先编好的程序固化在EEPROM中, 微处理机对用户程序做周期性循环扫描, 从左至右、从上而下逐条扫描, 每完成一个扫描周期, 再从头周而复始重复。简单直观便捷, 保证了PLC的可靠运行。
1.2 PLC的扫描经过。
对用户程序循环扫描, 再对用户程序逐条解释, 并加以执行, 一般扫描经过分为:输入采样、程序执行和输出刷新三阶段。
2 镀铬生产线上的PLC主要作用
2.1 工艺路线
自动翻转上架→预处理→化学去油→热水洗→镀乳白铬→反刻→镀硬铬→回收→漂洗→下架→抛光→检验。
2.2 PLC的选型和用途
依据生产线系统的I/O点数要求, 并留有10%的备用量, 选择使用的是Janpan Panasonic生产的CPM2A 60点I/O可编程序控制器。
在工艺过程中, PLC发挥以下作用:行车的控制 (自动兼手动功能) ;过程监控, 如电流、电压、液位、温度、时间等主要工艺参数;输入/设定各工艺参数和管理工艺数据, 并打印数据报表;设备故障报警;在线控制镀液循环、镀槽温度、纯水注入和化学品添加、可控硅电源、阴极移动等;运行故障自行诊断。
2.3 镀铬生产线的主要配置和作用
2.3.1 组成部分。
生产线主要由以下系统构成:机架系统、槽体系统、管路系统、通风系统、整流电控系统、行车系统、温度控制系统、位控制系统、回收水喷淋系统、纯水控制系统、自动控制系统等。
2.3.2 槽体。
包括除油槽、热水槽、清洗槽、镀铬槽、中央控制槽、回收备用槽, 用于盛放各类溶液。
2.3.3 管路系统。
全线包括供水管、空气搅拌管、溶液循环管、冷却加热管、喷淋管、排污管, 用于空气、各类液体流动。
2.3.4 抽风系统。
生产线上的废气经铬雾回收器后进入喷淋净化塔再吸入风机, 最后排出, 减少有害气体对人体危害。
2.3.5 电源系统。
我公司使用的可控硅整流器, 具有过流、过压、缺相、超温、水压、水流量控制及高灵敏防漏水多重保护, 主要为镀槽提供稳定的直流电4 000A~15 000A。
2.3.6 运输行车。
生产线使用的龙门双挂行车, 直线性, 具有自动、手动两种模式, 行车轨道在镀槽上方。挂钩分1#和2#, 1#负责到镀槽位取出工件, 当工件提升至最高点, 接液盘自动移至工件下, 接住工件上的残余滴液, 减少污染;2#负责到镀槽位下进工件;1#取出工件后行至清洗+喷淋槽, 通过上、下两步运行将取出的工件进行3~4次喷淋后, 回到它的初始位置。
2.3.7 运输行车的控制。
行车的控制装置主要为三部分:1主令开关 (用于选择程序) , 2输入按钮 (起到输入指令让PLC执行程序, 如1#, 2#钩上、下, 行车进、退) , 3变频器 (控制行车电机转速, 频率分别设定为80Hz, 40Hz和13Hz, 行车上的传感器接收到各种信号后反馈给PLC, PLC向变频器发指令, 行车先慢速起动, 然后中速运行, 最后慢速运行至目标镀槽位置上, 有效避免工件因行车惯性而造成脱落) 。行车到位及1#、2#钩到位时, 行车上的接近开关接收到信息, 立刻反馈给PLC一个脉冲信号, 使之执行下一个程序。
3 自动生产线的运行
PLC对预先输入存储好的程序进行顺序扫描;当行车经过某个工步时, 通过该处的接近开关反馈信号, 经PLC转换后输出指令, 该指令控制PLC的输出端信号的通断。而行车电机的控制端与之相连, 因此, 行车能够按照PLC的扫描程序完成整条生产线镀前、镀中、镀后要求, 完成整个工艺流程后返回行车的初始位, 等待下一个指令。
4 故障原因
从公司多年维修实践中可知, 生产线电气元件选用进口 (PLC、触摸屏、变频器、各种开关) 及国内知名品牌 (合资企业) , 价格虽高, 但性能可靠、功能完备, 极少出错, 即便出错也多是外围线路上的一些故障。
4.1 行车能升不能降。
1) 行车钩底的光电开关感应面有干扰物 (水珠气雾或其他异物) ;2) 光电开关已损坏或线路有短路;3) 按钮有损坏或线路开路。
4.2 行车能进不能退或能退不能进。
1) 重新对行车定位, 运行到上下架处, 自动纠正;2) 检查进退接近开关或信号线路;3) 检查进退按钮或信号线。
4.3 行车不能进退或升降。
1) 检查行车电源是否打开;2) 检查变频器是否发生故障报警;3) 检查变频器一次侧电源空气开关是否打开;4) 检查变频器输出至行车电机的线路是否正常;5) 检查电机。
5 结论
当前, 随着PLC技术在镀铬自动生产线上的广泛应用, 它带给企业高生产效率的同时, 有效保证了产品质量的较小波动, 带来可观的经济效益。它的使用节省了空间, 也大大减少了大量小型电器配件 (各种继电器等) 的使用, 设备故障率低, 维修便利。缺点是对维修人员的电气技术水平提出更高要求, 但随着PLC技术的普及和相关技术人员的不断学习和实践, 应该可以很好掌握和应用。
参考文献
[1]汤自春.PLC原理及应用技术[M].高等教育出版社.2006.
[2]史大光.机械电子学[M].中国矿业大学出版社.1999.
[3]方承远.工厂电气控制技术[M].机械工业出版社.2000.
镀铬生产线 篇2
我们看到过许多Photoshop教程教大家如何创建铬文字效果。在本教程中，我们将更进一步学习如何创建一个彩色镀铬的文字效果。首先，我们需要一个粗的圆形字体。然后创建一个新文件，尺寸为500pxx500px。深灰色的背景就不错。不要选择黑色的因为我们稍后要调整这部分。用大约190pt大小的字体在新图层上写出BIG。如下图所示：
双击字体图层打开图层样式窗口。单击渐变叠加，创建渐变，设置如下图：
我们将需要以下6种颜色(从左到右)： 1.#bedeec 2.#bcb7d7 3.#f0c9d7 4.#f5c8b5 5.#f5f2ca 6.#dff3fe
现在我们就能得到下图的效果：
回到图层面板，点击光泽，使用如下设置：
现在我们得到的效果应该像这样：
现在我们将应用以下风格：内发光，外发光，内阴影和投影，
让我们看看它们的设置：
内发光：
外发光：
内阴影使用自定义设置的等高线，如下图：
投影：
这是设置完之后的效果：
看起来不错，但我们还可以改进它。实际上它还并不像铬。我们必须去应用下图的斜面和浮雕风格。让我们看看这些设置。自定义的等高线也可以在下图找到：
我们会得到这样的效果：
这样看效果就更好了。颜色深一些会更好不是吗?去图层>新建调整图层>曝光度，并输入以下设置：
精密小孔的镀铬工艺研究 篇3
镀铬在电镀工业中占有极其重要的地位,镀铬层不仅能用作装饰性镀层,而且还可用作功能性镀层,增加了零件的耐磨性,延长其寿命。但由于镀铬溶液的分散能力极差,在进行镀铬时,很难获得均匀的镀层。这种极差的分散能力,限制了镀铬在高精度精密小孔中的应用。只有采取适当的操作方法和一些辅助措施,才能使镀层均匀,提高产品的尺寸精度及形位精度。其中辅助阳极的设计优劣,对镀层均匀度的影响特别大。
精密内孔零件的尺寸镀铬,在夹具设计和装夹过程中应保证阳极与零件内孔同轴,同时使孔内溶液在电镀过程中进出循环畅通。
1零件的工艺特性
图1为一有小孔的零件,材料为铜HPb59-1,要求表面处理为镀硬铬5μm～10μm。零件所用材料的加工性能好,零件形状简单,Φ9孔为工作用关键孔,要求表面耐磨,且电镀后圆柱度为0.006mm、表面粗糙度为Ra0.1μm,Φ2、Φ5孔为安装孔,不作表面性能要求。
2零件加工过程中出现的工艺问题及检验数据分析
2.1 零件在生产中出现的工艺问题
零件的加工工序为:下料、铣、磨、数车、电镀、车(抛光)。加工了40件零件,其中只有5件尺寸公差及形位公差同时达到要求,其余35件的镀层厚度、圆柱度不能同时达到要求,零件合格率为12.5%。
2.2 Φ9孔检验数据分析
零件采用数车加工,圆柱度在2μm以内,粗糙度达到Ra0.05μm～Ra0.07μm,Φ9孔形状规整,各截面尺寸一致。但电镀后零件的Φ9孔形位精度有了很大的变化,圆柱度分别在1μm～12μm之间;内孔镀层厚度尺寸也不稳定,在1μm～11μm之间。图2为Φ9孔电镀后的形状。
从图2可以看出Φ9孔的镀层呈X形,孔两端镀层薄,中间镀层厚,这严重影响了Φ9孔的圆柱度精度,并且增加了电镀后抛光工序进行修整形位精度的难度,抛光修整时容易将孔两端抛漏。
图3为Φ9孔电镀后的5个截面图,其中的两个正圆为检测用的辅助圆。从图3可以看出每个截面的椭圆度都较大,并且从检验数据分析中发现各截面镀层厚度不均,这是造成Φ9孔截面的平均直径相差较大的原因。
3解决方案
为保证孔内镀层均匀,电镀时需要加入辅助阳极,辅助阳极中心和Φ9孔的中心重合,以确保镀层均匀。为保证辅助阳极中心和Φ9孔的中心重合设计了专用夹具,夹具所用材料在电镀液中不能发生反应,考虑到材料的可加工性及使用要求,选用聚四氟乙烯作为夹具生产的主材料,铅丝作为辅助阳极。
3.1 夹具的设计方案
图4为电镀夹具结构示意图。
设计的夹具中定位块以Φ5孔定位,保证定位块中间凸起与零件的Φ9孔同轴;校正块以Φ2孔定位,保证校正块中间凸起与零件Φ9孔同轴;辅助阳极从定位块和校正块中间凸起的孔中穿过,进而保证辅助阳极与Φ9孔同轴。定位块中镶嵌铜柱,通过导电片连接,起导电作用。
3.2 工艺试验结果
使用电镀夹具进行试验加工,共加工了8件,电镀后Φ9孔的检验数据见表1。
表1检验数据表明,采用夹具进行电镀加工后,Φ9孔的镀层厚度和圆柱度合格的有6件,合格率为75%,较以前合格率12.5%有较大幅度的提高。
4结束语
镀铬很难获得均匀的镀层,限制了镀铬在高精度精密小孔中的应用,辅助阳极的设计优劣,对镀层均匀度的影响较大。采取夹具保证辅助阳极在精密小孔中的同轴度,使镀层均匀,可大大提高电镀后孔的尺寸精度及形位精度。
参考文献
[1]任嘉卉.公差与配合手册[M].北京:机械工业出版社,2000.
[2]孟少农.机械加工工艺手册[M].北京:机械工业出版社,1991.
一种芯棒镀铬机组及特点 篇4
一、芯棒镀铬机组设计要点
表面处理车间主要包括抛光、镀铬及磷化等工序。芯棒表面镀铬是其中最重要的环节, 镀铬质量的好坏直接影响芯棒的使用寿命。赛瑞公司对国内几家芯棒维修厂进行调研, 发现芯棒镀铬设备主要存在以下几个主要问题:镀层厚度不均匀;镀铬设备密封效果不好, 镀槽进出口处存在镀液外漏现象;设备绝缘性不好等。因此机组研发重点如下:改善密封效果;控制镀液温度, 使镀层厚度均匀;改善绝缘和防酸效果。
1. 密封系统
现有镀铬设备中, 镀槽进出口处的密封多采用一道软的PVC密封圈, 密封效果不理想。改进设计中, 密封结构采用五组特制的软PVC密封片构成, 流过每组密封片的镀液逐渐减少, 镀液可通过密封装置上的圆孔流入电镀箱法兰盘, 再经法兰盘回流管流回镀槽, 解决了镀槽漏液问题。
2. 电镀时镀液温度控制
温度控制系统包括加热系统和冷却系统。在镀槽中装有温度传感器, 能够实时检测镀液温度, 并将检测信号输送给电控系统, 控制加热或冷却系统的工作, 使镀液温度保持在54℃左右。
3. 绝缘与耐酸
在镀铬机组中, 芯棒、镀液及阳极圈均带电, 与其接触的设备必须保证良好绝缘。设计将阳极圈支架安装在镀槽上并采用硬PVC实现镀槽钢结构的绝缘;在镀槽内部箱体表面粘接一层软PVC, 与带电液体接触时钢结构则不带电;温度控制管线从母槽接出的部分接有耐热耐酸胶管, 在镀槽与地面之间垫有硬PVC, 实现良好绝缘。
在母槽和镀槽内均衬有耐酸的PVC板, 镀槽支架外也包裹一层PVC板, 防止钛板被铬酸腐蚀。所有和铬酸接触的管路均使用钛材管或PVC管, 实现设备整体防酸。
二、机组设备构成及特点
该机组由许多单台设备构成 (图1) 。前、后辊道都由蜗轮蜗杆减速电机串联5个换向器, 同时带动5个包胶的辊子转动。整套机组有6台单辊道, 与前、后辊道一样具有运送芯棒和调整芯棒中心标高的作用, 它的辊子外部包着硅橡胶, 能够承受320℃的高温, 且不会熔化粘在芯棒表面上。
机组有两套阴极夹钳 (图2) , 布置在镀铬设备的两侧, 用于传导电镀电流。修整装置用于修整芯棒表面, 去除芯棒表面氧化斑及空气中落到芯棒表面的粉尘, 装置的底座上有两条轨道, 装有4个车轮的支架能在轨道上行走, 芯棒从支架中间的大孔中穿过。镀铬设备主要包括母槽、母槽上罩、集气罩、镀槽、镀槽支架、阳极装置、密封装置、冲洗装置等。
镀铬设备左右两侧各有1套芯棒冲洗装置, 结构基本相同, 都是由1台耐酸泵、1个冲洗槽和1套水路管线组成。但作用完全不同, 左侧 (芯棒入口处) 的用于冲掉芯棒表面的粉尘及前一道工序修磨下来的氧化物, 冲洗液通过修整装置的导流槽流回冲洗槽;右侧 (芯棒出口处) 的用于冲掉芯棒表面附着的镀液, 水通过母槽上罩上的漏斗流回冲洗槽。
回收槽用来收集冲洗装置、供水箱及冲洗密封装置产生的废水, 槽上装有1台耐酸泵和1个液位开关, 槽里的酸液通过耐酸泵打回母槽中, 用于镀铬, 液位开关用来防止酸液过多溢出回收槽。
该机组加工范围广, 能够实现Φ108.4~Φ438.8mm的芯棒镀铬。所有管路均为闭式循环系统, 实现废水零排放。废水和废气的循环使用, 不但解决了环境污染问题, 而且节约了成本。
铬酸循环装置由3个装在镀铬装置外的立式浸没泵组成。在镀铬过程中, 铬酸经泵供给到镀槽, 再经排放管回到母槽。镀槽和母槽中分别设有浮动的液位计, 用来检查两个槽中的铬酸液面。当需要补充铬酸时, 回收槽中的铬酸经泵补充到母槽中。镀槽的给水管接在镀槽底部, 防止铬酸进入镀槽时产生气泡附着在芯棒上, 影响镀铬质量。
芯棒进入镀槽前, 其温度低于最佳镀铬温度54℃, 对镀铬质量有一定影响。此镀铬装置在镀槽进口处设置一段预热管, 且正常工作时镀液液位高于预热管。镀液从预热管流出, 经管线流向芯棒, 使芯棒温度升至镀液温度, 实现芯棒预热。流下来的镀液通过密封装置回到母槽中, 实现再利用。此结构能有效避免芯棒温度过低而造成电镀质量差的缺点。冬季效果尤其明显。
将回收槽放在低于供水箱和冲洗装置水槽的地面上, 利用水位差将水通过管路输送到回收槽中, 减少动力源。
镀铬板性能影响因素的研究 篇5
关键词：电镀铬,耐蚀性,表面形貌
0 引言
近年来,随着计算机、手机、家电等产业的发展以及制罐行业市场的不断扩大,使得镀铬板带工业获得了迅猛发展,目前全世界镀铬板年产量已经达到8×106 t以上。与此同时,为了降低生产成本与提高成品质量,用户对镀铬板产品的厚度、强度、硬度、表面质量、机械性能等方面的要求越来越高。国外镀铬工艺在工业上的应用有近90年的历史,已经形成了一套较为完善的工艺,但出于技术垄断的需要,关键工艺尚未公开。国内由于历史的原因,使得镀铬工艺的开发较晚,尚处于起步阶段,其生产工艺条件对镀铬板性能的研究仍然是钢铁企业攻关的重点。为此,本文在大量的现场调研与理论研究的基础上,结合镀铬生产线的工艺特点,通过相关实验方法对镀铬板的性能进行了详细研究,为现场镀铬工艺的优化奠定了坚实的理论基础。
1 实验方法简介
实验样品采用宝钢1220电镀铬机组二次冷轧电镀铬钢板,厚度为0.25 mm,表面电镀双层铬,即内层电镀纯铬,表面层电镀氧化铬。电镀的工艺流程为除油、水洗、酸洗活化、电镀铬、水洗、电镀氧化铬、水洗、烘干。
极化曲线测量采用上海辰华公司的CHI660A电化学工作站,测试条件为:将镀铬钢板制成1 cm2的试样,作为研究电极,以大面积Pt片为辅助电极,饱和甘汞电极为参比电极,电解液为3.5% (体积分数)的NaCl水溶液,电位扫描速率为0.01 V·s-1。
镀层的表面形貌用KYKY-2008B扫描电子显微镜观察,X-射线衍射分析在日本理学D/Max-rB型X射线衍射仪上进行。镀层的厚度用镀层表面单位面积的重量(mg·m-2)来表示。
2 镀铬板性能影响因素的分析
2.1 电流密度对钢板镀铬量的影响
图1给出了电流密度对镀层厚度的影响情况(钢带速度为250 m·min-1)。
通过图1可以看出,在其他条件不变的情况下,随着电流密度的提高,镀铬层的厚度增加。对于电镀铬工艺,电流效率随着电流密度增加而增加,电流密度越大,电流效率越大。因而,在相同条件下,随着电流密度的增加镀层厚度也增加,但在钢带的边缘部分,由于表面积小,电流密度相对较大,电流效率也较高,所以,该处的镀层厚度高于钢带的中间部分,镀覆后边缘部分要进行剪切处理。
实际上,电流密度不仅影响钢板的镀铬量还影响镀铬钢带的外观质量。当电流密度低于2 000 A· m-2时,镀铬层呈现不同程度的蓝紫色。在电镀过程中,电流密度提高,电流效率也提高,因此在高电流密度下电镀时,为了保证镀层外观质量,相应的镀液温度也应该提高。电流密度太低镀铬板易变色,特别是边缘更加明显。电流密度愈高,电流效率愈高,阴极电流密度高时,阴极极化作用增大,能使镀铬层结晶晶粒变细,孔隙率也变小。电流密度的改变要和温度匹配,温度低而电流密度高,则镀层灰暗,硬度高,脆性大,结晶粗大,对于镀铬钢带来说容易在钢带边缘出现黄色,此时,应该相应地升高镀液温度。
2.2 电镀温度对镀铬板质量的影响
温度是影响电镀铬性能的重要因素,在其他条件不变的情况下,升高电解液的温度增大了铬离子由于热运动而产生的扩散速度,会降低阴极极化作用,并使铬层结晶变粗,铬层疏松多孔。升高温度加快了铬离子在钢带表面沉积的电化学反应,电化学极化也降低。但是,升高温度可以提高电解液的电导率,因而可以使用较高的电流密度,用较高的电流密度来适应铬离子的较高沉积速度,这样就弥补了升温造成的阴极极化降低的作用;同时,提高了电流密度,也提高了生产效率。升高温度也是有限度的,若镀液温度超过35 ℃,就显著地降低了阴极极化作用,会导致铬离子在镀铬的导电辊上发生电沉积,从而损坏导电辊,损害镀铬板的表面质量。同样,温度也影响氧化铬的附着量,镀氧化铬段溶液温度上升,氧化铬沉积量较多;镀氧化铬段溶液温度下降,氧化铬沉积量较少。
2.3 钢带速度对镀铬板的影响
2.3.1 钢带速度对镀铬量的影响
图2为钢带速度对镀铬量的影响情况。
通过图2可以看出,随着钢带速度增加,钢带表面的镀铬量有增加的趋势,这与实验室条件下得到的结果不完全一致。一般情况下,速度越快,钢带在镀液中的停留时间越短,表面得到的镀铬量应该越少,而生产过程中的结果却与实验室的结果不完全一致。这是由于镀铬机组在生产过程中采取的是设定电流效率的运行方式,提高钢带速度的同时,为了保证钢带表面的镀铬量,设定的电流效率相应也提高,这样镀铬钢带表面的液相传质过程加快,沉积量增加;另一方面,镀铬层在镀铬液中还有一个溶解过程,钢带在镀液中停留的时间越长,镀液对铬的溶解量越多。沉积和溶解是两个相反的过程,在提高速度的过程中,由于电流效率增加引起的镀铬量增加速度大于镀液对于镀铬层的溶解速度,因而,在生产线上的电镀过程中,随着钢带速度的增加,镀铬量有增加的趋势。
2.3.2 钢带速度对镀铬板表面形貌和结构的影响
图3为不同钢带速度条件下镀铬板的表面形貌,图4为未电镀铬基体钢带的表面形貌。通过图3、图4可以看出,钢带电镀铬后的表面形貌和基体钢板的表面形貌相似,镀铬层本身的形貌并没有完全反映出来,这是因为镀铬层的厚度很薄,只有0.02 μm～0.03 μm(70 mg/m2镀层厚度大约是0.01 μm),这样薄的镀层不足以遮盖住基体钢板的表面缺陷。但是,可以看出镀层在钢带表面分布还是均匀的,没有漏镀现象发生。
对比基板和镀铬板的表面形貌还可以看出,镀铬板的形貌与基板的形貌相似,不同之处在于,基板表面的缺陷要比镀铬板的缺陷更多一些,有很多凹坑、凸起、犁沟等,而镀铬板的这些缺陷相对少一些。主要是在电镀铬之前的电化学脱脂和电化学酸洗对基板有化学和电化学溶解作用,在这个过程中,由于突出部分活性较大,优先溶解,将基板表面的突出部位溶解掉一部分,也就是在脱脂和去掉氧化膜活化基板的同时起到了整平作用。但是,这种整平作用是有限的,要使基板表面处于平整状态,必须是轧出的钢板表面缺陷要少,如果基板本身的缺陷太大,在电化学脱脂和电化学酸洗过程中的这种整平作用也不足以使基板表面平整。不平整的表面镀出来的铬层也是不平整的,镀层在钢板表面厚度分布也不均匀,特别是由于电镀铬过程的特点是电流密度高电流效率也高,使得电镀铬溶液的分散能力和覆盖能力很差。这样,钢板表面突出的地方得到的镀层就厚,而凹陷(凹坑)处镀层就薄,甚至没有镀层。缺陷多的镀铬板耐蚀性能降低,在贮存、运输过程中容易出现锈斑。
2.3.3 钢带速度对镀铬板铁溶出量的影响
不同速度下镀铬钢带的铁溶出量实验结果见表1。钢带速度大于150 m·min-1时,随着速度的增加,铁溶出量有减少的趋势,这与速度对镀铬附着量的影响结果基本是一致的,速度增加铬的附着量增加,铁的溶出量自然就要减少。铁的溶出量是衡量镀铬钢带耐蚀性能的一项重要指标,铁溶出量越大,说明镀层的孔隙、缺陷越多,在腐蚀介质中,基体的铁溶出量就越多,耐蚀性就差。通过分析,宝钢1220电镀铬机组得到的镀铬钢带的铁溶出量小于200 mg/m2,符合日本对于镀铬钢带铁溶出量不超过200 mg/m2的标准。
3 结论
(1)电镀铬机组的镀铬钢带表面镀铬量随着电流密度的增加而增加,随着钢带速度的增加而有升高的趋势。
(2)钢带表面经过电镀铬后,表面完整,无缺陷,XRD分析结果表明,镀铬层表面主要为金属铬。
(3)钢带经过电镀铬后,耐蚀性能增加,自腐蚀电流密度明显降低。
参考文献
[1]乔军.无锡钢在我国的应用及发展[J].中国冶金,2003,49(6):12-14.
[2]张宏.镀铬薄钢板(TFS)新产品的开发和应用[J].南方金属,2002,127:13-18.
[3]Seshadri S.Comparative study of the corrosion of tin-freesteel and sodium bisulfite[J].Journal of theElectrochemical Society,2005,142(3):744-748.
[4]佚名.镀锡薄钢板和无锡薄钢板[M].周其良,译.北京:冶金工业出版社,1982.
工业镀铬过程的模糊自适应控制 篇6
由于在镀铬过程中, 铬的沉积机理甚为复杂, 所以整个电镀过程对电流、电压、镀液温度、镀液成分及浓度、电镀时间等要求都相当严格[2]。而国内现在镀铬过程大多通过一些模拟仪表、数字仪表对控制参数进行显示, 而后由操作人员根据经验调节各种变量以促使镀铬参数与工艺参数进行拟合。而由于操作人员经验不同以及现场情况复杂多变, 从而致使产品质量性能不稳定及成品率较为低下。 (1)
1 镀铬过程分析
工业镀铬过程中相互联系的参数较多, 其联系网状图如图1所示。
由以上参数网状图可以看出, 镀铬过程各参数相互影响。镀铬工件成品对外观、硬度、耐磨性、镀层厚度均有要求。而镀层的外观、硬度、耐磨性又有相互依存的关系。对于镀硬铬来说, 硬度为HV 700-800时耐磨性能最好, 所以成品镀层只要测试镀层硬度便可知耐磨性能是否达标。而硬度与外观均可通过调节镀液温度与电流密度来获得改善。镀层厚度与电流效率和电镀时间有关, 电镀时间与镀件尺寸有关, 可根据其进行选择, 而电流效率又与镀液温度和电流密度密切相关。电压与镀液温度和镀液成分有关, 当镀液温度稳定时, 电压可作为镀液成分是否合理的依据。
由以上分析可以看出, 镀液温度和电流密度是两个关键的参数, 对其调节关系到镀层外观、镀层硬度、耐磨程度及电流效率等参数。根据镀层硬度及外观要求可以大致确定镀液温度及电流密度的范围, 而电流密度和镀液温度的波动会直接影响到电流效率这个关键的因素。电流效率是铬金属沉积的数量与所耗电流的比值, 其大小又直接影响到电能的利用率。并且在电镀过程中如果电流效率变动过大, 会使得镀层不均匀, 从而使镀层的应力增大, 产生工件变形、镀层脱落以及结合力不强等诸多不良后果, 所以电流效率也应该严格控制。在目前的工业镀铬过程中大多是通过对镀液温度和电流密度进行控制的, 且多采用人工对两个变量分别进行控制。而对变量调节的机理便是依靠此二者的协调来控制电流效率达到要求的高值。而由于进行查表※调节※控制之后, 工业现场的状况已经改变, 因此实际的电流效率根本无法达到稳定, 而若根据实际温度与所要求电流效率根据查表来协调控制电流密度则完全可以解决如上的问题。为此, 考虑用模糊自适应机构来进行多变量协调控制。
2 模糊自适应控制器的设计
2.1 控制方案
在镀槽中温度的控制分成两部分:第1部分为电镀之前镀液的加热, 此时用电热管进行加热即可, 操作简单;第2部分为电镀过程中镀液的温度控制, 这部分控制是温控的重点, 因为在电镀反应过程中会产生大量的热, 所以需要用水来进行冷却, 即通过控制阀门的大小及开关状态来控制冷却水的流量从而控制镀液温度。在槽中为了使各处温度相同还要配有搅拌系统, 为了使所测温度反映实际情况还要在槽中、槽面和槽底配有3个测温传感器。由于冷却水的流量控制无法使温度立即达到要求, 因此温度控制为纯滞后环节, 温度波动在所难免[3]。而电流密度的控制较容易做到快速准确, 故用电流密度的快速反应来协调补偿温度的滞后迟缓。
图2为模糊自适应的控制方案, 从控制方案中可以看出, 总的控制结构大体可分为两部分:温度模糊控制部分和电流密度模糊自适应控制部分。输入变量为x1 (理想温度值) , 输出变量为y1 (实际温度值) 和y2 (实际电流密度值) 。而理想的电流密度值x2由系统根据x1查表得到。
2.2 温度模糊控制部分设计
2.2.1 模糊化
设此处E1、·E1和U1的论域定义为 (-7, 7) 之间, 它们的语言变量均定义为7级:PB (正大) 、PM (正中) 、PS (正小) 、ZO (零) 、NS (负小) 、NM (负中) 、NB (负大) 。其赋值表见表1。
注:E·1和U·1的模糊变量赋值表和E1的相同
2.2.2 建立模糊控制规则
由于此控制部分有3个变量定义了模糊子集:E1、·E1、U1{NB, NM, NS, ZO, PS, PM, PB}, 将其量化为{-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3}, 则可将控制表制定为带修正因子的控制规则[4,5]。算式如下:
当x=0, ±1, ±2, ±3时, α分别取0.45, 0.55, 0.65, 0.75。目的是当偏差E1的绝对值较大时, 增大α以改善系统的动态特性, 当E1的绝对值较小时, 增大E·1的权重, 抑制系统超调, 使系统尽快达到稳定。其控制规则见表2。
2.2.3 模糊推理及精确化
表2所列的内容可由若干条IFE1i (k) AND·E1i (k) THEN U1i (k) 的模糊条件语句来表示, 根据这些语句可推出模糊关系R, R=∪ (E1i (k) ×·E1i (k) ×U1i (k) ) , 然后按合成推理算法求得控制器输出的模糊集:U1= (E1×·E1) R, 最后将U1精确化即可用于阀门的调节。也可离线编制控制表, 直接由E1、·E1的值查表得到U1的值。
2.3 电流密度模糊自适应控制部分设计
2.3.1 参数调整机构的设计
传统的镀铬过程, 依靠工艺参数对温度和电流密度分别进行调节, 实际上是人为地削弱了两参数之间的依赖关系[6]。若能找到这两个参数及电流效率间的关系, 然后由实际的温度测量值来控制电流密度的理想值, 则可使控制得到令人满意的效果。因为即使在实际温度未及时跟踪理想温度的条件下, 对电流密度进行了快速调整, 而保证电流效率保持在正常的设定值, 从而使镀层致密均匀。而传统的镀铬过程是无法使电流效率保持在设定值附近的。传统的镀铬工艺认为, 电流效率与电流密度的关系为:
式中:ηk———阴极电流效率;Dk———电流密度;a, b———与镀液成分和温度相关的变量。当镀液成分确定后, a, b便只与温度相关了。由此可知当温度确定时, 电流效率和电流密度存在对数关系。大部分生产厂家通过多年的生产经验已将不同温度下的电流密度和电流效率的关系绘制成表, 从而指导电镀工人寻求最优的电流效率来进行生产。而此过程对大多数电镀工人来说无疑是一个工作量大而效果不佳的过程。因此将此表存入电脑中, 由参数自调整机构通过查表自动调整x2的值。
参数调整机构除了解决如上问题外还负责对K1、K2、K3的调整。因为由电流密度和电流效率的关系式可以看出, 当温度改变时, a的值随之改变, 而a值的大小直接影响到密度-效率曲线的陡峭程度。当曲线变陡时会引起E2、E·2过大, 而曲线舒缓时E2、E·2过小。如果选用不变的K1、K2值, 则在满足陡峭情况下, 舒缓时控制作用便会削弱;满足舒缓的情况下陡峭时模糊值便会超出模糊论域。K3的选择依靠K1、K2的作用进行, 确定其主要作用是减小超调还是加快响应时间而进行改变。而K1、K2、K3均可依靠温度绘制成表, 当温度确定时, 据表选择其值。
2.3.2 电流密度模糊控制部分设计
除以上两点之外, 电流密度模糊控制部分与温度模糊控制部分设计思路一样, 也由模糊化、建立控制规则、推理及精确化3部分组成。在此不再赘述。
3 结束语
针对传统镀铬工艺中参数独立调节的缺点, 笔者提出了多变量相互协调的观点, 使事物恢复其本来面目, 从而降低了工人劳动强度、减少了人为失误的可能, 使得工艺过程稳定可靠, 最终保证了产品质量稳定与成品率的提高。
参考文献
[1]冯辉, 张勇, 张林森.电镀理论与工艺[M].北京:化学工业出版社, 2008.
[2]王计波, 冯栓良.活塞环镀铬过程的计算机监控初探[J].内燃机配件, 2002, (4) :18-20.
[3]俞金寿.复杂工业过程中的先进控制系统[J].炼油自动化, 1994, (2) :46-52.
[4]谢仕宏, 姜丽波, 刘国栋.模糊自适应PID控制算法在纸机烘缸蒸汽系统中的应用[J].化工自动化及仪表, 2007, 34 (1) :33-36.
[5]白珍龙, 耿继宏.分数阶模型参考自适应控制在重碱烧煅中的应用[J].化工自动化及仪表, 2007, 34 (1) :33-36.
支持国Ⅴ排放要求的钢质镀铬缸套 篇7
柴油机排放的废气中包含有气态、液态及固态的污染物。气 态污染物 中含有CO2、CO、H2、NOx、SO2、HC、氧化物,有机氮化物及含硫混合物等; 液态污染物中含有H2SO4、HC、氧化物等; 固态污染物有碳、金属、无机氧化物、硫酸盐,以及多环芳烃 ( PAH) 和醛等碳氢化合物。上述污染物中,最主要的是CO、HC、NOx以及固体微粒 ( PM) 。
CO是柴油不完全燃烧产生的无色无味气体; HC也是柴油不完全燃烧和气缸壁淬冷的产物; NOx是NO2与NO的总称,它们都是在燃烧时空气过量、温度过高而生成的氮气燃烧产物,NO在空气中即被氧化成NO2,NO2呈红褐色并有强烈气味; PM是所排气体中可见污染物,它是由柴油燃烧中裂解的碳 ( 干烟灰) 、未燃碳氢化合物、机油与柴油在燃烧时生成的硫酸盐等组成的微粒,也就是我们常见的由排气管冒出的黑烟。
相对汽油机而言,柴油机的CO和HC排放量较少,主要排放的污染物是NOx和PM。
为了保护环境,世界各国相继出台了控制机动车尾气排放的法规。对于新标准,无论是欧洲还是美国,都主要针对NOx和PM排放采取了更为严格的限制。在我国,随着国Ⅳ法规的实施,国Ⅴ也渐行渐近,对企业而言,在省油时代,选择合适的技术路线已迫在眉睫。
1柴油机国 Ⅴ 排放标准限值及耐久 性要求
1. 1 车用压燃式发动机排气污染物限值
表1: 摘自GB 17691 - 2005车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法 ( 中国III、IV、V阶段)( 1) 对每缸排量低于0. 75dm3及额定功率转速超过3000r/ min的发动机
表2: 摘自GB 17691 - 2005车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法 ( 中国III、IV、V阶段)
表1和表2可以看出: 国V与国IV相比,主要是氮氧化物的差别。减少氮氧化物的途径是提高爆压,改变柴油混合气燃烧的热力学过程,减少氮氧化物的生成。例如,某发动机厂正在研发爆压22MPa的柴油机。爆压的提高,导致缸套的以下几个方面发生了变化:
1) 缸套的磨损加剧,拉缸倾向增大: 缸套与活塞环的接触压力增加; 缸壁热流增大,表面温度提高,润滑能力下降。
2) 缸套机械负荷增大: 在最大爆发压力时燃烧室承受的膨胀压力比以往明显增大,缸套径向膨胀量增大,以及径向膨胀约束不均匀带来的圆度下降等,导致活塞环搭扣间隙增大以及活塞环与缸套的密封间隙增大,引起漏气量增大,不但直接增加了排放,而且易破坏缸壁油膜,引起严重磨损甚至拉缸。针对国V柴油机增大了爆发压力带来的以上问题,钢质镀铬缸套超强的耐磨性和抗拉缸性能完全能够满足爆压增加对缸套的要求。
1. 2 汽车或发动机排放控制系统耐久性技术要求
表3: 摘自HJ 438 - 2008发动机与汽车排放控制系统耐久性技术要求
2柴油发动机实现国Ⅴ排放标准的有效途径
图 1 柴油发动机达到国 V 排放标准的有效途径
图1给出了发动机达到国Ⅴ排放标准的有效途径。综合来看,主要从三个方面实施改进: 一是提升燃油品质,包括降低柴油中的硫含量、胶质含量,控制多环芳烃含量、十六烷值,提高润滑性能、添加剂的使用等; 二是柴油机机内净化,包括电控高压燃油喷射技术、增压中冷技术、废气再循环 ( EGR) 技术、多气门技术、可变涡流进气道技术、可变压缩比技术、均质混合压燃技术 ( HCCI) 以及优化燃烧室结构和参数的相关技术等; 三是柴油机机外净化,在几近苛刻的国Ⅴ排放法规面前,仅依靠以上的技术还是不够的,必须综合使用排气后处理技术来控制排放。国际上,绝大部分发动机都加上SCR或EGR + DOC + DPF等后处理系统来实现。
面对汽车排放标准的加严,气缸套作为汽车发动机中影响性能的重要零件,也应随着科学技术的进步,不断更新改进适应时代的要求。
气缸套安装在机体内,与活塞顶部、气缸盖一起组成内燃机液体燃料的燃烧空间,该空间是燃料的化学能转化为热能的场所。气缸套内外壁之间的温差产生热应力; 顶部被气缸盖和气缸垫通过机体连接螺栓的预紧力紧压,下部承受着活塞摆动及活塞的摩擦力。气缸套除对活塞起引导作用之外还与活塞环及活塞配合起着至关重要的对燃烧室的密封作用,缸套的变形对发动机的机油耗、排放等方面都有重要的影响,缸套变形量过大严重影响着发动机的动力性及经济性。
为改善发动机的动力性及经济性,需要降低缸套的变形。通过对内燃机缸套工况的分析,内燃机缸套变形与很多因素相关。总的来说,引起内燃机缸套变形的原因主要包括下面的四点:
2. 1生产制造因素
本公司通过各种先进的技术工艺保证镀铬缸套生产和加工时的形状、位置和尺寸精度。这样就能够保证缸套 - 活塞环间的优良润滑和摩擦性能,同时对于发动机缸套 - 活塞环摩擦副组成密封系统的密封性能得到最大程度的提高。
2. 2装配精度因素
新型镀铬缸套的壁厚进一步减薄,新型镀铬缸套的壁厚可以达到0. 8mm,甚至更薄。缸套减薄后,缸套与机体的贴合性更好。对于降低装配原因导致的安装精度问题是非常有利的,可以降低由于装配对于发动机缸套的圆度造成的影响。
2. 3 热负荷作用因素
在发动机的运转过程中,发动机的缸套内壁与活塞、气缸盖等零件组成燃烧室,而缸套外壁与温度较低的冷却液接触,是一个重要的热传递载体, 缸套 - 活塞环摩擦副也是发动机中最为重要的摩擦副。发动机缸套与燃烧室直接接触导致缸套承受剧烈变化热负荷循环作用,这部分热量需要通过缸套外侧的冷却水带走; 另外发动机的缸套与活塞环之间由于高速相对运动也会产生极大的热量,这部分热量也需要缸套外侧的冷却水及活塞上的润滑油带走。因此发动机的缸套是整个换热冷却系统散热的中间环节。
2. 4 机械负荷作用因素
发动机处于工作状态时,燃烧室内的高温、高压燃气直接作用在燃烧室壁面上,内燃机缸套的内壁上部受到高温、高压燃气的冲击作用。相对铸铁缸套,新型钢质镀铬缸套的材料性质以及其与机体间的良好贴合性会减小高压燃气冲击产生的相应变形量。
综上所述,发动机缸套的实际变形是由生产一致性、装配因素、运行因素综合作用的结果,并且是受到热 - 机耦合作用的应力应变场,因此其变形需要综合考虑机械变形与热变形的多场耦合。
相比铸铁缸套,钢质镀铬缸套在生产一致性、装配影响等方面都有明显的优势,结合发动机机内优化及机外后处理措施的优化匹配,在节能减排方面具有更大的潜力。
3钢质薄壁镀铬缸套支持国 Ⅴ 排放 标准创新技术
就钢质薄壁镀铬缸套本身而言,主要影响发动机排放指标中的燃油耗和机油耗的高低。气缸 - 活塞组的改进首先应当降低缸套在自由状态及装入机体后的失圆度,改善缸套内孔表面的微观结构,增强缸套的配磨性、耐磨性与储油性,提高燃烧室空间的密封性,降低燃油消耗,降低机油的耗量,并同时提高缸套、活塞、活塞环摩擦副的耐久性。
针对上述可能发生的问题,烟台万斯特有限公司通过多年坚持不懈的技术创新,利用完全自主知识产权的钢质薄壁缸套加工技术,较原Cromard缸套有了大幅度的提高,使缸套质量全面提升至能够满足发动机排放国Ⅳ、国Ⅴ标准对缸套提出的要求。其中主要的创新点包括以下几点:
3. 1 缸套内孔镀铬层表面网纹结构的创新
对铬层表面进行特殊的处理方式,使缸套内孔表面除了原有的储油、润滑性能外,使缸套内孔表面的微观结构更均匀。其中,Rz值由3 ~ 6. 3um调整为2 ~ 5um; Rvk由1. 0 ~ 2. 0 um调整为0. 5 ~ 1. 5um。
采用该网纹参数可减少润滑油在气缸中的燃烧,降低碳化颗粒的形成,如果油膜厚度过大,其气缸壁上的油膜温度会有大幅度的上升,油膜就会蒸发燃烧,增加润滑油的消耗,增加有害气体中碳粒的排放。
欧洲国家对于欧Ⅲ、欧Ⅳ标准执行较早,对于欧Ⅲ、欧Ⅳ甚至欧Ⅴ发动机缸套的内孔珩磨网纹表面轮廓参数Rpk、Rk、Rvk以及Mr1、Mr2、Rz的允许取值范围都作出了明确的规定。英国莱斯塔尔 ( Laystall) 工程有限公司Cromard专利技术的缸套珩磨网纹表面轮廓呈无序尖角形,不利于缸套的初期磨合和发挥缸套最佳的使用性能。烟台万斯特公司在Cromard专利技术的基础上,通过理论分析, 调整微研磨工艺参数,在缸套内孔镀铬层表面的处理上,创造性地引入了铸铁缸套普遍采用的Rk族 ( Rpk、Rk、Rvk、Mr1、Mr2) 的相关标准,其微观结构与普通的平台珩磨网纹结构不同,使缸套内孔网纹表面轮廓呈有序平台状 ( 见图2) ,缩短了发动机使用过程中缸套的磨合期,改善了发动机的排放性能,具有更加优良的储油性和更好的配磨性和耐磨性,能够有效地支持欧Ⅴ排放标准的要求。
Rk族参数集主要是将轮廓支承度率的增长描述成粗糙度轮廓深度的函数,结合气缸套的平台网纹本身的特点及气缸套的工作状况,确立了基于轮廓支承度率曲线的参数指标。
图 2 优质的轮廓曲线
轮廓支承长度率曲线tp ( c) ,又称Abbott Firestone曲线,是描述轮廓形状的主要指标 ( 见图3) 。tp ( c) 能直观地反映零件表面的耐磨性,对提高承载能力也具有重要的意义。在动配合中,tp值大的表面,使配合面之间的接触面积增大,减少了磨擦损耗,延长零件的寿命。从tp ( c) 曲线的特征可以看出,它对气缸套内孔表面耐磨性能、润滑性能,使用寿命等都有非常重要的意义。
图 3 轮廓支承长度率曲线 tp ( c)
在坐标系中,轮廓支承长度率为40% 的切线 ( 轮廓支承长度率Mr用百分比表示) ,将沿着阿伯特—范斯通曲线移动,直到找到最小斜率的切点为止,然后,把切线向两端沿长。这一条切线把阿伯特—范斯通曲线分为三个区域,即波峰区域、中心区域和波谷区域。
根据上述步骤,可以确定综合参数的数值。在波峰区有; Rpk、A1; 中心区域Mr1、Rk、Mr2; 波谷区域有Rvk、A2。
新型镀铬缸套的壁厚减薄后,缸套与机体的贴合性更好,与铸铁缸套比较,由于铸铁缸套的耐磨性较差,随着缸套内孔表面的磨损,原有的网纹结构也逐渐失去应有的功能,配缸间隙不断增大,工况逐渐恶化,燃油耗和机油耗相应增加; 而镀铬缸套的镀铬层具有极高的耐磨性,网纹结构的有效工作时间长,有利于缸套 - 活塞环摩擦副的润滑性能,缸套和活塞环间摩擦产生的热量能迅速散失, 维持良好的润滑性能,避免拉缸现象。使发动机实现达标排放的持续时间更久远,更可靠。
3. 2 海绵体储油结构镀层创新
为了防止缸套与活塞环摩擦副在工作过程中出现干磨现象,有必要进一步提高镀铬层的储油性能。经反复试验,通过在电镀过程中,使金属铬晶粒与晶粒间产生类似于海绵体的孔洞,从而形成更为理想的储油结构镀层。这种海绵体储油结构镀层及控制软件技术属国内外首创,具有国际领先水平 ( 见图4) 。
图 4 海绵状镀铬层表面
镀层的储油结构对于发动机的使用性能有重要作用。在发动机工作过程中,润滑油会不断从海绵体状结构镀层中流动和渗出,从而有效促进缸套与活塞环摩擦副间润滑油膜的形成,避免了缸套在工作过程中的干磨现象,从而提高了缸套的耐磨性和配磨性。
3. 3 镀铬层耐磨表层质地与功能创新
Cromard缸套之所以有极高的耐磨性,除了因为镀铬层本身具有高的耐磨性外,还因为这种缸套在铬层表层有一层镶嵌耐磨质点的耐磨层。研究发现: 增加缸套内孔镀铬表层耐磨质点含量能够有效延长缸套的使用寿命。烟台万斯特有限公司通过理论创新,采用全新的镀铬耐磨层加工工艺,使缸套镀铬表层耐磨质点含量明显增加,并且随着缸套镀铬层的磨合过程,耐磨质点会不断的在海绵状结构的镀层表面聚集,使镀层表面的耐磨性不断加强, 这种铬镀层耐磨层加工工艺属国内外首创,具有国际领先水平,正常使用能保60万公里以上。
除了应用上述的创新技术外,为了满足发动机欧Ⅴ排放标准的要求,对缸套的关键形位公差加严了要求:
3. 3. 1 新型镀铬缸套的壁厚进一步减薄
新型镀铬缸套的壁厚可以达到0. 8mm,甚至更薄。缸套减薄后,缸套与机体的贴合性更好。
3. 3. 2 减小缸套的壁厚差:
缸套的壁厚差由原来的不大于0. 025mm减小到0. 020mm以下;
3. 3. 3 大幅度地减小内孔圆柱度:
内孔圆柱 度由原来 的0. 0075mm减小为0. 005mm以下。
4 试验验证
4. 1镀铬缸套具有高的耐磨性和良好的配磨性。( 镀铬缸套和铸铁缸套与活塞环的摩擦、磨损量对比见图5)
图 5 镀铬和铸铁缸套与 PVD 活塞环线磨损量对比 ( 载荷 100MPa,温度 150℃,转速 200r/min)
4. 2 镀铬缸套热负荷下变形量小
柴油机微粒 ( PM) 排放量的50% 是机油窜入燃烧室燃烧后产生的可溶有机物。因此在热负荷下控制缸套与活塞摩擦副变形与失圆,对降低机油耗, 改善摩擦性能,以及减小排放,都具有重要的意义。
图 6 热负荷下缸套变形的三维仿真分析 ( 来源: C - K Engineering)
图6为热负荷下缸套变形的三维仿真分析。可以看出缸套在上止点附近区域的变形量较大,需要采用热传导能力良好的缸套材料以减少变形量。镀铬缸套的导热系数 ( 93. 7 W/m K) 大于铸铁缸套 ( 80 W/m K) ,在同样的工作负荷和冷却能力下, 镀铬缸套在热负荷区域的变形量必然小于铸铁缸套。
4. 3 镀铬缸套抗拉缸性能强
废气再循环 ( EGR) 及SCR技术是减少发动机排放的重要技术路线,缸套与活塞环滑动接触表面除了会出现黏着磨损形式外,还会出现磨粒磨损以及腐蚀磨损问题。图7为镀铬缸套和铸铁缸套与PVD活塞环的抗拉缸性能对比。可以看出,镀铬缸套的抗拉缸性能明显强于铸铁缸套。并且镀铬缸套的硬度 ( HV0. 1734) 要高于铸铁缸套 ( 珠光体HV0. 01168) ,其耐腐蚀能力也强于铸铁缸套。因此EGR及SCR技术采用镀铬缸套成为重要选项。
图 7 镀铬缸套和铸铁缸套与喷钼活塞环的抗拉缸性能
5 结论
通过国V缸套的技术创新及采取的措施,确保了缸套装机后接近无缸套机型缸孔的几何精度; 通过调整内孔表面的微观结构,减少前期磨合时间,与发动机的其它降排措施相配合,消除机油耗高的现象,从而实现国Ⅴ排放的指标。与铸铁缸套比较,由于铸铁缸套的耐磨性较差,随着缸套内孔表面的磨损,原有的网纹结构也逐渐失去应有的功能,配缸间隙不断增大,工况逐渐恶化,燃油耗和机油耗相应增加; 而镀铬缸套的镀铬层具有极高的耐磨性,网纹结构的有效工作时间长,使发动机实现达标排放的持续时间更久远,更可靠。
浅谈电镀铬工装的规范化管理 篇8
1 工装规范管理
HB 35—93工艺装备编号方法规定, 工装编号采用分类代码加序号的形式组成, 并对不同工装的分类代码做出了具体规定:采用四位阿拉伯数字组成, 表明类别、组别和品种。其中针对电镀铬的工装分类代号为4314, 而序号一般为顺序号。
中航工业郑飞公司以往镀铬工装, 按照工装设计的先后顺序以流水号编排序号。由于镀铬工装都是以组件配套方式使用, 因此在镀铬工装组件序号确定后, 还得对组成组件的各个零部件, 按其组合次序依次编制子序号, 如组件的1号件、2号件等。
以上编号方法的优点, 根据镀铬工装分类代号4314, 相对于其他镀种的工装很容易辨识, 同时依次按流水号进行编号, 具有可根据生产计划, 提前进行镀铬工装的预算与制造。但对于仅镀铬工装这一整体而言, 按顺序进行序号的编制, 使工装编号与实际具体零件之间无直观的对应关系, 存在不能简洁、直观辨识某一零件与工装编号之间联系的缺陷。因此, 这种常规的管理方法, 虽然能够保证生产的需要, 但实施过程中存在信息不对称的现象, 同时整体工装管理系统性不强。
鉴于以上情况, 结合零件形状与电镀铬部位特性, 设计了一种可将零件信息融入到工装序号内的编号方法, 该方法应用在电镀铬工装的设计、管理、准备与使用各环节, 具有简单、直观、方便、实用的优点。
1.1 统计零件种类并制定编号方法
通过系统分析电镀铬零件, 统计得出多数电镀铬零件呈现相关系列类别的特性, 且同一系列的不同零件, 虽外形尺寸有所不同, 但零件的电镀铬技术要求相似, 且工装结构原理相同。为此按电镀铬零件的类别, 将工装分为A, B, C, D 4个系列, 对应使用序号1, 2, 3, 4表示, 并编制了本单位使用的《电镀铬工装分类及编号规则》。
编号规则如下:电镀铬工装 (组件) 的编号由工装使用单位简称、工装分类代号、顺序号组成, 其编号方式为
其中:RB为工装使用单位简称;4314为分类代号, HB 35—93规定电镀铬工装的分类代号;HXX为顺序号, H按表1中划分电镀铬工装零件名称及对应编号的类别编号。例如:1XX为A类零件、3XX为C类零件;XX为表1内某类别的第XX套电镀铬工装的流水编号01~99, 如:211表示B类零件中第11套镀铬工装。
通过按零件类别划分电镀铬工装后, 建立起镀铬工装编号与零件类别的直接对应关系, 使操作者和管理人员对信息的掌握更直接、更具体。
1.2 统一工装设计并制定设计规范
依据统计, 镀铬工装以电镀内孔为主, 并由辅助阳极、定位块、绝缘套等零部件构成, 具有原理相同、结构形状基本一致、尺寸大小略有差异的特点。据此编制本单位的《电镀铬工装设计规范》, 制定出镀铬工装的通用设计要求, 统一将组成镀铬工装的零部件划分为8小类。镀铬工装零部件的划分明细见表1。
1) 电镀铬工装 (组件) 可由表1中的某一种 (类) 或几种 (类) 零件组合而成, 可在工装 (组件) 图的“件号”栏内填写对应表1的零件编号, 该“件号”不代表自然排序关系[2]。例如:某一零件的镀铬工装由阳极、绝缘套、盖板、螺母4个零件组成, 则工装 (组件) 图的“件号”栏内对应填入编号1, 3, 5, 8。”
2) 电镀铬工装 (组件) 中若由同一名称、不同尺寸的多个零件组成, 可在表1对应的零件编号后加注小写英文字母进行区别。例如:某一工装图的“件号”栏内可有3, 3a, 3b……等多个同名称零件, 分别表示该工装中的第1、第2、第3、第n个“绝缘套”零件。
3) 按照组合成电镀铬工装 (组件) 中不同零件的次序, 依次设计出配套的零件图。
1.3 建立工装手册以实现规范管理
根据电镀铬工装编号规则和设计规范, 对全部电镀铬零件进行分类, 对现有电镀铬工装的图纸进行系统完善, 突出其通用的特性, 归类、整理并编制《零件电镀铬所使用工装对照明细表》, 将所进行镀铬零件的所对应的工装组件号、工装零部件号、工装应用的具体部位都详细列出, 便于生产中的日常管理管理。将上述对照明细表与各电镀铬工装图纸一起装订成册, 汇同《电镀铬工装分类及编号规则》《电镀铬工装设计规范》一起构建成本单位使用的《电镀铬工装手册》 (以下简称《手册》) 。该《手册》涵盖了电镀铬工装的分类方法、设计规范及镀铬零件明细、所用工装与工装组合应用的图示, 为规范化管理提供了技术支持。
2 新建工装管理体系的优点
通过上述一系列改进, 最终组成集电镀铬工装的设计、管理、维护、使用为一体的《电镀铬工装手册》, 建成具有以下优点的工装管理体系。
1) 使镀铬工装的编号与零件类别紧密联系, 同时编号具有唯一、简明、可补充的特性, 为工装生产使用过程中准确传递信息提供了保障。同时规范了镀铬工装管理, 为镀铬工装的预算管理、计划管理、生产准备提供了技术保障。
2) 《手册》可指导工艺技术人员对新的电镀铬零件进行工装设计, 并提供了工装及零部件借用的平台。同时也规范了工装设计的要求, 使得镀铬工装标准化、系统化、通用化。
3) 工具、工装管理人员则按《手册》的系统分类, 合理定制储放, 准确发、收工装, 并可及时发现、提示工装易损件的损耗情况, 提前做好定量补充工作, 从而提升了电镀铬工装的管理水平。
4) 生产使用工装的操作者, 很容易从《手册》中查找、辨别与零件配套使用的工装与电镀零件的正确装配关系, 起到直观指导生产, 提升生产效率, 确保电镀质量的多重效果。
3 结束语
通过集镀铬工装的编号、设计、制造、管理与生产准备、生产指导功能于一体, 以内容全面实用, 形式简单直观的方式[3], 汇总编写了《电镀铬工装手册》, 构建起镀铬工装的规范化体系, 消除了同一工装因使用在不同产品的零件上, 可能具有多个工装编号, 导致重复管理、重复制造的浪费现象, 加快了电镀铬工装的设计、制造、生产准备的速度, 提升了电镀铬工装的管理水平, 增强对生产的指导作用, 也最大限度地保证了电镀质量, 为本单位进一步开展精益生产奠定了坚实基础。
参考文献
[1]赵涛.生产工作制度规范与流程设计[M].北京:北京工业大学出版社, 2009.