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滚镀基本知识小测验试题分析和答案 [复制链接]

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本测验涵盖了滚镀的基本概念和基础性理论等基本知识,共15道单选题,每题8分,满分分,72分及格,不限时。

1、以下属于滚镀基本特征的叙述有( ):①滚镀需要使用专用滚筒;②滚镀是在滚动状态下进行的;③滚镀属于间接导电方式;④滚镀是为了获得具有一定防护、装饰或功能性的金属或合金镀层。

A①②③;B①②④;C②③④

试题分析:滚镀的基本特征是相对于小零件挂镀而言的,题中,①滚镀是需要使用专用滚筒的,否则无法将一定数量的、分散的小零件集中在一起电镀,而小零件挂镀是使用挂具的,两者承载零件的装置有明显的不同,故使用滚筒是滚镀的特征之一;②滚镀时只有表层零件受镀,内层零件几乎是不受镀的,为能有机会受镀,内层零件需要翻出变为表层零件,而表层零件受镀一定时间后,又会被其他内层零件推动重新变回内层零件,如此周而复始,所以滚镀需要不停地滚动,以促使内外层零件交换、变位,才能保证任务的顺利完成,而小零件挂镀很多时候需要的是阴极移动或空气搅拌,两者有明显的不同,故“在滚动状态下进行”是滚镀的特征之一;③小零件挂镀的每个零件都有挂点,挂具的电流直接传输给每个零件,而滚镀滚筒内的阴极首先将电流传输给与自身接触的零件,然后再由这些零件传输给其他零件,并在其他零件之间一个一个地传输下去,此为滚镀的间接导电方式,间接导电方式是滚镀的特征之一;④小零件挂镀无疑也是为了获得具有一定防护、装饰或功能性的金属或合金镀层,因此该项算不上滚镀的特征。

故本题正确答案:A。

2、以下( )是能否采用滚镀的必要条件:①变位;②不“贴片”;③离合。

A①②;B①③;C②③

试题分析:如题1分析,滚镀时内层零件和表层零件需要不断地变换位置,以使每个零件都有均匀受镀的机会,此为滚镀的“变位”。同时零件与零件之间还需要时分时合,以使零件“变位”到表层时能不受影响地受镀,此为滚镀的“离合”。“变位”与“离合”是能否采用滚镀需要重点考虑的因素,是滚镀的必要条件。若滚镀不能很好地“变位”与“离合”,则无法获得符合要求的、质量好的、合格的镀层。

“贴片”指滚镀片状零件时,零件与零件之间或零件与滚筒壁之间容易粘贴在一起,从而造成镀层(局部)发花、不均、粘连以及“滚筒眼子印”等多种弊病,是个令人头疼的问题。但“贴片”问题可以通过采取多种措施得到解决或改善,如“提高滚筒转速”、“采用细长型滚筒”、“使用陪镀”、“滚筒壁采取防粘贴措施”、“采用振动电镀”等,因此不“贴片”不能作为能否采用滚镀的必要条件。

故本题正确答案:B。

3、以下( )采用的是间接导电方式:①挂镀;②滚镀;③振动电镀。

A①②;B①③;C②③

试题分析:如题1中分析,挂镀不是间接导电方式,滚镀是间接导电方式。

什么是振动电镀?振动电镀是将分散的小零件集中在振筛内、在振动状态下绕传振轴自转和公转过程中以间接导电方式受镀的一种电镀方式,振动电镀的本质还是滚镀,它只不过是一种改良的滚镀,或至少是一种广义的滚镀,因此振动电镀仍然是间接导电方式。

故本题正确答案:C。

4、根据以下滚筒的( )的不同,将生产中常见的滚镀方式划分为卧式滚镀、倾斜式滚镀和振动电镀三大类:①滚筒形状和滚筒轴向;②滚筒尺寸和滚筒大小;③滚筒转速和滚筒开孔。

A①;B②;C③

试题分析:滚镀与小零件挂镀最大的不同在于使用了滚筒,滚筒是整个滚镀设备的核心部件,所以科学地划分滚镀的种类,应以滚镀所使用的滚筒为主要依据。而最能反映滚筒特征的要素是滚筒形状和滚筒轴向。滚筒形状指滚筒的外形类似于何种器物,滚筒轴向指滚筒旋转时转动轴方向与水平面呈何种关系。卧式滚镀的滚筒形状为“竹筒”状,滚筒轴向为水平方向,因此也叫水平卧式滚镀;倾斜式滚镀的滚筒形状为“钟”形,滚筒轴向与水平面呈40o~45o角;振动电镀的滚筒称作振筛,为“圆筛”状,振筛振动的轴向与水平面垂直。可见,只有滚筒形状和滚筒轴向才最能反映不同类型滚筒的特征,并因此科学地划分滚镀的种类,其他如滚筒尺寸、滚筒大小、滚筒转速、滚筒开孔等并不能起到此作用。

故本题正确答案:A。

5、以下( )属于卧式滚筒的范畴:①六角形滚筒;②钟形滚筒;③圆形滚筒;④振筛。

A①②;B①③;C①④

试题分析:可参考题4分析,①六角形滚筒为“竹筒”状,轴向为水平方向,是生产中应用最广泛的、典型的卧式滚筒;②钟形滚筒为“钟”形,滚筒轴向与水平面呈40o~45o角,属于倾斜式滚筒;③圆形滚筒只是滚筒横截面形状与六角形滚筒不同,但仍属于卧式滚筒,当外形尺寸相同时,圆形滚筒比六角形滚筒装载量多21%,其缺点是对零件的翻动作用弱,镀层厚度波动性和表面质量均比六角形滚筒差,故多用在某些特定场合,如镀铬滚筒、怕磕碰零件的滚筒等;④振筛与卧式滚筒差别较大,妥妥地不属于卧式滚筒的范畴。

故本题正确答案:B。

6、以下( )是影响滚镀施镀时间(相对于挂镀)较长的主要原因:①受混合周期的影响,滚镀不能满效工作;②槽电压较高;③电流开不大,镀层沉积速度慢。

A①②;B①③;C②③

试题分析:滚镀相对于挂镀施镀时间较长,这既有混合周期的影响,也有滚筒封闭结构的影响。

(1)混合周期的影响

混合周期指滚镀时零件从内层翻到表层,然后又从表层翻回内层所需要的时间。挂镀不存在零件的混合周期,施镀时间即零件的受镀时间。滚镀因受混合周期的影响,其施镀时间的一部分用在零件位于表层时的受镀上,而另一部分则消耗在零件位于内层时,即“施镀时间≠受镀时间”。这就好比电流通过镀槽时,阴极反应除沉积金属外,还伴有析出氢气等副反应,则阴极电流效率不会达到百分之百。滚镀不能满效工作,这是导致其相对于挂镀施镀时间较长的重要原因之一,也是滚镀的重要缺陷之一——混合周期带来的缺陷。

(2)滚筒封闭结构的影响

挂镀的零件与阳极之间无任何阻挡,因此溶液中物料的传送不受任何影响。但滚镀由于滚筒的封闭结构,零件与阳极之间比挂镀多了一道阻挡物——滚筒壁板,则物料的传送比挂镀受到的阻力大,因此允许使用的电流密度上限不易提高,则镀层沉积速度难以加快,这是滚镀相对于挂镀施镀时间较长的另一个重要原因,也是滚筒封闭结构带来的缺陷之一。

而槽电压较高虽然也是滚筒封闭结构带来的缺陷之一,但产生的影响为能耗增加、溶液温升加快等,与镀层沉积速度没有关系,因此槽电压较高不是造成滚镀相对于挂镀施镀时间较长的原因。

故本题正确答案:B。

7、以下( )是造成滚镀槽电压较高的主要原因:①极化电阻R极化较大;②由于使用了滚筒,增大了溶液的电阻R电液;③间接导电方式导致了金属电极的电阻R电极较大,不能像挂镀一样被忽略。

A①②;B①③;C②③

试题分析:当电流通过镀槽时,会遇到主要来自极化电阻R极化、溶液电阻R电液及金属电极的电阻R电极等三方面的阻力。因为这些电阻是串联的,所以其总电阻R可表示为:R=R极化+R电液+R电极。

当电流通过滚镀槽时同样会遇到来自这三方面的阻力。但由于滚镀使用的装备及零件导电方式等与挂镀相比发生了较大的变化,所以当电流通过滚镀槽时遇到的总电阻也会发生较大的变化,其主要表现为:(1)由于滚筒的封闭结构,滚镀时零件与阳极之间电流的导通需要通过面积有限的小孔才能实现,这无疑使R电液增大;(2)由于滚镀的间接导电方式,零件的接触电阻较大即R电极较大,则此时R电极不能像挂镀时一样忽略不计。R电液和R电极增大,R即增大,则为达到所需要的电流密度,就需要增加对滚镀过程的推动力,即施加较高的电压。因此,滚镀相对于挂镀槽电压较高,其主要原因是溶液的电阻R电液和金属电极的电阻R电极增大所致。

故本题正确答案:C。

8、常见的滚镀电流密度控制方法有:①按筒计,②按全部镀件面积计,③按镀件有效受镀面积计,其中既属于定量控制又比较科学的方法是( )。

A①;B②;C③

试题分析:常见的滚镀电流密度控制方法:

(1)按筒计,指针对镀种按滚筒大小给电流。优点是避开了确定滚镀镀件面积和电流密度的难点。缺点是,①根据经验给电流缺乏科学依据;②情况变化(如滚筒大小、开孔、装载量、镀件规格或品种等变化)后,需要重新摸索经验,不能方便、快捷地确定需要给定的电流。

(2)按全部镀件面积计,指以滚筒内全部镀件面积乘以一定的电流密度,即生产时该滚筒需要施加的电流。优点是,①至少从形式上实现了像挂镀一样通过数学计算方便、快捷地获得确切数据或调整电流,比较符合人们的习惯;②避开了获得镀件有效受镀面积的困难,因为获得全部镀件面积要相对容易些。缺点是,①滚镀只有表层零件受镀,内层零件几乎不受镀,将不受镀的内层零件也计入面积是不科学的;②电流密度非科学实验获得,难以令人信服。

(3)按镀件有效受镀面积计,指以滚筒内实际受镀面积(即镀件有效受镀面积)乘以给定的电流密度,即生产时该滚筒需要施加的电流。优点是,按镀件有效受镀面积计及使用赫尔槽试验确定的电流密度,是科学的、合理的,真正实现了滚镀电流密度的定量控制。缺点是,镀件有效受镀面积公式中的复杂系数a尚不能通过精确计算获得,如何使a更准确,是这种方法完善与否的关键所在。

故本题正确答案:C。

9、以下受零件混合周期影响的因素有( ):①滚镀的施镀时间;②镀层厚度波动性;③瞬时电流密度;④镀层厚度均匀性。

A①②;B①③;C①④

试题分析:滚镀时内层零件受表层零件的屏蔽、遮挡等影响几乎是不能受镀的,所以为能有机会受镀,内层零件需要翻出变为表层零件,并且内、表层零件不断地变化、转换,这就产生了一个重要概念——混合周期。混合周期指滚镀时零件从内层翻到表层,然后又从表层翻回内层所需要的时间。混合周期关系表达式如下:

θm∝θ?CV

式中θm——零件的混合周期;

θ——滚镀的施镀时间;

CV——厚度变异系数。

从试中可以看出,零件的混合周期与滚镀的施镀时间和厚度变异系数均成正比关系。其中,厚度变异系数反映镀层厚度波动性的大小。可见,零件的混合周期对滚镀的施镀时间和镀层厚度波动性产生影响。而滚镀的瞬时电流密度和镀层厚度均匀性主要受滚筒封闭结构的影响,与零件的混合周期没有关系。

故本题正确答案:A。

10、以下( )属于减小零件混合周期影响的措施:①选择合理的滚筒尺寸;②选择合适的滚筒装载量;③采用振动电镀;④改进滚筒开孔。

A①②③;B①②④;C②③④

试题分析:零件的混合周期对滚镀的施镀时间和镀层厚度波动性产生重要的影响,生产中必须采取措施减小零件混合周期的影响,以缩短滚镀的施镀时间,减小镀层厚度波动性,提高滚镀生产效率和产品质量。减小零件混合周期的影响,即缩短滚镀时零件的混合周期,其措施有:选择合理的滚筒尺寸、选择合适的滚筒大小、选择合适的滚筒装载量、提高滚筒开孔率、选择合适的滚筒转速、选择合适的滚筒横截面形状、采用振动电镀等。因此,题中①、②、③是正确的,④虽然包含提高滚筒开孔率的内容,但更强调的是滚筒透水性(含滚筒开孔率和滚筒壁板厚度),对混合周期的影响不唯一,若作为正确选项是牵强的,故④是错误选项。

故本题正确答案:A。

11、全浸式滚筒浸没在镀液中比较合适的深度为滚筒内切圆直径的( ):①%或更多;②约77%;③约90%。

A①;B②;C③

试题分析:目前电镀生产中使用的卧式滚筒一般为全浸式,但全浸式并非把滚筒“全部浸没”在液面以下,而是要让滚筒露出液面一(少)部分。电镀时阴极表面除有金属镀层还原沉积(可称之为主反应)外,还伴有副反应的发生,如氢气的析出。这个析出的氢气,需要及时、尽快地排出滚筒外,否则可能会以气泡的形式聚堵在滚筒内壁的孔眼处,从而影响滚筒外主金属离子和其他导电离子的补充,造成滚镀“生命体”新陈代谢功能的紊乱。这样的话,如果让滚筒露出液面一部分,析出的氢气泡会先逸出液面,散发在滚筒内露出液面的区域内。因逸出的氢气泡到这个区域后是呈弥散状态的,随后便会很轻松地从上部的滚筒孔内排出。这时,滚筒外的主金属离子和其他导电离子在液面下区域向滚筒内补充时,因没有(或少有)了滚筒内壁孔眼处气泡的聚堵作用,其进筒的阻力大大减小,从而保证了滚筒内溶液更新的顺利进行。但如果把滚筒“全部浸没”在液面以下,析出的氢气泡在溶液内从滚筒孔排出的难度是比较大的,氢气泡排出受阻便可能聚堵在滚筒内壁的孔眼处,而这些孔眼也正是滚筒外主金属离子和其他导电离子进筒的通道,两者“狭路相逢”,结果不言而喻。

滚镀过程中,滚筒露出液面部分的体积是周期性变化的(圆形滚筒除外),受这个体积变化的影响,这部分区域内氢气排出作用的强弱也呈现规律性的变化。以生产中常见的六角形滚筒为例,根据推导当滚筒浸没在镀液中的深度约为滚筒内切圆直径的77%时,氢气排出滚筒作用的强弱呈现最规律的变化。因此,全浸式滚筒浸没在镀液中比较合适的深度约为滚筒内切圆直径77%。

但77%并非一成不变。当使用电流效率高的镀液(如酸性镀锌)和透水性较好的滚筒(如网孔滚筒)时,因为阴极表面析出的氢气相对较少且容易排出,可将滚筒浸没在液面以下更多一些。滚筒浸没在镀液中的部分多,滚筒内的溶液多,溶液稳定性好,电流效率高,且装载的零件数量也多,生产效率高。当镀液电流效率低(如碱性镀锌)和滚筒透水性差(如圆孔滚筒)时,滚筒浸没在液面以下应该更少一些(即滚筒应露出液面更多一些)。否则可能造成滚镀的“新陈代谢”不畅,严重时还可能因滚筒内饱和氢气急剧膨胀而发生爆炸,引发事故。

故本题正确答案:B。

12、以下( )属于滚筒封闭结构带来的缺陷:①镀层厚度波动性大;②镀层厚度均匀性差;③槽电压较高;④镀层沉积速度慢。

A①②③;B①②④;C②③④

试题分析:滚镀由于使用了滚筒,使分散的小零件能够集中起来电镀,提高了劳动生产效率。但同时也会产生一些问题,比如滚筒封闭结构带来的缺陷。普通滚筒的结构是封闭的,一般只在滚筒壁板上布满许多小孔,用于电流导通、滚筒内溶液更新和气体排出等。这样的话,与挂镀相比,零件与阳极之间多了一道障碍物——滚筒壁板,使物料传送受到的阻力增大。阻力增大后,为达到小零件受镀所需要的电流,必须施加较高的电压,产生溶液温升快、能耗增加等问题。更要命的是,导电离子在紧贴滚筒内壁的表层零件(即表内零件)孔眼处大量聚集,使从孔眼处进入滚筒的电流增大,当巨大的电流施加在零件上紧挨孔眼部位的狭小表面时,极易造成该部位镀层烧焦产生“滚筒眼子印”。受此限制,滚镀给定的电流不易加大,镀速受到影响。并且,滚筒内导电离子浓度也下降,镀液分散能力和深镀能力下降,镀层厚度均匀性变差。将由滚筒封闭结构带来的镀层沉积速度慢、镀层厚度均匀性差、槽电压较高等缺陷,称作滚镀的结构缺陷。

可见,题中②、③、④是正确的,①受零件混合周期的影响,与滚镀的结构缺陷没有关系,是错误选项。

故本题正确答案:C。

13、以下( )属于改善滚筒结构缺陷的措施:①提高滚筒转速;②向滚筒内循环喷流;③采用振动电镀;④改进滚筒开孔。

A①②③;B①②④;C②③④

试题分析:生产中滚镀的结构缺陷同样影响生产效率和产品质量的提高,应采取措施加以解决或改善。具体措施有改进滚筒开孔、向滚筒内循环喷流、采用振动电镀等。改进滚筒开孔重点是改善滚筒的透水性,其中包含两方面的内容,一是滚筒开孔率,二是滚筒壁板厚度。原则是,在不产生其他影响的前提下,滚筒开孔率越高越好,滚筒壁板越薄越好,以最大限度地改善滚筒的透水性。向滚筒内循环喷流从侧面角度将滚筒外新鲜溶液强制打入滚筒内,可使滚镀过程中消耗的有效成分得到及时补充,滚镀的结构缺陷得到一定程度的改善。振动电镀打破了传统滚筒的封闭结构,消除了滚筒内外的离子浓度差,其导电条件、电力线分布、溶液浓度变化等均与挂镀相近,使滚镀的结构缺陷得到根本性改善。

可见,题中②、③、④是正确的,①是减小零件混合周期影响的措施,与改善滚镀的结构缺陷没有关系,是错误选项。

故本题正确答案:C。

14、根据开孔方式的先后变革,滚筒的发展经历了三代,其由先到后的次序为( ):①圆孔滚筒;②方孔滚筒;③网孔滚筒。

A①②③;B①③②;C②①③

试题分析:滚筒开孔的作用是保证零件与阳极之间电流导通、滚筒内溶液更新和气体排出,这些开孔是滚镀的“咽喉”,是“生命线”,作用至关重要。传统的圆孔滚筒最大的缺点是透水性差,这会使滚镀的物料传送阻力较大,滚镀的结构缺陷较为严重。方孔滚筒相对于圆孔滚筒,滚筒开孔率提高,滚筒壁板也有一定程度的减薄,因此滚筒透水性改善,滚镀的结构缺陷得到改善。网孔滚筒是对圆孔滚筒改进最彻底的一种滚筒,其网壁极薄,开孔率极高,因此透水性极好,堪称最新一代的滚筒。三代滚筒发展的先后次序为:圆孔滚筒→方孔滚筒→网孔滚筒。

故本题正确答案:A。

15、以下符合普通滚镀不宜采用稳流功能的叙述有( ):①(采用多角形滚筒)滚镀时,零件的实际受镀面积不断在变化,故稳流功能只能稳定总电流,并不能稳定电流密度;②滚镀时,滚筒内溶液温度、浓度等与滚筒外差异较大,稳流功能并不能稳定因滚筒内溶液温度、浓度等变化而造成的电流变化;③当滚筒内阴极导电不良造成电流波动较大时,采用稳流功能不易从表头反映出来,故不易察觉镀层故障可能由电流因素引起。

A①②;B①③;C②③

试题分析:不管滚镀还是挂镀,采用稳流功能的目的,其实是为了稳定电流密度,以使镀层能够连续、平稳地沉积,从而获得稳定的镀层质量。所以,如果不能稳定电流密度,只稳总电流是没有意义的,有时甚至是有害的。以生产中广泛使用的六角形滚筒为例,滚镀过程中零件的实际受镀面积是“最小→最大→最小”不断变化的。此时采用稳流功能只会使电流密度“最大→最小→最大”不断变化,不仅没有意义,当使用极限或近极限电流且零件运行至实际受镀面积最小位置时,还可能承担镀层烧焦产生“滚筒眼子印”的风险。所以,首先从镀件面积不断变化的角度讲,普通滚镀是不宜采用稳流功能的。故①是正确的。

其实,普通滚镀不宜采用稳流功能更主要的原因,来自于阴极导电不良造成的较大的故障风险。普通滚镀滚筒内轻微的阴极导电不良,会造成电流小幅波动,此属正常现象。但当滚筒内导电出现较大的异常(如导电钉翘起与零件完全脱离、或阴极线折断等)时,电流会出现剧烈的变化。此时若使用非稳流功能,从电流表上可观察到电流大幅度波动、或电流相对于正常值偏小等。则操作工人可通过观察电流表中的变化,了解到滚筒内的导电异常情况,并采取措施及时处理,从而防止因导电不良造成的质量事故。但此时若使用稳流功能,从电流表上无法观察到因导电异常产生的电流的剧烈变化,则无法及时处理并防止较大的故障风险,并且在故障发生后不易察觉可能由电流因素引起。故③是正确的。

另外,稳流功能是可以稳定滚筒内溶液温度、浓度等变化造成的电流变化的,并且跟滚镀时滚筒内外溶液温度、浓度等差异较大没有关系。故②是错误的。

故本题正确答案:B。

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