硬保护塞在电镀保护螺纹中的应用

硬保护塞在电镀保护螺纹中的应用

王磊雒宝峰罗丹

（陕西宝光真空电器股份有限公司陕西宝光721006）

摘要：为了增加真空灭弧室两端电接触面的导电性，在导杆两端电接触部位电镀一层银，确保产品质量更加稳定。宝光灭弧室两端导杆基本均加工内螺纹，用于断路器装配，这就要求灭弧室两端内螺纹干净，无发绿发毛现象。目前灭弧室整管镀银采用槽式含氰电镀，如果电镀时对螺纹不进行保护，螺纹会发绿。现在采用软硅橡胶塞保护不带钢套的内螺纹，使用这种保护塞费时费力，对人手指产生严重的磨损，而且容易使内螺纹漏液。我们经过对螺纹结构进行研究分析，设计了一种省时省力，而且能大幅度提高产品镀银质量的硬胶塞。

关键词：真空灭弧室；电镀；螺纹保护；硬胶塞

1.前言

真空灭弧室作为高压开关的核心零部件，其质量对整个电网的运行至关重要。灭弧室两端的电接触面的质量更是重中之重，目前为了增加电接触面的导电性，要求在电接触面部位电镀一层银。宝光灭弧室两端导杆基本都加工有内螺纹，而我们目前采用槽式含氰电镀，如果电镀时对螺纹不进行保护，镀液进入螺纹会使螺纹发绿，影响装配质量。现在我们使用软橡胶塞进行螺纹保护，如图1，图2。这种保护塞使用时费时费力，对人手指产生严重的磨损，使用一段时间后，胶塞经过酸碱的长时间浸泡，局部会产生裂纹，容易出现螺纹孔漏液，影响产品质量。经过我们对螺纹结构进行研究分析，经过大量试验，成功开发了一种新的螺纹保护塞。

2.设计保护塞

2.1我们之前设计了一种硬保护塞用于带钢套螺纹的保护，可是这种保护塞直接用于同一不带钢套的螺纹上，会出现漏液。经过对两种螺纹结构进行分析，安装钢套的螺纹为ST螺纹，装上钢套后为M螺纹，而有些螺纹直接加工出来为M螺纹，所以两种螺纹的底孔大小不一样，导致螺纹端口的尺寸不一样。这就不能用同一种硬保护塞保护同一型号的不同螺纹结构。

2.2我们通过观察，用于保护带有钢套的内螺纹保护塞使用起来方便可靠，能大幅度降低工人劳动强度，而且电镀完螺纹倒角银层的一致性很好，而且能降低胶塞的使用量，如图3。所以我们着手开发相类似的保护塞。

图1图2

图3

2.2.1选择材料

目前用于带钢套螺纹的保护塞材料为聚丙烯（PP棒），但是在使用的过程中由于材料强度不够，保护塞的外螺纹容易变形，变形后保护塞的密封性变差，容易出现漏液。所以我们重新选材，我们选择尼龙，聚氯乙烯等材料，由于尼龙硬度太大，不适合密封保护，经过大量试验，我们最终选择聚氯乙烯。

2.2.2结构设计

我们对安装有钢套的内螺纹保护塞结构进行分析，它是由一小段的外螺纹，退刀槽及一段圆柱体（作为手柄）和密封圈配套组成。它的原理是保护塞外螺纹和导杆内螺纹安装好后，保护塞的密封圈会填充在螺纹倒角上，起到密封的作用。这其中最重要的是退刀槽的尺寸、密封圈的尺寸和圆柱体的尺寸。我们以M10保护塞为例。

2.2.2.1退刀槽的设计

退刀槽的设计至关重要，退刀槽的直径或高度设计的不合适，会直接影响镀银质量，因为退刀槽部位是配套密封圈的，退刀槽直径太大，会使密封圈压在螺纹倒角上边沿一圈周围，压住的部位电镀不上，直径太小，密封圈装上后太松，起不到密封效果。在设计M10保护塞得退刀槽时，我们根据装好钢套内螺纹的保护塞尺寸（3.5×φ8）进行设计，用带有钢套的保护塞密封圈配套使用，只是将保护塞得外螺纹尺寸进行改变，经过试验发现，电镀后螺纹倒角上边沿一圈被密封圈压住没镀上。我们又对退刀槽的尺寸分别改为3×φ8、2.5×φ8、2×φ8、2.5×φ7.5、2.5×φ7，分别进行试验，发现2.5×φ7的尺寸基本符合质量要求，我们将退刀槽尺寸最终定为2.5×φ7。

2.2.2.2圆柱体的设计

圆柱体的尺寸的关键尺寸为直径和高度，高度太大或太小，人工操作不方便，我们根据现场模拟试验，我们将高度定为10毫米。直径不合适直接影响银层的边沿一致性。我们根据带钢套的内螺纹保护塞直径尺寸φ10进行试验，发现直径太小，容易把密封圈挤出来。又将尺寸定为φ10.5进行试验，还是出现同样的效果，只是比第一次稍微好点，我们将尺寸定为φ11进行试验，发现这次效果非常好，刚好和螺纹相配套。所以我们将圆柱体尺寸定为10×φ11。

2.2.2.3密封圈设计

密封圈的设计尺寸要求更高，因为它对密封起关键作用。我们根据带钢套的保护塞密封圈尺寸，现设计密封圈尺寸φ11（外径）×2.5，发现密封圈太大，直接压到压板端面，造成螺纹周围一圈全漏铜，我们又先后分别将尺寸更改为φ10.5（外径）×2.5、φ10（外径）×2.5、φ10（外径）×2、φ10（外径）×2、φ10（外径）×1.5进行试验，发现φ10（外径）×1.5刚好和前面设计好的退刀槽和圆柱体相配套，电镀出的螺纹符合质量要求。如图4。

图4

3.两种保护塞对比

3.1两种保护塞使用效果对比，如图5，图6

图5为软胶塞电镀时保护螺纹的效果

图6为硬胶塞电镀时保护螺纹的效果

图5图6

3.1.1使用软胶塞保护螺纹，螺纹倒角处会出现黑线，而且倒角镀银位置一致性差。而使用硬胶塞保护的螺纹螺纹倒角处没有黑线，而且螺纹镀银位置一致性非常好，很美观。

3.1.2软胶塞由于是硅橡胶，在使用过程中和螺牙摩擦，胶塞中部会出现裂纹，必须报废更换新的，而硬胶塞主要是密封圈密封，密封圈磨损后，直接更换密封圈，保护塞不用更换，非常方便。

3.1.3软胶塞每件价格0.96元，硬胶塞每件价格2.5元，虽然硬胶塞价格多出软胶塞2倍多，但硬胶塞密封圈每件只有几分钱，一个硬胶塞可以使用3-4年，中间只需要更换密封圈，一个密封圈也能使用将近大半年。而软胶塞必须半年更换一次，不然会出现漏液现象。

所以硬胶塞使用成本远远低于软胶塞。

3.1.4软胶塞要用人手和塞子的很大摩擦力使保护塞上紧，长时间使用软胶塞手指会磨损很严重，而硬胶塞稍微用力就能够上紧，密封效果好。

4.结论

经过对螺纹保护塞由软胶塞更改为硬胶塞保护，大大提高了产品质量，大幅降低工人劳动强度，减少了胶塞使用成本，现在已在M8，M10，M12，M16螺纹上推广应用，对镀银质量起到很好的促进作用。

参考文献

[1]卢金忠.应用尺寸链原理确定电镀前杆端体螺纹的精度[J].轴承,2013(3):18-19.

[2]东晓林,时小军,黄燕滨,等.螺纹紧固件腐蚀防护技术的应用现状[J].电镀与涂饰,2016(9):481-485.