CN1004763B - 电镀铁基复合镀层的镀槽装置 - Google Patents
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Abstract
电镀铁基复合镀层的镀槽装置,采用泵液循环和内磁场搅拌交替进行。使固体微粒能均匀分散在镀液内,从而获得高质量铁基复合镀层。采用无纺布制作阴极罩,可用于存放各种固体微粒,这样能一槽多用,可镀各种铁基复合镀层。采用无纺布制作阳极袋,过滤能力强,能阻止阳极泥脱落,保持镀液清洁。
Description
本发明涉及一种电镀铁基复合镀层的镀槽装置。
复合镀层的研究自40年代开始以来,国外用镍基、铬基复合镀层强化金属表面并将它们用于量具、刃具、模具及其它特别要求抗磨和减摩的场合。但由于微粒材料昂贵,污染大一般只能镀小工件,在小镀槽内生产。而铁基复合镀层的镀液成本低,污染少,其中纯铁的显微硬度可达700,镀层厚度可达2毫米。因此它逐渐被人们所重视并加以研究。铁基复合镀层的质量关键是固体微粒能否均匀地分散在镀层内,镀层内是否含有足够含量的固体微粒。为了使固体微粒能均匀地分散在镀层中,首先要求它们能在镀液中均匀地悬浮。因此镀液的搅拌特点对铁基复合镀层的质量影响很大。目前,一般都采用机械搅拌。如《日本公开特许公报》中的昭58-9386专利申请说明书中所述的电镀复合镀层装置,采用槽底排管旋转喷液使固体微粒上浮,它是整槽镀液搅拌,仅用于小镀槽内,不利于电镀铁基复合镀层的镀液搅拌。因铁基复合镀层的镀液极易氧化,为了防止铁的氧化,铁基复合镀层的镀液的搅拌方式十分重要,必须搅拌充分而又不宜过分激烈,搅拌应尽量少。为达此目的,本发明人特设计了这样的电镀复合镀层的镀槽装置,其搅拌方式是采用泵液循环和内磁场搅拌交替进行,既可达到较少的搅拌镀液,又可使固体微粒均匀地分散在镀层内,从而得高质量的铁基复合镀层,以适应大镀槽内电镀铁基复合镀层和大批量生产的需要。
本发明的详细结构特点是,镀槽(1)内装有内磁场发生器(2),内磁场发生器(2)内装有保护阳极(5)的阳极袋(3),在阳极袋(3)之间装有阴极罩(4),在阴极罩(4)内的底部装有固定的钻有多孔的分液支架(12),它通过输液管(10)与泵(11)相接,泵(11)置于阴极罩(4)内与电机(7)相接。本镀槽装置的内磁场(2)可是任何结构形式,只要能装在镀槽内即可。其最简单的内磁场(2)是由塑料架(8)及缠绕在塑料架(8)上的线圈(9)组成。本镀槽的阳极袋(3)一般可用石棉、玻璃布、合成纤维布、聚丙乙烯布制成,其中效果最佳的阳极袋(3)是用无纺布内外涂火棉胶制成。本镀槽的阴极罩(4)一般采用常用的材料制成。使用效果最佳的阴极罩(4)是用两层过滤纸内外各衬一层无纺布制成。
下面结合附图进一步说明。
图1泵液循环设备
图2内磁场线圈架
图3镀槽装配图
如图1所示,当接通电源时,泵(11)由电机(7)驱动,将混有固体微粒的镀液从泵(11)出口,经输液管(10)流入分液架(12),并从分液支架(12)上的小孔中喷出,冲刷到所有沉积在槽底的固体微粒,使其悬浮在镀液中,一般电机工作15分钟后停机。接着由内磁场(2)进行搅拌。如图3所示,内磁场(2)外接直流电源,用调节电压的大小来控制磁通势,磁场强度愈大,则磁场搅拌效果愈明显,但此时电镀液的温度升高很快,对电镀不利。通常观察液面绕工件旋转的速度,每分钟不超过五转。
本发明采用阴极罩(4)的作用是盛放固体微粒,过滤镀液,如前所述,阴极罩(4)用二层过滤纸内外各衬一层无纺布制成,使用效果最佳。经试验证明,镀层光洁度和抗腐能力大有改善。阴极罩(4)的尺寸小于镀槽(1),因此它可节省固体微粒。另外它可用于存放各种固体微粒。故本镀槽装置能一槽多用,镀各种抗磨或减摩的铁基复合镀层。
阳极袋(3)的作用是阻止阳极泥脱落污染电镀液,采用无纺布内外涂火棉胶制成旧极袋(3),使用效果最佳。因它的电阻小,过滤能力强,即使采用一般的工业铁作阳极,电镀液仍可保持清洁,而不必要纯铁作阳极,这可节省成本,采用阳极袋(3)所镀的铁基复合镀层中纯铁镀层与普通镀铁层相比,虽然它们电镀规范相同,但实测它们的杂质量相差3-20倍。
本发明为电镀铁基复合镀层进入大批量生产开辟了道路。过去电镀铁基复合镀层常因镀液太少,质量不稳定。现在把阴极罩(4)放在镀槽(1)内进行电镀,使整个大槽镀液参加电解循环,镀层质量得到保证,增厚能力也有增加,另外把固体微粒集中在阴极罩(4)内不仅经济,而且便于搅拌分散、均匀沉积在镀层内。
采用磁场搅拌的优点是:1.使固体微粒能长时间悬浮而不下沉。例如在40升镀液内,悬浮着三氧化二铝粒子的铁镀液放置36小时仍是混浊的。采用机械搅拌,悬浮三氧化二铝粒子的铁镀液不到30分钟即已澄清。2.由于固体微粒悬浮时间较长,便于固体微粒与铁共沉积,因此在镀层内固体微粒,含量相对增加。例如,在同槽内机械搅拌下镀层中含三氧化二铝微粒5.3~5.8%,而磁场搅拌下镀层中含三氧化二铝8.1~8.4%。3.由于磁场力的作用,使镀层深镀能力改善,镀层厚度可达2毫米。4.设备简单。本发明不足之处是室温较高时,溶液的温升太快,需另有冷却设备降温。
实施例一
焊条涂粉机尖头用淬过火的45#钢制成,使用寿命25~30吨/支·涂粉机尖头以45#钢加工制造,再用槽镀铁基复合镀层。用机械搅拌,所镀的涂粉机尖头,使用寿命70吨/支。用磁场搅拌,所镀的涂粉机尖头,使用寿命105-110吨/支。
附图说明
1.镀槽 2.内磁场 3.阳极袋 4.阴极罩 5.阳极 6.工件 7.电机 8.塑料架 9.线圈 10.输液管 11.泵 12.分液支架→表示流液方向
Claims (3)
1、一种用于电镀铁基复合镀层的镀槽装置,其特征在于,在镀槽(1)内设有内磁场发生器(2),在内磁场发生器(2)内装有保护阳极(5)的阳极袋(3),在阳极袋(3)之间装有阴极罩(4),在阴极罩(4)内的底部装有固定的钻有多孔的分液支架(12),它通过输液管(10)与泵(11)相接,泵(11)置于阴极罩(4)内与电机(7)相接。
2、根据权利要求1所述的电镀铁基复合镀层的镀槽装置,其特征在于,所说的内磁场发生器(2)是由塑料架(8)和缠绕在塑料架(8)上的线圈(9)组成。
3、根据权利要求1、2所述的电镀铁基复合镀层的镀槽装置,其特征在于,所述的阳极袋(3)是用无纺布内外涂火棉胶制成,阴极罩(4)是用两层过滤纸内外各衬一层无纺布制成。
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