CN113373496A - 一种电化学处理辅助电极及使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种电化学处理辅助电极及使用方法，辅助电极含有导电夹和接触头，接触头的导电丝包覆在绝缘套内，接触头的尾端通过柔性导线将导电丝与导电夹之间电连接，接触头的前端绝缘套上设有多个穿透绝缘套的通孔。作为辅助阳极，接近工件表面，以提高局部区域的电流密度，从而提高镀层晶体成核的能力，使工件的凹槽底部和底脚、孔和腔的内表面能够获得沉积镀层所需的电流密度，或者提高较大平面中心部位的电流密度，以改善镀层的覆盖度和厚度均匀性；用于铝及铝合金等轻质合金的阳极氧化时，作为辅助阴极，接近工件表面，以提高局部低电场强度区域的电流密度，从而提高形成氧化膜层的能力，用于改善氧化膜层的覆盖度和厚度均匀性。

Description

一种电化学处理辅助电极及使用方法
技术领域
本申请涉及制造技术，进一步是对工件的电化学表面处理，具体是一种电化学处理辅助电极及使用方法。
背景技术
电镀是一种常用的电化学表面处理方法，其过程是一个将待镀工件作为阴极使导电溶液中的金属离子获得电子转化为镀覆层的电化学过程，但是，并不是只要通过电流就能得到合格的镀层。要获得满足要求的镀层，必须使待镀表面具有足够的电流密度，以达到镀层晶体成核的能力，而电流密度的大小取决于待镀表面电场强度的强弱。电镀时，只有对待镀表面提供合适的电流密度，才能获得合格的镀层，并且低电流密度区域的镀层厚度较薄、高电流密度区域的镀层厚度较厚。当某区域的电流密度低于规定值时，就不能沉积出满足质量要求的镀层。
对于结构复杂的工件，在电镀操作时，如果将凹槽底部等低电场强度区域的电流密度提高到能沉积出满足质量要求的镀层时，几何形状突出的表面等高电场强度区域的电流密度就会偏高，沉积出的镀层将不满足质量要求。为了兼顾整个工件的镀层质量，一般以工件的大部分电镀表面为关注对象来调节，使其电流密度值满足沉积出合格质量要求的条件，对于凹槽底部和底脚、孔和腔类工件的内表面，由于电场强度很低或无电场分布，不易或不能获得合格的沉积镀层，因此导致工件的镀层覆盖度不完整并且镀层厚度的均匀性比较差，从而降低了这类工件的使用寿命。对于较大的平板类工件中心区域的镀层厚度以及阳极氧化的工件，也同样存在此类问题。
阳极氧化是铝及铝合金等轻质合金常用的电化学表面处理方法，其过程是一个将工件作为阳极置于导电溶液中，使工件表面生成氧化膜层的电化学过程；电流密度的大小取决于该表面电场强度的强弱，当工件局部表面的电流密度低于能获得合格的氧化膜层的最低限制时，就会出现腐蚀现象，而不会生成合格的氧化膜层。
目前，解决此类问题一般采用增加固定工装的方式，即对不易或不能获得沉积层的区域增加固定式辅助阳极或阴极，与工件一起进入每一个工艺溶液。这种方式不仅会牺牲工装接触点的镀层或氧化膜层质量要求，还要考虑导电量、每个工序之后的清洗以及溶液的流动性，以实现合理的导电、传热、传质，使用极不方便。
发明内容
为了解决现有技术中对含有孔或凹槽类不规则零件在电镀和阳极氧化时，电流密度不易均衡的为题，本申请的目的在于提供一种电化学处理辅助电极及使用方法。
一种电化学处理辅助电极，其特征在于，含有导电夹和接触头，所述的接触头含有导电丝和绝缘套，导电丝包覆在绝缘套内，接触头的尾端通过柔性导线将导电丝与导电夹之间电连接，接触头的前端绝缘套上设有多个穿透绝缘套的通孔。
所述的辅助电极的导电丝为电镀阳极材料或氧化阴极材料。
一种使用上述的电化学处理辅助电极进行增强局部电镀电场强度的方法，含有阳极棒、电镀液和需要电镀的工件，其特征在于包含以下内容：1)所述的工件含有需要局部增强电镀电场强度区域以满足镀层均匀需求；2)对工件电镀时，工件置于含有阳极棒的电镀液中，将辅助阳极的导电夹连接在阳极棒上，操作人员手持接触头，将接触头的前端接近工件需要局部增强电镀电场强度的区域即可。
一种使用上述的电化学处理辅助电极进行增强局部阳极氧化电场强度的方法，含有阴极棒、氧化液和需要阳极氧化的工件，其特征在于包含以下内容1)所述的工件含有需要局部增强阳极氧化电场强度区域以满足氧化膜层均匀需求；2)对工件阳极氧化时，工件置于含有阴极棒的氧化液中，将辅助阴极的导电夹连接在阴极棒上，操作人员手持接触头，将接触头的前端接近工件需要局部增强阳极氧化电场强度的区域即可。
本申请的有益效果在于：通过辅助电极可以有效提高电化学处理环境中局部的电流密度和电场强度，以满足对零件的孔或凹槽部位的电化学处理要求；辅助电极结构简单，操作方便，具有很高的普适性。
以下结合实施例附图对本申请做进一步详细描述。
附图说明
图1为电化学处理辅助电极结构示意。
图2为电化学处理辅助电极接触头前端局部结构示意图。
图3为使用电化学处理辅助电极进行增强局部电镀电场强度的方法示意图。
图中编号说明:1导电夹、2柔性导线、3接触头、4绝缘套、5导电丝、6通孔、7工件、8凹槽、9阴极棒、10阳极棒、11电镀液。
具体实施方式
参见附图，本申请的电化学处理辅助电极，含有导电夹1和接触头3，所述的接触头3含有导电丝5和绝缘套4，导电丝5包覆在绝缘套4内，接触头3的尾端通过柔性导线2将导电丝5与导电夹1之间电连接，接触头3的前端绝缘套上设有多个穿透绝缘套的通孔6。如图1和图2所示。
所述的辅助电极的导电丝5为电镀阳极材料或氧化阴极材料，当辅助电极用于电镀工艺时，辅助电极的导电丝5即为电镀阳极材料，当辅助电极用于阳极氧化工艺时，辅助电极的导电丝5即为氧化阴极材料。
图3实施例提供一种使用上述的电化学处理辅助电极进行增强局部电镀电场强度的方法。含有阳极棒10、电镀液11和需要电镀的工件7，如图3所示，工件7上有凹槽8，为了使凹槽8内的镀层与工件7外表的镀层一致，本申请通过使用辅助电极局部增加凹槽8内的电流密度，对工件7电镀时，工件7置于含有阳极棒10的电镀液中，工件7与阴极棒连接，将辅助阳极的导电夹1连接在阳极棒10上，操作人员手持接触头3，将接触头3的前端接近工件7的凹槽8内，电镀液通过接触头3前端的通孔6与导电丝连通，改善了工件凹槽内的局部电镀电场强度，使工件凹槽8内的镀层满足要求。
实施中，导电夹1应能与工艺溶液槽的供电结构的阳极棒稳定连接并提供足够的电流，柔性导线2应采用长度为500mm-2000mm的多股铜芯导线或电缆，接触头3的绝缘层4为耐酸碱的绝缘套，绝缘层4的前端有通孔6，导电丝5的直径为1-5毫米的不锈钢丝或钛合金丝或其它导电的电极材料，绝缘层4前端的通孔6从多个方向保证导电丝与电镀液连通。
本申请对于工件凹槽底部和底脚、孔和腔的内表面，由于电场强度低，不能够获得沉积镀层或氧化膜层所需的电流密度，用于电镀时，将本申请的辅助电极作为辅助阳极，在电镀操作的初期或/和过程中，通过手工接近工件表面，以提高局部区域的电流密度，从而提高镀层晶体成核的能力，使工件的凹槽底部和底脚、孔和腔的内表面能够获得沉积镀层所需的电流密度，或者提高较大平面中心部位的电流密度，以改善镀层的覆盖度和厚度均匀性；本申请的辅助电极，也可以用于铝及铝合金等轻质合金的阳极氧化时，作为辅助阴极，在氧化初期或/和过程中，通过手工接近工件表面，以提高局部低电场强度区域的电流密度，从而提高形成氧化膜层的能力，用于改善氧化膜层的覆盖度和厚度均匀性。该方法也可以用于电解抛光。

Claims (4)

1.一种电化学处理辅助电极，其特征在于，含有导电夹和接触头，所述的接触头含有导电丝和绝缘套，导电丝包覆在绝缘套内，接触头的尾端通过柔性导线将导电丝与导电夹之间电连接，接触头的前端绝缘套上设有多个穿透绝缘套的通孔。
2.如权利要求1所述的电化学处理辅助电极，其特征在于，所述的辅助电极的导电丝为电镀阳极材料或氧化阴极材料。
3.一种使用如权利要求1或2所述的电化学处理辅助电极进行增强局部电镀电场强度的方法，含有阳极棒、电镀液和需要电镀的工件，其特征在于包含以下内容：1)所述的工件含有需要局部增强电镀电场强度区域以满足镀层均匀需求；2)对工件电镀时，工件置于含有阳极棒的电镀液中，将辅助阳极的导电夹连接在阳极棒上，操作人员手持接触头，将接触头的前端接近工件需要局部增强电镀电场强度的区域即可。
4.一种使用如权利要求1或2所述的电化学处理辅助电极进行增强局部阳极氧化电场强度的方法，含有阴极棒、氧化液和需要阳极氧化的工件，其特征在于包含以下内容1)所述的工件含有需要局部增强阳极氧化电场强度区域以满足氧化膜层均匀需求；2)对工件阳极氧化时，工件置于含有阴极棒的氧化液中，将辅助阴极的导电夹连接在阴极棒上，操作人员手持接触头，将接触头的前端接近工件需要局部增强阳极氧化电场强度的区域即可。
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