CN101016640A - 电沉积金属波纹管的方法及阴极转动设备 - Google Patents

Abstract

电沉积金属波纹管的方法及阴极转动设备，加工方法特征是在阳极和阴极之间增设一个附加阴极和其直流电源，被沉积阴极的电流量≥附加阴极的电流量≥被沉积阴极的电流量50％。改变电解液内的电场分布，来减小电流密度在阴极的最高峰上集聚，得到一个厚度均匀的沉积层。阴极转动设备在支架框上安装一组啮合齿轮，电机轴连接上齿轮，下齿轮轴心有导电头，对侧支架框上有支撑工件的紧丝。挂镀或滚镀结构可置于下齿轮轴心方孔与紧丝之间。可实施挂镀和滚镀，操作方便，导电效果好，挂镀时工件即可绕轴心公转，也可以自转。

Description

电沉积金属波纹管的方法及阴极转动设备

技术领域

本发明涉及电沉积金属波纹管加工技术及设备。

背景技术

电沉积技术的方法与其它金属表面处理技术相比，可获得致密度高、孔隙率小且性能优异的镀层，并且有不受零件尺寸和形状限制、投资成本相对较低等诸多优点，因而备受关注。尤其是采用电沉积工艺加工的波纹管更具有刚度小，位移量大，沉积层无孔隙，可用于高真空环境等优点，是其它方法制作的波纹管所不可比拟的，被广泛应用于机械、电子、化工、汽车和航空航天等行业。

从理论上讲，如果在两个均匀平面之间存在电势差，并且两平面间的电解液介质包含足够的将要被沉积的材料的离子，则在负电势平面上将形成材料的均匀沉积。沉积量的变化取决于材料的类型和总电荷。实际上，由于两电位的表面粗糙度以及电解液均匀性不一致，不会达到上述理想状态。尤其是在不规则的异形物体表面，这种现象是电沉积加工的难题。在进行金属电沉积波纹管加工时，见图7，电解液17中的沉积离子20在被处理工件的阴极19凹陷处分布稀少，最容易在阴极最高峰上聚集，也就是电流密度在物体峰处聚集，造成被处理波纹管沉积层出现严重的不均匀。导致波纹管的机械性能大幅度下降。

现有技术中，电沉积波纹管生产的加工存在上述工艺问题，严重影响波纹管的机械性能，限制了电沉积波纹管的应用。更不适于大规模化生产。在电沉积工艺中所用设备都比较简单，采用挂镀来进行沉积，大都是少量手工作业。这种状况不适应大规模产业化的生产，制约了高性能波纹管的市场需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种电沉积金属波纹管的方法及阴极转动设备，改变电解液内的电场分布，改善了波纹管沉积壁厚的均匀性，设备可实施挂镀和滚镀。

电沉积金属波纹管的方法，采用有阴极转动装置的电沉积加工设备，其特征在于在阳极和阴极之间增设一个附加阴极和其直流电源，被沉积阴极的电流量≥附加阴极的电流量≥被沉积阴极的电流量50％。

阴极转动设备是在支架框上安装一组啮合齿轮，电机轴连接上齿轮，下齿轮轴心有导电头，对侧支架框上有支撑工件的紧丝。挂镀或滚镀结构可置于下齿轮轴心方孔与紧丝之间。

本发明方法在阳极和阴极之间增加一个挡板做为附加阴极板，板上分布有一定规律的小孔见图6，并通有直流电。用来改变电解液内的电场分布，使电力线按要求循挡板上小孔作规律性分布。当附加阴极挡板上的电流小于或等于阴极工件所用电流时，可减小电流在阴极高峰处的聚集，从而获得像波纹管这样不规则表面的均匀沉积层。

本发明阴极转动设备，适合挂镀和滚镀，适用于多种规格的异形工件的电沉积加工。

附图说明

图1是本发明方法电沉积阴极转动设备示意图；

图2是阴极转动设备附加阴极板示意图

图3是阴极转动设备中工件结构6之一挂镀结构示意图；

图4是挂镀结构中导电片12示意图；

图5是阴极转动设备中工件结构6之二滚镀结构示意图；

图6是图2附加阴极板11示意图；

图7是现有电沉积技术处理的不规则工件效果示意图；

图8是本发明附加阴极电沉积原理示意图；

图9是本发明电沉积技术处理的不规则工件效果示意图；

具体实施方式

电沉积金属波纹管的方法，采用有阴极转动机构的电沉积加工设备，其特征在于在阳极和阴极之间增设一个附加阴极和直流电源，见图2图8，附加阴极板11置于电解液中的阳极和阴极之间，附加阴极板11的直流电源阳极要与电沉积中阳极相接。被沉积阴极的电流量≥附加阴极的电流量≥被沉积阴极的电流量50％。

使用附加阴极的效果见图9，当附加阴极挡板上的电流小于或等于阴极工件所用电流时，可减小电流在阴极高峰处的聚集，使用附加阴极后，聚集在阴极高峰处的电离子明显减少，和聚集在阴极凹陷处的电离子基本相同，从而使阴极表面凸出或凹陷部位都获得均匀的沉积层。

电沉积阴极转动设备，见图1：置于电沉积液的槽内，与阳极相对设置，有挂镀结构和用于滚镀的滚筒，在电沉积作业时两种结构可方便地置换，其特征是支架框1一侧板4上安装一对齿轮，下齿轮10位于电沉积液面下，上齿轮5通过轴与电机3相连，与上齿轮5啮合的下齿轮10圆心处由导电头9的保护套7固定在同一侧板上，在保护套内有弹簧8与导电头9接触，导电头9接通直流阴极。在导电头9相对侧板4上安装紧丝2，下齿轮10圆面中间有容纳挂镀或滚镀的工件结构6的方孔，与紧丝2夹持工件结构6；支架框1靠近阳极一侧的侧板端面有附加阴极板11，有独立直流电源，见图2。

工件结构6之一的挂镀结构如图3所示，导电片12被两个金属导电头9a固定在同一个非金属轴14的两端，并且导电片12外边装有非金属保护套13，其中一侧非金属保护套13外部形状与下齿轮10中间的方孔相同。导电片12结构见图4，是圆心和圆周内有孔的金属片，圆周上的孔只能有一排，并且要均匀分布，孔的大小应大于工件端头的外径4mm以上；工件21位于两导电片对应的圆周孔之间。工件21可绕轴心公转，同时由于圆周孔较大，在重力下也自转。

导电片12和导电头9材料为不锈钢，其它零件可用聚四氟、有机玻璃或尼龙等非金属材料加工，以减小阴极导电面积，提高电流效率。

挂镀沉积时，可将挂镀结构置于图1所示的工件结构6处，方形保护套放入下齿轮13的方孔中，并使导电头9与挂镀结构导电头9a充分接触，并将另一侧的紧丝2锁紧。

滚镀结构，如图5所示，为非金属材料制成，例如：PVC，PPR，聚四氟等。滚桶16上留有活动盖，用于取放工件。导电杆9b被固定在滚桶16上，将滚镀结构置于工件结构6处，导向块15放入下齿轮10的方孔中，并使导电头9与导电杆9b充分接触，再将另一侧的紧丝2锁紧。

本发明方法所说的附加阴极，见图6，是一块有均匀分布孔的金属板，为了使电力线按需要的方式分布，附加阴极板11上开有一定规律分布的小孔，安装在附图2阴极转动设备上，并与单独的直流电源阴极相通。参见图8：附加阴极板11置于电解液中的阳极和阴极之间，附加阴极板11的直流电源阳极要与电沉积中阳极相接。

Claims (4)

1、一种电沉积金属波纹管的方法，采用电沉积加工工艺和设备，其特征在于阳极和阴极之间增设一个附加阴极，附加阴极板的直流电源阳极要与电沉积中阳极相接；赋予附加阴极的电流量：

被沉积阴极的电流量≥附加阴极的电流量≥被沉积阴极的电流量50％。

2、一种加工电沉积金属波纹管的阴极转动设备，可用于挂镀和滚镀作业，其特征是支架框一侧板上安装一对齿轮，下齿轮位于电沉积液面下，上齿轮通过轴与电机相连，与上齿轮啮合的下齿轮圆心处由导电头的保护套固定在同一侧板上，在相对侧板上安装紧丝，下齿轮圆面中间有容纳挂镀结构或滚镀结构的方孔，与紧丝夹持工件结构；支架框靠近阳极一侧的侧板端面有附加阴极板，有独立直流电源。

3.根据权利要求2所述的加工电沉积金属波纹管的阴极转动设备，其特征在于挂镀结构：两个非金属导电片保护套和在其中的导电片，其中一侧非金属保护套外部形状与下齿轮中间的方孔相同，导电片保护套由两个金属导电头固定在同一个非金属轴的两端，工件位于两个导片之间；圆形导电片圆心有孔，圆周内有一排均匀分布的孔，孔的大小应大于工件端头的外径4mm以上。

4.根据权利要求2所述的加工电沉积金属波纹管的阴极转动设备，其特征在于滚镀结构：非金属滚桶的一侧固定有与下齿轮中间的方孔形状相同的导向块，导向块中心装有包括和工件一起转动的金属导电轴。

Images