CN101250736A - 连续电镀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在金属带表面通过电解反应的方式镀上金属镀层的连续电镀装置,包括槽体、用于带动金属带通过槽体的传动系统、设置在槽体内的至少一个阳极极板,金属带与电源的负极相连,阳极极板与电源的正极相连接,阳极极板与金属带之间具有间隙,连续电镀装置还包括用于安装阳极极板的阳极箱、用于向阳极箱内输送镀液的镀液供给系统,阳极箱包括箱体、设置在箱体内并将箱体分成多个镀液腔的多层阻尼格栅,箱体具有与最下层的镀液腔相连通的镀液入口、位于阳极极板的上方并与最上层的镀液腔相连通的镀液出口,阳极极板、镀液出口位于箱体的同侧,镀液出口沿其高度方向具有不同的宽度。该小间隙、无边缘罩结构的连续电镀装置,电镀效率高、生产成本低,电镀后的镀层均匀。

Description

连续电镀装置
技术领域
本发明属于电镀金属领域,尤其是涉及一种连续电镀装置。
背景技术
目前,在镀锌钢板的生产中,由于电镀锌层具有结合紧密、杂质成分少等优点,广泛使用电镀工艺,主要有用于生产制罐业的电镀锡板以及用于汽车业等的电镀锌板。对钢板进行镀层时,根据实际应用的需要采用具有不同设计的电镀装置,电镀装置的设计是电镀工艺的重要特征之一。近20年来,世界范围内不断致力于新型的电镀装置的开发以解决电镀工艺中存在的:如在生产单面镀产品时,镀层金属在非镀层侧的沉积及缠绕;单个电镀槽的工作电流小、与厚镀层要求不相适应,设备投资及成本高;镀层金属合金成分不稳定等问题。
在WO94/10360中公开了一种金属带的单面电镀镀膜装置,围绕被驱动的阴极带电辊有接触地引导一外侧待镀膜的金属带,该金属带经过一转向辊以与带电辊尽可能小的间距被输送给带电辊,在镀层之后,在相对的另一侧通过另一转向辊送走。金属带穿过一个间隙空间,一种镀液也流过该空间,在该空间内金属带被镀上镀层。由带表面与相对设置的阳极极板构成的间隙空间的侧面被密封,密封件在带电辊的轴向上调节,以适应被镀层的金属带的不同宽度。各密封件分别以一密封段支撑在待镀金属带的边缘区域,这些支撑的密封段以一包容角与镀膜金属带的表面接触,该包容角的大小在金属带进入镀液时提供足够的密封。这种装置可以对不同宽度的金属带进行单面镀层。虽然在对窄的金属带镀层时,用不到的带电辊的部段被避免电镀镀层,但是密封段在金属带上的支撑存在缺陷,特别是在对非常薄的金属带,被镀层的金属带拉过的这些密封段会留下痕迹,因此,在后续的一个工序中必须将这种带的边缘区域切掉。
专利号为“ZL98803897.8”,名称为“进行连续电镀沉积过程的装置”的中国发明专利公开了一种对带电辊的用不着的区域作了有效保护,从而避免不希望的电镀镀层的装置,该装置主要是在带电辊的各侧面均设置一由电绝缘材料制成的屏蔽带。由于需要设置屏蔽带,使得电镀设备设置变得复杂、成本也较高,而且该电镀装置只能用于金属带的单面镀层。
电流密度的大小是影响电镀效率的关健因素之一,由电化学可知,高速的镀液允许使用较高的电流密度,为了获得高电流密度,提高电镀效率,现有技术中主要是通过将镀液从循环槽泵入到镀槽中,充分利用重力将镀槽中的镀液加速,这就对泵流量的控制精度要求非常高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足而提供一种小间隙、无边缘罩结构的连续电镀装置,该电镀装置电镀效率高、生产成本低,电镀后的镀层均匀。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种用于使金属带表面带上金属镀层的连续电镀装置,包括槽体、用于带动金属带通过槽体的传动系统、设置在槽体内的至少一个阳极极板,金属带与电源的负极相连,阳极极板与电源的正极相连接,阳极极板与金属带之间具有间隙,连续电镀装置还包括用于安装阳极极板的阳极箱、用于向阳极箱内输送镀液的镀液供给系统,阳极箱包括箱体、设置在箱体内并将箱体分成多个镀液腔的多层阻尼格栅,箱体具有与最下层的镀液腔相连通的镀液入口、位于阳极极板的上方并与最上层的镀液腔相连通的镀液出口,阳极极板、镀液出口位于箱体的同侧,镀液出口的两相对侧壁沿高度方向变化。
槽体为立式镀槽。连续电镀装置还包括用于调节阳极极板与金属带之间间隙的大小的调节机构。调节机构为液压缸,且液压缸的活塞杆与阳极箱相固定连接。
箱体采用玻璃钢制成,且玻璃钢的基体材质为阻燃型环氧树脂。镀液出口为“V”形,镀液输送系统包括循环槽、用于向阳极箱内输送镀液的变频泵,调节变频泵的转速可精确调节镀液流量使箱体具有不同的充注高度,从而可使镀液流出宽度与金属带的宽度相一致。
所述的阳极极板上均匀分布有出液孔,保证镀液压力在极板上最佳分配。
箱体的底部可拆卸地设置有盖板,方便对对箱体内的垃圾及时清理。
阳极极板与金属带之间的垂直距离自上向下逐渐减小。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
电镀装置包括有具有多层阻尼格栅的阳极箱,阳极箱作为载体用于固定安装阳极极板的同时,还可用于调节镀液的流速及流体状态,使镀液呈层流状态流经极板,保证镀层均匀和防止边部增厚,无需设置复杂的边缘罩系统;阳极极板与金属带之间的间隙可以很小,允许使用较小的槽压,降低生产成本;由于镀液自上而下通过阳极极板与金属带之间的间隙,镀液在重力的作用下加速,可获得较高流速,从而可在较高电流密度下电镀,得到的镀层细致,光滑,耐蚀能力更强。
附图说明
图1为本发明的示意图;
图2为本发明的阳极箱的左剖视示意图;
图3为本发明的阳极箱的主剖视示意图;
1、槽体;2、金属带;3、阳极极板;4、阳极箱;5、导电辊;6、间隙;7、定位辊;40、箱体;41、镀液腔;42、阻尼格栅;400、镀液入口;401、镀液出口;43、盖板。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行说明:
如图1至图3所示,以用于带钢的电镀锌工艺的电镀装置为例对本实施例进行详细说明:
连续电镀锌装置主要包括槽体1、阳极极板3、金属带2、分别设置在槽体1的两侧部用于固定安装阳极极板3的两个阳极箱4、金属带2的传送系统、镀液输送系统、其它辅助设备。
槽体1为立式镀槽,用碳钢焊接而成,内衬耐酸橡胶,槽体1上连有各种法兰,回流口等。
金属带2从槽体1的一侧口部进入,从另一侧口部传出,在槽体1口部的两侧部分别设置有可转动的导电辊5,位于槽体1的底部中心位置设有定位辊7,导电辊5的传动,采用AC齿轮电机,变频控制为5.5千瓦。在各导电辊5上还设置有夹紧辊(图中未显示),夹紧辊用于使金属带2与导电辊5结合良好,使金属带2带上负电.定位辊7,辊面衬胶,将槽体1入口下方的金属带2精确定位。
槽体1的两侧部分别设有两台并排设置的阳极箱4。
阳极箱4包括箱体40、设置在箱体40内的多层阻尼格栅42,阻尼格栅42将箱体40分割成多个镀液腔41,阳极极板3位于阳极箱4的与金属带2相对的侧部,并构成箱体40的部分侧壁。箱体40具有与最下层的镀液腔41相连通的镀液入口400、、位于阳极极板3的上方并与最上层的镀液腔41相连通的镀液出口401,镀液出口401与阳极极板3位于箱体40的同侧。
镀液供给系统包括循环槽、用于将循环槽中的镀液泵出的变频泵。
镀液通过变频泵泵入到阳极箱4内,依次流经各层阻尼格栅42至阳极箱4顶部的镀液出口401,然后从镀液出口401溢流到阳极极板3与金属带2的间隙6内,阳极极板3选择不溶性电极,尺寸稳定,材质为Ti金属上覆一层IrO2。镀液在重力作用下在阳极极板3与金属带2之间的间隙6内加速,因而,镀液在间隙的上半部分速度要大于下半部分,在下半部分,镀液的速度可以高达4M/S左右。朝向槽体1底部的镀液速度在重力作用下递增,将会引起底部区域镀液的收缩,导致出现朝向金属带2边部的不均匀的夹杂有气穴的流体。为了避免这种现象的发生,通过使用V形间隙来防止。获得V形间隙的方法是将阳极箱4轻微倾斜,使阳极极板3的上端与金属带2之间的距离略大于下端与金属带2之间的距离。
箱体40的底部中心位置处可拆卸地设置有盖板43,以方便清除箱体40内的垃圾和清洗箱体40的内部。
另外,阳极极板3上均匀分布有出液孔,由于阳极极板3构成箱体40的部分侧壁,当镀液自下而上通过箱体40时,镀液也会穿过阳极极板3上的出液孔进入到间隙6中以使压力分配最佳化,从而流量最佳化,这对于单面镀尤为重要。采取以上这些措施的目的是为了保证阳极极板3与相应宽度的金属带2之间的间隙均匀充满镀液。这对获得沿带钢宽度方向很均匀的镀层是很重要的。
镀液出口401沿其高度方向具有不同的宽度,在本实施例中为“V”形,通过调节变频泵的转速或人工调节镀液入口400的开口度可实现镀液进入阳极箱4中的流量的大小,以改变最上层的镀液腔41内镀液的充注高度,保证从镀液出口401溢流流出的镀液的宽度与金属带的宽度保持一致,只在金属带2与阳极极板3之间的间隙6内充满镀液,从而,镀液可以在一个与金属带2表面平行的平面上,沿着金属带2的边缘自由流出间隙6,因为镀层厚度在整个金属带端面上是均匀的,理论上不会扩散到非镀层中去。因而,不再需要复杂的边缘罩系统,从而缩小间距、降低成本、提高效率。
连续电镀装置还包括用于调节阳极极板3与金属带2之间的距离的调节机构,调节机构为液压缸,液压缸的活塞杆与阳极箱4固定连接。调节结构可自动控制阳极箱的位置,防止阳极极板3与金属带2直接接触烧毁和利于金属带的单面镀层和双面镀层的转换。
在进行单面镀时,只有镀层侧的阳极箱4中泵入了镀液,另一侧的阳极箱4由液压缸移开,电流也切换到镀层侧的阳极极板3上,另一侧的阳极极板3脱离电镀过程。使用这种结构,可以有效地避免锌层的边部增厚现象,以及锌层在另一侧非镀层的缠绕现象。镀液在重力作用下的流体宽度预先设定为与金属带的宽度相等,锌层在金属带的边部即停止,这样完全可以不必要再使用复杂的边缘罩系统。在进行双面镀时,阳极箱4移向金属带2,镀液供给阀自动打开,镀液也泵入到该阳极箱4的顶部。

Claims (10)

1、一种用于使金属带表面带上金属镀层的连续电镀装置,包括槽体(1)、用于带动金属带(2)通过所述的槽体(1)的传动系统、设置在所述的槽体(1)内的至少一个阳极极板(3),所述的金属带(2)与电源的负极相连,所述的阳极极板(3)与电源的正极相连接,所述的阳极极板(3)与所述的金属带(2)之间具有间隙(6),其特征在于:所述的连续电镀装置还包括用于安装所述的阳极极板(3)的阳极箱(4)、用于向所述的阳极箱(4)内输送镀液的镀液供给系统,所述的阳极箱(4)包括箱体(40)、设置在所述箱体(40)内并将所述的箱体(40)分隔成多个镀液腔(41)的多层阻尼格栅(42),所述的箱体(40)具有与最下层的所述的镀液腔(41)相连通的镀液入口(400)、位于所述的阳极极板(3)的上方并与最上层的所述的镀液腔(41)相连通的镀液出口(401),所述的阳极极板(3)、所述的镀液出口(501)位于所述的箱体(40)的同侧,所述的镀液出口(401)的两相对侧壁之间的距离沿高度方向变化。
2、根据权利要求1所述的连续电镀装置,其特征在于:所述的槽体(1)为立式镀槽。
3、根据权利要求1所述的连续电镀装置,其特征在于:所述的镀液供给系统包括循环槽、用于向所述的阳极箱(4)输送镀液的变频泵。
4、根据权利要求1所述的连续电镀装置,其特征在于:所述的镀液出口(401)为“V”形。
5、根据权利要求1所述的连续电镀装置,其特征在于:它还包括用于调节所述的间隙(6)的大小的调节机构。
6、根据权利要求5所述的连续电镀装置,其特征在于:所述的调节机构为液压缸,且液压缸的活塞杆与所述的阳极箱(4)固定连接。
7、根据权利要求1所述的连续电镀装置,其特征在于:所述的阳极箱(4)由玻璃钢制成,且玻璃钢的基体材质为阻燃型环氧树脂。
8、根据权利要求1所述的连续电镀装置,其特征在于:所述的箱体(40)的底部可拆卸地设置有盖板(43)。
9、根据权利要求1所述的连续电镀装置,其特征在于:所述的阳极极板(3)上均匀分布有出液孔,所述的阳极极板(3)构成所述的箱体(4)的部分侧壁。
10、根据权利要求1所述的连续电镀装置,其特征在于:所述的阳极极板(3)与所述的金属带(2)之间的垂直距离自上而下逐渐变小。
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