CN101503810B - 电铸槽 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在精密模具表面覆盖金属层的电铸设备，具体地说是涉及一种电铸槽。它包括机壳、设在机壳体内的连续三个区域，分别为电铸净化区、电铸工作区和溢流净化区。电铸净化区内设有电解除金属杂质装置、加热装置和电铸药剂添加装置；电铸工作区内设有电铸阳极、电铸阴极以及电铸液搅拌器；所述溢流净化区内设有电铸液液位检测装置和补充装置。本专利实现了在连续生产中保持电铸液的纯净，解决了生产中电铸液受污染的问题，减少停机时间，提高生产效率。使电铸母模表面光洁度和平稳度都大大提高，电铸场所空气无异味，工作环境大大得到改善。

Description

电铸槽

技术领域

本发明涉及一种在精密模具表面覆盖金属层的电铸设备，具体地说是涉及该种设备中的电铸槽。

背景技术

电铸在工业中的应用日渐深入，主要用作制取各种难以用机械加工方法制造或加工成本很高的零件，在精密模具、航空航天、兵器制造等领域已经得到了许多重要应用，如光学精密模具、火箭发动机燃烧室、电加工电极、收音机电视录像记录盘、激光防伪商标模版等。

这类电铸产品通常有很高的精度要求，而且需要一定的厚度要求，如：作为回复反射器注塑模具用的光学模仁就需要有大概15mm厚度。然而，对于精度要求高的电铸产品，形成1mm的电铸层就需要24小时的电铸时间，因此如要形成20mm厚度的电铸层，便需要20天的电铸时间。在这漫长的沉积时间内，必须保证电铸液保持纯净及工艺参数(添加剂含量、温度、液位等)的稳定，若稍有差错就必须重新电铸再加工，从而更加影响效率。

现有的电铸槽只有一个电铸工作区，电铸液净化、添加、加温均在这个工作区内完成，很难保证电铸液保持纯净及工艺参数(添加剂含量、温度、液位等)的稳定，电铸效果不佳，电铸成功率不高，电铸母模表面光洁度和平整度不是很好。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种新型的高效连续净化电铸槽，实现了在连续生产中保持电铸液的纯净同时能稳定电铸的工艺参数，解决了生产中电铸液受污染的问题，减少停机时间，提高生产效率。

为了实现本发明目的，采用下述技术方案给予解决：

一种电铸槽，包括机壳、依次设在机壳体内的连续三个区域，分别为电铸净化区、电铸工作区和溢流净化区。

电铸净化区内设有电解除金属杂质装置、加热装置和电铸药剂添加装置进口；电铸工作区内设有电铸阳极、电铸阴极；所述溢流净化区内设有电铸液液位检测装置和补充装置。

电铸净化区与电铸工作区之间设有电铸液分区装置，电铸液从电铸净化区通过电铸液分区装置溢流至电铸工作区，电铸工作区与电铸净化区之间设有使电铸液能从机壳体外回流至电铸净化区的回流装置；电铸工作区与溢流净化区之间设有电铸液分区设备，电铸液从电铸工作区通过电铸液分区设备溢流至溢流净化区，溢流净化区与电铸净化区之间设有使电铸液能从机壳体外回流至电铸净化区的回流设备。

上述技术方案还可通过以下改动作进一步完善：

由于加热装置和药剂自动添加系统设在电铸净化区内，所述电铸净化区盛装电铸液的容积大于电铸工作区盛装电铸液的容积，且一般控制在1.5至5倍之间，以2倍左右较优，该设计保证电铸液工艺参数(添加剂含量、温度等)的稳定且符合在电铸工作区工艺要求，保证了电铸稳定。由于电铸净化区的电铸液总容量是电铸工作区1.5倍以上，同时电铸液在电铸净化区经过电解除金属杂质净化、温控系统加热、药剂自动添加系统后溢流进入电铸工作区，并单向流动。因此，电铸工作区中的电铸液被已经经过净化处理高纯度的药液合理的替换，从而保证了电铸工作区内的电铸液的纯净，并且保证了电铸工艺参数(添加剂含量、温度等)的稳定。另一方面，电铸液的循环使用，不需要由外界补充得到所述的电铸体系，因而在保障电铸工艺参数稳定的同时，能够极大的减少维护费用。

而电铸工作区盛装电铸液的容积大于溢流净化区盛装电铸液的容积，也一般控制在2到7倍之间，以4倍较优。在溢流净化区内补加的纯水，经过二次缓冲(流经溢流净化区和电铸净化区)后才进入电铸工作区最大限度的降低了工艺参数的波动，保证了电铸液工艺工作参数的稳定，为精密电铸提供了有力的保障，降低了生产成本。溢流净化区电铸液来源于电铸工作区的溢流，区内设置活性炭过滤系统消除大分子有机杂质污染，净化电铸液。

由于电铸液气味难闻，为了保证工作场所环境，把所述机壳侧壁设计为夹层结构，在高于电铸液液面的机壳侧壁内层设有进气口，机壳侧壁外层设有出气口，这样气味可以集中排放。

所述电解除金属杂质装置包括除杂质阳极和除杂质阴极，电铸的镍钴等金属在阳极添加，所述除杂质阴极为金属筛网，筛网横跨机壳插在电铸净化区内，电铸液从筛网穿过，筛网孔径在2-7mm，并制作成瓦楞状，用以增加电解的表面积。筛网表面积大于除杂质阳极表面积，除杂质阳极和筛网的表面积比小于1∶6，除杂质阴极电流密度约为0.1至0.2安培/平方分米，电铸液从筛网流过的同时，经过低电流密度电解净化，除去铜离子、锌离子等金属离子杂质，筛网一旦堵塞可以随时更换。

所述电铸净化区和电铸工作区之间的分区装置为两块扰流板，两块扰流板相离，靠近电铸净化区的第一扰流板两侧面与机壳侧壁内层连接，底面与机壳底面相离以使电铸液从第一扰流板底部通过，靠近电铸工作区的第二扰流板两侧面与机壳侧壁内层连接，底面与机壳底面连接，电铸液从第二扰流板顶面溢流进入电铸工作区。这样微小气泡一直处于电铸工作区的电铸液上面，避免了微小气泡进入电铸液内部吸附在电铸母模上形成气孔。

所述电铸工作区内在电铸阳极和电铸阴极之间设有电流挡板，电流挡板上开孔，孔的大小与安装在电铸阴极上的电铸母模的电铸面积一致，并且与电铸母模平行安装。该电流挡板模拟象形阳极的设计，最大限度的使电铸工作中整个电铸母模的电流密度均匀，减小了电流的绕流现象，保证了电铸产品质量稳定。

所述电铸工作区和溢流净化区之间的分区设备包括分区挡板，分区挡板两侧面与机壳侧壁内层连接，底面与机壳底面连接，电铸液从分区挡板顶面溢流至溢流净化区。电铸药液中的大分子有机杂质会悬浮在溢流净化区的电铸液的表面，这样含有大分子有机物漂浮物的电铸液经溢流收集，通过活性炭过滤装置，除去大分子有机杂质以保障精密电铸工作的顺利进行。过滤装置采用最大过滤孔径为1μm的精密过滤机，并在过滤机内装如颗粒状的活性炭对大分子有机杂质进行吸附。其每小时的过滤量为溢流净化区电铸液总量的五倍以上，以保证电铸液的纯净，减少电铸液中的大分子有机杂质影响。溢流进入溢流净化区的电铸液，经过活性炭过滤后进入进入电解净化区。

所述电铸液液位检测装置和补充装置为浮球阀。一旦电铸液液位低于设计时，浮球阀动作，溢流净化区内可得到纯水补充。

所述电铸工作区内的电铸液从机壳体外回流至电铸净化区所采用的回流装置包括回流管，回流管进口位于电铸工作区底部，回流管出口位于电铸净化区的除杂质阳极和除杂质阴极之间，回流后的电铸液可以重新得到净化。回流管上设有精密过滤器，该精密过滤器为现有技术，过滤装置采用最大过滤孔径为1μm的精密过滤器，精密过滤器每小时的过滤量为电铸工作区电铸液总量的十倍以上，以保证电铸液的纯净，减少电铸液中颗粒杂质的影响。

所述溢流净化区内的电铸液从机壳体外回流至电铸净化区所采用的回流设备包括回流管，回流管进口位于溢流净化区底部，回流管出口位于电铸净化区的除杂质阳极和除杂质阴极之间，回流后的电铸液可以重新得到净化。所述回流管上设有吸附大分子有机物的活性炭装置。

通过上述技术方案，可以得出本发明具有下述优点：本专利实现了在连续生产中保持电铸液的纯净，解决了生产中电铸液受污染的问题，减少停机时间，提高生产效率。使电铸母模表面光洁度和平稳度都大大提高，电铸场所空气无异味，工作环境大大得到改善。

附图说明

图1为实施例立体图；

图2为实施例另一角度立体图；

图3为实施例剖切后一部分产品立体图；

图4为实施例剖切后的另一部分产品立体图；

图5为实施例俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

实施例，结合图1至图5，一种电铸槽，包括机壳1、设在机壳体内的连续三个区域，分别为电铸净化区2、电铸工作区3和溢流净化区4，电铸净化区2装的电铸液体积为电铸工作区3的2倍，溢流净化区4装的电铸液体积为电铸工作区3的20％。机壳1侧壁为夹层结构，高于电铸液液面的机壳侧壁内层设有进气口11，机壳侧壁外层设有出气口12，出气口与外界连接的排气装置(图中未示出)连接，实现集中抽气排放。

电铸净化区2内起始端部设有除杂质阳极20和除杂质阴极21，所述除杂质阴极21为不锈钢筛网，筛网横跨机壳1插在电铸净化区内，筛网表面积大于除杂质阳极表面积。电铸净化区内还设有加热用的电发热管22和电铸药剂添加装置23，例如自动控制电铸液温度为50±1℃，自动调节氢离子浓度为4.1±0.1pH，通过添加剂的控制加入适当地自动调节电铸液的沉积应力。一旦电铸药剂添加装置检测到氢离子浓度或沉积应力偏离设定值，电铸药剂添加装置开启电铸药剂加入电铸净化区2，本实施例在图中只示出了电铸药剂添加装置进口，该装置为现有技术故省略。

电铸净化区2与电铸工作区3之间设有两块扰流板24、30，两块扰流板相离，第一扰流板24两侧面与机壳1侧壁内层连接，底面与机壳底面相离以使电铸液从第一扰流板24底部通过，第二扰流板30两侧面与机壳侧壁内层连接，底面与机壳底面连接，电铸液从第二扰流板30顶面溢流进入电铸工作区3。

电铸工作区3内设有电铸阳极31、电流挡板32、电铸阴极33。电铸母模为电铸阴极33。电铸阳极31和电铸阴极33之间设有电流挡板32(用于模拟象形阳极工作)，电流挡板32上开孔34，孔34的大小与安装在电铸阴极上的电铸母模的电铸面积一致。

电铸工作区3与电铸净化区2之间设有使电铸液能从机壳体外回流至电铸净化区的回流装置。所述回流装置包括回流管5A和回流管5B，回流管5A和回流管5B进口位于电铸工作区3底部，回流管5A和回流管5B出口位于电铸净化区2的位于除杂质阳极20和除杂质阴极21之间。所述回流管上设有精密过滤器(图中未示出)，每台精密过滤器每小时的过滤量为电铸工作区电铸液总量的十倍以上，以保证电铸液的纯净，减少电铸液中颗粒杂质的影响。同时加快电铸液的单向流动，起到强烈的搅拌效果，及时补充电铸层表面的离子浓度。与传统搅拌方法(如气体搅拌)相比具有效率高、不会从外界引入新的污染源(如空气中的灰尘等)等优点，减少了电铸工艺波动(如空气搅拌引起电铸液的温度波动)，提高了电铸的准确性。

电铸工作区3与溢流净化区4之间设有分区挡板40，分区挡板40两侧面与机壳侧壁内层连接，底面与机壳底面连接，电铸液从分区挡板顶面溢流至溢流净化区。

所述溢流净化区4内设有检测电铸液液位和补充纯水的浮球阀41。

溢流净化区4与电铸净化区2之间设有使电铸液能从机壳体外回流至电铸净化区的回流设备。所述回流设备包括回流管6，回流管6进口位于溢流净化区4底部，回流管6出口位于电铸净化区的除杂质阳极20和除杂质阴极21之间。所述回流管6上设有吸附大分子有机物的吸附器(图中未示出)。

尽管以上结合具体的实施例对本发明做了详细说明，但本发明不应该局限于上述的具体实施例或方案。在不超出本发明的精神和范围的前提下，本领域普通技术人员可以对上述的实施例、技术方案或技术特征组合进行修改。

Claims (8)

1.一种电铸槽，包括机壳、设在机壳体内的电铸工作区，电铸工作区内设有电铸阳极、电铸阴极，其特征在于：所述机壳体内还设有电铸净化区和溢流净化区，电铸净化区和溢流净化区分别位于电铸工作区两端，电铸净化区内设有电解除金属杂质装置、加热装置和电铸药剂添加装置进口，电铸净化区与电铸工作区之间设有电铸液分区装置，经过净化的电铸液从电铸净化区通过电铸液分区装置溢流至电铸工作区，该分区装置包括两块扰流板，两块扰流板相离，靠近电铸净化区的第一扰流板两侧面与机壳侧壁内层连接，底面与机壳底面相离以使电铸液从第一扰流板底部通过，靠近电铸工作区的第二扰流板两侧面与机壳侧壁内层连接，底面与机壳底面连接，经过净化的电铸液从第二扰流板顶面溢流进入电铸工作区；电铸工作区与电铸净化区之间设有使电铸液能从机壳体外回流至电铸净化区的回流装置；所述溢流净化区内设有电铸液液位检测装置和补充装置，电铸工作区与溢流净化区之间设有电铸液分区设备，电铸液从电铸工作区通过电铸液分区设备溢流至溢流净化区，该分区设备包括分区挡板，分区挡板两侧面与机壳侧壁内层连接，底面与机壳底面连接，电铸液从分区挡板顶面溢流至溢流净化区；溢流净化区与电铸净化区之间设有使电铸液能从机壳体外回流至电铸净化区的回流设备。

2.根据权利要求1所述电铸槽，其特征在于：所述电铸净化区容积为电铸工作区容积的1.5至5倍，电铸工作区容积为溢流净化区容积的2到7倍。

3.根据权利要求1或2所述电铸槽，其特征在于：所述机壳侧壁为夹层结构，高于电铸液液面的机壳侧壁内层设有进气口，机壳侧壁外层设有出气口。

4.根据权利要求1所述电铸槽，其特征在于：所述电解除金属杂质装置包括除杂质阳极和除杂质阴极，所述除杂质阴极为金属筛网，筛网横跨机壳插在电铸净化区内，筛网表面积大于除杂质阳极表面积。

5.根据权利要求1所述电铸槽，其特征在于：所述电铸工作区内在电铸阳极和电铸阴极之间设有电流挡板，电流挡板上开孔，孔的大小与安装在电铸阴极上的电铸母模的电铸面积一致。

6.根据权利要求1所述电铸槽，其特征在于：电铸液液位检测装置和补充装置为浮球阀。

7.根据权利要求4所述电铸槽，其特征在于：所述回流装置包括回流管，回流管进口位于电铸工作区底部，回流管出口位于电铸净化区的除杂质阳极和除杂质阴极之间，回流管上设有精密过滤器。

8.根据权利要求4所述电铸槽，其特征在于：所述回流设备包括回流管，回流管进口位于溢流净化区底部，回流管出口位于电铸净化区的除杂质阳极和除杂质阴极之间，所述回流管上设有吸附大分子有机物的吸附器。

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