CN101542023B - 用于电镀车轮的辅助阳极 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电镀车轮表面的装置，更具体地涉及用于电镀车轮的辅助阳极，该辅助阳极能够通过向形成在车轮处的诸如孔之类的空腔人工地施加电流而在整个车轮上形成厚度均匀的电镀层，并且能够自由改变其构造以可变地应付各种形状的车轮。

Description

用于电镀车轮的辅助阳极

技术领域

本发明涉及一种用于电镀车轮表面的装置，更具体地涉及用于电镀车轮的辅助阳极，该辅助阳极能够通过向形成在车轮处的诸如孔之类的空腔人工地施加电流而在整个车轮上形成厚度均匀的电镀层，并且能够自由改变其构造以可变地应付各种形状的车轮。

背景技术

通常，电镀是一种利用电沉积现象的表面处理技术。在电镀过程中，被电镀的物体用作阴极，待沉积金属的电镀溶解部件用作阳极，阴极和阳极被浸入包含待沉积的金属离子的电解液中，并且施加电流，使得金属离子通过电解过程被沉积和涂覆在物体表面。

电镀技术广泛用来使电镀物体美观，增强其耐磨性或防止其腐蚀。通常，银、金、铜、镍等具有低电离倾向和低活动性的金属一般用作电镀用金属。

参见图1，普通车轮1包括安装有轮胎的轮缘2和一体形成在轮缘2一侧部上并形成车轮外表的轮盘3。轮缘具有预定宽度从而与轮胎紧密接触。

包括位于车轮1中心部分的轮毂11的轮盘3固定到轮轴并具有空腔11’、在车轮前表面上形成为径向布置在轮毂11周围的螺栓孔12、连接轮毂11和轮缘2的连接法兰13。另外，在连接法兰13处形成具有各种形状的孔(见图3中的14)。

参见图2，对具有上述形状的普通车轮1进行电镀以达到美观、增强耐磨性或防止腐蚀的目的。一般而言，用于电镀沉积的电镀溶解部件22设置在其内具有电解液的电镀槽21中，车轮1被浸入，向电镀溶解部件22施加阳极电力，并且向作为被电镀物体的车轮1施加阴极电力。因此，待通过电解过程沉积的金属离子电镀在车轮1的表面上。

但是，根据上述技术，由于向车轮轮盘3的表面施加高电流，因此在轮盘表面上以均匀厚度进行电镀。相反地，由于向诸如螺栓孔12和孔14之类的空腔的内表面仅施加低电流，所以对金属离子的诱导率减小。因此，即使在相同的电镀时间进行电镀，此处形成的电镀层厚度也较小。

由于电镀层厚度不均匀，在电镀层厚度相对较小的部分常常会发生腐蚀，并且在车轮上产生色差。因此，成品的质量明显下降。

另外，车轮通常通过两种工艺进行电镀，即，铜电镀工艺和镍电镀工艺。问题在于，由于这两种电镀工艺，施加有高电流的轮盘3的表面和施加有低电流的空腔的内表面之间的差异变得严重。当车轮被安装在车辆上并且车辆被驱动时，电镀层厚度的差异会引起车辆的不平衡，所以燃料效率和舒适性变差。

为了解决上述问题，已经延长了电镀过程的作业时间。但是，作业时间的延长会导致由于施加高电流而已经具有足够镀层厚度的轮盘表面又被额外地电镀。因此，其电镀层厚度不必要地增加。结果，出现生产率下降，车轮的制造成本增加，并且车轮的重量增加这样的问题。

当车轮被安装到车辆上时，由于车轮重量的增加，车辆的整体重量增加了。结果出现了一些问题，即，诸如燃料效率、加速性能和瞬时加速度之类的车辆性能特性下降。

发明内容

本发明用来解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种用于电镀车轮的辅助阳极，其能够通过向形成在车轮处的诸如孔之类的空腔人工地施加电流，从而补充和增加在现有技术中施加低电流的部分的电镀层厚度，因此使得整个车轮的电镀层厚度均匀。

而且，本发明的另一个目的是提供了一种用于电镀车轮的辅助阳极，其能够自由改变构造以可变地应付各种形状的车轮。因此，可以提高在每一相同作业时间内的电镀效率和生产率，减少电镀成本，并且得到最优镀层厚度以使被电镀车轮的重量最小，从而解决现有技术中由镀层厚度差异引起的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的实施方式，用于电镀车轮的辅助阳极包括：阳极板，在其上分散形成多个紧固孔；设置在所述阳极板的中心的插入突起，其从所述阳极板的前表面伸出，并插入被电镀车轮的空腔中；多个阳极棒，它们被固定到所述阳极板的多个紧固孔中并且从所述阳极板的前表面伸出；多个外电极板，它们被固定在所述阳极板的周边部分；以及电力连接导线，其连接到所述阳极板并从该阳极板延伸，用来将高电流施加到所述阳极棒和所述外电极板上。所述多个阳极棒和外电极板选择性地固定到分散形成在所述阳极板上的紧固孔中，从而根据被电镀车轮的形状变化调整阳极棒和外电极板的固定位置。

所述阳极板可以包括形成该阳极板的外周边的外轮缘、与所述外轮缘径向隔开预定距离的内轮缘、以及形成于所述阳极板中心的中心轮盘，该中心轮盘与所述内轮缘径向隔开预定距离。所述外轮缘和所述内轮缘可通过从所述中心轮盘径向延伸的多个连接部分彼此连接。

在所述插入突起上可以沿周向连续形成多个齿，这些齿的周边具有预定深度的凹槽。

每个外电极板可包括固定于所述阳极板的周边部分的固定部分、以及从所述固定部分延伸并弯折预定角度的电极板。在所述固定部分处可以以规则的间隔形成多个半径调整孔，从而可在径向上调整从所述阳极板的周边部分延伸的每个外电极板的长度。

如上所述，根据本发明的用于电镀车轮的辅助阳极，可以通过向形成在车轮处的诸如孔之类的空腔人工地施加电流，从而补充和增加施加低电流部分的电镀层厚度，因此在整个车轮上形成厚度均匀的电镀层。

而且，本发明提供了一种用于电镀车轮的辅助阳极，其能够自由改变构造以可变地应付各种形状的车轮。因此，可以提高每一相同作业时间内的电镀效率和生产率，减少电镀成本，并且得到最优镀层厚度以使电镀车轮的重量最小，从而解决现有技术中由镀层厚度差异引起的问题。

附图说明

图1为普通车轮的示例的立体图。

图2为用于将图1所示的车轮电镀的普通电镀装置的布置的示意图。

图3为具有各种形状的车轮的其它示例的侧视图。

图4为根据本发明实施方式的用于电镀车轮的辅助阳极的前视立体图。

图5为图4所示的用于电镀车轮的辅助阳极的后视立体图。

图6为图4所示的用于电镀车轮的辅助阳极中所包括的插入突起的立体图。

图7为图6所示的插入突起的分解立体图。

图8为图4所示的用于电镀车轮的辅助阳极中所包括的外电极板的立体图。

图9为用于电镀车轮并且使用图4所示的用于电镀车轮的辅助阳极的电镀装置的布置的示意图。

图10为在通过图4所示的用于电镀车轮的辅助阳极进行电镀的车轮上测量镀层厚度的部分的立体图。

具体实施方式

下面将参照附图详细说明根据本发明实施方式的用于电镀车轮的辅助阳极100的构造。同时，与图1到3中相同的结构用相同的附图标记表示，并且省略对它们的详细说明。

参见图4和5，根据本发明实施方式的用于电镀车轮的辅助阳极100包括：阳极板110，在其上分散形成有多个紧固孔114、114a、114b和114c；设置在阳极板110的中心的插入突起120，其从阳极板的前表面伸出；多个阳极棒130，它们径向布置在阳极板110的中心周围，固定在阳极板上，并且从阳极板的前表面伸出；外电极板170，其被固定在阳极板110的周边部分；以及电力连接导线140，其连接到阳极板110的后表面并从该后表面延伸，用来将高电流施加到阳极棒130和外电极板170上。

在此情况下，被装配到插入突起120上的把手150从阳极板110的后表面伸出。因此，当将辅助阳极100附接在车轮1上或从车轮1卸下时，使用者可以抓握把手150。

阳极板110被定位在施加阴极电力的车轮(1，见图5)附近，并且用于对车轮1进行均匀电镀。阳极板110的形状没有特别的限制。只要阳极板具有与车轮1对应的面积以靠近车轮1定位并且对车轮1进行均匀电镀，阳极板就可以是任何形状。优选地，阳极板110可以是对应于车轮1的圆形形状的圆形板。更优选地，阳极板110具有以下结构。

参见图4，阳极板110包括形成阳极板110外周边的外轮缘111、与外轮缘111径向隔开预定距离的内轮缘160、以及形成于阳极板110中心的中心轮盘112，该中心轮盘与内轮缘160径向隔开预定距离。而且，优选的是外轮缘111和内轮缘160通过从中心轮盘112径向延伸的多个连接部分113彼此连接。

多个紧固孔114、114a、114b和114c形成在阳极板110的外轮缘111、内轮缘160、连接部分113和中心轮盘112上。紧固孔114、114a、114b和114c形成在各个位置以分散在阳极板110上。下面说明的阳极棒130和外电极板170被固定在紧固孔114、114a、114b和114c处。可以通过在图3所示的具有各种形状的车轮(1a到1f)上形成具有各种形状和位置的孔(14a到14f)而将阳极棒130和外电极板170紧固在阳极板110上。因此，本发明能够被应用到任何类型的车轮上。

紧固孔114、114a、114b和114c包括单个紧固孔114和由单个紧固孔114相互连通构成的紧固孔114a、114b和114c。由于紧固孔114、114a、114b和114c的形状和数量仅仅是示例性的，所以可以设计各种形状的紧固孔。

但是总而言之，在阳极板110处形成多个紧固孔，并且本发明的范围还包括这样的结构，其中根据车轮1的形状利用多个分散的紧固孔自由改变阳极棒130和外电极板170的位置。

阳极板110可以通过冲压来制造，并且优选地阳极板110由重量轻、硬度高并且耐腐蚀性高的钛制造。

插入突起120被固定在阳极板110的中心并且从阳极板的前表面伸出。插入突起装配到待电镀车轮1的空腔11’，使得用于电镀车轮的辅助阳极100与车轮1对齐。普通车轮1可能具有如图3所示的各种形状，但是相同之处在于都形成有装配在轮轴处的空腔11’。

参见图6和7，插入突起120包括本体123，本体123包括上板125、下板127和外周被橡胶环122环绕的中间板121。插入突起120穿过阳极板110前表面的中心(即，穿过中心轮盘112)装配在阳极板110上，并且装配到从阳极板110的后表面伸出的把手150。

插入突起120在从阳极板110前表面的中心伸出的同时插入空腔11’。当把手150在该状态下旋转时，形成在连接到把手上的连接杆151的端部处的膨胀块152使中间板121径向膨胀并且使插入突起120被压靠在车轮1的空腔11’的内表面上。参见图7，中间板121被部分切除从而径向膨胀或收缩。

但是问题在于，即使在插入突起120被压靠在空腔11’的内表面上的同时进行电镀过程，对空腔11’的内表面的电镀也不令人满意。

在根据本发明实施方式用于电镀车轮的辅助阳极100中所包括的插入突起120的周边上，沿周向连续形成周边具有预定深度的凹槽的多个齿129。

因此，当插入突起120被压靠在空腔11’的内表面上的面积最小化时，电镀液顺畅地通过具有预定深度且形成在齿129上的凹槽流入空腔中。因此，空腔11’的内表面能够被均匀的电镀。

每个齿129的形状或齿129的凹槽的深度没有特别的限制。只要通过使插入突起120被压靠在空腔11’的内表面上的面积最小化而将空腔11’的内表面均匀电镀，齿就可以具有任何形状和凹槽深度。

回到图4和5，每个阳极棒130由钛制造，并且包括具有螺纹131a的固定部分131和从固定部分131一体延伸的电极部分132。优选的是，电极部分132的外表面涂覆有铱，从而具有良好的导电性、耐腐蚀性，延长使用寿命，等等。

如果阳极棒130的电极部分132涂覆有铱，则电极部分的熔点上升到大约2447℃。因此，电极部分不易被熔化，从而可以防止电极部分132的损伤和破坏。

另外，因为可以根据螺纹的螺距调整而调整阳极棒130的固定部分131的长度，因此可以调整阳极棒130的伸出部分的长度。因此，可以适当地应付形成在如图3所示的具有各种形状的车轮1处的各个螺栓孔12的深度。

根据使用者的选择，通过使用分散在阳极板110上的多个紧固孔114、114a、114b和114c，可以将阳极棒130固定在阳极板上的各个位置。因此，可以根据待电镀车轮1形状的变化调整阳极棒130的固定位置，从而可以对各种车轮1进行电镀。

电力连接导线140连接到阳极板110的后表面上，并且用于向阳极板110施加阳极电力。可以通过电力连接导线140，向阳极棒130和下述的外电极板170施加高电流。电力连接导线140形成为具有适当的长度以使电力连接导线在电镀过程中暴露在外面。

如上所述，把手150被固定在插入突起120上并且从阳极板110的后表面伸出。因此，当握住把手150时，使用者将根据本发明用于电镀车轮的辅助阳极100固定到车轮1上。车轮1通过把手150的旋转使插入突起120压靠在空腔11’上的原理已经进行了描述。

如上所述，内轮缘160形成在阳极板110的外轮缘111和中心轮盘112之间以使其通过连接部分113连接到外轮缘和中心轮盘上。这使得辅助阳极可以适当地应付各种形状的车轮。但是，内轮缘160仅是示例性的。因此总而言之，本发明的范围包括具有各种形状的轮缘，其设置在中心轮盘112与形成阳极板110的周边的外轮缘111之间，从而应付各种形状的车轮。

外电极板170被固定到阳极板110的周边部分并且用于施加高电流以像阳极棒130那样对车轮进行均匀电镀。另外，当阳极板110接近车轮1时，外电极板170使阳极板110在预定位置与车轮1对齐，同时与车轮1的外轮缘2的内表面接触。

参见图8，每个外电极板170包括：固定部分172，其被固定在阳极板110的周边部分；以及电极板171，其从固定部分172延伸并且以预定角度弯折。

多个半径调整孔173以规则间隔形成在固定部分172处，从而能径向调整从阳极板110的周边部分延伸的每个外电极板170的长度。因为这些仅仅是示例性的，所以图8所示的半径调整孔173的数量和形状可以以各种方式修改。总之，本发明的范围包括这样的结构，其中通过形成在阳极板110处的紧固孔114将外电极板固定到阳极板上，并且形成多个半径调整孔以调整外电极板170的径向长度。

下面将参照图9详细说明车轮1的电镀操作，该操作通过根据本发明实施方式用于电镀车轮的辅助阳极100进行。

根据本发明的辅助阳极100被固定在车轮1的轮缘2的内部。使用者将从阳极板110的前表面的中心伸出的插入突起120插入形成在车轮1后侧的轮毂11处的空腔11’中。然后，使用者旋转把手150以使插入突起120径向膨胀，使得插入突起120被压靠到空腔11’的内表面上。因此，辅助阳极100被固定在车轮1上。

在这种情况下，分散定位在阳极板110的前表面上的多个阳极棒130和外电极板170被插入到作为车轮1的空腔的螺栓孔12和多个孔14。

当如上所述被固定到车轮1上时，辅助阳极100被浸入到其内具有电解液的电镀槽21中而位于浸在电镀槽21中的电镀溶解部件22之间。向电镀溶解部件22施加阳极电力。

向作为电镀物体的车轮1施加阴极电力，并且阳极电源连接到固定在阳极板110上的辅助电极100的电力连接导线140上并且暴露于电镀槽21的外部，从而通过电力连接导线140向阳极棒130和外电极板170施加阳极电力。

当施加电力时，用于电镀的金属离子通过电镀槽21中的电解作用沉积，沉积的金属离子以均匀的厚度镀在施加有阴极电力的车轮1上。

在这种情况下，当向车轮1的轮缘2和轮盘3施加高电流时，沉积的金属离子形成电镀层。而且，通过阳极棒130和外电极板170向车轮1的供阳极棒130和外电极板170插入的螺栓孔12和孔14的内表面施加高电流。因此，金属离子沉积，从而与轮缘2和轮盘3上一样形成电镀层。

另外，因为电镀液顺畅地流入形成在插入突起120周边上的齿129的凹槽中，所以在空腔11’的内表面上形成均匀的镀层。

此外，车轮电镀工艺通常以两种工艺进行，即，铜电镀工艺和镍电镀工艺。如果根据本发明的辅助阳极100被用于执行铜电镀工艺和镍电镀工艺，那么可以通过供应高电流可靠地解决镀层厚度的不均匀，这种不均匀是由于现有技术中向车轮的空腔施加低电流造成的。

而且，因为在作为与现有技术中的低电流对应的车轮部分的车轮螺栓孔12和孔14的内表面上，镀层厚度增加，所以可以在车轮1的整个表面上同时形成厚度均匀的镀层，从而提高电镀质量，减小镀层厚度、时间和每一相同电镀时间的成本，并且提高生产率。

因此，可以补偿和增加车轮1的在现有技术中镀层厚度小并且最先发生腐蚀的螺栓孔12和孔14处的镀层厚度，并且能够解决可能由于车轮镀层厚度的不同而引起的车辆不平衡以及燃料效率下降且不舒适的问题。而且，根据本发明的辅助阳极100可以长时间使用，而不用考虑在电镀过程中氧化、腐蚀和损坏。此外，辅助阳极制造成本低并且便于使用。

下面将参照图10和实验数据说明根据本发明实施方式用于电镀车轮的辅助阳极100的实际实验结果。

在图10中，选择四个特定位置a、b、c和d，其中包括在车轮1的轮盘3表面上接近空腔11’的一个位置和位于孔14内表面上的一个位置，在这四个位置的每一个处测量镀层厚度。

下面的表1和2显示了在每个位置处通过镀镍或镀铜形成的镀层厚度。

(表1)

(表2)

表1和2中使用的单位是微米(μm)，并且偏差率表示轮盘表面的平均镀层厚度与孔内表面的镀层厚度之间的偏差。如上所述，现有技术的电镀表示未使用图2所示的单独的辅助阳极100进行的电镀。

参见表1，当在现有技术中镀镍时，轮盘表面的平均镀层厚度与孔内表面的镀层厚度之间的偏差率超过了80％。因此，可以看出这种电镀是非常不均匀的。其原因在于向轮盘表面施加高电流而向孔的内表面施加低电流。

与此相反，当使用根据本发明的辅助阳极100时，还能够通过阳极棒130和外电极板170向孔的内表面施加高电流。因此，可以看出整个偏差率是20％并且形成了非常均匀的镀层厚度。

参见表2，当在现有技术中镀铜时，轮盘表面的镀层厚度与孔内表面的镀层厚度之间的偏差率也超过了80％。因此，可以看出这种电镀是非常不均匀的。

与此相反，当使用根据本发明的辅助阳极100时，还能够通过阳极棒130和外电极板170向孔的内表面施加高电流，从而整个偏差率是55％，相对于镀镍较高。但是可以看出，与现有技术相比还是形成了非常均匀的镀层厚度。

参见下表3，能够看出本发明与现有技术相比的改善。

(表3)

	现有技术的电镀	使用辅助阳极的电镀	增加的镀层厚度
				镍	3.25	17.03	13.78
铜	5.5	20.12	14.62
				总和	8.75	37.15	28.40

表3中的镀层厚度表示在现有技术中施加低电流的孔14内表面的镀层厚度。如表3所示，在现有技术中施加低电流的孔14内表面的镀层厚度小于10μm。在施加低电流和高电流的部分处镀层厚度是非常不平衡的。但是，当使用根据本发明的辅助阳极100时，镀层厚度是10μm以上。所以，可以在整个表面上获得均匀的镀层厚度。

Claims (4)

1.一种用于电镀车轮的辅助阳极，该辅助阳极包括：

阳极板，在其上分散形成多个紧固孔；

设置在所述阳极板的中心的插入突起，该插入突起从所述阳极板的前表面伸出，并插入被电镀车轮的空腔中；

多个阳极棒，它们被固定到所述阳极板的多个紧固孔中并且从所述阳极板的前表面伸出；

多个外电极板，它们被固定在所述阳极板的周边部分；以及

电力连接导线，其连接到所述阳极板并从该阳极板延伸，用来将高电流施加到所述阳极棒和所述外电极板上，

其中，所述多个阳极棒选择性地固定到分散形成在所述阳极板上的紧固孔中，从而根据被电镀车轮的形状变化调整所述阳极棒的固定位置。

2.根据权利要求1所述的用于电镀车轮的辅助阳极，

其中，所述阳极板包括形成该阳极板的外周边的外轮缘、与所述外轮缘径向隔开预定距离的内轮缘、以及形成于所述阳极板中心的中心轮盘，该中心轮盘与所述内轮缘径向隔开预定距离，并且

所述外轮缘和所述内轮缘通过从所述中心轮盘径向延伸的多个连接部分彼此连接。

3.根据权利要求1所述的用于电镀车轮的辅助阳极，

其中，在所述插入突起上沿周向连续形成多个齿，这些齿的周边具有预定深度的凹槽。

4.根据权利要求1所述的用于电镀车轮的辅助阳极，

其中，每个所述外电极板包括固定于所述阳极板的周边部分的固定部分、以及从所述固定部分延伸并弯折预定角度的电极板，并且

在所述固定部分处以规则的间隔形成多个半径调整孔，从而可在径向上调整从所述阳极板的周边部分延伸的每个外电极板的长度。

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