CN1042573A

CN1042573A - 应用于焊机的电解水阳极及其制作方法

Info

Publication number: CN1042573A
Application number: CN89106935A
Authority: CN
Inventors: 邝钜炽; 赖兴华
Original assignee: NANFANG HARDWARE FACTORY HAINAN COUNTY; Foshan University
Current assignee: NANFANG HARDWARE FACTORY HAINAN COUNTY; Foshan University
Priority date: 1989-08-29
Filing date: 1989-08-29
Publication date: 1990-05-30
Also published as: CN1015186B

Abstract

一种应用于氢-氧焰焊机的电解水阳极。本阳极以低碳钢板为基体，采用自催化镍-磷合金镀的方法制成。不仅可满足焊接工艺高温、高电流密度工作条件的要求，而且比现有焊机中使用的不锈钢阳极成本降低80％，电解水产气量提高4～5％。

Description

本发明涉及一种应用于氢-氧焰焊机的电解水阳极及其制作方法。

长期以来，气焊方法以氧-乙炔焰焊接为主，该设备必须在有氧气供应的地区才能使用，而且乙炔气体对人体有害，还只能使用单支焊炬。为此，近期研制成功了电解水产生氢、氧气进行焊接的焊机。但由于焊接工艺的特殊要求，其电解阳极必须在高于一般电解水装置阳极数倍的电流密度（不小于23A/dm²）和高温（不低于80℃）下工作，所以目前只限于采用优质不锈钢材料制成。中国专利87212134提供了一种水解氢-氧火焰气焊装置，其特征之一是水解氢-氧发生器中的的上、下电极是由呈圆筒形的不锈钢板制成的。而不锈钢电极的缺点是材料费用昂贵，电极制作成本高，且不易焊接制作成形，使其应用受到一定的限制。

本发明的目的是为克服不锈钢阳极的不足，在保证符合焊机工艺要求的前提下，提供一种成本低、焊接制作成形容易，且产气量还比不锈钢阳极高的电解水阳极。

本发明是这样实现的：在以低碳钢为基体的阳极板表面上，用自催化镀的方法，镀上含镍至少90%，均匀致密的镍磷合金覆盖层。

下面详述本阳极的具体制作方法：用低碳钢板焊接成阳极所需的形状，通过常规的机械抛光和除油除锈的表面处理工序后，在其上面施行二次自催化镍-磷合金镀。第一次镀液成分有镍盐、还原剂、络合剂、稳定剂、PH维持剂。各组分的含量为：镍盐15～30g/l，还原剂8～15g/l，稳定剂1～10ppm，络合剂按下面任一种情况的摩尔比加入：①Ni²⁺：一元有机酸及盐＝1∶1～1∶4;②Ni²⁺：二元有机酸及其盐＝1∶1.2～1∶2;③Ni²⁺：三元有机酸及其盐＝1∶0.2～1∶1，PH维持剂0.5～20g/l，添加量以使镀液的PH值保持在4～6的范围内为准。第一次自催化镍-磷合金镀的温度为80～95℃，时间为30～40分钟。在第一次自催化镍-磷合金镀的基础上再进行第二次自催化镍-磷合金镀。第二次镀液的成份除含镍盐、还原剂、络合剂、PH维持剂和稳定剂外还加入促进剂。各组分的含量为：镍盐20～40g/l，还原剂20～30g/l，稳定剂1～5ppm，促进剂2～20g/l，络合剂按下面任一种情况的摩尔比加入：①Ni²⁺：一元有机酸及其盐＝1∶1～1∶4;②Ni²⁺：二元有机酸及其盐＝1∶1.2～1∶2，③Ni²⁺：三元有机酸及其盐＝1∶0.2～1∶1。PH维持剂5～20g/l，其添加量以使镀液的PH值保值在5.5～6.1的范围内为准。第二次自催化镍-磷合金镀的温度为80～90℃，时间为20～30分钟。组成镀液所用的镍盐可以是硫酸镍、氯化镍、醋酸镍、碳酸镍或次磷酸镍。络合剂可用有机酸和有机酸盐，如柠檬酸、柠檬酸钠、乳酸、苹果酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸及其盐、琥珀酸及其钠盐等。还原剂主要用次磷酸钠、亦可用硼氢化钠、肼及其衍生物、氨基硼烷。PH维持剂用醋酸钠、丙酸、硼酸、羟基乙酸钠、琥珀酸、酒石酸及其碱金属盐。稳定剂用醋酸铅、氯化铅、氯化锡、硫化锡及硫脲等。促进剂用碱金属的氟化物，琥珀酸及其钠盐。

本发明的原理是利用低碳钢本身的自催化性能实现催化化学镀过程，使镀液中的金属离子化学还原在呈催化活性的物体表面上。并选取适当的络合剂、还原剂和其他添加剂的配比，使基底金属出现连续可控的催化活性，以获得所要求的金属镀层。按照上述工艺方法，经过二次自催化镍-磷合金镀后，在低碳钢基体上便形成一个底层细密、面层有微晶的结合力良好的镍-磷合金覆盖层，从而得到一个电解有效表面积较大的耐高电流密度耐高温碱蚀的阳极。

下面列举一个实现本发明的实施例。

用A₃钢板制作成所需的阳极形状，经过常规表面处理后进行第一次自镍化镍-磷合金镀。采用的配方和工艺条件为：硫酸镍25g/l，醋酸钠10g/l，次磷酸钠15g/l，柠檬酸钠7g/l，醋酸铅1ppm，PH＝4.5，温度为90℃，化学镀时间35分钟，然后将其水洗，用5%盐酸活化0.5分钟再水洗后进行第二次自催化镍-磷合金镀。采用的配方和工艺条件为：硫酸镍25g/l，次磷酸钠20g/l，琥珀酸15g/l，苹果酸20g/l，醋酸铅3ppm，PH＝5.8，温度90℃，化学镀时间25分钟。经过上述工艺方法处理后便制成一个表面均匀覆盖有牢固致密的镍磷合金层的碳钢体电解水阳极。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1.采用低碳钢为阳极基体，材料费用低，易于焊接制作成形，其成本比不锈钢阳极的成本降低80%;

2.阳极表面对氧气的超电位较现有的不锈钢阳极小，提高了电流效率，产气量可提高4～5%;

3.本阳极较现有的不锈钢阳极，在相同电流密度下，槽电压较小，从而降低了焊机的电解能耗。

Claims

1、一种应用于焊机的电解水阳极，其特征在于该阳极以低碳钢板为基体，其表面自催化镀有含镍至少90%，均匀致密的镍磷合金覆盖层。

2、一种专用于制造焊机的电解水阳极的方法，其特征在于：

a.用低碳钢板焊接成阳极形状，通过常规的机械抛光和除油除锈的表面处理工序后施行二次自催化镍-磷合金镀;

b.第一次自催化镍-磷合金镀的镀液成分有镍盐、还原剂、络合剂、稳定剂、PH维持剂，各组分的含量是：镍盐15～30g/l，还原剂8～15g/l，稳定剂1～10ppm，络合剂按下面任一种情况的摩尔比加入;①Ni²⁺：一元有机酸及其盐＝1∶1～1∶4;②Ni²⁺：二元有机酸及其盐＝1∶1.2～1∶2;③Ni²⁺：三元有机酸及其盐＝1∶0.2～1∶1。PH维持剂0.5～20g/l，其添加量以使镀液PH值保持在4～6的范围内为准;

c.第二次自催化镍-磷合金镀的镀液成分除含镍盐、还原剂、络合剂、PH维持剂和稳定剂外还加入促进剂，各组分的含量是：镍盐20～40g/l，还原剂20～30g/l，稳定剂1～5ppm，促进剂2～20g/l，络合剂按下面任一种情况的摩尔比加入：①Ni²⁺：一元有机酸及其盐＝1∶1～1∶4;②Ni²⁺：二元有机酸及其盐＝1∶1.2～1∶2;③Ni²⁺：三元有机酸及其盐＝1∶0.2～1∶1。PH维持剂5～20g/l，其添加量以使镀液PH值保持在5.5～6.1的范围内为准;

d.第一次自催化镍-磷合金镀的温度为80～95℃，时间为30～40分钟，第二次自催化镍-磷合金镀的温度为80～90℃，时间为20～30分钟。

3、根据权利要求2的方法，其特征是镍盐可以是硫酸镍、氯化镍、醋酸镍、碳酸镍或次磷酸镍。

4、根据权利要求2的方法，其特征是络合剂可以是有机酸和有机酸盐。

5、根据权利要求2的方法，其特征是还原剂主要用次磷酸钠，也可以用硼氢化钠、肼及其衍生物、氨基硼烷。

6、根据权利要求2的方法，其特征是PH维持剂为醋酸钠、丙酸、硼酸、羟基乙酸钠、琥珀酸、酒石酸及其碱金属盐。

7、根据权利要求2的方法，其特征是稳定剂为醋酸铅、氯化铅、氯化锡、硫化锡及硫脲。

8、根据权利要求2的方法，其特征是促进剂为碱金属氟化物、琥珀酸及其钠盐。

9、根据权利要求4的方法，其特征是作为络合剂的有机酸和有机酸盐可用柠檬酸、柠檬酸钠、乳酸、苹果酸、甘氨酸、乙二胺四乙酸及其盐、琥珀酸及其钠盐。