CN107620114B - 一种电镀阳极装置及镀铬方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电镀阳极装置及镀铬方法。所述电镀阳极装置包括多根阳极杆，多根阳极杆通过支撑结构支撑形成笼状结构，该笼状结构用于套设在工件外圆上镀铬区域外侧，所述阳极杆与工件外圆之间存在间隙，所述笼状结构与工件外圆端部之间设有阴极垫片；所述阳极杆与阳极电连接，所述工件与阴极电连接。本发明的阳极装置结构简单，集笼型阳极、工件吊挂导电于一体，且安装方便快捷，实用性强，镀铬效果好。

Description

一种电镀阳极装置及镀铬方法

技术领域

本发明涉及一种电镀阳极装置及镀铬方法，属于特种工艺加工方法领域。

背景技术

随着工业发展及对产品使用寿命要求的增加，对于大型结构件工件，不再是对“主干”部位电镀，更增加了对“枝杈”等关键部位的电镀，常见于复杂工件支臂、耳叉等关键部位，由于镀铬溶液的分散能力差，电镀部位需与阳极平行，其中部分电镀部位与电镀槽中通用阳极不平行，且较为分散，而诸如此类结构电镀过程中受电力线难以集中，电流密度分散不均，电镀后导致镀层沉积厚度不均匀，电镀效率低。

如果刻意使工件旋转一定角度使电镀部位与外阳极平行，受其他部位及电镀槽尺寸影响，难以入槽，且增大电镀操作及安全风险；因此，需要设计电镀加工工艺过程中简单实用的工艺装置来获得均匀致密的合格镀层，实现其电镀过程。

发明内容

本发明旨在提供一种电镀阳极装置及镀铬方法，该阳极装置结构简单，集笼型阳极、工件吊挂导电于一体，且安装方便快捷，实用性强。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种电镀阳极装置，其结构特点是，包括多根阳极杆，多根阳极杆通过支撑结构支撑形成笼状结构，该笼状结构用于套设在工件外圆上镀铬区域外侧，所述阳极杆与工件外圆之间存在间隙，所述笼状结构与工件外圆端部之间设有阴极垫片；所述阳极杆与阳极电连接，所述工件与阴极电连接。

由此，本发明针对工件在电镀过程中，电镀部位与电镀槽中通用阳极不平行，诸如此类结构工件在电镀过程中受电力线难以集中，电流密度分散不均，电镀后导致镀层沉积厚度不均匀，电镀效率低。通过本发明的阳极装置，改变了工件电镀过程中电力线的分布，提高了工件电镀表面电流密度分布均匀性，且安装方便快捷，实用性强；同时，本发明有利于降低成产成本，提高了生产效率。

所述笼状结构与工件外圆端部之间设有阴极垫片，可有效地防止工件与阴极垫片接触圆周部位铬层致密，光滑，无毛刺。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

根据本发明的一种优选实施例，所述支撑结构包括用于套装在工件外圆上的阳极开口圈，以及用于通过转换结构固定在工件外圆端部的支撑盘；所述阳极杆的一端固定在阳极开口圈上，该阳极杆的另一端固定在支撑盘上，多根阳极杆与所述阳极开口圈、支撑盘一起形成所述笼状结构；所述阳极开口圈为金属件。由此，在保证阳极杆均匀可靠地支撑在工件外圆上镀铬区域外侧。

为了避免工件外圆端部在镀铬时出现毛刺和结晶粗大的现象，所述支撑盘与工件外圆端部之间设有阴极垫片；所述支撑盘与阴极垫片均为金属件， 支撑盘与阴极垫片对工件有保护阴极的作用。

优选地，所述转换结构为直接套装在工件端部外圆非镀铬区域上的转换轴套，该转换轴套外套装有所述支撑盘。这样支撑盘可以将非镀铬区域完全屏蔽住，从而保证镀铬区域的电镀效果。由此，转换轴套直接套装在工件外圆端部上并与工件相连。

优选地，所述转换轴套为绝缘材料支撑，优选转换轴套为聚四氟乙烯或有机玻璃制成。

为了方便固定阳极杆，所述支撑盘与所述阳极开口圈上均开有安装孔，所述阳极杆的相应端部装入该安装孔内。

为了方便安装转换轴套，所述转换轴套的外端具有手柄。

优选地，所述阳极杆位6-12根，各阳极杆均布在工件外圆上镀铬区域四周。整个阳极杆的长度方向与工件外圆的长度方向一致。

优选地，本发明尤其适用于工件树杈部位的镀铬，常见于复杂工件支臂、耳叉等关键部位，在电镀过程中受电力线难以集中，电流密度分散不均，电镀后导致镀层沉积厚度不均匀，电镀效率低，优选所述工件具有支臂或耳叉；所述笼状结构安装在该支臂或耳叉上。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用所述的电镀阳极装置对工件进行镀铬的方法，其包括如下步骤：

S1，将笼状结构套设安装在工件外圆上镀铬区域的外侧，使得各阳极杆分布在工件外圆上镀铬区域四周，所述笼状结构与工件外圆端部之间安装阴极垫片；

S2，将阳极杆与阳极电连接，将工件与阴极电连接，通电即可对工件的镀铬区域进行镀铬。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过笼形结构电镀阳极装置的设计，改变了复杂工件支臂、耳叉等“枝杈”部位工件的电镀工艺，通过该发明成果推广应用如下：

1.笼形结构电镀阳极装置装挂简单，电镀后镀层厚度均匀，外观光滑致密；

2.根据典型零件的设计分析及应用，本发明装置及设计方案可推广至支臂、耳叉等“枝杈”部位工件的电镀；

3.实用性强，尤其在镀后外观颜色均匀一致、厚度均匀性可控制在±5%以内，边缘无毛刺等结晶粗大现象。

4.本发明好学易懂，安装及拆卸方便，外形美观简洁。

本发明可应用于工件在电镀过程中，电镀部位与电镀槽中通用阳极不平行，常见于复杂工件支臂、耳叉等关键部位的电镀加工，工装设计简单实用，大幅度提高镀层的均匀性，保证镀层外观光滑致密，可更真实反应电镀工艺的对镀层性能稳定性的要求。

附图说明

图1是本发明一种实施例的笼形阳极装置使用状态图

图2是某工件电镀要求图示；

图3是本发明一种实施例的结构简图；

图4是本发明垫片设计图示，其中a）为正视图，b）为a）的A-A剖视图；

图5是本发明阳极开口圈设计图示，其中a）为正视图，b）为a）的B-B剖视图；

图6是本发明支撑盘设计图示，其中a）为正视图，b）为a）的C-C剖视图；

图7是本发明阳极杆设计图示；

图8是本发明转换轴套设计图示，其中a）为正视图，b）为a）的D-D剖视图。

在图中

1-阴极垫片；2-阳极开口圈；3-支撑盘；4-阳极杆；5.转换轴套；6-紧固螺母；7-通用导电带；8-工件；9-镀铬区域；10-支臂或耳叉。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种笼形结构电镀阳极装置，如图1和3所示，所设计装置不受镀铬面结构及部位影响，将多根均布于镀铬圆周的阳极通过支撑盘及阳极开口圈组合设计为专用笼形结构阳极，并通过转换轴套，将阳极固定于零件，实现铬层电镀，同时在装置设计过程中对电镀铬层过渡区部位设计并安装阴极垫片，达到对铬层过渡区及电镀区域的精确电镀，获得均匀致密的镀层。

以某工件（图2所示）电镀为例，需要满足如下要求：

1）φX外圆部分进行镀铬，两段过渡区≤5mm（包括倒角），轮轴部分关于中心轴对称。

2）镀层厚度满足相关工艺规范要求。

3）镀后外观颜色一致、光滑（镀铬）、致密、无毛刺、镀层厚度均匀（±10%范围内）。

各部件设计原则及作用介绍如下：

1、阴极垫片1（钢制件）的设计：

a、φt1：同工件尺寸φX，避免φX镀层边缘出现毛刺、结晶粗大等现象。

b、φt2：工件尺寸M+（1-2）mm。

c、h1：考虑对过渡区的控制，其设计尺寸为（3-5）mm。

2、如图5所示，阳极开口圈2设计：

a、φt3：用于工件外圆X圆周外安装电镀阳极，其设计尺寸为φX+（300-350）mm。

b、φt4：φt3-2φt7（φt7为阳极杆直径）。

c、M2：该螺纹孔与阳极杆一端M2固定安装，数量为（8-12）个，均布于圆周，其设计尺寸为φt7-（5-8）mm。

d、φt6：M2螺纹定位尺寸，其设计尺寸为1/2（φt3+φt4）。

e、h2：（5-8）mm即可，主要用于安装固定阳极杆，并保持其均布于圆周φt6。

3、如图6所示，支撑盘3（钢制件）的设计：

支撑盘3通过转换轴套5，将其安装固定于工件。

a、M3：与转换轴套5的M3相连。设计尺寸为M1+（15-18）mm（M1为工件螺纹）。

b、K：k=（15-20）mm，主要起支撑的作用，数量为6-12个，均布与φt4圆周。

c、d：其长度可等同于零件螺纹M1长度L1。

d、φt5：使阳极杆穿过该孔，并与螺母6安装，其设计尺寸为M2+1mm。

e、h3：可等同于h2。

4、阳极杆4（普通钢）的设计：

a、φ7：一般设计为（φ12-φ20）mm，可随工件尺寸φX实际尺寸增减，φ7尺寸不宜过小，太小所产生的电力线较弱，电镀效率低。尺寸偏大，会增加笼型阳极本身的重量，数量与阳极开口圈2中螺纹M2的数量相同。

b、M2、h2：尺寸分析见阳极开口圈2。

c、h4：根据其安装关系，穿入支撑盘3，并用螺母6安装固定，故设计尺寸为h4=h3+（15-18）mm。

d、h5：工件尺寸L2+d。

5、转换轴套5（聚四氟乙烯或有机玻璃）的设计：

a、M1、M3：分别与工件M1及支撑盘3M3连接，用于将“笼形阳极”固定安装于工件镀铬面圆周区域。

b、h6、d：分别为该件M1、M3螺纹长度，h6设计尺寸为L1。

c、h7：d+（5-8）mm。

d、φt8：限位作用，设计尺寸为M1+（5-8）mm。

e、h8、h9：安装手柄，方便现场操作，设计尺寸为20mm-30mm。

紧固螺母6与阳极杆h4端固定安装。

电镀通用导电带7为电镀工艺通用挂具，不做详细介绍。

利用上述的电镀阳极装置对工件进行镀铬时，先将笼状结构套设安装在工件8外圆上镀铬区域的外侧，使得各阳极杆分布在工件8外圆上镀铬区域四周；再将阳极杆与阳极电连接，将工件8与阴极电连接，然后整体置于镀铬溶液中，通电即可对工件8的镀铬区域进行镀铬。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种电镀阳极装置，其特征在于，包括多根阳极杆（4），多根阳极杆（4）通过支撑结构支撑形成笼状结构，该笼状结构用于套设在工件（8）外圆上镀铬区域外侧，所述阳极杆（4）与工件（8）外圆之间存在间隙，所述笼状结构与工件（8）外圆端部之间设有阴极垫片（1）；所述阳极杆（4）与阳极电连接，所述工件（8）与阴极电连接；

所述支撑结构包括用于套装在工件（8）外圆上的阳极开口圈（2），以及用于通过转换结构固定在工件（8）外圆端部的支撑盘（3）；所述阳极杆（4）的一端固定在阳极开口圈（2）上，该阳极杆（4）的另一端固定在支撑盘（3）上，多根阳极杆（4）与所述阳极开口圈（2）、支撑盘（3）一起形成所述笼状结构；所述阳极开口圈（2）为金属件。

2.根据权利要求1所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述阴极垫片（1）设置在所述支撑盘（3）与工件（8）外圆端部之间，且所述支撑盘（3）与阴极垫片（1）均为金属件。

3.根据权利要求1所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述转换结构为直接套装在工件（8）端部外圆非镀铬区域上的转换轴套（5），该转换轴套（5）外套装有所述支撑盘（3）。

4.根据权利要求3所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述转换轴套（5）为绝缘材料支撑。

5.根据权利要求4所述的电镀阳极装置，其特征在于，转换轴套（5）为聚四氟乙烯或有机玻璃制成。

6.根据权利要求1所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述支撑盘（3）与所述阳极开口圈（2）上均开有安装孔，所述阳极杆（4）的相应端部装入该安装孔内。

7.根据权利要求3所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述转换轴套（5）的外端具有手柄。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述阳极杆（4）为6-12根，各阳极杆均布在工件（8）外圆上镀铬区域四周。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述工件（8）具有支臂或耳叉；所述笼状结构安装在该支臂或耳叉上。

10.一种利用权利要求1-9中任一项所述的电镀阳极装置对工件进行镀铬的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，将笼状结构套设安装在工件（8）外圆上镀铬区域的外侧，使得各阳极杆分布在工件（8）外圆上镀铬区域四周，所述笼状结构与工件（8）外圆端部之间安装阴极垫片（1）；

S2，将阳极杆与阳极电连接，将工件（8）与阴极电连接，通电即可对工件（8）的镀铬区域进行镀铬。