CN108517545A - 一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺及电镀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺及电镀装置，所述超临界双色电镀工艺包括第一电镀工序、阻镀层设置工序、第二电镀工序和退除工序；所述阻镀层设置工序中，采用3D打印机，在需要保留第一种颜色金属镀层的区域，打印一层阻镀层；所述退除工序中，去除阻镀层；所述超临界电镀装置包括反应器，反应器上连接有双向联合混动搅拌系统，双向联合混动搅拌系统包括第一管路和第二管路，第一管路的两端连通所述反应器内部的前后端，且第一管路上串接有循环输送泵；第二管路的两端连通所述反应器内部的左右端，且在第二管路上设有用于使得反应器内的电镀液作往复流动的往复振荡器。采用本发明的电镀件致密性好、寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及电镀技术领域，具体涉及一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺及电镀装置。
背景技术
随着人们生活水平的提高及审美观的提升，单一镀种颜色已不能满足人们的需要，双色及多色电镀应运而生。它不仅外观美观且形式多样，已在非常多装饰品上应用。
现有的双色电镀工艺，通常是在零件上镀上第一色后，再用丝网印刷的方法覆盖一层阻镀层，使得零件表面的一部分被阻镀层遮挡，未遮挡部分再镀上第二色，电镀完成后去除阻镀层，从而形成双色。
上述双色电镀工艺中存在的问题是：
第一，采用丝网印刷阻镀层的方法有局限性，一般只能用于平面型零件，对于立体零件无法直接在零件上印刷阻镀层；另外，采用丝网印刷制版周期长，灵活性差。
第二，经过双色电镀的零件其镀层的致密性差，寿命周期短，不能满足长周期或超长周期的高档使用场合的需要。
为了满足立体金属标牌高质量、长周期使用寿命的要求，需要一种更先进的电镀工艺和电镀装置。
为了提高镀层的致密性，现有技术中出现了一种超临界电镀工艺和电镀装置。但是现有的超临界电镀装置也存在着不够完善的地方，例如采用超临界电镀装置进行电镀时，如何更好地保证反应器内电镀液浓度在电镀过程中的均匀性，其直接关系到电镀的质量。
现有技术中，为了解决反应器内电镀液浓度的均匀性问题，一般是采用两种办法：一种是在反应器底部安装磁力搅拌器，例如申请号为200580004599.5的中国专利申请文件中，采用磁力搅拌器实施在含有金属盐的水溶液与CO2共存条件下的电镀；另一种是采用阳极移动法或阴极移动法，例如申请号为201410412652.6的中国专利申请文件中，采用移动阳极法实施超临界复合电镀加工钻头，申请号为201610592776.6的中国专利申请文件中，采用移动阳极和阴极移动的方法实施超临界流体3D电沉积加工零部件。
上述两种方法的不足之处在于：采用磁力搅拌器进行搅拌时，靠近搅拌器周围的电镀液浓度均匀性好，远离磁力搅拌器位置的电镀液浓度均匀性差；采用阳极移动法或阴极移动法时，仅在阳极或阴极的周围实现了电镀液的局部交互流动，没有实现反应器内电镀液的全局更新流动，阳极或阴极周围局部的电镀液消耗较快，来不及及时更新；另外采用阳极移动法或阴极移动法需要在反应器内部来设置专门的移动机构，提高了装置的复杂性，从而在一定程度上降低了装置的工作可靠性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺及电镀装置，具体的技术方案如下：
一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺，包括如下工艺步骤：
步骤1、第一电镀工序：在立体金属标牌的外表面电镀上第一种颜色金属镀层；
步骤2、阻镀层设置工序：采用预制的具有阻镀作用的阻镀贴膜，在需要保留第一种颜色金属镀层的区域，粘贴一层阻镀贴膜，形成阻镀层；或者采用3D打印机，在需要保留第一种颜色金属镀层的区域，打印一层阻镀层；
步骤3、第二电镀工序：在第一种颜色金属镀层上再镀一层第二种颜色金属镀层；
步骤4、退除工序：去除阻镀层；
所述第一电镀工序和第二电镀工序中，包括采用CO2超临界电镀装置实施第一种颜色金属镀层和第二种颜色金属镀层的电镀。
所述CO2超临界电镀装置的反应器上连接有双向联合混动搅拌系统，所述双向联合混动搅拌系统通过连通所述反应器内部前后端的第一管路以及串接在所述第一管路上的循环输送泵实现反应器内电镀液的前后方向循环流动，所述双向联合混动搅拌系统通过连通所述反应器内部左右端的第二管路以及设置在所述第二管路内的往复振荡器实现反应器内电镀液的左右方向往复流动。
上述技术方案中，采用阻镀贴膜可以解决图案相对简单的双色电镀的电镀问题；其中，阻镀膜可以根据零件的图案采用模具冲压方式进行预制。而采用3D打印机打印阻镀层，可以从根本上解决传统丝网印刷无法将阻镀层直接印刷到立体零件上的弊端，从而可以大大简化立体金属标牌的双色电镀工艺。
上述技术方案中，立体金属标牌采用超临界CO2电镀工艺，能够大大增强镀层的致密性和镀层与立体金属标牌基体结合的牢固性，并有效改善镀层的外观质量，进而提高立体金属标牌的寿命周期。
上述技术方案中，在反应器内部前后端以及在反应器内部左右端同时设置了使得反应器内部电镀液在两个方向上分别循环流动的管路，且单向循环流动与双向往复流动相结合，使得电镀液在反应器内部的交互流动和混合更充分，消除流动盲点，从而可以大幅度消除电镀过程中反应器内部电镀液浓度不均匀现象，进而提高镀层的质量。
本发明中，所述第一种颜色金属镀层为金镀层，所述第二种颜色金属镀层为银镀层。
本发明中，所述步骤1的第一电镀工序依次包括零件镀前处理、预镀铜、酸性光亮镀铜、镀镍、镀金的工艺流程；所述步骤3的第二电镀工序依次包括弱腐蚀、镀银的工艺流程。
本发明中，所述阻镀层为绝缘油墨。
一种采用上述立体金属标牌的超临界双色电镀工艺的电镀装置，包括恒温槽、置于所述恒温槽内的反应器、设于所述反应器内的阳极和阴极、分别连接所述阳极和阴极的直流电源模块、连通所述反应器内部的超临界CO2供液模块，所述反应器上连接有双向联合混动搅拌系统，所述双向联合混动搅拌系统包括第一管路和第二管路，所述第一管路的两端分别连通所述反应器内部的前后端，且所述第一管路上串接有循环输送泵；所述第二管路的两端分别连通所述反应器内部的左右端，且在所述第二管路上设有用于使得反应器内的电镀液作往复流动的往复振荡器。
上述技术方案中，反应器上连接有双向联合混动搅拌系统，其采用循环输送泵实现反应器内部的前后端方向上电镀液的单向循环流动，采用往复振荡器实现反应器内部的左右端方向上电镀液的双向往复流动，单向循环流动与双向往复流动在两个方向相互叠加，可以使得电镀液在反应器内部的交互流动和混合更充分，消除流动盲点，从而可以大幅度消除电镀过程中反应器内部电镀液浓度不均匀现象，进而提高镀层的质量。
本发明的立体金属标牌的超临界双色电镀工艺的电镀装置其所述往复振荡器包括设置在所述第二管路内的活塞，所述活塞上设有活塞杆，所述活塞杆连接往复移动机构。
本发明中，往复移动机构可以采用电动推杆或油缸、气缸等来实现。
本发明中，所述反应器的上端还设有用于调节反应器内部压力的压力调节器。
作为进一步的改进，本发明的立体金属标牌的超临界双色电镀工艺的电镀装置其在所述活塞杆与所述往复移动机构之间还串接有超声波振子。
上述活塞杆上超声波振子的设置可以进一步改善反应器内零件周围电镀液的微观浓度的均匀性，通过超声波振子对电镀液的振动作用，使得电镀零件周围的电镀液迅速得到更新补充，有利于进一步提高电镀的效率和质量。
本发明中，所述超临界CO2供液模块包括CO2钢瓶、连接所述CO2钢瓶的输液泵，所述活塞的两端设有超临界CO2出液口，所述活塞杆上设有连通所述超临界CO2出液口的活塞杆通道，所述输液泵的输出口连接所述活塞杆通道的输入口，所述活塞两端的超临界CO2出液口上设有单向阀。
上述超临界CO2供液模块中，超临界CO2出液口与活塞杆连接，使得超临界CO2液体能从位于反应器底部的第二管路内从活塞的两端向反应器内往上加注，并借助超声波振子的振动扩散作用，更有利于超临界CO2液体在上升过程中与电镀液的充分混合，以及电镀过程中电镀零件周围电镀液的局部快速更新。
作为本发明的一种优先方案，在所述反应器与第一管路之间设有连通所述反应器与第一管路的第一变径管，在所述反应器与第二管路之间设有连通所述反应器与第二管路的第二变径管。
上述第一变径管和第二变径管的设置，可以有效消除反应器内的局部流动盲点，使得钝化液在反应器内的流动和混合更均匀。
本发明的有益效果是：
第一，本发明的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺及电镀装置，采用3D打印机打印阻镀层，可以从根本上解决传统丝网印刷无法将阻镀层直接印刷到立体零件上的弊端，从而可以大大简化立体金属标牌的双色电镀工艺。
第二，本发明的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺及电镀装置，立体金属标牌采用超临界CO2电镀工艺，能够大大增强镀层的致密性和镀层与立体金属标牌基体结合的牢固性，并有效改善镀层的外观质量，进而提高立体金属标牌的寿命周期。
第三，本发明的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺及电镀装置，反应器上连接有双向联合混动搅拌系统，其采用循环输送泵实现反应器内部的前后端方向上电镀液的单向循环流动，采用往复振荡器实现反应器内部的左右端方向上电镀液的双向往复流动，单向循环流动与双向往复流动在两个方向相互叠加，可以使得电镀液在反应器内部的交互流动和混合更充分，消除流动盲点，从而可以大幅度消除电镀过程中反应器内部电镀液浓度不均匀现象，进而提高镀层的质量。
第四，本发明的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺及电镀装置，活塞杆上超声波振子的设置可以进一步改善反应器内零件周围电镀液的微观浓度的均匀性，通过超声波振子对电镀液的振动作用，使得电镀零件周围的电镀液迅速得到更新补充，有利于进一步提高电镀的效率和质量。
第五，本发明的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺及电镀装置，第一变径管和第二变径管的设置，可以有效消除反应器内的局部流动盲点，使得钝化液在反应器内的流动和混合更均匀。
第六，本发明的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺及电镀装置，其超临界CO2供液模块中，超临界CO2出液口与活塞杆连接，使得超临界CO2液体能从位于反应器底部的第二管路内从活塞的两端向反应器内往上加注，并借助超声波振子的振动扩散作用，更有利于超临界CO2液体在上升过程中与电镀液的充分混合，以及电镀过程中电镀零件周围电镀液的局部快速更新。
附图说明
图1是本发明的一种超临界双色电镀工艺的电镀装置的结构示意图；
图2是图1的左视图(剖视图)；
图3是图1的局部放大图。
图中：1、恒温槽，2、反应器，3、阳极，4、阴极，5、直流电源模块，6、超临界CO2供液模块，7、双向联合混动搅拌系统，8、第一管路，9、第二管路，10、循环输送泵，11、活塞，12、活塞杆，13、往复移动机构，14、压力调节器，15、CO2钢瓶，16、输液泵，17、单向阀，18、第一变径管，19、第二变径管，20、超声波振子。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图1至3所示为本发明的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺的实施例，包括如下工艺步骤：
步骤1、第一电镀工序：在立体金属标牌的外表面电镀上第一种颜色金属镀层；
步骤2、阻镀层设置工序：采用预制的具有阻镀作用的阻镀贴膜，在需要保留第一种颜色金属镀层的区域，粘贴一层阻镀贴膜，形成阻镀层；或者采用3D打印机，在需要保留第一种颜色金属镀层的区域，打印一层阻镀层；
步骤3、第二电镀工序：在第一种颜色金属镀层上再镀一层第二种颜色金属镀层；
步骤4、退除工序：去除阻镀层；
所述第一电镀工序和第二电镀工序中，包括采用CO2超临界电镀装置实施第一种颜色金属镀层和第二种颜色金属镀层的电镀。
所述CO2超临界电镀装置的反应器2上连接有双向联合混动搅拌系统，所述双向联合混动搅拌系统通过连通所述反应器2内部前后端的第一管路8以及串接在所述第一管路8上的循环输送泵10实现反应器2内电镀液的前后方向循环流动，所述双向联合混动搅拌系统通过连通所述反应器2内部左右端的第二管路9以及设置在所述第二管路9内的往复振荡器实现反应器2内电镀液的左右方向往复流动。
上述技术方案中，而采用3D打印机打印阻镀层，可以从根本上解决传统丝网印刷无法将阻镀层直接印刷到立体零件上的弊端，从而可以大大简化立体金属标牌的双色电镀工艺。
上述技术方案中，立体金属标牌采用超临界CO2电镀工艺，能够大大增强镀层的致密性和镀层与立体金属标牌基体结合的牢固性，并有效改善镀层的外观质量，进而提高立体金属标牌的寿命周期。
上述技术方案中，在反应器2内部前后端以及在反应器内部左右端同时设置了使得反应器2内部电镀液在两个方向上分别循环流动的管路，且单向循环流动与双向往复流动相结合，使得电镀液在反应器2内部的交互流动和混合更充分，消除流动盲点，从而可以大幅度消除电镀过程中反应器2内部电镀液浓度不均匀现象，进而提高镀层的质量。
本实施例中，所述第一种颜色金属镀层为金镀层，所述第二种颜色金属镀层为银镀层。
本实施例中，所述步骤1的第一电镀工序依次包括零件镀前处理、预镀铜、酸性光亮镀铜、镀镍、镀金的工艺流程；所述步骤3的第二电镀工序依次包括弱腐蚀、镀银的工艺流程。
本实施例中，所述阻镀层为绝缘油墨。
实施例2：
如图1至3所示为本实施例的一种采用上述立体金属标牌的超临界双色电镀工艺的电镀装置，包括恒温槽1、置于所述恒温槽1内的反应器2、设于所述反应器2内的阳极3和阴极4、分别连接所述阳极3和阴极4的直流电源模块5、连通所述反应器2内部的超临界CO2供液模块6，所述反应器2上连接有双向联合混动搅拌系统，所述双向联合混动搅拌系统包括第一管路8和第二管路9，所述第一管路8的两端分别连通所述反应器2内部的前后端，且所述第一管路8上串接有循环输送泵10；所述第二管路9的两端分别连通所述反应器2内部的左右端，且在所述第二管路9上设有用于使得反应器2内的电镀液作往复流动的往复振荡器。
上述技术方案中，反应器2上连接有双向联合混动搅拌系统，其采用循环输送泵10实现反应器内部的前后端方向上电镀液的单向循环流动，采用往复振荡器实现反应器2内部的左右端方向上电镀液的双向往复流动，单向循环流动与双向往复流动在两个方向相互叠加，可以使得电镀液在反应器2内部的交互流动和混合更充分，消除流动盲点，从而可以大幅度消除电镀过程中反应器2内部电镀液浓度不均匀现象，进而提高镀层的质量。
本实施例的立体金属标牌的超临界双色电镀工艺的电镀装置其所述往复振荡器包括设置在所述第二管路9内的活塞11，所述活塞11上设有活塞杆12，所述活塞杆12连接往复移动机构13。
本实施例中，往复移动机构13可以采用电动推杆或油缸、气缸等来实现。
本实施例中，所述反应器2的上端还设有用于调节反应器2内部压力的压力调节器14。
作为进一步的改进，本实施例的立体金属标牌的超临界双色电镀工艺的电镀装置其在所述活塞杆12与所述往复移动机构13之间还串接有超声波振子20。
上述活塞杆12上超声波振子20的设置可以进一步改善反应器2内零件周围电镀液的微观浓度的均匀性，通过超声波振子20对电镀液的振动作用，使得电镀零件周围的电镀液迅速得到更新补充，有利于进一步提高电镀的效率和质量。
本实施例中，所述超临界CO2供液模块6包括CO2钢瓶15、连接所述CO2钢瓶15的输液泵16，所述活塞11的两端设有超临界CO2出液口，所述活塞杆12上设有连通所述超临界CO2出液口的活塞杆通道，所述输液泵16的输出口连接所述活塞杆通道的输入口，所述活塞11两端的超临界CO2出液口上设有单向阀17。
上述超临界CO2供液模块6中，超临界CO2出液口与活塞杆12连接，使得超临界CO2液体能从位于反应器2底部的第二管路9内从活塞11的两端向反应器2内往上加注，并借助超声波振子20的振动扩散作用，更有利于超临界CO2液体在上升过程中与电镀液的充分混合，以及电镀过程中电镀零件周围电镀液的局部快速更新。
作为本实施例的一种优先方案，在所述反应器2与第一管路8之间设有连通所述反应器2与第一管路8的第一变径管18，在所述反应器2与第二管路9之间设有连通所述反应器2与第二管路9的第二变径管19。
上述第一变径管18和第二变径管19的设置，可以有效消除反应器2内的局部流动盲点，使得钝化液在反应器2内的流动和混合更均匀。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：
步骤1、第一电镀工序：在立体金属标牌的外表面电镀上第一种颜色金属镀层；
步骤2、阻镀层设置工序：采用预制的具有阻镀作用的阻镀贴膜，在需要保留第一种颜色金属镀层的区域，粘贴一层阻镀贴膜，形成阻镀层；或者采用3D打印机，在需要保留第一种颜色金属镀层的区域，打印一层阻镀层；
步骤3、第二电镀工序：在第一种颜色金属镀层上再镀一层第二种颜色金属镀层；
步骤4、退除工序：去除阻镀层；
所述第一电镀工序和第二电镀工序中，包括采用CO2超临界电镀装置实施第一种颜色金属镀层和第二种颜色金属镀层的电镀。
2.根据权利要求1所述的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺，其特征在于，所述CO2超临界电镀装置的反应器上连接有双向联合混动搅拌系统，所述双向联合混动搅拌系统通过连通所述反应器内部前后端的第一管路以及串接在所述第一管路上的循环输送泵实现反应器内电镀液的前后方向循环流动，所述双向联合混动搅拌系统通过连通所述反应器内部左右端的第二管路以及设置在所述第二管路内的往复振荡器实现反应器内电镀液的左右方向往复流动。
3.根据权利要求1所述的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺，其特征在于，所述第一种颜色金属镀层为金镀层，所述第二种颜色金属镀层为银镀层。
4.根据权利要求3所述的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺，其特征在于，所述步骤1的第一电镀工序依次包括零件镀前处理、预镀铜、酸性光亮镀铜、镀镍、镀金的工艺流程；所述步骤3的第二电镀工序依次包括弱腐蚀、镀银的工艺流程。
5.根据权利要求1所述的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺，其特征在于，所述阻镀层为绝缘油墨。
6.一种如权利要求1至5中任一项所述的立体金属标牌的超临界双色电镀工艺的电镀装置，其特征在于，包括恒温槽、置于所述恒温槽内的反应器、设于所述反应器内的阳极和阴极、分别连接所述阳极和阴极的直流电源模块、连通所述反应器内部的超临界CO2供液模块，所述反应器上连接有双向联合混动搅拌系统，所述双向联合混动搅拌系统包括第一管路和第二管路，所述第一管路的两端分别连通所述反应器内部的前后端，且所述第一管路上串接有循环输送泵；所述第二管路的两端分别连通所述反应器内部的左右端，且在所述第二管路上设有用于使得反应器内的电镀液作往复流动的往复振荡器。
7.根据权利要求6所述的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺的电镀装置，其特征在于，所述往复振荡器包括设置在所述第二管路内的活塞，所述活塞上设有活塞杆，所述活塞杆连接往复移动机构。
8.根据权利要求7所述的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺的电镀装置，其特征在于，在所述活塞杆与所述往复移动机构之间还串接有超声波振子。
9.根据权利要求7所述的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺的电镀装置，其特征在于，所述超临界CO2供液模块包括CO2钢瓶、连接所述CO2钢瓶的输液泵，所述活塞的两端设有超临界CO2出液口，所述活塞杆上设有连通所述超临界CO2出液口的活塞杆通道，所述输液泵的输出口连接所述活塞杆通道的输入口，所述活塞两端的超临界CO2出液口上设有单向阀。
10.根据权利要求6所述的一种立体金属标牌的超临界双色电镀工艺的电镀装置，其特征在于，在所述反应器与第一管路之间设有连通所述反应器与第一管路的第一变径管，在所述反应器与第二管路之间设有连通所述反应器与第二管路的第二变径管。
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