CN110438552A - 一种箔带钎料表面镀钛的专用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，包括镀液槽、搅拌机构和直流电源，镀液槽内腔后侧壁设两个水平排列的等尺寸定位滑轮，在定位滑轮之间设有两个上下对齐排列的等尺寸阳极支架，镀液槽左右侧壁对称设有两个等尺寸导向定滑轮；搅拌机构包括设在镀液槽内腔的气体搅拌管、连接管以及设在镀液槽外部的进气管、供气装置，气体搅拌管为一端封口的半封闭圆环状，另一端通过接头与连接管连接，连接管通过镀液槽侧壁上的进气口与进气管连接，进气管与供气装置连接，本发明通过气体搅拌并加热镀液，保证镀液成分和温度的稳定性和均匀性，减少镀液废气；且本发明设备制造成本低，可以实现箔带钎料表面的连续性电化学沉积钛，镀层厚度均匀性好。

Description

一种箔带钎料表面镀钛的专用装置

技术领域

本发明属于金属材料的电化学沉积技术领域，主要涉及一种箔带钎料表面镀钛的专用装置。

背景技术

目前，活性钎料常用于钎焊金刚石，但活性钎料的使用状态多为粉末状，其原因是Ti元素为强活性元素，常规的熔炼工艺，极易使其氧化，为此近几年活性钎料比较流行的制备方法有真空电弧熔炼、真空感应熔炼两种。然而，由于真空电弧熔炼法弧光加热范围小，单次产量不足1000 g，无法产业化生产，同时由于加热不均匀，该方法制备的活性钎料容易出现组织不均、Ti元素局部偏聚现象，使得钎料性能恶化，难以保障性能稳定。真空感应熔炼单次产量大，但随着钎料中Ti元素含量的升高，CuSnTi、AgCuSnTi等钎料中出现条状、块状等大尺寸的SnTi、CuTi脆性相且比例呈递增趋势，导致钎料塑性变差，力学性能下降，无法轧制成形；AgCuTi钎料塑性相对较好，但轧制过程中不可避免地带入杂质元素Fe、C等，且轧制方法生产超薄钎料，对轧制的设备要求比较高，生产成本非常高。因此，真空电弧熔炼和真空感应熔炼方法在制备活性钎料方面具有一定的局限性。为克服现有工艺缺陷，近两年有人提出电镀法制备AgCuTi、CuSnTi钎料，而未涉及电化学沉积装置，尤其未对薄带钎料的表面镀钛提出合理高效的电化学沉积装置。

电化学沉积技术是指金属离子通过电化学中的电解法，在阴极板表面获得金属或合金镀层的过程。为提高镀层质量和镀覆效率，电化学沉积过程中，需要升高镀液温度，并保障镀液成分和温度的均匀性。

针对镀液成分的均匀性，常采用的方法为电磁搅拌、机械搅拌和气体搅拌。其中电磁搅拌和机械搅拌的搅拌头均处于镀液的局部位置，难以使镀液整体搅拌均匀。为克服电磁搅拌和机械搅拌的不足，一些机构提出气体搅拌，但有些气体搅拌方式使镀液流动方向紊乱，难以使镀液整体呈规律流动，导致镀液搅拌不均匀，甚至由于镀液紊乱流动导致镀层厚度不均匀，处于渡槽底部的镀液难以搅动，尤其是镀液中含有增强颗粒时，沉淀在渡槽底部的增强颗粒不能再被搅拌至镀液中而造成镀层质量下降。

针对镀液温度的升高和均匀性，常采用的方法为间接加热和直接加热。间接加热是指将镀液槽置入恒温水浴锅中或镀液槽体侧壁连接加热槽，通过水浴锅升温或加热槽加热而升高镀液温度，但间接加热热量利用效率低；为此，一些机构提出对镀液进行直接加热，但直接加热装置往往设置在镀液槽固定位置，直接加热时导致镀液槽内电镀液受热不均匀，不能消除加热附近区域的温度差，高温区镀液不稳定，从而影响镀层质量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，将镀液搅拌和加热保温一体化，不仅确保镀液成分和温度的稳定性和均匀性，而且设备简单，制造成本低，对箔带钎料的长度和厚度的适用范围大，可以实现箔带钎料表面的连续性电化学沉积钛，沉积效率高，镀层厚度均匀性好。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，包括镀液槽、搅拌机构和直流电源，所述镀液槽内腔后侧壁设置两个水平排列的等尺寸定位滑轮，在定位滑轮之间设置有两个上下对齐排列的等尺寸阳极支架，所述阳极支架内设置有若干个阳极钛板，所述镀液槽左右侧壁对称设置有两个等尺寸导向定滑轮；

所述搅拌机构包括设置在镀液槽内腔的气体搅拌管、连接管以及设置在镀液槽外部的进气管、供气装置，所述气体搅拌管的数量为若干个且为半封闭圆环状，所述气体搅拌管一端封口，另一端通过竖直设置的接头与固定在镀液槽底部的连接管连接，所述连接管的另一端通过镀液槽侧壁上设置的进气口与进气管连接，所述进气管的另一端与供气装置连接。

进一步的，所述气体搅拌管分布在两个定位滑轮之间且均匀套设在两个阳极支架的外部，所述气体搅拌管的圆环法线平行于所述定位滑轮的中心线。

进一步的，所述气体搅拌管的侧面设置有5～20个均匀分布的喷气嘴，所述喷气嘴的中心轴线在气体搅拌管所确定平面的投影线与所述气体搅拌管相切。

进一步的，所述喷气嘴的中心轴线与所述气体搅拌管所确定平面的夹角为5°～20°。

进一步的，所述镀液槽为内部尺寸为长L₀、宽W₀、高H₀的矩形槽。

进一步的，所述进气口的位置高于镀液液面。

进一步的，所述搅拌机构还包括设置在镀液槽外部的气体加热装置，所述气体加热装置设置在进气管上，所述进气管通过接头与气体加热装置相连接。

进一步的，所述气体加热装置为可控温度加热器，所述可控温度加热器加热功率为2 KW～5KW，加热温度范围为25℃～150℃。

进一步的，所述直流电源的正极通过阳极支架与阳极钛板连接，所述直流电源的负极通过进槽侧设置的导向定滑轮与箔带钎料连接。

进一步的，所述箔带钎料为银基钎料、铜基钎料或镍基钎料，所述箔带钎料厚度不大于1 mm，宽度不大于40 mm。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明提供的气体搅拌管呈半封闭圆环状，使镀液整体呈旋涡状流动，保证了镀液成分的均匀性，同时通过高温气体将镀液搅拌和加热一体化，不仅确保了镀液成分和温度的均匀性、稳定性，还可以促进电镀过程中的废气溢出，提高镀层质量；

（2）本发明克服现有常规活性钎料制备方法的局限性，为电化学沉积法制备箔带活性钎料提供专用装置，该装置操作简单，运行稳定可靠，设备投入成本低，生产效率高；

（3）本发明对箔带钎料的长度和厚度适应范围广，可以实现现有长度箔带钎料及超薄钎料的连续、均匀镀钛，为活性钎料的自动化钎焊提供可能性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的内部结构示意图；

图3是本发明气体搅拌管的结构示意图；

附图标记：1、镀液槽，11、定位滑轮，12、阳极支架，13、导向定滑轮，14、进气口，2、搅拌机构，21、气体搅拌管，22、连接管，23、进气管，24、供气装置，25、气体加热装置，26、接头，27、喷气嘴，3、直流电源，4、阳极钛板，5、箔带钎料。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：

如附图所示，一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，包括镀液槽1、搅拌机构2和直流电源3，所述镀液槽1为内部尺寸为长L₀、宽W₀、高H₀的矩形槽，所述镀液槽1中镀钛的镀液成分为每1000 ml去离子水中加入偏钛酸钠60～80 g、乙酸钠20～40 g、氢氧化钠20～40 g、表面活性剂8～20 g；所述镀钛的工艺条件为温度30～70 ℃，电流密度为1～5 A/dm²，所述镀液槽1内腔后侧壁设置两个水平排列的等尺寸定位滑轮11，在定位滑轮11之间设置有两个上下对齐排列的等尺寸阳极支架12，两个所述阳极支架12沿定位滑轮11上的箔带钎料5上下对称设置，所述阳极支架12内设置有若干个阳极钛板4，所述镀液槽1左右侧壁对称设置有两个等尺寸导向定滑轮13，所述直流电源3的正极通过阳极支架12与阳极钛板4连接，所述直流电源3的负极通过进槽侧设置的导向定滑轮13与箔带钎料5连接，所述箔带钎料5为银基钎料、铜基钎料或镍基钎料；所述箔带钎料5厚度不大于1 mm，宽度不大于40 mm。

所述搅拌机构2包括设置在镀液槽1内腔的气体搅拌管21、连接管22以及设置在镀液槽1外部的进气管23、供气装置24，所述气体搅拌管21的数量为若干个且为半封闭圆环状，所述气体搅拌管21一端封口，另一端通过竖直设置的接头26与固定在镀液槽底部的连接管22连接，所述连接管22的另一端通过镀液槽侧壁上设置的进气口14与进气管23连接，所述进气管23的另一端与供气装置24连接，所述进气口14的位置高于镀液液面。

所述气体搅拌管21分布在两个定位滑轮11之间且均匀套设在两个阳极支架12的外部，且所述气体搅拌管21的圆环法线平行于所述定位滑轮11的中心线，所述气体搅拌管21的数量优选为两个，且对称设置在两个阳极支架12的外部，所述气体搅拌管21的侧面设置有5～20个均匀分布的喷气嘴27，所述喷气嘴27的中心轴线在气体搅拌管所确定平面的投影线与所述气体搅拌管21相切，即喷气嘴27与气体搅拌管21相切设置，所述喷气嘴27的中心轴线与所述气体搅拌管21所确定平面的夹角为5°～20°。

所述搅拌机构2还包括设置在镀液槽1外部的气体加热装置25，所述气体加热装置25设置在进气管23上，所述进气管23通过接头26与气体加热装置25相连接，所述气体加热装置25为可控温度加热器，所述可控温度加热器加热功率为2 KW～5KW，加热温度范围为25℃～150℃。

本发明的操作过程为：箔带钎料5表面镀钛时，第一步，将阳极钛板4置入阳极支架12内，然后将待镀箔带钎料5依次经进槽侧设置的导向定滑轮13进入镀液槽1内，经定位滑轮11后，从另一侧导向定滑轮13移出镀液槽1。第二步，将适量镀液置入镀液槽1内，根据镀液成分，确定镀覆时间和镀覆温度，调节箔带钎料的移动速度。第三步，启动供气装置24气阀，调节气流大小使镀液呈旋涡状流动，气体流动一定时间后，启动气体加热装置25，调节加热功率，设定保温温度，待镀液温度达到所确定的镀覆温度后，启动直流电源3，启动动力装置使箔带钎料按照所确定的移动速度移动，最终获得良好镀钛层的箔带钎料。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，其特征在于：包括镀液槽（1）、搅拌机构（2）和直流电源（3），所述镀液槽（1）内腔后侧壁设置两个水平排列的等尺寸定位滑轮（11），在定位滑轮（11）之间设置有两个上下对齐排列的等尺寸阳极支架（12），所述阳极支架（12）内设置有若干个阳极钛板（4），所述镀液槽（1）左右侧壁对称设置有两个等尺寸导向定滑轮（13）；

所述搅拌机构（2）包括设置在镀液槽（1）内腔的气体搅拌管（21）、连接管（22）以及设置在镀液槽（1）外部的进气管（23）、供气装置（24），所述气体搅拌管（21）的数量为若干个且为半封闭圆环状，所述气体搅拌管（21）一端封口，另一端通过竖直设置的接头与固定在镀液槽底部的连接管（22）连接，所述连接管（22）的另一端通过镀液槽侧壁上设置的进气口（14）与进气管（23）连接，所述进气管（23）的另一端与供气装置（24）连接。

2.根据权利要求1所述的一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，其特征在于：所述气体搅拌管（21）分布在两个定位滑轮（11）之间且均匀套设在两个阳极支架（12）的外部，所述气体搅拌管（21）的圆环法线平行于所述定位滑轮（11）的中心线。

3.根据权利要求1或2所述的一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，其特征在于：所述气体搅拌管（21）的侧面设置有5～20个均匀分布的喷气嘴（27），所述喷气嘴（27）的中心轴线在气体搅拌管所确定平面的投影线与所述气体搅拌管（21）相切。

4.根据权利要求3所述的一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，其特征在于：所述喷气嘴（27）的中心轴线与所述气体搅拌管（21）所确定平面的夹角为5°～20°。

5.根据权利要求1所述的一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，其特征在于：所述镀液槽（1）为内部尺寸为长L₀、宽W₀、高H₀的矩形槽。

6.根据权利要求1所述的一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，其特征在于：所述进气口（14）的位置高于镀液液面。

7.根据权利要求1所述的一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，其特征在于：所述搅拌机构（2）还包括设置在镀液槽（1）外部的气体加热装置（25），所述气体加热装置（25）设置在进气管（23）上，所述进气管（23）通过接头（26）与气体加热装置（25）相连接。

8.根据权利要求7所述的一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，其特征在于：所述气体加热装置（25）为可控温度加热器，所述可控温度加热器加热功率为2 KW～5KW，加热温度范围为25℃～150℃。

9.根据权利要求1所述的一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，其特征在于：所述直流电源（3）的正极通过阳极支架（12）与阳极钛板（4）连接，所述直流电源（3）的负极通过进槽侧设置的导向定滑轮（13）与箔带钎料（5）连接。

10.根据权利要求9所述的一种箔带钎料表面镀钛的专用装置，其特征在于：所述箔带钎料（5）为银基钎料、铜基钎料或镍基钎料，所述箔带钎料（5）厚度不大于1 mm，宽度不大于40 mm。