CN110923768B - 一种用于三价铬电镀工件后处理工艺的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于三价铬电镀工件后处理工艺的设备，涉及电镀设备的技术领域，其包括以下步骤：步骤一、将工件置于100%浓度水合肼内浸泡；步骤二、将完成步骤一的工件取出进行水洗；步骤三、将完成步骤二的工件置于20%浓度硫酸溶液内浸泡；步骤四、将完成步骤三的工件取出再次进行水洗。本发明具有降低采用三价铬电镀工艺后工件表面所含有的“RoHS四项”的含量的效果，本发明还具有能够自动完成上述工艺的效果。

Description

一种用于三价铬电镀工件后处理工艺的设备

技术领域

本发明涉及电镀设备的技术领域，尤其是涉及一种用于三价铬电镀工件后处理工艺的设备。

背景技术

现有的卫浴、汽车、电子产品的生产流程一般均包括注塑成型、电镀、喷漆、PVD四个流程，另外，根据需要还有配套的抛光、拉丝、移印、镭射等工艺，其中，电镀铬是电镀流程中一个重要的阶段，长期以来，电镀铬通常采用六价铬电镀液，但是，近年来，由于六价铬对环境等方面带来污染影响，于是各大电镀厂商为紧跟国家环保政策，都加紧了对三价铬电镀的研究。

三价铬镀铬自1854年Bunsen发表第一篇论文以来，迄今已有100余年历史，由于有些技术问题难以突破，因此进展比较缓慢。至20世纪70年代，随着科学技术的发展和化学原料的增多，以及人们对环保意识的进一步增强，三价铬镀铬研究又提到电镀工作者议事日程上来了。1974年英国发表了Alecra-3的三价铬镀铬工艺，并于1975年申请了一份用三氯化铬作主盐的三价铬镀铬专利，即Alecra-3000。1981年，英国开发了硫酸盐的环保铬(Envir0-chome)的三价铬镀铬工艺。该工艺采用选择性离子隔膜将阴极区域和阳极区域分开，这样可避免阳极板上氧化成的六价铬对三价铬镀液带来的危害：几乎同时，美国Harsha0公司也开发了Tri-chrome三价铬镀铬工艺。到了90年代，三价铬电镀有了较快的发展。1998年Ibrahim等人发表了几篇以尿素为配位体的三价铬电镀厚铬工艺。我国中南工业大学、北京科技大学、华南师范学院等也相机开展了三价铬电镀的研究，取得了一些成果，但仍不能实现工业应用。90年代后期的研究主要集中在提高镀液的稳定性、改进阳极、改善镀层的外观和提高镀层的厚度等方面。21世纪初，国内的研究开始取得实质性的进展。广州二轻工业研究所经过几年的努力，在硫酸盐三价铬电镀工艺和钛基涂层阳极方面取得了突破，目前已实现工业化，多家工厂已在应用，并有商品出售。

与六价铬电镀工艺相比，三价铬电镀工艺具有以下优点：(1)毒性低，废水处理容易；(2)镀液的电流密度范围宽，可在0．5～100A/dm宽广的阴极电流范围内获得合格的镀层；(3)镀液分散能力和覆盖能力优于六价铬镀液；(4)镀液的电流效率高，可达25%左右；(5)镀液可不必加温，在常温条件下工作，从而节约了能源；(6)镀层耐蚀性佳，可直接镀取微观不连续的铬镀层；(7)电镀时，即使电流中断也不影响结合力。

根据RoHS标准（即《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》，世界各国采用RoHS标准都是根据IEC62321标准，欧洲新RoHS为CE/RoHS认证指令为2011/65/EU，欧洲CE－RoHS为强制执行，为CE其它的一部份，中国RoHS为自愿性认证，美国RoHS为自愿性认证，CPSC强制执行，日本RoHS为自愿性检测；其中，具体限制如下：镉及其化合物<100ppm，铅及其化合物<1000ppm，汞及其化合物<1000ppm，六价铬化合物<1000ppm，多溴联苯(PBB)<1000ppm，多溴联苯醚(PBDE)<1000ppm），但是，在实际使用中，申请人发现，一般非电子产品（例如浴具、拉链头、金属架）在采用三价铬电镀工艺后，工件表面会含有大量的“RoHS四项”（即铅、镉、汞和六价铬），且工件表面“RoHS四项”的含量已经超过RoHS标准，如果无法解决上述问题，则会影响到我国产品在国际上的竞争力，且随着国内对环保政策的重视，如果企业仍无法克服上述问题，在国内的竞争力也会逐渐下降。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于三价铬电镀工件的后处理工艺及设备，发明目的一是降低采用三价铬电镀工艺后工件表面所含有的“RoHS四项”的含量；发明目的二是提高一种能够自动完成该后处理工艺的设备。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于三价铬电镀工件的后处理工艺，包括以下步骤：

步骤一、将工件置于100%浓度水合肼内浸泡；

步骤二、将完成步骤一的工件取出进行水洗；

步骤三、将完成步骤二的工件置于20%浓度硫酸溶液内浸泡；

步骤四、将完成步骤三的工件取出再次进行水洗。

通过采用上述技术方案，通过步骤一能够将工件表面所含有的铅、镉、汞和六价铬还原呈氧化物进行沉淀，通过步骤二能够将工件上残留的100%浓度水合肼和附着在工件表面的铅、镉、汞和六价铬氧化物除去，通过步骤三能够中和工件表面仍残留的100%浓度水合肼，通过步骤四能够将工件上残留的20%浓度硫酸溶液除去，经检测，通过上述工艺处理后的工件内所含有的铅、镉、汞的含量低于2mg/kg的方法检出限，工件内所含有的六价铬显阴性，远低于RoHS标准对“RoHS四项”含量的要求。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤一的浸泡时间为3-5min。

通过采用上述技术方案，使得100%浓度水合肼能够与工件表面所含有的铅、镉、汞和六价铬充分反应。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤三的浸泡时间为1-2min。

通过采用上述技术方案，使得硫酸溶液能够充分的与工件表面仍残留的水合肼进行中和。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述布置四中，水洗的次数至少两次。

通过采用上述技术方案，使得工件表面残留的浓度硫酸溶液的清除更加充分。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤四中，至少有一次水洗为常温水洗，且至少有一次水洗为水温65℃-95℃的热水清洗，各道热水水洗均位于常温水洗后进行。

通过采用上述技术方案，在利用常温水洗后，又利用热水水洗清洁效果更佳。

本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于如上所述的后处理工艺的设备，包括若干件处理槽、固定于各件处理槽的上方且长度方向沿各件处理槽排布方向设置的机架、设置于机架上且沿机架长度方向排布的输送装置、若干件安装于输送装置上的挂杆以及若干件用于供工件放置且挂置于挂杆上的挂件，所述输送装置用于带动各件挂杆沿机架长度方向移动且带动各件挂杆在各件处理槽之间转移。

通过采用上述技术方案，在沿机架长度方向排布的各件处理槽内根据三价铬电镀工件的处理工艺分别盛有100%浓度水合肼、清水、20%浓度硫酸和热水，工作时，只需要工作人员将放置有工件的挂件挂置在挂杆上，然后通过输送装置带动挂件在各个处理槽之间转移，并使得挂置在挂件上的工件能够浸没于处理槽内即可。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述输送装置包括两组互相对称设置且分别设置于机架两侧的链轮链条传动组件以及用于驱动两组链轮链条传动组件同步运动的驱动组件，各所述挂杆均沿机架宽度方向设置且两端分别与两件链轮链条传动组件的链条部件连接。

通过采用上述技术方案，通过两件链轮链条传动组件的链条部件与挂杆之间的配合，使得驱动组件驱动两件链轮连通传动组件同步移动时，两件链轮链条传动组件能够带动各件挂杆移动，从而使得挂置于挂杆上的工件能够被输送装置带动移动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：各所述链轮链条传动组件均包括若干件转动连接于机架上侧且沿机架长度方向排布的第一链轮、两件分别转动连接于机架两端且位于机架下侧的第二链轮、若干组分别位于各任意相邻设置的两件处理槽之间的链轮组以及依次绕设过各件链轮的链条，各所述链轮组均包括两件分别位于相邻设置的两件处理槽交界处的两侧且转动连接于机架下侧的第三链轮以及至少一件转动连接于机架上且位于两件第三链轮上方的第四链轮。

通过采用上述技术方案，通过各件第一链轮与两件第二链轮之间的配合能够带动链条在第一个处理槽的前端位置处从机架的上侧转移至机架下侧，并使得链条能够从最后一个处理槽的末端位置，通过由两件第三链轮和第四链轮配合形成的链轮组能够将链条从位于前一个处理槽末端的位置转动至位于后一个处理前端的位置内，从而使得工件能够在相邻的两个处理槽之间转移且不会与两个处理槽的槽壁发生碰撞。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动组件包括固定于机架上方的伺服电机以及两端转动连接于机架上且沿机架宽度方向设置的转动轴，所述伺服电机的电机轴与转动轴的其中一端固定连接，两所述链轮链条传动组件中均有一件第一链轮与转动轴固定。

通过采用上述技术方案，使得伺服电机带动转动轴转动时，两组链轮链条传动组件中的各一件第一链轮能够被转动轴带动同步转动，该两件第一链轮能够作为主动轮带动链轮链条传动组件内的其余链轮进行同步转动，从而达到控制两组链轮链条传动组件同步运动的效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括设置于所述机架上且罩设住各件处理槽的集气罩，所述集气罩呈倒置的漏斗状设置，所述集气罩上设置有进气端与集气罩的上端连通的抽风机，所述抽风机的出气口连通工厂内现有的废气处理装置。

通过采用上述技术方案，通过抽风机与集气罩之间的配合能够将100%浓度水合肼和20%浓度硫酸在使用过程中产生的废气收集起来，避免车间异味过重，并且能够提高该设备的使用安全。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

能够有效降低工件表面铅、镉和汞的含量，且能够完全中和工件表面的六价铬，使得工件表面所含有的“RoHS四项”含量远低于RoHS标准的规定值；

能够自动的将工件在盛有不同处理液的处理槽之间转移，降低工作人员的工作强度，且有效提高生产效率。

附图说明

图1是本实施例后处理工艺的步骤示意图；

图2是本实施例样品一的样品照片；

图3是本实施例样品一的检测报告；

图4是本实施例样品二的样品照片；

图5是本实施例样品二的检测报告；

图6是本实施例后处理设备的结构示意图；

图7是本实施例处理槽的布置示意图；

图8是本实施例输送装置的结构示意图；

图9是本实施例链轮链条传动组件的第一种实施示意图；

图10是本实施例链轮链条传动组件的第二种实施示意图；

图11是图8中A部分的局部放大示意图；

图12是本实施例链轮组的优化结构示意图。

附图标记：1、处理槽；11、电热管；12、温度传感器；13、排水管；131、耐腐蚀阀门；2、机架；21、横梁；22、连接框；23、调节座；24、紧固螺栓；3、输送装置；31、链轮链条传动组件；311、第一链轮；312、第二链轮；313、第四链轮；314、第三链轮；315、链轮组；316、链条；32、驱动组件；321、伺服电机；322、转动轴；4、挂杆；5、集气装置；51、集气罩；52、抽风机；53、吊杆；6、超声波发生器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种用于三价铬电镀工件的后处理工艺，包括以下步骤：

步骤一、将工件置于100%浓度水合肼内浸泡；

步骤二、将完成步骤一的工件取出进行水洗；

步骤三、将完成步骤二的工件置于20%浓度硫酸溶液内浸泡；

步骤四、将完成步骤三的工件取出再次进行水洗。

其中，在进行步骤一时，工件于100%浓度水合肼内的浸泡时间为3-5min，在进行步骤三时，工件于20%浓度硫酸溶液内的浸泡时间为1-2min。

其中，在进行步骤二时，工件的水洗次数至少一次，且步骤二所进行的各道水洗均为常温水洗，在进行步骤四时，工件的水洗次数至少两次，其中，步骤四所进行的多次水洗中，至少有一次水洗为常温水洗，且至少有一次水洗为水温为65℃-95℃的热水水洗，各道热水水洗均位于常温水洗后方进行；具体的，在本实施例中，步骤二的水洗次数为一次，步骤四的水洗次数为四次，其中，常温水洗连续进行两次，热水水洗连续进行两次。

其中，第一次的检测样品如图2所示，第一次样品的检测结果如图3所示；

其中，第二次的检测样品如图4所示，第二次样品的检测结果如图5所示。

其中，以上两次的送检单位为深圳市华测检测及时股份有限公司。

如图6所示，一种用于如上所述后处理工艺的设备，包括若干件分别盛有相应处理液且依次并排设置以用于进行相应中和清洗工作的处理槽1、固定于各件处理槽1的上方且长度方向沿各件处理槽1排布方向设置以用于起主要支撑承载作用的机架2、设置于机架2上且沿机架2长度方向排布以用于带动工件在依次各件处理槽1之间进行浸泡和转移的输送装置3、若干件安装于输送装置3上以用于供工件稳定安装在输送装置3上的挂杆4以及若干件用于供工件放置且能够挂置于挂杆4上以使得工件能够间接挂置在挂杆4上的挂件（图中未显示）；其中，在各件处理槽1上均设置有用于驱使盛装于处理槽1内的处理液震荡的超声波发生器6，在机架2的上方设置有用于收集工件进行后处理时产生的废气的集气装置5。

结合图6和图7所示，在本实施例中具体公开了一种具有七道处理槽1的结构，具体的，各道处理槽1沿排布方向分别用于盛装100%浓度水合肼、冷水、100%浓度水合肼、冷水、冷水、65℃-95℃热水和65℃-95℃的热水，各件超声波发生器6分别设置于各道处理槽1的其中一侧上；其中，盛装有100%浓度水合肼的第一道处理槽1与盛装有100%浓度水合肼的第三道处理槽1的长度比为5:2。

其中，如图7所示，在用于盛装65℃-95℃热水的各道处理槽1内安装有用于保持水温的电热管11，在用于盛装65℃-95℃热水的各道处理槽1内还安装有用于检测水温的温度传感器12，且安装于同一道处理槽1内的电热管11和温度传感器12控制连接；使用时，通过温度传感器12检测处理槽1内所盛装的65℃-95℃热水是否处于指定水温范围内，当热水低于指定水温范围时，温度传感器12会控制电热管11对热水进行加热，使得热水始终保持在指定的水温范围内。

其中，如图7所示，在各道处理槽1的其中一侧上均设置有与处理槽1底部连通的排水管13，各道排水管13上均设置有耐腐蚀阀门131；当需要更换处理液时，只需要打开耐腐蚀阀门131以使得处理槽1的底部与外界连通，即可使得处理槽1内的处理液自然排出。

结合图8和图9所示，输送装置3包括两组互相对称设置且分别设置于机架2两侧以用于带动挂杆4在各件处理槽1之间移动的链轮链条传动组件31以及设置于机架2上层以用于驱动两组链轮链条传动组件31同步运动的驱动组件32；其中，各组链轮链条传动组件31均位于各道处理槽1的上方。

如图9所示，各组链轮链条传动组件31均包括若干件转动连接于机架2上侧且沿机架2长度方向排布的第一链轮311、两件分别转动连接于机架2两端且位于机架2下侧的第二链轮312、若干组分别位于各任意相邻设置的两件处理槽1之间的链轮组315以及依次绕设过各件链轮的链条316。

其中，两件第二链轮312分别位于机架2最两端的两端处理槽1相反设置的一端上。

其中，如图9和图10所示，各组链轮组315均包括两件转动连接于机架2下侧的第三链轮314以及至少一件转动连接于机架2上且分别位于两件第三链轮314上方的第四链轮313，两件第四链轮313的水平高度低于第一链轮311的水平高度以防止干涉，当链条316绕设于链轮组315上时，链条316是沿第三链轮314-各件第四链轮313-第三链轮314的次序绕设在链轮组315上的，具体的，在本实施例的说明书附图中，具体公开了两种分别设置有两件第三链轮314和一件第三链轮314的结构示意图；其中，属于同一组链轮组315内的两件第三链轮314分别位于相邻设置的两件处理槽1交界处的两侧。

如图11所示，驱动组件32包括两端转动连接于机架2上且沿机架2宽度方向设置的转动轴322以及机身固定于机架2上且电机轴与转动轴322其中一端固定以用于驱动转动轴322转动的伺服电机321；其中，转动轴322的两端分别与两组链轮链条传动组件31中所包含的其中一件第一链轮311固定。

其中，结合图6和12所示，本实施例在各件第三链轮314和第四链轮313的安装方式具有更佳的优化方案，具体的，机架2包括六根均布于处理槽1两侧且沿机架2长度方向排布的横梁21以及若干件沿机架2长度方向排布且与各根横梁21固定的连接框22，在位于最下方的各根横梁21和位于中间位置的各根横梁21上均套设有调节座23，在各件调节座23的上侧均螺纹连接有紧固螺栓24，各件紧固螺栓24伸进调节座23内的一端与横梁21的上表面相抵接各件第三链轮314和各件第四链轮313分别转动连接于各件调节座23的侧面上；当需要调整工件在各个处理槽1内的浸泡时间时，只需要调整位置相对应的第三链轮314和第四链轮313的工作位置，从而达到调整工件在处理槽1内移动距离的效果，因为工件的移动速度受驱动组件32控制且速度稳定，因此，工件的浸泡时间可以通过调整在处理槽1内的移动时间进行调整。

如图8所示，集气装置5包括设置于机架2上且罩设住各件处理槽1的集气罩51以及进气端与集气罩51上端连通设置的抽风机52；其中，集气罩51呈倒置的漏斗状设置，且集气罩51通过吊杆53吊装于天花板上，抽风机52直接固定安装在集气罩51的背面上，且抽风机52与工厂内现有的废气处理装置。

本实施例的实施原理为：

当需要对工件进行除“RoHS四项”时，首先将工件挂置在挂件上，然后再将挂件挂置在挂杆4上，最后通过输送装置3带动挂杆4移动即可；挂杆4移动时，会沿着各道处理槽1的排布方向移动，且挂杆4位于处理槽1上方的位置时，通过挂件能够将工件浸入处理槽1内，当挂杆4移动至相邻设置的两个处理槽1的交接处时，通过第三链轮314和第四链轮313之间的配合能够将挂杆4向上移动，从而使得挂杆4能够带动工件离开处理槽1，且当挂杆4移动至下一道处理槽1的前端时，挂杆4又会下移，从而使得工件能够在下一道处理槽1内进行浸泡。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于三价铬电镀工件的后处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将工件置于100%浓度水合肼内浸泡；

步骤二、将完成步骤一的工件取出进行水洗；

步骤三、将完成步骤二的工件置于20%浓度硫酸溶液内浸泡；

步骤四、将完成步骤三的工件取出再次进行水洗；

其中，所述步骤一的浸泡时间为3-5min，所述步骤三的浸泡时间为1-2min。

2.根据权利要求1所述的一种用于三价铬电镀工件的后处理工艺，其特征在于：所述步骤 四中，水洗的次数至少两次。

3.根据权利要求2所述的一种用于三价铬电镀工件的后处理工艺，其特征在于：所述步骤四中，至少有一次水洗为常温水洗，且至少有一次水洗为水温65℃-95℃的热水清洗，各道热水水洗均位于常温水洗后进行。

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