CN113957511B - 一种工具电镀用的夹具及电镀方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电镀用工装技术领域，公开一种具有平面部、凹面部以及尖端部的工具电镀用的夹具，夹具包括电镀架和与电源负极电连接的阴极导杆，电镀架上还设有惰性辅助阳极和惰性辅助阴极；工具固定在夹具上时，惰性辅助阳极伸入工具的凹面部，惰性辅助阴极毗邻尖端部布置。本发明的夹具可以满足具有凹面部、平面部、尖端部的工具，如手持钳子表面的电流分布均匀需求，增强镀层覆盖能力，降低或避免工具在尖端处出现“烧焦”、在凹槽处出现“漏黄”现象，从而提高一次电镀的成功率，达到提升镀件品质和降低二次镀铬成本的效果，而且电镀工艺稳定性较高。

Description

一种工具电镀用的夹具及电镀方法

技术领域

本发明涉及电镀用工装技术领域，具体涉及一种工具电镀用的夹具及电镀方法。

背景技术

手持钳子是一种同时存在平面部位、凹面部位和尖端部位的工具，用于夹持、固定加工工件或者扭转、弯曲、剪断金属丝线的手工工具。手持钳子的外形呈V形，通常包括手柄、钳头(钳腮、钳嘴)两个部分，钳嘴包括钳口、齿口、刀口以及两铡口，其中尖端部位处在钳头的前端，平面部位处在钳头的侧面，而凹面部位主要是钳嘴侧面邻接刀口的凹槽，常见的种类有老虎钳、尖嘴钳、斜嘴钳等。其制备过程包括锻压、磨铣以及热处理、抛光、电镀等工序。电镀主要是在手持钳子的表面镀上金属防护层，如镍层、铬层，既增强钳具的耐腐蚀性，同时赋予手持钳子一定的光泽，增强其美观。

但是包括手持钳子在内的具有平面部位、凹面部位和尖端部位的工具在电镀时容易发生镀层厚度不均，甚至出现“烧焦”或“漏黄”等不良现象。以老虎钳或尖嘴钳为例，其钳嘴主要由钳口、齿口、刀口和铡口组成，刀口在钳嘴的侧面深凹形成凹槽，钳口用于夹持物体，齿口用于扭转螺丝等，刀口和铡口用于剪切。其中钳口的前端镀层容易过厚，甚至“烧焦”，而刀口的凹槽处镀层易发薄，甚至“漏黄”，即没有镀层，对于漏黄的钳子需要二次电镀，影响到钳具的加工质量和生产效率。

中国专利CN202671693，专利名称“小扳手电镀专用挂具”，公开了一种对小扳手进行电镀用的挂具，该挂具包括支撑杆，在支撑杆上设有上导电铜丝和下导电铜丝，电镀时，上导电铜丝与小扳手的滚轮连接，下导电铜丝与小扳手的手持端部连接，这样形成闭合回路，保证导电严密性，进而减少镀铬漏黄现象，但是该挂具对于钳具并不适用。

发明内容

针对具有平面部位、凹面部位和尖端部位的工具电镀容易出现“烧焦”或“漏黄”的问题，本发明的目的为提供一种工具电镀用的夹具，可有效均匀分布电场，降低或避免“烧焦”、“漏黄”现象。

本发明的另一目的在于提供使用上述夹具电镀工具的方法。

本发明提供如下的技术方案：

一种工具电镀用的夹具，所述工具包括平面部、凹面部以及尖端部，所述夹具包括电镀架和与电源负极电连接的阴极导杆，所述阴极导杆设置在电镀架上，所述电镀架上还设有表面包覆绝缘层的辅助阳极导杆，所述辅助阳极导杆与电源正极电连接，所述辅助阳极导杆上设有惰性辅助阳极；

所述夹具还包括辅助阴极导杆，所述辅助阴极导杆与电源负极电连接，所述辅助阴极导杆的表面包覆绝缘层，所述辅助电极导杆上设有惰性辅助阴极；

工具固定在夹具上时，惰性辅助阳极伸入工具的凹面部，惰性辅助阴极毗邻尖端部。

现有的研究表明，引起电镀烧焦或漏黄的因素是多样的，主要包括电解液成分、pH值等等。进一步的，发明人研究发现，除与电解液成分如添加剂等有关外，还与待电镀工具自身的结构有关，对于具有平面部、凹面部以及尖端部的工具电镀时，如手持钳子，虽然阳极和阴极平行正对放置，但是在与阳极距离完全相等的平面阴极上，电流密度和镀层厚度的分布也不是均匀的，一方面，由于电流的边缘效应，电力线容易在零件的尖角、边缘等曲率大的位置上集中，电流密度比较大，因此镀层厚度大于平均厚度；而在面的中部由于曲率比较小，电力线分布比较少，电流密度也就小，从而使镀层厚度小于平均厚度。另一方面，钳子工具由于具有凹面部，使得凹面处、非凹面处与阳极的距离不同，使它们彼此间的电阻也不相同，因此电流在凹凸处的分布也不相同，凸处与阴极距离近、电阻小、电流密度大，镀层就厚；反之，凹处的镀层就薄。针对工具凹面部的电流分布，发明人在凹面处增加惰性辅助阳极，利用惰性辅助阳极增大工件低电流区电流效率，加强深凹处镀层覆盖能力、分散能力显著提升，进而增强镀层厚度，减少甚至避免“漏黄”发生。而设置惰性辅助阴极改变电力线，弱化尖端电流效应，协同惰性辅助阳极起到辅助电镀均匀的作用，降低“烧焦”现象。

作为本发明的优选，所述夹具上还设有用于固定工具的限位部，所述限位部分布在阴极导杆的上下两侧。

作为本发明的优选，所述限位部为卡勾。

作为本发明的优选，所述电镀架的顶部设有电镀架挂钩。

所述工具为手持钳子，所述手持钳子包括钳头，所述钳头包括上钳头和下钳头，所述上钳头和下钳头之间形成钳嘴，所述尖端部设置在钳头的前端，所述平面部为钳头的侧面，所述凹面部为上钳头和下钳头的侧面在毗邻钳嘴处凹陷得到的可随钳嘴张合的凹槽部，所述惰性辅助阳极的前端位于凹槽部内。避免惰性辅助阳极伸出凹槽部后影响钳嘴的侧面平整处的电镀效果。

作为本发明的优选，所述惰性辅助阳极包括伸入钳嘴的基础段和伸入凹糟部的膨胀段，所述基础段和膨胀段之间平滑过渡连接。这主要是考虑到钳嘴张开时，凹槽部的空间比钳嘴的刀口处大，进而通过调整惰性辅助阳极的形状满足均匀电镀需求。

作为本发明的优选，所述基础段和膨胀段的横截面均为倒置的等腰三角形状，且三角形的顶点圆弧过渡。钳嘴张开时呈V型状，等腰三角形状基础段和膨胀段与钳嘴相匹配。

作为本发明的优选，所述膨胀段由从基础段伸出的若干根电极细杆沿基础段的外缘均匀分布后围合而成。利用多根电极细杆提供更加均匀的电场，避免在凹槽部内发生局部电流过大的现象，并能够提高电镀工艺的稳定性。

作为本发明的优选，所述惰性辅助阳极和惰性辅助阴极的材质为铱金、铂金中的一种。

一种使用上述夹具电镀手持钳子的方法，包括以下步骤：

1)将待电镀的工具固定在夹具的电镀架上，并贴靠阴极导杆，惰性辅助阳极伸入工具的凹面部，惰性辅助阴极毗邻尖端部布置；

2)将电镀架竖直挂在电解池内，工具的凹面部与电解池的阳极相对，然后将电源的负极与阴极导杆电连接，进而接通惰性辅助阴极，将电源的正极与辅助阳极导杆电连接，进而接通惰性辅助阳极进行电镀。

电解池中的电镀液可以是镀铬电镀液、镀镍电镀液，本发明提供的夹具可满足带有凹面部、尖端部和平面部的工具的镀铬、镀镍需求。

本发明的有益效果如下：

本发明的夹具可以满足具有平面部、凹面部、尖端部的工具，如手持钳子表面的电镀需求，电流分布均匀需求，增强镀层覆盖能力，降低或避免工具在尖端处出现“烧焦”、在凹槽处出现“漏黄”现象，从而提高一次电镀的成功率，达到提升镀件品质和降低二次镀铬成本的效果，而且电镀工艺稳定性较高。

附图说明

图1是本发明的夹具的结构视图。

图2是惰性辅助阳极的结构视图。

图3是图2中惰性辅助阳极在A-A的横截面视图。

图4是图2中惰性辅助阳极在B-B处的横截面视图。

图5是惰性辅助阳极的另一种实现方式的结构视图。

图中，1、电镀架，11、挂钩，12、卡勾架，13、卡勾，2、阴极导杆，21、辅助阴极导杆，22、惰性辅助阴极，3、辅助阳极导杆，31、惰性辅助阳极，311、膨胀段，312、基础段，313、电极细杆，32、辅助阳极导线，4、老虎钳，41、钳嘴，42、刀口，43、凹槽部，44、手柄。

具体实施方式

下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。

下述实施例和对比例中以工具为手持钳子为例说明，所用惰性电极(惰性辅助阳极、惰性辅助阴极)均为铂金惰性电极。

实施例1

如图1所示，一种手持钳子电镀用的夹具，以手持钳子为老虎钳4为例说明，老虎钳钳嘴41由钳口、齿口、刀口42和铡口组成，凹槽部43设置在刀口的侧面，与刀口相接，由上钳头和下钳头的侧面在毗邻钳嘴处凹陷得到，是电镀时容易出现“漏黄”的主要部位，钳口的前端是电镀时容易出现烧焦的主要部位。为解决上述现象，夹具设有长方框状的电镀架1，电镀架的上端设有用于将电镀架挂在电解池上的挂钩11，在电镀架上设有阴极导杆2，阴极导杆水平设置，并经导线与电源负极电连接，阴极导杆上设有卡勾架12，卡勾架设置在阴极导杆的上下两侧，每个卡勾架上均设置用于固定老虎钳的手柄44的两个卡勾13，上方的两卡勾的间距小于下方的两卡勾的间距。在电镀架上还设有与阴极导杆平行的辅助阳极导杆3，辅助阳极导杆通过辅助阳极导线32与电源正极连接，辅助阳极导杆的表面包覆有绝缘层，在辅助阳极导杆上设有导电的惰性辅助阳极31，该惰性辅助阳极呈锥柱状，前端细、与阴极导杆连接的尾端粗，当老虎钳固定在电镀架上时，钳嘴张开，惰性辅助阳极从钳头的另一侧面穿入刀口，并伸进凹糟部。为消除钳嘴前端的烧焦现象，夹具还包括辅助阴极导杆21，辅助阴极导杆平行阴极导杆设置在电镀架上，并经过导电杆与阴极导杆连接，辅助阴极导杆的表面包覆绝缘层，辅助电极导杆上设有惰性辅助阴极22，惰性辅助阴极呈锥柱状，前端细、与辅助阴极导杆连接的尾端粗，钳嘴张开时，惰性辅助阴极伸入钳嘴，靠近钳嘴前端尖嘴布置。

实施例2

如图1所示，一种手持钳子电镀用的夹具，与实施例1的不同之处为，如图2所示，惰性辅助阳极包括两段，一段是与辅助阳极导杆连接的圆柱状的基础段312，另一段是设置在基础段前的圆柱状的膨胀段311，膨胀段的横截面大于基础段，当惰性辅助阳极从钳头的另一侧面穿入刀口，并伸进凹糟部时，基础段位于刀口内，膨胀段位于凹槽部内，基础段和膨胀段之间平滑过渡连接。

实施例3

如图1所示，一种手持钳子电镀用的夹具，与实施例2不同之处为，如图3和4所示，为配合钳嘴张开时所呈现的V型状，基础段和膨胀段的横截面均为倒置等腰三角形状，且三角形的顶点圆弧过渡，基础段和膨胀段的等腰三角形横截面的小角顶点朝向钳嘴V型张口的顶点。

实施例4

如图1所示，一种手持钳子电镀用的夹具，与实施例1的不同之处为，惰性辅助阳极的横截面呈等腰三角形状，且三角形的顶点圆弧过渡。

实施例5

如图1所示，一种手持钳子电镀用的夹具，与实施例2的不同之处为，如图5所示，惰性辅助阳极的膨胀段由从基础段伸出的12根铂金丝电极细杆313沿基础段的外缘均匀分布后围合而成，直径0.1mm。以提供更加均匀的电场分布。

对比例

夹具设有长方框状的电镀架1，电镀架的上端设有用于将电镀架挂在电解池上的挂钩11，在电镀架上设有阴极导杆2，阴极导杆水平设置，并经导线与电源负极电连接，阴极导杆上设有卡勾架12，卡勾架设置在阴极导杆的上下两侧，每个卡勾架上均设置用于固定老虎钳的手柄44的两个卡勾13，上方的两卡勾的间距小于下方的两卡勾的间距。

不同实施例的夹具的使用效果测试

以手持钳子为老虎钳为例说明，所用电镀液为镀铬液为例，具体条件如下，电解液为铬酐(CrO₃)：160g/L、硫酸(H₂SO₄)：1.6g/L；电解液温度58℃，阴极电流密度为40A/dm²。

电镀过程如下：

对于实施例1和4夹具：将待电镀的老虎钳安装在电镀架上，其中老虎钳的手柄打开，并分别用阴极导杆上下两侧的卡勾卡住，这样老虎钳的钳嘴相应张开，惰性辅助阴极伸入钳嘴的钳口处，并靠近钳口的前端位置，惰性辅助阳极则从老虎钳的侧面穿入钳嘴的刀口并伸入到刀口的凹槽部，然后将电镀架竖直挂在电解池内并浸没到电镀液中，老虎钳的凹槽部与电解池的阳极相对，然后将电源的负极与阴极导杆电连接，进而接通惰性辅助阴极，将电源的正极与辅助阳极导杆电连接，进而接通惰性辅助阳极进行电镀；

对于实施例2、3、5夹具：进一步要求惰性辅助阳极的基础段位于刀口处，膨胀段伸入凹槽部；然后将电镀架竖直挂在电解池内并浸没到电镀液中，老虎钳的凹槽部与电解池的阳极相对，然后将电源的负极与阴极导杆电连接，进而接通惰性辅助阴极，将电源的正极与辅助阳极导杆电连接，进而接通惰性辅助阳极进行电镀；

对于对比例夹具：待电镀的老虎钳安装在电镀架上，其中老虎钳的手柄打开，并分别用阴极导杆两侧的卡勾卡住，这样老虎钳的钳嘴相应张开即可；然后将电镀架竖直挂在电解池内并浸没到电镀液中，老虎钳的凹槽部与电解池的阳极相对进行电镀。

各实施例和对比例的夹具分别进行5批次的老虎钳电镀，每批次各50件，电镀要求的时间后取出老虎钳，清洗，然后统计出现“烧焦”和“漏黄”的数量，结果见表1所示。

表1测试结果

从上表中可以看出，使用本申请的夹具可以有效减少烧焦甚至避免烧焦出现。同时此采用本申请的夹具也可以有效降低漏黄发生，其中当采用实施例5的夹具时，具有较高的降低效果，与实施例3相比，虽然出现最低值1的次数降低，但是不同批次处理后的结果稳定性更好，工艺波动小。

Claims (10)

1.一种工具电镀用的夹具，所述工具包括平面部、凹面部以及尖端部，所述夹具包括电镀架和与电源负极电连接的阴极导杆，其特征在于，

所述阴极导杆设置在电镀架上，所述电镀架上还设有表面包覆绝缘层的辅助阳极导杆，所述辅助阳极导杆与电源正极电连接，所述辅助阳极导杆上设有惰性辅助阳极；

所述夹具还包括辅助阴极导杆，所述辅助阴极导杆与电源负极电连接，所述辅助阴极导杆的表面包覆绝缘层，所述辅助阴极导杆上设有惰性辅助阴极；

工具固定在夹具上时，惰性辅助阳极伸入工具的凹面部，惰性辅助阴极毗邻尖端部；

所述工具为手持钳子。

2.根据权利要求1所述的工具电镀用的夹具，其特征在于，所述夹具上还设有用于固定工具的限位部，所述限位部分布在阴极导杆的上下两侧。

3.根据权利要求2所述的工具电镀用的夹具，其特征在于，所述限位部为卡勾。

4.根据权利要求1所述的工具电镀用的夹具，其特征在于，所述电镀架顶部设有电镀架挂钩。

5.根据权利要求1所述的工具电镀用的夹具，其特征在于，所述手持钳子包括钳头，所述钳头包括上钳头和下钳头，所述上钳头和下钳头之间形成钳嘴，所述尖端部设置在钳头的前端，所述平面部为钳头的侧面，所述凹面部为上钳头和下钳头的侧面在毗邻钳嘴处凹陷得到的凹槽部，凹槽部随钳嘴张合，所述惰性辅助阳极的前端位于凹槽部内。

6.根据权利要求5所述的工具电镀用的夹具，其特征在于，所述钳头还包括刀口，凹槽部设置在刀口的侧面，与刀口相接，所述惰性辅助阳极包括从钳头的侧面伸入刀口的基础段和继续伸入凹糟部的膨胀段，所述基础段和膨胀段之间平滑过渡连接。

7.根据权利要求6所述的工具电镀用的夹具，其特征在于，所述基础段和膨胀段的横截面均为倒置的等腰三角形状，且三角形的顶点圆弧过渡。

8.根据权利要求6所的工具电镀用的夹具，其特征在于，所述膨胀段由从基础段伸出的若干根电极细杆沿基础段的外缘均匀分布后围合而成。

9.根据权利要求1至8任一所述的工具电镀用的夹具，其特征在于，所述惰性辅助阳极和惰性辅助阴极的材质为铱金、铂金中的一种。

10.一种使用如权利要1至9任一所述的夹具电镀工具的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将待电镀的工具固定在夹具的电镀架上，并贴靠阴极导杆，惰性辅助阳极伸入工具的凹面部，惰性辅助阴极毗邻尖端部布置；

2）将电镀架竖直挂在电解池内，工具的凹面部与电解池的阳极相对，然后将电源的负极与阴极导杆电连接，进而接通惰性辅助阴极，将电源的正极与辅助阳极导杆电连接，进而接通惰性辅助阳极进行电镀。