CN1173078C - 钢管内外壁电镀锌工艺及专用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢管内外壁电镀锌工艺及专用设备，涉及电镀工艺及设备，特别是旋转形状的管材内外壁电镀工艺及专用电镀槽结构件，本发明的工艺采用的电镀液兼有碱性锌酸盐镀锌和氰化物镀锌的共同优越性，既有良好深镀能力、良好的细化晶粒的性能，达到细化镀层，提高镀层的抗蚀性能，又具有优良的耐油污特点，本发明的设备在被镀钢管内部增加辅助阳极，其专用挂具可以达到“一具两极”的作用，即同一个挂具上既有阴极导电，又有辅助阳极导电。使用本技术电镀锌军绿钝化后的钢管经测试内壁镀层厚度可达到外壁镀层厚度的1/2通过240小时中性盐雾试验后本产品无任何锈蚀，本发明的工艺容易掌握，设备易于制作，适于各类电镀企业采用。
Description
所属技术领域
本发明属于电镀工艺及设备，特别是旋转形状的管材内外壁电镀工艺及专用电镀槽结构件。
背景技术
现有电镀工艺有氯化钾镀锌：抗油污能力差，深镀能力一般，镀层脆且抗蚀能力一般；普通碱性锌酸盐镀锌：抗油污能力强，而细化镀层晶粒的能力差；普通氰化镀锌(含微、低、中、高氰)：虽然深镀和细化镀层晶粒的能力较好，但是允许的电流密度范围偏窄。现有电镀设备，包括电镀槽和阳极、阴极，不适宜镀长管状产品，要给长管状产品镀锌CN1319685A公开了一种辅助阳极喷镀锌液电镀钢导管内壁设备及工艺，提出使用布有喷液孔空心钢管做辅助阳极，空心钢管外配有与被镀钢管内壁阴极配套用的绝缘层，空心钢管上连接循环泵的强制镀液从喷液孔喷出，该方案虽然解决了被镀钢管内镀液的流动难题，但是不适用于小口径钢管内壁的镀锌问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种既有良好深镀能力、良好的细化晶粒的性能达到细化镀层，提高镀层的抗蚀性能，又具有优良的耐油污特点适用于小口径钢管内壁电镀锌的工艺，本发明的另一个目的是提供适用于小口径钢管内壁电镀锌的工艺的专用设备。
本发明是通过下述技术方案实现的，一种钢管内外壁电镀锌工艺，包括稀碱除油、上挂具、镀锌、下挂具、清洗、钝化、清洗，自然晾干工序，上挂具工序为将辅助阳极穿入被镀钢管，将被镀钢管放在挂具阴极铜板的V型挂钩上，将挂具阳极钢板用铜导线与阳极杠相连，将挂具阴极铜板挂到阴极杠上，电镀工序采用镀锌液配方为：
氧化锌(ZnO) 10-14克/升
氢氧化钠(NaOH) 100-120克/升
氰化钠(NaCN) 20-30克/升
DPE-III添加剂 1-3毫升/升
ZB-80添加剂 1-3毫升/升，
镀锌工序温度10-40℃，时间20-30分，阴极电流密度2-6安培/平方分米，阴极面积与阳极面积比为1∶1--2。
镀锌液配方中DPE-III，ZB-80添加剂为传统锌酸盐镀锌工艺中的常用光亮剂(武汉风帆电镀技术有限公司出品)。
钢管内外壁电镀锌工艺使用的专用设备，包括镀液槽、阳极、挂具，其特征在于：挂具包括，挂具阳极钢板、辅助阳极框、辅助阳极、挂具阴极铜板、绝缘板，辅助阳极框为用圆钢与长条钢板焊接的长方形，在一端的长条钢板上等距离焊接多根外表面按等间隔缠绕塑料绝缘线的实心钢芯棒，作为辅助阳极，在辅助阳极框的另一端焊接长条钢板为挂具阳极钢板，挂具阴极铜板为长条紫铜板按与辅助阳极相同的间隔距离和数量焊接V型铜挂钩做阴极导电点，绝缘板为长条塑料板，位于挂具阴极铜板和挂具阳极钢板中间，并用软塑料带缠绕挂具阴极铜板、绝缘板、挂具阳极钢板，使三板固定为一体。
辅助阳极实心钢芯棒直径可以为2-5mm，表面缠绕绝缘线直径可以为0.5-3mm，也可以为厚度0.5-3mm，宽度为1-5mm的塑料带，缠绕间隔可以为0.5-3cm。
挂具阳极钢板、挂具阴极铜板、绝缘板的厚度可以为2-4mm，宽度可以为3-20cm，长度可以为0.5-1.2m。
在钢管电镀时将钢筋芯棒插入，将被镀钢管放在挂具阴极铜板的V型铜挂钩之上，将挂具放入电镀槽中。挂具阴极铜板悬挂于镀槽的阴极杠上，用铜连接线将挂具阳极钢板连接在镀槽的阳极杠上进行串联。开启整流器，根据管件的粗细或长短(即被镀面积)来调节电流，使阳极溶解的锌离子慢慢沉积于管件外壁，同时管内壁和辅助阳极在电流的作用下析出氢气、氧气使管内产生负压，促进管内外电镀液产生对流，不断更新镀液，从而锌离子沉积于管件内壁，达到很好的内外壁同时电镀的理想效果，且镀层均匀，采用本工艺和设备被镀钢管内壁镀层厚度可以达到外壁镀层厚度的1/2以上。
本发明的有益效果十分明显，该工艺采用的电镀液兼有碱性锌酸盐镀锌和氰化物镀锌的共同优越性，既有良好深镀能力、良好的细化晶粒的性能达到细化镀层，提高镀层的抗蚀性能，又具有优良的耐油污特点；该工艺配方中DPE-III，ZB-80为传统锌酸盐镀锌工艺中的常用光亮剂(武汉风帆电镀技术有限公司出品)，又起到增加镀层亮度的作用。采用该工艺及设备对钢管内壁电镀时，钢管内的辅助阳极在导电的情况下析出氧气，管内壁析出氢气可以使钢管内形成负压促进电镀液自动循环更新，在电镀过程中可以实现钢管内外壁同时沉积锌层，经大量实验及应用证明采用本工艺和设备可以对小口径长管(φ6×0.7×2500mm-φ20×1.0×3000mm)进行电镀，镀后钢管内壁镀层厚度可以达到外壁镀层厚度的1/2以上，且其专用挂具可以达到“一具两极”的作用，即同一个挂具上既有阴极导电，又有辅助阳极导电。
使用本发明工艺和设备生产的电镀锌钢管使用通常配方军绿钝化后经中国重型汽车工业企业联营公司技术发展中心检测，通过240小时中性盐雾试验后本产品无任何锈蚀，而其它采用现有技术镀锌钝化的样件到240小时时均有大量黑锈或红锈，可以证明本发明提出的电镀锌工艺及设备较现有技术有显著的进步。
附图说明
附图1为本发明工作原理图
图2为挂具结构示意图，
图3为图2的A--A向剖视图，
图4为图2的B--B向剖视图
图中1.镀槽，2.阳极，3.被镀钢管，4.辅助阳极，5.绝缘线，6.辅助阳极框，7.挂具阳极钢板，8.绝缘板，9.挂具阴极铜板，10.V型挂钩。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，一种钢管内外壁电镀锌工艺，包括稀碱除油、上挂具、镀锌、下挂具、清洗、钝化、清洗自然晾干工序，上挂具工序为将辅助阳极穿入被镀钢管，将被镀钢管放在挂具阴极铜板的V型挂钩上，将挂具阳极钢板用铜导线与阳极杠相连，将挂具阴极铜板挂到阴极杠上，电镀工序采用镀锌液配方为：
镀锌液配方：
氧化锌(ZnO) 10-14克/升
氢氧化钠(NaOH) 100-120克/升
氰化钠(NaCN) 20-30克/升
DPE-III添加剂 1-3毫升/升
ZB-80添加剂 1-3毫升/升，
镀锌工序温度10-40℃，时间20-30分，阴极电流密度2-6安培/平方分米，阴极面积与阳极面积比为1∶1-2。
镀锌液配方中DPE-III，ZB-80添加剂为传统锌酸盐镀锌工艺中的常用光亮剂(武汉风帆电镀技术有限公司出品)。
镀锌液配方1：
氧化锌(ZnO) 12克/升
氢氧化钠(NaOH) 120克/升
氰化钠(NaCN) 25克/升
DPE-III添加剂 2毫升/升
ZB-80添加剂 2毫升/升，
其它实施例配方见下表：
| 原料 | 2 | 3 | 4 |
| 氧化锌 | 12克/升 | 11克/升 | 14克/升 |
| 氢氧化钠 | 100克/升 | 110克/升 | 115克/升 |
| 氰化钠 | 20克/升 | 24克/升 | 29克/升 |
| DPE-III | 2.5毫升/升 | 1.5毫升/升 | 3毫升/升 |
| ZB-80 | 2.5毫升/升 | 2毫升/升 | 1.5毫升/升 |
镀锌工序温度10-40℃，时间20-30分，阴极电流密度2-6安培/平方分米，阴极面积与阳极面积比为1∶1-2。
钢管内外壁电镀锌工艺使用的专用设备，包括镀液槽1、阳极2、挂具阳极钢板7、辅助阳极4、挂具阴极铜板9、绝缘板8，其结构是：用φ12mm长1800mm圆钢与1200×30×2mm长条钢板焊接的长方形框架为辅助阳极框6，在一端长条钢板上按5cm距离焊接多根外表面按2-3cm间隔缠绕φ0.5mm塑料绝缘线5的φ3.2mm实心钢芯棒，作为辅助阳极4，在辅助阳极框的另一端焊接长条钢板为挂具阳极钢板7，挂具阴极铜板9为1200×50×3mm长条紫铜板按与辅助阳极相同的间隔焊接φ3.2mm铜焊条制成的V型挂钩10做阴极导电点，绝缘板8为1200×50×3mm长条塑料板位于阴极铜板和阳极钢板中间，并用软塑料带缠绕阴极铜板、绝缘板、阳极钢板使三板固定为一体。
在钢管电镀时将辅助阳极钢筋芯棒插入被镀钢管，悬挂于阴极铜板V型铜板之上，将挂具放入电镀槽中。挂具的阴极铜板悬挂于镀槽的阴极杠上，用铜连接线将挂具阳极钢板连接在镀槽的阳极杠上进行串联。开启整流器，根据管件的粗细或长短(即被镀面积)来调节电流，使阳极溶解的锌离子慢慢沉积于管件外壁，同时管内壁和辅助阳极在电流的作用下析出氢气、氧气使管内产生负压，促进管内电镀液产生对流，不断更新镀液，从而锌离子沉积于管件内壁，达到很好的内外壁同时电镀的理想效果，且镀层均匀。
Claims (4)
1.一种钢管内外壁电镀锌工艺，其特征在于：包括稀碱除油、上挂具、镀锌、下挂具、清洗、钝化、清洗、自然晾干各工序，
本工艺采用专用挂具，挂具包括，挂具阳极钢板、辅助阳极框、辅助阳极、挂具阴极铜板、绝缘板，辅助阳极框为用圆钢与长条钢板焊接的长方形，在一端的长条钢板上等距离焊接多根外表面按等间隔缠绕塑料绝缘线的实心钢芯棒，作为辅助阳极，在辅助阳极框的另一端焊接长条钢板为挂具阳极钢板，挂具阴极铜板为长条紫铜板按与辅助阳极相同的间隔距离和数量焊接V型铜挂钩做阴极导电点，绝缘板为长条塑料板，位于阴极铜板和阳极钢板中间，并用软塑料带缠绕阴极铜板、绝缘板、阳极钢板，使三板固定为一体，上挂具工序为将辅助阳极穿入被镀钢管，将被镀钢管放在挂具阴极铜板的V型挂钩上，将挂具阳极钢板用铜导线与阳极杠相连，将挂具阴极铜板挂到阴极杠上，
电镀工序采用的镀锌液配方：
氧化锌 10-14克/升
氢氧化钠 100-120克/升
氰化钠 20-30克/升
DPE-III添加剂 1-3毫升/升
ZB-80添加剂 1-3毫升/升，
采用的工艺条件为：
镀锌工序温度10-40℃，时间20-30分，阴极电流密度2-6安培/平方分米，阴极面积与阳极面积比为1∶1-2。
2.根据权利要求1所述的钢管内外壁电镀锌工艺使用的专用设备，包括镀液槽、阳极、挂具、阳极杠、阴极杠，其特征在于：挂具包括，挂具阳极钢板、辅助阳极框、辅助阳极、挂具阴极铜板、绝缘板，挂具的阴极铜板悬挂于镀槽的阴极杠上，用铜连接线将挂具阳极钢板连接在镀槽的阳极杠上进行串联，辅助阳极框为用圆钢与长条钢板焊接的长方形，在一端的长条钢板上等距离焊接多根外表面按等间隔缠绕塑料绝缘线的实心钢芯棒，作为辅助阳极，在辅助阳极框的另一端焊接长条钢板为挂具阳极钢板，挂具阴极铜板为长条紫铜板按与辅助阳极相同的间隔距离和数量焊接V型铜挂钩做阴极导电点，绝缘板为长条塑料板，位于阴极铜板和阳极钢板中间，并用软塑料带缠绕阴极铜板、绝缘板、阳极钢板，使三板固定为一体。
3.根据权利要求2所述的钢管内外壁电镀锌工艺使用的专用设备，其特征在于：辅助阳极实心钢芯棒直径可以为2-5mm，表面缠绕绝缘线直径可以为0.5-3mm，也可以为厚度0.5-3mm，宽度为1-5mm的塑料带，缠绕间隔可以为0.5-3cm。
4.根据权利要求2所述的钢管内外壁电镀锌工艺使用的专用设备，其特征在于：挂具阳极钢板、挂具阴极铜板、绝缘板的厚度可以为2-4mm，宽度可以为3-20cm，长度可以为0.5-1.2m。
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