CN213835572U - 一种分区给电的电解磷化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种分区给电的电解磷化设备，被处理线材由前向后运行，前阳极板区和后阳极板区均包括通过导电连接结构连接的至少两个阳极板，前阴极给电轮和后阴极给电轮位于磷化池的前侧，前阴极给电轮与第一电源的负极相连，后阴极给电轮与第二电源的负极相连，前阳极板区的前端与第一电源的正极相连，后阳极板区的后端与第二电源的正极相连。第一电源和第二电源形成并联形式分区给电，电流分布是前后两侧大、中间较小，在线材运行的方向上电解反应从大而小、从小而大依次进行，使皮膜逐步生成，提高了膜层结合力以及致密度，保证后道连续拉拔润滑性的前提下，降低膜重减少药剂消耗，同时也可提高设备极板利用率及电能利率用。

Description

一种分区给电的电解磷化设备

技术领域

本实用新型涉及电解设备技术领域，具体为一种分区给电的电解磷化设备。

背景技术

电解磷化是一种表面处理工艺，它是通过将浸没在磷化液中的金属和电极之间加上电压来使金属表面形成磷化膜。磷化技术作为常规的金属表面处理技术，随着环保要求不断的提高，被应用在广泛的领域。电解磷化药剂的开发减少了废弃物排放，目前的研究集中在药剂的配方离子平衡、应用领域、如何提高工作液的应用性能等方面，而对电解磷化给电方式与效果研究较少，常规的生产处理工艺为沿着线材运行方向给电，极板长度按4秒反应时间来配置，该给电方式导致电解磷化初期反应速度过快反，皮膜瞬间堆积，完成80％的反应，导致膜层之间的结合力下降，且致密度变大，最终影响拉拔过程中的润滑性，拉拔速度下降；同时还造成设备浪费，并加速极板老化，如极板长度为4m，按照当前给电方式只利率了40％左右极板，导致前段极板高负荷运行，老化变快，影响电解效率，长时间使用造成膜层质量下降，为解决以上问题需要缩短维护时间，增加了极板维护费用。

实用新型内容

鉴于现有技术中所存在的问题，本实用新型提供了一种能够改善膜层质量的分区给电的电解磷化设备，采用的技术方案是，包括被处理线材、用于储存磷化液的磷化池、位于磷化池上方的多个电解槽和给电装置，被处理线材由前向后运行，给电装置包括第一电源、第二电源、前阴极给电轮、后阴极给电轮、前阳极板区和后阳极板区，前阳极板区和后阳极板区均包括通过导电连接结构连接的至少两个阳极板，各阳极板分别位于对应的电解槽中，前阴极给电轮和后阴极给电轮位于磷化池的前侧，前阴极给电轮与第一电源的负极相连，后阴极给电轮与第二电源的负极相连，前阳极板区的前端与第一电源的正极相连，后阳极板区的后端与第二电源的正极相连。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述前阴极给电轮和后阴极给电轮的外周均设有环状的凹槽，凹槽的截面径向尺寸与线材一致，线材在前阴极给电轮和后阴极给电轮的凹槽中分别缠绕一圈。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述前阴极给电轮和后阴极给电轮上均设有多个左右并列的凹槽。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述前阴极给电轮和后阴极给电轮之间设有导向轮，线材位于导向轮的下方，并形成弧形接触。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述阳极板包括板体和位于板体左右两侧的导电挂耳，所述导电连接结构为导电板，在同一阳极板区中相邻的两个阳极板的同侧导电挂耳之间通过导电板连接，阳极板通过导电挂耳与电源相连。

作为本实用新型的一种优选技术方案，各板体上设有前后延伸的U型槽，线材从U型槽内通过，所述板体上开设有多个供磷化液通过的孔洞。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述磷化池的前侧设有表调池和位于表调池上方的表调槽，表调池和表调槽中储存有表调处理液，反应过程中表调槽中的处理液溢流至表调池，由循环泵将处理液提升至表调槽中。

作为本实用新型的一种优选技术方案，表调槽和电解槽的后侧均设有防带液装置，防带液装置包括刮液结构和吹风结构，经刮液结构和吹风结构收集到的磷化液回流至磷化池中。

作为本实用新型的一种优选技术方案，磷化池和电解槽之间设有磷化液循环系统，磷化液循环系统包括提升泵，反应过程中电解槽中的磷化液溢流至磷化池，由提升泵将磷化液提升至电解槽中。

作为本实用新型的一种优选技术方案，磷化池的一侧设有用于补加药剂的自动补液装置，自动补液装置包括多个间隔分布的加药槽、计量泵、电磁阀和PLC控制系统。

本实用新型的有益效果：在前阳极板区，第一电源的正极采用正向(即线材运行相同方向)给电，在后阳极板区，第二电源的正极采用逆向(即线材运行相反方向)给电，第一电源和第二电源形成并联形式分区给电，通过阳极板本身电阻形成各电解槽内的电流差异，电流分布是前后两侧大、中间较小，在线材运行的方向上电解反应从大而小、从小而大依次进行，使皮膜逐步生成，提高了膜层结合力以及致密度，保证后道连续拉拔润滑性的前提下，降低膜重减少药剂消耗，同时也可提高设备极板利用率及电能利率用，解决了常规给电装置产生的膜层疏松、致密度差及设备利用率和维护成本高的问题。

进一步地，通过缠绕方式增加线材与阴极给电轮的接触面积，提高线材运行稳定解决抖动问题，避免产生电火花现象。

进一步地，通过表调处理，预先在被处理线材表面形成致密细致的结晶核，可使电解后形成的磷化膜更致密更细致。

附图说明

图1为本实用新型的分区给电的电解磷化设备未连接电源时的示意图；

图2为本实用新型的分区给电的电解磷化设备的结构示意图；

图3为本实用新型的分区给电的电解磷化设备的俯视角度的结构示意图。

图中：1-线材、21-阴极给电轮、22-第二阴极给电轮、3-导向轮、4-表调池、40-表调槽、5-循环泵、6-防带液装置、7-磷化池、70-电解槽、8-阳极板、80-导电挂耳、81-前阳极板区、82-后阳极板区、9-提升泵、10-导电连接结构、11-第一电源、12-第二电源、13-加药槽。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1至图3所示，电解磷化设备包括包括被处理线材1、用于储存磷化液的磷化池7、位于磷化池7上方的四个电解槽70和给电装置，被处理线材1由前向后运行，给电装置包括第一电源11、第二电源12、前阴极给电轮21、后阴极给电轮22、前阳极板区81和后阳极板区82，前阳极板区81和后阳极板区82均包括两个阳极板8，各阳极板区中的两个阳极板8通过导电连接结构10连接，各阳极板8分别位于对应的电解槽70中。前阴极给电轮和后阴极给电轮位于磷化池的前侧，前阴极给电轮21与第一电源11的负极相连，后阴极给电轮22与第二电源12的负极相连，前阳极板区81的前端与第一电源11的正极相连，后阳极板区82的后端与第二电源12的正极相连。前阳极板区81和后阳极板区82中的阳极板8之间不相连。

作为本实用新型的一种优选技术方案，前阴极给电轮21和后阴极给电轮22的外周均设有环状的凹槽，凹槽的截面径向尺寸与线材1一致，线材1在前阴极给电轮21和后阴极给电轮22的凹槽中分别缠绕一圈。

作为本实用新型的一种优选技术方案，前阴极给电轮21和后阴极给电轮22上均设有多个左右并列的凹槽。

作为本实用新型的一种优选技术方案，前阴极给电轮21和后阴极给电轮22之间设有导向轮3，线材1位于导向轮3的下方，并形成弧形接触。

作为本实用新型的一种优选技术方案，阳极板8包括板体和位于板体左右两侧的导电挂耳80，导电连接结构10具体为导电板，在同一阳极板区中相邻的两个阳极板8的同侧导电挂耳80之间通过导电板连接，阳极板8通过导电挂耳80与电源相连。

作为本实用新型的一种优选技术方案，各板体上设有前后延伸的U型槽，线材1从U型槽内通过，板体上开设有多个供磷化液通过的孔洞。

作为本实用新型的一种优选技术方案，磷化池7的前侧设有表调池4和位于表调池4上方的表调槽40，表调池4位于阴极给电轮的后侧，表调池4和表调槽40中储存有表调处理液，对线材进行表调涂覆处理，通过循环泵5将处理液提升至表调槽41，被处理线材1与处理液充分接触，涂覆约0.5s左右时间。表调槽41中的处理液溢流至表调池4，再由循环泵5将处理液提升至表调槽41中，形成自循环。通过控制表调液的PH值从而保证表调液的活性，对线材磷化前进行表面活性处理，在经过表调槽41表面活性处理后的线材在电解槽中成膜速度加快，磷化时间短，让电解磷化反应后形成的磷化膜与线材结合得更加牢固。

作为本实用新型的一种优选技术方案，表调槽40和电解槽70的后侧均设有防带液装置6，防带液装置6包括刮液结构和吹风结构，经刮液结构和吹风结构收集到的磷化液回流至磷化池7中，有效控制了电解磷化液的带出量。由于线材较细，面积大，带液消耗占很大比例。通过充分回收，可减少药剂损失，减轻三废处理的压力。

作为本实用新型的一种优选技术方案，磷化池7和电解槽70之间设有磷化液循环系统，磷化液循环系统包括提升泵9和过滤器，反应过程中电解槽70中的磷化液溢流至磷化池7，由提升泵9将磷化液提升至电解槽70中，形成自循环。

作为本实用新型的一种优选技术方案，磷化池7的一侧设有用于补加药剂的自动补液装置，自动补液装置包括加药槽13、计量泵、电磁阀和PLC控制系统，三个加药槽11间隔分布，所配置的计量泵与电磁阀连接PLC控制系统。通过电解磷化成膜原理计算，可得知单位时间内药剂消耗量，根据产量、槽体容积、自动加药槽大小，进行PLC程序编写，进行定时定量药剂自动添加，可实现自动化生产，有效控制电解磷化槽液离子平衡，提高电解磷化液稳定，提升产品品质。同时加药槽中还可以配置搅拌装置，适用于不同添加剂，提高装置适用性。

在本实施例中，前阴极给电轮21和后阴极给电轮22与导向轮3为碳钢材质，直径大小可根据被处理线材1直径进行调整，以增加设备的适应性，使被处理线材1与阴极给电轮紧密接触，增加接触面积，提高给电效率，避免电火花问题的发生，阴极给电轮表面进行氮化钛涂层处理，可以提高表面硬度，减少金属摩擦带来的擦伤和损耗，同时氮化钛涂层有良好的导电性，可减少线压降造成的电能损失，最终减少维护成本。电源10是由交流电源和整流器形成的直流电源。四个相同长度的电解槽70内设置有四块相同长度的阳极板8，阳极板采用氧化铱涂层的纯钛板材料，通过多个相同尺寸“L”形结构进行焊接连接成U型槽结构，被处理线材1在U型槽中间位置运行通过，即阳极板的U型槽结构位于被处理线材的正下方。阳极板具体尺寸大小可根据被处理线的多少进行自由调整，充分满足不同客户需求。导电挂耳位于U型槽下方紧密贴合，用于和整流器与阳极板直接导电。过液孔为多个等距孔洞，电解磷化液通过孔洞进行充分置换，保持电解磷化液的离子平衡。阳极板采用开孔方式未采用网格板原因是出于结构强度、加工难度及成本考虑。

本实用新型的工作原理：被处理线材由前向后运行，缠绕第一阴极给电轮的凹槽一圈后经导向轮到第二阴极给电轮，再绕第二阴极给电轮的凹槽一圈后运行至表调池，在表调槽中线材与表调处理液充分接触，完成磷化前的表调涂覆处理，被处理线材经过表调处理后进入磷化池中，通过电解反应，磷化液析出成膜物质沉积在被处理线材的表面，形成致密均匀的磷化膜。其中，通过给电装置改变给电方式，分区并反向给电，使电流分布形成前后大中间小的形式，提高给电稳定性，提高了皮膜致密度与结合力。阴极给电轮上设有多个凹槽，能够应用于多丝在线电解磷化生产工艺。

上述虽然对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种分区给电的电解磷化设备，包括被处理线材、用于储存磷化液的磷化池、位于磷化池上方的多个电解槽和给电装置，其特征在于：被处理线材由前向后运行，给电装置包括第一电源、第二电源、前阴极给电轮、后阴极给电轮、前阳极板区和后阳极板区，前阳极板区和后阳极板区均包括通过导电连接结构连接的至少两个阳极板，各阳极板分别位于对应的电解槽中，前阴极给电轮和后阴极给电轮位于磷化池的前侧，前阴极给电轮与第一电源的负极相连，后阴极给电轮与第二电源的负极相连，前阳极板区的前端与第一电源的正极相连，后阳极板区的后端与第二电源的正极相连。

2.根据权利要求1所述的电解磷化设备，其特征在于：所述前阴极给电轮和后阴极给电轮的外周均设有环状的凹槽，凹槽的截面径向尺寸与线材一致，线材在前阴极给电轮和后阴极给电轮的凹槽中分别缠绕一圈。

3.根据权利要求2所述的电解磷化设备，其特征在于：所述前阴极给电轮和后阴极给电轮上均设有多个左右并列的凹槽。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电解磷化设备，其特征在于：所述前阴极给电轮和后阴极给电轮之间设有导向轮，线材位于导向轮的下方，并形成弧形接触。

5.根据权利要求1所述的电解磷化设备，其特征在于：所述阳极板包括板体和位于板体左右两侧的导电挂耳，所述导电连接结构为导电板，在同一阳极板区中相邻的两个阳极板的同侧导电挂耳之间通过导电板连接，阳极板通过导电挂耳与电源相连。

6.根据权利要求5所述的电解磷化设备，其特征在于：各板体上设有前后延伸的U型槽，线材从U型槽内通过，所述板体上开设有多个供磷化液通过的孔洞。

7.根据权利要求1所述的电解磷化设备，其特征在于：所述磷化池的前侧设有表调池和位于表调池上方的表调槽，表调池和表调槽中储存有表调处理液，反应过程中表调槽中的处理液溢流至表调池，由循环泵将处理液提升至表调槽中。

8.根据权利要求7所述的电解磷化设备，其特征在于：表调槽和电解槽的后侧均设有防带液装置，防带液装置包括刮液结构和吹风结构，经刮液结构和吹风结构收集到的磷化液回流至磷化池中。

9.根据权利要求1所述的电解磷化设备，其特征在于：磷化池和电解槽之间设有磷化液循环系统，磷化液循环系统包括提升泵，反应过程中电解槽中的磷化液溢流至磷化池，由提升泵将磷化液提升至电解槽中。

10.根据权利要求1所述的电解磷化设备，其特征在于：磷化池的一侧设有用于补加药剂的自动补液装置，自动补液装置包括多个间隔分布的加药槽。

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