JP2022117465A - 電気めっき装置および電気めっきシステム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の金属を含む合金を加工物に電気めっきするのに適した電気めっき装置、および電気めっきシステムを提供する。【解決手段】電気めっき装置は、カソードとしての加工物２００が少なくとも部分的に浸漬される電気めっき液を収容するのに適した電気めっき槽１と、アノードの複数の群２、４であって、各群は、電気めっきに必要な少なくとも１つの金属を提供し、アノードの各群の少なくとも１つの金属の電解電位が、アノードのその他の群の少なくとも１つの金属の電解電位とは異なる、アノードの複数の群と、合金の金属の割合に従って、アノードの各群２、４に送られる電流の割合を調整するのに適した電源装置５とを備え、アノードの各群に送られる電流の割合を調整することができるため、電気めっき液の金属イオンの割合が常に均衡し、合金電着被膜の合金の割合を正確に制御できる。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、開示全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０２１年１月２９日に中国国家知識産権局に出願された中国特許出願第ＣＮ２０２１１０１３２８１８．９号の優先権を主張する。
本発明の少なくとも１つの実施形態は、電気めっき装置、および電気めっき装置を備える電気めっきシステムに関する。

従来の電気めっきプロセスにおいて、カソード材料が電力整流器の負極に接続され、アノード材料が電力整流器の正極に接続され、カソード材料とアノード材料とは、電気めっきするイオンを含む電気めっき液に同時に浸漬される。カソード材料は還元反応を有し、電気めっきするイオンはカソード材料において原子に還元されて、カソード材料の表面を覆う。アノード材料は酸化材料を有する。アノード材料は一般に金属を取り入れ、この金属は酸化して、電気めっきするイオンになり、電気めっき液に溶解されて、電気めっき液における電気めっきするイオンの濃度の安定性を維持し、より高い電気めっき効率を得る。例えば、単一金属の電気めっきは、金めっき、ロジウムめっき、銀めっき、パラジウムめっき、ニッケルめっき、銅めっき、スズめっき、インジウムめっき、ビスマスめっき、鉛めっき、コバルトめっき、鉄めっき、亜鉛めっきなどを含み、そのプロセスは比較的安定し、制御可能である。しかしながら、より良好な機械的特性、電気的特性、および耐食性を得るために、さらに多くの二元合金または多成分合金の電気めっきも開発され適用されている。

多成分合金電気めっきの電気めっき液において複数のイオンの濃度比を維持することは困難であり、被膜の合金の割合に影響を与える。加えて、電流密度の不均一な分布ならびにカソードおよびアノードの電極効率も、被膜の合金の割合に大きな影響を与える。現在、合金電気めっき用の３種類のアノード、すなわち、不溶性アノード、単一の可溶性金属から形成されたアノード、または被膜に対応する可溶性合金から形成されたアノードがある。この３種類のアノードの場合、合金の割合を制御することは困難である。アノードは、不動態化が容易であるが溶解が困難であるため、電気めっき効率が低く、またはアノード金属と電気めっき液との間のイオン置換が、電気めっき液の不安定性、金属析出の無駄（ｗａｓｔｅ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ）、被膜品質の低下などを引き起こす。

例えば、単一の可溶性金属から形成されたアノードの溶液では、可溶性金属は、一般に、合金電気めっきにおいて最も高い含有量を有する金属であり、その標準電極電位は、合金の他の金属の標準電極電位よりも高くなければならず、または、他の金属イオンの標準電極電位を低下させる安定した金属錯体剤が電気めっき液にあり、そうでなければ、電気がない場合、標準電極の高電位の金属イオンは低電位の金属アノードにおいて置換される。この溶液は、一般に、通常の厚い金属電気めっきに適用可能である。電気めっきプロセスにおいて、被膜の割合が不均衡になりやすく、すなわち、電気めっき液に溶解した単一金属アノードの濃度がさらに高くなる。

本発明は、上記の欠点のうちの少なくとも１つの態様を克服または軽減するためになされたものである。

本発明の態様によれば、複数の金属を含む合金を加工物に電気めっきするのに適した電気めっき装置であって、カソードとしての加工物が少なくとも部分的に浸漬される電気めっき液を収容するのに適した電気めっき槽と、アノードの複数の群であって、各群は、電気めっきに必要な少なくとも１つの金属を提供し、アノードの各群の少なくとも１つの金属の電解電位（electrolytic potential）が、アノードのその他の群の少なくとも１つの金属の電解電位とは異なる、アノードの複数の群と、合金の金属の割合に従って、アノードの各群に送られる電流の割合を調整するのに適した電源装置とを備える、電気めっき装置が提供される。

本発明の例示的な実施形態によれば、電源装置は、アノードの複数の群の電解速度に従って、アノードの各群に送られる電流の割合を調整するのにさらに適している。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、アノードの複数の群は、第１のアノード群と第２のアノード群とを含み、第１のアノード群の少なくとも１つの金属の電解電位が第２のアノード群の少なくとも１つの金属の電解電位よりも高い。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、電源装置は、第１のアノード群に送られる電流を調整するように構成されている第１の電流調整器と、第２のアノード群に送られる電流を調整するように構成されている第２の電流調整器とを含む。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、電気めっき装置は弱電解装置をさらに備え、弱電解装置は、第１のアノード群および第２のアノード群が電気めっき動作を停止したときに、第２のアノード群と電気めっき液との間の置換反応を防ぐように、電気めっき液に浸漬された第２のアノード群が正電位を有することを保証するのに適している。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、弱電解装置は、補助カソードと第３の電流調整器とを含み、第３の電流調整器のカソードは補助カソードに接続され、第３の電流調整器のアノードは第２のアノード群に接続され、第３の電流調整器は、第２の電流調整器が第２のアノード群に電流を送ることことを停止している間に第２のアノード群に電力を供給するのに適しており、それにより、第２のアノード群は正電位を有して、第２のアノード群と電気めっき液との間の置換反応を防ぐようになっている。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、第３の電流調整器は、弱電解装置の回路の電流を約０．０１アンペアで維持するように構成されている。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、電気めっき装置は、第１のアノード群および第２のアノード群が電気めっき動作を停止したときに、第２のアノード群を電気めっき液から分離するように構成されている。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、電気めっき装置は、第１のアノード群および第２のアノード群が電気めっき動作を停止したときに、第２のアノード群を電気めっき液の外に移動させるように構成されている。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、電気めっき装置は、第１のアノード群および第２のアノード群が電気めっき動作を停止したときに、電気めっき槽における電気めっき液の液位を低下させるように構成され、それにより、第２のアノード群が電気めっき液から分離される。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、第２のアノード群は、複数の第１の貫通孔を有するバスケットに入れられている。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、電気めっき装置は、電気めっき槽を外側収容部分と外側収容部分の内側に位置する内側収容部分とに分離するのに適した２つの隔壁をさらに備え、第１のアノード群は内側収容部分に配置され、第２のアノード群は外側収容部分に配置され、隔壁は複数の第２の貫通孔を備えて、外側収容部分の電気めっき液が第２の貫通孔を通って内側収容部分に流入することを可能にする。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、第１のアノード群は第１のブラケットによって隔壁に装着され、第２のアノード群は第２のブラケットによって電気めっき槽の側壁に装着されている。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、電気めっき装置は、電気めっき液を第１のアノード群に向けて噴霧するように構成されている液体噴霧装置をさらに備え、液体噴霧装置は、少なくとも１つの入口を備える本体部分であって、少なくとも１つの入口は、電気めっき液を本体部分に運ぶためのものである、本体部分と、本体部分に装着されている複数のノズルとを含み、ノズルの少なくとも一部は、ノズルから噴出される電気めっき液の流れ方向が、第１のアノード群とカソードとによって形成される電力線の方向に略平行であるように配置されている。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、第１のアノード群は、液体噴霧装置と加工物との間に設けられ、複数の第３の貫通孔が第１のアノード群の各第１のアノードに形成され、ノズルから噴出される電気めっき液の一部が第３の貫通孔を通って流れる。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、本体部分は、第１の部分と、本体部分の両端部にそれぞれ設けられ、加工物に向かって延びる２つの第２の部分とを含み、ノズルは、第１の部分に装着されている複数の第１のノズルであって、第１のノズルから噴出される電気めっき液の流れ方向が、第１のアノード群とカソードとによって形成される電力線の方向に略平行である、第１のノズルと、２つの第２の部分の内側に設けられ、電気めっき液を加工物に向けて噴出するように構成されている複数の第２のノズルとを含む。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、加工物は、電気めっき槽を通って水平に移動する材料ストリップに配置され、第１のノズルから噴出される電気めっき液の流れ方向は、材料ストリップの移動方向に垂直であり、材料ストリップは、電気めっき槽の２つの対向する側壁にそれぞれ形成された２つの溢出口を通って移動する。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、第２のアノード群の第２のアノードに略位置合わせされた複数の第１の液体入口孔が、電気めっき槽の底壁に形成され、第１の液体入口孔は、電気めっき液を第２のアノードに向けて垂直方向に運ぶのに適している。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、加工物に略位置合わせされた複数の第２の液体入口孔が電気めっき槽の底壁に形成され、第２の液体入口孔は、電気めっき液を加工物に向けて垂直方向に運ぶのに適している。

本発明の別の例示的な実施形態によれば、対の調整カバーが第２の液体入口孔の両側にそれぞれ設けられ、調整カバーは、加工物における電気めっき液の液位を調整するのに適している。

本発明の別の態様によれば、上記の電気めっき装置と、電気めっき槽から溢れ出た電気めっき液が流入するタンクと、管を通して液体噴霧装置の入口へタンクの電気めっき液を送り出すのに適しているポンプとを備える電気めっきシステムが提供される。

本発明の実施形態による電気めっき装置および電気めっきシステムにおいて、アノードの各群に送られる電流の割合を調整することができるため、電気めっき液の金属イオンの割合が常に均衡し、合金電着被膜の合金の割合を正確に制御することができる。

添付図面を参照しながら例示的な実施形態を詳細に説明することにより、本発明の上記その他の特徴がより明らかになろう。

電気めっき槽を長手方向に切り取った、本発明の例示的な実施形態による電気めっきシステムの説明図である。 電気めっき槽を横方向に切り取った、図１に示す電気めっきシステムの別の説明図である。 本発明の例示的な実施形態による電気めっき装置の説明斜視図である。 本発明の別の例示的な実施形態による電気めっき装置の説明斜視図である。 本発明の例示的な実施形態によるアノードおよび加工物の説明斜視図である。 本発明の例示的な実施形態による第１のアノードの説明斜視図である。 本発明の例示的な実施形態による液体噴霧装置の説明斜視図である。 本発明の例示的な実施形態による、異なる方法で装着される管の説明斜視図である。 本発明の例示的な実施形態による、異なる方法で装着される管の説明斜視図である。 本発明の例示的な実施形態による、異なる方法で装着される管の説明斜視図である。 本発明の例示的な実施形態による、異なる方法で装着される管の説明斜視図である。

以下で、添付図面を参照しながら本開示の例示的な実施形態について詳細に説明する。図中、同様の参照符号は同様の要素を指す。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書で述べる実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的で完全なものであり、本開示の概念を当業者に十分に伝えるように提示される。

以下の詳細な説明では、説明の目的で、開示する実施形態の徹底的な理解をもたらすために、多数の具体的な詳細について述べる。しかしながら、これらの具体的な詳細がなくても１つまたは複数の実施形態を実施することができることが明らかであろう。他の場合、図面を簡略化するために、周知の構造およびデバイスを概略的に示す。

本発明の一般的な概念によれば、複数の金属を含む合金を加工物に電気めっきするのに適した電気めっき装置であって、カソードとしての加工物が少なくとも部分的に浸漬される電気めっき液を収容するのに適した電気めっき槽と、アノードの複数の群であって、各群は、電気めっきに必要な少なくとも１つの金属を提供し、アノードの各群の少なくとも１つの金属の電解電位が、アノードのその他の群の少なくとも１つの金属の電解電位とは異なる、アノードの複数の群と、合金の金属の割合に従って、アノードの各群に送られる電流の割合を調整するのに適した電源装置とを備える、電気めっき装置が提供される。

本発明の別の一般的な概念によれば、上記の電気めっき装置と、電気めっき槽から溢れ出た電気めっき液が流入するタンクと、管を通して液体噴霧装置の入口へタンクの電気めっき液を送り出すのに適したポンプとを備える、電気めっきシステムが提供される。

図１は、電気めっき槽を長手方向に切り取った、本発明の例示的な実施形態による電気めっきシステムの説明図である。図２は、電気めっき槽を横方向に切り取った、図１に示す電気めっきシステムの別の説明図である。図３は、本発明の例示的な実施形態による電気めっき装置の説明斜視図である。

本発明の例示的な実施形態によれば、図１～図３に示すように、電気めっき装置３００（以下で詳細に説明する）と、タンク２０と、ポンプ４０とを備える電気めっきシステムが提供される。電気めっきプロセスにおいて、電気めっき装置３００の電気めっき槽１から溢れ出た電気めっき液が、タンク２０に流入する。ポンプ４０は、電気めっき槽１に電気めっき液を補充するために、管４０１を通して電気めっき槽１へタンク２０の電気めっき液を送り出すのに適している。

本発明の例示的な実施形態によれば、図１～図３に示すように、電気めっき装置３００は、ロールめっきまたは引掛けめっきによって金属層を加工物２００に電気めっきするのに適しており、被電気めっき加工物２００を、材料ストリップに配置または直接接続して、材料ストリップと共に移動するようにしてもよい。電気めっき装置３００は、電気めっき槽１と、アノードの複数の群２、４と、電源装置５とを備える。電気めっき槽１は、カソードとしての被電気めっき加工物２００が少なくとも部分的に浸漬される電気めっき液を収容するのに適している。アノードの各群は、電気めっきに必要な少なくとも１つの金属を提供し、アノードの各群の少なくとも１つの金属の電解電位は、アノードのその他の群の少なくとも１つの金属の電解電位とは異なる。電源装置５は、合金の金属の割合に従って、アノードの各群に送られる電流の割合を調整するのに適している。

本発明の実施形態による電気めっき装置３００において、アノードの各群に送られる電流の割合を調整することができるため、電気めっき液の金属イオンの割合が常に均衡し、合金電着被膜の合金の割合を正確に制御することができる。

例示的な実施形態において、導電層は、スズ銀合金、金コバルト合金、金ニッケル合金、パラジウムニッケル合金、スズニッケル合金、亜鉛ニッケル合金、スズビスマス合金、スズ鉛合金、銅亜鉛スズ合金、亜鉛ニッケル鉄合金などを含む。例えば、亜鉛（Ｚｎ（２＋））の電解電位は－０．７６Ｖ、ニッケル（Ｎｉ（２＋））の電解電位は－０．２５Ｖ、スズ（Ｓｎ（２＋））の電解電位は－０．１４Ｖ、鉛の電解電位（Ｐｂ（２＋））は－０．１３Ｖ、銅（Ｃｕ（２＋））の電解電位は＋０．３４Ｖ、銀（Ａｇ（１＋））の電解電位は＋０．８０Ｖ、および金（Ａｕ（１＋））の電解電位は＋１．６８Ｖである。

例示的な実施形態において、電源装置５は、アノードの複数の群の電解速度に従って、アノードの各群に送られる電流の割合を調整するのにさらに適しており、必要な合金電着被膜の各金属の割合を安定して維持する。電源装置５は、直流電源、またはパルス電圧もしくはパルス電流を供給することができるパルス電源であってよい。

例示的な実施形態において、アノードの複数の群は、第１のアノード群２と第２のアノード群４とを含み、第１のアノード群２の少なくとも１つの金属の電解電位が第２のアノード群４の少なくとも１つの金属の電解電位よりも高い。第１のアノード群２は、合金電気めっきに必要な金属のうちの一つを提供する単一金属から形成されてよい。第１のアノード群２は、合金電気めっきに必要ないくつかの金属を提供する合金から形成されてもよい。同様に、第２のアノード群４は、合金電気めっきに必要な金属のうちの一つを提供する単一金属から形成されてよい。第２のアノード群４は、合金電気めっきに必要ないくつかの金属を提供する合金から形成されてもよい。

例示的な実施形態において、電気めっき被膜が三元合金である場合、２つのアノード群を設定することができ、第１のアノード群２は可溶性単一金属アノードであり、第２のアノード群４は可溶性二元合金アノードである。代替実施形態において、電気めっき被膜が三元合金である場合、各々が単一金属から形成された３つのアノード群を設けることができる。第１のアノード群２は、間隔をおいて配置された複数の第１のアノードを含み、電力を供給することなく、多成分合金電気めっき液に浸漬されてよい。

例示的な実施形態において、図１および図２に示すように、電源装置５は、第１のアノード群２に送られる電流を調整するのに適した第１の電流調整器５１と、第２のアノード群４に送られる電流を調整するのに適した第２の電流調整器５２とを含む。このようにして、第１のアノード群および第２のアノード群に送られる電流をそれぞれ制御することができる。

例示的な実施形態において、図１および図２に示すように、電気めっき装置３００は弱電解装置も備え、弱電解装置は、第１のアノード群２および第２のアノード群４が電気めっき動作を停止した（すなわち、第１のアノード群および第２のアノード群に電流が送られていない）ときに、第２のアノード群４と電気めっき液との間の置換反応を防ぐように、電気めっき液に浸漬された第２のアノード群が正電位を有することを保証するのに適している。

例示的な実施形態において、弱電解装置は、補助カソード８と第３の電流調整器５３とを含み、第３の電流調整器５３のカソードは補助カソード８に接続され、第３の電流調整器５３のアノードは第２のアノード４に接続されている。第３の電流調整器５３は、第２のアノード群４が電気めっき液に浸漬され、第２の電流調整器５２が第２のアノード４に電流を送ることを停止している間に、第２のアノード４に電力を供給するのに適しており、それにより、第２のアノード４は正電位を有して、第２のアノード４と電気めっき液との間の置換反応を防ぐようになっている。

本発明の一実施形態において、補助カソード８は、例えば、チタン、炭素、およびＳＵＳ３１６ステンレス鋼などの不活性導体から形成された弱電解電極である。第２のアノード４（低電位金属アノード）を流れる弱電流は、第３の電流調整器５３によって約０．０１Ａとなるように制御されるため、電気めっき液の高電位金属に置換されることなく、第２のアノード４は弱い正となる。同時に、（損失を低減させるために）補助カソード８をできるだけ少ない合金被膜で電気めっきすると、補助カソード８は電気めっき液の異金属汚染も吸収して、電気めっき液を浄化する。

第１の電流調整器と第２の電流調整器とは、１つの電源を共有してもよく、またはそれぞれ異なる電源に接続されてもよいことが理解できる。第１の電流調整器、第２の電流調整器、および第３の電流調整器は各々、サイリスタ整流器などの整流器を含むことができ、調整可能な抵抗が含まれていてもよい。異なるアノード群はそれぞれ電流調整器を備え、電流密度は異なる金属アノードに分散され均一に分布されて、電着被膜の合金の割合を安定させる。加えて、異なるアノード群に送られる電流を独立して制御することができ、電流の割合を調整して、異なる合金の割合の電気めっき被膜を得ることができる。

本発明の一実施形態において、第２のアノード群４は、第１のアノード群２および第２のアノード群４が電気めっき動作を停止したときに電気めっき液から分離される。例えば、第２のアノード群４は、第１のアノード群２および第２のアノード群４が電気めっき動作を停止したときに、第２のアノード群４が電気めっき液の外に、例えば電気めっき槽１の上方に移動するように移動可能に構成されて、第２のアノード４と電気めっき液との間の置換反応を防ぐ。別の代替実施形態において、第２のアノード群は、第１のアノード群２および第２のアノード群４が電気めっき動作を停止したときに、電気めっき槽１における電気めっき液の液位が低下するように、例えば、ポンプ４０を止めることによって電気めっき槽１におけるすべての電気めっき液がタンク２０に戻るようにするように構成され、その結果、第２のアノード群４が電気めっき液から分離されて、第２のアノード４と電気めっき液との間の置換反応を防ぐようになっている。

本発明の実施形態による電気めっき装置は、複数のアノード群を備え、各アノード群は対応する電流の割合を共有し、アノード群の電流密度は適度であり、アノードの偏光度は小さく緩やかで、高い電気めっき効率を維持する。

図３は、本発明の例示的な実施形態による電気めっき装置の説明斜視図である。

例示的な実施形態において、図１～図３に示すように、第２のアノード４は、複数の第１の貫通孔を有するバスケット６に入れられ、電気めっき液が第１の貫通孔を通ってバスケット６に流入およびバスケット６から流出して、第２のアノード４に衝撃を与えることができる。

図４は、本発明の別の例示的な実施形態による電気めっき装置の説明斜視図である。

例示的な実施形態において、図１、図２、および図４に示すように、電気めっき装置３００は、電気めっき槽１を外側収容部分１３と外側収容部分１３の内側に位置する内側収容部分１４とに分離するのに適した２つの隔壁９も備える。多数対の第１のアノード２が内側収容部分に配置され、多数対の第２のアノード４が外側収容部分１３に配置されている。隔壁９は複数の第２の貫通孔９１を備えて、外側収容部分１３の電気めっき液が第２の貫通孔９１を通って内側収容部分１４に流入することを可能にする。

図５は、本発明の例示的な実施形態によるアノードおよび加工物の説明斜視図である。図６は、本発明の例示的な実施形態による第１のアノードの説明斜視図である。

図４～図６に示すように、一実施形態において、第１のアノード２は第１のブラケット２２によって隔壁９に装着され、第２のアノードは第２のブラケット４１によって電気めっき槽の側壁に装着されている。例えば、フック２２１、４１１を第１のブラケット２２および第２のブラケット４１にそれぞれ設けて、第１のブラケット２２および第２のブラケット４１を隔壁９および電気めっき槽１の側壁に取り外し可能に都合よく引掛ける。

図７は、本発明の例示的な実施形態による液体噴霧装置の説明斜視図である。

例示的な実施形態において、図３～図７に示すように、電気めっき装置３００は液体噴霧装置３も備える。液体噴霧装置３は、電気めっき液を第１のアノード２に向けて噴霧するように構成され、内側収容部分１４に配置されている。液体噴霧装置３は、本体部分３１と複数のノズル３２とを含む。本体部分３１は、電気めっき液を本体部分３１に運ぶための少なくとも１つの入口を備える。複数のノズル３２が本体部分３１に取り付けられ、ノズル３２の少なくとも一部は、ノズルから噴出される電気めっき液の流れ方向が第１のアノード群とカソードとによって形成される電力線の方向に略平行であるように構成されている。

一般に、被電気めっきストリップに作用する電気めっき液の液体流れ方向は、電力線に平行かつ被電気めっきストリップに垂直であり、最も高い電気めっき効率を有する液体流れ方向である。本発明の実施形態によれば、液体噴霧装置のノズルの少なくとも一部は、電気めっき液をある流量でカソード（すなわち、被電気めっき加工物２００）に向けて強力に噴霧することができ、ノズルから噴霧される電気めっき液の流れ方向は、第１のアノードとカソードとによって形成される電力線の方向に略平行であり、電気めっきの効率を向上させることができる。

例示的な実施形態において、図４に示すように、第１のアノード２は、液体噴霧装置３と加工物２００との間に配置されている。第１のアノード２は複数の第３の貫通孔２１を備え、ノズル３２から噴出される電気めっき液の一部が第３の貫通孔２１を通って流れる。

実施形態において、第１のアノード群は複数の第１のアノードを含み、２つの隣接する第１のアノード間に間隙がある。例えば、第１のアノードは、網状で複数の第３の貫通孔２１を有する平板として構成されているか、または、液体流の浸透を可能にし、かつある程度の緩衝材の役割を果たすように、複数の部分およびスロットから構成されている。電気めっき液の一部は、第１のアノードの第３の貫通孔２１または２つの隣接する第１のアノード間の間隙を通って、被電気めっき加工物の表面に到達する。電気めっき液の流れは、第１のアノードに十分に衝撃を与え、第１のアノードを効果的に作動させ、第１のアノードの金属溶解速度を加速させ、やがては電気めっき液中に分散して、第１のアノードの作業効率をさらに向上させ、第１のアノードの量を減少させることができる。さらに、第１のアノードの溶解副産物（アノード泥など）も、やがてはタンク２０へ流れることができ、電気めっき液を濾過および洗浄して、不純物による電気めっき被膜の粗さを回避することができるようになっている。

例示的な実施形態において、図３、図４および図７に示すように、例えば、管４０１、電気めっき槽１、およびノズル３２は、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリテトラフルオロエチレン、および耐食性材料などの非金属絶縁材料から形成されてよい。ノズル３２は、本体部分３１に取り外し可能に取り付けられている。このようにして、異なるモデルおよびサイズのノズルを、被電気めっき加工物２００の種類または電気めっき液の種類に応じて交換することができる。ノズルの少なくとも一部の噴霧方向は、調整可能である。このようにして、ノズルによって噴出される電気めっき液の液体流の噴射角度を、被電気めっき加工物２００の形状および／または構造の変化に適応するように変更することができる。

例示的な実施形態において、図３、図４および図７に示すように、ノズル３２は、高電流密度領域で疎に配置され、低電流密度領域で密に配置されている。複数のノズルは、水平方向に平行に配置されているか、垂直方向に平行に配置されているか、または交差する。さらに、本体部分３１の上部に位置するノズル３２２の配置密度が、本体部分の下部に位置するノズル３２１の配置密度よりも大きい。このようにして、電気めっき液の流速を電流密度と組み合わせることにより、加工物２００に電気めっきされる電気めっき被膜の均一性を向上させることができる。

例示的な実施形態において、図３、図４および図７に示すように、液体噴霧装置３の本体部分３１は、第１の部分３１１と２つの第２の部分３１２とを含む。２つの第２の部分３１２は、本体部分３１１の両端部にそれぞれ配置され、加工物２００に向かって延びる。このようにして、上面図では、２つの対向する液体噴霧装置３の本体部分３１は、おおよそ「［］」の形状を形成する。各液体噴霧装置３のノズル３２は、複数の第１のノズル３２１、３２２と複数の第２のノズル３２３とを含む。第１のノズル３２１、３２２は第１の部分３１１に装着され、第１のノズルから噴出される電気めっき液の流れ方向は、第１のアノード２とカソードとによって形成される電力線の方向に略平行である。

複数の第２のノズル３２３は、２つの第２の部分３１２の内側に配置され、電気めっき液を反対方向に噴出する。すなわち、２つの第２の部分３１２に設けられた第２のノズルは、電気めっき液を加工物２００に向けて長手方向に噴霧する。被電気めっき加工物２００が中央にある状態で、電気めっき液は、第１のノズルおよび第２のノズルから左右方向および前後方向のそれぞれの様々な角度で噴霧され、カソードとしての被電気めっき加工物を囲む多角度の強力噴射を形成する。強力噴射は、加工物の深孔死角に衝撃を与え、電気めっき被膜の仕上げ、均一な電気めっき能力、および密着性を向上させることができる。本発明の実施形態による電気めっき装置は、側面、孔、くぼみ、カップ口、および空洞の複雑な部分などの隠れた場所の機能領域、例えば、側面に圧着面を有する端子およびカップ口または空洞構造に接触面を有する雌端子の電気めっきに特に適している。

例示的な実施形態において、加工物２００は、直接接続または取り外し可能な装着によって材料ストリップに設けられ、例えば、材料ストリップは、電気めっき槽１を通って水平に移動するように配置され、第１のノズルから噴出される電気めっき液の流れ方向（横方向）は、材料ストリップの移動方向（長手方向）に垂直である。本発明の実施形態による電気めっき装置は、材料ストリップが高速で走行するときに加工物の裏面において液体が少なくなる現象を回避して、電気めっきの効率を向上させることができる。

例示的な実施形態において、図３に示すように、電気めっき槽１の２つの対向する側壁は、それぞれ溢流口１１を備え、材料ストリップは溢流口１１を通って移動する。電気めっき槽１の電気めっき液は、溢流口１１から流出することができる。

図８Ａ～図８Ｄは、本発明の例示的な実施形態による、異なる方法で装着される管の説明斜視図である。

複数の方向の電気めっき液の流れを実現するために、様々な液体入口孔を設定して、電気めっき液を異なる部分から電気めっき槽に運ぶことができる。例示的な実施形態において、図１、図２、および図８Ａ～図８Ｄに示すように、電気めっき槽１の底壁は、第２のアノードに略位置合わせされた第１の液体入口孔１５を備え、第１の液体入口孔１５は、電気めっき液を第２のアノード４に向けて垂直方向に運ぶのに適している。電気めっき槽１の底壁は、加工物２００に略位置合わせされた第２の液体入口孔１２を備え、第２液体入口孔１２は、電気めっき液を加工物２００に向けて垂直方向に運ぶのに適している。

例示的な実施形態において、図８Ａに示すように、かつ図２を参照すると、管４０１は、液体噴霧装置３の入口３３１に連通するための第１の出口４０２と、電気めっき槽１の側壁から電気めっき槽１の内側に電気めっき液を運ぶための第２の出口４０３とを備える。

例示的な実施形態において、図８Ｂに示すように、かつ図２を参照すると、輸送管４０１は、液体噴霧装置３の入口３３１に連通するための第１の出口４０２と、電気めっき槽１の側壁から電気めっき槽１の内側に電気めっき液を運ぶための第２の出口４０３と、電気めっき槽１の底壁の第２の液体入口孔１２に連通するための第３の出口４０４とを備える。

例示的な実施形態において、図８Ｃに示すように、かつ図２を参照すると、管４０１は、液体噴霧装置３の入口３３１に連通するための第１の出口４０２と、電気めっき槽１の側壁から電気めっき槽１の内側に電気めっき液を運ぶための第２の出口４０３と、電気めっき槽１の底壁の第１の液体入口孔１５に連通する第４の出口４０５とを備える。

例示的な実施形態において、図８Ｄに示すように、かつ図２を参照すると、管４０１は、液体噴霧装置３の入口３３１に連通するための第１の出口４０２と、電気めっき槽１の側壁から電気めっき槽１の内側に電気めっき液を運ぶための第２の出口４０３と、電気めっき槽１の底壁の第２の液体入口孔１２に連通する第３の出口４０４と、電気めっき槽１の底壁の第１の液体入口孔１５に連通する第４の出口４０５とを備える。

例示的な実施形態において、図２に示すように、対の調整カバー７が第２の液体入口孔１２の両側に配置され、調整カバー７は、加工物２００における電気めっき液の液位を調整するのに適している。電気めっき槽１は、電気めっき液の流れを促進または阻止するために、ノズル３２、隔壁９、液体入口孔、およびその他の機構を備えており、電気めっき槽における電気めっき液の液位は部分によって異なっていてもよい。調整カバー７を設定することにより、加工物２００における電気めっき液の液位を調整することができる。

本発明の別の実施形態によれば、図１および図２に示すように、電気めっきシステムは、上記の実施形態のいずれかによる電気めっき装置３００と、タンク２０と、ポンプ４０とを備え、電気めっき槽１から溢れ出た電気めっき液は、マザータンク２０に流入する。ポンプ４０は、管４０１を通して液体噴霧装置３の入口３０１へタンク２０の電気めっき液を送り出すのに適しており、液体噴霧装置３内の電気めっき液は、各ノズル３２から電気めっき槽内に噴霧される。電気めっき装置３００は、移行タンク３０も備え、電気めっき槽１から溢れ出た電気めっき液は、移行タンク３０を通ってタンク２０へ流れる。

例示的な実施形態において、電気めっきシステムは、巻取り胴２０１および巻戻し胴２０２をさらに備える。加工物を運ぶ材料ストリップは巻取り胴２０１に巻き取られ、材料ストリップは巻戻し胴２０２から巻き戻される。このようにして、材料ストリップに配置された被電気めっき加工物は、巻取り胴によって駆動されて、電気めっき槽において長手方向に移動することができる。

図１および図２を参照すると、図の矢印は、電気めっき液の流れ方向を示す。電気めっき槽１の電気めっき液は、最初に、電気めっき槽の溢流口１１から移行タンク３０に流入し、次に、移行タンク３０の戻り管３０１を通ってタンク２０に流入して、電気めっき液を濾過および洗浄できるようになっている。次に、タンク２０の電気めっき液を、ポンプ４０によって管４０１を通して液体噴霧装置３に運び、ノズル３２から電気めっき槽内に噴霧させる。

図１に示す実施形態において、管４０１は、電気めっき槽１の底壁の第２の液体入口孔１２を通して、電気めっき槽１に電気めっき液を送ることができることに留意されたい。加えて、電気めっき槽１の電気めっき液は、底壁の他の開口部を通って移行タンク３０へ流れることもできる。電気めっき液は、複数の液体入口孔および開口部を通って電気めっき槽に流入および電気めっき槽から流出することができ、電気めっき液が複数の方向に流れることができることが理解できる。

上記の実施形態は例示的なものであり、限定的ではないことを、当業者には理解されたい。例えば、当業者であれば、構成上または原理上矛盾することなく、上記の実施形態に多くの修正を加えることができ、異なる実施形態に記載する様々な特徴を互いに自由に組み合わせることができる。

いくつかの例示的な実施形態について図示および説明したが、本開示の原理および趣旨から逸脱することなく、これらの実施形態に様々な変更または修正を加えることができることが、当業者には理解されよう。本開示の範囲は、特許請求の範囲およびその均等物により定義される。

本明細書で用いられる場合、単数形で記載され、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」という語で始まる要素は、特に明記しない限り、前記要素またはステップの複数形を除外しないものとして理解されるべきである。さらに、本発明の「一実施形態」に対する言及は、記載した特徴も組み込んだ追加の実施形態の存在を除外するものと解釈されることを意図していない。さらに、特に断りのない限り、特定の特性を有する要素または複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を有さない追加のこのような要素を含んでいてもよい。

Claims (20)

1. 複数の金属を含む合金を加工物（２００）に電気めっきするのに適した電気めっき装置（３００）であって、
   カソードとしての前記加工物（２００）が少なくとも部分的に浸漬される電気めっき液を収容するのに適した電気めっき槽（１）と、
   アノードの複数の群（２、４）であって、各群は、電気めっきに必要な少なくとも１つの金属を提供し、アノードの各群の少なくとも１つの金属の電解電位が、アノードのその他の群の少なくとも１つの金属の電解電位とは異なる、アノードの複数の群と、
   前記合金の前記金属の割合に従って、アノードの各群（２、４）に送られる電流の割合を調整するのに適した電源装置（５）とを備える、電気めっき装置。
2. 前記電源装置（５）は、前記アノードの複数の群（２、４）の電解速度に従って、アノードの各群（２、４）に送られる電流の割合を調整するのにさらに適している、請求項１に記載の電気めっき装置。
3. 前記アノードの複数の群（２、４）は、第１のアノード群（２）と第２のアノード群（４）とを含み、前記第１のアノード群（２）の少なくとも１つの金属の電解電位が前記第２のアノード群（４）の少なくとも１つの金属の電解電位よりも高い、請求項１に記載の電気めっき装置。
4. 前記電源装置（５）は、
   前記第１のアノード群（２）に送られる電流を調整するように構成されている第１の電流調整器（５１）と、
   前記第２のアノード群（４）に送られる電流を調整するように構成されている第２の電流調整器（５２）とを含む、請求項３に記載の電気めっき装置。
5. 弱電解装置（８、５３）をさらに備え、前記弱電解装置（８、５３）は、前記第１のアノード群（２）および前記第２のアノード群（４）が電気めっき動作を停止したときに、前記第２のアノード群（４）と前記電気めっき液との間の置換反応を防ぐように、前記電気めっき液に浸漬された前記第２のアノード群（４）が正電位を有することを保証するのに適している、請求項４に記載の電気めっき装置。
6. 前記弱電解装置（８、５３）は、補助カソード（８）と第３の電流調整器（５３）とを含み、前記第３の電流調整器（５３）のカソードは前記補助カソード（８）に接続され、前記第３の電流調整器（５３）のアノードは前記第２のアノード群（４）に接続され、
   前記第３の電流調整器（５３）は、前記第２の電流調整器（５２）が前記第２のアノード群（４）に電流を送ることを停止している間に前記第２のアノード群（４）に電力を供給するのに適しており、それにより、前記第２のアノード群（４）は正電位を有して、前記第２のアノード群（４）と前記電気めっき液との間の前記置換反応を防ぐようになっている、請求項５に記載の電気めっき装置。
7. 前記第３の電流調整器（５３）は、前記弱電解装置（８、５３）の回路の電流を約０．０１アンペアで維持するように構成されている、請求項６に記載の電気めっき装置。
8. 前記電気めっき装置（３００）は、前記第１のアノード群（２）および前記第２のアノード群（４）が電気めっき動作を停止したときに、前記第２のアノード群（４）を前記電気めっき液から分離するように構成されている、請求項３に記載の電気めっき装置。
9. 前記電気めっき装置（３００）は、前記第１のアノード群（２）および前記第２のアノード群（４）が電気めっき動作を停止したときに、前記第２のアノード群（４）を前記電気めっき液の外に移動させるように構成され、
   前記電気めっき装置（３００）は、前記第１のアノード群（２）および前記第２のアノード群（４）が電気めっき動作を停止したときに、前記電気めっき槽（１）における前記電気めっき液の液位を低下させるように構成され、それにより、前記第２のアノード群（４）が前記電気めっき液から分離される、請求項８に記載の電気めっき装置。
10. 前記第２のアノード群（４）は、複数の第１の貫通孔を有するバスケット（６）に入れられている、請求項１から９のいずれか一項に記載の電気めっき装置。
11. 前記電気めっき槽（１）を外側収容部分（１３）と前記外側収容部分（１３）の内側に位置する内側収容部分（１４）とに分離するのに適した２つの隔壁（９）をさらに備え、
    前記第１のアノード群（２）は前記内側収容部分（１４）に配置され、前記第２のアノード群（４）は前記外側収容部分（１３）に配置され、
    前記隔壁（９）は複数の第２の貫通孔（９１）を備えて、前記外側収容部分（１３）の前記電気めっき液が前記第２の貫通孔（９１）を通って前記内側収容部分（１４）に流入することを可能にする、請求項１から９のいずれか一項に記載の電気めっき装置。
12. 前記第１のアノード群（２）は第１のブラケット（２２）によって前記隔壁（９）に装着され、前記第２のアノード群（４）は第２のブラケット（４１）によって前記電気めっき槽（１）の側壁に装着されている、請求項１１に記載の電気めっき装置。
13. 前記電気めっき液を前記第１のアノード群（２）に向けて噴霧するように構成されている液体噴霧装置（３）をさらに備え、前記液体噴霧装置（３）は、
    少なくとも１つの入口（３２）を備える本体部分（３１）であって、前記少なくとも１つの入口（３２）は、前記電気めっき液を前記本体部分（３１）に運ぶためのものである、本体部分（３１）と、
    前記本体部分（３１）に装着されている複数のノズル（３２）とを含み、
    前記ノズル（３２）の少なくとも一部は、前記ノズル（３２）から噴出される前記電気めっき液の流れ方向が、前記第１のアノード群（２）と前記カソードとによって形成される電力線の方向に略平行であるように配置されている、請求項１０に記載の電気めっき装置。
14. 前記第１のアノード群（２）は、前記液体噴霧装置（３）と前記加工物（２００）との間に設けられ、
    複数の第３の貫通孔（２１）が前記第１のアノード群（２）の各第１のアノードに形成され、前記ノズル（３２）から噴出される前記電気めっき液の一部が前記第３の貫通孔（２１）を通って流れる、請求項１３に記載の電気めっき装置。
15. 前記本体部分（３１）は、
    第１の部分（３１１）と、
    前記本体部分（３１）の両端部にそれぞれ設けられ、前記加工物（２００）に向かって延びる２つの第２の部分（３１２）とを含み、
    前記ノズル（３２）は、
    前記第１の部分（３１１）に装着された複数の第１のノズル（３２１、３２２）であって、前記第１のノズル（３２１、３２２）から噴出される前記電気めっき液の前記流れ方向が、前記第１のアノード群（２）と前記カソードとによって形成される前記電力線の前記方向に略平行である、第１のノズルと、
    前記２つの第２の部分（３１２）の内側に設けられ、前記電気めっき液を前記加工物（２００）に向けて噴出するように構成されている複数の第２のノズル（３２３）とを含む、請求項１３に記載の電気めっき装置。
16. 前記加工物（２００）は、前記電気めっき槽（１）を通って水平に移動するように構成されている材料ストリップに配置され、
    前記第１のノズル（３２１、３２２）から噴出される前記電気めっき液の前記流れ方向は、前記材料ストリップの移動方向に垂直であり、
    記材料ストリップは、前記電気めっき槽（１）の２つの対向する側壁にそれぞれ形成された２つの溢流口（１１）を通って移動する、請求項１に記載の電気めっき装置。
17. 前記第２のアノード群（４）の前記第２のアノードに略位置合わせされた複数の第１の液体入口孔（１５）が、前記電気めっき槽（１）の底壁に形成され、前記第１の液体入口孔（１５）は、前記電気めっき液を前記第２のアノードに向けて垂直方向に運ぶのに適している、請求項１に記載の電気めっき装置。
18. 前記加工物（２００）に略位置合わせされた複数の第２の液体入口孔（１２）が前記電気めっき槽（１）の底壁に形成され、前記第２の液体入口孔（１２）は、前記電気めっき液を前記加工物（２００）に向けて垂直方向に運ぶのに適している、請求項１に記載の電気めっき装置。
19. 対の調整カバー（７）が前記第２の液体入口孔（１２）の両側にそれぞれ設けられ、前記調整カバー（７）は、前記加工物（２００）における前記電気めっき液の液位を調整するのに適している、請求項１８に記載の電気めっき装置。
20. 請求項１から１９のいずれか一項に記載の前記電気めっき装置（３００）と、
    前記電気めっき槽（１）から溢れ出た前記電気めっき液が流入するタンク（２０）と、
    管（４０１）を通して前記液体噴霧装置（３）の前記入口へ前記タンク（２０）の前記電気めっき液を送り出すのに適したポンプ（４０）とを備える、電気めっきシステム。

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