摘要

在傳統(tǒng)的滾鍍設(shè)備屮，由于鍍液進出滾筒受 滾筒空洞的制約，存在著對一些微孔、深孔部件鍍 層效果差等缺點，本發(fā)明設(shè)計一種帶超聲振動功 能的滾鍍設(shè)備，該設(shè)備主要由電鍍槽、電極、滾筒、

超聲波發(fā)生器等構(gòu)成。超聲波發(fā)生器安裝在滾筒 中心的固定空心軸或空心電極內(nèi)，在電鍍時可以 有效地產(chǎn)生超聲振動，來實現(xiàn)鍍液的動態(tài)平衡，改 善鍍層的深鍍效果與致密性。

1. 一種帶超聲振動功能的滾鍍設(shè)備，主要由電鍍槽、電極、滾筒、超聲波發(fā)生器等構(gòu)成。

2.如權(quán)利要求1所述的超聲波發(fā)生器設(shè)置在滾筒中心一空心軸內(nèi)，發(fā)生器電源等連接 線通過空心軸連接到滾筒外部。

3.如權(quán)利要求2所述的空心軸，固定在滾筒支架端面板上不隨滾筒轉(zhuǎn)動。

4.如權(quán)利要求2所述的空心軸，其徑向外表面為圓柱狀，徑向內(nèi)表面形狀根據(jù)內(nèi)部零 部件要求可設(shè)計成不同形狀。

5.如權(quán)利要求1所述的超聲波發(fā)生器設(shè)置在空心電極內(nèi)，發(fā)生器連接線與電極連接線 一起引出到滾筒外部。

一種超聲滾鍍的工藝與設(shè)備

(—)技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明涉及一種新的滾鍍工藝與設(shè)備，特別是對難以獲得良好鍍層的鍍件的滾鍍。

(二)背景技術(shù)

[0002] 滾鍍作為電鍍的一種，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，在滾動中，應(yīng)用較多的是單桶滾鍍 機，其主要由滾筒和電鍍槽兩部分構(gòu)成，滾筒是工件的容器，同時要求鍍液自由進出，在工 作時，滾筒在電鍍槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，鍍液通過流入流出而與電鍍槽中的電鍍液進行交換;電鍍槽 里面盛放電鍍液，并通過安裝在電鍍槽體上的機械傳動部件及導(dǎo)電部件給滾筒提供旋轉(zhuǎn)動 力、傳導(dǎo)工作電流。本文來自中國電鍍網(wǎng)www.ketianmeeting.com.cn然而，由于鍍液進出滾筒受滾筒上孔洞設(shè)計的制約，而空洞的設(shè)計比如 尺寸、分布等與所鍍工件的形狀、尺寸等有關(guān)，因此，不同形狀尺寸的工件在滾筒中電鍍時 由于鍍液分布的不平衡而引起鍍層分布的差異仍然存在，這尤其在深鍍表現(xiàn)得更為明顯， 對一些工件的深孔、微孔、盲孔的內(nèi)壁處，電流效率較低，不易鍍好，尤其是在鍍鉻更為艱 難。造成深鍍能力差的主要原因是電鍍液在深孔、盲孔部位的分散較慢，很難達到濃度的快 速動平衡，為了克服這一缺點，除了設(shè)計合適的滾筒空洞及電鍍液進出滾筒的通道外，還可 以采用加強電鍍液的分散來解決。

[0003] 在電鍍前處理工藝中，已經(jīng)廣泛采用超聲波清洗裝置來進行表面處理，然而，由于 滾鍍槽結(jié)構(gòu)設(shè)計的原因，超聲振動功能尚未能附加于滾鍍槽中。考慮到超聲波能夠降低電 化學(xué)過程中的濃差極化，使鍍層更致密，同時，能夠促進鍍液向電鍍工件的表面潤濕和遷 移，提高鍍液的深度能力(內(nèi)孔法，70mm，10_)，大大提高有深孔、裂紋和表面粗糙工件的 電鍍(拋光)質(zhì)量，因此，倘若把超聲波產(chǎn)生裝置集成于滾鍍裝置中，則能夠設(shè)計一種全新 的滾鍍設(shè)備，充分利用超聲波的高頻振動功能，提高深鍍能力。

[0004] 基于以上設(shè)想，本發(fā)明在運動的滾鍍槽內(nèi)部設(shè)置超聲波換能器(振動元件)，當(dāng)超 聲波產(chǎn)生發(fā)出后，直接作用在工件與電鍍液的表面，充分發(fā)揮超聲波的能效。

(三)發(fā)明內(nèi)容

[0005] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種帶超聲振動功能的滾鍍設(shè) 備，其結(jié)構(gòu)緊湊，鍍液更好的在滾筒內(nèi)以及滾筒與電鍍槽之間進行分散，提高滾鍍件的深鍍 能力。

[0006] 本發(fā)明所述的帶超聲振動的滾鍍裝置主要由電鍍槽、電極、滾筒、超聲波發(fā)生器等 構(gòu)成。超聲波發(fā)生器可以設(shè)計在滾筒的外部，也可以設(shè)計在滾筒的內(nèi)部，為了減少對超聲波 的屏蔽，縮短其與工件之間的距離，本發(fā)明將超聲波發(fā)生裝置設(shè)置在滾筒內(nèi)部。設(shè)置方式有 兩種：

[0007]( 一 )在滾筒7轉(zhuǎn)動的軸線方向上設(shè)置一固定空心軸5，滾筒圍繞該固定空心軸做 回轉(zhuǎn)運動，固定空心軸5固定在滾筒支架端面板上不隨滾筒轉(zhuǎn)動，固定空心軸徑向外表面 為圓柱狀，減少零部件與空心軸之間的摩擦，空心軸徑向內(nèi)表面可以是圓的，也可以是矩形或者是不規(guī)則的，根據(jù)內(nèi)部零部件而定。在空心軸內(nèi)設(shè)置超聲波發(fā)生元件4，電極6和超聲 波發(fā)生元件電源線3固定在空心軸5的內(nèi)空心部分并連接至滾筒7外。支架1是固定在固 定空心軸5上的。超聲波發(fā)生元件4外設(shè)置有剛性的保護板，或者保護網(wǎng)等結(jié)構(gòu)。同時，為 了防止電鍍液對超聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生腐蝕，超聲波發(fā)生元件4與滾筒內(nèi)液體之間的進行密 封隔離。其結(jié)構(gòu)如附圖1所示。

[0008] (二)在如(一)所述的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，超聲波發(fā)生器不設(shè)置在固定空心軸內(nèi)，而是 將電極6設(shè)計為空心電極，超聲波發(fā)生器安裝在電極6內(nèi)，超聲波發(fā)生元件電源線3與電極 電源線一起引出至滾筒7外。超聲波發(fā)生元件4外設(shè)置有剛性的保護板，或者保護網(wǎng)等結(jié) 構(gòu)。為了防止電鍍液對超聲波發(fā)生裝置產(chǎn)生腐蝕，超聲波發(fā)生元件4與滾筒內(nèi)液體之間的 進行密封隔離。在這種結(jié)構(gòu)中，固定空心軸5并不是必須的。其結(jié)構(gòu)如附圖2所示。

[0009] 超聲電鍍工藝的技術(shù)特征如下：

[0010] 將經(jīng)過前處理的待鍍件放入滾筒中，在電鍍前或者電鍍時啟動超聲波發(fā)生器，所 用超聲頻率為20-100KHZ，根據(jù)鍍件不同和環(huán)境噪音要求而定，通常選擇30KHz左右，對 于電子產(chǎn)品的電鍍所用頻率通常在30KHz以上。超聲功率強度是根據(jù)被鍍工件的面積在 0. 1?1. 0瓦/平方厘米范圍選擇，一般選取0. 3?0. 6瓦/平方厘米的功率強度。在電鍍 完成后關(guān)閉超聲波發(fā)生器。

(四)附圖說明

[0011] 附圖1顯示了固定空心軸內(nèi)置超聲波滾鍍裝置示意圖。其中，1 :超聲波振子支架; 2 :超聲波振子防護板;3 :超聲波換能器電源線;4 :超聲波振子;5 :空心固定軸;6 :電解電 極;7 :滾筒;8 :滾筒支架端面板。

[0012] 附圖2顯示了空心電極內(nèi)置超聲波滾鍍裝置示意圖。其中，1 :超聲波振子支架;2 ： 超聲波振子防護板;3 :超聲波換能器電源線;4 :超聲波振子;5 :空心固定軸;6 :內(nèi)置超聲 波振子的電解電極;7 :滾筒;8 :超聲波振子;9 :外罩電極;10 :防滲漏灌封材料;11 :密封 圈;12:緊固端子;13:電纜

[0013] 附圖3顯示了超聲鍍鎳與普通鍍鎳的效果圖。其中圖3(1)為超聲鍍鎳效果圖，圖 3(2)為普通鍍鎳效果圖。

(五)具體實施方式

[0014] 本發(fā)明設(shè)計了內(nèi)置超聲發(fā)生器的滾鍍設(shè)備，超聲波發(fā)生器設(shè)置在固定空心軸或空 心電極內(nèi)部，然而，其保護范圍并不限于此，比如超聲波發(fā)生器內(nèi)置于電極旁邊、內(nèi)置于滾 筒壁等情況可視為該設(shè)計思想的延伸。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的效果進行進一步描 述：

[0015] 實施例1 :

[0016] 在燒結(jié)NdFeB磁體上鍍鎳來防止NdFeB磁體的腐蝕，所用工藝條件為：NiS04. 7H20 250克/升、NiCl2. 6H20 50克/升、H3B0340克/升、十二烷基硫酸鈉0. 06克/升、調(diào)節(jié)電鍍 液pH = 3. 5，將鍍液溫度升高至40°C，陰極電流密度為1安培/平方分米;電鍍開始前啟動 超聲波發(fā)生器，采用超聲頻率為25KHz、超聲功率強度0. 5瓦/平方厘米的超聲波進行分散， 所獲得的鍍層的微結(jié)構(gòu)如附圖3(1)所示，采用同樣的電鍍工藝，不開啟超聲波發(fā)生器時所獲得的鍍層的微結(jié)構(gòu)如附圖3(2)所示。從圖中可以看出，采用帶超聲波的滾鍍設(shè)備鍍層明 顯要致密得多。

[0017] 實施例2:

[0018] 在帶有深孔的不銹鋼材料上鍍銅，孔深度為100mm,直徑為1mm,采用帶超聲的滾 鍍設(shè)備，在電鍍液為CuS04 • 5H20 40克/升;K2C0380克/升;HEDP 80克/升;用K0H調(diào)pH =9. 5溫度：30°C，陰極電流密度：1安培/平方分米，陽極與陰極面積比大于2，在電鍍開始 前啟動超聲波發(fā)生器，超聲頻率為30KHz，超聲功率強度為0. 5瓦/平方厘米，電鍍完成后， 發(fā)現(xiàn)該深孔電鍍深鍍可達到70_，關(guān)閉超聲波發(fā)生器，同樣電鍍條件下進行對比實驗，結(jié)果 獲得的鍍層深度只有20_。這說明，在采用超聲波發(fā)生器的條件下，可極大的提高深孔內(nèi)壁 的鍍層性能。

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