[发明专利]化学复合镀槽

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面处理装置，尤其是一种利用化学方法在零件表面沉积镀覆保护层或耐磨层的化学镀槽，具体地说是一种化学复合镀槽。

背景技术

众所周知，化学复合镀是在化学镀溶液中加入各种功能性不溶微粒，使之与镍磷合金共沉积从而获得不同物理化学性质镀层的一种工艺。它在保持原有基质金属镀层性能的基础上，结合复合粒子的特性，既强化了金属镀层的性能，又对原镀层性能进行了改善。共沉积的微细颗粒，特别的亚微米、纳米级颗粒的比表面积很大，自发减小表面积的倾向使其在化学复合镀液中极易团聚、沉降。因此，微细颗粒能否在化学复合镀液中均匀弥散分布是影响复合镀层性能的关键因素。目前，解决这一问题的方法是对微细颗粒进行一定的前处理工艺，使用分散剂对颗粒进行表面改性；在此基础上，镀覆过程中采取一定的搅拌措施，确保微细颗粒在复合镀液中均匀分布与有效分散。

目前，化学复合镀工艺在实际生产中的大规模应用还较少。市面上针对化学复合镀的专用镀槽极少，大多以化学镀槽替代。由于化学镀与复合镀工艺的差异，在化学镀槽中没有专用的搅拌装置，一般使用循环泵带动镀槽中镀液的低速循环交换。镀液这种定向、低速、循环的流动方式，并不能满足化学复合镀工艺的实际要求。化学复合镀液中添加的惰性颗粒，容易在镀液中团聚，继而在镀槽底沉积，这既导致颗粒在镀液中分布不均，又容易堵塞循环泵的管道。实践表明：复合镀液中固相颗粒的分布均匀性及分散状态，严重影响复合镀层中颗粒的沉积量与分布状态，直接决定了复合镀层的性能。因此，发明一种适用于化学复合镀工艺的镀槽装置，使得固相颗粒在镀液中均匀分布与有效分散，具有重要的现实意义与经济效益。

发明内容

本发明的目的是针对目前使用普通化学镀槽代替化学复合镀槽造成固相 颗粒在复合镀液中的分布均匀性差，微细颗粒必须借助分散剂才能分散，且分散效果较差的问题，设计一种可以显著提高固相颗粒在复合镀液中的分布均匀性与有效分散，从而解决颗粒在镀液中严重团聚，在镀槽中快速沉降问题的复合化学镀槽。

本发明的技术方案是：

一种化学复合镀槽，包括槽体2，其特征是所述的槽体2为中空的双层结构，在槽体2的中空结构中加注有为内层镀槽中的镀液加热的介质或安装有为内层镀槽中的镀液加热的电加热元件3；在槽体2的内层镀槽中至少安装有1个防止镀液中的微细颗粒沉淀的搅拌桨4；在槽体2的内层镀槽中安装有至少3片用于改变镀槽中镀液流场特性的挡板1。

所述的加热介质为热水、蒸汽或热处理油，所述的加热介质借助于槽体2的外槽体上开设的换液通孔在槽体2的中空结构中循环流动。

所述的挡板1为平板结构、带孔结构、带槽结构或齿条状结构。

所述的挡板1的一端安装在与槽体2外形相配的挡板圈5上且在挡板圈5上的位置可调，挡板圈5定位在槽体2上。挡板1与槽体2的内壁之间最好留有空隙，挡板1的下端既可处理悬浮状态，也可插装在槽体2内底上的定位凹槽或凹孔中。

所述的搅拌桨4由电动驱动装置驱动，搅拌桨4上的叶片形状为一字桨、十字桨、涡轮桨、平叶桨或其组合。

本发明的有益效果：

1、本发明通过搅拌桨和挡板的双重作用，明显改善了镀槽中镀液的流场特性，提高了镀液的湍流强度，促使镀液在镀槽中的无规则流动，显著提高镀液中微细颗粒的分布均匀性。

2、本发明通过综合作用显著提高了镀槽中镀液的雷诺切应力，有利于镀液中团聚态的微细颗粒的分散，降低镀液中颗粒的粒径，减少颗粒在镀槽底部的沉降。

3、制备的复合镀层中颗粒的沉积量显著提高，且分布均匀、致密，复合镀层的性能大大改善。

附图说明

图1是本发明的镀槽的三种常见的结构示意图。

图2是本发明的槽体的三种常见的结构示意图。

图3是本发明的搅拌桨的三种常见的结构示意图。

图4是本发明的三种常见的挡板的结构示意图。

图5是本发明的镀槽添加挡板前后的镀液流动的整体形状示意图。

其中图5(a)是无挡板时的镀液流动的整体形状示意图；图5(b)是为有挡板时的镀液流动的整体形状示意图。

图6是本发明的镀槽添加挡板前后的镀液的流线图。

其中图6(a)是无挡板时的镀液的流线图；图6(b)是有挡板时的镀液的流线图。

图7是本发明的镀槽添加挡板前后的平均湍流强度比较示意图。

图8是本发明的镀槽添加挡板前后镀液中湍流脉动量随转速的变化示意图。