一种电解磷化设备及其给电装置的制作方法

文档序号:26080549发布日期:2021-07-30 13:30阅读:318来源:国知局
一种电解磷化设备及其给电装置的制作方法

本实用新型涉及电解设备技术领域,具体为一种电解磷化设备及其给电装置。



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,常规生产处理工艺为正向(与线材运行方向一致)并联给电,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(磷化膜是层层堆积而成)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。

另外,目前电解磷化给电轮普遍采用3~5个金属轮在线材上下布置,使线材从中间导向通过,此类装置存在接触面小(点接触),由于线压降问题造成电能损失,而且线材运行不平稳抖动容易产生电火花,在线材表面形成电击伤,在拉拔过程中发生断线问题。



技术实现要素:

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电解磷化设备,采用的技术方案是,包括被处理线材、磷化池、位于磷化池上方的多个电解槽和给电装置,给电装置包括直流电源、阴极给电轮和多个阳极板,被处理线材与阴极给电轮电接触,并由前向后运行,阴极给电轮位于阳极板的前侧,各阳极板分别位于对应的电解槽中,各阳极板通过导电连接结构依次首尾相连,形成串联结构,位于最后侧的阳极板的尾端与直流电源的正极相连,阴极给电轮与直流电源的负极相连。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述阴极给电轮的外周设有环状的凹槽,凹槽的截面径向尺寸与线材一致,阴极给电轮的后侧设有承载轮,线材缠绕在凹槽一圈后运行至承载轮上侧。

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,相邻两个阳极板的同侧导电挂耳之间通过导电板连接,最后侧的阳极板通过导电挂耳与正极相连,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工作槽,表调池和工作槽中储存有表调处理液,反应过程中工作槽中的处理液溢流至表调池,由循环泵将处理液提升至工作槽中。

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。

本实用新型还提供了一种电解磷化设备的给电装置,包括直流电源、阴极给电轮和多个用于没入磷化液中的阳极板,阴极给电轮位于阳极板的前侧,用于与由前向后运行的线材电接触,各阳极板通过导电连接结构依次首尾相连,形成串联结构,最后侧的阳极板的尾端与直流电源的正极相连,阴极给电轮与直流电源的负极相连。

作为本实用新型的一种优选技术方案,所述阴极给电轮的外周设有环状的凹槽,凹槽的截面径向尺寸与线材一致,线材缠绕在凹槽一圈向后运行,阴极给电轮的表面进行氮化钛涂层处理。

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,相邻两个阳极板的同侧导电挂耳之间通过导电板连接,最后侧的阳极板通过导电挂耳与正极相连。

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孔洞。

本实用新型的有益效果:在最后的阳极板的尾端进行正极连接给电,正极采用逆向(即线材运行相反方向)串联给电,通过阳极板本身电阻形成各电解槽内的电流差异,达到电流前低后高,在线材运行的方向上电解反应从小而大依次进行,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,解决了正极正向并联给电装置产生的膜重结果疏松、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。阴极给电轮表面进行氮化钛处理,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。

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为本实用新型电解磷化设备未连接电源时的示意图;

图2为本实用新型电解磷化设备的结构示意图;

图3为本实用新型电解磷化设备的俯视角度的结构示意图;

图4为本实用新型电解磷化设备中阳极板的结构示意图;

图5为本实用新型电解磷化设备中阳极板的俯视角度的结构示意图。

图中:1-线材、2-阴极给电轮、3-承载轮、4-表调池、41-工作槽、5-循环泵、6-磷化池、61-电解槽、7-阳极板、71-导电挂耳、72-u型槽、73-过液孔、8-提升泵、9-导电连接结构、10-直流电源、11-加药槽、12-切液装置。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1至图5所示,电解磷化设备包括用于储存磷化液的磷化池6、位于磷化池6上方的多个电解槽61和给电装置,给电装置包括直流电源10、阴极给电轮2和多个阳极板7,被处理线材1绕与阴极给电轮2电接触,并由前向后运行,各阳极板7分别位于对应的电解槽61中,各阳极板7通过导电连接结构9依次首尾相连,形成串联结构,位于最后侧的阳极板7的尾端与直流电源10的正极相连,阴极给电轮2与直流电源10的负极相连。优选的,所述阴极给电轮2的外周设有环状的凹槽,凹槽的截面径向尺寸与线材1一致,阴极给电轮2的后侧设有承载轮3,线材1缠绕在凹槽内一圈后运行至承载轮3上侧。阴极给电轮2与承载轮3为碳钢材质,表面采用氮化钛涂层处理,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2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。

优选的,所述阳极板7包括板体和位于板体左右两侧的导电挂耳71,所述导电连接结构9为导电板,相邻两个阳极板7的同侧导电挂耳71之间通过导电板连接,最后侧的阳极板的尾端通过导电挂耳与正极相连,各板体上设有前后延伸的u型槽72,线材1从u型槽72内通过,所述板体上开设有多个供磷化液通过的过液孔73。

优选的,所述磷化池6的前侧设有表调池4和位于表调池上方的工作槽41,表调池4和工作槽41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将处理液提升至工作槽41,被处理线材1与处理液充分接触,涂覆约0.5s左右时间。工作槽41中的处理液溢流至表调池4,再由循环泵5将处理液提升至工作槽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,在经过工作槽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。

优选的,磷化池6和电解槽61之间设有磷化液循环系统,磷化液循环系统包括提升泵8和过滤器,反应过程中电解槽中的磷化液溢流至磷化池,由提升泵8将磷化液提升并经过过滤器过滤到电解槽中,形成自循环。

优选的,所述磷化池6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11、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。

优选的,所述磷化池6中位于电解槽的后侧还设有切液装置12,具体可采用高压风刀结构,将留置在线材表面的液体回流到磷化池中,有效控制电解磷化液的带出量,减少电解磷化液的消耗与后续水洗用水压力,进一步实现节能减排。

在本实施例中,直流电源10包括交流电源和整流器。四个相同长度的电解槽61内设置有四块相同长度的阳极板7,从前至后依次为第一阳极板、第二阳极板、第三阳极板和第四阳极板,四个阳极板首尾相连,整流器的正极通过电缆连接在第四阳极板的挂耳处,电流从第四阳极板依次向前传输,通过阳极板本身的电阻,使各电解槽中的电流分布形成尾高首低,电流趋势为:第一阳极板小于第二阳极板小于第三阳极板小于第四阳极板,让皮膜堆积以缓慢由低到高的方式形成。线材通过四个电解槽共计4s左右时间,每个电解槽约1s。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。针对多丝在线电解磷化生产工艺,采用多个阴极给电轮左右并排设置。

本实用新型的工作原理:被处理线材1按图中所示由前向后运行,围绕阴极给电轮2的凹槽中一圈后经承载轮3运行至表调池4,在工作槽41中,线材1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1经过表调处理后进入磷化池6中,通过电解反应,磷化液析出成膜物质沉积在被处理线材1的表面,形成致密均匀的磷化膜。其中的给电装置通过改变正极给电方式,逆向给电,使电流分布形成前低后高形式,并提高给电稳定性,提高了皮膜致密度与结合力,能够应用于包含单丝或者多丝在线电解磷化生产工艺。

本实用新型的

本文中未详细说明的技术为现有技术。

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。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1