用于模拟带钢高速连续电镀的试验装置及试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电镀试验装置，特别涉及一种用于模拟带钢高速连续电镀的试验装置，属于电镀技术领域。
【背景技术】
[0002]随着我国汽车、家电、食品包装行业的快速发展，各种镀层钢铁产品的用量快速增加，产品表面质量要求也越来越高，这对生产这些产品的电镀机组提出了更高的要求。电镀过程是一个复杂的电化学过程，电镀产品的质量除与镀液的配方有关外，还与镀件表面状况、镀液的流动状况、镀液与空气的接触程度等因素有关。
[0003]传统的模拟电镀试验采用霍尔槽，霍尔槽试验可试验电流密度和电极距离对镀层表面质量的影响，这种试验方法无法反映镀液的流动状况对镀层表面质量的影响。在有关电镀试验装置方面，实用新型专利201320146361.8提出了一种均匀电镀的电镀槽，该均匀电镀试验槽包括槽体、阳极和阴极，其特征在于:所述阳极和阴极采用平板结构，所述阳极和阴极相互平行设置。由于本试验槽中的阳极和阴极采用平板结构，并且以相互平行的方式设置，在阳极和阴极之间的形成一个均匀的电场，从而得到具有均匀镀层的样品。从可查阅的文献资料看，现有技术中大多为平板电镀，旋转速度较低，而且只能进行单槽电镀，无法模拟高速电镀以及碱洗、酸洗、软熔和钝化等工艺流程，因此需要开发一种可满足高速连续电镀试验要求的试验装置。
【发明内容】
[0004]本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种结构设计巧妙、高速连续电镀试验装置，利用该装置可实现带钢的高速连续电镀，用于新产品的开发和电镀工艺参数的评定。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下，一种用于模拟带钢高速连续电镀的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括支架，所述支架上设置有工作台，所述工作台上固定有工作槽，所述试验装置还包括工作电极系统，循环栗、储液槽，清洗槽，传动轴、辅助电极、试样工作电极，所述储液槽设置在工作槽的下方，所述传动轴与工作电极系统相连接，所述辅助电极和工作电极系统均与整流器相连接，构成闭合回路，所述试样工作电极安装在工作电极系统上，通过调节电机旋转模拟带钢高速生产过程。
[0006]作为本发明的一种改进，所述工作槽包括碱洗槽、酸洗槽、电镀槽、软熔槽、钝化槽、助熔槽中的一个或者几个组合。
[0007]作为本发明的一种改进，所述储液槽中设置为加热装置和温度控制装置，待工作溶液加热到设定温度后，离心栗将溶液打入到工作槽中，所述工作槽上部开设有溢流口，保证液位的高度。底部开设有泪孔，保证在非工作状态下不存留试验溶液。溶液的流速通过离心栗的流量进行调节，离心栗采用的是变频电机，改变电机的转速实现流量的控制。
[0008]作为本发明的一种改进，所述电机包括旋转电机和垂直提升电机，垂直提升电机与旋转平台相连接，实现垂直运动；旋转电机与垂直提升电机的移动丝杆相连接，通过传动轴实现工作电极系统的高速旋转。
[0009]作为本发明的一种改进，所述工作电极系统包括上密封圈螺母、下密封圈螺母、上密封圈、下密封圈、聚四氟乙烯填充层，聚四氟乙烯填充层的上、下两侧分别设置有上密封圈和下密封圈，分别通过上密封圈螺母和下密封圈螺母进行固定，所述工作电极系统还包括碳刷，所述碳刷设置在聚四氟乙烯填充层内部。
[0010]作为本发明的一种改进，所述工作电极系统包括紧固螺母、紧固螺栓、上密封圈、下密封圈、底盖、聚四氟乙烯填充层以及碳刷，其中碳刷包括水平碳刷和垂直碳刷，所述碳刷镶嵌在聚四氟乙烯填充层外壁上，并延伸至聚四氟乙烯层内部轴心处，聚四氟乙烯填充层的上部和底盖上分别设置有上密封圈和下密封圈。
[0011]作为本发明的一种改进，水平碳刷和竖直碳刷各有四根，水平碳刷位于聚四氟乙烯填充层内部，四根水平碳刷两两垂直，水平碳刷的外端分别与镶嵌在聚四氟乙烯填充层外壁凹槽内的竖直碳刷连接，水平碳刷的内端延伸至传动轴内部，水平碳刷之间没有直接接触。当紧固螺栓旋紧到紧固螺母内部时，将四根水平碳刷撑开，水平碳刷又将竖直碳刷撑开，并与试样紧密接触，使得试样、传动轴和碳刷形成三合一导体，聚四氟乙烯填充层的上部和底盖上分别设置有上密封圈和下密封圈；所述紧固螺栓一头大一头小，采用大小头设置，便于紧固螺栓旋紧和旋松，当旋紧紧固螺栓时，紧固螺栓小头端将四根水平碳刷撑开，使得镶嵌在聚四氟乙烯填充层外壁凹槽内的竖直碳刷撑开，竖直碳刷与试样紧密连接，增大试样与碳刷以及传动轴的接触面积，提升导电效果，紧固螺栓的小头端为导电材质。所述聚四氟乙烯填充层底部有内螺纹，所述底盖上部有外螺纹。聚四氟乙烯填充层内部空心，将底盖通过外螺纹与聚四氟乙烯填充层底部内螺纹相连接，上下密封圈可将试样牢牢固定在工作电极系统外壁。
[0012]作为本发明的一种改进，所述软熔槽内的底部设置有淬水槽，所述软熔槽的的中上部设置有感应线圈，感应线圈与整流器相连，所述感应线圈中设置有在线式红外测温器，其中在线式红外测温器与温控仪相连，用于测量带钢表面温度。
[0013]作为本发明的一种改进，辅助电极板呈圆筒状，试样工作电极通过工作平台插入到辅助电极板中心位置，两者与整流器相连接，构成闭合回路，通过改变整流器的正负极实现阴阳极的功能互换，以模拟碱洗和酸洗过程中阴阳极互换的过程。
[0014]作为本发明的一种改进，所述清洗槽中设置有喷淋装置，所述喷淋装置包括喷嘴以及与喷嘴相连接的管道，所述喷嘴通过管道连接离心栗。试样到达清洗槽后，清洗槽中的喷嘴自动喷淋，实现试样的清洗，防止对后续试验造成影响，清洗后的试样进入到下一个工作过程。
[0015]采用上述试验装置的试验方法，其特征在于，所述试验方法具体如下，试验过程实现全自动控制，在试验开始前设定试验参数，首先需要设定的是试验种类，碱洗、酸洗、电镀、软熔、钝化，以及它们间的组合，其次设定工作参数，包括:槽液温度、电流密度、试样在槽中的停留时间等，参数设定后系统进行准备，装置处于待机状况，待系统准备完毕后，系统请求操作人员发出开始试验的指令，系统接受到指令后，试验过程自动进行，直至所有的试验工作完成。所述试验装置模拟带钢连续生产全过程，包括碱洗、酸洗、电镀、软熔和钝化等工艺过程或者单独进行某一工艺过程的模拟，通过调节两台电机的走向和转速，来模拟带钢高速生产全过程，可实现带钢水平运动和垂直运动，旋转速度控制范围为0~350m/min。
[0016]作为本发明的一种改进，所述试验装置还具备软熔和淬水步骤，实施软熔工序的镀层板，如镀锡板的生产，试样首先通过移动装置使带钢在助熔中浸取，浸取后提升至移动支架的感应加热器进行软熔，软熔完毕后将试样浸入到清洗槽的水中，实现淬水功能。
[0017]相对于现有技术，本技术的优点如下:I)该试验装置可以模拟带钢连续生产全过程，包括碱洗、酸洗、电镀和钝化等工艺过程，既可进行全过程的模拟，也可单独进行某一工艺过程的模拟，各个模拟试验之间互不干扰，进一步确保实验的准确性，便于电镀相关人员进行新产品工艺的开发和电镀工艺参数的评定等工作；2)试样安装在工作电极系统上，工作电极系统安装在工作台上，垂直提升电机实现垂直运动，旋转电机实现工作电极系统的高速旋转，通过调节旋转电机转速来模拟带钢高速生产全过程，速度控制范围0~350m/min ;3)各工艺过程的模拟试验所用的电源是唯一的，试样始终连接电源的一极上，而各工作槽中的电极则根据需要进行切换，当试样移动到各工作槽时，工作槽中的电极与电源接通，而其它槽中的电极处于断开状态；4)整个试验过程实现全自动控制，包括:槽液温度、电流密度、试样在槽中的停留时间等，参数设定后系统进行准备，