一种强磁场下下置式搅拌电镀装置的制作方法

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其是一种强磁场下下置式搅拌电镀装置。

背景技术：

电镀技术广泛应用于装饰、防腐蚀、耐磨表面功能材料。近年来，磁场下复合电镀技术得到了快速发展，主要由于磁场与电场的交互作用产生的Lorenz力的作用可以显著改善镀液的传质作用，这对于复合电镀是非常重要的，同时，由于磁场的磁化作用还可以显著改善镀层组织、择优取向的作用，且这种搅拌作用随着磁场强度的增强而显著增强，可以显著改善镀层的质量和性能，因此强磁场下复合电镀近年来倍受关注；但是，磁场与电场的交互作用还是无法使镀液中的较大的颗粒均匀的悬浮在电镀液中，因此电镀液的分散性还是存在问题。

目前，对磁场下电镀的制备方法进行了很多研究，提出了多种制备工艺，如气泡搅拌，机械搅拌法等。气泡搅拌法就是采用压缩气体对电镀液进行搅拌，从而使电镀液中的粒子悬浮在电镀液中，但是，采用该方法对电镀液的搅拌作用不均匀，粒子在电镀液中的分布状态不稳定，获得的镀层稳定性及均匀性差。机械搅拌法就是采用传统的方法，将搅拌杆桨及搅拌桨从电镀槽上方进入电镀液中进行搅拌，但是由于强磁场中稳恒磁场区空间小，使得操作起来有难度；同时，强磁场对搅拌电动装置的磁化作用强，因此电动装置需要远离强磁场，这就需要较长的搅拌杆，操作起来也非常困难。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种强磁场下下置式搅拌电镀装置，利用搅拌桨在电镀槽底部对电镀液进行搅拌，实现粒子在电镀液中均匀分布，本实用新型操作性简单，分散效果好，成本比较低，以克服现有技术的不足。

本实用新型是这样实现的：

一种强磁场下下置式搅拌电镀装置，包括耐温电镀槽，加热装置包裹在耐温电镀槽四周，磁场发生器包裹加热装置，在耐温电镀槽内设有电镀液，阳极和阴极分别插入电镀液内，且该阳极和阴极分别连接电镀电源使得电镀电源、阳极、阴极和电镀液形成控制回路，在电镀液下部设置搅拌桨，搅拌杆穿透耐温电镀槽底部且该搅拌杆的顶端与搅拌桨连接，该搅拌杆的底端与叶片，鼓风机与叶片对应。

前述的一种强磁场下下置式搅拌电镀装置中，在磁场发生器与加热装置之间从内到外依次设置绝热材料层和水冷装置，且该绝热材料层包裹加热装置，水冷装置包裹绝热材料层，磁场发生器内侧为水冷装置。

前述的一种强磁场下下置式搅拌电镀装置中，加热装置与控温仪连接实现控温仪控制加热装置的工作状态，热电偶设置在电镀液内，且该热电偶与控温仪连通。

前述的一种强磁场下下置式搅拌电镀装置中，所述磁场发生器产生的磁场方向为竖直向上。

前述的一种强磁场下下置式搅拌电镀装置中，挡板设置在电镀液内且该挡板沿边与耐温电镀槽内壁配合实现阳极、阴极与搅拌桨分隔，在挡板上均匀分布网孔，通过设置网孔实现电镀液中粒子在搅拌桨的搅拌下，均匀通过网孔分布在阳极和阴极位置处。

前述的一种强磁场下下置式搅拌电镀装置中，耐温电镀槽底部采用聚四氟乙烯底且该聚四氟乙烯底与耐温电镀槽底边密封，搅拌杆穿透聚四氟乙烯底，在橡皮套位于聚四氟乙烯底内且该橡皮套套在搅拌杆中部，实现搅拌杆可自由转动，橡皮筋套在橡皮套上以控制对搅拌杆的径向位移。

前述的一种强磁场下下置式搅拌电镀装置中，在鼓风机和叶片之间设置导风管且该导风管上端包裹叶片，下端与鼓风机机口连通，鼓风机通过变压器驱动控制。

本实用新型原理是：将粒径范围的镀液颗粒加入电镀液中，采用搅拌杆从电镀槽底部深入，对电镀液进行搅拌，搅拌杆采用向电镀槽底部伸入，将搅拌桨及无磁性搅拌杆安装在风力叶片上，然后采用远离磁场的鼓风机借助导气管传送到风力叶片上，通过控制风力的大小，达到控制搅拌杆的转速，然后打开电源进行电镀，在磁场的作用下实现颗粒在阴极电镀的时候进入镀层表面一定程度上的富集，从而制备出合格的镀层。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，与现有技术相比较，本实用信息具有显而易见的突出实质性特点和显著进步:

1）、可以有效利用了强磁体重稳恒磁场区的空间，节约空间；

2）、采用鼓风机传送风力进行搅拌，可以使可磁化设备远离强磁场区，可以减小甚至消除磁场特别是强磁场对电动装置的干扰；

3）、操作简单，分散效果好，提高其成材率，提高生产效率和质量，显著降低生产成本。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是本实用新型挡板结构示意图；

附图3是本实用新型中阴极上镀层恒基面示意图。

具体实施方式

本实用新型的实施例：一种强磁场下下置式搅拌电镀装置，如附图所示，包括耐温电镀槽7，加热装置4包裹在耐温电镀槽7四周，磁场发生器1包裹加热装置4，在耐温电镀槽7内设有电镀液8，阳极9和阴极10分别插入电镀液8内，且该阳极9和阴极10分别连接电镀电源11使得电镀电源11、阳极9、阴极10和电镀液8形成控制回路，在电镀液8下部设置搅拌桨13，搅拌杆14穿透耐温电镀槽7底部且该搅拌杆14的顶端与搅拌桨13连接，该搅拌杆14的底端与叶片19，鼓风机22与叶片19对应。

其中在磁场发生器1与加热装置4之间从内到外依次设置绝热材料层3和水冷装置2，且该绝热材料层3包裹加热装置4，水冷装置2包裹绝热材料层3，磁场发生器1包括水冷装置2，该加热装置4与控温仪6连接实现控温仪6控制加热装置的工作状态，热电偶5设置在电镀液8内，且该热电偶5与控温仪6连通，该磁场发生器1产生的磁场18方向为竖直向上，该挡板12设置在电镀液8内且该挡板12沿边与耐温电镀槽7内壁配合实现阳极9、阴极10与搅拌桨13分隔，在挡板12上均匀分布网孔24，该耐温电镀槽7底部采用聚四氟乙烯底17且该聚四氟乙烯底17与耐温电镀槽7底边密封，搅拌杆14穿透聚四氟乙烯底17，在橡皮套15位于聚四氟乙烯底17内且该橡皮套15套在搅拌杆14中部，实现搅拌杆14可自由转动，橡皮筋16套在橡皮套15上以控制对搅拌杆14的径向位移，在鼓风机22和叶片19之间设置导风管20且该导风管20上端包裹叶片19，下端与鼓风机22机口连通，鼓风机22通过变压器23驱动控制，其风向方向21如附图1所示，随着电镀的进行，在阴极9的基体25上镀液中的颗粒26进入到镀层27。

具体使用时

本实施例包括包含磁场发生器、电极、电源、挡板、搅拌桨、橡皮套、橡皮筋、搅拌杆、叶片、导风管、鼓风机、变压器等组成，通过将粒径范围的镀液颗粒加入电镀液中，采用搅拌杆从电镀槽底部深入，对电镀液进行搅拌，搅拌杆采用向电镀槽底部伸入，将搅拌桨及无磁性搅拌杆安装在风力叶片上，然后采用远离磁场的鼓风机借助导气管将风力传送到风力叶片上，通过控制风力的大小，达到控制搅拌杆的转速，然后打开电源进行电镀，在磁场的作用下实现颗粒在阴极电镀的时候进入镀层表面一定程度上的富集，从而制备出合格的镀层。

具体操作步骤如下：

(a) 配置好电镀液，并添加好颗粒粒子，在无磁场下采用机械搅拌进行预搅拌，使粒子基本均匀悬浮在电镀液中，然后将电镀液加入电镀槽中。

(b) 将电镀槽、搅拌装置、鼓风机、变压器等设备连接组装好。

(c) 通过控制变压器控制鼓风机功率调控风量大小，控制搅拌桨搅拌强度，同时，调节好磁场强度。

(d) 打开电镀电源进行电镀，调节合适大小的电流密度进行电镀制备获得合格的镀层。

上述施加在电极上的用电源可以为幅值恒定的直流电源，或为占空比和频率可调的脉冲电源，或者是占空比、频率和周期可反向的直流电源，为电镀过程提供不同特性的电流。磁场发生器可以为电磁铁产生的磁场，也可以为永久磁铁采用磁路设计得到的磁场，还可以是采用Bitter磁体或者超导磁体或者Bitter磁体和超导磁体混合磁体提供的磁场，提供的磁感应强度为0.001-20T。

利用本实施例的装置在磁场中进行复核电镀铁试验

本实施例电镀液的成分为：0.90mol/L FeSO4，0.15mol/LFeCl2，0.43mol/LNH4C1，还原铁粉1g/L，湿润剂为饱和十二烷基苯磺酸钠溶液2滴/L，分散剂十六烷基三甲基溴化铵0.5g/L，然后0.9mol/L的H2SO4、调节pH值为1.5，加入20g/L的硅铁合金颗粒；在盛有峰值粒径为2μm的硅颗粒26的电镀液8置入容量为50L的耐温电镀槽7中，

采用厚度为0.5mm、长宽均为50mm、含硅量为3wt%低硅硅钢带作为硅钢带阴极10、纯铁片为阳极9，浸没在电镀液8，将阴极与电镀电源11（采用直流电源）的负极连接，将纯铁片上阳极9与电镀电源11的正极相连接，采用温控仪6和加热装置4以及热电偶5将电镀液8加热到30℃并保温，同时调节变压器23，使鼓风机22工作，通过导气管20将风传送在叶片19上，带动搅拌杆14转动，搅拌杆14带动搅拌桨13旋转，从而达到搅拌电镀液的作用，同时，为了防止电镀液沿着搅拌杆漏液体，带橡皮筋16的橡皮套15密封安装在聚四氟乙烯底17上， 在搅拌杆上插入橡皮套15，控制搅拌速度为150转/分钟，然后开启复合电镀用电镀电源11，调整直流电流密度为3A/dm2；恒定磁场发生器1的磁场由电磁铁提供,磁感应强度保持为10T，磁力线18的方向为垂直向上。

复合电沉积完成后，获得高硅的复合镀铁层（即镀层27），经EDS(能谱分析)测定，该复合镀铁层硅含量为9.8wt%。

对比例1.

与实施例电镀参数完全相同，区别在于不加磁场，镀层硅颗粒含量仅为0.64wt%。

对比例2.

与实施例电镀参数完全相同，区别在于不加磁场，也不进行搅拌电镀液，镀液中大多数颗粒很快沉降到电镀槽底部，镀层硅颗粒含量仅为0.02wt%。

上述方案的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用的实用新型，熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施方案做出各种修改，因此，本实用新型不限于上述实方案，本领域技术人员根据本实用新型的方法，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。