一种适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统及电镀方法与流程

本发明涉及锌或锌合金电镀，尤其涉及一种适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统及电镀方法。

背景技术：

1、锌和锌合金电镀是一种成熟的表面处理技术，早在19世纪末就已经开始应用。这种技术逐渐发展成为一种高效、低成本、高质量的表面涂层处理方法。

2、由于锌和锌合金电镀能够提高金属材料表面的耐腐蚀性和抗氧化性，从而增加金属材料的使用寿命。这种电镀方法对于汽车、电子、航空航天等行业非常重要，可以降低维护成本，延长机器的寿命。同时，锌和锌合金电镀可以使金属表面变得光亮、有光泽，增加美观度。因此，锌和锌合金电镀在许多行业中得到广泛应用。

3、目前市面上锌及锌合金电镀按槽液类型可简单分为碱性、酸性、有氰化物及无氰化物等几大类。其中碱性无氰电镀由于其槽液稳定、安全环保及镀层结构更加稳定等优点现已逐渐成为市面上最为普遍的电镀类型。

4、碱性无氰化物锌及锌合金电镀槽液中通常添加大量有机络合物，而这些络合物在碱性条件下随着长时间的通电会产生逐渐分解、变质的问题，从而使原本槽液出现老化的问题。槽液老化后，会出现槽液电流效率降低，碳酸钠升高，有机分解物增多，产生氰化物等问题。上述问题对使用者的成本消耗，环保处理等都提出了更高的要求。正因如此，有必要设计出一种方案可以减缓或避免碱性无氰化物镀锌或锌合金电镀的老化。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统及电镀方法。

2、本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供一种适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统，包括阳极膜、泵和电解液槽，所述阳极膜包覆住阳极，阳极膜内侧与阳极之间保留有距离，使阳极和阳极膜之间形成空腔，空腔通过泵和电解液槽连接，所述阳极膜为仅允许小分子及离子自由通过的薄膜。

4、碱性环境下锌及锌合金电镀槽内通常添加大量有机络合物及光亮剂，这些有机络合物及光亮剂大多以氮进行配位络合或含有吡啶环，在通电条件下，吡啶环或氮会在阳极与碱在高能条件下产生游离吡啶、脱氮并氧化，从而进一步产生氰化物，从而使原本槽液出现老化，进而影响电镀效果。本发明通过设置阳极膜将有机络合物、光亮剂与阳极隔开，避免了游离吡啶的产生及络合物脱氮并氧化而减少总有机化合物的物质的量，从而降低了电镀槽液的黏度，增强了槽液的导电能力，而且在电镀过程中碳酸根离子向阳极定向移动，碳酸根离子在空腔内富集，通过泵使空腔内电镀液与电解液槽内电解液保持交换循环流动，补充碱液的同时降低电镀槽液内的碳酸根离子，减缓槽液的老化。

5、进一步地，阳极膜上开设有进口、出口，进口和出口通过管道与泵连接。

6、进一步地，所述阳极膜的材质为陶瓷，该陶瓷材料具有一定的孔隙率和孔径，可阻止有机大分子(有机络合物及光亮剂)与阳极接触，具体地，所述阳极膜的孔隙率为30～50％，平均孔径为0.5～2μm。

7、进一步地，所述电解液槽内装有氢氧化钠溶液。

8、进一步地，氢氧化钠溶液的浓度为80～130g/l。

9、进一步地，所述泵为耐酸碱泵。

10、进一步地，所述阳极材质为不溶性导电材料，包括金属铁或金属镍。

11、本发明还提供一种碱性镀锌或锌合金的电镀方法，采用上述的适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统，将包覆有阳极膜的阳极置于电镀槽内，阳极和阴极电连接并接通电源进行电镀，电镀的同时运转阳极辅助系统。

12、进一步地，运转阳极辅助系统为运行泵使空腔内的电镀液和电解液槽内电解液保持循环流动。

13、进一步地，所述电镀方法包括步骤：

14、s1、电镀前处理：对待电镀工件的表面进行预处理；

15、s2、电镀：对经过步骤s1处理的待电镀工件进行电镀；

16、s3、电镀后处理：电镀完成后对工件进行保护处理。

17、本发明具有以下有益效果：

18、1、本发明通过阳极膜将络合物、光亮剂与阳极隔开，避免了游离吡啶的产生及络合物脱氮并氧化而减少总有机化合物的物质的量，从而降低了电镀槽液的黏度，增强了槽液的导电能力，实现了提高槽液电流效率的目的；

19、2、本发明的阳极膜可让碳酸根离子等小分子通过，电镀过程中碳酸根离子富集在阳极，通过空腔内电镀液与电解液槽的循环流动，降低了电镀槽液内的碳酸根离子浓度，减缓了槽液老化；

20、3、本发明通过阳极膜将络合物、光亮剂与阳极隔开可从源头上避免氰化物这种对环境危害极大的物质的产生，从而实现增强环保性的目的；

21、4、本发明通过降低复分解产物的产生，实现了槽液成分类型的可控性及稳定性，从而进一步保证了电镀槽液的可控稳定使用。

技术特征：

1.一种适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统，其特征在于，包括阳极膜、泵和电解液槽，所述阳极膜包覆住阳极，阳极膜内侧与阳极之间保留有距离，使阳极和阳极膜之间形成空腔，空腔通过泵和电解液槽连接，所述阳极膜为仅允许小分子及离子自由通过的薄膜。

2.如权利要求1所述的适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统，其特征在于：阳极膜上开设有进口、出口，进口和出口通过管道与泵连接。

3.如权利要求1所述的适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统，其特征在于：所述阳极膜的材质为陶瓷，所述阳极膜的孔隙率为30～50％，平均孔径为0.5～2μm。

4.如权利要求1所述的适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统，其特征在于：所述电解液槽内装有氢氧化钠溶液。

5.如权利要求4所述的适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统，其特征在于：氢氧化钠溶液的浓度为80～130g/l。

6.如权利要求1所述的适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统，其特征在于：所述泵为耐酸碱泵。

7.如权利要求1所述的适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统，其特征在于：所述阳极材质为不溶性导电材料，包括金属铁或金属镍。

8.一种碱性镀锌或锌合金的电镀方法，其特征在于，采用权利要求1～7任一所述的适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统，将包覆有阳极膜的阳极置于电镀槽内，阳极和阴极电连接并接通电源进行电镀，电镀的同时运转阳极辅助系统。

9.如权利要求8所述的碱性镀锌或锌合金的电镀方法，其特征在于：运转阳极辅助系统为运行泵使空腔内的电镀液和电解液槽内电解液保持循环流动。

10.如权利要求8所述的碱性镀锌或锌合金的电镀方法，其特征在于，所述电镀方法包括步骤：

技术总结
本发明提供了一种适用于碱性镀锌或锌合金的阳极辅助系统，包括阳极膜、泵和电解液槽，所述阳极膜包覆住阳极，阳极膜内侧与阳极之间保留有距离，使阳极和阳极膜之间形成容纳电镀液的空腔，空腔通过泵和电解液槽连接，所述阳极膜为仅允许小分子及离子自由通过的薄膜。在电镀过程中使用该阳极辅助系统，实现了槽液成分类型的可控性及稳定性，减缓了电镀槽液的老化，保证了电镀槽液的可控稳定使用。

技术研发人员：吴钢,李宏,刘健,徐才学
受保护的技术使用者：武汉风帆电化科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1