纳米复合电镀设备及电镀工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种纳米复合电镀设备和电镀方法，该电镀设备包括电镀槽、破碎釜、聚能式超声破碎装置和镀液循环管路，破碎釜设置在电镀槽外；聚能式超声破碎装置用于打散破碎釜内镀液中团聚的纳米颗粒；镀液循环管路用于将电镀槽中的镀液送入所述破碎釜中，并将破碎釜中的镀液送回电镀槽中。本发明专利技术的纳米复合电镀设备，能够在大容量电镀时将整个电渡槽中的纳米颗粒引入槽外进行聚能式超声破碎，在循环回流至电镀槽中，纳米颗粒能够被更均匀的分散，提高镀层性能。本发明专利技术的纳米复合电镀工艺，先预分散处理，再进行正式电镀，能够使正式电镀时纳米颗粒更均匀的被分散，镀层性能更佳。镀层性能更佳。镀层性能更佳。

【技术实现步骤摘要】
纳米复合电镀设备及电镀工艺


[0001]本专利技术涉及金属表面处理
，具体涉及一种纳米复合电镀设备及电镀工艺。

技术介绍

[0002]纳米复合电镀是在镀液中加入一种或数种不溶性纳米尺寸的微粒，通过与金属离子共沉积，从而获得功能性纳米颗粒增强复合材料的方法。可用于制备高硬度高耐磨涂层、抗氧化耐高温涂层、自润滑减磨涂层、光催化涂层及电接触涂层等，备受广大研究者的关注。对于该技术来说，纳米颗粒在镀液及镀层中的均匀分散是镀层性能提升的关键，也是难点。
[0003]目前常用的颗粒分散方法有化学改性法，机械搅拌法及超声分散法，这三种方法各有优缺点。化学改性法通过对颗粒表面改性，使其在镀液中具有更好的润湿性，同时也提高了颗粒表面电位，使得颗粒间不易团聚，然而针对不同纳米颗粒和不同镀液体系其适宜的改性剂成分及含量有所不同，改性效果也参差不齐，同时还容易使镀液引入有机污染；机械搅拌方法理论上只能起到使颗粒在容器中均匀分布的作用，其能量不足于打散团聚的纳米颗粒；目前，超声分散方法包括槽式超声和聚能式超声两种方式，槽式超声可根据需求定制容器尺寸，但通常能量密度较小，超声振幅为10μm左右，破碎团聚体的能力有限；聚能式超声能量密度大，振幅可高达100μm以上，能有效的破碎团聚的纳米颗粒，其缺点则在于作用范围小。对于大容量电镀，直接在镀槽中施加单一的聚能式超声分散显然无法解决整个镀槽中纳米颗粒破碎分散问题。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种纳米复合电镀设备及电镀工艺，以更均匀的分散电镀槽中的纳米颗粒。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术技术方案如下：
[0006]一种纳米复合电镀设备，包括：
[0007]电镀槽，
[0008]破碎釜，所述破碎釜设置在所述电镀槽外；
[0009]聚能式超声破碎装置，所述聚能式超声破碎装置用于打散破碎釜内镀液中团聚的纳米颗粒；及
[0010]镀液循环管路，其用于将电镀槽中的镀液送入所述破碎釜中，将破碎釜中的镀液送回所述电镀槽中。
[0011]可选的，所述聚能式超声破碎装置包括：
[0012]超声波发生器，其设置在所述破碎釜外；
[0013]聚能式超声波变幅杆，其插入所述破碎釜中，所述聚能式超声波变幅杆安装在所述超声波发生器上；及
[0014]超声波电源，其用于对所述超声波发生器供电，所述超声波电源与所述超声波发生器连接。
[0015]可选的，所述破碎釜的顶端设置有供所述聚能式超声波变幅杆插入的开口，所述破碎釜的底部设置有镀液入口，所述破碎釜的上部设置有镀液溢流出口。
[0016]可选的，所述镀液循环管路包括：
[0017]镀液输出管路，其用于将电镀槽中的镀液送入所述破碎釜中；
[0018]镀液回流管路，其用于将破碎釜中的镀液送回所述电镀槽中；及
[0019]动力泵，其处于在所述镀液输出管路上。
[0020]可选的，所述动力泵和破碎釜之间还设置有流量调节阀和流量计，所述动力泵、流量调节阀和流量计依次设置。
[0021]可选的，所述纳米复合电镀设备还包括用于混匀所述电镀槽内镀液的吹气搅拌装置。
[0022]可选的，所述吹气搅拌装置包括吹气管、气源及用于将气源内的气体输送至吹气管的气体输送管路，所述吹气管设置在所述电镀槽内，所述吹气管上开设有若干用于搅动电镀槽内镀液的吹气孔。
[0023]可选的，所述吹气管包括处于所述电镀槽的底部的吹气段，沿所述吹气段的轴向均匀间隔排布有若干组吹气孔组，每组所述吹气孔组包括一个或多个所述吹气孔，每组所述吹气孔组中的各所述吹气孔均关于所述吹气段的竖直中心平面对称布置，每组所述吹气孔组的各所述吹气孔中，部分或全部所述吹气孔的轴向均与竖直方向形成夹角，使部分或全部所述吹气孔倾斜朝向所述电镀槽的底部。
[0024]可选的，所述吹气段上每隔10～50mm设置有一组所述吹气孔组，每组吹气孔组两个吹气孔，所述吹气孔的直径为0.2～1mm，各所述吹气孔与竖直方向的夹角大小为20～40
°
。
[0025]可选的，该纳米复合电镀设备还包括伸入所述电镀槽的温控加热器，所述温控加热器用于使所述电镀槽内的温度保持在预设范围内。
[0026]本专利技术还提供一种纳米复合电镀工艺，包括：
[0027]在正式开始纳米复合电镀前，开启纳米复合电镀设备对纳米颗粒进行预分散，所述纳米复合电镀设备为上述任一种所述的纳米复合电镀设备；
[0028]待预分散处理时间达到预设时间后，将阴极和阳极的置入所述电镀槽中开始正式电镀。
[0029]本专利技术的纳米复合电镀设备，能够在大容量电镀时将整个电渡槽中的纳米颗粒引入槽外进行聚能式超声破碎，在循环回流至电镀槽中，纳米颗粒能够被更均匀的分散，提高镀层性能。
[0030]本专利技术的纳米复合电镀工艺，先预分散处理，再进行正式电镀，能够使正式电镀时纳米颗粒更均匀的被分散，镀层性能更佳。
附图说明
[0031]图1为本专利技术的纳米复合电镀设备的结构示意图；
[0032]图2为图1中M处的局部简图；
[0033]图3为图2的A-A的剖视图；
[0034]附图标记说明：
[0035]电镀槽1；
[0036]破碎釜2、开口201、镀液入口202、镀液溢流出口203；
[0037]超声波发生器31、聚能式超声波变幅杆32、连接线33、超声波电源34；
[0038]镀液输出管路41、镀液输入管路42、动力泵43、流量计44、流量调节阀45；
[0039]吹气管51、气源52、气体输送管路53、吹气孔511；
[0040]温控加热器6；
[0041]镀液7。
具体实施方式
[0042]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0043]参见图1，本专利技术的纳米复合电镀设备包括电镀槽1、破碎釜2、聚能式超声破碎装置(31、32、33、34)和镀液循环管路(41、42、43、44、45)，其中，电镀槽1内盛有含纳米颗粒的镀液7，破碎釜2设置在电镀槽1外；聚能式超声破碎装置用于打散破碎釜2内镀液中团聚的纳米颗粒；镀液循环管路用于将电镀槽1中的镀液送入所述破碎釜2中，并将破碎釜2中的镀液送回电镀槽1中。
[0044]电镀时，以待电镀的工件作为阴极，使阴极和阳极置于电镀槽1中，电镀槽1内的镀液通过镀液循环管路被引入破碎釜2中进行聚能式超声破碎，被超声破碎的镀液通过镀液循环管路再回流至电镀槽1中，由于槽外的破碎釜2中镀液量大大减少，更有利于均匀的分散纳米颗粒，在大容量电镀时整个电镀槽1中的镀液都可以进入破碎釜2被分散能力强的聚能式超声破碎装置破碎，能够提高镀层性能。
[0045]在一些实施例中，聚能式超声破碎装置包括超声波发生器31、聚能式超声本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米复合电镀设备，包括电镀槽，其特征在于，还包括：破碎釜，所述破碎釜设置在所述电镀槽外；聚能式超声破碎装置，所述聚能式超声破碎装置用于打散破碎釜内镀液中团聚的纳米颗粒；及镀液循环管路，其用于将电镀槽中的镀液送入所述破碎釜中，将破碎釜中的镀液送回所述电镀槽中。2.根据权利要求1所述的纳米复合电镀设备，其特征在于，所述聚能式超声破碎装置包括：超声波发生器，其设置在所述破碎釜外；聚能式超声波变幅杆，其插入所述破碎釜中，所述聚能式超声波变幅杆安装在所述超声波发生器上；及超声波电源，其用于对所述超声波发生器供电，所述超声波电源与所述超声波发生器连接。3.根据权利要求2所述的纳米复合电镀设备，其特征在于：所述破碎釜的顶端设置有供所述聚能式超声波变幅杆插入的开口，所述破碎釜的底部设置有镀液入口，所述破碎釜的上部设置有镀液溢流出口。4.根据权利要求1所述的纳米复合电镀设备，其特征在于：所述镀液循环管路包括：镀液输出管路，其用于将电镀槽中的镀液送入所述破碎釜中；镀液回流管路，其用于将破碎釜中的镀液送回所述电镀槽中；及动力泵，其处于在所述镀液输出管路上。其中，所述动力泵和破碎釜之间还设置有流量调节阀和流量计，所述动力泵、流量调节阀和流量计依次设置。5.根据权利要求1所述的纳米复合电镀设备，其特征在于：还包括用于混匀所述电镀槽内镀液的吹气搅拌装置。6.根据权利要求5所述的纳米复合电镀设备，其特征在于：所述吹气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王水根，陈欣，冯科，
申请(专利权)人：中冶赛迪技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：