使用脉冲技术对导电带材和/或织物进行电解涂层的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种电镀方法以及设备，其用于借助于脉冲技术为导电的带材和/或导电的带状织物，优选金属带材、例如钢带；塑料带材；玻璃纤维织物带材；碳纤维编织织物带材和/或它们的复合材料电解涂覆基于选自第6至15族的金属和/或半金属和/或它们的混合物的覆层。和/或半金属和/或它们的混合物的覆层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用脉冲技术对导电带材和/或织物进行电解涂层的方法和设备


[0001]本专利技术涉及用于对导电带材和/或导电带状织物、优选金属带材，例如钢带和/或板材、塑料带材，玻璃纤维织物带材、碳编织织物带材和/或它们的复合材料电解涂覆基于选自第6至15族的金属和/或半金属和/或其混合物的覆层的电镀工艺和设备。

技术介绍

[0002]电解精炼带材、例如钢带，如今在许多工业分支中，例如汽车工业、航空航天技术、机械工程、包装工业以及家用电器和电器制造中用作半成品。这种带材传统上是在连续操作的带材处理设备中生产的，其中带材以恒定的速度通过一个或多个相继连接的电解池。
[0003]在此以电解方式沉积在带材一侧或两侧的涂层可以承担各种任务，并赋予相应的带材新的产品性能。这些例如是防止腐蚀或氧化、磨损保护、产生装饰性产品特性和/或产生磁性和/或电表面特性。
[0004]例如，电解镀锌钢带通过锌覆层获得有效的腐蚀保护，并为涂漆和/或与塑料箔层压提供良好的附着基础。铬覆层还为钢带或塑料带提供了增强的防腐蚀和磨损保护以及装饰性能。另一方面，镍和镍合金可以提高相应基材的表面硬度。
[0005]特别是在节约和经济方面，具有期望性能的相应覆层的制造高度取决于各种参数，例如电解液的类型和组成、其金属盐浓度和温度、电解池及其电极的几何排列、电化学电流的引导及其数值、时间和极性。
[0006]在现有技术中，金属带材的电解涂层是通过直流电进行的，这里使用的是晶闸管技术。这种所谓的直流电解可以设计为单极和部分变换极性的，但在数值、时间和极性方面不允许特定的电流序列。在此，金属和/或半金属成分在相应的带材基底的带材边缘处的沉积尤其被证明是特别成问题的。这些超高部会导致成品带材卷的边缘破裂和压力变形。另一个问题是带材边缘的树枝状生长的超高部，超高部在涂层过程中作为粗颗粒从带材上脱落，以颗粒形式污染电解液，然后沉降或积聚在带材表面，这在表面质量方面是不希望的。在现有技术中优选使用所谓的边缘掩模。然而，这些边缘掩模以传感方式必须通过电动调节适应各自的带宽，因此存在与长时间停机相关的干扰和碰撞的高风险。此外，使用这些边缘掩模需要大量的人员时间来维护和维修。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的目的在于提供一种相对于现有技术有改善的方法以及有改善的设备，其用于为导电的带材和/或导电的带状织物电解涂覆基于选自第6至15族的金属和/或半金属和/或它们的混合物的覆层。
[0008]根据本专利技术，该目的通过具有权利要求1的特征的方法以及具有权利要求12的特征的设备来实现。
[0009]针对根据本专利技术的方法规定，在必要的事前的清洁和/或活化后，将导电的带材
和/或导电的带状织物，优选金属带材、塑料带材、玻璃纤维织物带材、碳纤维编织织物带材和/或它们的复合材料输送给包括至少一个、优选至少两个或更多个电解池的涂覆段并且在该涂覆段中进行连续地电解涂覆，其中，导电的带材和/或带状织物首先通过至少一个导电辊连到阴极，并且在至少一个电解池内以限定的间距平行于至少一个布置在电解池中的阳极进行引导。
[0010]根据本专利技术，至少一个阳极借助于调制电流通电，其中，涂覆过程在涂覆段内在使用限定的脉冲图案序列的情况下来进行，该脉冲图案序列由至少一个脉冲图案形成，其中，根据脉冲图案序列，使选自第6至15族的金属中的至少一种和/或半金属中的至少一种和/或它们的混合物从电解液中沉积在导电的带材和/或带状织物上，并且形成覆层。
[0011]本专利技术同样提出了一种用于电解涂覆导电的带材和/或导电的带状织物的设备。该设备包括：必要时设置的清洁和/或活化单元，导电的带材和/或织物可在该清洁和/或活化单元中进行清洁和/或活化；涂覆段，其具有至少一个、优选至少两个或更多个电解池，导电的带材和/或织物可在该电解池中连续地电解涂覆；和至少一个导电辊，导电的带材和/或带状织物可通过该至少一个导电辊连到阴极，其中，至少一个电解池包括至少一个阳极，其布置成，使得可引导通过至少一个电解池的导电的带材和/或带状织物可相对于该至少一个阳极以限定且平行的间距来引导。根据本专利技术，该设备包括至少一个脉冲整流器，该脉冲整流器以开关电源技术来实施，其负极与至少一个导电辊电气连接并且正极与至少一个阳极电气连接，使得至少一个阳极可借助于调制电流通电，使得可在涂覆段内在使用限定的脉冲图案序列的情况下执行涂覆过程，其中，脉冲图案序列由各脉冲图案形成，其中，根据脉冲图案序列，选自第6至15族的金属中的至少一种和/或半金属中的至少一种和/或它们的混合物可从电解液中沉积在导电的带材和/或带状织物上。
[0012]令人惊讶地表明，在使用限定的、由各脉冲图案形成的脉冲图案序列的情况下，沉积速率局部地在高电流密度的位置处显着降低，使得由于带材宽度的变化和/或带材边缘的修整可以省去边缘掩模的在现有技术中常见的繁琐安装和其跟踪定位。
[0013]因此，改变极性例如能够使得沉积过程逆转。通过改变极性例如可修正(部分)涂覆的基底的如下区域，该区域在先前的阴极涂覆步骤和/或涂覆过程中由于尤其在带材基底的边缘处的高的电流密度而具有相对于其余区域过高的层厚度或树枝状的晶体生长。因此，改变极性、更确切地说阳极运转能够实现有针对性地削减局部的过高，并且使该过高部的层厚度与周围的区域相均衡，同时没有削减周围的区域。
[0014]根据本专利技术的涂覆过程在涂覆段内在使用限定的脉冲图案序列的情况下来进行，脉冲图案序列由各脉冲图案形成。在此，脉冲图案序列可由唯一的脉冲图案形成和/或由脉冲图案集合中的至少两个或更多个不同的脉冲图案的组合形成。
[0015]此外，电解过程可在使用调制电流的情况下如此来设计，使得可实现特别紧凑、致密、纯净、均匀、精细结晶、无孔、无裂纹和无枝晶的涂层。此外，待涂覆的导电的带材和/或带状织物可在连续的涂覆过程中在其整个面上涂覆均匀的层厚度，其尤其在整个带材宽度上、即在带材边缘处均匀地伸延，并且没有局部的过涂覆部和/或欠涂覆部。
[0016]此外，在两极的运转中使用调制电流引起具有改善的特性的多层结构。通过选择脉冲图案可有针对性地积极影响晶核形成、其数量以及在导电的带材和/或带状织物上的分布，这引起有利的晶体生长。通过重复的脉冲图案还可分裂能斯特扩散层，这引起改善在
阴极、即连到阴极的导电的带材和/或带状织物处的材料运输特性，并且表现出沉积出粗糙度更低的覆层，提升其光泽，并且引起更致密的涂层且因此提升耐腐蚀性。
[0017]通过形成时间上短暂但在数值上高于平均电流密度的前置脉冲(Vorimpulse)，可将更多数量的金属离子和/或半金属离子输送到连到阴极的带材和/或带状织物，这引起涂层的更细粒度的形态。
[0018]在从属权利要求中给出了本专利技术的其他有利的设计方案。在从属权利要求中单独列出的特征可以技术上有意义的方式彼此组合，并且可限定本专利技术的其他设计方案。此外，在说明书中更详细地呈现和阐述了在权利要求中给出的特征，其中，展现了本专利技术的其他优选的设计方案。在此要指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于为导电的带材和/或带状织物(2)、尤其金属带材、塑料带材、玻璃纤维织物、碳纤维编织织物和/或它们的复合材料电解涂覆基于选自第6至15族的金属和/或半金属和/或它们的混合物的覆层的方法，其中，所述导电的带材和/或带状织物(2)在必要的事前的清洁和/或活化之后被输送给包括至少一个、优选至少两个或更多个电解池(3)的涂覆段(1)并且在该涂覆段中连续地进行电解涂覆，其中，首先将所述导电的带材和/或带状织物(2)通过至少一个导电辊(6)连到阴极，并且在所述至少一个电解池(3)内以限定的间距平行于布置在所述电解池(3)中的至少一个阳极(5)进行引导，其中，所述至少一个阳极(5)借助于调制电流通电，并且在所述涂覆段(1)内在使用限定的脉冲图案序列(10)的情况下进行涂覆过程，该脉冲图案序列由至少一个脉冲图案(11)形成，其中，根据所述脉冲图案序列(10)使选自第6至15族的金属中的至少一种金属和/或半金属中的至少一种半金属和/或它们的混合物从电解液(4)沉积在所述导电的带材和/或带状织物(2)上，并且形成所述覆层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调制电流由至少一个脉冲整流器(9)提供，该脉冲整流器的负极与所述至少一个导电辊(7)电气连接，并且正极与所述至少一个阳极(5)电气连接。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个脉冲整流器(9)与中央控制单元(12)电气连接，通过所述中央控制单元控制和/或调节所述涂覆过程。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述脉冲图案序列(10)的至少一个脉冲图案(11)通过所述中央控制单元(12)传输给至少一个脉冲整流器(9)，优选地传输给所述脉冲整流器(9)中的每个脉冲整流器。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述脉冲图案序列(10)的至少一个脉冲图形(11)包括至少一个阴极脉冲、至少一个阳极脉冲、和/或至少一个脉冲暂停，并且其中，所述阴极脉冲和所述阳极脉冲通过脉冲持续时间来限定。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个阳极(5)构造为板式阳极，其优选一件式地形成和/或由至少两个或更多个构造为杆状的子阳极(16)形成。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述导电的带材和/或带状织物(2)在所述至少一个电解池(3)内被引导通过由两个彼此平行地布置的阳极(5)构成的至少一个阳极组件(13)，优选地被引导通过分别具有两个彼此平行地布置的阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：SMS集团有限公司，
类型：发明
国别省市：