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，导电的带材和/或导电的带状织物优选是金属带材、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，金属带材例如是钢带。金属带材例如是钢带。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于借助于脉冲技术电解涂覆导电的带材和/或织物的方法和设备
[0001]本专利技术涉及一种电镀方法以及设备，其用于为导电的带材和/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。
技术介绍
[0002]电解精炼带材(例如钢带)如今作为半成品用在许多工业分支中，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。这种类型的带材传统上在连续工作的带材处理设备中来制造，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的一侧或两侧的涂层可承担各种任务，并赋予相应的带材新的产品性能。它们例如是防止腐蚀或防止氧化、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]因此，电解镀锌的钢带例如通过锌覆层获得有效的防腐蚀保护，并且为漆和/或通过塑料薄膜的覆膜提供了好的附着基础。铬覆层为钢带或塑料带材同样赋予增强的防腐蚀和防磨损保护，以及还赋予装饰性能。另一方面，镍和镍合金可提高相应的基材的表面硬度。
[0005]具有所期望的特性的相应的覆层的制造尤其在节约和经济方面高度取决于各种参数，例如电解液的类型和组成、其金属盐的浓度和温度、电解池及其电极的几何布置、电化学电流的引导及其数值、时间和极性。
[0006]在现有技术中，金属带的电解涂覆借助于直流电进行，其中，在此应用晶闸管技术。所谓的直流电解可单极地并且可部分变换极性地来设计，然而不允许在数值、时间和极性方面的特定的电流序列。
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)输送给涂覆段，并且在该涂覆段中进行连续地电解涂覆，该涂覆段包括至少一个、优选至少两个或更多个电解池，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距离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波形序列的情况下来进行，该脉冲波形序列由至少一个脉冲波形形成，其中，根据脉冲波形序列，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，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波形序列的情况下执行涂覆过程，其中，脉冲波形序列由各脉冲波形形成，其中，根据脉冲波形序列，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/或它们的混合物可从电解液中沉积在导电的带材和/或带状织物上。
[0012]使用脉冲整流器使得能够限定相应的期望的脉冲波形以及因此整个脉冲波形序列的数量、时间走向以及极性，从而可根据预定的参数使电解过程与相应的系统最佳地匹配。为此，根据本专利技术规定，涂覆过程在涂覆段内在使用限定的脉冲波形序列的情况下来进行，脉冲波形序列由各脉冲波形形成。在此，脉冲波形序列可由唯一的脉冲波形形成和/或由脉冲波形集合中的至少两种或更多种相同和/或不同的脉冲波形的组合形成。
[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)涂覆的基底的这样的区域，该区域在先前的阴极涂覆步骤和/或涂覆过程中由于例如在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，并且使该区域的层厚度与周围的区域相均衡。
[0014]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，其尤其在带材宽度上均匀地伸延(边缘效应)，并且没有局部的过涂覆部和/或欠涂覆部。因此可有利地取消复杂地使用边缘掩模。
[0015]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组成。通过选择脉冲波形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。通过重复的脉冲波形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。
[0016]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，并且通过高的电流脉冲抑制在阴极处的可能的并发反应，例如产生氢气。这同时与沉积过程的效率提高或更高的电流效率相关联。
[0017]尤其产生大量氢气在由现有技术已知的电解涂覆过程中已经被证明是特别有问题的，因为扩散到金属带材中的氢气在随后的生产步骤中对金属带材的产品性能具有巨大的负面影响。扩散的氢气主要造成金属带材、尤其钢带的所谓的自发脆性断裂和材料屈服极限或所需强度的降低。此外，捕获在被涂覆的钢带中的氢气尤其在镀锌钢带的情况下会导致在涂装部件的固化过程中释放出捕获的氢，从而在涂装层下方形成氢气泡，其导致所谓的“涂装剥落”。示例性的涂装工艺包括KTL工艺。
[0018]与氢气有关的材料强度的下降，尤其具有的强度在Re≥500MPa至≤2000MPa的屈服极限的范围中的钢带的强度的下降，是在现有技术中的另一显著的工艺缺点，因为在不本文档来自技高网...
【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涂覆段(1)，并且在该涂覆段中连续地进行电解涂覆，该涂覆段包括至少一个、优选至少两个或更多个电解池(3)，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波形序列(10)的情况下进行涂覆过程，该脉冲波形序列由至少一个脉冲波形(11)形成，其中，根据所述脉冲波形序列(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，其中，由至少一个脉冲整流器(9)提供所述调制电流，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，其中，所述至少一个脉冲整流器(9)与中央控制单元(12)电气连接，通过该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，其中，所述脉冲波形序列(10)的至少一个脉冲波形(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.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述脉冲波形序列(10)的至少一个脉冲波形(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.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，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.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，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)内被引导通过至少一个阳极组件(13)，该阳极组件包括两个彼此平行地布置的阳极(5)，优选地被引导通过至少两个阳极组件(13)...
【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：
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