一种一体化复合电沉积装置和一体化复合电沉积方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于电化学沉积技术领域，具体涉及一种一体化复合电沉积装置和一体化复合电沉积方法。本发明专利技术提供的一体化复合电沉积装置包括母槽；所述母槽内设置有搅拌装置和加热装置；子槽；所述子槽包括外槽和设置在外槽中的内槽；所述内槽的内壁设置有阳极电极；所述内槽的底板为筛板；所述外槽的底部设置有出入口，所述外槽的垂直侧壁底部设置有出液口；所述外槽的出入口通过导管分别与母槽和输送装置的出液口相连，输送装置的入液口通过导管与母槽相连；外槽的出液口通过导管与母槽相连。利用本发明专利技术提供的一体化复合电沉积装置进行复合电沉积，得到的复合镀层具有优异的摩擦学性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种一体化复合电沉积装置和一体化复合电沉积方法


[0001]本专利技术属于电化学沉积
，具体涉及一种一体化复合电沉积装置和一体化复合电沉积方法。

技术介绍

[0002]电化学，是研究化学现象与电现象之间的相互关系，以及化学能与电能相互转化规律的学科。电化学沉积，是指在外电场作用下电流通过电解质溶液中正负离子的迁移，并在电极上发生得失电子的氧化还原反应，从而形成镀层。在阴极，产生金属离子的还原而获得金属镀层，称为电镀；在阳极，发生阳极金属的氧化而形成氧化膜，称为金属的电化学氧化，简称金属的电氧化。
[0003]在电化学沉积过程中，通过向镀液中加入金属等不溶颗粒，可以实现对材料的多种性能的提高，包括耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性，还可以改善摩擦系数、抗微动和抗磨损等性能。
[0004]目前，常用的电化学工艺在含有不溶颗粒的电解液电镀时，一般通过磁力搅拌或者其它搅拌将不溶颗粒分散，但是，在上述搅拌过程中电解液会形成漩涡，进而影响金属电沉积与颗粒分布，在试件表面产生流痕状，导致得到的镀层颗粒分布不均匀。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种一体化复合电沉积装置和一体化复合电沉积方法，本专利技术提供的装置能够实现不溶颗粒和金属的均匀沉积，得到的复合镀层中不溶颗粒分布均匀。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种一体化复合电沉积装置，包括母槽A001；所述母槽A001内设置有搅拌装置C001和加热装置E001；
[0008]子槽A002；所述子槽A002包括外槽A003和设置在外槽A003中的内槽A004；所述内槽A004的内壁设置有阳极电极；所述内槽A004的底板为筛板；所述外槽A003的底部设置有出入口D001，所述外槽A003的垂直侧壁底部设置有出液口D002；所述外槽A003的出入口D001通过导管分别与母槽A001和输送装置B001的出液口D004相连，输送装置B001的入液口D003通过导管与母槽A001相连；外槽A003的出液口D002通过导管与母槽A001相连。
[0009]优选的，所述母槽A001和子槽A002的容量比大于2:1。
[0010]优选的，所述母槽A001为以曲面为底面的槽体，所述外槽A003为底面为棱锥结构的槽体。
[0011]优选的，所述内槽A004内设置有旋转装置F001，所述旋转装置F001独立设置，可以拆装。
[0012]优选的，所述子槽A002中内槽A004的侧壁高度低于外槽A003侧壁高度5～10cm。
[0013]优选的，所述输送装置B001为气动隔膜泵。
[0014]优选的，所述加热装置E001设置有1～2套；每套加热装置E001包括加热管E002和温度传感器E003；所述加热管E002和温度传感器E003接触设置在母槽A001的侧壁内的任意一侧或两侧。
[0015]本专利技术还提供了上述方案所述一体化复合电沉积装置进行一体化复合电沉积的方法，包括以下步骤：
[0016](1)将镀液和不溶颗粒加入母槽A001和子槽A002中，启动输送装置B001并将流速调节至2.2～3.0m3/h；
[0017](2)保持输送装置B001处于开启状态，启动搅拌装置C001进行搅拌，启动加热装置E001进行加热；
[0018](3)保持输送装置B001、搅拌装置C001和加热装置E001处于开启状态，将待沉积试件作为阴极电极进行电沉积，在待沉积试件表面得到复合镀层。
[0019]优选的，所述加热的温度为55～60℃。
[0020]优选的，所述不溶颗粒的浓度为30～80g/L。
[0021]本专利技术提供了一种一体化复合电沉积装置。本专利技术通过搅拌装置C001使母槽A001中的镀液与不溶颗粒充分混合均匀得到复合镀液，再通过输送装置B001将复合镀液输送到子槽A002的内槽A004中，内槽A004中的复合镀液溢出后进入通过外槽A003中，然后经过出液口D002通过输送装置B001将复合镀液运送至母槽A001，实现复合镀液循环；本专利技术提供的一体化复合电沉积装置将作为搅拌槽的母槽A001与作为电沉积槽的子槽A002分开，利用母槽A001中的搅拌装置C001进行搅拌，使不溶颗粒在镀液中均匀分散，其搅拌速度及搅拌方法不影响电沉积效果；电沉积过程中输送装置B001和搅拌装置C001保持工作状态，保证复合镀液组分均匀且充分循环，防止不溶颗粒在母槽底部沉积，实现不可颗粒与金属共沉积；采用本专利技术的装置进行电沉积时，复合镀液是由下向上涌出的，可以使子槽中的不溶颗粒分布均匀，不会产生漩涡而导致不同部位的不溶颗粒分布不均匀。本专利技术提供的一体化复合电沉积装置结构简单、易加工、成本低廉且操作方便，可以用于含有不溶颗粒的镀液的复合电沉积，还可以用于具有复杂几何形状的大型工件，如燃气涡轮叶片和精密活门零件等，并且同时适用于化学沉积和电解沉积。
[0022]进一步的，本专利技术采用四面阳极，且试件在电沉积过程中自身旋转，保证零件各部位都能够均匀沉积。
[0023]本专利技术还提供了一种一体化复合电沉积方法。利用上述一体化复合电沉积装置在分散有不溶颗粒的镀液中进行电沉积，只需要控制复合镀液通过输送装置B001的流速为2.2～3.0m3/h，得到的复合镀层颗粒含量高且分布均匀，当选用粒径为3～5μm的不溶性颗粒时，每100μm2约含有4～5个颗粒，即颗粒表面积占镀层总面积的40～60％，且颗粒分布均匀，相互之间无堆积，颗粒间距约为其粒径的一半，并且得到的复合镀层的摩擦学性能优异，适用于形状不规则或者复杂的工件。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图
获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术提供的一体化复合电沉积装置的整体平面示意图；
[0026]图2为本专利技术提供的一体化复合电沉积装置中母槽A001与搅拌装置C001的整体示意图；
[0027]图3为本专利技术提供的一体化复合电沉积装置中在子槽A002内电镀示意图；
[0028]图4为本专利技术提供的一体化复合电沉积装置中子槽A002的底部筛板示意图；
[0029]图5为本专利技术实施例1制备得到的沉积试件效果图(a)及复合镀层表面微观形貌图(b)。
具体实施方式
[0030]本专利技术提供了一种一体化复合电沉积装置，包括母槽A001；所述母槽A001内设置有搅拌装置C001和加热装置E001；
[0031]子槽A002；所述子槽A002包括外槽A003和设置在外槽A003中的内槽A004；所述内槽A004的内壁设置有阳极电极；所述内槽A004的底板为筛板；所述外槽A003的底部设置有出入口D001，所述外槽A003的垂直侧壁底部设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体化复合电沉积装置，其特征在于，包括母槽(A001)；所述母槽(A001)内设置有搅拌装置(C001)和加热装置(E001)；子槽(A002)；所述子槽(A002)包括外槽(A003)和设置在外槽(A003)中的内槽(A004)；所述内槽(A004)的内壁设置有阳极电极；所述内槽(A004)的底板为筛板；所述外槽(A003)的底部设置有出入口(D001)，所述外槽(A003)的垂直侧壁底部设置有出液口(D002)；所述外槽(A003)的出入口(D001)通过导管分别与母槽(A001)和输送装置(B001)的出液口(D004)相连，输送装置(B001)的入液口(D003)通过导管与母槽(A001)相连；外槽(A003)的出液口(D002)通过导管与母槽(A001)相连。2.根据权利要求1所述一体化复合电沉积装置，其特征在于，所述母槽(A001)和子槽(A002)的容量比大于2:1。3.根据权利要求1所述一体化复合电沉积装置，其特征在于，所述母槽(A001)为以曲面为底面的槽体，所述外槽(A003)为底面为棱锥结构的槽体。4.根据权利要求3所述一体化复合电沉积装置，其特征在于，所述内槽(A004)内设置有旋转装置(F001)，所述旋转装置(F001)独立设置，可以拆装。5.根据权利要求1或2所述一体化复合电沉积装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓健飞，谢新，王帅星，汪镇涛，何雨波，刘亚雄，杜楠，邵志松，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：