一种电镀阳极装置的制作方法

1.本实用新型涉及电镀领域，特别涉及一种电镀阳极装置


背景技术：

2.现有碱性锌镍合金电镀液中的辅助剂是一些大分子的胺类物质，通过络合反应调节锌离子和镍离子的析出电位，使得锌镍可以同时析出，形成合金。
3.目前，锌镍合金电镀以碱性锌酸盐型镀液体系为主，该体系通常是采用niso4、zno等作为主盐，强碱作为导电盐，配以辅助剂使用。现有的碱性锌镍合金电镀配方中的辅助剂一般为有机胺类，因为有机胺类化合物与锌离子、镍离子均能形成络合离子，稳定常数较为适中，使镍离子在镀液中稳定存在，并参与电极反应，进而使锌镍在镀层上的共沉积效应更加牢固，得到镍含量相对稳定的合金镀层。
4.传统锌镍合金电镀工艺中，由于电镀液中的络合剂及添加剂在阳极被氧化，改变了辅助剂在电镀液中的配比，锌镍离子析出电位随之变化，在原有的电解电压下电流效率的稳定性差，随着电镀时间的增加，电流效率会不断的下降，锌镍离子不能有效析出，影响工件的电镀质量，严重时会出现漏镀的现象，电流效率随着电镀时间的增加而降低。而且，胺基类化合物在阳极电解生成的硝基类离子会吸附在阴极上，锌镍离子难以靠近阴极参与反应，导致电流效率降低。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题中的至少之一，本实用新型提供一种电镀阳极装置，所采用的技术方案如下：
6.本实用新型提供一种电镀阳极装置，电镀阳极装置包括隔膜结构、安装结构、阳极本体，所述隔膜结构由陶瓷材料制成，所述隔膜结构上具有过孔，所述隔膜结构中空；所述安装结构与所述隔膜结构围成阳极室，所述安装结构包括第一密封部、第二密封部，所述第一密封部设置于所述隔膜结构的顶部，所述第二密封部设置于所述隔膜结构的底部，所述第一密封部与所述第二密封部连接；所述阳极本体设置于所述第一密封部上，所述第一密封部上设置有插孔，所述阳极本体的第一端穿过所述插孔，所述阳极本体的第一端处于所述阳极室内，所述阳极本体的第二端处于所述阳极室的外部。
7.本实用新型采用具有微孔结构的陶瓷膜将阳极与电镀溶液隔离开来，形成一个独立的阳极室。现有碱性锌镍合金电镀液中辅助剂是一些大分子的胺类物质，通过络合反应调节锌离子和镍离子的析出电位，使得锌镍可以同时析出，形成锌镍合金镀层。陶瓷膜具有一定的阻隔作用，大分子的胺基类化合物不能通过陶瓷隔膜进入到阳极室中，而氢氧根离子可以自由穿过陶瓷隔膜参与阳极反应，氢氧根离子在阳极上被氧化生成氧分子从阳极液中逸出。电镀液中的络合剂及添加剂等大分子则不易穿过阳极陶瓷膜，有效保护了络合剂及添加剂不被阳极氧化而形成有机杂质。
8.本实用新型的实施例至少具有以下有益效果：本实用新型中，第一密封部将阳极
本体的第一端固定在阳极室内，保证参与电化学反应的离子需要穿过隔膜结构进行电镀，隔膜结构采用陶瓷材料制成，降低了阳极膜的成本，提高了阳极膜的可靠性，且隔膜结构上设置有若干微小的过孔，保证阳离子能够穿过隔膜结构从而在阴极析出，同时，电解液中的大分子胺基类化合物不能通过隔膜结构的过孔到达阳极本体，避免胺基类化合物在阳极电解生成的硝基类离子吸附在阴极，也防止辅助剂在电镀液中的配比发生变化，导致电流效率降低，解决了现有技术锌镍合金电镀电流效率随着电镀时间的增长而电流效率持续下降的难题。
9.本实用新型的某些实施例中，所述隔膜结构上设置有开口，所述开口设置于所述隔膜结构的顶部，所述阳极本体沿着所述开口插入所述阳极室。
10.本实用新型的某些实施例中，所述隔膜结构上设置有开口，所述开口设置于所述隔膜结构的顶部和底部，所述阳极本体沿着所述隔膜结构的顶部的所述开口插入所述阳极室内。
11.本实用新型的某些实施例中，所述安装结构还包括若干支撑部，所述支撑部的第一端与所述第一密封部连接，所述支撑部的第二端与所述第二密封部连接。
12.本实用新型的某些实施例中，所述第一密封部上设置有若干第一连接孔，所述第二密封部上设置有若干第二连接孔，所述第一连接孔的数量与所述支撑部的数量相等，所述第二连接孔的数量与所述密封部的数量相等，所述支撑部的第一端插入所述第一连接孔，所述支撑部的第二端插入所述第二连接孔。
13.本实用新型的某些实施例中，所述阳极本体的侧壁上设置有延伸部，所述延伸部向所述第一密封部的边缘方向延伸，所述延伸部的范围超出所述插孔的范围，当所述阳极本体的第一端插入所述阳极室时，所述延伸部与所述第一密封部的顶部抵接。
14.本实用新型的某些实施例中，所述延伸部上设置有若干定位孔，所述第一密封部上设置有若干螺纹孔，所述定位孔的数量与所述螺纹孔的数量相等，紧固件能够穿过所述定位孔插入所述螺纹孔内。
15.本实用新型的某些实施例中，所述第一密封部上设置有密封槽，所述密封槽的宽度与所述隔膜结构的壁厚相对应，所述隔膜结构的顶部嵌入所述密封槽内，所述密封槽内设置有密封圈，所述密封圈处于所述第一密封部与所述隔膜结构之间。
16.本实用新型的某些实施例中，所述过孔的孔径范围为0.1μm至8μm。
17.本实用新型的某些实施例中，所述阳极本体由镍材料或不锈钢材料制成。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1是本实用新型电镀阳极装置的结构示意图；
21.图2是本实用新型电镀阳极装置中第一密封部的底部的结构示意图；
22.图3是本实用新型电镀阳极装置中阳极本体的结构示意图；
23.图4是本实用新型电镀阳极装置中隔膜结构的结构示意图。
24.附图标记：
25.101.隔膜结构；102.第一密封部；103.第二密封部；104.开口；
26.201.支撑部；202.密封槽；203.插孔；204.第一连接孔；
27.301.阳极本体；302.延伸部；303.定位孔。
具体实施方式
28.本部分将结合图1至图4详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“中心”、“中部”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。限定有“第一”、“第二”的特征是用于区分特征名称，而非具有特殊含义，此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.锌镍合金现被广泛用于汽车、家电、轻工等领域，并且还可以替代高毒性、致癌性镉镀层用于高耐蚀性、低氢脆性的航空航天领域。碱性锌镍合金电镀工艺能够在较宽的电流密度范围内运行，且具有合金成分均匀、均镀能力优良、成本低、易处理等诸多优异的性能。
32.一般刚投入生产中的锌镍合金电镀工艺其电流效率可以达到60％，但当开槽后的镀液运行时间超过3个月后，其电流效率会明显下降，此时需要停产进行工艺的维护，甚至需要替换新的锌镍合金电镀添加剂，才能满足产品的质量要求，造成了资源的浪费，增加了电镀加工企业的生产成本。
33.本实用新型实施例提供一种电镀阳极装置，电镀阳极装置包括隔膜结构101、安装结构、阳极本体301。
34.如图4所示，隔膜结构101具有一定的阻隔作用，辅助剂中的胺基类化合物不能穿过隔膜结构101，而参与电化学反应的离子能够穿过隔膜结构101。具体地，隔膜结构101由陶瓷材料制成，陶瓷材料性质稳定，使用陶瓷隔膜结构来隔离阴极和阳极，不需要额外加设支撑隔膜的结构，提升隔膜结构101的可靠性，降低了阳极装置的安装及维护成本。其中，隔膜结构101上设置有过孔，具体地，过孔设置为微孔，参与电化学反应的离子能够穿过微孔，而大分子胺基类化合物不能穿过微孔。在一些示例中，微孔的孔径范围为0.1μm至8μm，从而
实现隔膜结构101的阻隔作用。
35.可以理解的是，隔膜结构101中空，阳极本体301设置于隔膜结构101内部，参与电化学反应的离子穿过微孔后能够进行阳极反应，而大分子胺基类化合物无法穿过微孔到达阳极本体301处，避免大分子胺基类化合物在阳极本体301处氧化，导致辅助剂在电镀液中的配比改变，进而导致电镀工艺电流效率随着电镀时间的增加而降低。同时，由于避免了胺基类化合物的氧化，减少了氧化生成的硝基类离子，防止硝基类离子吸附在阴极上使金属阳离子难以靠近阴极，降低电流效率。
36.如图1、图2所示，在一些示例中，安装结构与隔膜结构101连接，由于隔膜结构101中空，安装结构与隔膜结构101能够围成形成一个独立的阳极室，使阳极与电镀液隔开。进一步地，安装结构包括第一密封部102、第二密封部103，第一密封部102设置于隔膜结构101的顶部，第二密封部103设置于隔膜结构101的底部，即第一密封部102与第二密封部103夹持隔膜结构101。同时，第一密封部102与第二密封部103相互连接，使第一密封部102、第二密封部103、隔膜结构101形成一个整体。
37.在一些示例中，安装结构还包括若干支撑部201，支撑部201连接第一密封部102与第二密封部103。由于隔膜结构101具有一定的高度，即第一密封部102与第二密封部103之间具有一定的高度差。因此，支撑部201大致形成为杆状，支撑部201的第一端与第一密封部102连接，支撑部201的第二端与第二密封部103连接。为避免支撑部201影响阳极反应，支撑部201处于隔膜结构101的外部，各支撑部201围绕隔膜结构101设置。可以理解的是，第一密封部102的截面积大于隔膜结构101的截面积，且第二密封部103的截面积也大于隔膜结构101的截面积，以便支撑部201的设置。
38.在一些示例中，第一密封部102上设置有若干第一连接孔204，第二密封部103上设置有若干第二连接孔，第一连接孔204、第二连接孔用于设置支撑部201。可以理解的是，各第一连接孔204分别与各第二连接孔上下对应，且第一连接孔204的数量与支撑部201的数量相等，第二连接孔的数量与支撑部201的数量相等。具体地，支撑部201的第一端插入第一连接孔204，支撑部201的第二端插入对应的第二连接孔，以保证第一密封部102与第二密封部103的连接稳定性。
39.在一些示例中，为保证第一密封部102与隔膜结构101连接处的密封性，第一密封部102的底部设置有密封槽202，隔膜结构101的顶边缘能够嵌入密封槽202内，提升隔膜结构101与第一密封部102的接触面积。可以理解的是，密封槽202的形状与隔膜结构101的顶部形状相对应，且密封槽202的宽度与隔膜结构101的壁厚近似相同。进一步地，密封槽202内设置有密封圈，隔膜结构101的顶部抵接于密封圈，隔膜结构101与第一密封部102通过密封圈相互连接，提升密封效果。
40.在一些示例中，第二密封部103的顶部设置有凹陷结构，凹陷结构的形状与隔膜结构101的侧壁形状对应，密封结构的底部嵌入凹陷结构内，避免隔膜结构101与第二密封部103之间出现相对运动。
41.如图3所示，在一些示例中，阳极本体301设置于第一密封部102上，进一步地，第一密封部102上设置有插孔203，插孔203连通阳极室，阳极本体301的第一端穿过插孔203进入阳极室，参与电化学反应的离子穿过隔膜结构101到达阳极本体301处。其中，阳极本体301的第二端处于阳极室外部，便于阳极本体301的更换。
42.在一些示例中，对阴极电镀不同的金属层时，阳极本体301的材料能够进行更换，具体地，阳极本体301采用镍材料制成或不锈钢材料制成。
43.在一些示例中，阳极本体301的侧壁上设置有延伸部302，延伸部302向第一密封部102的边缘方向延伸。进一步地，延伸部302的截面积大于插孔203的截面积，即当阳极本体301的第一端插入阳极室内时，延伸部302与第一密封部102的顶部抵接，保证阳极本体301位置稳定。具体地，延伸部302与阳极本体301通过焊接进行连接。
44.在一些示例中，延伸部302上设置有若干定位孔303，第一密封部102上设置有若干螺纹孔，延伸部302与第一密封部102通过紧固件进行连接，紧固件穿过定位孔303通过螺纹连接旋入螺纹孔内，从而实现第一密封部102与阳极本体301的可拆卸连接。
45.在第一实施例中，隔膜结构101上设置有开口104，开口104处于隔膜结构101的顶部和底部。即隔膜结构101、第一密封部102、第二密封部103共同围成阳极室，阳极本体301穿过顶部的开口104插入阳极室内。
46.在第二实施例中，隔膜结构101上设置有开口104，开口104处于隔膜结构101的顶部，而隔膜结构101的底部不设开口104。隔膜结构101与第一密封部102围成阳极室，阳极本体301穿过开口104插入阳极室内。
47.在第一实施例和第二实施例中，将电镀阳极装置放入到20l的电解槽中，槽液采用碱性锌镍电镀添加剂，主要成分为：锌7g/l,镍1.2g/l,氢氧化钠120g/l,辅助剂100ml/l,主光剂1.5ml/l,净化剂r0.2ml/l,温度23℃，阴极为镍板，阴极电流密度为2a/dm2，阳极电流密度为4a/dm2。
48.阳极液通过导管从进水口进入，从出水口排出，以液体泵实现阳极液的循环，阳极液为120g/l的氢氧化钠溶液，阳极液的量约为10l。
49.工件通过化学除油、水洗、活化、再水洗的工序，使用电镀阳极装置进行电镀，每天进行八个小时的连续电镀，计算随着电镀时间的增加电流效率的变化。
50.在对比例中，使用传统20l碱性锌镍合金电解槽进行电镀，锌镍合金电镀采用碱性锌镍电镀添加剂，电解液由锌7g/l,镍1.2g/l,氢氧化钠120g/l,辅助剂100ml/l,主光剂1.5ml/l,净化剂r0.2ml/l,温度23℃，阴极电流密度为2a/dm2，阳极电流密度为4a/dm2，阳极为镍板，阴极为待镀工件。
51.工件通过化学除油、水洗、活化、再水洗的工序，使用传统的电解槽装置进行电镀，计算随着电镀时间的增加电流效率的变化。
52.第一实施例、第二实施例、对比例的实验数据如下表。
[0053][0054]
在第一实施例、第二实施例中，锌镍合金电镀添加剂在开缸时，其电流效率分别为60.21和60.57，在连续电镀时间60天后，其电流效率分别为59.75和60.02，电流效率下降率分别为0.76％和0.90％，其变化在工艺参数的波动范围内。试验表明，装有陶瓷膜的电镀装置能有效的维持电流效率。
[0055]
在对比例中，开缸时电流效率同第一实施例、第二实施例相差不大，随着电镀时间增加，电流效率开始降低，当电镀时间达到60天时，电流效率低至52.16％，已经下降13.21％，难以继续进行正常生产。
[0056]
在本说明书的描述中，若出现参考术语“一个实施例”、“一些实例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0057]
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：
1.一种电镀阳极装置，其特征在于，包括：隔膜结构，所述隔膜结构由陶瓷材料制成，所述隔膜结构上具有过孔，所述隔膜结构中空；安装结构，所述安装结构与所述隔膜结构围成阳极室，所述安装结构包括第一密封部、第二密封部，所述第一密封部设置于所述隔膜结构的顶部，所述第二密封部设置于所述隔膜结构的底部，所述第一密封部与所述第二密封部连接；阳极本体，所述阳极本体设置于所述第一密封部上，所述第一密封部上设置有插孔，所述阳极本体的第一端穿过所述插孔，所述阳极本体的第一端处于所述阳极室内，所述阳极本体的第二端处于所述阳极室的外部。2.根据权利要求1所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述隔膜结构上设置有开口，所述开口设置于所述隔膜结构的顶部，所述阳极本体沿着所述开口插入所述阳极室。3.根据权利要求1所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述隔膜结构上设置有开口，所述开口设置于所述隔膜结构的顶部和底部，所述阳极本体沿着所述隔膜结构的顶部的所述开口插入所述阳极室内。4.根据权利要求1所述的电镀阳极装置,其特征在于，所述安装结构还包括若干支撑部，所述支撑部的第一端与所述第一密封部连接，所述支撑部的第二端与所述第二密封部连接。5.根据权利要求4所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述第一密封部上设置有若干第一连接孔，所述第二密封部上设置有若干第二连接孔，所述第一连接孔的数量与所述支撑部的数量相等，所述第二连接孔的数量与所述密封部的数量相等，所述支撑部的第一端插入所述第一连接孔，所述支撑部的第二端插入所述第二连接孔。6.根据权利要求1所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述阳极本体的侧壁上设置有延伸部，所述延伸部向所述第一密封部的边缘方向延伸，所述延伸部的范围超出所述插孔的范围，当所述阳极本体的第一端插入所述阳极室时，所述延伸部与所述第一密封部的顶部抵接。7.根据权利要求6所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述延伸部上设置有若干定位孔，所述第一密封部上设置有若干螺纹孔，所述定位孔的数量与所述螺纹孔的数量相等，紧固件能够穿过所述定位孔插入所述螺纹孔内。8.根据权利要求1所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述第一密封部上设置有密封槽，所述密封槽的宽度与所述隔膜结构的壁厚相对应，所述隔膜结构的顶部嵌入所述密封槽内，所述密封槽内设置有密封圈，所述密封圈处于所述第一密封部与所述隔膜结构之间。9.根据权利要求1所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述过孔的孔径范围为0.1μm至8μm。10.根据权利要求1所述的电镀阳极装置，其特征在于，所述阳极本体由镍材料或不锈钢材料制成。

技术总结
本实用新型公开了一种电镀阳极装置，电镀阳极装置包括隔膜结构、安装结构、阳极本体，隔膜结构由陶瓷材料制成，隔膜结构上有过孔；安装结构与隔膜结构围成阳极室，安装结构包括第一密封部、第二密封部，第一密封部与第二密封部连接；阳极本体设置于第一密封部上，第一密封部上设置有插孔，阳极本体的第一端穿过插孔。本实用新型中，第一密封部将阳极本体的第一端固定在阳极室内，隔膜结构保证电解中的大分子胺类物质不会移动到阴极附近，参与电化学反应，避免电镀时间增长，电流效率降低，降低电镀阳极的成本，提高了阳极膜的可靠性。提高了阳极膜的可靠性。提高了阳极膜的可靠性。


技术研发人员：李小花 赖奂汶
受保护的技术使用者：广州超邦化工有限公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/9/1