一种电镀合金的装置及方法与流程

本发明涉及电镀，尤其是涉及一种电镀合金的装置及方法。

背景技术：

1、结晶器铜板工作面电镀功能性耐磨合金，是提高使用寿命，降低连铸成本的一项重要措施。然而，合金镀层总会有主次金属区分，比如：ni-co合金是以ni为主、co为副的镀层合金，而co-ni合金则与ni-co合金相反，是以co为主、ni为副的镀层合金。

2、现有技术中的针对合金镀层主次金属电镀工艺中，双阳极多为共用一个直流电源进行控制，该电镀装置存在的问题是电镀调节比较繁琐，且由于双阳极各所在区域的金属离子分布不均匀，使得电镀合金的分配极不均匀，影响电镀层的使用效果。然而，由于合金镀层中金属所占比例不同，镀层的硬度和韧性不同，比如ni-co镀层，在ni含量比较高时，其镀层韧性比较好，镀层与电镀工件的机体结合力比较强，随着合金镀层中co含量的增加，镀层韧性有所下降，镀层硬度明显增加，其耐磨性有明显增加，对结晶器铜板而言，镀层与机体的结合力要强，远离结合面的镀层则需要耐磨性更好，所以也要求镀层不同厚度，金属在镀层合金的不同厚度有不同的变化，当双阳极的金属在合金中的占比需要进行不超过20％上下波动范围调整时，现有技术中的双阳极装置的电镀调节方式较为繁琐。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种电镀合金的装置，以解决现有技术中双阳极电镀装置存在电镀调节比较繁琐和电镀合金不均匀影响电镀层质量的技术问题。

2、本发明的目的之二在于提供一种电镀合金的方法，以解决了由于结晶器铜板镀层的结合力和耐磨性差导致的过钢量低的问题。

3、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了一种电镀合金的装置，包括电镀槽、阳极和用于悬挂单面电镀工件的阴极，所述阴极设置在电镀槽的上方；

5、所述阳极包括悬挂主金属的主阳极和悬挂副金属的副阳极，所述主阳极设置在阴极悬挂工件的电镀面相对的一侧，所述副阳极设置在与阴极悬挂工件的电镀面相反的一侧；

6、所述主阳极和副阳极与阴极之间分别设有独立的电源。

7、进一步的，还包括设置在电镀槽上用于电镀槽内电解液循环的连通结构。

8、进一步的，所述电源包括主电源和副电源，所述主电源设置在主阳极与阴极之间，所述副电源设置在副阳极与阴极之间。

9、进一步的，所述主阳极的钛蓝中主金属与副阳极的钛蓝中副金属的质量比等于电镀工件镀层中的主金属和副金属在电镀合金中的质量比。

10、优选地，所述主电源和所述副电源的负极均与阴极连接，所述主电源的正极连接主阳极，所述副电源的正极连接副阳极。

11、进一步的，所述连通结构包括设置在电镀槽一端的进液口和另一端的出液口，所述进液口和所述出液口通过管道连通。

12、进一步的，所述进液口设置在电镀槽上设有主阳极的一端，所述出液口设置在电镀槽上设有副阳极的一端。

13、优选地，所述进液口的水平高度低于出液口的水平高度。

14、进一步的，所述进液口和所述出液口之间设有循环泵。

15、进一步的，所述出液口与循环泵之间设有用于过滤电镀液的过滤器。

16、第二方面，本发明提供了一种应用上述装置的电镀合金的方法，包括以下步骤：

17、a、将工件悬挂在阴极上，按照待电镀层设置主阳极悬挂的主金属和副阳极悬挂的副金属，工件的电镀面朝向主阳极；

18、b、按照电镀工件预设的与电镀工件起始结合的镀层主金属和副金属比例，开启主电源和副电源并使主电源和副电源的电流密度比等于初始值，在镀层厚度达到0.02mm时，根据待电镀镀层中主金属和副金属比例调节主电源和/或副电源的电流密度，使电镀液中主金属离子和副金属离子的含量比在待电镀电镀层中主金属和副金属的含量比的20％的范围内进行电镀；当镀层厚度达到设定厚度，调节主电源和/或副电源的电流密度，使主电源和副电源的电流密度比等于初始值，并继续电镀至少4小时，使电镀液中的主金属离子和副金属离子的质量浓度之比等于初始值；

19、其中，初始值为起始结合的镀层的主金属和副金属的含量比。

20、进一步的，所述根据待电镀镀层中主金属和副金属比例调节主电源和/或副电源的电流密度，使电镀液中主金属离子和副金属离子的含量比在待电镀电镀层中主金属和副金属的含量比的20％的范围内进行电镀包括以主电源和副电源的电流密度比的初始值为起点分若干次调节主电源和/或副电源的电流密度，使电镀液中主金属离子和副金属离子的含量比在待电镀电镀层中主金属和副金属的含量比的20％的范围内进行电镀；

21、优选地，所述若干次调节的次数包括至少2次，优选为3次。

22、本发明提供的一种电镀合金的装置，通过设置主阳极和副阳极，能够根据电镀层面朝向，使主阳极悬挂在朝向单面电镀工件的电镀层一侧，而将副阳极挂在电镀层的背面一侧，使远离结合面的镀层耐磨性更好，当双阳极的金属在合金中的需要进行不超过20％上下波动范围调整时，可通过调节主电源电流密度和/或副电源电流密度，达到调节主金属或副金属在镀层合金中的占比，解决了现有技术中双阳极电镀装置存在的电镀调节比较繁琐的技术问题。

23、根据本发明的另一方面一种电镀合金的方法，在电镀过程中通过调节主阳极和副阳极与阴极之间分别设置的独立的电源的电流密度来调节电镀液中主金属离子和副金属离子的占比，逐步使电镀液中的主金属离子和副金属离子的占比达到需要电镀合金中主金属和副金属的占比，并且在电镀结束前重新回调主电源和副电源的电流密度，并留下充足时间，使电镀液中的主金属离子和副金属离子浓度重新达到初始状态，以便下一工件进入电镀程序仍可按前述方法正常进行。本方法不仅能提高镀层与结晶器铜板之间的结合力，同时，又能使整体镀层耐磨性提高，解决了由于结晶器铜板镀层的结合力和耐磨性差导致的过钢量低的问题。

技术特征：

1.一种电镀合金的装置，其特征在于，包括电镀槽(1)、阳极、和用于悬挂单面电镀工件的阴极(2)，所述阴极(2)设置在电镀槽(1)的上方；

2.根据权利要求1所述的电镀合金的装置，其特征在于，还包括设置在电镀槽(1)上用于电镀槽(1)内电解液循环的连通结构。

3.根据权利要求1所述的电镀合金的装置，其特征在于，所述电源包括主电源(41)和副电源(42)，所述主电源(41)设置在主阳极(31)与阴极之间，所述副电源(42)设置在副阳极(32)与阴极之间。

4.根据权利要求3所述的电镀合金的装置，其特征在于，所述主阳极(31)的钛蓝中主金属与副阳极(32)的钛蓝中副金属的质量比等于电镀工件镀层中的主金属和副金属在电镀合金中的质量比；

5.根据权利要求2所述的电镀合金的装置，其特征在于，所述连通结构包括设置在电镀槽(1)一端的进液口(11)和另一端的出液口(12)，所述进液口(11)和所述出液口(12)通过管道连通。

6.根据权利要求5所述的电镀合金的装置，其特征在于，所述进液口(11)设置在电镀槽(1)上设有主阳极(31)的一端，所述出液口(12)设置在电镀槽(1)上设有副阳极(32)的一端；

7.根据权利要求6所述的电镀合金的装置，其特征在于，所述进液口(11)和所述出液口(12)之间设有循环泵(5)。

8.根据权利要求7所述的电镀合金的装置，其特征在于，所述出液口(12)与循环泵(5)之间设有用于过滤电镀液的过滤器。

9.一种应用权利要求1～8任一项所述装置的电镀合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据待电镀镀层中主金属和副金属比例调节主电源(41)和/或副电源(42)的电流密度，使电镀液中主金属离子和副金属离子的含量比在待电镀电镀层中主金属和副金属的含量比的20％的范围内进行电镀包括以主电源(41)和副电源(42)的电流密度比的初始值为起点分若干次调节主电源(41)和/或副电源(42)的电流密度，使电镀液中主金属离子和副金属离子的含量比在待电镀电镀层中主金属和副金属的含量比的20％的范围内进行电镀；

技术总结本发明提供了一种电镀合金的装置及方法，涉及电镀技术领域，包括电镀槽、用于悬挂单面电镀工件的阴极和阳极，阴极设置在电镀槽的上方；阳极包括悬挂主金属的主阳极和悬挂副金属的副阳极，主阳极设置在阴极悬挂工件的电镀面相对的一侧，副阳极设置在与阴极悬挂工件的电镀面相反的一侧；主阳极和副阳极与阴极之间分别设有独立的电源。当双阳极的金属在合金中的需要进行不超过20％上下波动范围调整时，可通过调节主电源电流密度和/或副电源电流密度，达到调节主金属或副金属在镀层合金中的占比，解决了现有技术中双阳极电镀装置存在的电镀调节比较繁琐的技术问题。技术研发人员：赵家亮,王希彬,徐文柱,庞帆,任义受保护的技术使用者：西峡龙成特种材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15