專利名稱：一種旋渦迫流化學(xué)復(fù)合鍍裝置及使用該裝置的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋渦迫流化學(xué)復(fù)合鍍裝置及使用該裝置的工藝方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)鍍是一種新型的表面處理技術(shù)，該技術(shù)以其工藝簡便、節(jié)能、環(huán)保日益受到人 們的關(guān)注?；瘜W(xué)鍍使用范圍很廣，鍍層均勻、裝飾性好。在傳統(tǒng)化學(xué)鍍液里面加入固體微粒， 實現(xiàn)與金屬粒子的共同沉積，可獲得復(fù)合鍍層。固體粒子的加入可以使復(fù)合鍍層呈現(xiàn)明顯 優(yōu)異與傳統(tǒng)化學(xué)鍍層的性能，而特定的粒子的加入又能使復(fù)合鍍層呈現(xiàn)一些特有的功能。 因此，化學(xué)復(fù)合鍍已經(jīng)越來越受到研究者的重視?；瘜W(xué)復(fù)合鍍技術(shù)通過化學(xué)沉積的方法，使金屬離子被還原的同時，將不溶性的固 體顆粒均勻地彌散嵌入金屬基鍍層。所使用的不溶性固體顆粒的尺寸通常在微米級或納米 級，具有很強的化學(xué)穩(wěn)定性，施鍍過程中它不參與任何化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)復(fù)合鍍液中固體微粒濃度能很大程度上決定了復(fù)合鍍層中固體微粒的含量， 進而影響復(fù)合鍍層的好壞，濃度過低鍍層中固體顆粒含量太少，濃度過高影響鍍液的穩(wěn)定 性。如果為了不影響鍍液的穩(wěn)定性，而在基體周圍使固體微粒的濃度達到復(fù)合鍍理想濃度， 使基體更容易吸附固體微粒粒，就可以獲得固體微粒復(fù)合量理想的復(fù)合鍍層。旋渦是水流旋轉(zhuǎn)成螺旋形，在地球北(南)半球上的物體沿經(jīng)線運動時，受到向右 (左)的科里奧利力的作用，使其物體運動方向不斷向右(左)偏侈，這一現(xiàn)象稱科氏力定 律。由法國工程師和數(shù)學(xué)家科里奧利(G.G. Coriolis)首先確定。由水流的旋轉(zhuǎn)和科氏力 的共同作用，液體的旋渦會形成一種對固體的吸引力?；谶@種考慮，將旋渦效應(yīng)應(yīng)用于化 學(xué)復(fù)合鍍，將會有很大的研究和應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種旋渦迫流化學(xué)復(fù)合鍍裝置及使用該裝置的工藝方法。 本發(fā)明根據(jù)旋渦效應(yīng)，迫使鍍液中的固體微粒在施鍍基體周圍聚集，并且使鍍液液流的流 動方向與施鍍基體水平方向保持相對靜止，從而使固體微粒更多更好的復(fù)合到鍍層里面， 實現(xiàn)固體顆粒與金屬離子的共沉積。本發(fā)明提供的一種旋渦迫流化學(xué)復(fù)合鍍裝置由旋渦迫流夾具和直流電動機以及 化學(xué)復(fù)合鍍槽組成；旋渦迫流夾具9由兩片對稱的倒T型夾片通過鎖扣孔1扣合連接而成， 旋渦迫流夾具的上端是連接端4，中部是夾放部3，下端是攪拌端5 ；連接端4連接直流電動 機6，夾放部3開有長方形通孔，長方形通孔朝外的四邊有5 80°倒角2，兩片對稱的倒 T型夾片的長方形通孔結(jié)合面沒有倒角，攪拌端形狀是兩個對稱的端部為圓弧狀的長方形， 其長度是夾放部的1. 5 2倍；化學(xué)復(fù)合渡槽8為圓筒形，其直徑是旋渦迫流夾具9攪拌端 5的2. 5 4倍。本發(fā)明提供的一種使用所述的旋渦迫流化學(xué)復(fù)合鍍裝置的工藝方法有如下步 驟
1)在化學(xué)復(fù)合鍍槽中加入化學(xué)復(fù)合鍍液，用量為化學(xué)復(fù)合鍍槽體積的2/3 ；2)用旋渦迫流夾具將需要化學(xué)復(fù)合鍍的基體材料放入夾放部固定，依次進行粗 化，活化，然后將旋渦迫流夾具連接到直流電動機上，插入到盛有化學(xué)復(fù)合鍍液的化學(xué)復(fù)合 鍍槽中，開通電動機，控制轉(zhuǎn)速，通過旋渦迫流夾具的攪拌形成旋渦，在溫度85 90°C水浴 條件下施鍍30min，取出水洗，烘干。所述步驟1)中化學(xué)復(fù)合鍍液由酸性化學(xué)鍍鎳液與固體粒子組成。所述的酸性化學(xué)鍍鎳液是檸檬酸6g/L，丁二酸鈉5g/L，乙酸銨4 5g/L，甘胺酸 lg/L，乳酸8ml/L，硫酸鎳25g/L，次亞磷酸鈉25g/L，穩(wěn)定劑1 3mg/L, pH值4. 8 5. 4。所述的固體粒子是二氧化鈦、碳化硅或氧化鋅固體微粒，加入鍍液中的量為0. 5g/ L 8g/L。所述步驟2)中的直流電動機轉(zhuǎn)速為30 200r/min。本發(fā)明的有益效果(1)制作了一種旋渦迫流夾具，既可以充當攪拌棒形成旋渦迫流又可以充當基體 夾放的作用。(2)通過在鍍液里面形成旋渦迫流吸引固體顆粒集中在基體附近，更容易沉積，能 夠?qū)崿F(xiàn)基材雙面沉積。(3)夾具帶動基體共同攪拌，使基體與液流達到了相對靜止，更容易吸附固體顆 粒。


圖1為本發(fā)明的旋渦迫流夾具的倒T型夾片的正視圖。其中1為鎖扣孔，2為倒角，3為夾放部，4為連接端，5為攪拌端。圖2為本發(fā)明的旋渦迫流夾具的倒T型夾片仰視圖。圖3為本發(fā)明的旋渦迫流化學(xué)復(fù)合鍍裝置示意圖，其中6為電動機，7為基體，8為圓形鍍槽，9為旋渦迫流夾具。
具體實施例方式制作旋渦迫流夾具9，選用材質(zhì)為有機玻璃，旋渦迫流夾具為兩片倒T型夾片通過 鎖扣孔1扣合在一起，旋渦迫流夾具包括三個部分攪拌端5，夾放部3，連接端4。攪拌端 5為兩端半圓弧形的長方體，寬度是夾放部3的的1. 5 2倍，夾放部3中間為長方形通孔 的長方體，孔道四周與基體7相背的部位開成倒角2，角度控制在與水平方向成5 80°范 圍內(nèi)。選用燒杯作為圓形鍍槽8，鍍液體積為渡槽的2/3，渡槽里面配置的鍍液成分為檸 檬酸6g/L，丁二酸鈉5g/L，乙酸銨4-5g/L，甘胺酸lg/L，乳酸8ml/L，硫酸鎳25g/L，次亞磷 酸鈉 25g/L，穩(wěn)定劑 l-3mg/L, 二氧化鈦 0. 5g/L_8g/L，ρΗ4· 8 5. 4.溫度為 85 90°C。選用的直流電動機6，轉(zhuǎn)速控制在30r/min-200r/min。施鍍過程，本次實施例用的銅片基體上化學(xué)復(fù)合鍍二氧化鈦，首先將基體7用旋 渦迫流夾具9夾放固定，然后用配置好濃度的粗化液粗化，活化液活化，連接到直流電動機 6上，插入圓筒形鍍槽8，打開電機6，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為50 60r/min，施鍍30min，取出基體7，清洗，烘干，可獲得致密的復(fù)合鍍層。 本實施案例只是說明了銅片上制備鎳-二氧化鈦復(fù)合鍍層的情況，本發(fā)明還可以 應(yīng)用到其他各種化學(xué)復(fù)合鍍層，例如鎳_ 二氧化硅，鎳_氧化鋅，鎳_碳化硅等；基體可以選 用合金片，滌綸布片等；旋渦迫流夾具可以選用不會與鍍液反應(yīng)，不影響鍍液穩(wěn)定性的其他 材質(zhì)；直流電動機的轉(zhuǎn)速控制在30r/min 200r/min ；圓形鍍槽也可以用對化學(xué)鍍液免疫 的其他材料定做，尺寸根據(jù)自己需要設(shè)定。上述的情況與本實施案例操作相同。
權(quán)利要求
一種旋渦迫流化學(xué)復(fù)合鍍裝置，其特征在于所述裝置由旋渦迫流夾具和直流電動機以及化學(xué)復(fù)合鍍槽組成；旋渦迫流夾具(9)由兩片對稱的倒T型夾片通過鎖扣孔(1)扣合連接而成，旋渦迫流夾具的上端是連接端(4)，中部是夾放部(3)，下端是攪拌端(5)；連接端(4)連接直流電動機(6)，夾放部(3)開有長方形通孔，長方形通孔朝外的四邊有5～80°倒角(2)，兩片對稱的倒T型夾片的長方形通孔結(jié)合面沒有倒角，攪拌端形狀是兩個對稱的端部為圓弧狀的長方形，其長度是夾放部的1.5～2倍；化學(xué)復(fù)合渡槽(8)為圓筒形，其直徑是旋渦迫流夾具(9)攪拌端(5)的2.5～4倍。
2.一種使用權(quán)利要求1所述的旋渦迫流化學(xué)復(fù)合鍍裝置的工藝方法，其特征在于有如 下步驟1)在化學(xué)復(fù)合鍍槽中加入化學(xué)復(fù)合鍍液，用量為化學(xué)復(fù)合鍍槽體積的2/3；2)用旋渦迫流夾具將需要化學(xué)復(fù)合鍍的基體材料放入夾放部固定，依次進行粗化，活 化，然后將旋渦迫流夾具連接到直流電動機上，插入到盛有化學(xué)復(fù)合鍍液的化學(xué)復(fù)合鍍槽 中，開通電動機，控制轉(zhuǎn)速，通過旋渦迫流夾具的攪拌形成旋渦，在溫度85 90°C水浴條件 下施鍍30min，取出水洗，烘干。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝方法，其特征在于所述步驟1)中化學(xué)復(fù)合鍍液由酸性化 學(xué)鍍鎳液與固體粒子組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝方法，其特征在于所述的酸性化學(xué)鍍鎳液是檸檬酸6g/ L, 丁二酸鈉5g/L，乙酸銨4 5g/L，甘胺酸lg/L，乳酸8ml/L，硫酸鎳25g/L，次亞磷酸鈉 25g/L，穩(wěn)定劑 1 3mg/L，pH 值 4. 8 5. 4。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝方法，其特征在于所述的固體粒子是二氧化鈦、碳化硅 或氧化鋅固體微粒，加入鍍液中的量為0. 5g/L 8g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝方法，其特征在于所述步驟2)中的直流電動機轉(zhuǎn)速為 30 200r/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種旋渦迫流化學(xué)復(fù)合鍍裝置及使用該裝置的工藝方法，該裝置由旋渦迫流夾具和直流電動機以及化學(xué)復(fù)合鍍槽組成；旋渦迫流夾具由兩片對稱的倒T型夾片通過鎖扣孔扣合連接而成，旋渦迫流夾具的上端是連接端連接直流電動機，中部是夾放部，下端是攪拌端；使用該裝置的工藝方法是旋渦迫流夾具帶著基體一同攪拌，既能形成旋渦使基體周圍固體顆粒聚集，又能使基體與液流流動方向保持相對靜止，從而使固體顆粒與金屬離子更好的沉積在基體表面；本發(fā)明將旋渦迫流效應(yīng)應(yīng)用到化學(xué)復(fù)合鍍，具有很好的研究和應(yīng)用價值。
文檔編號C23C18/16GK101942650SQ20101029297
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者徐慎穎, 徐波, 戴子林, 潘湛昌, 肖楚民, 胡光輝, 陳世榮, 魏志鋼 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)