專利名稱：快速電鍍的新方法及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種在鍍槽中進行快速電鍍的新方法、專用設備及其制造方法。
在電鍍工藝中，如何提高工作電流密度，從而提高電鍍速度及生產效率的問題，一直為人們所關心和重視。提高操作電流密度的障礙主要來自陰極表面的一薄層層流邊界層(即所謂的擴散層)。當操作電流密度達到一定值后，陰極電沉積過程為擴散控制過程，從而導致沉積層質量惡化。陰極表面擴散層越厚、允許使用的操作電流密度就越小(在保證沉積層質量的前提下)，因而提高操作電流密度的主要途徑就是設法減小陰極表面擴散層厚度。某些時候提高電流密度還會遇到另一個重要障礙，即陽極表面的鈍化。消除陽極表面的擴散層，可抑制陽極鈍化的出現。
現有技術主要是通過陰極移動、空氣攪拌等方法降低陰極表面擴散層厚度。此外，也有用循環(huán)泵使鍍液高速循環(huán)流動的方法(如EP570033)來降低陰極表面擴散層厚度。這些方法雖能不同程度地減小擴散層厚度，但總的說來，效果還不太理想，動力消耗大，效率低。
現行的電刷鍍技術能有效消除陰極表面擴散層，但現行的電刷鍍技術是用幾層布包裹不溶性陽極而在陰極表面作相對運動來施鍍，這使得該技術存在如下的問題1)刷子易磨損而需頻繁更換電刷；2)不適用于大批量工件的電鍍；3)通常只適用于工件表面的局部電鍍；4)電鍍成本高。
本發(fā)明的目的是針對上述現有技術的不足，提出一種適用于鍍槽中電鍍的更為有效的方法，以基本消除陰極表面擴散層(必要時可同時消除陽極表面擴散層)，從而使允許使用的工作電流密度大為提高，實現快速電鍍。
本發(fā)明的技術方案是在鍍槽中設置允許鍍液通過的刷子，刷子的刷毛與陰極表面接觸或接近，讓該刷子與陰極作相對運動，以基本消除陰極表面擴散層，進行快速電鍍。在可能出現陽極鈍化的情況下，令刷子的刷毛同時與陽極表面接觸或接近，并與陽極也發(fā)生相對運動，以避免陽極鈍化的出現。
本發(fā)明中，刷子與電極的相對運動可以有以下兩種方式一種是刷子和電極兩者只有一個運動，而另一個靜止；另一種方式是兩者都運動，且運動方向相反。
本發(fā)明的刷子由刷毛和用于固定刷毛的基底構成。刷子的基底構成允許鍍液通過(即對流或擴散)的結構，如基底構成格柵狀、格網狀或孔網狀等，或者基底包含有允許錠液通過的結構。
本發(fā)明的刷子的外形(即刷毛末梢所確定的幾何形狀)根據實際體系而確定，可以是平面狀、圓柱狀，或是從這些形狀中挖去或切除部分后所呈的形狀(如平面型格柵狀，圓柱型格柵狀、平面型花斑狀、圓柱型花斑狀等)，也可以是其它形狀。
本發(fā)明的刷子，其刷毛材料可以是合成高分子材料，如尼龍，聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等，也可以是動物的毛發(fā)；刷子基底的材料可以用耐蝕金屬及合金，也可以用合成高分子材料，還可以是竹、木材等?？傊磺芯哂泻线m強度、低的變形性及高的化學穩(wěn)定性的材料均可用于制作本發(fā)明的刷子的基底。
本發(fā)明的刷子可采用如下方法制造將附著有刷毛的長條狀基底間隔一定距離排布成所需要的幾何構型，然后加以連接、固定。這種連接可以是剛性的，連接后的刷子幾何外形不再變化；連接也可以是撓性的，連接后刷子的外形可變化。
本發(fā)明中，由于刷子的刷毛與電極(指陰極，必要時也包括陽極)表面接觸或接近，因而刷子與電極的相對運動就使得電極表面即使很近距離內的液體也處在對流狀態(tài)。這樣電極表面幾乎不存在擴散層，這是現有的陰極移動，電解液流動等技術所無法實現的。由于本發(fā)明利用刷子的結構將外加動力直接傳遞并作用于電極表面以消除電極表面擴散層，因而動力消耗可明顯降低，動力利用率顯著提高。此外，本發(fā)明克服了現行的電刷鍍(即用布包住陽極而在陰極表面作相對運動以施鍍)技術的不足，特別適用于對大批量工件的大面積施鍍。本發(fā)明尤其適用形狀簡單的較大面積的快速電沉積工藝，如工業(yè)上的板線材的連續(xù)電鍍，圓柱、圓筒狀較大型工件的電鍍，電解銅箔的制造等。
實施例一在鋼帶連續(xù)鍍鋅(或鍍錫)工藝中、在陰極表面設置本發(fā)明所描述的格柵狀的刷子，刷毛與陰極表面接觸，刷子固定不動，利用鋼帶在槽中的單向行進，產生與刷子的相對運動，從而消除陰極表面擴散層，實現快速電鍍。本方法實施極為簡單，效果顯著。
實施例二——附

圖1a——電鍍裝置示意圖 b——刷子與導輪接觸示意圖1陽極2鋼帶 3刷子 4內刷毛5——外刷毛 6——基底 7、8、9——刷子導輪10——刷子傳動輪11——傳動帶 12——鋼帶導輪在鋼帶連續(xù)鍍鋅(或鍍錫)工藝中，設置一把閉合的格柵狀刷子3，基底之間的連接是撓性連接，刷子的內刷毛4與陽極1接觸或接近，外刷毛5與鋼帶2表面接觸，基底6的兩端與傳動帶11相連。陽極1在水平方向上不動。鋼帶2從右向左行進，刷子3在傳動輪10和導輪7、8、9的作用下，逆時針方向運動。本例能有效消除鋼帶2表面擴散層以外，還能阻止陽極鈍化。傳動輪10和導輪7、8、9均只與刷子3上的傳動帶11接觸，而不與內刷毛4接觸。附圖1中，只畫出了鋼帶一側的陽極及刷子，另一側的陽極及刷子完全類似，因而省略未畫。
實施例三——附圖2a——俯視圖b——剖面圖1——陽極 2——圓筒(陰極)3——刷子基底 4——外刷毛5——內刷毛圓筒內壁鍍銅工藝中，設置一把圓柱型格柵狀刷子，刷子位于圓筒2內，刷子的外刷毛4與圓筒2內壁接觸，刷子內刷毛5與陽極1接觸或接近。圓筒2和陽極1均固定不動，刷子繞其中心軸旋轉，可同時消除陰極和陽極表面擴散層，實現快速電鍍。
權利要求
1.一種適用于在鍍槽中進行快速電鍍的新方法。其特征在于在槽中設置允許鍍液通過的刷子，其刷毛與電極表面接觸或接近，刷子與該電極發(fā)生相對運動。
2.如權利要求1所述的方法，其所稱的相對運動可以是電極和刷子兩者之一運動所產生的，也可以是兩者向相反方向運動所產生的。
3.如權利要求1和2所述的方法，其所稱的電極是陰極，或者同時包括陰極和陽極。
4.一種用于在槽中進行快速電鍍的刷子，主要由刷毛和用于固定刷毛的基底構成，其特征在于刷子的基底構成(或包含)允許鍍液通過的結構。
5.如權利要求4所述的刷子，其特征是刷子的基底呈(或構成)格柵狀或孔網狀；刷子的外形(刷毛末梢所確定的幾何形狀)呈平面或圓柱狀，也可以是從平面或圓柱中挖去及切除部分后所呈的形狀。
6.如權利要求4和5所述的刷子，其特征是刷毛是由合成高分子材料或者動物毛發(fā)制成；刷子的基底是由合成高分子材料或者金屬及合金材料制造的，也可以是由竹、木材制造的。
7.一種用于槽中快速電鍍的刷子的制造方法，其特征在于將附著有刷毛的長條狀基底間隔一定距離排布成所需要的幾何構型，并且連接、固定成一個整體。
8.如權利要求7述的方法，其所稱的連接、固定可以是剛性連接、固定，也可以是撓性連接、固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在鍍槽中進行快速電鍍的新方法及設備。在鍍槽中設置一把允許鍍液通過的刷子,其刷毛與陰極表面接觸或接近,刷子與陰極作相對運動,可基本上消除陰極表面擴散層,必要時對陽極表面作類似處理可消除陽極鈍化。從而可實現高電流密度操作,提高電沉積速度。本發(fā)明實施簡單,效果顯著,尤其適用于形狀簡單的大面積的快速電鍍,如板、帶、線、管材的快速電鍍,銅箔的快速電沉積等。
文檔編號C25D17/00GK1170049SQ96116990
公開日1998年1月14日 申請日期1996年7月1日 優(yōu)先權日1996年7月1日
發(fā)明者柯國平 申請人:柯國平