利用內部陽極對處理物品電鍍覆層的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于對處理物品電鍍覆層的、尤其是利用酸性電解液以用于電鍍覆層的、更尤其利用用于沉積合金的酸性電解液、例如酸性鋅鎳電解液進行電鍍覆層的一種設備、一種系統和一種方法，所述處理物品具有空腔。
【背景技術】
[0002]為了對處理物品、例如具有能傳導的表面的金屬產品或者部件進行覆層，在傳統的覆層方法中將處理物品引入到電鍍浴中，所述電鍍浴處于處理容器中。在處理容器中相對于處理物品設置有金屬陽極。在金屬陽極和處理物品之間施加電壓時，進行金屬在處理物品上的電鍍沉積。
[0003]如果處理物品不僅應在外部表面上被覆層而且具有空腔，那么這類傳統的方法具有不足。處理物品的幾何形狀例如會導致在處理物品的空腔內部與在外部的表面上相比存在更低的電流密度，使得在處理物品的內表面上每單位面積和時間沉積的材料量或者材料厚度與在處理物品的外表面上相比更小。為了也在內表面上保證覆層的特定的理論厚度能夠需要:與為了在外表面上實現理論層厚度而可能必要的處理過程相比，處理過程更長。由此引起了提高的工藝成本。覆層的變化的厚度對于處理物品之后的使用也會是不期望的。
【發明內容】
[0004]存在對用于電鍍覆層的設備、系統和方法的需求，其相對于上述問題顯現出優勢。
[0005]該目的根據本發明通過具有在獨立權利要求中說明的特征的設備、系統和方法來實現。其它的實施例在從屬權利要求中限定。
[0006]根據一個實施方式提出一種用于對處理物品電鍍覆層的設備，所述處理物品具有空腔，所述空腔具有待覆層的內表面。所述設備構建用于與處理容器可脫離地耦聯。所述設備包括具有用于保持和電接觸處理物品的第一電極的第一支架部件。所述設備包括用于第二電極的載體，所述第二電極伸入到由第一電極保持的處理物品的空腔中。載體與第一支架部件機械連接為，使得載體相對于第一支架部件電絕緣。為此載體能夠位于第二支架部件上，其中第一和第二支架部件彼此機械連接并且彼此電絕緣。因此，第一和第二電極相對于彼此電絕緣。通過將所述設備與適當的電流源/電壓源連接，至少時間平均地，第一電極陰極極化并且第二電極陽極極化。所述設備能夠構成為，使得避免第二電極與處理物品接觸。所述設備優選構成為具有第一支架部件和第二支架部件的支架。所述設備構建用于通過用于將所述設備保持在處理容器上的適當的容納裝置來可脫離地耦聯。為了處理，將所述設備與保持在其上的處理物品沉入到通過電解液填充的處理容器中。所述設備在處理期間由適當的容納裝置保持并且被電接觸。通過所述設備能夠在電鍍浴中定位處理物品，其中在處理期間內部陽極在空腔中起作用。通過內部陽極能夠實現對內表面的有效的覆層。
[0007]載體能夠固定在第二支架部件上。第一支架部件和第二支架部件能夠以機械的方式彼此剛性地連接。所述設備能夠包括電絕緣的連接件，所述連接件將第一支架部件和第二支架部件彼此剛性連接。支架部件和載體能夠由能導電的材料構成并且相對于浴電解液電絕緣，例如通過覆層相對于浴電解液電絕緣。
[0008]第二電極能夠是陽極。第二電極能夠是可溶性陽極或者是不可溶性陽極。陽極能夠固定在載體上。優選地，陽極固定在載體上，使得其能夠以簡單的方式、例如借助于鉗子來安裝或者拆除、尤其是無破壞地拆除，以便實現快速且成本適宜的安裝和拆除。陽極和載體之間的固定裝置是能良好導電的。為此陽極能夠具有連接件并且載體能夠具有與其相匹配的配合件。陽極和載體之間的固定裝置能夠是螺紋連接裝置。因此連接件能夠具有內螺紋并且配合件能夠具有外螺紋。也能夠使用其它的固定機構、例如卡口機構或者鎖定閉鎖機構，以便以可無破壞脫離的方式將可溶性陽極固定在第二支架部件的載體上。
[0009]第二電極能夠由多個區段構造。第二電極的多個區段能夠經由共同的接觸銷來保持和電接觸。接觸銷是用于第二電極的載體。
[0010]多個區段能夠由可溶性材料構成，所述可溶性材料在電解液中溶解。在使用所述設備時，在最后安置在接觸銷上的區段溶解或者溶解到使得其必須被替代之后，能夠將新的區段固定在接觸銷上。
[0011]接觸銷能夠構成為，使得其在所述設備運行時不溶解或者與第二電極的固定在其上的多個區段相比更緩慢地溶解。接觸銷能夠由如下材料構成，所述材料在陽極極化的情況下不溶解。
[0012]多個區段能夠由可溶性金屬材料構成，應當借助于所述可溶性金屬材料對處理物品覆層。安置在相同接觸銷上的所述多個部段中的至少兩個能夠由不同的材料構成。
[0013]多個區段圍繞軸線能夠是旋轉對稱的。多個區段能夠是球形的、盤形的或者柱形的。
[0014]多個區段為了固定在接觸銷上而能夠具有連續的孔或者連續的鉆孔，接觸銷的部段能夠引導穿過所述孔或者所述鉆孔。
[0015]在接觸銷上能夠安置穩固裝置，以便將多個區段穩固在接觸銷上。
[0016]一個間隔保持器或者多個間隔保持器能夠與所述區段中的至少一個耦聯，以便在區段和第二支架部件之間建立間隔和/或在一個區段和另一區段之間建立間隔。間隔保持器能夠設置在接觸銷上。間隔保持器為了固定在接觸銷上而能夠具有連續的孔或者連續的鉆孔，接觸銷的部段能夠引導穿過所述孔或者鉆孔。
[0017]可溶性陽極和載體能夠被構建用于在固定狀態中避免電解液的液體進入到載體的配合件中。可溶性陽極和載體能夠具有密封面，所述密封面在可溶性陽極固定在載體上時彼此接合為，使得通過彼此耦聯的密封面抑制電解液的液體的穿透。
[0018]所述設備能夠用于通過金屬、例如銅、鎳、鋅和錫對處理物品進行電鍍覆層。所述設備能夠用于通過僅一種金屬對處理物品進行電鍍覆層。可溶性陽極因此能夠由金屬構成。
[0019]所述設備能夠用于通過至少由第一金屬和第二金屬構成的合金對處理物品進行電鍍覆層。在此第一金屬與第二金屬相比能夠在處理物品上沉積更大的量。可溶性陽極因此能夠由第二金屬構成。第一金屬能夠是鋅(Zn)。第二金屬能夠是鎳(Ni)。
[0020]除了伸入到處理物品的空腔中的內部陽極，能夠將外部陽極安置在處理容器中，例如安置在處理容器的邊緣上。在此能夠將由第一金屬構成的外部電極和由第二金屬構成的外部陽極安置在處理容器中。
[0021]第一電極能夠具有第一縱軸線，并且第二電極能夠具有第二縱軸線。第一縱軸線的方向能夠與水平線偏離，使得第一電極在處理狀態中斜向上指向。這實現了處理物品楔緊在第一電極上從而實現了牢固的配合和良好的電接觸。第二縱軸線的方向能夠與第一縱軸線的方向不同。第二縱軸線的方向使得在空腔表面上實現均勻的電場。
[0022]第一電極能夠具有如下部段，所述部段具有錐形的外表面。為了保持處理物品，處理物品的保持開口能夠在第一電極的錐形的外表面上被引導。
[0023]第二電極和用于第二電極的載體的尺寸能夠被設計為，使得第二電極的導電表面從處理物品的空腔中延伸出來。空腔的邊緣能夠限定如下平面，第二電極的導電表面從所述平面向外伸出1mm至30mm、例如20mm。載體能夠構成為，使得其不伸入至處理物品的空腔中。
[0024]第一支架部件能夠包括與第一電極導電連接的第一接觸部段，所述第一接觸部段構成用于與第一配合接觸部可脫離地耦聯。第二支架部件能夠包括第二接觸部段，所述第二接觸部段構成用于與第二配合接觸部可脫離地耦聯，其中第二接觸部段與第一接觸部段隔開并且相對于第一接觸部段電絕緣。
[0025]第一支架部件能夠具有多個第一電極。多個第一電極能夠分別具有相同的定向。在第二支架部件上能夠固定多個第二電極，所述第二電極分別作用為內部陽極。多個第二電極能夠分別具有相同的定向。以這種方式簡化同時對多個構件電鍍覆層。在其它的設計方案中，第一電極和與其相關聯的第二電極在所述設備上的相對位置能夠改變，以便實現對不同構件的處理。
[0026]根據另一個實施例，提出一種用于處理物品的電鍍覆層的系統，所述系統包括根據本發明的一個實施例的設備和處理容器。所述處理容器包括一種裝置，以便機械地支撐和電接觸所述設備與保持在所述設備上的處理物品。
[0027]在處理容器上能夠固定第一和/或第二配合接觸部。第一和/或第二配合接觸部能夠是可彈性變形的，以便保證用于電流/電壓饋入的良好的電接觸。
[0028]在處理容器中能夠安置有外部陽極，所述外部陽極與內部陽極不同。外部陽極能夠完全地安置在處理物品的空腔的外部。能夠使用由第一金屬構成的外部陽極和由與第一金屬不同的第二金屬構成的外部陽極。第一金屬能夠是鋅(Zn)。第二金屬能夠是鎳(Ni)。由第一金屬構成的外部陽極的數量比由第二金屬構成的外部陽極的數量大。第二電極能夠由第二金屬構成。
[0029]安置在處理容器上的外部陽極和固定在第二支架部件上的且作用為內部陽極的第二電極能夠構成為，使得內部陽極的表面為在處理容器上使用的陽極的整個表面的3%至30%、尤其是5%至20%、尤其是7%至15%。
[0030]所述系統能夠構成為，使得在運行時流動經過第二電極的電流是全部流動經過不同的陽極(內部陽極和外部陽極)的電流的3%至30%的份額、尤其是全部流動經過不同的陽極的電流的5%至20%的份額并且尤其是全部流動經過不同的陽極的電流