[發(fā)明專利]用于對目標物電解涂覆的設備和方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201380049504.6
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN104685112A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設計）人: 達格瑪·洛倫茲;克勞斯·梅寧根;馬庫斯·拉布
• 申請（專利權）人: 尼霍夫機械制造公司
• 主分類號: C25D17/10
• 分類號: C25D17/10;C25D21/12;C25D21/14;C25D3/30;C25D7/06;C25D5/18
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 寇闖

技術領域

本發(fā)明涉及一種對目標物，尤其是電線電解涂覆的設備和方法。

背景技術

在電鍍設備中電解涂覆金屬目標物(例如電線)的方法是眾所周知的，例如鍍錫。為此，電線和涂層材料都浸入至電解質浴中，因此，他們彼此導電連接。如果電線和涂層材料連接至直流電源的不同電極，則在足夠高的電壓下將產生電流，這導致電解質中的離子分別遷移至電線或者涂層材料(電解)。

電線與直流電源負極連接并形成陰極。帶正電荷的金屬離子在電解質中遷移至陰極然后它們接收電子(電化還原)，由此形成金屬原子，這些金屬原子貼在待涂覆的電線上。關于陽極，在所謂的可溶性陽極和所謂的不溶性陽極之間有差異。對于可溶性陽極，該陽極金屬通過將電子捐獻給電路來溶解(電化氧化)然后成為金屬離子進入電解質(通常為鹽溶液)中。然而，不溶性陽極不會溶解，且僅用于接觸電解質，以在電解質(通常為金屬鹽溶液)中形成金屬離子。在可溶性陽極的情況下，這些陽極隨時間溶解，在不溶性陽極的情況下，電解質中的金屬隨時間被耗盡。

對于酸性電解質，例如基于甲硫酸的錫電解質，對于使用可溶性陽極的情況，在陽極電流效率和陰極電流效率之間總有差異。該陽極電流效率通常接近100％，而陰極電流效率，例如，對于甲硫酸錫電解質，通常約為95％至97％之間。陰極電流效率具體取決于涂料、電解質和工作參數(浸浴溫度、攪拌、電流密度等)。

對于常規(guī)電鍍系統，上述的陽極和陰極電流效率之間的差異導致電解質中金屬濃度增加，這必須通過預先確定的較高的閾值來校正。為使電解質中的金屬濃度保持于預定范圍，該電解質是可再生的，例如，定期地或連續(xù)地。

另一方面，對于不溶性陽極的情況，有必要通過達到預定的較低閾值來校正金屬濃度。為使電解質中的金屬濃度保持于預定范圍內，此種情況下還可使電解質周期性或連續(xù)地再生。例如，DE?19539865A1公開了一種在電解池中設置不溶性陽極的通量電鍍設備，其中在再生室中富集了電解質并連續(xù)提供金屬離子。

此外，DE19539865A1公開了不溶性陽極在電解池中的用途，該不溶性陽極通過橫膈膜與電解質隔離開，還描述了外部再生室中的可溶陽極用于補充電解質中的金屬含量的用途。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目標是提供一種用于對目標物提供電解涂覆進行改進的設備和方法。

該目標通過獨立權利要求的教導來實現。本發(fā)明特別優(yōu)選的實施例是從屬權利要求中所述的技術方案。

根據本發(fā)明，用于對目標物進行電解涂覆的設備包括：具有電解質的電解質容器；第一直流電源；至少一個可溶陽極，其至少部分地浸入于該電解質容器中的電解質中，并且其導電地連接至第一直流電源的正極；和至少一個陰極端子，該陰極端子導電地連接至第一直流電源的負極，并且其可與待涂覆的目標物導電連接，該待涂覆物浸入于電解質容器的電解質中。該設備的特征是具有第二直流電源，其可獨立于第一直流電源運行；和至少一個不溶性陽極，該不溶性陽極至少部分地浸入至電解質容器中的電解質中，并且其與該第二直流電源的正極導電連接。

對于本發(fā)明的設備，電解質中的金屬濃度可通過至少一個不溶性陽極控制。因為該第二直流電源可獨立于第一直流電源運行，因此可能對第二直流電源對應地操作以通過至少一個不溶性陽極來平衡至少一個可溶陽極的陽極電流效率和陰極電流效率之間的差異，由此將金屬濃度保持恒定于預定范圍內。

該第二直流電源優(yōu)選連續(xù)運行或者僅在需要時開啟。

本文中，術語“電解質”是指可分離為離子的液體，且其適用于電解，特別適用于電鍍系統。電解質的化學成分具體取決于待涂覆的目標物的材料，陽極的材料，特別是可溶陽極的材料和需要涂覆的材料。為了對(銅)線鍍錫，優(yōu)選使用甲硫酸電解質。

本文中，術語“直流電源”是指任何類型的用于在輸出端提供直流電壓的裝置，其能向連接的消耗端提供直流電。該直流電源優(yōu)選使用電池，蓄電池，燃料電池，且更優(yōu)選使用整流器。該整流器優(yōu)選設置于作為交流發(fā)電機或者供電網的交流電源的下游。直流電源優(yōu)選包括直流電壓供應裝置或者多個(優(yōu)選大致相同的)平行連接的直流電壓供應裝置。

本文中，術語“可溶陽極”是指通過電化氧化隨時間溶解于電解質中的陽極，通過向電路中釋放電子并形成為金屬離子進入電解質來形成涂層材料。為了對(銅)線鍍錫，優(yōu)選使用錫陽極。

本文中，術語“不溶性陽極”是指基本不隨時間溶解于電解質中的陽極，但其僅用于與電解質的電接觸。該不溶性陽極也可被認為是尺寸上穩(wěn)定的或惰性的陽極。該不溶性陽極優(yōu)選包括大致為不銹鋼、鈦或白金的情況和/或設置有鈦、白金、銥等的保護層。