[发明专利]一种用于电沉积薄壁无缝圆管的装置

说明书

本发明公开了一种用于电沉积薄壁无缝圆管的装置，包括阳极、圆棒状阴极、驱动源、主槽、调节槽、含有柔性纤毛和夹板的柔性刷条、挂具；还包括含有保持架上板、支撑杆和保持架下板的保持架；所述的柔性刷条安设于保持架上板和保持架下板分别设有的方槽I和方槽II上；所述的柔性纤毛压贴在圆棒状阴极的表面上；所述的圆棒状阴极通过挂具与驱动源联接。此装置通过将柔性纤毛压贴在圆棒状阴极面上，在圆棒状阴极旋转和上下往复运动时，柔性纤毛将对圆棒状阴极面产生摩擦和刮擦作用，这不仅使阴极面扩散层变薄，沉积速度加快，为薄壁无缝圆管的电沉积过程提供了流场与电场分布均匀的电沉积环境，还能实现圆棒状阴极的自动定心，结构简单，易实现。

技术领域

本发明涉及一种电化学沉积装置，具体为一种用于电沉积薄壁无缝圆管的装置。

背景技术

电沉积金属层/件厚度分布的均匀性是电沉积业界主要关注的指标之一。研究表明，沉积金属层/件厚度分布特性主要取决于阴极表面的电场分布和流场分布状况。为此，业界常采取措施协同地改善阴极表面电场-流场的分布均匀性。专利号为201420591581.6的专利提出了一种用于电沉积的阴极移动装置，该专利通过驱使工件（阴极）作轨迹为圆的平面运动，以使工件表面上各处获得分布均一性好的相对液流速度和电流密度，进而达到改善平面电沉积层厚度分布的目的。然而，这种装置不适用于曲面工件的电沉积。又如，专利号为201610173061.7的专利提出了一种复杂轮廓薄壁回转体零件的电铸方法。该专利通过在绕中心轴线转动的阴极周围设计一组绕阴极轴向等间距布置的象形阳极来改善阴极表面的电场和流场分布。虽然该方法适合于曲面工件的电沉积并在一定程度上使阴极面的电场和流场分布更均匀，但是由于象形阳极与阴极不接触，使得阴极面电解液层的扰动主要靠阴极与电解液间的剪切力驱动，搅拌强度较低，传质效果不佳，沉积速度较慢，且象形阳极极难与复杂形状旋转体（阴极）表面保持均匀一致的间隙。为此，亟待开发一种用于能高速电沉积出厚度分布均匀性好且适用于薄壁无缝圆管的电沉积装置。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种电解液流动状态稳定，能高速电沉积出厚度分布均匀性好且适用于薄壁无缝圆管的电沉积装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于电沉积薄壁无缝圆管的装置，包括阳极、圆棒状阴极、驱动源、主槽、调节槽、含有柔性纤毛和夹板的柔性刷条、挂具，它还包括含有保持架上板、支撑杆和保持架下板的保持架；所述的支撑杆的上端与下端分别与保持架上板、保持架下板固定联接；所述的保持架上板位于保持架下板的上方，且两者平行正对；所述的保持架上板和保持架下板的中心处分别设有圆形通孔I和圆形通孔II，且圆形通孔I和圆形通孔II的中心轴线共线；所述的保持架上板和保持架下板分别设有方槽I和方槽II；所述的柔性刷条竖直地安设于方槽I和方槽II上，且可沿圆形通孔I和圆形通孔II的径向方向滑动；所述的保持架可拆卸地固定于主槽的中心处；所述的圆棒状阴极竖直地置于圆形通孔I和圆形通孔II中，三者的中心轴线重合；所述的阳极固定于保持架上；所述的保持架下板的外缘区域规则地布排有微小通孔；所述的柔性纤毛压贴在圆棒状阴极的表面上；所述的挂具为电绝缘柔性线；所述的圆棒状阴极通过挂具与驱动源联接。

所述的方槽I和方槽II分别沿圆形通孔I和圆形通孔II的圆周方向等间隔布置。

所述的柔性纤毛的材质为耐酸碱腐的高分子材料。

所述的挂具与所述的圆棒状阴极的端面圆心处连接。

所述的圆棒状阴极可同时做转动和上下往复移动的复合运动。

所述的阳极和圆棒状阴极分别与所述的电铸电源的正极与负极连接。

所述的圆棒状阴极完全浸没于电解液中。

所述的主槽、调节槽、保持架和夹板的材质均为耐酸碱腐蚀的电绝缘非金属材料。

本发明所涉及的装置的工作原理如下。