用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置制造方法

用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置，包括電源、電鍍槽槽體、電鍍槽槽蓋、陽極電極、陰極電極、溫控裝置、電鍍液機(jī)械攪拌裝置和電極陰陽極間距離調(diào)整裝置，在電鍍槽槽蓋上設(shè)有鏤空的細(xì)長(zhǎng)矩形開口，電極懸垂安置在開口處，陰陽極間距離根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定距離和電鍍槽槽蓋上沿著開口處設(shè)有長(zhǎng)度刻度線進(jìn)行自由調(diào)節(jié)，熱電偶、葉片中心軸、陽極電極和陰極電極之間的相對(duì)位置可調(diào)。本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，安全穩(wěn)定，并且可全面調(diào)節(jié)復(fù)合鍍工藝參數(shù)等特點(diǎn)，極大的提高了科研工作效率，為研究納米復(fù)合鍍工藝提供了理想的條件，為制備高性能復(fù)合鍍層提供幫助。
【專利說明】用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電鍍工藝實(shí)驗(yàn)裝置，特別是涉及一種復(fù)合電鍍工藝實(shí)驗(yàn)裝置，應(yīng)用于屬于材料表面工程【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]納米電鍍是利用電鍍技術(shù)的特點(diǎn)在材料表面獲得納米材料性能的技術(shù)，從而為納米材料的應(yīng)用提供了一種最為簡(jiǎn)便和較為經(jīng)濟(jì)的方法。而現(xiàn)在進(jìn)入實(shí)用階段的納米電鍍技術(shù)，主要是指復(fù)合鍍技術(shù)。在基質(zhì)鍍液中加入納米粒子來獲得納米復(fù)合鍍層是納米電鍍得以廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要而又簡(jiǎn)便的方法。納米復(fù)合鍍層具有良好的耐磨損性能、耐腐蝕性能、耐高溫氧化性能等，因此納米復(fù)合鍍層廣泛應(yīng)用于金屬零部件的表面改性、切削刀具、磁性記憶等方面。在納米復(fù)合鍍的制備過程中，納米粒子的加入量、溫度、電流密度、攪拌速率，鍍液PH值等工藝條件都將影響鍍層的外觀和性能。在實(shí)用生產(chǎn)前，都將在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各工藝參數(shù)的的影響規(guī)律，為制備性能優(yōu)異的納米復(fù)合鍍層提供依據(jù)。但是，現(xiàn)有的相關(guān)制備設(shè)備往往可調(diào)節(jié)參數(shù)較少，精度較小而且往往是價(jià)格昂貴的大中型設(shè)備，并不適合實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)影響納米復(fù)合鍍層性能的工藝參數(shù)繁多，提供一種用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置操作過程簡(jiǎn)單方便，可精確調(diào)節(jié)納米復(fù)合鍍層各種工藝參數(shù)，極大的提高了科研工作效率，為制備高性能復(fù)合鍍層提供幫助。
[0004]為達(dá)到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:
[0005]一種用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置，主要包括電源、電鍍槽槽體、電鍍槽槽蓋、陽極電極和陰極電極，由電鍍槽槽體和電鍍槽槽蓋構(gòu)成電鍍槽的密閉空間，電鍍液位于電鍍槽的密閉空間內(nèi)，陽極電極與電源的正極輸出端相連接，陰極電極與電源的負(fù)極輸出端相連接，電鍍槽的輔助設(shè)備包括溫控裝置、電鍍液機(jī)械攪拌裝置和電極陰陽極間距離調(diào)整裝置，溫控裝置由加熱套、熱電偶和數(shù)碼控溫儀構(gòu)成，電鍍槽槽體活動(dòng)嵌入加熱套中，加熱套內(nèi)表面與電鍍槽槽體傳熱并向電鍍液內(nèi)部輸送熱量，熱電偶一端的溫度感應(yīng)端浸入電鍍液中，熱電偶另一端與數(shù)碼控溫儀的信號(hào)接收端連接，數(shù)碼控溫儀的加熱指令輸出端與加熱套的指令接收端連接，電鍍液機(jī)械攪拌裝置由攪拌葉片、葉片中心軸、機(jī)械攪拌電機(jī)及控制器、減速器和支撐架組成，機(jī)械攪拌電機(jī)及控制器的基座固定在支撐架上，機(jī)械攪拌電機(jī)及控制器的電機(jī)主軸通過減速器連接葉片中心軸的被傳動(dòng)端，葉片中心軸的自由端固定安裝攪拌葉片，攪拌葉片浸入電鍍液中，通過機(jī)械攪拌電機(jī)及控制器驅(qū)動(dòng)攪拌葉片對(duì)電鍍液進(jìn)行機(jī)械攪拌，在電鍍槽槽蓋上設(shè)有鏤空的細(xì)長(zhǎng)矩形開口，在電鍍槽槽蓋上沿著開口處設(shè)有長(zhǎng)度刻度線，陽極電極和陰極電極懸垂安置在開口處，陰陽極間距離根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定距離和電鍍槽槽蓋上沿著開口處設(shè)有長(zhǎng)度刻度線進(jìn)行自由調(diào)節(jié)，熱電偶和連接葉片中心軸也懸垂安置在電鍍槽槽蓋的開口處，熱電偶、葉片中心軸、陽極電極和陰極電極之間的相對(duì)位置可調(diào)。
[0006]作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，電鍍槽的輔助設(shè)備還包括超聲波攪拌裝置，超聲波攪拌裝置由超聲探頭和超聲發(fā)生控制器構(gòu)成，超聲探頭的下部超聲波輸出部分浸入電鍍液中，超聲探頭的頂部與超聲發(fā)生控制器的輸出端連接，超聲探頭也懸垂安置在電鍍槽槽蓋的開口處，超聲探頭至少設(shè)置2個(gè)，超聲探頭相對(duì)于熱電偶、葉片中心軸、陽極電極或陰極電極之間的相對(duì)位置可調(diào)。
[0007]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):
[0008]1.本實(shí)用新型用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置主要解決現(xiàn)有的相關(guān)設(shè)備往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴和可調(diào)節(jié)工藝參數(shù)較少而且不適用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的問題，本實(shí)用新型裝置的熱電偶和數(shù)碼控溫儀組成的控溫裝置能精確調(diào)節(jié)鍍液溫度，電鍍槽和加熱套分離方便清洗及更換。
[0009]2.使用本實(shí)用新型用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置過程中，將鍍液裝入干凈的鍍槽內(nèi)，蓋上槽蓋后將超聲探頭，熱電偶，機(jī)械攪拌器，陰陽極固定在槽蓋的開口處，陰陽極間距離及其他個(gè)部件的位置可以自由調(diào)節(jié)。
[0010]3.本實(shí)用新型在電鍍前通過大速率的機(jī)械攪拌及兩個(gè)超聲探頭的協(xié)調(diào)作用，可以將納米粒子均勻分散于鍍液中。
[0011]4.本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，安全穩(wěn)定，并且可全面調(diào)節(jié)復(fù)合鍍工藝參數(shù)等特點(diǎn)，為研究納米復(fù)合鍍工藝提供了理想的條件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的電鍍槽槽蓋結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】如下:
[0016]實(shí)施例一:
[0017]在本實(shí)施例中，參見圖1和圖2，一種用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置，主要包括電源8、電鍍槽槽體2、電鍍槽槽蓋11、陽極電極3和陰極電極4，由電鍍槽槽體2和電鍍槽槽蓋11構(gòu)成電鍍槽的密閉空間，電鍍液15位于電鍍槽的密閉空間內(nèi)，陽極電極3與電源8的正極輸出端相連接，陰極電極4與電源8的負(fù)極輸出端相連接，電鍍槽的輔助設(shè)備包括溫控裝置、電鍍液機(jī)械攪拌裝置和電極陰陽極間距離調(diào)整裝置，溫控裝置由加熱套1、熱電偶5和數(shù)碼控溫儀7構(gòu)成，電鍍槽槽體2活動(dòng)嵌入加熱套I中，加熱套I內(nèi)表面與電鍍槽槽體2接觸傳熱并向電鍍液15內(nèi)部輸送熱量，熱電偶5 —端的溫度感應(yīng)端浸入電鍍液15中，熱電偶5另一端與數(shù)碼控溫儀7的信號(hào)接收端連接，數(shù)碼控溫儀7的加熱指令輸出端與加熱套I的指令接收端連接，電鍍液機(jī)械攪拌裝置由攪拌葉片14、葉片中心軸6、機(jī)械攪拌電機(jī)及控制器9、減速器10和支撐架12組成，機(jī)械攪拌電機(jī)及控制器9的基座固定在支撐架12上，機(jī)械攪拌電機(jī)及控制器9的電機(jī)主軸通過減速器10連接葉片中心軸6的被傳動(dòng)端，葉片中心軸6的自由端固定安裝攪拌葉片14，攪拌葉片14浸入電鍍液15中，通過機(jī)械攪拌電機(jī)及控制器9驅(qū)動(dòng)攪拌葉片14對(duì)電鍍液15進(jìn)行機(jī)械攪拌，在電鍍槽槽蓋11上設(shè)有鏤空的細(xì)長(zhǎng)矩形開口，用于固定熱電偶5、電鍍液機(jī)械攪拌裝置及調(diào)節(jié)陰陽極距離，在電鍍槽槽蓋11上沿著開口處設(shè)有長(zhǎng)度刻度線，陽極電極3和陰極電極4懸垂安置在開口處，陰陽極間距離根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定距離和電鍍槽槽蓋11上沿著開口處設(shè)有長(zhǎng)度刻度線進(jìn)行自由調(diào)節(jié)，熱電偶5和連接葉片中心軸6也懸垂安置在電鍍槽槽蓋11的開口處，熱電偶5、葉片中心軸6、陽極電極3和陰極電極4之間的相對(duì)位置可調(diào)。
[0018]本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可全面調(diào)節(jié)復(fù)合鍍工藝參數(shù)。熱電偶5和數(shù)碼數(shù)碼控溫儀7組成的控溫裝置能精確調(diào)節(jié)鍍液溫度。電鍍槽槽體2和加熱套I分離方便清洗及更換。使用過程中，將電鍍液15裝入干凈的電鍍槽槽體2內(nèi)，蓋上電鍍槽槽蓋11后將熱電偶5、電鍍液機(jī)械攪拌裝置和陰陽極固定在電鍍槽槽蓋11的開口處，此時(shí)陰陽極應(yīng)置于電鍍液15上方，陰陽極間距離及其他個(gè)部件的位置可以自由調(diào)節(jié)。電鍍前通過大速率的機(jī)械攪拌作用，將納米粒子均勻分散于鍍液中。通過溫控裝置將電鍍液15加熱到指定溫度后，將陰陽極同時(shí)浸入電鍍液15中，同時(shí)開啟電源8進(jìn)行電鍍。在電鍍過程中，機(jī)械攪拌速率可以精確控制，本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)裝置具有多種電鍍參數(shù)的可調(diào)可控性為研究納米復(fù)合鍍工藝提供了理想的條件。
[0019]實(shí)施例二:
[0020]本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處在于:
[0021]在本實(shí)施例中，參見圖3，電鍍槽的輔助設(shè)備還包括超聲波攪拌裝置，超聲波攪拌裝置由超聲探頭13和超聲發(fā)生控制器16構(gòu)成，超聲探頭13的下部超聲波輸出部分浸入電鍍液15中，超聲探頭13的頂部與超聲發(fā)生控制器16的輸出端連接，超聲探頭13也懸垂安置在電鍍槽槽蓋11的開口處，超聲探頭13至少設(shè)置2個(gè)，超聲探頭13相對(duì)于熱電偶5、葉片中心軸6、陽極電極3或陰極電極4之間的相對(duì)位置可調(diào)。在本實(shí)施例中，參見圖3，超聲有活化和破碎電鍍液15的作用，并能實(shí)現(xiàn)電鍍液15的均勻震蕩的作用，電鍍前通過大速率的機(jī)械攪拌及兩個(gè)超聲探頭的協(xié)調(diào)作用，超聲作用時(shí)間30mins以上，將納米粒子均勻分散于鍍液中。通過溫控裝置將電鍍液15加熱到指定溫度后，將陰陽極同時(shí)浸入電鍍液15中，同時(shí)開啟電源8進(jìn)行電鍍。在電鍍過程中，機(jī)械攪拌速率，超聲頻率及功率等均可以精確控制。本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)裝置具有多種電鍍參數(shù)的可調(diào)可控性為研究納米復(fù)合鍍工藝提供了更加理想的條件。
[0022]應(yīng)用本實(shí)施例研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)施步驟如下:
[0023]本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)裝置在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，參考以下方案制作:陰極電極4尺寸為20 X 20 X IOmm;陽極電極3尺寸為40 X 40 X 20mm;電鍍槽槽體2尺寸為300 X 200 X 150mm ;電鍍槽槽蓋11尺寸為300 X 200 X 20mm ;電鍍槽槽蓋11開口尺寸為200 X 10 X 20mm。操作步驟如下:
[0024]1、將電鍍液15裝入干凈的電鍍槽槽體2內(nèi)；
[0025]2、蓋上電鍍槽槽蓋11后將超聲探頭13、熱電偶5，電鍍液機(jī)械攪拌裝置，陰陽極固定在電鍍槽槽蓋11的開口處，此時(shí)陰陽極應(yīng)置于電鍍液15上方，陰陽極間距離及其他個(gè)部件的位置可以自由調(diào)節(jié)；
[0026]3、通過大速率的機(jī)械攪拌及兩個(gè)超聲探頭的協(xié)調(diào)作用，超聲作用時(shí)間30mins以上，將納米粒子均勻分散于鍍液中；
[0027]4、通過溫控裝置將電鍍液15加熱到指定溫度后，將陰陽極同時(shí)浸入電鍍液15中，同時(shí)開啟電源8進(jìn)行電鍍。
[0028]5、調(diào)節(jié)包括機(jī)械攪拌速率，超聲頻率及功率，粉體含量，電流密度在內(nèi)的各工藝參數(shù)，進(jìn)行復(fù)合電鍍，通過全面實(shí)驗(yàn)研究各工藝條件對(duì)復(fù)合電鍍的影響，獲得具有最佳目標(biāo)性能的復(fù)合電鍍層。
[0029]6、電鍍實(shí)驗(yàn)后將各配件拆卸并清洗。
[0030]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，還可以根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)用新型創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合用于本實(shí)用新型用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造原理，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置，主要包括電源(8)、電鍍槽槽體(2)和電鍍槽槽蓋(11)、陽極電極(3 )和陰極電極(4 )，由所述電鍍槽槽體(2 )和所述電鍍槽槽蓋(11)構(gòu)成所述電鍍槽的密閉空間，電鍍液(15)位于電鍍槽的密閉空間內(nèi)，所述陽極電極(3)與所述電源(8)的正極輸出端相連接，所述陰極電極(4)與所述電源(8)的負(fù)極輸出端相連接，其特征在于:電鍍槽的輔助設(shè)備包括溫控裝置、電鍍液機(jī)械攪拌裝置和電極陰陽極間距離調(diào)整裝置，所述溫控裝置由加熱套(I)、熱電偶(5)和數(shù)碼控溫儀(7)構(gòu)成，所述電鍍槽槽體(2)活動(dòng)嵌入所述加熱套(I)中，所述加熱套(I)內(nèi)表面與所述電鍍槽槽體(2)接觸傳熱并向電鍍液(15 )內(nèi)部輸送熱量,所述熱電偶(5 ) 一端的溫度感應(yīng)端浸入電鍍液(15 )中，所述熱電偶(5)另一端與所述數(shù)碼控溫儀(7)的信號(hào)接收端連接，所述數(shù)碼控溫儀(7)的加熱指令輸出端與所述加熱套(I)的指令接收端連接，所述電鍍液機(jī)械攪拌裝置由攪拌葉片(14)、葉片中心軸(6)、機(jī)械攪拌電機(jī)及控制器(9)、減速器(10)和支撐架(12)組成，所述機(jī)械攪拌電機(jī)及控制器(9)的基座固定在支撐架(12)上，所述機(jī)械攪拌電機(jī)及控制器(9)的電機(jī)主軸通過所述減速器(10)連接所述葉片中心軸(6)的被傳動(dòng)端，所述葉片中心軸(6)的自由端固定安裝所述攪拌葉片(14)，所述攪拌葉片(14)浸入電鍍液(15)中，通過所述機(jī)械攪拌電機(jī)及控制器(9)驅(qū)動(dòng)所述攪拌葉片(14)對(duì)所述電鍍液(15)進(jìn)行機(jī)械攪拌，在所述電鍍槽槽蓋(11)上設(shè)有鏤空的細(xì)長(zhǎng)矩形開口，在所述電鍍槽槽蓋(11)上沿著開口處設(shè)有長(zhǎng)度刻度線，所述陽極電極(3)和陰極電極(4)懸垂安置在開口處，陰陽極間距離根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定距離和電鍍槽槽蓋(11)上沿著開口處設(shè)有長(zhǎng)度刻度線進(jìn)行自由調(diào)節(jié)，所述熱電偶(5 )和連接所述葉片中心軸(6 )也懸垂安置在電鍍槽槽蓋(11)的開口處，所述熱電偶(5)、葉片中心軸(6)、所述陽極電極(3)和陰極電極(4)之間的相對(duì)位置可調(diào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究納米復(fù)合鍍工藝條件的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述電鍍槽的輔助設(shè)備還包括超聲波攪拌裝置，所述超聲波攪拌裝置由超聲探頭(13)和超聲發(fā)生控制器(16)構(gòu)成，所述超聲探頭(13)的下部超聲波輸出部分浸入電鍍液(15)中，所述超聲探頭(13)的頂部與超聲發(fā)生控制器(16)的輸出端連接，所述超聲探頭(13)也懸垂安置在電鍍槽槽蓋(11)的開口處，超聲探頭(13 )至少設(shè)置2個(gè)，所述超聲探頭(13 )相對(duì)于所述熱電偶(5)、所述葉片中心軸(6)、所述陽極電極(3)或陰極電極(4)之間的相對(duì)位置可調(diào)。
【文檔編號(hào)】C25D15/00GK203513818SQ201320596253
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】鐘慶東, 周瓊宇, 裴國(guó)平, 郁利彬, 鐘齊軍 申請(qǐng)人:上海大學(xué)