本實(shí)用新型涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種強(qiáng)磁場下電化學(xué)循環(huán)鍍液裝置。

背景技術(shù)：

電鍍技術(shù)廣泛應(yīng)用于裝飾、表面功能材料。上世紀(jì)90年代以來，磁場下復(fù)合電鍍技術(shù)得到了快速發(fā)展，主要由于磁場與電場的交互作用產(chǎn)生洛倫茲力的作用（MHD效應(yīng)）可以顯著改善鍍液的傳質(zhì)作用，這種傳質(zhì)作用在強(qiáng)磁場下甚至可以與機(jī)械攪拌強(qiáng)度相當(dāng)，但是這種交互作用對電鍍槽底部的攪拌作用有限，顆粒容易在電鍍槽底部沉淀。同時(shí)，由于磁化力以及磁場能的作用還可以顯著細(xì)化鍍層晶粒、擇優(yōu)取向的作用，提高鍍層的質(zhì)量和性能，因此強(qiáng)磁場下復(fù)合電鍍的研究近年來倍受關(guān)注。但是，磁場與電場的交互作用還是無法使鍍液中的較大的顆粒均勻的懸浮在電鍍液中，因此其鍍液中顆粒的分散性還是存在問題。

目前，國內(nèi)外研究人員對磁場下復(fù)合電鍍的鍍液的分散問題進(jìn)行了一些研究，如氣泡攪拌、機(jī)械攪拌法等。氣泡攪拌法就是采用壓縮氣體對電鍍液進(jìn)行攪拌，從而使電鍍液中的粒子懸浮在電鍍液中，但是，采用該方法對電鍍液的攪拌作用不均勻，粒子在電鍍液中的分布狀態(tài)也不穩(wěn)定，獲得的鍍層穩(wěn)定性及均勻性較差。機(jī)械攪拌法就是采用傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌工藝，將攪拌桿槳及攪拌槳從電鍍液上方進(jìn)入電鍍液中進(jìn)行攪拌，但是由于強(qiáng)磁場中間穩(wěn)恒磁場氣隙空間小，強(qiáng)磁場對電動(dòng)裝置的磁化作用強(qiáng)，因此電動(dòng)裝置以及控制裝置需要遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場，這就使得操作過程變得非常困難，雖然上述方法在一定程度上可以改善鍍層的質(zhì)量，但是上述方法在生產(chǎn)工藝的可控性、成本等方面仍有待進(jìn)一步的改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種磁場下電鍍液循環(huán)電鍍的方法及裝備，利用水泵的原理實(shí)現(xiàn)磁場下電鍍液循環(huán)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)電鍍液分散比較均勻的作用，可操作簡單，分散效果好，成本比較低，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種強(qiáng)磁場下電化學(xué)循環(huán)鍍液裝置，包括耐溫電鍍槽，加熱裝置包裹在耐溫電鍍槽四周，磁場發(fā)生器包裹加熱裝置，在耐溫電鍍槽內(nèi)設(shè)有電鍍液，陽極和陰極分別插入電鍍液內(nèi)，且該陽極和陰極分別連接電鍍電源使得電鍍電源、陽極、陰極和電鍍液形成控制回路，導(dǎo)流管的進(jìn)口端與耐溫電鍍槽的底端連通，導(dǎo)流管的出口端與耐溫電鍍槽的頂端連通使得耐溫電鍍槽中的電鍍液循環(huán)流動(dòng)。

前述的一種強(qiáng)磁場下電化學(xué)循環(huán)鍍液裝置中，在磁場發(fā)生器與加熱裝置之間從內(nèi)到外依次設(shè)置絕熱材料層和水冷裝置，且該絕熱材料層包裹加熱裝置，水冷裝置包裹絕熱材料層，磁場發(fā)生器包括水冷裝置。

前述的一種強(qiáng)磁場下電化學(xué)循環(huán)鍍液裝置中，加熱裝置與控溫儀連接實(shí)現(xiàn)控溫儀控制加熱裝置的工作狀態(tài)，熱電偶設(shè)置在電鍍液內(nèi)，且該熱電偶與控溫儀連通。

前述的一種強(qiáng)磁場下電化學(xué)循環(huán)鍍液裝置中，所述磁場發(fā)生器產(chǎn)生的磁場方向?yàn)樨Q直向上。

前述的一種強(qiáng)磁場下電化學(xué)循環(huán)鍍液裝置中，擋板一和擋板二依次設(shè)置在電鍍液內(nèi)的上、下端且該擋板一和擋板二的沿邊與耐溫電鍍槽內(nèi)壁配合實(shí)現(xiàn)陽極、陰極與導(dǎo)流管的進(jìn)出口分隔，在擋板一和擋板二上均勻分布網(wǎng)孔，通過設(shè)置網(wǎng)孔實(shí)現(xiàn)電鍍液中粒子均勻通過網(wǎng)孔并分布在陽極和陰極位置處。

前述的一種強(qiáng)磁場下電化學(xué)循環(huán)鍍液裝置中，在導(dǎo)流管上設(shè)置水泵，水泵通過變壓器實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。

本實(shí)用新型原理是：將粒徑范圍的鍍液顆粒加入電鍍液中，然后采用循環(huán)電鍍液的攪拌方式對電鍍液進(jìn)行攪拌，控制好鍍液循環(huán)速度后，打開磁場發(fā)生器和電鍍電源進(jìn)行強(qiáng)磁場下電鍍，在磁場的作用下實(shí)現(xiàn)顆粒在陰極表面一定程度上的富集，從而有利于制得合格的鍍層。

由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用信息具有顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步:

1）、可以有效利用了強(qiáng)磁體中穩(wěn)恒磁場區(qū)的空間；

2）、由于電動(dòng)裝置遠(yuǎn)離磁場區(qū)，本實(shí)用新型可以減小甚至消除磁場對電動(dòng)裝置的干擾；

3、操作簡單，分散效果好，提高其成材率，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，顯著降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是本實(shí)用新型擋板結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3是本實(shí)用新型中陰極上鍍層恒基面示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的實(shí)施例：一種強(qiáng)磁場下電化學(xué)循環(huán)鍍液裝置，如附圖所示，包括耐溫電鍍槽7，加熱裝置4包裹在耐溫電鍍槽7四周，磁場發(fā)生器1包裹加熱裝置4，在耐溫電鍍槽7內(nèi)設(shè)有電鍍液8，陽極11和陰極10分別插入電鍍液8內(nèi)，且該陽極11和陰極10分別連接電鍍電源12使得電鍍電源12、陽極11、陰極10和電鍍液8形成控制回路，導(dǎo)流管15的進(jìn)口端與耐溫電鍍槽7的底端連通，導(dǎo)流管15的出口端與耐溫電鍍槽7的頂端連通使得耐溫電鍍槽7中的電鍍液8循環(huán)流動(dòng)。

其中在磁場發(fā)生器1與加熱裝置4之間從內(nèi)到外依次設(shè)置絕熱材料層3和水冷裝置2，且該絕熱材料層3包裹加熱裝置4，水冷裝置2包裹絕熱材料層3，磁場發(fā)生器1包括水冷裝置2，該加熱裝置4與控溫儀6連接實(shí)現(xiàn)控溫儀6控制加熱裝置的工作狀態(tài)，熱電偶5設(shè)置在電鍍液8內(nèi)，且該熱電偶6與控溫儀6連通，該磁場發(fā)生器1產(chǎn)生的磁場14方向?yàn)樨Q直向上，該擋板一9和擋板二13依次設(shè)置在電鍍液8內(nèi)的上、下端且該擋板一9和擋板二13的沿邊與耐溫電鍍槽7內(nèi)壁配合實(shí)現(xiàn)陽極9、陰極10與導(dǎo)流管15的進(jìn)出口分隔，在擋板一9和擋板二13上均勻分布網(wǎng)孔18，在導(dǎo)流管15上設(shè)置水泵16，水泵16通過變壓器17實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，隨著電鍍的進(jìn)行，在陰極10的基體19上鍍液中的顆粒20進(jìn)入到鍍層21。

具體使用時(shí)

本實(shí)施例由包含磁場發(fā)生器、電極、電源、擋板、引流管、水泵、變壓器等組成，將粒徑范圍的鍍液顆粒加入電鍍液中，然后采用循環(huán)電鍍液的攪拌方式對電鍍液進(jìn)行攪拌，控制好鍍液循環(huán)速度后，打開磁場發(fā)生器和電鍍電源進(jìn)行強(qiáng)磁場下電鍍，在磁場的作用下實(shí)現(xiàn)顆粒在陰極表面一定程度上的富集，從而有利于制得合格的鍍層。

具體操作步驟如下：

(a) 配置好電鍍液，并添加好顆粒粒子，在無磁場下采用機(jī)械攪拌進(jìn)行預(yù)攪拌，使粒子基本均勻懸浮在電鍍液中，并將電鍍液加入電鍍槽中。

(b) 將磁場發(fā)生器、電鍍槽、導(dǎo)流管、水泵、變壓器等設(shè)備連接組裝好。

(c) 通過控制變壓器控制水泵功率調(diào)控電鍍液循環(huán)的速度。然后，打開磁場發(fā)生器，調(diào)節(jié)好磁場強(qiáng)度。

(d) 打開電源進(jìn)行電鍍，調(diào)節(jié)合適電流密度進(jìn)行電鍍，制備獲得合格的鍍層。

上述施加在電極上的用電源可以為幅值恒定的直流電源，或?yàn)檎伎毡群皖l率可調(diào)的脈沖電源，或者是占空比、頻率和周期可反向的直流電源，為電磁振蕩過程提供不同特性的電流。磁場發(fā)生器可以為電磁鐵產(chǎn)生的磁場，也可以為永久磁鐵采用磁路設(shè)計(jì)得到的磁場，還可以是采用Bitter磁體或者超導(dǎo)磁體或者Bitter磁體和超導(dǎo)磁體混合磁體提供的磁場，提供的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.001-20T。

利用本實(shí)施例的裝置在磁場中進(jìn)行復(fù)合電鍍鐵試驗(yàn)

本實(shí)施例電鍍液的成分為：0.90mol/L FeSO4，0.15mol/LFeCl2，0.43mol/LNH4C1，還原鐵粉1g/L，濕潤劑為飽和十二烷基苯磺酸鈉溶液2滴/L，分散劑十六烷基三甲基溴化銨0.5g/L，然后0.9mol/L的H2SO4、調(diào)節(jié)pH值為1.5，加入20g/L的硅鐵合金顆粒。在盛有峰值粒徑為2pm的硅顆粒20的電鍍液8置入容量為50L的耐溫電鍍槽7中。

采用厚度為0.5mm、長寬均為50mm、含硅量為3wt%低硅硅鋼帶作為硅鋼帶陰極10、純鐵片為陽極11，浸沒在電鍍液8，將陰極與直流電源（即電鍍電源12）的負(fù)極連接，將純鐵片上陽極10與直流電源12的正極相連接，采用溫度控制儀6和加熱裝置4以及熱電偶5將電鍍液8加熱到30℃并保溫，同時(shí)調(diào)節(jié)變壓器17，使水泵16工作，通過導(dǎo)流管15將電鍍液由上至下傳送到傳送到電鍍槽7中，控制鍍液流動(dòng)速度為6L/分鐘，然后開啟復(fù)合電鍍用直流電源12，調(diào)整直流電流密度為3A/dm2；恒定磁場發(fā)生器1的磁場由電磁鐵提供，磁感應(yīng)強(qiáng)度保持為10T。磁力線14的方向?yàn)榇怪毕蛏稀?/p>

復(fù)合電沉積完成后，獲得高硅的復(fù)合鍍鐵層（即鍍層21），經(jīng)EDS(能譜分析)測定，該復(fù)合鍍鐵層硅含量為10.64wt%。

對比例1.

與實(shí)施例電鍍參數(shù)完全相同，區(qū)別在于不加磁場，鍍層硅顆粒含量僅為0.64wt%。

對比例2.

與實(shí)施例電鍍參數(shù)完全相同，區(qū)別在于不加磁場，也不循環(huán)電鍍液，鍍液中大多數(shù)顆粒很快沉降到電鍍槽底部，鍍層硅顆粒含量僅為0.02wt%。

上述方案的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用的實(shí)用新型，熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對實(shí)施方案做出各種修改，因此，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的方法，不脫離本實(shí)用新型范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。