一种含再生槽的电解磷化设备的制作方法

1.本实用新型涉及电解磷化设备技术领域，特别是涉及到一种含再生槽的电解磷化设备。

背景技术：

2.钢丝在冷塑性加工前需要前处理工艺，其中较重要的一步是磷化，磷化就是在线材表面生成一层磷化膜层，从而保护后续拉拔过程中，线材不被破坏，不损伤磨具。目前磷化可分为传统磷化和电解磷化两类工艺，目前市场上主要采用的是传统中高温磷化，这类磷化工艺磷化后的线材膜层厚，结合力好，能够满足拉拔的需求。但值得注意的是，磷化过程中耗能高且会产生大量的有害的沉渣，磷化渣被列入《国家危险废物名录》中hw17-336-064-17项，具有腐蚀性和毒性两种危险特性，目前仍没有成熟的工业化处理方式，对环境造成较大的污染压力。
3.随着研究不断深入，磷化处理技术取得了进一步的发展，电解磷化工艺在磷化过程中可实现无磷化渣生成，受到金属表面处理业界广泛关注和金属冷塑性加工客户的高度青睐，但目前国内的电解磷化工艺受限于槽液稳定性差、工艺耐用性差、电解磷化液离子易失衡等问题，需要耗费大量时间和人员对产线进行持续地监控和频繁地调整，严重降低了生产效率，大幅提升了生产成本，使得电解磷化工艺的产业化、规模化应用无法开展，因此改善电解磷化工艺稳定性是急需解决的问题。
4.现有的电解磷化主要问题是使用过程中会产生游离酸升高，阳离子减少，在补加的过程中，无法单纯补加这两种物质，因此容易导致槽液失衡，为此，本实用新型提出一种含再生槽的电解磷化设备。

技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种含再生槽的电解磷化设备，引入再生槽的再生极板作为活性牺牲阳极，使得电解磷化游离酸升高的问题得到缓解，再生极板释放的阳离子为成膜提供有效成分，提升了电解磷化工艺的稳定性。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.一种含再生槽的电解磷化设备，包括电解槽、设置在电解槽两端的溢流槽、设置在电解槽下方的可对电解液进行再生的再生槽以及设置在再生槽下方的循环槽；所述电解槽上设置有喷头，所述电解槽底部设置有第三出液口，所述第三出液口连通到再生槽；
8.进一步的，所述溢流槽上设置有第一出液口，所述出液口连通到循环槽；可将溢流槽内的电解液，导入到循环槽中；
9.进一步的，所述再生槽为倒置梯形结构，所述再生槽底部设置有多个再生极板。
10.更进一步的，所述再生极板为锌板，分别作为阴极或阳极，依此循环，根据需要设置多组极板；因此通过再生极板，可对再生槽内的电解液进行处理，恢复电解液中功能性离子的浓度，同时降低过度积累离子的离子浓度，从而可再次使用到电解槽中进行电解。
11.进一步的，再生槽的底部设置有第二出液口，所述第二出液口可连通到循环槽，所述第二出液口上设置有活动挡水条，用以控制通过电解磷化液的流量，调控电解磷化液在再生槽的反应时间；
12.进一步的，所述电解槽底部设置有第三出液口，所述第三出液口连通再生槽。因此电解槽内的电解磷化液，可通过第三出液口进入到再生槽中。
13.进一步的，所述电解磷化设备还包括水泵，所述水泵可将循环槽内的电解磷化液输送到喷头上，构成对电解磷化液的循环利用。
14.进一步的，所述循环槽底部设有加热板，所述加热板用于加热循环槽内的电解磷化液。
15.本实用新型的有益效果是：
16.(1)引入再生槽的再生极板作为活性牺牲阳极，使得电解磷化游离酸升高的问题得到缓解，再生极板释放的阳离子为成膜提供有效成分，提升了电解磷化工艺的稳定性。
17.(2)通过选择不同再生极板，如锌、铁、锰、铝、铜等可以实现锌系以外的电解磷化，根据不同需求可电解制备出多种单一或复合磷化膜，通过调控挡水条开度和再生槽输入电压可对再生槽反应时间和强度进行控制。
18.(3)通过喷淋、下水和溢流对电解磷化液进行循环，强化电解槽内的传质和传热、带走了线材上附着的气泡，有效改善电解磷化时基材表面的界面状态，削弱了浓差极化对电化学过程带来的不利影响，提升了磷化膜的均匀性。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
20.图1是本实用新型的结构示意图；
21.图2是本实用新型的槽体剖面示意图；
22.图3是本实用新型所述电解磷化液循环流向图；
23.图4是本实用新型所述电解槽和溢流槽的结构示意图；
24.图5是本实用新型所述再生槽的结构示意图；
25.图6是本实用新型所述循环槽的结构示意图；
26.附图标记说明：1、电解槽；101、阳极极板；102、阴极线；103、第三出液口；2、溢流槽；201、第一出液口；3、再生槽；301、再生极板；302、第二出液口；4、循环槽；5、喷头；6、活动挡水条；7、电源；8、水泵。
具体实施方式
27.以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
28.实施例参照图1-图6：
29.一种含再生槽的电解磷化设备，包括了五个槽体，一个电解槽1，两个溢流槽2，一个再生槽3，一个循环槽4。
30.电解槽1内包含2两个惰性阳极极板101，放置在电解槽1两边，电解槽1两端设有接孔，用于放置阴极线102，阴极线102从阴极线的接孔穿过，平行穿过两块惰性阳极极板之间，电解槽1上方设置有喷头5，可通过喷头向电解槽1不断注入电解磷化液；
31.溢流槽2位于电解槽1的两侧(两端)，溢流槽2底部设置有第一出液口201，溢流槽2的下方设置有循环槽4，溢流槽2内的电解磷化液通过第一出液口201流回到循环槽4。
32.再生槽3位于电解槽1下方，为倒置的梯形结构，再生槽3底部设置有多个再生极板301，再生极板301可以选择锌板，分别作为阴极，阳极，依次循环，根据需要设置多组再生极板。当然，也可以通过选择不同再生槽极板，如锌、铁、锰、铝、铜等可以实现锌系以外的电解磷化。
33.电解磷化液通过电解槽1底部的第三出液口103流入再生槽3底部，底部的再生极板301对电解磷化液进行反应，反应后的电解磷化液通过第二出液口302进入循环槽4，第二出液口302上设有活动挡水条6，以控制通过电解磷化液的流量，调控电解磷化液在再生槽3的反应时间。同样，在第一出液口、第三出液口上也可以设置活动挡水条6，以便调节电解磷化液流入到循环槽中的流量。
34.循环槽4位于设备的底部，通过第一出液口201以及第二出液口302，收集来自于溢流槽2和再生槽3的电解磷化液，循环槽4设有加热板，对电解磷化液进行加热恒温，加热后的电解磷化液通过循环水泵8向电解槽1循环传送。
35.所述电解磷化工艺参数如下：
36.磷化温度为10～60℃，磷化时间5～300秒，惰性阳极极板间距5～50cm，电流密度1～20a/dm2。
37.本实用新型具体的使用过程和工作原理如下所述：
38.在电解槽中加入适量配制好的电解磷化液，电解磷化液的液位线高于位于电解磷化槽两面的惰性阳极极板，同时也高于线材。打开电源，分别设置电解槽和再生槽的电压和电流。打开循环水泵，调节活动挡水条开度，使得电解磷化液在不同槽间循环。线材从阴极线孔处进入。当磷化线材进入电解磷化槽后，由于阴阳极电势差的存在，电解磷化液会发生电化学反应以及成膜反应。电解磷化后线材从阴极线孔拉出，整个电解磷化过程中，通过电源控制电解磷化槽中有合适的电流和电压，使线材磷化后的膜层结晶致密，膜层光滑，厚度均匀。
39.但值得注意的是，电解过程中由于电化学极化和浓差极化带来的超电势，阴极线上除了发生析氢反应外，同时还会发生电镀锌的副反应。电镀锌副反应的发生使得参与成膜金属阳离子大量消耗、游离氢离子大量积累，引起电解磷化液离子失衡，具体表现为游离酸升高、电解磷化液数据不稳定、成膜质量逐渐变差、槽液耐用性差的现象。
40.在再生槽中，电解槽流出的电解磷化液被集中到电解槽底部的再生极板上，再生极板的阳极阴极交替排列通过导线与电源组成回路，对电解磷化液进行再生反应，阴极上消耗氢离子生成氢气，阳极金属溶解为电解磷化液提供成膜阳离子。再生后的电解磷化液补充了成膜的金属阳离子，消耗了多余游离氢离子，维持了电解磷化液的离子平衡。通过调
控活动挡水条开合和再生槽输入电流，可对再生的反应时间和反应强度进行控制，按照工艺实际条件进行非线性灵活调控。
41.循环槽位于设备的底部，内部的电解磷化液可以由再生槽和溢流槽两条路径流入，循环槽底部设有加热板，对电解磷化液进行加热恒温，加热后的电解磷化液通过循环水泵向电解槽循环传送，通过喷头注入电解槽，在下水口和溢流的配合下，电解槽的传质死区大幅减少，改善了浓差极化对电解磷化的不利影响。
42.以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：

1.一种含再生槽的电解磷化设备，其特征在于，包括电解槽(1)、设置在电解槽(1)两端的溢流槽(2)、设置在电解槽(1)下方的可对电解液进行再生的再生槽(3)以及设置在再生槽(3)下方的循环槽(4)；所述电解槽(1)上设置有喷头(5)，所述电解槽(1)底部设置有第三出液口(103)，所述第三出液口(103)连通到再生槽(3)。2.根据权利要求1所述的一种含再生槽的电解磷化设备，其特征在于，所述溢流槽(2)上设置有第一出液口(201)，所述出液口连通到循环槽(4)。3.根据权利要求1所述的一种含再生槽的电解磷化设备，其特征在于，所述再生槽(3)为倒置梯形结构，所述再生槽(3)底部设置有多个再生极板(301)。4.根据权利要求3所述的一种含再生槽的电解磷化设备，其特征在于，所述再生极板(301)为锌板。5.根据权利要求1所述的一种含再生槽的电解磷化设备，其特征在于，再生槽(3)的底部设置有第二出液口(302)，所述第二出液口(302)可连通到循环槽(4)，所述第二出液口(302)上设置有活动挡水条(6)。6.根据权利要求1所述的一种含再生槽的电解磷化设备，其特征在于，所述电解槽(1)底部设置有第三出液口(103)，所述第三出液口(103)连通再生槽(3)。7.根据权利要求1所述的一种含再生槽的电解磷化设备，其特征在于，所述电解磷化设备还包括水泵(8)。8.根据权利要求1所述的一种含再生槽的电解磷化设备，其特征在于，所述循环槽(4)底部设有加热板。

技术总结

本实用新型公开了一种含再生槽的电解磷化设备，包括电解槽、设置在电解槽两端的溢流槽、设置在电解槽下方的可对电解液进行再生的再生槽以及设置在再生槽下方的循环槽；所述电解槽上设置有喷头，所述电解槽底部设置有第三出液口，所述第三出液口连通到再生槽。本实用新型通过引入再生槽的再生极板作为活性牺牲阳极，使得电解磷化游离酸升高的问题得到缓解，再生极板释放的阳离子为成膜提供有效成分，提升了电解磷化工艺的稳定性。提升了电解磷化工艺的稳定性。提升了电解磷化工艺的稳定性。