對于電鍍過程而言,攪拌是從廣義上講的。凡是導致電解液作各種流動的方式,都稱為攪拌。
在電鍍過程中,攪拌除了加速溶液的混合和使溫度、濃度均勻一致以外,主要是促進物質的傳遞過程。
由于攪拌在消除濃差極化和提高電流密度方面的顯著作用,因此,大部分電鍍工藝都采用了攪拌技術。
首先:攪拌的方式
1,陰極移動。
陰極移動是電鍍過程中應用最多的方法。這是以電機帶動變速器并將轉動轉化為平動的方法。陰極移動設備屬非標準設備,但已經有專門的企業生產這種裝置。
陰極移動量的單位一般是m/min,但是也有的工藝用次/min表示,因為對于陰極移動而言,移動的頻率比移動的距離更為重要。
移動的距離受槽子的長度等的影響會有所不同,但對于移動的次數(頻率),則對于任何尺寸的槽子都是一樣的。
實際上當工藝規定為m/min時,都還要根據鍍槽的長度來確定每次可以移動的距離后,再換算成每分鐘移動的次數,例如,某工藝規定的陰極移動速度為2m/min,而鍍槽的長度允許陰極每次移動的最大幅度為0.2m,則這時的陰極移動頻率為10次/mim,常用的陰極移動量為l0~15次/min,或2~5m/min。
2,空氣攪拌。
空氣攪拌是電鍍中用得較多的攪拌方式。采用空氣攪拌時,壓縮空氣必須是經過凈化裝置凈化過的,因為直接從空氣壓縮機中出來的壓縮空氣,難免會帶有油、水等雜質,如果帶入鍍槽,對電鍍層質量會造成不利的影響??諝鈹嚢栌昧康谋硎镜膯挝皇敲糠昼娒苛⒎藉円憾嗌偕碙/(m3·min),強力空氣攪拌時,可達成500L/(m3·min)。
3,鍍液循環。
鍍液循環現在已經是很流行的方式。因為采用鍍液循環時多半是用的過濾機,這樣可以在攪拌鍍液的同時凈化鍍液,一舉而兩得。
當然,有時也可以不加入濾芯,單純地進行鍍液的循環。循環量的表示方法是m3/min或者m3/h,要根據所攪拌鍍液的總液量來確定所用的過濾機,因為過濾機的流量單位也是m3/min,因此,可以根據工藝對流量的規定選定相應的循環過濾裝置。
4,磁力攪拌。
磁力攪拌多用于實驗或小型電鍍裝置。這是以電機帶動永久磁鐵旋轉,由旋轉的磁鐵再以磁力帶動放置在電解液內的磁敏感攪拌裝置旋轉,從而達到高速攪拌的效果。磁力攪拌的單位實際上就是電機的轉速,即r/min。
5,陰極往返旋轉。
這是類似陰極移動的裝置。但陰極所做的不是平行的來回移動,而是以主導電桿為軸的正反旋轉運動?,F在也已經有這種設備銷售。所用的量表示為每分鐘次數(次/min)。
6,超聲波攪拌。
超聲波攪拌的作用比通常的機械類攪拌大得多,是特殊的攪拌方式。適合于要求很高的某些重要的電鍍過程。
7,螺旋槳攪拌。
這是機械攪拌中最原始的模式。主要是用于電解液的配制或活性炭處理等。如果用于鍍液的攪拌,由于轉速太快而需要用減速器減速。單位為每分鐘轉數(r/min)。
第二:攪拌對傳質過程的影響
在前面的內容中已經知道傳質是電極過程中的重要步驟。在標準情況下的傳質過程是由于電解質溶液中存在濃度、溫度的差異等而引起的溶液內物質的流動。
這種情況下的流動速度是非常緩慢的,在發生電極反應時,很快就會在陰極區內造成反應離子的缺乏,陰極發生濃差極化。
這時,采取攪拌措施就可以彌補自發性傳質不足帶來的電極反應受阻,并且使極限電流密度提高。
從而在保證電鍍質量的同時提高電極反應的速度。攪拌能使電鍍液在較高的電流密度下工作對電鍍過程是有著重要意義的。這對于獲得光亮良好的鍍層有著重要作用。
許多光亮添加劑要求在較高的電流密度下工作,沒有攪拌的作用,在高電流區很容易發生鍍層的粗糙,甚至于出現燒焦現象。
許多電鍍添加劑是有機大分子,甚至是高分子化合物,離子的半徑都比較大,遷移的速度較低,如果沒有攪拌作用的促進,要使在陰極吸附層內消耗的添加劑得到及時的補充是有困難的。
攪拌還可以加速電極反應所產生的氣體的逸出,比如,氫氣的析出,從而減少鍍層的孔隙率。
攪拌的副作用是會使陽極的溶解也加速,有時會超過陰極反應的速度而致使鍍液組成失去平衡。
如果陽極有陽極泥或渣生成時,攪拌會帶起這些機械雜質沉積到鍍件上,當然這是指強力攪拌時的情況,低頻的陰極移動一般不會有這樣的問題。
攪拌還是高速電鍍的重要手段,這對于提高生產效率是特別有意義的。