專利名稱：：坯件表面鍍層的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本項發(fā)明涉及在鍍液中對坯件表面進行金屬或者氧化鍍層的方法和裝置。
背景技術(shù)：
：在表面處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，已知有多種方法可根據(jù)用途特別改變坯件表面的屬性。例如在坯件表面沉積成金屬層或者形成氧化膜或者置換膜。如果要在坯件表面形成金屬鍍層，應(yīng)將待鍍坯件置于反應(yīng)溶液中，坯件應(yīng)含有以陽離子形式存在的鍍層金屬。通過還原反應(yīng)，溶液中存在的陽離子可作為金屬層沉積在坯件表面。還原反應(yīng)可以通過坯件和負電極之間的電壓或者通過溶液中含有的還原劑完成。這里相應(yīng)的涉及到電鍍(電化學)或者自動催化(化學)鍍層方法。有了上述兩種鍍層方法，大量金屬或金屬合金可借助相應(yīng)的方法沉積在導電或非導電坯件表面。除了反應(yīng)溶液中含有的金屬離子和可能存在的還原劑外，通常被稱為電解質(zhì)的反應(yīng)溶液含有其他添加劑，這些添加劑尤其會影響鍍層的屬性，比如鍍層的固有應(yīng)力或者硬度。除了在坯件沉積金屬鍍層的方法外，已知的方法還有在坯件表面形成氧化膜。，這里以鋁材料陽極氧化物為例，這種鍍層可以提高表面的抗腐蝕性。上述方法的共同之處在于，所采用的電解質(zhì)的組成在反應(yīng)過程中不斷變化。在坯件表面沉積形成金屬膜的流程中，電解質(zhì)中的待每積金屬離子不斷減少。為保持待沉積金屬離子的濃度，必須跟蹤測量電解質(zhì)釋放相應(yīng)數(shù)量的金屬離子的組分。電解質(zhì)反應(yīng)效率的一個標準是所謂的循環(huán)(MTO)數(shù)量。最初電解質(zhì)中金屬離子濃度的轉(zhuǎn)變相當于一個循環(huán)。通過跟蹤電解質(zhì)中金屬離子的濃度，不僅要向電解質(zhì)中導入金屬離子，而且要同樣導入相應(yīng)的陰離子或復合試劑。這樣會極大地改變電解質(zhì)的最初組成，可能對鍍層結(jié)果造成負面影響。在反應(yīng)過程中最終會達到一個點，在這個點上通過相應(yīng)的電解質(zhì)已經(jīng)不能再獲得令人滿意的沉積結(jié)果。如果必須達到恒定的鍍層質(zhì)量，那么現(xiàn)有技術(shù)水平已知的自動催化形成金屬沉積的電解質(zhì)的壽命通常約為3個循環(huán)。相應(yīng)的添加電解質(zhì)和去除使用過的電解質(zhì)是表面
技術(shù)領(lǐng)域：
中的關(guān)鍵成本因素。
發(fā)明內(nèi)容為此，本發(fā)明的目的是闡述一種方法或裝置，所述方法和裝置可顯著延長電解質(zhì)的壽命，從而使電解質(zhì)的適用性在經(jīng)濟和生態(tài)方面均得到改進。在方法方面，可以通過在鍍液中對坯件表面進行金屬或者氧化物鍍層的方法來實現(xiàn)這一目的，其中鍍液至少含有一種組分，該組分的濃度在電鍍過程中不斷變化以保持鍍液的質(zhì)量恒定，其特征在于，組分的添加或移除取決于鍍液混合物的密度。我們發(fā)現(xiàn)，電解質(zhì)混合物的密度構(gòu)成電解質(zhì)使用壽命內(nèi)的狀態(tài)的衡量措施。我們還發(fā)現(xiàn)，比如在鎳的自動催化沉積過程中，在1.05至1.3克/立方厘米的密度區(qū)間內(nèi)獲得的沉積鍍層結(jié)果最佳。如果密度值超過1.3克/立方厘米，則不能獲得令人滿意的沉積鍍層結(jié)果。在鍍層過程和電解質(zhì)組分追加過程中，密度逐漸增加。因此本項發(fā)明的根本想法是，以適當?shù)姆绞綄㈦娊饣旌衔锏拿芏染S持在平衡狀態(tài)下，也就是說在獲得最優(yōu)鍍層效果的狀態(tài)下，從而使密度接下來的流程中不再升高。本發(fā)明通過以下方法達到這一效果，即測出電解質(zhì)的密度，把測出的密度值與優(yōu)選電解質(zhì)混合物的標準密度值，即平衡狀態(tài)下的電解質(zhì)混合物，進行比較，然后根據(jù)所測密度值與標準密度值之差來移除和/或添加至少一種組分。在實際應(yīng)用中可以通過以下方法完成，即不斷從鍍液中取出一定數(shù)量的電解質(zhì)組分，這樣可以人工提取出電解質(zhì)。通過向平衡狀態(tài)追加電解質(zhì)組分，電解質(zhì)的壽命將不受限制，這樣可以充分利用資源。此外使用本項發(fā)明中的方法可以在電解質(zhì)組分恒定的情況下進行沉積鍍層，獲得恒定的鍍層結(jié)果和在使用電解質(zhì)的整個過程中都具有的諸如高固有應(yīng)力的鍍層屬性。電解質(zhì)組分密度的測定可以在鍍層過程中持續(xù)或間隔進行。把本項發(fā)明中測出的鍍液密度值與標準密度值進行比較，然后按照兩者之差對密度進行調(diào)整。這里可以把標準密度值存入數(shù)據(jù)存儲裝置。這樣可以通過計算機把標準密度值與鍍液的實際密度值進行對比。計算機測出兩者之差并計算出應(yīng)移除和/或添加哪些電解質(zhì)組分或者至少其中一種組分。本發(fā)明的優(yōu)點是，計算機可以控制一個移除或添加電解混合物或至少一種所述電解混合物組分的的電子裝置，使鍍液的密度與存儲的標準密度值相匹配。本發(fā)明的另外一個優(yōu)點是，可以將移除的電解質(zhì)或電解質(zhì)組分收集供集中循環(huán)利用。此外，本項發(fā)明中的方法從一開始就可以使用處于平衡狀態(tài)下的電解質(zhì)并能夠在本發(fā)明的方法中保持平衡狀態(tài)。這樣使用者可以立即使用該電解質(zhì)并立即獲得恒定的鍍層結(jié)果，即不存在啟動階段。本項發(fā)明中的方法不但可用于電化學鍍層，也可以用于自動催化的坯件表面金屬或氧化物沉積鍍層。此外本方法也可在處理液中用于金屬坯件的表層氧化。所述的處理液也可以通過控制其密度進行優(yōu)化。例如鋁制品表面的陽極氧化。關(guān)于裝置方面，可以通過用于持續(xù)移除和/或添加至少一種用于坯件表面金屬或氧化物鍍層的電解質(zhì)組分的裝置來實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述裝置包括移除和/或添加至少一種電解質(zhì)組分的裝置、測定電解質(zhì)密度的裝置和計算機，其中，所述計算機控制所述移除和/或添加至少一種電解質(zhì)組分的裝置，所述計算機將從電解質(zhì)密度測算裝置中獲得的密度值與計算機內(nèi)存儲的標準密度值進行比較，通過添加和/或移除至少一種電解質(zhì)組分來使電解質(zhì)的密度與數(shù)據(jù)存儲裝置中存儲的預(yù)設(shè)標準密度值相匹配。添加和/或移除裝置可以是泵或者活塞。測定密度的裝置可以是一個比重計、密度計、密度天平、曲擺或者其他用于密度測算的適當裝置。另外還可以使用折射計通過計算目錄間接測定密度。本項發(fā)明中的裝置的優(yōu)點在于，它還可以包括其他測算鍍液相關(guān)屬性的裝置，如溫度、傳導性、酸堿度、特定物質(zhì)的排出與吸收、渾濁度等等，其中通過所述裝置測定的數(shù)值也可以傳輸?shù)接嬎銠C內(nèi)并可以將相關(guān)數(shù)據(jù)與計算機中存儲的標準數(shù)值進行比較，計算機可以控制其它可影響所測鍍液參數(shù)的裝置，如加熱和冷卻系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)或者循環(huán)系統(tǒng)，從而使將鍍液屬性與存儲的標準值相匹配。另外，本項發(fā)明中的裝置可整合入現(xiàn)有的鍍層裝置。利用所述裝置移除的電解質(zhì)或至少一種電解質(zhì)組分可以被收集在適當裝置中，供集中回收用。所述適當裝置可以為沉積物容器、貯藏系統(tǒng)和其他同類裝置。本項發(fā)明中的方法和裝置不僅可以提高電解質(zhì)的壽命，還能夠使電鍍裝置的必要鈍化周期加倍。目前技術(shù)水平下的電鍍流程和裝置，比如塑料貯藏罐中，每一至兩天為一個鈍化周期，不銹鋼貯藏罐中為每一至兩星期。本項發(fā)明中的流程和裝置可以使塑料貯藏罐中的周期延長至二至四天，不銹鋼貯藏罐為二至四星期。這樣通過減少停機時間和清潔電鍍系統(tǒng)時出現(xiàn)的清洗損失，從而獲得經(jīng)濟和生態(tài)優(yōu)勢。本項發(fā)明中的方法和裝置的一個特殊優(yōu)點在于，它們可以與其他方法和裝置結(jié)合使用以延長電解質(zhì)使用時間的。本發(fā)明中的方法可以與歐洲專利申請?zhí)枮镋P1413646A2的金屬化學沉積方法結(jié)合使用，其中使用了含可揮發(fā)陰離子的金屬鹽。這樣在電解質(zhì)的反應(yīng)過程中出現(xiàn)的密度增大可以通過電解質(zhì)組分中的陰離子散逸得到緩解，這一過程還可以通過與本發(fā)明中的方法和裝置相結(jié)合進一步優(yōu)化。所述的用于金屬層化學沉積的電解質(zhì)，所述的金屬層優(yōu)選的為鎳、銅、銀或者金，所述電解質(zhì)含有堿金屬鹽、還原劑、復合組分、催化劑和穩(wěn)定劑，其中所述電解質(zhì)含有作為堿金屬鹽的帶有可揮發(fā)陰離子的金屬鹽，優(yōu)選的濃度為0.01至0.3摩爾/升。所述帶有可揮發(fā)陰離子的金屬鹽優(yōu)選的至少為下列物質(zhì)中的一種，即金屬醋酸鹽、金屬甲酸鹽、金屬硝酸鹽、金屬草酸鹽、金屬丙酸鹽、金屬擰檬酸鹽和金屬抗壞血酸鹽，優(yōu)選的為金屬醋酸鹽。通過使用含有揮發(fā)性陰離子的金屬鹽，優(yōu)選的金屬醋酸鹽作為電解質(zhì)的堿性鹽，在延長電解質(zhì)的壽命的同時獲得可以高沉積速度和均勻沉積的質(zhì)量恒定的鍍層。同時，沉積的金屬層也有固有應(yīng)力。所述電解質(zhì)一般由一種或多種堿金屬鹽組成，優(yōu)選的金屬鹽為金屬醋酸鹽，和一種還原劑，優(yōu)選的還原劑為次亞磷酸鈉。此外應(yīng)向電解質(zhì)中添加不同添加劑，如復合組分、催化劑和穩(wěn)定劑，這些添加劑可以優(yōu)選的用于在酸性電解質(zhì)中進行鎳化學沉積。因為在酸性環(huán)境中沉積速度明顯高得多，優(yōu)選的應(yīng)向電解質(zhì)中添加作為復合組分的酸。添加碳酸和/或者多烴基酸尤其有好處，這是因為這樣一方面可提高金屬鹽的溶解度，有助于控制自由金屬離子，另一方面由于由于溶液酸性較強，這有助于調(diào)整溶液酸堿度至所需值。電解質(zhì)的酸堿度在4.0至5.2之間為宜。此外，已溶解的金屬由于添加了碳酸和域者多烴基酸鹽，和/或者其衍生物，特別是(多烴基)碳酸氫氧化物，尤其是二羥基丙酸和/或者丙二酸化合。同時這些化合物可作為活化劑和酸堿度中和劑并因其屬性有助于保持鍍液的穩(wěn)定。將含硫雜環(huán)化合物作為催化劑加入鍍液中。含硫雜環(huán)化合物優(yōu)選的為糖精、糖精鹽和/或者衍生物，更加優(yōu)選的為糖精鈉。與目前現(xiàn)有技術(shù)中已知且經(jīng)常使用的二價硫陰離子為基礎(chǔ)的催化劑不同，添加糖精，即使其濃度很高，也不會對沉積形成的金屬層的抗腐蝕性產(chǎn)生負面作用。迅速且優(yōu)質(zhì)的完成金屬層沉積的另一個重要的前提條件是加入合適的化合物以穩(wěn)定電解質(zhì)。在目前的技術(shù)條件下已知有一系列區(qū)別很大的穩(wěn)定劑?？紤]到含有揮發(fā)性陰離子的金屬鹽對本發(fā)明中的電解質(zhì)具有決定性影響，優(yōu)選的為醋酸鹽、甲酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、丙酸鹽、檸檬酸鹽和抗壞血酸鹽，更加優(yōu)選的為首選醋酸鹽，優(yōu)選的僅使用少量穩(wěn)定劑。這樣一方面更經(jīng)濟，另一方面可以避免因使用添加劑可能導致的晶體析出等等，而晶體析出會極大縮短電解質(zhì)的壽命。所以較好的做法是，只向電解質(zhì)中添加少量的穩(wěn)定劑，以避免鍍液中的自發(fā)置換反應(yīng)。比如說，這些穩(wěn)定劑可以是金屬、鹵化物和/或硫化物，如硫脲。我們發(fā)現(xiàn)，把金屬作為穩(wěn)定劑加入尤其有好處。優(yōu)選的使用鉛、鉍、鋅和/或者錫，優(yōu)選的使用它們的鹽，所述的鹽的陰離子包括至少一個碳原子。所述的鹽優(yōu)選的為下列鹽中的一種或多種醋酸鹽、甲酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、丙酸鹽、檸檬酸鹽和抗壞血酸鹽，更加優(yōu)選的為醋酸鹽。根據(jù)金屬鍍層是否應(yīng)具備的其他屬性，在含磷物質(zhì)之外向鍍層中加入其它組分，比如其他金屬，優(yōu)選的為鈷，和/或均勻分散顆粒。此外，電解質(zhì)中還含有少量其他組分，如鹽類，優(yōu)選的為碘化鉀。用本發(fā)明所述方法，在保持7至12微米/小時的恒定高沉積速度的同時，可以沉積獲得物料通過量不小于14的相同金屬鍍層?？上驳氖?，使用本項發(fā)明中所述的方法可以改善鍍液質(zhì)量并明顯延長使用壽命，乃至鍍液壽命為無限。這樣，使用本方法不但可以達到高沉積速度，而且由此獲得的金屬鍍層均勻、優(yōu)質(zhì)，具有很好的抗壓性，無氣孔、無裂紋。此外也改善了復雜坯件表面的金屬化效果。具體實施方案本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中的方法，其特征在于，電解質(zhì)組分根據(jù)密度與至少一種鍍液組分的添加和/或移除相結(jié)合。所述方法在該實施例中相對于現(xiàn)有技術(shù)而言更加經(jīng)濟和環(huán)保。作為本發(fā)明所述的方法的優(yōu)選實施例的上述類型的電解質(zhì)基本上可以在鍍鎳時具有以下組分4-6克/升鎳離子25-60克/升還原劑25-70克/升復合組分l-25克/升催化劑0.1-2毫克/升穩(wěn)定劑0-3克/升其他組分所述堿性電解質(zhì)的酸堿度在4.0至5.0之間。如前文所述，優(yōu)選的使用作為金屬接收者(metallrezipient)的含有揮發(fā)性陰離子的金屬鹽。由于所述金屬鹽的陰離子具有揮發(fā)性，所述金屬鹽優(yōu)選的為下列物質(zhì)的一種或多種，即金屬醋酸鹽、金屬甲酸鹽、金屬硝酸鹽、金屬草酸鹽、金屬丙酸鹽、金屬擰檬酸鹽和金屬抗壞血酸鹽，更加優(yōu)選的為金屬醋酸鹽。由于在反應(yīng)過程中不斷出現(xiàn)氫陽離子，溶液的酸堿度不斷下降，必須使用堿性物質(zhì)——如氫氧化物、碳酸根、或者其他物質(zhì)——如氨，把酸堿度保持在一定的范圍之內(nèi)，單獨使用含有揮發(fā)性陰離子的金屬鹽就有特別的好處，這些鹽優(yōu)選的為醋酸鹽、甲酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、丙酸鹽、檸檬酸鹽和抗壞血酸鹽。原因在于，在金屬-磷-鍍層沉積過程中產(chǎn)生醋酸根、甲酸根、硝酸根、草酸根、丙酸根、擰檬酸根和抗壞血酸根陰離子，所述陰離子和次亞磷酸鈉中的鈉離子結(jié)合成堿性鈉鹽。在整個沉積過程中，本項發(fā)明中的電解質(zhì)在酸堿度4.0和5.2之間發(fā)揮作用，優(yōu)選的為4.3和4.8之間，不必額外添加大量的堿性物質(zhì)。除了極有優(yōu)勢的酸堿度自我調(diào)節(jié)，在本方法中還可不再使用持續(xù)的酸堿度控制以及堿性添加劑。以鎳為例，堿金屬鹽的濃度在0.04至0.16摩爾/升之間，優(yōu)選的在0.048至0.105摩爾/升，其中金屬含量在0.068至0.102摩爾/升之間，優(yōu)選的為0.085摩爾/升。還原劑優(yōu)選的為濃度在25至65克/升之間的次亞磷酸鈉。如前文所述，碳酸和/或者多烴基碳酸、其中的鹽和/或者衍生物作為復合組分，尤其是羥基-(多)-碳酸，首選2-羥基-丙酸和/或者丙二酸。添加這些物質(zhì)可使得已溶解的鎳建立復合鍵，持續(xù)添加此類化合物時可將沉積速度保持在7至14微米/小時之間，優(yōu)選的為9至12微米/小時?；衔镌诨倦娊赓|(zhì)中的濃度為25至70克/摩爾，優(yōu)選的為30至65克/摩爾。催化劑優(yōu)選的為含硫雜環(huán)化合物，更加優(yōu)選的為糖精、糖精鹽和/或者其衍生物，進一步優(yōu)選的為糖精鈉，所述催化劑濃度為l至25克/升，優(yōu)選的為2.5至22克/升。穩(wěn)定劑可以為鹵化物和/或者硫化物，優(yōu)選的為硫脲。加入金屬有特別的好處，優(yōu)選的金屬為鉛、鎢、鋅和/或者錫，更加優(yōu)選的是使用所述金屬的含有揮發(fā)性陰離子鹽所述鹽為醋酸鹽、甲酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、丙酸鹽、擰檬酸鹽或者抗壞血酸鹽。更加優(yōu)選的是使用所述金屬的硝酸鹽作為穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑的濃度最好在0.1到2毫克/升，首選0.3至1毫克/升。可選的，向堿性電解質(zhì)中加入其他組分，如濃度為0至3克/升的碘化鉀。堿性電解質(zhì)中可以放入各種不同的坯件并對其進行電鍍。為保證電解質(zhì)的壽命和穩(wěn)定性，可以在電鍍過程中使用電透析和/或者離子交換樹脂進行回收。在電鍍過程中同樣可以在基本電解質(zhì)中加入補充溶液(參見下文示例)。補充溶液是為了調(diào)整基本組分中的個別溶質(zhì)而特別配制的，并按不同的量加入電解質(zhì)中。比如，第一種補充溶液的組成如下500-580克/升還原劑5-15克/升復合組分50-150克/升堿性中和劑11-20克/升催化劑0-3克/升其他組分在補充溶液的調(diào)制和使用中最好使用與基本電解質(zhì)中相同的物質(zhì)。這里本發(fā)明中的方法又有一個重要的優(yōu)點。因為不斷加入相同物質(zhì)，所以幾乎沒有性質(zhì)沖突或晶體析出，這樣洗滌池中的化合物可以再添加到電解質(zhì)中使用。本項發(fā)明中的方法就具備了完整的物質(zhì)循環(huán)，該流程也因此既經(jīng)濟又環(huán)保。溶質(zhì)中的復合組分和堿性中和劑的選擇標準是，電解質(zhì)中復合組分的總含量為70至90克/升。同時，電解質(zhì)中催化劑的含量應(yīng)這樣控制，以鎳電解質(zhì)為例，以糖精鈉為催化劑，每沉積1克鎳需要添加0.100至0.200克糖精鈉，優(yōu)選的為0.150克。第二種補充溶液組成如下10-50克/升復合組分0.68-2.283摩爾/升金屬接收者(metallrezipient)1-25克/升催化劑40-80毫克/升穩(wěn)定劑第二種補充溶液中的復合組分可以與第一種補充溶液中的相同，也可以按照需要選擇另外一種物質(zhì)。比如羥基碳酸中的一種組分，如60克/升的二羥基丙酸，另外向基本電解質(zhì)加入一種羥基碳酸，如0.5克/升的丙酸，作為復合組分。通過加入補充溶液調(diào)節(jié)組分含量，每沉積一克鎳可以把丙酸含量增加0.005至0.015克。用此類添加劑和補充溶液，在前述的金屬鹽之外使用金屬硫酸鹽時可保證在物料通過量至少為14MTO時沉積獲得具備固有應(yīng)力的耐壓金屬膜。如果僅使用堿金屬鹽，其陰離子至少有一種含有碳原子，優(yōu)選的為醋酸鹽、甲酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、丙酸鹽、擰檬酸鹽或者抗壞血酸鹽中的一種或多種，這樣可以進一步提高電解質(zhì)的壽命。前述的固有應(yīng)力是一個極為重要的、希望獲得的鍍層屬性。這一屬性有助于提高其交變彎曲應(yīng)力和可延展性。以鍍鎳為例，金屬鍍層的可延展性可提高0.5%。固有應(yīng)力也會提高金屬-磷-鍍層的耐腐蝕性。此外，還可向電解質(zhì)和補充溶液中添加其他組分，如其他金屬，優(yōu)選的為銅和/或者均勻分散顆粒，如含氟熱固或硬質(zhì)塑料的均勻分散顆粒。所述組分可以獲得增強的硬度度和抗干裂效果和/或者其他屬性。為詳細說明本項發(fā)明，下文中將敘述一個本項發(fā)明中提及的方法的優(yōu)選實施例及優(yōu)選的電解質(zhì)。例1:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>所述電解質(zhì)可自我調(diào)節(jié)酸堿度，調(diào)節(jié)范圍在4.3至4.8，可實現(xiàn)沉積速度為8至12微米/小時。由此沉積出的金屬層的內(nèi)壓為-10至-40牛/平方毫米。使用所述電解質(zhì)混合物，所得金屬-磷鍍層屬性良好。將酸堿度變?yōu)?.6至5.2，所得金屬鍍層的固有應(yīng)力為0至15牛/平方毫米。這一酸堿度區(qū)間的確定可使沉積速度顯著提高到12至20微米/小時。此時鍍層的磷含量為8到10%P。如果把酸堿度升高到5.5至6.2，則鍍層的固有應(yīng)力將達到-5至-30牛/平方毫米。鍍層的磷含量為2至7%P。此外本項發(fā)明中的方法和裝置可以和電透析方法及裝置或其他鍍層組分回收方法結(jié)合使用。比如，可以用電透析方法回收本項發(fā)明中所述的電解質(zhì)。使用含有揮發(fā)性陰離子的金屬鹽時，電透析裝置的分離作用顯著增強。含有磷酸根離子且不含硫酸根離子的電解質(zhì)用量相同時，在相同的分離功率下分離磷酸根離子所需的電解槽數(shù)量減少。本方法的另一用途中，若磷酸作為還原劑，則將取出并集中的電解質(zhì)導入一個碳酸鹽回收裝置集中回收。由自動催化析出反應(yīng)產(chǎn)生的磷酸鹽可作為碳酸鹽進行回收，并在原料循環(huán)中再度用于生產(chǎn)新的電解質(zhì)組分，自動催化析出反應(yīng)的化學方程式如下MS04+6NaH2P02—M+2H2+2P+4NaH2P03+Na2S04本項發(fā)明中的方法的一個特別用途是將待鍍層坯件置于鍍液中，用表面鍍層方法為其電鍍金屬層，在這個過程中鍍液至少含有一種在電鍍過程中濃度不斷變化的組分，為保持鍍液質(zhì)量恒定則需要補充或移除鍍液中的這種組分，而這種或這些組分的補充或移除取決于鍍液組分的密度，鍍液組分包括金屬鹽、還原劑、復合組分、催化劑和穩(wěn)定劑，其中鍍液混合物包含作為堿金屬鹽的含有可揮發(fā)性陰離子的金屬鹽，其起始濃度在0.01至0.30摩爾/升之間。本項發(fā)明中的方法把按照密度人工移除或添加所使用的鍍液組分、加入含有揮發(fā)性陰離子的電解質(zhì)以及加入平衡狀態(tài)的電解質(zhì)這幾種做法相結(jié)合的方式在化學坯件表面鍍層方法中第一次從理論上實現(xiàn)了無上限的鍍液使用時間。這樣就避免了新投入鍍金屬池，也保護了資源，該方法的環(huán)保和經(jīng)濟優(yōu)點是此前從未實現(xiàn)過的。圖1描述的是隨著反應(yīng)時間的變化，電解質(zhì)密度的變化曲線。圖2描述的是移除量不同時，常規(guī)電解質(zhì)和歐洲專利申請?zhí)朎P1413646A2中使用的電解質(zhì)的密度上升曲線。圖3描述的是持續(xù)反應(yīng)時電解質(zhì)的損耗。圖4描述的是本項發(fā)明中裝置的流程示意圖。圖1中的曲線描述了隨著電解質(zhì)反應(yīng)時間和取出電解質(zhì)的量的變化，不同電解質(zhì)組分的密度的變化。1號曲線是現(xiàn)有技術(shù)中已用于鎳金屬沉積鍍層的電解質(zhì)的密度變化曲線。2號曲線是現(xiàn)有技術(shù)中己用于鎳金屬沉積鍍層的電解質(zhì)在移除電解質(zhì)的比例為3.3%時的密度變化曲線。3號曲線是歐洲專利申請?zhí)朎P1413646的方法中使用的電解質(zhì)的密度變化曲線，該電解質(zhì)中作為堿金屬鹽是一種含有揮發(fā)性陰離子的金屬鹽。4號曲線是3號曲線中所述的電解質(zhì)在移除電解質(zhì)的比例為3.3%時的密度變化曲線。5號曲線是3號曲線中所述的電解質(zhì)在移除電解質(zhì)的比例為10%時的密度變化曲線。圖2中編號為6號的區(qū)域是電解質(zhì)的最優(yōu)反應(yīng)區(qū)域。這里可以看出，在最優(yōu)反應(yīng)區(qū)域內(nèi)，EP1413646A2中所述的電解質(zhì)混合物組分之一的移除量保持在3.3%時，反應(yīng)已經(jīng)達到了10MTO。當取出量達到10。/。時，EP1413646A2中所述的電解質(zhì)在最優(yōu)反應(yīng)區(qū)域中不會達到密度上限，因而電解質(zhì)組成的理論壽命無限。圖3描述的是平衡狀態(tài)下隨著反應(yīng)時間變化電解質(zhì)的相對損耗，單位MTO。左邊的界線表示的是常規(guī)電解質(zhì)系統(tǒng)。右邊的界線表示EP1413646A2中的電解質(zhì)系統(tǒng)。圖4描述的是本項發(fā)明中裝置的流程示意圖。用適當?shù)某槿⊙b置，如泵，把合成電解質(zhì)所需的單個組分從組分容器1A至1F中導入電解鍍液2?？梢灾苯釉陔娊忮円褐校部梢栽谂c電解鍍液的分流相連的外部控制模塊3中對電解鍍液2中電解質(zhì)組分的化學物理屬性進行分析，如其密度、酸堿度、溫度、傳導性或金屬含量。如果將電解質(zhì)的分流從電解鍍液2中取出，可以將其導入熱回收裝置5。然后可以按照測出的數(shù)值確定電解質(zhì)的移除量，并用適當?shù)难b置，如泵，移除電解質(zhì)并將其導入接收容器7。所有的容器，包括組分容器1A至1F、電解鍍液以及取出電解質(zhì)的接收容器都備有注入量傳感器，這些傳感器可以記錄容器內(nèi)物質(zhì)是否超出了容器的容量上限并作出相應(yīng)報告和/或者維護電鍍過程無故障進行的流程操縱步驟。代號列表1A-F組分容器2電解鍍液3控制模塊4傳感器5可選熱回收裝置6注入量傳感器7已移除電解質(zhì)的接收容器權(quán)利要求1.一種在鍍液中在坯件表面進行金屬或氧化物鍍層的方法，其中鍍液中至少含有一種組分，其濃度在電鍍過程中不斷變化，為保持鍍液質(zhì)量必須添加或移除池中的該組分，其特征在于，組分的添加與移除取決于鍍液混合物的密度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將測得的鍍液密度值與對比密度值比較并根據(jù)兩者之差添加和/或移除數(shù)量有變化的組分。3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于，移除和/或者添加裝置由計算機控制，使鍍液密度與存儲的對比值相匹配。4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于，至少收集一種自鍍液移除的組分供回收利用。5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于，自方法開始即使用鍍液混合物，所述混合物具有與目標密度值相應(yīng)的密度。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項所述的方法，其特征在于，在所述方法中使用了用于將鎳或鎳合金沉積在坯件上的電解質(zhì)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項或多項所述的方法，其特征在于，在所述方法中，在鋁制坯件的表面形成氧化層。8.—種用于連續(xù)移除和/或添加一種電解質(zhì)的至少一種組分的裝置，所述電解質(zhì)用于在坯件表面進行金屬或者氧化物鍍層，所述裝置包括一個用于移除和/或添加至少一種電解質(zhì)組分的裝置、一個用于測定電解質(zhì)密度的裝置和一臺計算機，其中用于移除和/或添加至少一種電解質(zhì)組分的裝置由計算機根據(jù)測定密度的裝置測定的密度值控制，其中計算機將用于測定電解質(zhì)密度的裝置測定的密度值與存儲的對比密度值進行比較，使得電解質(zhì)的密度通過添加和/或移除至少一種電解質(zhì)組分與存儲的目標密度值相匹配。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，用于測定密度的裝置為一個比重計、折射計、密度計、密度天平或者曲擺。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9中的一項或兩項所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括一個鍍液屬性測定裝置。11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中的一項或多項所述的裝置，其特征在于，所述裝置可整合入現(xiàn)有的電鍍裝置。12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中的一項或多項所述的裝置，使用所述裝置可以用于實現(xiàn)權(quán)利要求1至7中一項或多項所述的方法。全文摘要在鍍液中對坯件表面進行金屬或者氧化物鍍層的流程中，其中鍍液中至少含有一種組分，該組分的濃度在電鍍過程中不斷變化并必須不斷被添加和/或移除以保持鍍液的質(zhì)量恒定。根據(jù)本發(fā)明的方法其特征在于組分的添加或移除取決于鍍液混合物的密度。文檔編號C23C18/16GK101437986SQ200780011943公開日2009年5月20日申請日期2007年1月26日優(yōu)先權(quán)日2006年2月2日發(fā)明者弗朗茲-約瑟夫·斯達克,海默特·豪斯默克申請人:恩索恩公司