氧化槽及氧化设备的制作方法

1.本技术涉及表面处理技术领域，具体涉及一种氧化槽及包含该氧化槽的氧化设备。


背景技术：

2.在工业生产中，通常需要对一些工件进行镀膜处理，从而增加工件的防护性和装饰性。镀膜过程中，需要经常将多个工件放置在同一个氧化槽中以同时进行镀膜。
3.然而，虽然多个工件在同一个氧化槽中同时进行镀膜，但由于每个工件在氧化槽中所处的位置不同，导致工件表面的氧化膜厚度也不尽相同，从而造成了质量不良。


技术实现要素：

4.鉴于以上内容，有必要提出一种氧化槽及包含该氧化槽的氧化设备，以使多个工件在同一个氧化槽中同时进行镀膜时，以降低不同工件表面氧化膜厚度的差异，提高工件生产质量。
5.本技术实施例提供一种氧化槽，用于容置至少一工件并使所述工件氧化，所述氧化槽包括至少一串杆、第一侧壁、第一阴极件和第一遮挡件；至少一所述串杆用于穿设所述工件；所述第一阴极件设置于所述第一侧壁上；所述第一遮挡件设于所述氧化槽内，且用于遮挡所述第一阴极件的第一部分，并露出所述第一阴极件的第二部分，在所述氧化槽的深度方向上，所述第二部分具有第一高度，其中，所述第一阴极件设置于所述第一侧壁和所述第一遮挡件之间，至少一所述串杆上所有所述工件在所述深度方向具有第二高度，所述第二高度覆盖所述第一高度。
6.在一些实施例中，所述第一遮挡件上开设有开口，所述第二部分为所述开口处露出的所述第一阴极件的部分，所述第一部分为所述遮挡件覆盖所述第一阴极件的部分，所述第一部分环绕所述第二部分设置。
7.在一些实施例中，所述第一阴极件包括多个石墨件，所述多个石墨件沿着所述第一侧壁的表面依次排布，且相邻两个所述石墨件相互接触。
8.在一些实施例中，所述第二部分在所述第一侧壁上的投影面积与所述工件在所述第一侧壁上的投影面积的比值大于二分之一。
9.在一些实施例中，所述第一阴极件的有效面积至少正比于所述工件的面积和所述工件的氧化膜厚度中的一个，其中，所述有效面积为所述第二部分的表面积。
10.在一些实施例中，所述第一阴极件的有效面积还至少反比于氧化电流和所述工件的氧化时间中的一个，其中，所述氧化电流为所述第一阴极件和所述工件之间形成通路时的电流值，所述氧化时间为所述工件在所述氧化槽中发生氧化还原反应的时间。
11.在一些实施例中，所述氧化槽还包括第二侧壁、第二阴极件和第二遮挡件；所述第二侧壁与所述第一侧壁相对设置；所述第二阴极件设置于所述第二侧壁上且面向所述第一阴极件；所述第二遮挡件设置于所述氧化槽内，所述第二遮挡件用于遮挡所述第二阴极件
的第三部分，并露出所述第二阴极件的第四部分，其中，所述第二阴极件设置于所述第二侧壁和所述第二遮挡件之间，所述工件在所述氧化槽内的位置使得所有所述工件在所述第二侧壁上的投影所围成的区域覆盖所述第四部分。
12.在一些实施例中，所述串杆设置于所述氧化槽内，所述串杆的长度尺寸大于所述第一高度。
13.在一些实施例中，所述氧化槽还包括槽底，所述槽底开设有进气口，所述进气口用于连接气管，以使所述气管向所述氧化槽内通气并使溶液混合均匀。
14.本技术实施例同时提供一种氧化设备，包括如上所述氧化槽。
15.上述氧化槽及包含该氧化槽的氧化设备，氧化槽通过用第一遮挡件对第一阴极件的第一部分进行遮挡并露出第二部分，由于第一遮挡件对第一部分进行遮挡，第一部分产生的电力线场被屏蔽，从而减少了多余的电力线场对工件的影响，使得氧化槽中氧化反应中的电力线分布发生改变，电力线分布变得更加均匀，因此，工件上镀膜厚度的差异得到改善。通过使用该氧化槽对工件进行镀膜，提高了工件膜厚的一致性，进而提高了工件生产质量。
附图说明
16.图1是本技术一些实施例提供的氧化槽的立体结构示意图。
17.图2是一些实施例提供的氧化槽的另一角度立体结构示意图。
18.图3是图2所示的氧化槽沿iii-iii的剖面示意图。
19.主要元件符号说明
20.氧化槽
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100
21.第一侧壁
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10
22.第一阴极件
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20
23.第一部分
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21
24.第二部分
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22
25.第一遮挡件
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30
26.开口
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31
27.支撑杆
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40
28.串杆
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50
29.第二侧壁
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60
30.第二阴极件
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70
31.第三部分
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71
32.第四部分
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72
33.第二遮挡件
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80
34.方孔
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81
35.槽底
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90
36.进气口
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91
37.工件
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200
具体实施方式
38.下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
39.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，需要说明的是，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
40.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
41.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
42.本技术实施例提供一种氧化槽，用于容置工件并使工件氧化，该氧化槽包括第一侧壁、第一阴极件和第一遮挡件；该第一阴极件设置于该第一侧壁上；该第一遮挡件设于该氧化槽内，且用于遮挡该第一阴极件的第一部分，并露出该第一阴极件的第二部分，其中，该第一阴极件设置于该第一侧壁和该第一遮挡件之间，该工件在该氧化槽内的位置使得该工件在该第一侧壁上的投影所围成的区域覆盖该第二部分。
43.本技术实施例同时提供一种氧化设备，包括如上所述的氧化槽。
44.本技术实施例提供的氧化槽及包含该氧化槽的氧化设备，氧化槽通过用第一遮挡件对第一阴极件的第一部分进行遮挡并露出第二部分，由于第一遮挡件对第一部分进行遮挡，第一部分产生的电力线场被屏蔽，从而减少了多余的电力线场对工件的影响，使得氧化槽中氧化反应中的电力线分布发生改变，电力线分布变得更加均匀，因此，工件上镀膜厚度的差异得到改善。通过使用该氧化槽对工件进行镀膜，降低了工件之间氧化膜厚度的差异，提高了工件生产质量。
45.以下将结合附图对本技术的一些实施例进行详细说明。
46.请参阅图1，本技术一些实施例提供了一种氧化槽100，氧化槽100用于容置至少一工件200并同时对所有工件200进行氧化处理，以使工件200表面形成氧化膜。其中，工件200的形状可以为任何形状。
47.氧化槽100内设有至少一串杆50，串杆50上用于穿设至少一工件200，可以理解的是，串杆的一端连接于氧化槽100的底部，另一端可自由设置。
48.请参阅图1，在一些实施例中，氧化槽100的顶部还包括支撑杆40，串杆50的数量为多个，多个串杆50间隔设置在支撑杆40上，串杆50与如图1所示的z轴方向平行，且延伸入氧化槽100内，串杆50的长度大于第二部分22的宽度；串杆50用于支撑工件200，每个串杆50上设有多个工件200，每个串杆50上的多个工件200沿串杆50的长度方向间隔设置，且面对第二部分22，全部的工件200在氧化槽100内组成矩形方阵。其中，串杆50的长度为串杆50沿如图1所示的z轴方向的尺寸，第二部分22的宽度为沿如图1所示的z轴方向的尺寸。
49.如此，由于氧化槽100内设置多个串杆50，因此，氧化槽100可以对多个工件200同时进行氧化反应，实现对多个工件200的镀膜加工，进而提高了工作效率。且设置支撑杆40有利于串杆50的稳定性。氧化槽100为顶部敞开或开口、内部中空、底端和四周围合的盒装实体结构，例如氧化槽100的外形可以为长方体结构，氧化槽100内装有电解液，氧化槽100包括第一侧壁10、第一阴极件20和第一遮挡件30；第一侧壁10为氧化槽100的侧面，第一遮挡件30设置于第一侧壁10，第一阴极件20设置在第一侧壁10上，且位于第一侧壁10和第一遮挡件30之间，第一阴极件20分为第一部分21和第二部分22，在第一遮挡件30的遮挡下，第一部分21被第一遮挡件30所遮挡，第二部分22被露出，当工件200放置于氧化槽100内时，所有工件200在第一侧壁10上的投影所围成的区域覆盖第二部分22。
50.第二部分在氧化槽深度方向(图1所示的z轴方向)上具有第一高度，任一串杆上所有工件在氧化槽深度方向上具有第二高度，第二高度覆盖第一高度。其中，第二高度为该串杆上所有工件在氧化槽深度方向的累计厚度，加上各相邻两个工件之间的间距之和，第二高度可以等于第二部分在深度方向的第一高度，也可以超出第一高度，例如第二高度的一侧超出第一高度，或者第二高度的两侧均超出第一高度。
51.第二部分在氧化槽长度方向(图1所示的x轴方向)上具有第一宽度，在氧化槽长度方向上，所有串杆上的工件具有第二宽度，第二宽度覆盖第一宽度。其中，第二宽度为所有工件在氧化槽长度方向上的累计宽度或累计长度，加上各相邻两个工件之间的间距之和，第二宽度可以等于第二部分在长度方向的第一宽度，也可以超出第一宽度，例如第二宽度的一侧超出第一宽度，或者第二宽度的两侧均超出第一宽度。
52.也即，任意两串杆之间的距离最远的两串杆之间的距离大于第一宽度。
53.如此，氧化槽100通过用第一遮挡件30对第一阴极件20的第一部分进行遮挡并露出第二部分，由于第一遮挡件30对第一部分21进行遮挡，第一部分21产生的电力线场被屏蔽，从而减少了多余的电力线场对工件的影响，使得氧化槽100中氧化反应中的电力线分布发生改变，电力线分布变得更加均匀，因此，工件上镀膜厚度的差异得到改善。通过使用该氧化槽100对工件200进行镀膜，提高了工件膜厚的一致性，进而提高了工件200生产质量。
54.上述氧化槽的工作过程大致为：将待加工的工件200放置于氧化槽100内，且工件200与第二部分22相对应，然后将第一阴极件20和工件200接入外部的电源，使得氧化槽100内发生氧化还原反应，从而使工件200发生氧化还原反应，以实现镀膜。
55.如此，第一侧壁10对第一阴极件20和第一遮挡件30起到支撑作用；通过使用第一遮挡件30对第一部分21进行遮挡，并露出第二部分22，由于第一遮挡件30对第一部分21进行遮挡，第一部分21产生的电力线场被屏蔽，从而减少了多余的电力线场对工件200的影
响，使得氧化槽100中的电力线分布发生改变，电力线分布变得更加均匀，因此，工件200镀膜厚度的均匀性得到改善，通过使用该氧化槽100对工件200进行镀膜，降低了不同工件200之间氧化膜厚度的差异，提高了工件200生产质量。
56.请参阅图1，在一些实施例中，第一遮挡件30上开设有开口31，开口31为矩形的通孔，且位于第一遮挡件30的中心位置，第一部分21为第一阴极件20被第一遮挡件30覆盖的部分，第二部分22为第一阴极件20被开口31露出的部分，第一部分21环绕在第二部分22的周侧。
57.如此，通过使用第一遮挡件30部分遮挡第一阴极件20，第一部分21的电力线被屏蔽，使得第一部分21的电力线无法对工件200产生影响，从而氧化槽100内电力线的分布发生改变，使得氧化槽100内电力线分布更加均匀，从而使得多个工件200在镀膜过程中膜厚更加均匀。
58.请参阅图1，在一些实施例中，第一阴极件20包括多个石墨件，石墨件的外形呈圆柱状，每个石墨件安装在第一侧壁10上，相邻两个石墨件之间相互贴靠，使得多个石墨件铺满第一侧壁10的表面，每个石墨件沿图1所示的z轴方向延伸。其中，石墨件的延伸方式不受z轴方向限制，在其它实施例中，石墨件可沿其它方向延伸布置。
59.如此，石墨件和工件200作为电路的负极和正极，通过对石墨件和工件200施加电压，以使氧化槽100内发生氧化还原反应，从而对工件200进行镀膜；由于第一阴极件20由多个石墨件构成，有利于降低第一阴极件20的制造体积，使得作业人员在安装第一阴极件20过程中更加方便。
60.在一些实施例中，第二部分22在第一侧壁10上的投影面积与工件200在第一侧壁10上的投影面积的比值大于二分之一，即工件与第一遮挡件30之间存在重叠区域，通过使用第一遮挡件30对第一阴极件20进行遮挡，以改变氧化槽100内电力线对矩形方阵中边缘处工件200的影响。具体地，第二部分22在第一侧壁10上的投影面积与工件200在第一侧壁10上的投影面积的比值可以为四分之三、五分之三或其它数值。
61.如此，在工件200镀膜过程中，矩形方阵边缘处工件200的镀膜厚度大于靠近中心位置的镀膜厚度，即沿图1中所示的z轴方向，同一个串杆50上两端的工件200镀膜厚度大于中间的工件200镀膜厚度；沿图1中所示的x轴方向，两端串杆50上的工件200镀膜厚度大于中间串杆50上的工件200镀膜厚度。通过用第一遮挡件30对第一阴极件20进行遮挡，改变了氧化槽100内不同位置的电力线分布情况，使得氧化槽100内的电力线分布更加均匀，从而降低了电力线对边缘处工件200的影响，进而降低了边缘处工件200的镀膜厚度，使得所有工件200的镀膜厚度保持较高的均一性。其中，x轴方向和z轴方向对工件200的布设方式不产生限制作用。
62.然而，当第二部分22在第一侧壁10上的投影面积与工件200在第一侧壁10上的投影面积的比值小于二分之一时，具体地，可以为四分之一、五分之二或其它数值，此时，矩形方阵边缘处工件200的镀膜厚度小于靠近中心位置的镀膜厚度，从而造成工件200镀膜厚度不均匀。
63.在一些实施例中，工件200在氧化槽100内氧化镀膜的厚度可以满足以下关系式：δ＝m1×
η
×i×
t/m2/d；
64.其中，δ为工件200氧化膜的镀膜厚度，m1为阴极的有效面积，即第二部分22的表面
积，m2为工件200的表面积，η为理想状态下电解液的导电效率，i为氧化电流，即为第一阴极件20和工件200之间形成通路时的电流值，t为工件200氧化时间，即工件200在氧化槽100中发生氧化还原反应的时间，d为工件200与第一阴极件20之间的距离；由关系式变形可知，第一阴极件20的有效面积正比于工件200的面积和工件200氧化膜的厚度；第一阴极件20的有效面积还反比于氧化电流和所述工件200的氧化时间。例如，当m1为189.6246dm2，m2为116.7dm2，η为0.3，i为0.8a，t为60min，此时工件200的镀膜厚度大概为12μm。
65.如此，在镀膜过程中，将阴极的有效面积m1、工件200的表面积m2、工件200与第一阴极件20之间的距离d作为固定值，通过调节其它变量以得到预期的氧化膜厚度。
66.请参阅图2，在一些实施例中，氧化槽100还包括第二侧壁60、第二阴极件70和第二遮挡件80；第二侧壁60与第一侧壁10相对设置，第二遮挡件80设置在第二侧壁60上，且与第一遮挡件30相对设置，第二阴极件70设置于第二侧壁60，且位于第二侧壁60与第二遮挡件80之间，第二阴极件70分为第三部分71和第四部分72，第二遮挡件80开设有方孔81，在第二遮挡件80的遮挡下，第三部分71被遮挡，第四部分72通过方孔81被露出，第二部分22和第四部分72相对设置，且工件200在第二侧壁60上的投影区域覆盖第四部分72，其中，第二阴极件70与第一阴极件20的结构相同。
67.请参阅图3，在一些实施例中，氧化槽100还包括槽底90，槽底90开设有进气口91，进气口91与气管连接，外部气源可以通过气管向氧化槽100内通气，达到搅拌电解液的作用，从而使得氧化槽100内的电解液混合更加均匀。需说明的是，为了更好的示出进气口91，图3截面图中未示出串杆50。
68.如此，在工作过程中氧化槽100内的电解液会流入外部的换热器，电解液通过换热器与外界发生热交换后会重新流入到氧化槽100内，此时重新进入氧化槽100的电解液与原电解液存在温度差，因此就会影响工件200的镀膜厚度；通过向氧化槽100内通气，使得重新进入氧化槽100的电解液与原电解液混合更加均匀，从而使得氧化槽100内的电解液温度更加均匀，进而保证工件200在镀膜过程中膜厚更加均匀。
69.一些实施例提供的氧化槽100的工作过程大致为：
70.将工件200安装在串杆50上，并将工件200放置于氧化槽100内，然后将工件200与电源的正极连接，将第一阴极件20和电源负极连接，以及将第二阴极件70和电源负极连接，通过施加电压使得氧化槽100内发生氧化还原反应，以对工件200进行镀膜；氧化槽100内的电解液不断地被抽入到换热器中与外界发生热交换，然后再次被抽回到氧化槽100内，与此同时，需要使用气源向氧化槽100内不断地通入空气，以使重新进入氧化槽100的电解液与原电解液混合更加均匀。
71.本技术实施例提供的氧化槽100，通过使用第一遮挡件30对第一阴极件20进行遮挡，使用第二遮挡件80对第二阴极件70进行遮挡，使得第一部分21和第三部分71产生的电力线场被屏蔽，从而改变了氧化槽100内电力线的分布，使得氧化槽100内电力线的分布变得更加均匀，进而使得氧化槽100内全部工件200的膜厚具有较高的均一性。
72.此外，在整个工作过程中，电解液始终处于循环的状态，通过使用气源向氧化槽100内不断地通入空气，以使重新进入到氧化槽100内的电解液与原电解液混合更加均匀，从而减少因电解液温差对镀膜厚度的影响。
73.本技术实施例同时提供一种氧化设备(图未示)，包括如上所述的氧化槽100。显
然，氧化设备还可以包括更多或更少机构、部件，例如，氧化设备包括换热器、电源、气源等。
74.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本技术内。
75.最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围。