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一种电镀挂架，用于在将涂层电镀至多个滑动轴承壳的凹形内表面上时保持多个滑动轴承壳，包括端部托架，其中，所述端部托架包括液体供给导管，用于接收沿着所述轴承壳的所述凹形内面流入所述镀挂架的液体流；以及用于这种电镀挂架的电镀池。

1.  一种电镀挂架，用于在将涂层电镀至多个滑动轴承壳的凹形内表面上时保持多个滑动轴承壳，包括
端部托架，
其中，所述端部托架包括液体供给导管，用于接收沿着所述轴承壳的所述凹形内面流入所述镀挂架的液体流。

2.  根据权利要求1所述的电镀挂架，其中，液体入口包括从所述端部托架突出的联接管，用于对接电镀池的液体供给出口。

3.  根据权利要求2所述的电镀挂架，其中，所述联接管具有终端区域，所述终端区域具有开口端，并且所述终端区域具有外轮廓，所述外轮廓的宽度朝向所述开口端变窄。

4.  根据权利要求1、2或者3中任一项所述的电镀挂架，其中，所述端部托架包括内面，并且所述液体供给导管具有与所述内面处于同水平的内端口。

5.  根据前述权利要求中任一项所述的电镀挂架，其中，所述挂架包括轴承夹紧机构，所述轴承夹紧机构构造为将一组轴承壳夹紧在所述端部托架上，相邻轴承壳的轴向边缘邻接。

6.  根据前述权利要求中任一项所述的电镀挂架，其中，所述挂架包括电绝缘板，所述电绝缘板具有沿着所述板延伸的细长狭槽，其中，所述挂架构造为保持沿着所述绝缘板呈对称阵列的多个中空半柱形滑动轴承壳，每个轴承壳的周向端面在所述细长狭槽的相反两侧接触所述绝缘板，并且其中，所述液体供给导管构造为接收在所述轴承壳的凹形内面和所述绝缘板之间流入所述镀挂架的液体流。

7.  根据权利要求1至5中任一项所述的电镀挂架，其中，所述电镀挂架构造为保持沿着所述挂架呈轴向阵列的多个大致柱形滑动轴承壳，其中，所述端部段连接至另一端部段，并且所述另一端部段包括液体溢流孔口，用于接收离开所述镀挂架的液体流。

8.  一种电镀池，用于接收根据前述权利要求中任一项所述的电镀挂架，包括
池，用于包含电镀液，并且具有液体供给出口，所述液体供给出口构造为匹配所述挂架的所述液体供给导管，以及
泵，构造为将电镀液泵出所述液体供给出口。

9.  根据权利要求8所述的电镀池，其中，所述电镀池包括用于支撑所述镀挂架的支撑件，所述支撑件包括挂架夹紧件，用于夹紧进入所述液体供给出口的所述液体供给导管。

10.  根据权利要求8或者9所述的电镀池，其中，所述电镀池包括根据权利要求1至7中任一项所述的电镀挂架。

11.  一种电镀挂架，大致如之前参考附随说明书以及图1A至图2B和图3中任一所述的。

12.  一种电镀池，大致如之前参考附随说明书以及图1C至图2D中任一所述的。

13.  一种电镀轴承壳的方法，大致如之前参考附随说明书以及任一附图所述的。

电镀挂架
技术领域
本发明涉及电镀挂架以及电镀池，用于电镀中空柱形以及部分柱形的滑动轴承衬套壳的凹形表面，尤其是半轴承壳以及平面衬套。
背景技术
半轴承衬套壳通常使用在内燃机的曲柄轴轴瓦轴承中，大致为半柱形形状，在组装至发动机的轴承之前，可以在轴承壳的轴向端部设置有一个或多个大致半环形的推力凸缘。平面衬套是中空柱形的轴承衬套。在使用中，一对半轴承衬套壳或者平面衬套用以支撑轴(例如可旋转的发动机曲柄轴)的轴瓦。
滑动轴承的凹形轴承表面大致具有层构造。层构造通常包括：例如钢制成的强背衬材料，厚度在大约1mm或更大的范围；第一轴承材料层("衬套层")，例如是铜基材料(例如青铜)或者铝基材料，其粘附至背衬，厚度大致是大约0.1mm至0.5mm的范围(例如300μm的铜基合金，除了附带杂质之外，具有8％wt的Sn、1％wt的Ni以及平衡用的Cu，)；以及第二轴承材料层("覆盖层")，第二轴承材料层是金属或者聚合物轴承材料制成的，粘附至衬套层的表面。
这种金属层通常通过电镀涂层方式来沉积，其中，多个半轴承壳在浸入电镀液(电解液)的池之前保持在框架状镀挂架上。镀挂架具有电绝缘前板，电绝缘前板具有沿着其长度延伸的细长狭槽，并且通过在被轴承夹紧机构夹紧就位之前将它们的周向端面(部分面)直立在绝缘板上，半轴承壳被沿着绝缘板的长度加载，与狭槽的任一侧等距隔开。这种镀挂架公开于US3779890，用于单个轴承壳的相关挂架公开于US2500206。
当浸没在电镀液中时，轴承壳被电连接作为阴极，至少一个细长阳极与细长狭槽平行设置并且隔开，它们大多数或所有都浸没在镀液中。电场设置在阳极和阴极轴承壳之间，电场建立在镀液中以及通过细长狭槽，使得细长狭槽可以被视为虚拟阳极，大致沿着其浸没长度位于等电位处，与端部隔开。轴承壳在绝缘板上对称地对准它们的半圆形轴向边缘而邻接，轴承壳绕共用曲率轴线弯曲，共用曲率轴线约共线于细长狭槽的中心线，这横跨它们的凹形内表面提 供了大致均匀的电场以利于均匀的电镀沉积率。
在高电流密度时，电镀离子沉积的速度受到邻近沉积表面在电镀液中补给离子的速度的限制。为了加快电镀表面的补给速度，公知的是，搅拌电镀液或者引起轴承壳和电镀液的相对移动。轴承壳的凹形内表面的所有部分需要均匀补给速度来避免表面的不均匀沉积速度。但是，公知方法仅提供了有限的和/或不均匀的增强溶液对电镀表面的补给。在一个方法中，多个镀挂架均悬挂在旋转木马状机构上，并且围在大罐溶液周围：这种布置具有大的占地面积，需要大量溶液，因此是贵的。在另一方法中，镀挂架绕滑动轴承的轴线旋转。在另一方法中，通过泵送溶液以引起循环或者通过在溶液中鼓气，池中的溶液被在镀挂架周围搅拌。在又一方法中，镀挂架以往复运动的方式轴向移动若干厘米。
发明内容
根据本发明提供的电镀挂架，用于在将涂层电镀至多个滑动轴承壳的凹形内表面上时保持多个滑动轴承壳，包括：
端部托架，
其中，所述端部托架包括液体供给导管，用于接收沿着所述轴承壳的所述凹形内面流入所述镀挂架的液体流。
根据本发明的第二方案，提供了电镀池，用于接收根据第一方案的电镀挂架，包括
池，用于包含电镀液，并且具有液体供给出口，所述液体供给出口构造为匹配所述挂架的所述液体供给导管，以及
泵，构造为将电镀液泵出所述液体供给出口。
有利地，当新鲜电镀液进入端部托架时，液体供给导管能够实现电镀液与镀挂架的完全交换，沿着轴承壳的凹形内面大致轴向流动以及通过细长狭槽流出。这可以增强补给速度，因此增强沉积速度。此外，相比于公知方法，液体供给导管可以增强均匀补给。
液体入口可以包括从所述端部托架突出的联接管，用于对接电镀池的液体供给出口。有利地，通过接合电镀池中的对应供给出口，联接管使得镀挂架方便地接合电镀液的供给。
联接管具有终端区域，所述终端区域具有开口端，并且所述终端区域具有外轮廓，所述外轮廓的宽度朝向所述开口端变窄。有利地，具有锥形轮廓的联 接管能够与供给出口内的对应锥形特征形成良好的流体连接，以及利于当联接管接收至供给出口时对准联接管。
所述端部托架可以包括内面，并且所述液体供给导管可以具有与所述内面处于同水平的内端口。有利地，通向液体供给导管的突变端部引发进入镀挂架的电镀液中的紊流，从而防止在入口形成旋涡流(即螺旋状流)，旋涡流会建立镀液在沉积表面上的不均匀补给图案，从而产生不均匀沉积速度。此外，液体供给导管的突变内端部可增强镀挂架内电镀液的混合。
挂架可以包括轴承夹紧机构，所述轴承夹紧机构构造为将一组轴承壳夹紧在所述端部托架上，相邻轴承壳的轴向边缘邻接。
电镀挂架可以包括电绝缘板，所述电绝缘板具有沿着所述板延伸的细长狭槽，其中，所述挂架构造为保持沿着所述绝缘板呈对称阵列的多个中空半柱形滑动轴承壳，每个轴承壳的周向端面在所述细长狭槽的相反两侧接触所述绝缘板，并且其中，所述液体供给导管构造为接收在所述轴承壳的凹形内面和所述绝缘板之间流入所述镀挂架的液体流。有利地，该布置可实现随着电镀液通过细长狭槽离开镀挂架，邻近电镀表面快速以及相对均匀的补给溶液。
电镀挂架可以构造为保持沿着所述挂架呈轴向阵列的多个大致柱形滑动轴承壳，其中，所述端部段连接至另一端部段，并且所述另一端部段包括液体溢流孔口，用于接收离开所述镀挂架的液体流。有利地，该布置可实现邻近电镀表面快速以及相对均匀的补给溶液，镀液离开一组柱形轴承壳的上端部。
电镀池可以包括用于支撑所述镀挂架的支撑件，所述支撑件包括挂架夹紧件，用于夹紧进入所述液体供给出口的所述液体供给导管。有利地，设置挂架夹紧件能够使高压液体供给连接至液体供给导管，而不需从液体供给出口拆卸镀挂架。
电镀池可以包括根据第一方案的镀挂架。
附图说明
下文参考附图进一步描述本发明的实施例，其中：
·图1A示出了根据本发明的镀挂架，用于使用在电镀半轴承壳中；
·图1B示出了图1A的镀挂架的端部的放大视图；
·图1C示出了图1A的镀挂架在使用中的截面图；
·图2A和2B示出了根据本发明的镀池的示意前视图以及侧视图；
·图2C示出了根据本发明的镀池的顶部；
·图2D示出了当电镀液清空时图2C的池的底部的向下看的视图；以及
·图3示出了根据本发明的镀挂架，用于使用在电镀平面衬套中。
具体实施方式
在描述的实施例中，类似特征已经标以类似标记，但是一些情况下以100的整数倍递增。例如，在不同的图中，100和300已经用以指示镀挂架。
图1A示出了根据本发明的镀挂架，图1B示出了下端部段的放大视图，图1C示出了镀挂架在使用中垂直于细长狭槽的截面图。
镀挂架100包括电绝缘前板102、侧面104、上端部段、上端部处的轴承夹紧机构106、半圆形下端部段108和联接管110(例如液体供给导管)。绝缘板102具有居中地沿着其长度延伸的细长狭槽112。
在使用中，半柱形轴承壳114沿着镀挂架100的长度被加载，对称地布置于细长狭槽112的任一侧且位于侧面104之间，它们的周向端面116接触前板102。用轴承夹紧机构106将一组轴承壳114在挂架100上保持于适当位置，轴承夹紧机构106将轴承壳夹紧至下端部段108，并且提供了与一组轴承壳的电接触。一旦被加载，镀挂架100就降低至电镀池至以浸没轴承壳于电镀液中，并且一组轴承壳114被电连接作为阴极。
联接管110从端部段108突出，并且在使用中联接至镀液的供给(例如锡离子溶液)，镀液流入镀挂架100的内部。联接管110靠近轴承壳114和细长狭槽112的共用轴线，使得通过联接管流入镀挂架100的镀液离开轴承壳的表面并且引发镀挂架内的大致轴向流动。联接管110的最远离于端部段108的端部118是锥形变窄的(即朝向开口端降低宽度)，以利于连接供给管。在端部段108的内表面(内面)120上，联接管突然终止，即水平同于内表面(在图1A未示出)，使得流入至镀挂架100的镀液引发镀挂架内的溶液中的湍流。内表面120大致垂直于轴承壳114的主轴线。湍流防止了镀挂架内溶液中的稳定流动图案(例如旋涡流)，这能够引起不均匀的补给，还可增强镀挂架内电镀液的混合。设置新鲜电镀液通过联接管110流入镀挂架100，移位的溶液通过细长狭槽112流出镀挂架。
夹紧的一组轴承壳114被电偏置作为阴极，电极122(有时公知为"强盗电极"或者"偷窃电极")设置在轴承壳的后面，还具有负偏置。强盗电极122防止 或者大致降低离子不期望的沉积在轴承壳114的凸形外表面上。阳极224设置在细长狭槽112的前面并且与其隔开，因为电场通过细长狭槽112，所以横跨轴承壳114的内凹形表面产生大致均匀的电场。
图2A和图2B示意地图示了电镀池250的前视图和侧视图，其中电镀挂架100已经接收在电镀池250中；图2C示出了这种电镀镀池的顶部，图2D示出了了当电镀液清空时池的底部的向下看的视图。
池250包括：顶部打开的容器252，用于接收电镀液(电解液)254；框架256，用于支撑电镀挂架100以及并入挂架夹紧机构258；以及阳极224(可以提供多于一个阳极，如图2C所示)。泵机构(未示出)收集电镀液254，并且将其输送通过供给管260到达供给出口262。供给出口262具有锥形变窄的开口264，开口264构造为与镀挂架100的联接管110的锥形端部118形成匹配装配。在使用中，电镀挂架100降低至电镀液254中，联接管110的锥形端部118被接收在供给出口262的锥形开口264中。挂架由框架256支撑，轴承壳114浸没在电镀液254中，挂架被挂架夹紧机构258夹紧处于适当位置。电镀液254的供给F1被泵出供给管260而通过联接管110进入镀挂架100，从而在挂架内生成紊流的大致轴向流动F2，该流动通过绝缘前板102中的细长狭槽112离开F3。
电供给266连接阳极224和阴极轴承壳114，这在镀挂架内生成电场布置，其从细长狭槽112径向分叉至滑动轴承114的内凹形表面，在整个凹形内电镀表面上具有大致均匀的电场。内凹形表面处的电流密度控制来自电镀液的离子的沉积速度，并且由于通过端部段108和联接管110的轴向供给所提供的电镀液的增强补给速度，电流电流密度可以设定成比现有技术的镀挂架更高的水平。
虽然图1A至图2B图示了镀挂架用于使用在电镀半柱形滑动轴承壳中，但是本发明还涉及镀挂架用于电镀中空柱形滑动轴承壳(例如平面衬套)的凹形内表面。
图3图示了镀挂架300，用于使用于电镀柱状的一组柱形轴承壳314，它们沿着共用轴线对准并且夹紧在挂架中，挂架可以接收在图2A至2D的电镀池250中。镀挂架300具有框架，框架包括上端部段374、下端部段308和连接在它们之间的连接杆370。镀挂架还包括轴承夹紧机构306，轴承夹紧机构306连接至上端部段374、中央阳极324、联接管310。在使用中，一组轴承壳314夹紧在夹紧机构306和下端部段308之间。阳极324共轴至轴承壳314，轴承壳314在 一个端部由上端部段374支撑以及在另一端部由下端部段308支撑，阳极324由连接至下端部段的三脚架状框架372支撑。还设置了大致柱形盖(未示出)，其环绕轴承壳314并且提供了电静态屏蔽，这可降低对轴承壳的凹形外表面的电镀以及保护轴承壳在浸入镀池期间不会移动，随后移除。
联接管310从下端部段308突出，并且在使用中联接至镀液的供给(例如锡离子溶液)，镀液流入镀挂架300的内部、轴承壳314内。联接管310与轴承壳314共用轴线共轴，使得通过联接管流入镀挂架300的镀液离开轴承壳的表面并且引发镀挂架内的大致轴向流动。联接管310的最远离于端部段308的端部318是锥形变窄的(即朝向开口端降低宽度)，以利于连接镀池的供给。在端部段308的内表面320上，联接管突然终止，使得流入至镀挂架300的镀液引发镀挂架内的溶液中的湍流。湍流防止了镀挂架内溶液中的稳定流动图案(例如旋涡流)，这能够引起不均匀的补给，还可增强镀挂架内电镀液的混合。随着新鲜电镀液通过联接管310流入镀挂架300，移位的溶液通过在一组轴承壳314的端部之上的夹紧机构306中的开口376流出镀挂架。
此处提供的图是示意而不是按比例的。
在整个说明书以及该说明的权利要求中，词语"包括"以及"包含"以及它们的变形意味着"包括但不限于"，它们不旨在(并且不会)排除其他部分、添加元件、部件、整数或者步骤。在整个说明书以及该说明的权利要求中，单数包含多个，除非内容以其他方式要求。尤其，使用不定冠词时，说明书还应理解为包含复数和单数，除非内容另有规定。
结合本发明特定方案、实施例或者例子描述的特征、整数、特性、化合物，化学部分或者组合应理解为能够应用于此处描述的任何其他方案、实施例或者例子，除非不兼容。该说明书(包括任何附随权利要求，摘要以及附图)中公开的所有特征和/或公开的任何方法或者处理的所有这些步骤可以以任何组合结合，除了至少一些这种特征和/或步骤相互排斥的组合之外。本发明不限制至任何前述实施例的细节。本发明延伸至该说明书(包括任何附随权利要求，摘要以及附图)中公开的任何新颖的一个特征或者特征的任何新颖组合，或者公开的任何方法或者处理的任何新颖步骤或布置的任何新颖组合。
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