Устройство для электролитического нанесения покрытий

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ по авт. св. № 616349/ о т л и ч а ю щ е е;с я тем, что/ с целью повьаиения равУ/Уо е//б ff/fe/f/f7/)O i//77(r3f/ / . / номерности покрытий, снижения энергозатрат и повышения производитель ности путем регулирования объема электролита в ванне, оно снабжено датчиком определения высоты катода и системой регулирования объема электролита, содержащей датчик уровня электролита, блок управления, дополнительную емкость и исполнительные механизмы для слива и подачи электролита, причемОДИн из выходов блока управления соединены с одним из входов коммутатора. (Л с оо 00 СП СХ)

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

9„П С 23 D 21/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

° ° бЦ 616349

* 21 ) 34 237 6 0/22-02 (22) 14.04.82 . (46) .07..08,83. Бюл. Р 29 (72 ) A.Н.Алексеев, П.Т.Харитонов, :В.T.Елистратов и Й.Е..Осадчий .(53) 621 357 ° 77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 616349, кл. С 25 0 21/12, 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИ

ЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ по авт. св. 9 616349> о т л и ч а ю щ е е:. с я тем, что, с целью повышения рав„.,Я0„„10335 А номерности покрытий, снижения энергозатрат и повышения производительности путем регулирования объема электролита в ванне, оно снабжено датчиком определения высоты катода и системой регулирования объема электролита, содержацей датчик уровня электролита, блок управления, дополнительную емкость и исполнительные механизмы для слива и подачи электролита, причем один из выходов блока управления соединены с одним из входов коммутатора, 1033Ь81

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для повышения равномерности покрытий и снижения затрат энергоресурсов в АСУТП гальванического производства.

Ло основному авт.св. Р 616349 известно устройство для электролитического нанесения покрытий, содержащее гальваническую ванну, катод, анод в виде электрически изолированных между собой площадок, датчики плот- 10 ности тока, блок определения средней плотности тока, коммутатор, источники питания и блок скважности токов анодных площадок, состоящий из последовательно соединенных узла делитель-)5 ных звеньев и узла широтно-импульсных преобразователей, причем входы блока скважности токов анодных площадок подключены к датчикам плотности тока и к блоку определения сред" ней плотности тока, а выходы - к коммутатору P1 ). Однако устройство не обеспечивает равномерность покрытия катода с еР > торцовых сторон, что может быть вызвано изменением высоты катода и концентрированием силовых линий электрического поля на этих участках, что н свою очередь приводит к образованию на них "загаров" или дендритов, так как равномерное распределение металла на всем катоде будет лишь в том случае, когда уровень электролита в ванне не превышает высоты самого катода.

Кроме, того, отсутствие в извест- 35 ном устройстве возможности обеспечения уровня электролита, равном .высоте самого катода, приводит к перерасходу энергоресурсов на поддержание в случае необходимости 40 (например, в ванне анодирования в хромовой кислоте) температурного . режима.

Наконец, отсутствие возможности определения высоты катода в устройстве приводит к тому, что не исключается возможность использования . "лишних" анодных площадок, поскольку датчики плотности тока, выходные сигналы которых пропорциональны локальным плотностям тока ванны,фиксируют часть общего тока ванны, который приводит к образованию "загаров" и дендритон, что объясняется искривлением силовых линий электрического поля за счет их концентрации на кра- 5 ях катода.

ЦельЮ изобретения является повышение равномерности покрытий, сниже ние энергозатрат и повышение производительности путем регулирования . 60 объема электролита в .ванне.

Эта цель достигается тем, что. устройство для электролитического нанесения покрытий снабжено датчиком определения высоты катода и сис- 6у темой регулирования объема электролита, содержащей датчик уровня электролита, блок управления, дополнительную емкость и исполнительные механизмы для слива и подачи электролита, причем один из выходов блока .управления соединен с одним из входов коммутатора °

На чертеже представлена уструктурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит анод 1. н виде электрически изолированных площадоК, датчики 2 плотности тока, расположенные в гальванической ванне 3 и соединенные с блоком 4 скважности токов анодных площадок и с блоком 5 определения средней плотности тока, выход которого подключен к блоку 4. скважности токов анодных площадок, состоящему из последовательно включенных узла 6 делительных звеньев и узла 7 широтно-импульсных преобразователей, выход которого соединен с коммутатором 8, подключенным к электрически изолированным между собой площадкам анода 1, каждой из которых соответствует определенный датчик 2 плотности тока, к выходной клемме источника 9 питания, вторая клемма которого. соединена с катодом 10, снабженным датчиком 11 определения высоты катода, и к одному из выходов блока 12 управления, два остальных выхода которого соединены с исполнительным механизмом 13 управления сливом электролита в дополнительную емкость 14 и с исполнительными механизмами 15 и 16, управления подачей электролита из этой емкости, а к входу блока 13 управления подключен датчик 17 уровня электролита. В дополнительной емкости 14 поддерживается та же температура, что и в основной ванне 3.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом процесса покрытия при занешивании деталей - катода на подвеске, определяют их высоту путем перемещения датчика 11 определения высоты катода по краю подвески (не показан). В процессе опускания катода, высота которого меньше высоты анода 1, или за счет понышения уровня электролита в ванне после опускания катода, датчик 11 определения высоты катода оказывается ниже датчика 17 уровня электролита, что.вызывает срабатынание после прихода сигнала:(на схеме показан пунк тиром) о загрузке ванны в блок 12 управления исполнительного механизма 13 управления сливом электролита.

Электролит из гальванической ванны 3 поступает в дополнительную емкость 14 .до тех пор, пока датчик 11 определения высоты катода не окажется на од1033581

Тираж 643 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 ном уровне с датчиком 17 уровня .электролита, что вызывает срабатывание последнего. Сигнал от датчика 17 уровня электролита поступает в блок 12 управления, который своим сигналом отключает исполнительный

S механизм 12 управления сливом электролита. Одновременно со сливом электролита из ванны 3 своим вторым сигналом блок 12 управления вызывает исключение "лишних" анодных пло- 10 щадок анода 1, которые не участвуют в. данном процессе нанесения покрытия,: а своим третьим сигналом блок 12 управления вызывает срабатывание исполнительного механизма 15 управ- 15 ления подачей электролита, расход ° электролита через который заранее подбирается с учетом экспериментальных данных об уносе электролита из ванны 3 в единицу времени,. 20

Далее ведется процесс нанесения покрытия на катод, Выходные сигналы оставшихся в электролите бранны датчиков. 2 плотности тока, пропорциональные локальным плотностям тока ванны 3, поступают -на входы блока 4 скважности токов и блока 5 определения средней плотности тока, с помощью которого оценивается средняя плотность тока, подаваемого на вход узла 6 делительных звеньев.

Выходные сигналы этого узла, предстаВляющие собой отношение. средней плотности тока к их локальным значениям и преобразованные узлом 7 в пропорциональные по длительности импульсы токов, поступают на входы коммутатора 8, предназначенного для раздельной коммутации, с учетом информации .о неиспользуемых площад- 40 ках анода, полученной из блока 12 управления, в соответствии с длительностями следования импульсов токов площадок анода 1, входящих совместно с источником 9 питания и като- 45 дом 10 в отдельные электрические цепи.

После окончания процесса покры тия s ванне 3, выгрузки катода 10 снятия сигнала загрузки и сигнала о высоте катода блок 12 управления своим третьим сигналом отключает исполнительный механизм 15 для подачи электролита, необходимого для компенсации уноса электролита из ванны 3 в процессе нанесения покрытия.

Устройство готово к проведению нового процесса покрытия.. ВНИИПИ Заказ 5567/29

Если высота катода следующей подвески оказывается выше уровня электролита в ванне 3, то отсутствие сигнала с датчика 17 уровня электролита и появление сигнала загрузки на входах блока 12 управления вызывает включение путем выдачи с выхода блока 12 управления четвертого сигнала исполнительного механизма 16 управления подачей электролита из добавочной емкости 14 в ванну 3 для приведения уровня электролита в ней в состояние, когда датчик определения высоты катода окажется на одном уров не с датчиком уровня электролита,что в свою очередь вызывает снятие четвертого сигнала с выхода блока 12 управления и отключение исполнительного механизма 16 управления подачей элект. ролита, При загрузке в ванну следующего катода описанный выше процесс нанесения покрытия, возобйовляется.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить равномерность, покрытия изделий в целом за счет устранения влияния объема .электролита и обеспечения .расстояния 0,5-1 см от верхнего края дета-. лей до зеркала ванны.

Кроме того, предлагаемое устройство позволяет снизить затраты энергоресурсов за счет того, что в каждом конкретном случае при осуществлении процесса покрытия в гальванической ванне находится минимальный объем электролита, необходимый для осуществления заданного по технологии покрытия.

Наконец, предлагаемое устройство позволяет повысить производительность процесса электроосаждения за счет оптимального выбора в зависимости от высоты катода количества анодных площадок, а следовательно, и..сокращения времени, необходимого для поиска оптимального режима управления их токами.

Например, при конкретных размерах покрываемых деталей 700Х400 х

450 мм и учитывая то обстоятельство, что концентрация силовых линий электрического поля ванны происходит и по размеру (700Х400) мм, улучшение равномерности покрытия при реализации предлагаемого устройства составит порядка 10% при одновременном снижении энергозатрат и повышении производительности процессов электроосаждения.