Устройство для электролитического нанесения покрытий на порошки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

a9I (!!!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМ(У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3444565/22-02 (22) 26.05.82 (4") 30,08.83. Вюл. Н 32 (72) СЛ.Гусев, А.И.Красовский, В.П.Кузьмин, С.К.Мамонов, Ф.Ф.Иирошников, Г.К.Моисеев, Ю.И.Москвин: и В.B.Швайков (53) 621.762.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 464664, Ю. В 22 F l/02, 1974.

2 . Авторское свидетельство СССР 350886, кл. С 25 0 17/16, 1972. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ.НА ПОРОШ"

КИ, включающее ванну, положительный и отрицательный электроды, -переменный и постоянный электромагниты и ис сю B 22 F 1/ 2 . С 25 О 1 00 точник питания, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения поверхностно-магнитных свойств обработанных порошков за счет нанесения на них разнотолщинного ферромагнитного покрытия, оно снабжено дополнительным постоянным электромагнитом, при этом основной и дополнительный электромагниты установлены с противоположных сторон ванны в плоскости ее электродов и связаны между собой блоком обратно пропорционального регулирования, переменный электромагнит установлен . вокруг ванны в плоскости, перпендикулярной оси электродов, и снабжен элементом .управления затуханием, а электроды связаны с источником пи- 1 тания при помощи переключателя потенциалов.

1 1038

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для электролитического нанесения покрытий на порошки, преимуще-, ственно для нанесения разнотолщинных ферромагнитных покрытий на зерна алмаза.

Известно устройство для электролитического нанесения покрытий на порошки, включающее ванну, электроды, 10 выполненнь!е в виде двух совмещенных шнеков, и источник питания (1)

К недостаткам данного технического решения относится отсутствие возможности нанесения разнотолщинных покрытий на магнитно-активные частицы, например на частицы алмаза, предназ- наченные для их магнитного ориентирования перед компактированием.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для электролитического нанесения покрытий на порошки, включающее ванну, положительный и отрицательный элект- 2g роды, переменный и постоянный элект-; ромагниты и источник питания. При .этом ванна снабжена кассетой, помещенной внутри переменного и постоянного магнитов причем кассета является катодом 2)

К недостатком известного устройства относится низкий уровень поверхностно-магнитнык свойств обработанных порошков, обусловленный равномерНостью толщины нанесенного на них

35 феррома гнитного покрытия. о Алмазный порошок, предварительно обработанный ферромагнитным материалом

Цель изобретения - повышение поверхностно-магнитных свойств обработанных порошков за счет нанесения 40 на них разнотолщинного ферромагнитного покрытия.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для электролитического нанесения покрытий на порошкй45 включающее ванну, положительный и отрицательный электроды переменный и постоянный электромагниты и источник питания, снабжено дополнительным постоянным электромагнитом, при этом основной и дополнительный электромагниты установлены с противоположных сторон ванны в плоскости ее электродов и связаны между собой блоком, обратно пропорционального регулирова-Я ния, переменный электромагнит установлен. вокруг ванны в плоскости, церпендикулярной оси электродов, и снаб067 2 жен элементом управления затуханием, а электроды связаны с источником питания при помощи переключателя потенциалов.

На фиг,l показана схема устройства на первой стадии процесса (преобразование формы зерна в грибовидную форму); на фиг.2 — то же, на второй стадии процесса (преобразование грибовидной формы в гантелевидную).

Устройство для электролитического нанесения покрытий на магнитно-активные частицы состоит из ванны 1 и размещенных s ней параллельных и противоположно расположенных электродов 2 и 3, которые подключены к элементу 4 переключения потенциалов питания. Ванна 1 укреплена на кронштейне (не по-, казан) .С двух противоположных сторон от ванны в плоскости ее электродов 2 и 3 установлены охватывающие ванну два постоянных электромагнита 5 и 6, которые связаны между собой блоком 7 обратно пропорционального регулирования магнитной индукции. Постоянные магниты 5 и 6 и электроды 2 и 3 находятся на одной геометрической оси. Пер-, пендикулярно к этой оси в плоскости электродов установлен охватывающий ванну 1 переменный электромагнит 8 (источник ), соединенный с элементом

9 управления затуханием. Блок 7 обратно пропорционального регулирования индукции, элемент 4 переключения потенциалов питания, элемент 9 управления затуханием и другие органы управления процессом (не указаны) сведены в общий пульт 10 управления.

Устройство работает следующим образом. для приобретения магнитно-активных свойств одним из известных способов; например вакуумно-диффузионным, в строго определенной навеске засыпают в заполненную электролитом ванну 1.

Включают магнитную систему и блоком

7 обратно пропорционального регулирования увеличивают магнитную индукцию нижнего магнита 5 (пропорционально уменьшая ее на верхнем магните 6).

При этом магнитно-активные зерна свой-; ми длинными геометрическими осями выстраиваются на нижнем электроде вдоль магнитных силовых линий пбстоянного магнитного поля, направленного перпендикулярно плоскостям. электродов 2 и 3. Включают источник 8 переменного

67 4 аналогичных первой условиях. При этом нижний электрод, выполняя функцию анода,под воздействием электролитической реакции самоочищается от отложений на нем материала покрытия. После завершения формопреобразования зерен в гантелевидные питание анодно-катодной системы отключается и производится выемка верхнего электрода с находящимися на нем обработанными зернами.

Конструктивная компановка магнитной и анодно-катодной систем устройства обеспечивает удержание покрываемых магнитно-активных частиц на попеременно выполняемых функцию катода электродах, ориентацию их длинными геометрическими осями перпендикулярно к плоскостям электродов и надежный электрический контакт их с катодом, а также перенос зерен с одного элект" рода на другой, так как находящиеся в ванне электроды своими плоскостями размещены перпендикулярно силовым линиям постоянного магнитного поля.

Блок обратно пропорционального регулирования магнитной индукции, обеспечивает- необходимую разность значений магнитной индукции в приэлектродных слоях, Анодно-катодная система, вклю1 чающая два электрода и элемент переключения потенциалов питания в данном устройстве, обеспечивает поэтапное формопреобразование частиц (на первом этапе " в грибовидную, а на втором - в гантелевидную формы) за счет: разнотолщинного их покрытия при нахождении сначала на нижнем, а затем на верхнем электродах. При этом за счет смены функций электродов происходит самоочищение поверхности электрода, выполнившего функцию катода, от отложений на нем металла покрытия.

Уплотнение зерен алмазов на катоде и улучшение их ориентации, а также устранение врастания зерен в отла-. гаемый на катоде металл, обеспечивает более стабильное и качественное осу ществление процесса формопреобразования зерен, поэтому цег с,„, бразно процесс ориентации их проводить под воздействием переменного магнитного поля, в том числе, и ультразвуковой частоты, при затухающем его воздействии, что в данном устройстве обеспечивается источником ультразвуковых колебаний или переменным электромаг.,нитом, работающими совместно с эле ментом управления затуханием. При этом электромагнит охватывает ванну-и соз" з 1О38о магнитного поля на максимальный расчетный режим работы, в 1,2-1,g раза превышающий напряженность постоянного магнитного поля, При этом находящиеся на нижнем электроде частично скученные зерна приходят в колебательное движение относительно своих центров тяжести вдоль силовых линий пульсирующего электромагнитного поля.

Посредством включенного в цепь пере- щ менного магнита элемента 9 затухания амплитуда колебаний зерен уменьшается и под:воздействием сил постоянного магнитного поля последние, прижимаясь к плоскости электрода, уплотняясь и ориентируясь. вдоль силовых линий постоянного поля, выстраиваются на нижнем электроде 2. Далее переменный электромагнит отключают и элементом 4 переключения потенциалов питания подают постоянный ток на анодно-катодную систему (минус - на нижний электрод 2 и плюс - на верхний 3) и доводят значение его плотности до 50 мА/см при рН 3,5.В результате электролитической реакции осаждения ферромагнитного ме-, талла на находящиеся на катоде зерна алмазов происходит первая фаза формопреобразования зерен в грибовидную .(с минимальным приростом покрытия на плотно прилегающих друг к другу поверхностях длиннйх грайей зерен). После завершения этой фазы питания электродов отключают, включают переменный магнит 8 на максимальный режим и блоком 7 увеличивают магйитную индукцию верхнего магнита 6 (пропорционально уменьшая ее на нижнем электроде 5} .

Уже покрытые (грибовидной формы) зерна покидают нижний. электрод 2 и прилипают под воздействием постоянного

40 поля к поверхности верхнего электрода 3. Включают элемент 9 управления затуханием, чем уменьшают амплитуду колебаний зерен на верхнем электроде, ориентируют вдоль силовых линий постоянного поля, и производят уплотнение их на верхнем электроде 3.

Под одновременным воздействием пере" менного поля на оба электрода происходит отлипание зерен из отлагаемого металла на нижней и перенос их на верхний электрод. Далее переменный источник питания (не показан) отключают и элементом 4 переключения питания включают питание электродов, при- 55 чем минус подают на верхний, а плюсна нижний. Вторая завершающая фаза формопреобразоа=.ния зерен проходит в

S 10380 дает перпендикулярно направленный к постоянному магнитному полю электромагнитный поток, проходящий через плоскости электродов. Использование переменного электромагнита производится кратковременно лишь в момент ориентации частиц на катоде, а также при переносе их с одного электрода на другой, При этом воздействие на прикатодный и прианодный слои пере- 10 менного магнитного поля способствует уплотнению зерен на катоде, улучшению качества их ориентирования и очищению от них противоположного электрода, так как воздействуя на частицы 15 переменный электромагнитный поток сообщает им колебательные движения от" носительно их центров тяжести (точек опоры),раскачивая их, а действие в свою очередь постоянного магнитного. 2О поля прижймает их к плоскости катода и отрывает от плоскости противоположного электрода (анода). Затухающее воздействие его ускоряет процесс ориентации, обеспечивая уплотнение час- 25 тиц алмазов нв катоде. Переменный магнитный поток обеспечивает более качественную,:ориентацию и дальнейшее формопреобразование зерен, так как прижимая их друг к другу своими длин- д0 ными поверхностями, тем самым, снижает способность электролита выделять в этом слое ионы осаждаемых веществ, тогда как открытые и обращенные к аноду торцовые (по длинной геометри- 35 ческой оси) поверхностй зерен приобретают наилучшие условия для их покрытия.

В предлагаемом. устройстве возмож но проводить и предварительное ферро67 магнитное нанесение покрытия (равнотолщинное). При этом зерна алмазов необходимо предварительно обработать токопроводящим покрытием, например хромом. Далее зерна обрабатываются в данном устройстве с выключенной магнитной системой, а источник переменного магнитного поля включают на постоянный режим без включения элемента управления затуханием, что обеспечивает равномерность покрыт р частиц алмазов.

Конструкция узлов предлагаемого устустройства и их технологическая компановка выгодно отличает его от прототипа, так как взаимодействующие магнитная система с блоком обратно пропорционального регулирования магнитной индукции и анодно-катодная система, включающая функционально взаимозаменяющиеся электроды с weментом переключения потенциалов пита-, ния, а также переменный электромагнит с элементом управления затуханием, обеспечивают получение частиц с высокими поверхностно-магнитными свойствами, Например, при использовании предлагаемого устройства для нанесения разнотолщинного ферромагнитного покрытия на зерна алмаза, обеспечено повышение поверхностно-магнитных

Э свойств примерно в 9 раз, что обеспечивает их направленное размещение в готовом режущем инструменте, а следовательно, повышение качества инст" румента и снижение более, чем в 2 раза, расхода технических алмазов.

i 038067

1038067

Составитель И.Киянский

Техред А.Бабинец Корректор А.Зимокосов

Редактор К. llann

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6102/11 Тираж. 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д, 4/5