Устройство для нанесения гальванического металлического покрытия на внутреннюю поверхность металлической бесконечной ленты

 

Изобретение относится к гальванотехнике , в частности к устройствам для нанесения покрытия на металличес - кую бесконечную ленту. Цель изобрете - ния - нанесение покрытий на ленты любого размера и повышение качества оса жденного металлического покрытия. Это достигается тем,что свернутые в коль цо бесконечные ленты (2 или 4) кон центрично устанавливают на стальной . опорной плите, герметизируя при этом стык между плитой и торцами ленты, В зазор между лентами залит электролит. Аноды установлены на кронштейне, размещенном в свою очередь на колонне, закрепленной в геометрическом центре установленных на ребро лент. Покрытие получают на внутренних или наружных поверхностях лент в зависимости от их взаимного расположения анодов в электролите. Описьшаемое устройство снижает ограничения по габаритам обрабатываемых лент, сокращает расход электролита и электроэнергии. 22 з.п. ф-лы, 5 ил. § (У)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU(„) {51)4 С 25 D 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4027004/23-02 (22) 24.02.86 (31) P 3509388.9 (32) 15.03.85 (33) DE (46) 23. 09. 88. Бюл. У 35 (76) Курт Хельд {пЕ) (53) 621. 357. 7 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 101701, кл. С 25 D 7/06, 1954. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА

ВНУТРЕННЮЮ ПОВЕРХНОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ

БЕСКОНЕЧНОЙ ЛЕНТЫ (57) Изобретение относится к гальвано технике, в частности к устройствам для нанесения покрытия на металлическую бесконечную ленту. Цель изобрете ния — нанесение покрытий на ленты любого размера и повышение качества оса. жденного металлического покрытия. Это достигается тем,что свернутые в коль" цо бесконечные ленты (2 или 4) концентрично устанавливают на стальной опорной плите, герметизируя при этом стык между г литой и торцами ленты, В зазор между лентами залит электролит.

Аноды установлены на кронштейне, размещенном в свою очередь на колонне, закрепленной в геометрическом центре установленных на ребро лент. Покрытие получают на внутренних или наружных поверхностях лент в зависимости от их взаимного расположения анодов в электролите. Описываемое устройство снижает ограничения по габаритам обрабатываемых лент, сокращает расход электролита и электроэнергии. 22 з.п. ф-лы, 5 ил.

1426459

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к устройствам для нанесения покрытия на металлическую бесконечную ленту.

Цель изобретения — обеспечение нанесения покрытий на ленты любого размера и повышение качества осажденного металлического покрытия.

На фиг.l изображено устройство для 10 хромирования прессовочной ленты; на фиг.2 — прокладка для установки прес совочной ленты на опорной плите; на фиг.3 — опора для подвода тока, разрез; на фиг.4 - выполнение устройства 15 для одновременного хромирования двух прессовочных лент; на фиг.5 — устройство для одновременного хромирования обеих поверхностей прессовочной ленты, частичный разрез. 20

Устройство состоит иэ прямоугольной опорной плиты 1 (опоры) из стали, на которой на ребро установлена в ненатянутом состоянии бесконечная лента

2, образующая кольцо. Лента 2 расположена на прокладке 3. Внутри ленты 2 концентрично на прокладке, аналогичной прокладке 3, установлена лента 4, имеющая высоту, равную высоте ленты 2.

В пространство между лентами 2 и 4 ЗО залит электролит 5 (хромовая кислота).

Лента 4 на опорной плите 1 закреплена посредством зажимных 6 и противозажимных 7 элементов, которые обеспечи.вают строго кольцевое расположение лент. Элементы 6 установлены снаружи внешней ленты 2, а элементы 7 - внутри внутренней ленты 4. В геометрическом центре 8 окружностей лент 4 на опорйой плите 1 установлена опора 9, 4О электрически изолированная от плиты

1 прокладкой 10 из синтетического ма" териала.

На плите 1 расположена с возмож- ностью вращения гильза ll, несущая а два установленных .под углом 180 кронштейна 12 из меди, длина которых больше радиуса внутренней ленты 4 и меньше радиуса наружной ленты 2.

Кронштейны 12 выступают над обеими лентами 2 и 4, На концах кронштейнов

12 укреплено несколько свинцовых стержней 13 погруженных в электролит

5. Стержни 13 расположены с зазором относительно внутренней поверхности

14 ленты 2 и наружной поверхности 15 прессовочной ленты 4, не касаясь этих поверхностей при вращении гильзы il, На наружной поверхности ленты 2— размещены изготовленные из меди манже— ты 16 которые фиксируются зажимными элементами 6, электрически изолированными по отношению к плите 1.

Лента 2 посредством кольцевой прокладки 3 из резины или синтетического материала электрически изолирована от опорной плиты 1. Прокладка

3 содержит кольцеобразный корпус 17, установленный на плите l. Корпус 1 7 состоит из неэлектропроводного материала (резина или синтетический материал). На верхней стороне корпуса 17, выполнен кольцеобразный паз 18, в который вставлен фиксатор 19 состоящий из двух кольцеобразных железных направляющих 20 и 21. Направляющая

20 имеет в верхней части уступ 22 и примыкающий к нему паз 23. Лейта 2 устанавливается в фиксатор 19 на уступ 22 направляющей 20 и в нижней части одной поверхностью прилегаег к стенке 24 второй направляющей 21. В пазу 23 находится кольцо 25 круглого сечЕния, которое прижимает ленту .2 к стенке 24. Давление прижима повышается тем, что в пазу .23 на кольцо 25 действует находящаяся под давлением жидкость, например вода илн собственно жидкий электролит. Это позволяет установить ленту 3 прочно и герметично по отношению к электролиту и электрически изолировать ее от опорной плиты, Конструкция прокладки обеспечивает надежное кольцеобразное положение прессовочной ленты на плите 1. При известных условиях можно даже отказаться от эажимных 6 или противозажим" ных 7 элементов и установить ленту 2 свободно на плите 1.

Устройство работает следующим образом.

Для гальванического твердого хромирования внутренней поверхности 14 наружной ленты 2 манжеты 16 подсоединяются через гибкие провода 26 к состоящему из медных сердечников достаточно большого поперечного сечения кольцевому проводу 27, который в свою очередь соединен с отрицательным полюсом источника постоянного тока. Свинцовые стержни 13 через кронштейны 12 и опору 9 соединены с положительным полюсом источника постоянного тока. Прн етом наружная лента 2 включена в ка" честве катода, а свинцовые стержни

l3 - в качестве анода. Посредством, двигателя 28 и цепи 29 для передачи энергии на укрепленное на наружной гильзе ll зубчатое колесо 30 приводитг ся в движение наружная гильза ll опоры 9 так, что свинцовые стержни 13, действующие в качестве анода, вращаются с равномерной скоростью. Согласно известному гальваническому принци- 10 пу из электролита происходит осаждение атомов хрома на противолежащем по отношению к стержням 13 участке внутренней поверхности 14, действующей в качестве катода ленты 2. Так как 15 стержни 13 движутся с вращением, то эа один оборот на всей внутренней поверхности осаждается слой хрома опре; деленной толщины. Над всей системой может быть натянут шатер 31. 20

Опора 9 (фиг.3) состоит из полой четырехгранной трубы 32, которая посредством фланца 33 и электроизоляционной прокладки 10 привинчена к опорной плите 1. В четырехгранной трубе 25

32 установлен медный стержень 34, который через отверстие в опорной плите 1 контактирует с токоподводом от источника постоянного тока. Медный стержень 34 имеет фланец 35, на кото- 30 ром установлены наружный 36 и внутренний 37 кольцевые фланцы, при этом между ними остается свободным кольцеобразное полое пространство. Между полой четырехгранной трубой 32 и фланцем 35 нет токопроводящего соединения, так как общие места контакта имеют изоляцию 38. Наружная гильза 11 имеет в своей нижней части кольцеобразный контрфланец 39 и проходящий в 4р середине вал 40, укрепленный с возможностью посредством двух шарикоподшипников 41 на внутреннем кольцевом фланце 37 так, что этот вал и с ним вся наружная гильза 11 могут вращать- 45 ся вокруг неподвижного медного стержня 34. Шарикоподшипники 41 посредством изоляции 42 электрически изолированы от внутреннего кольцевого фланца 37. Промежуток между обоими шарико-50 подшипниками 41 зафиксирован с помощью верхней распорной втулки 43, а нижний шарикоподшипник с помощью нижней распорной втулки 44 расположен на изоляционной плите 45, которая в свою очередь находится на фланце 35.

Кольцеобразный контрфланец 39 наружной гильзы 11 входит в образованное наружным 36 и внутренним 37 коль1426459

4 цевыми фланцами полое пространство так, что между стенками остается небольшой зазор в несколько десятых милиметров. Это эаданное зазором пространство заполнено ртутью 46, которая обеспечивает передачу тока от фланца

35 через неподвижные кольцевые фланцы

36 и 37 на вращающийся контрфланец 39 наружной гильзы ll и оттуда через кронштейны 12, смонтированные в верх" ней части наружной гильзы ll дальше на стержни 13 (анод).

Двигатель 28 в свою очередь укреплен на четырехгранной трубе 32. Чтобы

I избежать прохождения тока от наружной гильзы 11 через цепь 29 на двига» тель 28 и четырехгранную трубу 32, зубчатое колесо изолировано электрически от наружной гильзы с помощью изоляционных пленок 47. Подобная конструкция позволяет также избежать прохождения тока от внутреннего кольцевого фланца 37 через шарикоподшипники

41 на вал 40, так как необходимые при хромировании сильные токи могут, в противном случае, вызвать опасный перегрев в малых поперечных сечениях шарикоподшипников. Путем соответствующего выбора числа оборотов стержня

13 (анода) получают требуемую общую толщину твердого хромового покрытия.

Можно увеличить толщину осаждаемого за один оборот слоя путем увеличения числа рядом расположенных свинцовых стержней, образующих анод.

Благодаря кольцеобразному расположению катода и анода плотность тока автоматически поддерживается на всех участках на постоянном уровне, так что в целом на всей поверхности ленты обеспечивается весьма равномерная толщина твердого хромового покрытия.

Кроме того, водородная хрупкость не имеет места, в результате чего устраняется опасность растрескивания по верхностного слоя под действием напряжений при растяжении. Усталостная прочность при изгибе для знакопеременного цикла лент, хромированных по предлагаемому способу, также гораздо вышее, чем аналогичный показатель для лент, хромированных известным способом, Выход по току при твердом хромировании составляет около 20Х, т.е. около 807. необходимого тока используется для электролиза воды. При этомна катоде образуется газообразный

14264 водород, который выделяется из электролита. Поднимающиеся газовые пузыри уносят при этом часть электролита, вследствие чего газообразный водород смешивается с парами хромовой кислоты.

Если натянуть над всей системой лент, шатер 31 из синтетической пленки (фиг.4), то эти пары будут улавливать,:ся и вытягиваться. 10

В целях сведения к минимуму мощ: ности потерь подводы тока к аноду и катоду должны осуществляться с мини мально возможным сопротивлением, по этому применяются провода из массивной меди с соответственно большим поперечным сечением.

Если же вместо внутренней поверхности ленты необходимо хромировать ее наружную поверхность, то ленты распо- 20 лагаются на устройстве так, что лента

1 меньшего диаметра включается как ка тод, например, прессовочная лента 4 с подлежащей хромированию поверхностью

15 (фиг.1). Соединение катода с отри- 25 цательным полюсом источника тока осуществляется через подводы на внутреннюю сторону ленты 4 в соответствии с приведенным описанием, тогда как анод впредь соединяется со свинцовыми стер- 0 жнями 13. В остальном расположение остается неизменным. Атомы хрома из находящегося в полом пространстве электролита осаждаются в этом случае при включенном источнике тока и вра35 щающихся кронштейнах 12 на наружной поверхности 15 ленты 4 и образуют требуемое хромовое покрытие.

Предлагаемое устройство позволяет такж одновременно хромировать две ленты, причем в этом случае у ленты, расположенной снаружи, хромируется внутренняя сторона, а у ленты, расположенной внутри, хромируется наружная сторона, Для этого на внутренней сто- 45 роне, расположенной внутри ленты 4, размещаются манжеты, соответствующие манжетам 16, расположенным снаружи ленты. Манжеты 16 фиксируются как на наружной ленте 2, так и на внутренней 50 ленте 4 с помощью зажимных элементов

6, которые состоят из медных стержней (фиг.4) и в данном случае одновременно служат для токоподвода. д остальном это устройство для хромирования двух лент (фиг.4) имеет ту же конструкцию,что и устройство дляхромирования одной ленты (фиг. 1), за тем исключением, что здесь передача мощности от

59 6 двигателя 28 на наружную гильзу 11 осуществляется через редуктор 48.

Как манжеты расположенной снаружи ленты 2, так и манжеты расположенной внутри ленты 4 соединены с отрицательным полюсом источника постоянного тока, так что. обе ленты одновременно образуют катод. Если кронштейны 12 вращаются с действующими как анод свинцовыми стержнями 13, то атомы хрома осаждаются как на внутренней поверхности 14 наружной ленты 2, так и на наружной поверхности 15 внутренней ленты 4. Тем самым одна из поверхностей обеих лент покрывается хромовым слоем.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить одновременно хромирование внутренней и наружной поверхностей одной единственной ленты 4. Для этого три прессовочные ленты 2,49 и 4 с уменьшающимися диаметрами концентрически по отношению друг к другу устанавливаются одна внутри другой на опорной плите 1. На фиг.5 показаны в сечении в направлении диаметра к общей средней точке стенки трех расположенных одна внутри другой пресса» вочных лент. Эти три прессовочные ленты стоят на прокладках 50 - 52, причем прокладки 50 и 52 устроены соответственно изображенной на фиг.2 прокладке, так что от дополнительных зажимных элементов для прессовочных лент можно отказаться. Кроме того, внутренняя 4 и наружная 2 ленты могут быть зажаты и обычными элементами

6 или 7, в результате чего излишне применение этой прокладки для обеих лент 2 и 4.

Однако средняя прессовочная лента

49 зажимается в особой прокладке, в результате чего ее внутренние и наружные поверхности не скрыты для одновременного хромирования, и при этом прессовочная лита 49 стоит на плите в зафиксированном положении.

Прокладка 51 имеет в своей нижней части дополнительно проходящее с обеих железных направляющих 20 и 21 цапфовое кольцо 53, которое состоит иэ материала с высокой электропроводностью (медь). Это цапфовое кольцо 53 в нескольких местах снизу через отверстия 54 в плите 1 соединено контактны" ми штеккерами 55 с отрицательным полюсом источника тока, так что лента

49 включается как катод.

1426459

Между наружной 2 и средней 49 лентами имеет<:я полое пространство

56, а между средней 49 и внутренней 4 лентами еще одно полое пространство

57. В полое пространство 56 погружен анод 58, а в полое пространство 57 погружен анод 59. Оба анода 58 и 59 состоят в свою очередь из свинцовых стержней, отходящих от кронштейна 1ð

12. Форма выполнения анодов и их контактирование через кронштейны 12 и опору 9 происходит в остальном аналогично описанному. Оба полых пространства 56 и 57 заполнены электролитом. Так как наружная 2 и внутренняя

4 прессовочные ленты имеют нулевой потенциал, то между действующей как катод средней прессовочной лентой 49 и обоими анодами 58 и 59 создается 20 электрическое поле, так что при вращении анода и включении источника напряжения происходит одновременное осаждение хромового покрытия как на наружной, так и на внутренней поверх- 25 ностях прессовочной ленты 49.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

l . .Устройство для нанесения гальванического металлического покрытия на внутреннюю поверхность металлической бесконечной ленты, содержащее ванну с электролитом, анод, погруженный в электролит, и ленту-катод, соединенные с соответствующими полюсами источ

35 ника постоянного тока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения нанесения покрытий на ленты любого размера и повышения качества осажденного металлического покрытия, ванна образована установленными на ребро на опорной плите с зазором внешней и внутренней обрабатываемыми лентами, образующими концентрические кольца, в геометрическом центре которых на опорной плите установлен вертикальный стержень, электрически изолированный от опорной плиты, на верхнем конце которого установлены горизонтальные кронштейны длиной меньше

50 радиуса внешней ленты и больше радиу» са внутренней ленты, причем на концах кронштейнов расположены плоские, опущенные в электролит аноды, соединенные через кронштейны и стержень с

55 положительным полюсом, а по меньшей мере одна лента соединена с отрица-. тельным полюсом источника постоянного тока.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что внешняя лента соединена с отрицательным полюсом источника постоянного тока посредст-: вом уплотнительной манжеты, прилегающей к наружной стороне ленты, а внутренняя лента соединена с отрицательным полюсом источника постоянного тока с помощью уплотнительной ман-, жеты, прилегающей к внутренней сторо не ленты.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что между внутренней и внешней лентами установлена на ребро дополнительная лента, а на кронштейне установлен дополнительный анод, при этом один анод размещен в пространстве между внешней и дополнительной лентами, а другой - в пространстве между последней и внутренней лентами и дополнительная лента сквозь опорную плиту соединена с отрицательным источником постоянного тока.

4. Устройство по пп l - 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ленты установлены в кольцевом уплотнении опорной плиты.

5. Устройство по п.4, о т л и ч аю щ е е с я тем, что кольцевое уплот-. нение выполнено в виде кольцеобразно го элемента из эластомерного материала с кольцеобразной канавкой, в которой установлено крепление, состоящее из двух кольцеобразных металлических шин, при этом металлйческая шина вы» полнена в верхней части с уступом для установки ленты и канавкой, сопряженной с этим уступом.

6. Устройство по п.5, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в канавке установлено прилегающее к ленте кольцо круглого сечения.

7. Устройство по пп.5 и 6, о т л ич а ю щ е е с я тем, что металлические шины выполнены из сплава, содержащего железо

8. Устройство по п.5, о т л и ч аю щ е е с я тем, что кольцеЬбразный элемент выполнен из резины.

9. Устройство по п.5, о т л и ч аю щ е е с я тем, что через опорную плиту бесконтактно с ней и кольцеобразный элемент пропущен контактный штекер с цапфовым кольцом, соединенный с отрицательным полюсом источника тока.

10. Устройство по пп.1 - 9, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно

9 14264 снабжено опорой и размещенным на ней шатром с вытяжным устройством.

11. Устройство по пп.1 - 10, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что наруж» ная лента посредством воздействующих

5 ,на ее наружную сторону пластинчатых зажимных элементов закреплена на опорной плите.

12. Устройство по пп. 1 — 11, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что внутрен« няя лента закреплена на опорной плите посредством воздействующих на ее внутреннюю сторону пластинчатых за жимных элементов.

13. Устройство по пп,! - 12, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что внутренняя лента зафиксирована в круговой форме посредством воздействующих на ее Внутреннюю сторону натяжных

; противоэажимных элементов.

14. Устройство по пп.12 и. 13, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что уплот» нительные манжеты посредством пластинчатых зажимных элементов закрепле- 25 ны на поверхности ленты.

15. Устройство по п.14, о т л ич а ю щ е е с я тем, что манжеты выполнена из меди.

16. Устройство по пп.11 и 12, о т- З0 л и ч а ю щ е е с я тем, что поджим манжет к отрицательному полюсу источника постоянного тока осуществлен снизу сквозь опорную плиту посредством медных эажимных элементов.

17. Устройство по пп.11 и 12, о т. 35 л и ч а ю щ е е с я тем,что контакт манжет с. отрицательным полюсом источника постоянного тока осуществлен по59 10 средством гибких проводов со стороны размещенного на опорной плите кольцевого провода.

18. Устройство по пп ° 1 - 17, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что анод состоит из нескольких плотно прилегающих друг к другу стержней, которые укреплены на кронштейнах опоры.

19. Устройство по п.! о т л и— ч а ю щ е е с я тем,что вертикальный стержень состоит из полой четырехгранной трубы, в верхней части которой размещена с возможностью вращения электроизолированная по отношению к четырехгранной трубе наружная гильза, несущая кронштейны, а внутри четырех гранной трубы и в отверстии опорной плиты установлен медный стержень, соединенный с отрицательным плюсом источника тока и контактирующий с наружной гильзой.

20. Устройство по п.19, о т л ич а ю щ е е с я тем, что наружная гильза кинематически связана с двига" телем цепной передачей.

21. Устройство по п.19, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что наружная гильза связана с двигателем посредством редуктора.

22. Устройство по п.19, о т л ич а ю щ е е с я тем, что электроконтакт медного стержня с вращающейся наружной гильзой осуществлен через жидкий металл.

23. Устройство по п.,22, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в качестве жидкого металла оно содержит ртуть.

1 426459 ) 426459

Составитель В.Сазонов

Техред М.Ходанич Корректор С.Черни

Редактор И.Дербак

Заказ 4787/58 Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4