Устройство для нанесения гальванических покрытий

 

Изобретение относится к гальванотехнике. Цель изобретения - улучшение равномерности гальванических покрытий. Устройство содержит лазер 1 и последовательно расположенные по одну сторону от него зеркало 2, полупрозрачные зеркала 3,4 и зеркало 5, а по другую сторону зеркало 6 и полупрозрачные зеркала 7, 8, 9, которые расположены между соответствующими фотоприемниками 11,12, 13 и парами линз 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19, установленными перед прозрачным окном 20 гальванической ванны 21 с анодом 22 в виде секции и катодом 10. Анод 22 подключен через соответствующий ключ 23 к источнику питания 24. Выходы фотоприемников подключены к соответствующим последовательно соединенным вольтметрам 25 и самописцам 26, а выходы вольтметров 25 подключены к последовательно соединенным блокам сравнения 27 и блокам управления 28 ключами. Улучшение равномерности покрытия достигается введением в устройство трех зеркал, пяти полупрозрачных зеркал, вольтметров, самописцев, блоков сравнения и блоков управления ключами. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 25 D 21/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4301710/31-02, (22) 28.08.87 (46) 30.07.89. Bran. № 28 (71) Харьковский авиационный институт им. Н.Е. Жуковского (72) Е.Д. Кошевой, А.А. Капустин, Г.A. Трухляк и Л.А. Трухляк (53) 621.357.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1336626, кл. С 25 D 21/12, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1344822, кл. С 25 D 21/12, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к гальванотехнике. Цель изобретения — улучшение равномерности гальванических покрытий. Устройство содержит лазер

1 и последовательно расположенные по одну сторону от него зеркало 2, полупрозрачные зеркала 3,4 и зерка,„SU„„1497299 А1

2 ло 5 а по другую сторону — зеркало

6 и полупрозрачные зеркала 7,8,9, которые расположены между соответствующими фотоприемниками 11,12, 13 и парами линз 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19, установленными перед прозрачным окном 20 гальванической ванны 21 с анодом в виде секции и катодом 10.

Анод 22 подключен через соответствующий ключ 23 к источнику питания

24. Выходы фотоприемников подключены к соответствующим последовательно соединенным вольтметрам 25 и самописцам 26, а выходы вольтметров 25 подключены к последовательно соединенным блокам сравнения 27 и блокам управления 28 ключами. Улучшение равномерности покрытия достигается введением в устройство трех зеркал, пяти полупрозрачных зеркал, вольтметров, самописцев, блоков сравнения и блоков управления ключами. 1 ил.

+ для улучшения равномерности гальванических покрьггий в процессе их нанесенияя.

Цель изобретения — улучшение равномерности гальванических покрытий за счет локального регулирования толщины покрытия, 10

На чертеже представлена функциональная схема устройства (для случая измерения толщины наносимого покрытия в трех точках) °

Устройство для нанесения гальванических покрьггий содержит лазер 1 (например ЛГ-38, ЛГН-215) и последовательно расположенные по одну сторону от него зеркало 2, полупрозрачные зеркала 3 и 4 и зеркало 5, а 20 по другую сторону — зеркало 6 и полупрозрачные зеркала 7-9. Зеркала служат для:разделения и направления когерентного излучения лазера в три измеряемые точки объекта (катода) 10 25 для нанесения гальванических покрытий. Полупрозрачные зеркала 7-9 расположены между соответствующими фотоприемниками 11-13 (например ФД-2, ФД-3, ФСК-5, СФ2-1) и линзами 14-19» 30 формирующими отраженные пучки и устанавливаемыми перед прозрачным окном.20 гальванич кой ванны 21, анод которой представ .яет собой изолированные между собой секции 22, каждая из которых снабжена ячейкой из диэлектрического материала (ячейки на чертеже не показаны) и подключена через соответствующий ключ 23 к источнику питания 24.

Выходы фотоприемников подключены к соответствующим последовательно соединенным вольтметрам 25 и самописцам 26, а выходы вольтметров, в свою очередь, подключены к соответствующим последовательно соединенным блокам сравнения 27 и блокам 28 управления ключами. Количество вольтметров, самописцев, сравнивающих устройств, блоков управления ключами и ключей определяется выбранным числом точек контроля толщины наносимого покрьггия (количеством секций анода).

Устройство работает следующим об55 разом.

Лазер 1 дает излучение в обе стороны (или делится полупрозрачным зеркалом на два пуча). Один иэ лу40

3 149729

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано

9 4 чей отражается от зеркала 6 и с помощью полупрозрачных зеркал 7-9 поступает на фотоприемники 11-13 как эталонный луч. Другой луч отражается от зеркала 2 и с помощью полупрозрачных зеркал 3 и 4 и зеркала 5 направляется через прозрачное окно 20 в гальванической ванне 21 между секций анода 22 в три контролируемые точки объекта (катода) 10 для нанесения гальванических покрытий, Отраженные от трех точек на поверхности катода луча формируются линзами 15,17,19 в параллельйые пучки, а линзами 14, 16, 18 фокусируются на фо" топриемники. Если оба луча поступают в фазе, то сигнал с фотоприемника достигает максимума. Если же фазы не совпадают, то сигнал на выходе фотоприемника уменьшается, достигая минимума при сдвиге фаз в половину периода. Таким образом, сигнал с фотоприемника является функцией расстояния от выходного окна лазера до контролируемой поверхности, т.е. функцией толщины наносимого покрытия в измеряемой точке.

Сигналы с фотоприемников измеряются вольтметрами 25 и поступают на самописцы 26, которые вычерчивают непрерывную диаграмму изменения толщины наносимого покрьггия в контролируемых точках . Одновременно сигналы с выходов вольтметров поступают на входы соответствующих блоков сравнения 27, в которых происходит сравнение толщины покрытия в измеряемой точке с требуемым значением толщины покрытия. При равенстве этих величин выдается сигнал на соответствующий блок 28 управления, который ключем

23 отсоединяет соответствующую секцию 22 анода от источника питания

24. При достижении во всех точках катода требуемой толщины покрытия все секции анода будут отключены от источника питания и процесс электролиза заканчивается.

В качестве конкретного выполнения устройства можно привести примеры, использующие лазеры ЛГ-36, ЛГ-36А, ЛГ-38, ЛГН-215 и др. Длина волны указанных лазеров = 0,6328 мкм. С помощью данного устройства можно наносить покрытия до 25 мкм, с точностью, равной /2. Сигнал на выходе фотоприемника представляет собой синусоидальный сигнал, для которого

1497299

35 расстояние между двумя соседними максимумами равно Л /2, Таким образом, подсчитав количество максимумов синусоидального сигнала и умножив на величину 71 /2 можно определить толщину нанесенного покрытия. Информация о толщине покрытия заложена в количестве максимумов синусоидального сигнала, который возникает при сложении двух лучей, а так как результат сложения в основном зависит от того, поступают сигналы в фазе или в противофазе, то амплитуда сигнапа особого значения не имеет, поэтому спектр поглощения электролита существенную роль для данного устройства не играет. Хотя желательно брать электролиты с малой степенью поглощения.

Технико-экономический эффект применения предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в улучшении равномерности гальванических покрытий. Это достигается за счет того, что в предложенном устройстве осуществлено управление процессом нанесения гальванических покрытий не косвенным методом, основанным на оценке катодной плотности тока на участках, а путем локального регулирования толщины покрытия на трех участках покрываемого изделия с помощью трех идентичных регуляторов °

Кроме того, сокращается время обработки партии деталей в гальванической ванне, так как в данном устройстве нет необходимости получать и химически обрабатывать голограмму первоначального состояния электролита в пространстве анод-катод и отсутствует длительный процесс

40 поиска оптимума критерия равномерности распределения катодного тока путем настройки секций анода. Также повышается надежность устройства изза отсутствия механизма перемещений секций анода и его экономичность из-эа отсутствия необходимости подачи сжатого воздуха, увеличивается наглядность процесса нанесения гальванических покрытий, так как самописцы вычерчивают диаграмму изменения толщины наносимого покрытия в контролируемых точках, а именно при аварийном отказе части системы регучирования (блока сравнения 27, блоки 28 управления ключами и ключи 23) оператор, наблюдая за толщиной покрытия по записям самогисца, при достижении толщины покрытия на определенном участке требуемого значения вручную отключает источник питания от соответствующих секций анода.

Равномерность гальванических покрытий, получаемых с помощью данного устройства, будет улучшаться на 3-5Х.

Время обработки деталей уменьшается на 20 мин, так как время получения голограммы первоначального состояния электролита составляет 20 мин.

Формула изобретения

Устройство для нанесения гальванических покрытий, содержащее источник питания, гальваническую ванну с прозрачным окном, катод, анод, подключечный через ключ к источнику пи тания и выполненный в виде изолированных между собой секций, каждая из которых снабжена ячейкой иэ диэлектрического материала, линзы, лазер и фотоприемники, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью улучшения равномерности гальванических покрытий за счет локального регулирования толщины покрытия, оно снабжено тремя зеркалами и пятью полупрозрачными зеркалами, по числу секций, вольтметрами, самописцами, блоками сравнения и блоками управления ключами, причем по одну сторону от лазера последовательно расположены зеркало, два полупрозрачных, зеркала и зеркало, а по другую сторону — зеркало и три полупрозрачных зеркала, которые расположены между фотоприемниками и линзами, установленными перед прозрачным окном гальванической ванны, при этом выходы фотоприемников подключены к соответствующим последовательно соединенным вольтметрам и самописцам, а выходы вольтметров подключены также к соответствующим последовательно соединенным блокам сравнения и блокам управления ключами,