Анод для установок электролитического нанесения покрытий

 

Сущность изобретения: стержни 8 устанавливают в отверстиях 9 в форме наравноплечих рычагов, большее плечо которых находится в полости контейнера 1. Под воздействием тяжести загружаемых кусков 5 анодного материала и дополнительных усилий стержни 8 перемещаются своими концами к несущей их стенке, образуя локальные источники энергии в виде упруго деформированных контактных гнезд, отдающих ее через эти стержни в контактное усилие с анодным материалом. Одновременно стержни 8 ориентируют и направляют перемещение кусков 5, образующих растворяемый элемент технологически необходимых массогабаритных характеристик и упорядоченной структуры. Часть стержней 8 может вводиться в контакт с кусками 5 hocne загрузки контейнера 1. Выгрузка кусков 5 для обслуживания производи-ся переворотом контейнера 1 вверх дном после демонтажа стержней 8 из контактных гнезд. 2 з.п. ф-лы. 13 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 С 25 0 17/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4754629/26 (62) 4721697/02 (14 07 89) (22) 27.10.89 (46) 15,08.92. Бюл, М 30 (71) Тверской вагоностроительный заводим.

M.È. Калинина (72) В.А. Коровкин (56) Авторское свидетельство СССР М

1071670, кл. С 25 D 17/10, 1982.

° Авторское свидетельство СССР М

1339168, кл. С 25 Ь 17/10, 1986. (54) АНОД ДЛЯ УСТАНОВОК ЗЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ (57) Сущность изобретения: стержни 8 устанавливают в отверстиях 9 в форме наравноплечих рычагов, большее плечо которых находится в полости контейнера 1. Под воздействием тяжести загружаемых кусков 5 Ы 1754803. А1 анодного материала и дополнительных усилий стержни 8 перемещаются своими концами к несущей их стенке, образуя локальные источники энергии в виде упруго деформированных контактных гнезд, отдающих ее через эти стержни в контактное усилие с анодным материалом. Одновременно стержни 8.ориентируют и направляют перемещение кусков 5, образующих растворяемый элемент технологически необходимых массогабаритных характеристик и упорядоченной структуры. Часть стержней 8 может вводиться в контакт с кусками

5 йосле загрузки контейнера 1, Выгрузка кусков 5 для обслуживания производи"ся переворотом контейнера 1 вверх дном после демонтажа стержней 8 из контактных гнезд. 2 э.п. ф-лы, 13 ил.

1754803

20

Изобретение относится к гальванотех. нике, в частности к конструкциям растворимых анодов, и может быть использовано для осущесгвления других электрохимических процессов, преимущественно с целью количественного растворения металлов. . Цель изобретения — улучшение удобства обслуживания при загрузке и выгрузке крупнокускового анодного материала.

На фиг. 1 изображен предлагаемый анод, общий вид; на фиг. 2 — то же; вид сбоку; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг, 2; на фиг. 4-узел 1 на фиг. 1 (пример выполнения . и положение контактных элементов и элементов упругого контактного гнезда а один из моментов анодного растворения); на фиг, 5 — 7 — примеры выполнения упругих контактных гнезд по п. 1 формулы; на фиг, 8 — 10— примеры выполнения упругих контактных гнезд по и. 2 формулы; на фиг. 11 — 13 — примеры выполнения упругих контактных гнезд по и. 3 формулы, . Анод содержит перфорированный контейнер 1 коробчатой формы, снабженный контактно-подвесными крюками 2 с удпинен ной ножкой 3 дпя завешивания и контак.. ° 1. тироаания с токоаедущей штангой 4 ванны электрохимической обработки, и размещенные в полости контейнера один, даа или несколько кусков 5 цветного металла, образующих а соответствии с их количеством монолитный ипи сборный растворяемый элемент.

Контейнер 1 собран преимущественно точечной сваркой из нескольких плоских и изогнутых деталей, изготовленных из токопроводящего тонколистоаого материала, например титана, химически и электрохимически устойчивого в условиях применения анода и обладающего пружинными свойствами. Крюки 2 выполнены из материааа с малым удельным электрическим сопротивлением, например меди, и скреплены с ножками 3, выполненными из того же материала, что и контейнер, медными заклепками 6 либо с помощью резьбоаых крепежных деталей. Ножки крюков прикреплены к контейнеру через уголки 7, установленные в верхней части его торцовых стенок.

Перфорированные боковые стенки контейнера снабжены жесткими контактными элементами, которые выполнены в виде стержней 8 и установлены в отверстиях 9 упругих контактных гнезд, образованных в листовом материале этих стенок посредством щелевых отверстий, ограниченных отверстиями 10 перфорации или специально выполненными отверстиями 11 большего размера, чем основные отверстия 10 перфорации, По крайней мере одно из щелевых отверстий каждого гнезда или его отрезок выполнено линейным, ориентированным поперек стенки, угловым, ориентированным биссектрисой угла вдоль стенки, а отверстия 9 для установки стержней 8 . выполнены а середине указанного углового либо линейного отверстия или его отрезка;

В формах упругих контактных гнезд, представленных на фиг. 5 и 6, упругие элементы каждого гнезда образованы горизонтальным щелевым отверстием 12, включающим нечетное количество отверстий 10 перфорации, или угловым отверстием 13, лучи которого ограничены одной горизонталью, и эквидистантными им соответственно горизонтальными 14 и угловыми

15 отверстиями, выполненными в выше- и: нижележащих рядах отверстий перфорации, при этом стержни 8 установлены в середине средних 12 или 13 щелевых отверстий.

В примере на фиг. 7 упругие контактные гнезда образованы в листовой стенке, пер- форация s которой выполнена в виде крупноразмерных окон продолговатой формы. ориентированных продольной осью вдоль стенки. В простейшем случае щелевые отверстия гнезд выполнены разделяющими пополам перемычку между смежными окнами 10 такой перфорации, В гнездах на фиг. 8-10 щелевые отаерамя выполнены Н -К.ипи Х-образнойформы,авверстия

9- в центре симметрии этих щелевых отверстий.

В группе упругих контактных гнезд на фиг. 11 — 13 щелевые отверстия выполнены в виде двойного Ц -, U - или Ч-образного контура, в котором один из контуров 16, 17 или 18, выполненный больших размеров, охватывает другой контур (соответственно 19, 20 изи 21) меньших размеров и имеет с ним . общую ось симметрии, ориентированную вдоль стенки, при этом, отверстия 9 распо- ложены а центре пересечения щелевых отверстий охватываемого контура.

Кроме указанных щеаевых, установочных 9 и ограничительных 10 или 11 отверстий в состав каждого гнезда входят или могут входить (фиг. 7) отверстия 10 основной перфорации, равномерно распределенные по поверхности боковых стенок, Стержни 8 в описываемом аноде выполнены из материала, аналогичного по химсо-. ставу материалу контейнера; и имеют на наружном конце ограничительное утолщение, например, в виде неполной (с лыской) ипи смещенной головки либо расширение поперечного сечения. В последнем случае наружный конец стержня может иметь отгиб и быть выполнен расплющенным (фиг, 1754803

10), в виде петли (фиг. 8), рассеченным или деформацию образованных в стенках конкрестообразным Вну реннийу астокстеруня8 тактных гнезд нижний упругий элемент ковыполнен с гладкой наочжной поверхностью. то р ы х и р и этом в ы ги б а е

Ра тв астворение металла с помощью элект- контейнера, а верхний пригибается внутрь рода предлагаемого варианта конструкции 5 него, В результатесложенияэтихдвухупруосуществляется следующим образом. гих деформаций внутренние концы стержПеред применением анода боковые ней противоположных стенок, непрерывно стенки его контейнера снабжаются одним взаимодействуя с нижним торцом куска меиз описанных типов стержней 8. Контейнер . талла, с одной сторонй, и с деформирующипри этом устанавливается в вертйкальйое 10 мися упругими элементами контактных или близкое ему положение. гнезд, с другой, раздвигаются, перемещаПри введении стержней 8 в отверстие 9 ясь сверху вниз в одно из положений а и b, о и заклиниваются в этих отверстиях в на- являющихся промежуточными между наклонном положении под действием собст- чальными наклонными и близкими к вертивенных сил тяжести (так как их центр 15 кальным предельными. Совершаемая при находится в полости контейнера) в форме этом работа, исключая работу против сил неравноплечего рычага. Большее плечо ры- трения, накапливается в материале стенок в чага при этом находится в полости.контей- виде потенциальной энергии деформации. нера и опирается на нижний участок упругих контактных гнезд, В результате на внутренней кромки отверстия 9. Меньшее 20 стенках контейнера образуются многие исплечо этого рычага упирается в верхнюю точникиэнергии.отдающиееевкойтактное часть наружной кромки отверстия 9 или усилие с анодным материалом и с самими близлежащие к ней участки наружной пло- стержнями, скости стенки, Таким образом, при описанном выполКоличество и местоположение устанав- 25 нении каждая контактнесущая стенка в целиваемых на стенках стержней зависит от лом обладает свойствами наборного размеров и степени "износа" кусков раство- многоупругого контактйого элемента с жесряемого металла. Например, для монолит- ткими подви>кными контактными стер>кн ного растворяемого элемента стержни ми. устанавлива от преимущественно только в 30 Поскольку перемещение кусков мет, лверхней части контейнера. Однако незави- ла в полости контейнера производится симо от этого они размещаются попарно нажимными, а при необходимости и с у;арпротиволежащими друг другу с минимально ными усилиями, то суммарное контактное возможным горизонтальным смещением "t" усилие анодного материала с токоведущими

35 частями контейнера значительно превышаПри формировании растворяемого эле- ет то, которое обеспечивалось бы одними мента может применяться как поштучная, только силами тяжести при отсутствии кон. так и "пакетная" (по несколько кусков одно- тактных элементов. временно) загрузка контейнера анодным После выполнения подготовительных материалом. Для облегчения выполнения 40 операций аноды подвешивают за крюки 2 этой операции используются разйые при- на токоведущие штанги 4 ванны покрытия, емы загрузки, один из которых предусмат- Приопусканиианодоввваннусодержащийривает, например, установку части ся в ней электролит затекает внутрь контейстержнейуже после загрузки металла. При . нера через сквозные отверстия в его этом по окончании сборки растворяемого 45 стенках, вступая в соприкосйовениесматеэлемента каждый из оставшихся стержней риалом растворяемого элемента. вводится в пустующие гнезда (или часть их) . Образующиеся во время электролиза в . путем вдавливания или постукивания по на- .. зоне соприкосновеййя двух "разнородных ружному торцу с одновременным поджи- проводников ионы растворяемого металла мом стержня к стенке. 50 покидают ее через токопроводящие отверПередначаломзагрузкидлинные концы стия 10, 11 и щелевые отверстия деформистержней перекрывают среднюю полость рованных контактных гнезд, Зазор между

4. контейнера, занимая положения а, Ь (фиг. растворяемым элементом и внутренне и

). При введении в его горловину куска ме- плоскостью боковых стенок, обеспечиваеталла вертикальная нагрузка в виде силы 55 мый и постепенно увелйчивающийся благотяжести последнего и прикладываемых к" . даря контактным стержням, и щелевые нему дополнительных нажимных осевых отверстия контактных гнезд улучшают услоусилий воспринимается этими участками вия для диффузионно-миграционных простержней и передается через них на кромки цессов в приэлектродйЪм слое электролита отверстий 9, вызывая разнонаправленную

1754803

50 с улучшением условий для нормального протекания электродных реакций в целом.

В процессе растворения токоподвод к кускам металла осуществляется практически только от торцов внутренних участков контактных стержней, В исходном состоянии растворяемый элемент имеет технологически целесообразную толщину, не превышающую верхнего предела диапазона толщин промышленно выпускаемого анодного материала, и состоит, как правило, из одного или двух полных либо одного среднего полного и двух неполных крайних вертикальных рядов анодного материала, Куски металла этих рядов плотно прижаты доуг к другу своими основными внутренними плоскостями и расположены в них упорядоченно, так как многоупругие элементы являются не только контактными, но и направляющими для их перемещения при загруз<е на контейнер, В столбе металла такой толщины и структуры многоупругие контактные элементы обеспечивают равномерный, KGK минимум односторонний, MHQгоместный токоподвод к наружной поверхности каждого образующего куска материала и вследствие этого равномерность распределения плотности тока по всей поверхности анода.

По мере убыли растворяемого материа. ла равномерность токоподвода сохраняется, так как упругодеформированные участки контактных гнезд, стремясь вернуться в свое естественное состояние, посредством защемленных в них стержней постоянно реагируют на изменение формы и объема столб металла и способны "сопровождать" зти изменения вплоть до образования остатка исчезающе малой толщины, Контактирование торцовых участков стержней с кусками металла, как ll их взаимодействие с участками контактных гнезд токоведущих стенок, происходит на площадках очень малых размеров, т.е. при больших контактных давлениях, обеспечивающих продавливание пассивных пленок»а титановых проводниках и анодном материале с получением электрического контакта.

По мере растворения исходной загрузки анод извлекается из электролита, остаток анодного материала пополняется новой его порцией и процесс повторяется.

При работе с анодным материалом, требующим механической очистки от шлама и пассивирующих пленок, частота извлечения анода из электролита увеличивается, Для проведения очистки контактные стержни вытаскивают эа наружный конец из установочны;< отверстий с помощью обычного ры чажнога инструмента или выколачивают из них постукиванием по отгибу или выступам головки, после чего контейнер переворачивают вверх дном. За счет освободившегося после демонтажа стержней пространства куски металла компактного растворяемого элемента получают свободу перемещения один относительного другого и стенок и выходят из полости контейнера поддействием собственной тяжести, При осложнениях с самопроизвольным выходом выгрузка мо>кет сопрово>кдаться встряхиванием или кантованием контейнера.

Очищенный анодный материал повторно загружается в контейнер, стенки которого перед этим вновь снабжаются контактными стержнями, и процесс растворения возобновляется, При производственном применении выбор того или иного контактного гнезда осуществляется в зависимости от конкретных условий, например от типа и габаритов оборудования, определяющих собственные габаритные размеры анода, от размерных характеристик применяемого анодного материала, требующих большей или меньшей плотности расположения гнезд на стенке, и т,д., а также от имеющихся возмо>кностей по изготовлению гнезд и самого контейнера.

Например, для широких (более 150-200 мм) анодов может быть использовано любое из описанных типов гнездо, для узких (50-70 мм) анодов используются преимущественно гнезда по и, 2 формулы, больший размер которых ориентирован в направлении наибольшего в этом случае размера (высоты) самой стенки. При поперечном направлении волокон проката материала стенки или при необходимости растворения с индивидуальным токоподводом кусков металла с относительно небольшим размером по высоте контейнера используются типы гнезд, представленные на фиг. 5 и 6. При этом гнезда с угловыми отверстиями применяются, если, например, требуется большая чувствительность контактных элементов к силовым воздействиям, так как при одном и том же размере по ширине стенки гнезда с угловыми отверстиями образуют в ней большие плечи, чем гнезда с линейными отверстиями.

Контактные гнезда с двойным U- U- или

V-образным контуром щелевых отверстий, способные выдерживать наибольшую деформацию без заметной потери зксплуатационных свойств, могут быть использованы, например, для работы со стержнями призматической формы (фиг. 11, 12), поперечное сечение которых близко к квадрату, который по своим размерам отличается в меньшую. сторону от вписывающегося в окружность

1754803

10 отверстия 9 на величину зазора, необходи- работы на крупнокусковом анодном материх типораэмерных характемого для свободного ввода стержня в это але как различных типо и на одном унифицированном отверстие. Стержниэтоготипаприотсутст- ристик, так и íà о ф вии соответствующего материала могут для всех ванн типоразмере, что позволяет быть изготовлены контактнойсваркой поло- 5 стабилизиро илизировать производственный ripoсок, нарезанных из листового материала. цесс. быть и

Для всех типов описанных гнезд может Предлагаемая конс я конструкция, в отличие

ыть использован также простейший вид от известных в насто на тоящее время анодов с контактных стержней в виде отрезков улучшенным т токоподводом, позволяет допрутка или проволоки (фиг. 3 — 5), Эти стерж- 10 вести массогабаритные характеристики ни должны иметь запас длины наружного растворяемого элемента до технологически в каждом конкретном случае, конца, а их диаметр должен либо превышать необходимых в каж о диаметр основных отверстий перфорации благодаря чему, кром роме улучшения удобства (фиг, ), ли о контактные гнезда должны по загрузке — разгрузке о быть и

ыть расположены на стенках так, чтобы 15 ным материалом, уменьшается объем работ места возможного соприкосновения внут- по его очистке от ано ног ренних торцов стержней и противолежащей и выгрузке материала, а также облегчается стенки приходились на целевые перемычки выполнение опер операции rio перемещениям между отверстиями перфорации (фиг. 5). ри необходимости боковые стенки 20 ния на периоды целосменных простоев контейнера могут быть изготовлены свар- ванн покрытия. ной полосчатой или решетчатой конструк- Формула б ормула изобретения для установок электролитичеции, т.е. по безотходной технологии. В 1. Анод для устан в

I первом случае каждое упругое контактное ского нанесения покрытий содержа нездо выполняется по типу гнезд, пред- 25 перфорированный контейне ставленных на фиг. 5 и нныи контеинер для анодного фиг. 5, и образуется парой . материала,боковыестенки которого выполупругих полосок, приваренных, например, к нены с жесткими контактны элементам то рцовых стенок, При таком. вы- и контактно-подвесные крюки, о т л и ч а юется образованной па ами к полнении каждая аоковая стенка сказыва- шийся тем, что с я тем, что, с целью улучшения удобется о разованной парами указанных 30 ства обслуживания при загрузке и выгрузке поперечных полосок, набранных с большим крупнокускового анодного матери а бал,в оинера выполнены упруьшим просветом между кромками ковых стенках контейне длинных сторон каждой пары. гие контактные гнез неэда сварной решетчатой стенки об- отверстия для установки контактных элегнез ами на иг. разуются по типу гнезд, представленных 35 ментовищелевыеотверстия огра ниченные д фиг. 7. При этом ограничитель- перфорацией в стенках, при эт ными отве стиями и том контак.р тиями щелевых отверстий ные элементы выполнены в виде стержней. нод.по и,, отличающийся тем, гнезд являются уже не удлиненные отвер- 2. Ано .по и, 1 тл стенки. стия 10 перфорации, а окна решетчатой что щелевые отверстия выполне НМ ны, или . 40 Х-образной формы, а отверстия дляустановПредлагаемая конструкция анода обес- ки контактных эЛементов выполнены в ценпечивает возможность полного использова- тре симметрии щелевых отверстий. нодпоп., отличающийся тем, ния анодного материала и качественного 3. Анод по и. 1 т проведения анодного процесса, что, в свою что щелевые отверстия выполнены в виде очередь, благоприятствует стабилизации 45 двойного Ц1/или V-образного контура, в коусловий для осуществления сопряженногос тором один контур выполнен больших разним процесса катодного восстановления меров, охватывает другой и имеет с нимметаллов при нанесении покрытий. общую ось си

flип ри производственном применении вдоль боковой стенки контейнера, а отверприполучениипокрытийодногонаименова- 50 стие для установки контактных элементов ния в ваннах различной глубины предлагае- расположено в центре перес р обеспечивает возможность вых отверстий охватываемого контура.

1754803

1754803

1754803

1754803

ФОГ д

1754803

Составитель Э,Залманова ФРГ .

Редактор А.Маковская Техред М,Моргентал Корректор А,Осауленко

Заказ 2870 Тираж .. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101