Устройство для осаждения композиционных электролитических покрытий

 

Устройство используется для осаждения композиционных электролитических покрытий в гальваническом производстве. Цель изобретения: повышение производительности и качества покрытий. Сущность изобретения: устройство для осаждения композиционных электролитических покрытий содержит ванну с электродами 2, дно которой выполнено в виде набора полуцилиндрических профилей 3, перемешивающий механизм, выполненный в виде перфорированных трубок 4, 5 с соплами, напорную систему, кольцевой заборный элемент 7 и приспособление для размещения деталей. Новым в устройстве является введение в его состав двух исполнительных механизмов 15, 16 для регулирования расхода, двух распределительных коллекторов 13 и двух дополнительных трубопроводов 14, а также выполнение электродов полыми, с перфорацией и соединение их с трубопроводами и исполнительными механизмами для регулирования расхода. 2 ил.

Изобретение относится к электрохимии, в частности к устройствам для осаждения композиционных электролитических покрытий.

Известно устройство для осаждения композиционных электролитических покрытий, содержащее ванну с анодом и катодом, при этом устройство снабжено дополнительным дном, расположенным с зазором относительно боковых стенок ванны, а барботажная трубка размещена в пространстве между основным и дополнительным дном и смещена от центра к аноду.

Известное устройство обеспечивает барботажное перемешивание электролита, что приводит к пенообразованию, повышенной испаряемости электролита, окислению металла и, как следствие, ухудшение качества покрытий, плохому перемешиванию в электролите более тяжелых частиц, которые выпадают в осадок и в процессе покрытия не участвуют.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для осаждения композиционных электролитических покрытий, содержащее ванну с электродами, дно которой выполнено в виде набора полуцилиндpических профилей, перемешивающий механизм, выполненный в виде перфорированных трубок с соплами, напорную систему, кольцевой заборный элемент и приспособление для размещения деталей, причем перфорированные трубки установлены с возможностью осевого перемещения и соединены с помощью сальника с кольцевым заборным элементом.

Известное устройство имеет сравнительно низкие производительность и качество наносимых на поверхность деталей композиционных электролитических покрытий, обусловленные тем, что процесс осаждения (при прочих равных условиях) зависит лишь от параметров режима электролитической обработки и не исключает образования прикатодного расслоения электролита, особенно в "застойных" зонах, при обработке сложнопрофилированных деталей, что может приводить, например, к различной толщине получаемых покрытий, а кроме того, требует повышенной мощности источника питания для компенсации вертикальной составляющей взвешенных дисперсных твердых частиц, обусловленной характером работы гидравлической системы перемешивания электролита (засасыванием последнего с частицами кольцевым заборным элементом со дна ванны).

Цель изобретения повышение производительности и качества наносимых композиционных электролитических покрытий.

Цель достигается тем, что устройство для осаждения композиционных электролитических покрытий, содержащее ванну с электродами, дно которой выполнено в виде набора полуцилиндрических профилей, перемешивающий механизм, выполненный в виде перфорированных трубок с соплами, напорную систему, кольцевой заборный элемент и приспособление для размещения деталей, снабжено двумя исполнительными механизмами для регулирования расхода, двумя распределительными коллекторами и двумя дополнительными трубопроводами, электроды выполнены полыми, с перфорацией, направленной в сторону размещения деталей, и соединены по крайней мере с одного конца через соответствующие распределительный коллектор и дополнительный трубопровод с выходом первого исполнительного механизма для регулирования расхода, вход которого соединен с выходом напорной системы, соединение которой с перфорированными трубками осуществляется через второй исполнительный механизм для регулирования расхода.

Предлагаемое устройство для осаждения композиционных электролитических покрытий содержит два исполнительных механизма для регулирования расхода, два распределительных коллектора и два дополнительных трубопровода, электроды выполнены полыми, трубопроводы и исполнительные механизмы соединены для регулирования расхода.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство в разрезе, вид с торцовой стороны ванны; на фиг. 2 узел I на фиг. 1.

Устройство содержит ванну 1 с электродами 2, дно которой выполнено в виде набора полуцилиндрических профилей 3, перемешивающий механизм, выполненный в виде перфорированных трубок 4, 5 с соплами, соединенный с помощью трубопроводов 6 с напорной системой, кольцевой заборный элемент 7 и приспособление для размещения деталей (на фиг. 1 не показано).

Перемешивание электролита в ванне 1 производится насосом 8. В ванну 1 помещены детали (катод) 9.

Перфорированные трубки 4 и 5 размещены вдоль мест сочленения полуцилиндрических профилей 3 между собой и с корпусом ванны 1 и выполнены соответственно с двух- и однорядной перфорацией (на фиг. 1 не обозначена) в нижней части.

Сопла для подачи перемешивающей среды образованы внутренней поверхностью полуцилиндрических профилей 3 и направляющими 10, 11 соответствующего профиля, расположенными над местами перфорации.

Кольцевой заборный элемент 7 выполнен с пазами (на фиг. 1 не обозначены) для размещения через них электродов 2, двухрядной перфорацией (на фиг. 1 не обозначена), расположенной в его нижней части по обе стороны от электродов 2 и/или его вертикальной центральной оси, и соединен с помощью элементов фиксации (на фиг. 1 не показаны) с трубопроводами 12, соединенными с насосом 8.

Электроды 2 ванны 1 выполнены полыми, оснащены перфорацией (на фиг. 1, 2 не обозначена), направленной в сторону размещения деталей 9, и соединены через соответствующие распределительные коллекторы 13 и дополнительные трубопроводы 14 с выходом первого исполнительного механизма (ИМ) 15 для регулирования расхода, вход которого соединен с выходом насоса 8, соединение которого с перфорированными трубками 4, 5 по трубопроводу 6 осуществляется через второй исполнительный механизм (ИМ) 16 для регулирования расхода.

Перфорации противолежащих соседних трубок, например, 4 и 5, расположены в шахматном порядке.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в ванне 1 отсутствуют обрабатываемые детали 9.

ИМ 15 находится в закрытом состоянии, ИМ 16 в открытом состоянии. Насос 8 находится в выключенном состоянии, в связи с чем электролит ванны 1 находится в спокойном состоянии, а твердые дисперсные частицы его компонентов сосредоточены во внутренних полостях профилей 3.

Например, перед обработкой деталей 9 в ванне 1 производят включение насоса 8.

При этом электролит ванны 1 засасывается через двухстороннюю перфорацию элемента 7 и по трубопроводам 12 поступает на вход насоса 8. Далее этот электролит с выхода насоса 8 через открытый ИМ 16 по трубопроводам 6 поступает в перфорированные трубки 4, 5 (с противоположных их концов), через перфорацию которых он выходит под напором между направляющими 10, 11 и внутренними поверхностями профилей 3, унося с собой твердые дисперсные частицы компонентов, что способствует полному смыву со дна ванны 1 с максимально возможным эффектом, исключающим образование "застойных" зон, обеспечивая минимальное гидравлическое сопротивление струям электролита и равномерный, направленный вверх, стабильный поток электролита со взвешенными твердыми дисперсными частицами компонентов.

При этом также исключается пенообразование.

После окончания процесса создания однородной среды в ванне 1 в соответствующее приспособление ванны загружают детали 9 и производят открывание ИМ 15 и прикрывание ИМ 16.

Электролит со взвешенными твердыми дисперсными частицами компонентов начинает поступать по дополнительным трубопроводам 14 и распределительным коллекторам 13 в полые электроды 2 ванны 1, через перфорацию которых он под напором поступает на поверхность деталей 9, обеспечивая тем самым интенсификацию процесса электролитической обработки за счет увеличения горизонтальной составляющей электрического поля ванны (создаваемого источником питания, не показанного на фиг. 1) и улучшение качества наносимых покрытий за счет снижения вероятности (или исключения вообще) прикатодного расслоения электролита.

При этом необходимый "подпор" электролита в ванне 1, для предотвращения оседания твердых дисперсных частиц компонентов на дно ванны 1, создается при закрытом ИМ 16.

После окончания процесса обработки деталей 9 в ванне 1, выгрузки деталей и отключения источника питания ИМ 16 переводится в полностью открытое состояние, а ИМ 15 закрывается.

Устройство готово для проведения нового процесса осаждения композиционных электролитических покрытий.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет: увеличит не менее, чем в 1,5-2 раза, производительность процесса осаждения композиционных электролитических покрытий; улучшить (не менее, чем на 30-50%) качество (например, равномерность) наносимых композиционных электролитических покрытий.

Реализация предлагаемого устройства довольно проста и не встречает принципиальных затруднений.

Так, в качестве исполнительных механизмов, в зависимости от способа управления ими (ручной или автоматический, дистанционный) в устройстве могут быть использованы вентили запорные фланцевые типа 15 НЖ 58 бк 16 или клапаны пневматические 25 ч 7п2, управление работой которых может осуществляться с помощью распределителей сжатого воздуха электромагнитных типа КЭ-2УХЛЧ (U_пит 24 В).

Электроды ванны могут быть изготовлены из графитовых или титановых труб соответствующих диаметров и толщины стенок.

Распределительные коллекторы могут быть изготовлены из титановых труб, концы которых жестко закреплены на внутренних поверхностях торцовых стенок ванны.

В качестве дополнительных трубопроводов в устройстве могут быть использованы фторопластовые (стеклянные) трубы или шланги из кислототермостойкой резины.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ, содержащее ванну с электродами, дно которой выполнено в виде набора полуцилиндрических профилей, перемешивающий механизм, выполненный в виде перфорированных трубок с соплами, напорную систему, кольцевой заборный элемент и приспособление для размещения деталей, отличающееся тем, что оно снабжено двумя исполнительными механизмами для регулирования расхода, двумя распределительными коллекторами и двумя дополнительными трубопроводами, электроды выполнены полыми с перфорацией, направленной в сторону размещения деталей, и соединены по крайней мере с одного конца через соответствующие распределительный коллектор и дополнительный трубопровод с выходом первого исполнительного механизма для регулирования расхода, вход которого соединен с выходом напорной системы, соединение которой с перфорированными трубками осуществляется через второй исполнительный механизм для регулирования расхода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2