Способ электролитического нанесения покрытия на внутреннюю поверхность полого изделия

 

Изобретение относится к области гальваностегии и может быть использовано в машиностроении. Способ электролитического нанесения покрытия на внутреннюю поверхность полого изделия, при котором анод размещают в полости изделия, в процессе осаждения металла из раствора его пластически деформируют прижимами, перемещаемыми вдоль и поперек поверхности осаждения, и одновременно в полость изделия подают концентрированный и выводят обедненный раствор, причем изделию сообщают возвратно-поступательное перемещение, прижимы вращают соосно с анодом, концентрированный раствор подают в полость изделия посредством системы лопаток, которые вращают одновременно с анодом и располагают под углом α к торцу изделия, а угол α выбирают из условия Способ позволяет повысить качество покрытия при расширении сортамента изделий за счет упрощения устройства и повышения надежности циркуляции раствора. 4 ил.

Изобретение относится к области гальваностегии и может быть использовано при нанесении размерного высококачественного покрытия на внутренней поверхности полого изделия.

Известен способ размерного покрытия (хромирование) деталей с нанесением мелкокристаллических осадков хрома заданной толщины, по которому поверхность в процессе электролитического покрытия пластически деформируют прижимами в виде абразивных брусков (А.С. СССР N231989; Кл. 48а. 5/06; 1967).

Недостаток - образование абразивной и хромовой пыли, которую необходимо удалять из зоны покрытия протоком электролита (далее - "раствора"), с последующей обязательной очисткой этого раствора.

Известен способ получения износостойкого покрытия, при котором на наружную поверхность вращаемой в растворе детали электролитическим путем наносят покрытие с последующей его обкаткой упрочняющим элементом (прижимом) (А.С. СССР N795845; В 23 P 1/18, C 25 D 5/48; 1979 г.).

Недостаток - невозможность его применения для нанесения качественного покрытия на внутренней поверхности.

Наиболее близким техническим решением является способ электролитического нанесения покрытия на внутреннюю поверхность полого изделия, при котором анод размещают в полости изделия, в процессе осаждения металла из раствора его пластически деформируют прижимами, перемещаемыми вдоль и поперек поверхности осаждения, при совместном соосном вращении анода и прижимов с одновременным возвратно-поступательным перемещением прижимов относительно анода, а в полость изделия подают концентрированный и выводят обедненный раствор (Патент США N3616289; МПК С 23 B 5/56; В 23 P 1/02. Нац. Кл. 204/26; 204/143G; 204/217; 204/224; 1969 г.).

Недостатком данного изобретения является сложность устройства для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность полого изделия, снижающего стабильность качества покрытия, и ограниченность сортамента изделий по размерам.

Технический результат: повышение качества наносимого покрытия при расширении сортамента изделий за счет упрощения конструкции устройства, повышения его мобильности и надежности циркуляции раствора в зоне осаждения.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном способе электролитического нанесения покрытия на внутреннюю поверхность полого изделия, при котором анод размещают в полости изделия, в процессе осаждения металла из раствора его пластически деформируют прижимами, перемещаемыми вдоль и поперек поверхности осаждения, и одновременно в полость изделия подают концентрированный и выводят обедненный раствор, изделию сообщают возвратно-поступательное перемещение, прижимы вращают соосно с анодом, концентрированный раствор подают в полость изделия посредством системы лопаток, которые вращают одновременно с анодом и располагают под углом α к торцу изделия, а угол α выбирают из условия Придание изделию возвратно-поступательного перемещения с одновременным вращением анода, прижимов и системы лопаток с углом α к торцу изделия, где угол α выбирают из условия способствует интенсивному замещению обедненного раствора концентрированным, что улучшает стабильность качества покрытия, повышает выход металла по току, при этом упрощается конструкция специализированного устройства (оборудования), возрастает его мобильность и расширяется сортамент покрываемых изделий как по диаметру, так и по длине. В силу интенсивного вытеснения обедненного раствора из полости изделия концентрированным происходит активное удаление с покрываемой поверхности свободного водорода, пленка которого постоянно разрушается под воздействием прижимов, и вынос его потоком раствора за пределы изделия. В результате происходит многократное снижение содержания свободного водорода в слое хрома, что значительно повышает стойкость покрытия против охрупчивания и исключает шелушение покрытия в процессе эксплуатации изделия. Кроме того, так как прижимам сообщается только вращательное движение (поперечное перемещение), а их продольное перемещение относительно поверхности осаждения осуществляют за счет возвратно- поступательного соосно аноду перемещения изделия, упрощается задача поддержания стабильности давления прижимов. При этом повышается стабильность пластической деформации покрытия, что обеспечивает повышение качества покрытия.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - вид по А-А; на фиг.3 - вид по Б; на фиг.4 - вариант расположения системы лопаток с углом α пo длине анода при электролитическом покрытии внутренней поверхности длинномерных изделий.

Специализированное оборудование для осуществления заявляемого способа включает ванну 1 с раствором 2, в котором размещено изделие 3, в полости 4 изделия 3 расположен анод 5 с прижимами 6 и системой лопаток 7, установленных под углом α к торцу изделия 3, выбранным из условия Анод 5 совместно с прижимами 6, осуществляющими пластическое деформирование покрытия, и системой лопаток вращают вокруг своей оси (поперечное перемещение прижимов) с угловой скоростью ω, а изделие 3 с частотой f перемещают возвратно-поступательно (продольное перемещение прижимов) в ванне относительно анода 5, прижимов 6 и системы лопаток 7. Угол α меньше π/2, что обеспечивает при вращении системы лопаток 7 захват порции раствора и подачу ее вдоль оси изделия вверх (вниз) - при вертикальной схеме устройства или влево (вправо) - при горизонтальной схеме устройства, в зависимости от направленности угла α - "+" или "-".

В экспериментальном порядке предлагаемый способ был проверен при нанесении хромового покрытия на внутреннюю поверхность газосепаратора (модуль насосный). В корпусе газосепаратора внутренним диаметром 80 мм, длиной 390 мм на участке протяженностью 180 мм было нанесено покрытие толщиной 0,25 - 0,35 мм. Цель - получение высококачественного износостойкого слоя. Использовали вертикальную схему устройства (см. фиг.1). Система лопаток включала 3 крыльчатых диска, лопатки которых были развернуты под углом α = 30^o, что обеспечивало хорошую подачу концентрированного раствора снизу-вверх при частоте возвратно-поступательного перемещения корпуса газосепаратора f=2 Гц и амплитуде 45 мм, или угловой скорости вращения анода, прижимов и системы лопаток из 3-х дисков ω = 90 оборотов в мин. Скорость осаждения металла увеличилась вдвое при сохранении уровня плотности технологического тока, равной 50 А/дм². Получено мелкозернистое блестящее покрытие, отсутствуют какие-либо дефекты покрытия.

Формула изобретения

Способ электролитического покрытия на внутреннюю поверхность полого изделия, при котором анод размещают в полости изделия, в процессе осаждения металла из раствора его пластически деформируют прижимами, перемещаемыми вдоль и поперек поверхности осаждения, и одновременно в полость изделия подают концентрированный и выводят обедненный раствор, отличающийся тем, что изделию сообщают возвратно-поступательное перемещение, прижимы вращают соосно с анодом, концентрированный раствор подают в полость изделия посредством системы лопаток, которые вращают одновременно с анодом и располагают под углом α к торцу изделия, а угол α выбирают из условия

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4