Установка для получения композиционных электролитических покрытий

Изобретение относится к области гальванотехники, а именно: к способам получения композиционных электролитических покрытий. Установка содержит ванну с рабочими электродами, блоки электропитания, систему циркуляции электролита, насос и перфорированный трубопровод, при этом дно ванны выполнено в виде четырехгранного конуса и снабжено ультразвуковыми излучателями, а в качестве насоса для перекачки электролита-суспензии используется насос-гомогенизатор, при этом перфорированный трубопровод расположен над поверхностью ванны, а используемые аноды выполнены перфорированными. Техническим результатом является повышенное содержание частиц дисперсной фазы в получаемом покрытии и высокие значения микротвердости покрытия. 1 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к области гальванотехники, а именно к способам получения композиционных электролитических покрытий.

Микроструктура, как и микротвердость гальванических покрытий, использующих дисперсную нерастворимую фазу в электролите, напрямую зависят от степени однородности распределения частиц по объему и их размерам. Чем выше гомогенность электролита и меньше размер используемых частиц, тем качественнее покрытие. Этим объясняется интерес к использованию в процессе нанодисперсных частиц с минимальным размером. Однако при этом необходимо учитывать специфические свойства нанодисперсных частиц, существующие, как правило, в виде агрегатов, которые необходимо разрушить и создать гомогенную структуру электролита.

Известна схема установки для получения композиционных электролитических покрытий состоящая из рабочей ванны, детали, анодов, насоса и фильтра, предназначенная для поддержания частиц дисперсной фазы во взвешенном состоянии и транспортирования их в зону катода путем циркуляции суспензии (Бородин И.Н. Порошковая гальванотехника - М.: Машиностроение, 1990, с. 211).

Недостатком установки является отсутствия механизма дезинтеграции агломератов нанодисперсных частиц, что приводит к коагуляции частиц, низкой седиментационной стойкости электролита-суспензии, и как следствие малому содержанию частиц в покрытии.

Также существует электролитический способ получения композиционных покрытий и установка для его осуществления, включающий проведение процесса осаждения из электролита, содержащего ионы осаждаемого металла и нерастворимые частицы во взвешенном состоянии, при наложении на ванну ультразвуковых колебаний, направленных параллельно и перпендикулярно катодной поверхности (Патент РФ №2109855, МПК C25D 15/00, опубл. 27.04.1998 г., бюл. №12).

Недостатком применения известного способа и установки является неравномерное содержание частиц дисперсной фазы в получаемом покрытии, невысокие значения микротвердости получаемых покрытий из-за однонаправленного действия ультразвукового излучателя расположенного перпендикулярно катодной поверхности и выполненного в виде стенки ванны или ее части, а также из-за отсутствия системы циркуляции электролита-суспензии.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является установка для гальванопластических покрытий изделий, содержащая ванну с рабочими электродами, блоки электропитания и систему циркуляции электролита, включающую трубопровод, дроссель, нагреватель, насос, фильтр механической очистки, буферную емкость с проточно-кавитационным реактором, а также вторую систему циркуляции последовательно соединенную с буферной емкостью (Патент РФ №2410477, МПК C25D 15/00, опубл. 27.01.2011 г., бюл. №3).

Недостатком известной установки является сложность конструкции, уменьшение рецептурной концентрации частиц дисперсной фазы за счет фильтрации электролита, малое содержание частиц дисперсной фазы в получаемом покрытии, невысокие значения микротвердости.

Технической задачей изобретения является создание установки для получения электролитических композиционных покрытий с повышенным содержанием частиц дисперсной фазы в получаемом покрытии и высокими значениями микротвердости.

Поставленная задача решается в установке для получения композиционных электролитических покрытий, содержащей ванну с рабочими электродами, блоки электропитания, систему циркуляции электролита, насос и перфорированный трубопровод, дно ванны выполнено в виде четырехгранного конуса и снабжено ультразвуковыми излучателями, а в качестве насоса для перекачки электролита-суспензии используется насос-гомогенизатор, при этом перфорированный трубопровод расположен над поверхностью электролита-суспензии, а используемые аноды выполнены перфорированными.

На чертеже показана принципиальная схема установки для получения композиционных электролитических покрытий.

Установка содержит ванну 1, дно которой выполнено в виде четырехгранного конуса и снабжено ультразвуковыми излучателями 2, заполненную рабочим электролитом 3, содержащим частицы дисперсной фазы 4. Ультразвуковые излучатели 2 соединены с ультразвуковым генератором 5. Ванна 1 снабжена рабочими перфорированными анодами 6 и катодом 7. Над поверхностью ванны расположен перфорированный трубопровод 8 для подачи активированной суспензии. Для перекачки электролита-суспензии с одновременной ее активацией используется насос-гомогенизатор 9.

Установка работает следующим образом. При включении установки начинается циркуляция электролита-суспензии с одновременным приведением ее в рабочее состояние насосом-гомогенизатором 9. Насос-гомогенизатор 9 помимо перекачки электролита-суспензии предназначен для диспергирования частиц дисперсной фазы, предотвращения их агломерации и активации электролита-суспензии. Активированная суспензия подается, через перфорированный трубопровод 8 над поверхностью электролита. Процесс осаждения композиционных электролитических покрытий ведется при воздействии ультразвуковых колебаний излучателей 2. Ультразвуковые колебания способствуют поддержанию седиментационной устойчивости электролита-суспензии, подводу частиц дисперсной фазы в приэлектродную зону и увеличению их содержания в получаемых покрытиях. Рабочие аноды 6 выполнены перфорированными для исключения экранирования и искажения фронта ультразвуковой волны.

Микротвердость покрытий измерялась на микротвердомере ПМТ-3 при нагрузке 100 г согласно ГОСТ 9450-76.

Содержание частиц дисперсной фазы в полученных покрытиях определялось эмиссионным анализом на установке «MIRA II TESCAN».

Пример 1

Композиционное электролитическое покрытие на основе хрома получалось из электролита состава, г/л:

Хромовый ангидрид - 250;

Серная кислота - 2,5;

Дисперсный порошок оксида алюминия - 3;

Дистиллированная вода - остальное.

Температура электролита 50°С, плотность тока 55 А/дм2.

Пример 2

Композиционное электролитическое покрытие на основе железа получалось из электролита состава, г/л:

Двухлористое четырехводное железо - 250;

Соляная кислота - 1,2;

Дисперсный порошок оксида алюминия - 3;

Дистиллированная вода - остальное.

Температура электролита 75°С, плотность тока 25 А/дм2.

Результаты исследований представлены в таблице.

Технический результат: установка для получения электролитических композиционных покрытий способствует получению покрытий с повышенным содержанием частиц дисперсной фазы и высокими значениями микротвердости.

Установка для получения композиционных электролитических покрытий, содержащая ванну с рабочими электродами, блоки электропитания, систему циркуляции электролита, насос и перфорированный трубопровод, отличающаяся тем, что дно ванны выполнено в виде четырехгранного конуса и снабжено ультразвуковыми излучателями, а в качестве насоса для перекачки электролита-суспензии используется насос-гомогенизатор, при этом перфорированный трубопровод расположен над поверхностью ванны, а используемые аноды выполнены перфорированными.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для выполнения обработки деталей анодированием, в частности микродуговым оксидированием.

Изобретение относится к бессточной гальванохимической обработке деталей в нагреваемой процессной ванне операционного модуля. Выход насоса и/или самого устройства фильтрации процессной ванны соединяют с располагаемым в сборнике-концентраторе теплообменником с развитой поверхностью, а также с процессной ванной.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения гальванического покрытия из медно-никелевого сплава. Устройство содержит катодную камеру, в которой размещается деталь, анодную камеру, анод, размещенный в анодной камере, электропроводящую диафрагму, размещенную отделяющей катодную камеру и анодную камеру друг от друга, резервуар регулирования окислительно-восстановительного потенциала катодной камеры для регулирования окислительно-восстановительного потенциала электролита в катодной камере, резервуар регулирования окислительно-восстановительного потенциала анодной камеры для регулирования окислительно-восстановительного потенциала электролита в анодной камере, а также блок источника питания, который обеспечивает протекание электрического тока между деталью и анодом.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для перемешивания обрабатывающей среды гальванических ванн как сжатым воздухом, так и непосредственно самой обрабатывающей средой, в частности, при обработке деталей или печатных плат, размещаемых на подвесках.

Изобретение относится к способу и системе управления электрическим током (ЕСМ) в по меньшей мере одном электролизере, имеющем по меньшей мере два электрода, находящихся в контакте с электролитической средой, множество сенсорных средств для измерения тока, проходящего через один или более электродов, при этом указанные сенсорные средства расположены внутри по меньшей мере одной панели ЕСМ, установленной в одном или более работающих электролизерах.

Устройство относится к области гальванотехники и может быть использовано в электронном и термоэлектрическом приборостроении. Устройство содержит корпус, источник постоянного тока, кожух с закрепленным в нем анодом и электролизную ванну.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для гальванической, химической обработки и промывки деталей. Ванна содержит резервуар прямоугольной формы, состоящий из днища, боковых и торцевых стенок с горизонтальными бортами по периметру резервуара, одна из стенок которого в верхней части разъемно соединена со сливным карманом, снабженным сливным патрубком.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении ванны для гальванических производств с рабочими электролитами, имеющими нейтральную, щелочную и кислую среду, работающим при температуре от -30 до +30°С, а также к промывочным ваннам гальванопроизводства, емкостям для сброса, хранения и переработки агрессивных жидкостей и отходов.

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к устройствам для осаждения электролитических покрытий, в том числе композиционных и покрытий золотом изделий электронной техники.
Изобретение относится к способу, а также к устройству для изготовления на металлической поверхности твердого покрытия с низкой степенью износа, содержащего никель и бор, которое может быть использовано при изготовлении деталей, которые подвергаются высоким механическим нагрузкам.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, в ювелирной промышленности в качестве некорродирующей основы для золочения и серебрения и может конкурировать с хромовым электрохимическим покрытием.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения медных пленок с повышенными прочностными свойствами. Способ включает приготовление водного раствора сульфата меди с добавлением этилового спирта до концентрации 37,5-41,5 мл/л и последующим подкислением до значения pH не выше 1, приготовление суспензии графена, содержащей графит-графеновую смесь графеновой фракции с водным раствором полиакриловой кислоты в весовом соотношении вода/графит-графеновая смесь/раствор полиакриловой кислоты = 1/(6-8)·10-3/(6-6,5)·10-4, которую диспергируют в течение 15-20 минут, после чего диспергированную суспензию графена в количестве 0,1 г/л добавляют в сернокислый электролит, собирают ячейку с соотношением площади поверхности анода к площади поверхности катода, равным (10-15):1, и помещают электроды в сернокислый электролит, затем осуществляют осаждение меди при постоянном токе плотностью 0,4-0,5 А/см2 в течение 120-150 минут, после чего электроды осушают, а осажденную пленку отделяют от катода.
Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях техники. Способ заключается в том, что покрытие осаждают из электролита, содержащего 200-300 г/л хромового ангидрида, 0,5-10 г/л серной кислоты и 1-50 г/л дисперсной фазы из ряда, включающего нитрид титана, нитрид бора и карбид вольфрама, с применением периодических импульсов катодного тока от 500 до 2000 А/дм2 с частотой от 0,005 Гц до 0,023 Гц и продолжительностью от 0,5 до 10 с, при этом в промежутке между импульсами осаждение проводят при плотности катодного тока в диапазоне от 40 до 70 А/дм2.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано при изготовлении алмазных инструментов. Способ включает крепление на рабочей части заготовки инструмента алмазных зерен и их заращивание гальванической связкой, при этом алмазные зерна заращивают никелевой гальванической связкой, причем в электролит никелирования добавляют с помощью ультразвукового диспергатора углеродные нанотрубки «Таунит» в виде порошка, при следующем соотношении компонентов, г/л: сульфат никеля (II) 250-260; хлорид никеля (II) 60-7; пероксоборная кислота 30-40; углеродные нанотрубки «Таунит» 0,1-0,15.

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к анодированию поверхности алюминия и его сплавов, и может быть использовано в различных областях промышленности для увеличения коррозионной стойкости, микротвердости изделий с покрытиями и создания подслоя для лаков и красок.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для модификации медных гальванических покрытий. Способ включает введение в сульфатный электролит меднения наночастиц меди, полученных электроэрозионным диспергированием медных отходов, размерностью 2,5-100 нм с концентрацией до 0,1 г на 100 мл электролита.

Изобретение относится к области порошковой гальванотехники, а именно: к материалам для получения композиционных гальванических покрытий, и может быть использовано для создания износостойких покрытий в условиях массового, серийного и единичного производства.

Изобретение относится к области гальванотехники и нанотехнологии. Электролит содержит серную кислоту, композицию «ЭКОМЕТ-А200» и порошок углеродного наноматериала «Таунит», введенный с помощью ультразвукового диспергатора, при этом он содержит компоненты при следующем соотношении, г/л: серная кислота 180-220, композиция «ЭКОМЕТ-А200» 26-28, углеродный наноматериал «Таунит» от 0,005 до менее 0,03.

Изобретение относится к области нанесения гальванических покрытий на изделия из чугуна и стали. Способ включает последовательное осаждение слоев покрытия из электролита при прямой полярности тока, при этом деталь прогревают и подвергают катодной обработке при плотности катодного тока 100-150 А/дм2 и температуре 70-75°C в той же ванне при непрерывной циркуляции электролита, по окончании катодной обработки плотность тока снижают до 32 А/дм2 и продолжают хромирование до достижения толщины покрытия 8-10 мкм, далее без подачи тока проводят охлаждение электролита до температуры 45-50 °C посредством теплообменника с протоком холодной воды, а по достижении заданной температуры на деталь подают минимальный катодный ток с постепенным подъемом плотности до 45-50 А/дм2  и проводят хромирование до получения требуемой толщины покрытия.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в электронной, электротехнической и других отраслях промышленности. Способ включает электрохимическое осаждение из дицианаргентатнороданистого электролита, содержащего ионы серебра и модифицированный наноуглерод-алмазный материал детонационного синтеза, г/л: K[Ag(CN)2] (в расчете на Ag) - 20-35; К2СО3 - 40-50; KCNS - 150-200; модифицированный 5-30%-ной азотной кислотой наноуглерод-алмазный материал - 0,2-2,0, при температуре 18-25°С и плотности тока 0,5-2,0 А/дм2.

Изобретение относится к области гальванотехники, а именно: к способам получения композиционных электролитических покрытий. Установка содержит ванну с рабочими электродами, блоки электропитания, систему циркуляции электролита, насос и перфорированный трубопровод, при этом дно ванны выполнено в виде четырехгранного конуса и снабжено ультразвуковыми излучателями, а в качестве насоса для перекачки электролита-суспензии используется насос-гомогенизатор, при этом перфорированный трубопровод расположен над поверхностью ванны, а используемые аноды выполнены перфорированными. Техническим результатом является повышенное содержание частиц дисперсной фазы в получаемом покрытии и высокие значения микротвердости покрытия. 1 табл., 1 ил.

Наверх