Установка для электрохимического нанесения покрытий на изделия

Установка для электрохимического нанесения покрытий на изделия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (5D4 С 25 D 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3656072/22-02 (22) 19. 10.83 (46) 07,01.87. Бюл. М- 1 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (72) Ю.П.Ипатов, M.В.Трубицына, А.В.Рычагов, Г.И.Каменский и А.M.Äæåòûìîâ (53) 621.357.7(088.8) (56) 1. Вайнер Я.В., Дасоян M.À.

Технология электрохимических покрытий. — Л.: Машиностроение, 1972, с. 335.

2. Патент Великобритании

Ф 1577096, кл.,С 25 D 17/06, 1980. (54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИИИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ИЗДЕЛИЯ, преимущественно кольцевые обмотки магнитов, содержащая ванну, установленную в ней раму с параллель. ными штангами из изоляционного материала и систему электродов, о т л ыч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения равномерности покрытия, внутри ванны дополнительно установлена рама, снабженная параллельными штангами из изоляционного материала и выполненная с воэможностью возвратно-поступательного перемещения относительно основной рамы в направлении, перпендикулярном осям штанг, при этом оси штанг каждой рамы расположены на окружностях, совпадающих или пересекающихся между собой, а штанги выполнены с возможностью вращения вокруг своих осей и в них выполнены установочные пазы.

2. Установка по п. 1 о т л и— чающая с я тем, что каждая штанга выполнена с возможностью эксцентричного вращения относительно своей оси, а глубина паза равна величине эксцентриситета.

1281606

Изобретение относится к области нанесения гальванических покрытий, в частности к устройствам для гальванической обработки, и может быть использовано в электротехнической промышленности и других областях техники при изготовлении изделий из легкодеформируемых материалов с покрытиями, например кольцевых обмоток магнитов. 10

Известны установки для нанесения гальванических оксидных покрытий на иэделия, в частности длинномерные, содержащие последовательно расположенные ванны, через которые непрерыв, 15 но протягивают проволоку, ленту или шину. После анодирования изделия собирают в бухты на намоточных барабаИ.

Основным недостатком установок 20 данного типа является низкая производительность технологического процесса при нанесении оксидных изоляционных покрытий, что связано с длительностью процесса оксидирования (10-60 мин). Кроме этого, изготовить кольцевые обмотки сильноточных магнитов, токонесущая алюминиевая шина которых имеет сечение 10-20 мм, с бездефектным изоляционным оксидным З0 покрытием не представляется возможным, так как поверхностные деформации, которые испытывает шина в процессе намотки на барабан и особенно при дальнейшем изготовлении обмотки (при намотке ее по ребру), значительно превышают допустимые величины, необходимые для сохранения оксидного покрытия.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для электрохимического нанесения покрытий на изделия, содержащая ванну, установленную в ней раму с параллельными штан- yg гами из изоляционного материала и систему электродов P2) ., Недостатком указанной установки является то, что она не обеспечивает нанесения равномерных покрытий на легкодеформируемые ко."ьцевые обмотки сильноточных магнитов. Обмотки таких магнитов представляют собой шину сечением 10-20 мм из алюминия, уложенную по ребру в плотную спираль, диаметром, в десятки раз превышающим радиальную толщину спирали. Конструкция известной установки не позволяет наносить гальванические покрытия в местах касания колец обмотки с конструктивными элементами, обеспечить пространственное расположение их друг относительно друга в электролите, проводить монтаж обмотки на раме и съем ее рамы с минимальными деформациями, обеспечивающими целостность оксидного изоляционного покрытия.

Цель изобретения — повышение равномерности покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для электрохимического нанесения покрытий на изделия, преимущественно кольцевые обмотки магнитов, содержащей ванну, установленную в ней раму с параллельными штангами из изоляционного материала и систему электродов, внутри ванны дополнительно установлена рама, снабженная параллельными штангами из изоляционного материала и выполненная с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно основной рамы в направлении, перпендикулярном осям штанг, при этом оси штанг каждой рамы расположены на окружностях, совпадающих или пересекающихся между собой, а штанги выполнены с возможностью вращения вокруг своих осей и в них выполнены установочные пазы.

Каждая штанга выполнена с возможностью эксцентричного вращения относительно своей оси, а глубина паза равна величине эксцентриситета.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема установки; на фиг. 2 - схема взаимного расположения рам.

Установка для электрохимического нанесения покрытий на изделия содержит ванну 1, токоподводы 2 к изделию

3 и противоэлектродам 4, установленную в ванне раму 5 с опорными параллельными штангами 6 из изоляционного материала, дополнительную раму 7 с параллельными штангами 6 из изоляционного материала, выполненную с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно рамы

5 в направлении, перпендикулярном осям штанг. Рамы 5 и 7 установлены таким образом, что оси штанг на каждой из них располагаются по окружностям, совпадающим или пересекающимся между собой. Штанги 6 снабжены установочными пазами 8 и выполнены с возможностью вращения относительно своей оси или оси, смещенной относительно оси штанги. В соответст1281606

Вид контакта места обмотки со штангой

Эксперимент

Общее время оксиЭлектролит

Пробивное напряжение, В дирования

Серно300 кислый

То же,2

То же

Щавелево кис лый

То же

То же

Вид предварительной обработки алюминиевой шины 10х1 мм

Электрохимическое полирование в растворе состава, мас. 7.: Н. Р04 45;

Н S04 30, Сг О 4;

Н О 21, Р = 30 А/дм, 7= 5 мин

Химическое травление в растворе состава, мас. %: NaOH 3;

1!1агСОз 2 ° 5 Н О 94 5 °

t = 60-70 С, 1 мин

Как видно из таблицы, на предлагаемой установке (эксперименты 3, 6 и 9) получены бездефектные оксидные изоляционные покрытия на кольцевой алюминиевой обмотке, причем электрические свойства полученной на обмотке оксидной изоляции не уступают свойствам изоляции на шине (т.е. при оксидировании алюминиевой шины, движущейся через ванну, - эксперименты 1, 4 и 7). Электрическая прочность (пробивное напряжение) оксидной пленки, полученной при ок10 Отсутствие контакта, То = 10 MHH

10 Постоянный контакт, Т„= 10 мин

10 Периодический контакт, 280

Т = Т = 2 мин

60 Отсутствие контакта, 640

То = 60 мин

60 Постоянный контакт, Т„= 60 мин

60 Периодический контакт 450

Т„ = Т„ = 5 мин

60 Отсутствие контакта, 490

То 60 мин

60 Постоянный контакт, Т„ = 60 мин

60 Периодический контакт, 490

Т„ = Т = 5 мин сидировании кольцевой обмотки с постоянным контактом (эксперименты 2, 5 и 8), практически равна нулю, в то время как значения пробивного напряжения оксидного покрытия, полученного на предлагаемой установке, измеренного в десяти точках, имеют отклонения от средней величины в пределах 20Х.

Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает создание сплошных высококачественных неорганических (типа оксидных) и металлических пок1281606 вии с этим штанги могут иметь в сечении форму эллипса или круга. Количество штанг 6 на каждой раме, необходимое для сохранения исходной формы конструкции и точной фиксации колец обмотки, зависит от ее диаметра и варьируется от 3 и более.

Возвратно-поступательное переме.— щение одной из рам относительно другой достигается следующим образом.

Например, рамы 5 и 7 подвешивают на перекладины 9, установленные на боковые стойки 10, которые расположены по торцам ванны. Одна из перекладин на время процесса крепится к стойкам стационарно, а другую перемещают по направляющим стоек 10 вверх — вниз.

Токоподводы к иэделию выполняют гибкими. На вертикальных стойках одной из рам установлены направляющие приспособления (канавки), а на вертикальных стойках другой — опорные ролики, перемещающиеся по направляющим (не показаны).

Установка работает следующим образом.

На рамах 5 и 7, подвешенных на перекладинах, устанавливают забандажированную кольцевую обмотку. Затем обмотку раскладывают на отдельные кольца, поворотом штанг 6 фиксируют их в пазах, погружают в ванну 1, подсоединяют с помощью токоподводов

2 изделие и противоэлектроды к источнику питания и осаждают покрытие.

В процессе нанесения покрытия одну иэ рам перемещают периодически или непрерывно вверх — вниз относительно другой так, чтобы места касания колец обмотки с изоляционными штангами оказывались периодически неэкранированными.

Частоту перемещения рамы подбирают таким образом, чтобы инерционные силы не оказывали существенного влияния на перемещение обмотки и рамы и длительность разового контакта отдельного участка изделия со штангой (Т„) была значительно меньше общего времени нанесения покрытия. Для лредлагаемой установки и вида обрабатываемых изделий этим условиям удовлетворяет изменение времени в интервале 0,3-10 мин, Амплитуда перемещения (расстояние между нижним и верхним положениями перемещаемой рамы) определяется глубиной пазов, диаметром штанг и видом наносимого покрыfg тия. Например, при глубине паза 5 мм на штанге диаметром 20 мм регистрируемое экранирование (определяемое по изменению толщин покрытия) при получении оксидных покрытий не набf5 людается уже на расстоянии участка изделия от штанги 10 мм. Поэтому при оксидировании алюминия амплитуду перемещения устанавливают равной

30-40 мм, 2п После окончания процесса обмотку на рамах извлекают из ванны, промывают и сушат. Поворотом штанг выводят отдельные кольца из пазов, собирают, бандажируют и снимают обмотку с рам.

25 Установка позволяет получать беэдефектные покрытия на кольцевых обмотках, имеющих в поперечном сечении практически любую форму: круглую, овальную, квадратную и т,д.

Зо Пример. Однослойную кольцевую обмотку диаметром 220 мм, содержащую 60 витков, изготовленную иэ алюминиевой шины сечением 10х1 мм, монтируют на рамах и устанавливают в ванну. Оксидное изоляционное покрытие наносят анодной обработкой при а

25-30 С в сернокислом электролите, содержащем, мас, 7: серная кислота

10, сернокислый натрий 1, вода — ос40 тальное, при плотности тока 2 А/дм2 и щавелевокислом электролите, содержащем, мас.7.: щавелевая кислота 6; вода — остальное, при плотности тока 1,0 А/дм . Пробивное напряжение оксидной изоляции измеряют в местах касания колец обмотки со штангой и на участках колец, где касание отсутствует.

Результаты измерений приведены в таблице, 1281606

Риг. 2

Составитель В.Ушков

Техред В.Кадар Корректор Л.Патай

Редактор В.Петраш

Заказ 7219/22 Тираж 610 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР.по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рытий на сложных электротехнических изделиях, преимущественно кольцевых обмотках магнитов, проста в изготов лении, обслуживании и эксплуатации, высокопроизводитсльна (оксидирование ,3-4 обмоток в рабочую смену).