Способ нанесения гальванических покрытий на поверхность длинномерных изделий

Способ нанесения гальванических покрытий на поверхность длинномерных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области гальванотехники, конкретно к способам нанесения гальванических покрытий трубчатых изделий в металлургии, машиностроении и приборостроении. Целью изобретения является расширение технологических возможностей, повышение производительностии улучшение качества покрытий на внутренней поверхности металлических труб. Для этого предложено проводить процесс с испольИзобретение относится к гальванотехнике , а именно к способам нанесения гальванических покрытий на трубчатые изделия, и может быть использовано в металлургии, мешиностроении и приборостроении. Целью изобретения является расширение технологических возможностей, повышение производительности и улучшение качества покрытий на внутренней поверхности металлических труб. зованием нескольких электрохимических ванн и биполярного электрода металлической штанги, установленной с возможностью аксиального перемещения внутри трубы и служащей растворимым анодом за счет слоя металла, предварительно осажденного на биполярный электрод во вспомогательной ванне, процесс осуществляют многократно, меняя попеременно заряды на участках штанги. Изменение зарядов на участках штанги осуществляют либо перемещением штанги ия вспомогательной ванны в основную, либо последовательным включением и отклонением анодов по мере перемещения обрабатываемого изделия при неподвижной штанге. Данный способ позволяет получать равномерное по длине труб покрытие на внутренней поверхности труб длиной более 2 м, что дает возможность повысить производительность и применять большие токи современных мощных выпрямителей. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. 1 табл. с € На фиг.1 представлена схема, поясняющая сущность предлагаемого способа , при перемещении штанги относительно неподвижных изделий; на фиг.2 - то же, при неподвижной штанге с перемещением покрываемых изделий; на фиг.З - схема, план. В одной из ванн 1 (фиг.1) расположены обрабатываемые изделия {катоды ) с контактными токоподводами 3. В другой (средней) ванне 1 располо (Л О GO со о ГС оэ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU,„1633026

А1 (51)5 С 25 Р 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4154448/63 (22) 28.1).86 (46) 07.03.91.Бюл. У 9 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Я.Н.Липкин, Л.Д.Ронис и В.В.Самойлов (53) 621.357.74(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 891297, кл. В 23 P 1/04, 1981. (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ

ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТЬ ДЛИННОИЕРНЬЙ

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области гальванотехники, конкретно к способам нанесения гальванических покрытий трубчатых изделий в металлургии, машиностроении и приборостроении. Целью изобретения является расширение технологических возможностей, повышение производительности и улучшение качества покрытий на внутренней поверхности металлических труб. Для этого предложено проводить процесс с испольИзобретение относится к гальванотехнике, а именно к способам нанесения гальванических покрытий на трубчатые изделия, и может быть использовано в металлургии, мешиностроении и приборостроении.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей, повышение производительности и улучшение качества покрытий на внутренней поверхности металлических труб. зованием нескольких электрохимических ванн и биполярного электрода металлической штанги, установленной с возможностью аксиального перемещения внутри трубы и служащей растворимым анодом за счет слоя металла, предварительно осажденного на биполярный электрод во вспомогательной ванне, процесс осуществляют многократно, меняя попеременно заряды на участках штанги. Изменение зарядов на участках штанги осуществляют либо перемещением штанги иэ вспомогательной ванны в основную, либо последовательным включением и отклонением анодов по мере перемещения обрабатываемого изделия при неподвижной штанге. Данный способ позволяет получать равномерное по длине труб покрытие на вну-ренней поверхности труб длиной более 2 м, что дает воэможность повысить производительность и применять большие токи современных мощных выпрямителей.

2 з.л.ф-лы, 3 ил. 1 табл.

На фиг.1 представлена схема, поясняющая сущность предлагаемого способа, при перемещении штанги относительно неподвижных изделий; на фиг.2 то же, при неподвижной штанге с перемещением покрываемых изделий; на фиг.3 — схема, план.

В одной из ванн I (фиг.l) расположены обрабатываемые иэделия (катоды) с контактными токоподводами 3.

В другой (средней) ванне 1 располо1633026 жены аноды 4 с контактными токоподводами 5. При замкнутом выключателе

6 ток замыкается в системе источник

7 тока — анод 4 — электролит — штан5 га 8 — электролит — изделия (катоды)

2 — источник 7 тока.

При прохождении тока участок аб штанги 8 заряжается анодно и имеющиися здесь (заранее осажденный на штанге 8) металл покрытия растворяется и переходит на изделие (катод) 2, т.е. участок аб штанги 8 играет роль растворимого анода. На участке вг штанга

8 заряжается катодно и на ней осаждается металл.

После окончания процесса нанесения покрытия на изделие 2 и участок вг штанги 8 последняя механически перемещается в правое крайнее положение (показано пунктиром), При этом выключатели 6 размыкают цепь левои ванны 1 и замыкают цепь правой ванны

1, а изделия 2 из левой ванны 1 вы-, гружаются. Наступает новый цикл нане- 25 сения покрытия на изделия †катоды в правой ванне и на заряженный катодно участок вг штанги 8. На участке де штанги 8 при этом работает растворимый анод, подготовленный в средней ванне предшествующего цикла.

При струйной подаче электролита, например через перфорации в штанге 8, вместо ванн 1 используются поддоны с насосами.

Поверхности бв и гд на штанге 8 между заряженными участками не несут поверхностного заряда и длина участков бв и гд может изменяться в широких пределах (при низком омическом сопротивлении самой штанги 8).

Изделия 9 (фиг.2) в виде трубы перемещаются относительно неперемещаемой штанги 10. На каждой из четырех одинаковых позиций аб, вг, де, щз имеются аноды 11 с токоподводами 12 и катодные токоподводы 13. Позиции работают попарно от одного источника тока. Совершаются по два одинаковых цикла обработки А и Б, При цикле А изделия 9 на позициях

50 аб и де находятся в контакте с катодом (работают клеммы I) и подключены аноды на позициях вг и жз (работают клеммы 1Ч). .Ток замыкается по циклу в:точник 14 тока — анод 11 — электро— 55 лиг — участок вг или жз штанги 10 (заряжает< я катодно) — участок аб или де штанги 10 (заряжается анодно)— электролит — иэделие 9 (катод) — источник 1 4 тока.

При цикле А клеммы II и анод 11 участков аб и де и клеммы T.II участков вг и жз обесточены.

После нанесения покрытия на изделие 9 и участок штанги 10 вг и жз происходит перемещение изделия 9 на позицию вг и жз и начинается цикл Б: покрываются металлом катодно заряженные участки штанги 10 аб и де, т.е. при этом участки штанги попеременно заряжаются анодами аб и де на цикле

А (и выполняют роль растворимых анодов) и катодами вг и жз на цикле A.

На цикле Б полярность участков штанги соответственно изменяется. Изделие 9 все время на всех позициях покрывается катодно.

Таким образом происходит изменение зарядов на участках питания благодаря механическому перемещению штанги (фиг.1) или электрическому переключению полярности на участках штанги (фиг.2).

В описанных случаях в системе может применяться один электролит во всех ваннах (позициях), когда анодные и катодные выходы по току равны и имеют близкие значения. Возможно также применение разних электролитов в ваннах (позициях) с целью регулирования выходов по току.

Опыты проводят на лабораторной установке (фиг.3), состоящей из винилпластовых ванн 15 и 16 длиной 1000 мм, шириной 200 мм (электролизер рафинирования и подготовки растворимого анода 15, гальваническая ванна 16), алюминиевых электродов 17 (их диаметр и длину изменяли), растворимых анодов

18 (пластин из цинка Ц1) без чехлов,, < шины 19 из пучка проволоки с общим сечением металла 300 мм для соединен. ния электродов 17 в двух ваннах жестг кими хомутами и шин 20 и 21 для подвода тока от стандартного выпрямителя. Токоподводы к стальной трубе 22 (пробовали разные диаметры и стенки) крепят с помощью жестких хомутов 23 на болтах. Циркуляцию электролитаосуществляют с,помощью насоса (не показан), нагнетающих патрубков 24 и сливных штуцеров 25. Достигается скорость движения электролита относительно внутренней поверхности труб 0,3-0,4 м/с. Плотность тока регулируют гальваностатически;

5 163302

Покрывают образцы труб иэ стали марки 10 двух размеров: 6 156 » 3 дли1 ной 700 мм с электродами иэ сплава алюминия g IOO м и )20 мм; И 76 » 3, 5 длиной 500 мм с электродом из сплава алюминия 6 50 мм. Покрытия на трубы наносят после ряда последовательных переполюсовок на анодном электроде с другими трубами. l0

По известному способу в гальванической ячейке покрывают внутреннюю поверхность образцов — патрубков

9 210 4 3 мм, длиной 120 мм из стали марки IO. Заряженные струи создают путем нагнетания электролита насосом давлением 2 атм через анод — трубу

9 68 4 8 мм из цинка с тремя отверстиями И 4 мм на длину 1 20 мм. Трубу отливают из электродного цинка марки 20

IjI. Образец — патрубок вращают коаксиально относительно анода.

Аналогично на трубу И 76 к 3 мм, наносят медное покрытие. При этом используют электрод из нержавеющей ста-. 25 ли 8 50 мм.

Во всех случаях подготовка поверхности труб одинаковая: электрохимическое обезжиривание, промывание, декапирование. 30

Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Из таблицы следует, что качество цинкового и медного покрытий, получаемых по предлагаемому способу, вышее, чем по известному: улучшение равномерности путем снижения разброса толщин на 40-50 С, улучшение кристаллической структуры при повышении микро- 40 твердости на 6-8Х, улучшение внешнего вида за счет отсутствия анодного шлама.

Способ расширяет технологические

ВОЭМОЖНОСТИ В СВЯЭИ С ВОЭМОЖНОСТЬЮ 45 обработки труб меньших диаметров (от

30 мм и более),, в то время как по прототипу можно обрабатывать трубы только диаметром 200-250 мм и более, повышает производительность обработки на 8-IIЯ за счет сокращения ручного труда нв чистку и смену растворимых анодов и за счет возможности снижения расстояния между электродами беэ потерь качества по неравномерности покрытия.

Формула изобретения

1. Способ нанесения гальванических покрытий на поверхность длинномерных изделий с использованием нескольких электрохимических ванн и биполярного подвода тока, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, повышения производительности и улучшения качества покрытий на внутренней поверхности металлических труб используют биполярный электрод — металлическую штангу, установленную с возможностью аксиального перемещения внутри трубы и служащую растворимым анодом за счет слоя металла, предварительно осажденного на биполярный электрод во вспомогательной ванне, и процесс осуществляют многократно, меняя попеременно заряды на участках штанги.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что изменение зарядов на участках штанги осуществляют перемещением штанги из вспомогательной ванны в основную.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что изменение зарядов на участках штанги осуществляют последовательным включением и отключением анодов по мере перемещения обрабатываемого изделия при неподвижной штанге.

1633026 х

fol- а5

3o""

j RO

М1

1 Ф

aIa

1 Ф

° Ф со

an

1 Ф

Ф л ь

D м! е ках ф

hc X

Еасоф

vugg

Ц

4l

4 и! 1

)c u 1 а. ф (о ! м л

Ц ° х

1 ф Х х э ° о м

1 м л

1 м

СЭ

Ю

РЪ м О е

4 о

Ю

° о

РЪ

° Ц иО ь

С Ъ

Ф! Ъ

МЪ

Ф л! Ъ л !

I AA

4 ф!. х с 1" о и!

Ф ф ч е

М о фе

4С

jIIо

Щ Ф,Ъ

Х,о еi Ю I хмo о м ао4 3 ф и11I

aI

>х

Э 1

1 к

4. I

Ф о еа

Е !4 ф" ъ.Ф х! !!

13! ецио ° хм

6)i йц оРмМ6 о 1 х ф O Ф ф e z о е

uä и 1- а ах

3 61 В Ко х 1

О! Е4ОЕ

kOe4u5ui!

633026 . i!

Ф о

%4

1 ° и

О1 МИ аCL! кфоо Ф и

1 Ф

60 Ф

1 еч

cv л

9 54 а 2М ж!.! л

Cl. 3

„5

Ц ! в

И и

CV м

1 Ф

Ф

1 сч

М !

5 4

С>

CV

1 и «!

1 еч о о

«

ill

« л е с

° « м м л

4

Фч

t )

) ф

° Ф

О

О

О л

О а юф а

Ji

1 I

«I 5 i

Г

11, fi

t v

o, к I

1

О

1 3С 1

Ki

1 Ю I аае1= д)уйоо

oRo

Ю g. 4 44 е е v (!" а 3aeW и !

«. O IC m к 4 5 g !« у,р о о 1- Ia (а,5ф о

Е g.vi !II 3 I о.- - а

OI - Л «O Igi I«I

«1«!«

Оа1-413 е 3 ф аВ !

1 ) 1

fio « цО 4 О

ЛаЯ 23=лл егч

10

g 11 Рог.1

Цикл A

8 11 z

Цикл b у

p(11 3

1633026

Составитель Е,Потапова

Техред Л.Олийнык Корректор М,Максимишинец

Редактор Н.Гунько

Тираж 408

Заказ 599

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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