Устройство для нанесения электролитических покрытий

Устройство для нанесения электролитических покрытий

Реферат

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для антифрикционной, антикоррозионной и художественно-декоративной обработки металлических поверхностей.

Известно аналогичное устройство [1], анодный узел которого выполнен в виде полого полукольца, опирающегося на тампон, выполненный из адсорбирующего материала, который охватывает по дуге часть восстанавливаемой поверхности. Анодный узел подпружинен к ремонтируемой детали и имеет автоматическую систему стабилизации усилия прижима тампона к восстанавливаемой поверхности. Недостатками данного устройства является сложность нанесения покрытий на локальные участки поверхностей со сложным профилем, что необходимо, например, при их художественной обработке, а также невозможность ручной обработки поверхностей в силу больших массогабаритных характеристик устройства.

В качестве прототипа выбрано устройство, описанное в [2], содержащее ванну для электролита, смонтированный над ванной анод с тампоном из диэлектрического материала, держатель катода, соединенный с приводом вращения, механизм прижима тампона к катоду, установленный на стойке, при этом устройство снабжено дополнительным анодом, помещенным в ванне с электролитом, погруженным частично вместе с катодом в электролит, а механизм прижима тампона с катодом выполнен в виде рычага, одним концом шарнирно соединенного со стойкой, в середине - с анодом и тампоном, противоположным концом - с укрепленным на нем тарированным грузом, причем тампон выполнен сотовой конструкции из термореактивного стеклопластика. Недостатками данного устройства является сложность нанесения покрытий на локальные участки поверхностей со сложным профилем, что необходимо, например, при их художественной обработке, а также невозможность ручной обработки поверхностей в силу больших массогабаритных характеристик устройства.

Технический результат настоящего изобретения заключается в обеспечении возможности электролитического нанесения (ручного или автоматизированного) покрытий на локальные участки металлических поверхностей со сложным профилем и уменьшении массогабаритных характеристик устройства.

Технический результат достигается тем, что устройство для нанесения электролитических покрытий содержит тампон из диэлектрического материала и анод, помещенный в электролит, при этом тампон и анод размещены внутри диэлектрического химически стойкого корпуса, в который также вмонтирован источник тока, отрицательный полюс которого выведен из корпуса на гибком проводе с зажимом на конце, соединенным с обрабатываемой поверхностью, а в тампон, пропитанный электролитом, с одной стороны вставлен анод, соединенный с положительным полюсом источника тока, а с другой стороны - стержень из адсорбирующего материала, пропитанный электролитом, свободный конец которого соединен с покрываемым участком обрабатываемой поверхности.

Заявленное устройство (фиг.1) содержит корпус 1, в который вставлен тампон 2, связанный с одной стороны со стержнем 3 и с другой стороны - с анодом 4. Анод связан с положительным полюсом источника тока 5, а отрицательный полюс источника тока связан с гибким проводом 6, на конце которого имеется зажим 7, с помощью которого гибкий провод электрически соединяется с обрабатываемой деталью 8. Корпус имеет крышку с отверстием 9 и колпачок 10.

Корпус выполнен из диэлектрического химически стойкого материала (например, полиэтилена, текстолита и др.) и имеет форму, удобную для охвата кистью руки. Корпус выполнен полым для возможности размещения в нем тампона, стержня, анода и источника тока. Корпус имеет два отверстия: одно - для выхода наружу свободного конца стержня, а второе - для удобства замены анода и источника тока, закрываемое крышкой, в которой имеется отверстие для вывода гибкого провода. Для исключения испарения электролита через стержень корпус содержит съемный колпачок, который при работе с устройством снимается.

Тампон и стержень выполнены из адсорбирующих материалов и пропитаны электролитом, причем тампон выполнен из более мягкого материала для удобства вставки в него анода, а стержень - из более твердого износостойкого материала для большей долговечности устройства. Свободный конец стержня имеет заострение для возможности нанесения покрытий на локальные участки обрабатываемой поверхности. Материалы тампона и стержня должны быть химически устойчивы к применяемым электролитам.

Анод выполнен в виде стержня из материала, рекомендованного для нанесения соответствующего материала покрытия (например, серебряный анод - для серебрения, медный анод - для меднения и т.д.). Площадь контакта анода с тампоном выбирается исходя из требуемой плотности тока.

В качестве источника тока используется гальванический элемент (например, батарея или аккумулятор), напряжение которого выбирается исходя из требуемой плотности тока. Источник тока связан с анодом и гибким проводом с помощью соединения, обеспечивающего надежный электрический контакт (например, с помощью пайки).

Гибкий провод выполнен из многожильного медного провода, на конце которого имеется зажим (например, типа «крокодил»).

Работа устройства в динамике. Перед использованием с корпуса снимают колпачок и гибкий провод соединяют с помощью зажима с обрабатываемой поверхностью. Затем с легким прижимом трут заостренным концом стержня по участку обрабатываемой поверхности, на который необходимо нанести покрытие. При этом замыкается электрическая цепь от положительного полюса источника тока через анод, электролит, обрабатываемую поверхность, гибкий провод, на отрицательный полюс источника тока. Покрытие получается в результате восстановления ионов металла, содержащихся в электролите, на катоде, в роли которого выступает обрабатываемая поверхность. В случае использования растворимых анодов в процессе эксплуатации потребуется их периодическая замена. В случае использования нерастворимых анодов потребуется периодическое обновление электролита.

Пример. Изготовили устройство для нанесения серебряных покрытий. Для этого изготовили полиэтиленовый корпус, в который вставили цилиндрический тампон, пропитанный дицианоаргентатным электролитом, со стержнем диаметром 4 мм. К положительному полюсу источника тока (элемент питания AAA GP 24AU Ultra) припаяли посеребренный медный провод (диаметром 2 мм), а к отрицательному полюсу - многожильный медный провод, пропущенный через отверстие крышки корпуса. Другой конец гибкого провода припаяли к зажиму типа «крокодил». Анод с источником тока вставили в корпус таким образом, что посеребренный анод внедрился в тампон, после чего закрыли крышку корпуса. С помощью полученного устройства наносили серебряное покрытие на медную пластину при плотности тока 2 А/дм². Для этого сняли колпачок и заостренным концом стержня терли по участку обрабатываемой пластины. В результате получен слой серебра толщиной 5 мкм на площади 3 мм² за 30 секунд.

На фиг.1 показана схема устройства для нанесения электролитических покрытий.

Используемая литература

1. А.с. №1640213. Устройство для нанесения покрытий методом электролитического натирания. / Медведев В.В. Опубл. 07.04.1991 г., бюл. №13.

2. Патент РФ №2292410. Устройство для нанесения покрытий посредством электролитического натирания. / Ганин А.Н., Громаковский Д.Г., Ибатуллин И.Д., Николаев В.А., Потапкин А.И., Хаустов В.И. Опубл. 27.01.2007 г., бюл. №3.

Устройство для нанесения электролитических покрытий, содержащее тампон из диэлектрического материала и анод, помещенный в электролит, отличающееся тем, что тампон и анод размещены внутри диэлектрического химически стойкого корпуса, в который также вмонтирован источник тока, отрицательный полюс которого выведен из корпуса на гибком проводе с зажимом на конце, предназначенным для соединения с обрабатываемой поверхностью, а в тампон, пропитанный электролитом, с одной стороны вставлен анод, соединенный с положительным полюсом источника тока, а с другой стороны - стержень из адсорбирующего материала, пропитанный электролитом, свободный конец которого предназначен для соединения с покрываемым участком обрабатываемой поверхности.