Способ нанесения гальванических покрытий на длинномерные изделия

Способ нанесения гальванических покрытий на длинномерные изделия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАЙКЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ<щ 986970

Союз Соеетсиик

Социалистических

Республик (б1) Дояолиительиое к авт. свищ-ву{22)Заявлеио 29,12.81 (21) 33?5718/22"02 с ярисоелииеииеат заявки М (51)М. Кл.

С 25 0 5/08

С 25 0 21/12

1Ьвудлрстаалкыа каюитэт

СССР

> ао делам кэоарвтаккк к открытки (2З ) Приоритет

0яубликоваио 07,01.83. Бтоллетеиь М 1

Дата овубликоваиия овисаиия 07.01,83 (53j УДК 621,357..77(088.8) (72) Автор изобретения

Н.С.Тужиков

:У

l (7 l ) Заявитель (Я) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ

ПОКРЫТИЙ НА ДЛИННОИЕРНЬ1Е

ИЗДЕЛИЯ

Изобретение относится к электро- химии и может быть использовано при нанесении гальванических покрытий на внутреннюю и наружную поверхности длинномерных изделий типа цилиндров и штоков °

Известен способ нанесения гальванических покрытий на длинномерные изделия типа цилиндров и штоков, включающий подвод напряжения к изделию и аноду и прокачивание электролита вдоль межэлектродного зазора. Анод выполняют в виде конуса (1).

Однако данное устройство не пригодно для получения равномерного гальванопокрытия удлиненных деталей относительно малого диаметра ввиду невозможности изготовления конусного анода. zo

Наиболее близким к предлагаемому является способ нанесения гальвани.ческих покрытий на длинномерные из" .делия типа цилиндров и штоков, вклю

2 чающий подвод напряжения к изделию и аноду и прокачивание электролита вдоль межэлектродного зазора. Анод выполняют в виде полого перфорированного тела с отверстиями по всей длине (23.

Недостатком известного способа является то, что он требует экспериментальттой отработки конфиругации анода, что является. весьма тру" доемким процессом, не гарантирующим получение достаточно равномерного покрытия, так как после экспериментальной отработки условия электролиза могут измениться, Кроме того, в процессе электролиза не контролируют.и не регулируют фактическое распредетжтние плотности тока вдоль изделия, что не позволяет регулировать толщину покрытия no его длине.

Цель изобретения - повышение равномерности покрытия путем регулирования распределения плотности тока по длине изделия, ! где Ь0

- падение напряжения;

- сила тока между электродами;

2S — а кти вна я длина межэле кт родного зазора, (< — длина выбранного участка детали;

- расстояние от торца детали

30 до выбранного участка; г - электрическое сопрйтивле" к ние выбранного участка, Приведенная формула получена путем интегрирования произведения силы тока, проходящего вдоль выбранного участка электрода, на его сопротивление при условии, что ток распределяется равномерно по всей длине межэлектродного зазора коаксиальной электролитической ячейки, образованной двумя электродами - деталью и анодом.

Возможность использования паде" ния напряжения ЬО в качестве параметра для контроля и регулирования плотности тока (и, следовательно, толщины покрытия) по длине детали основана на следующем.

Поскольку падение напряжения на выбранном участке электрода является функцией проходящего по нему тока, а последний, в свою очередь является функцией распределения пло- . тности тока по длине ячейки, то измеренная величина ДО однозначно ха- $$ рактеризует действительное распределение плотности тока и может слу-! жить параметром для контроля скоро3 98697

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу нанесения гальванических покрытий на длинномерные изделия типа цилиндров и штоков, включающему подвод напряже- $ ния к изделию и аноду и прокачивание электролита вдоль межэлектродного зазора, источник питания подключают к электродам со стороны выхода электролита из межэлектрадного зазора, измеряют падение напряжения на произвольно выбранном участке длины иэделия и, меняя расход электролита, поддерживают измеренную величину равной расчетной вели- 1$ чине падения напряжения на этом участке, которую определяют из условия

;ти нанесения гальванапокрытия по длине детали.

В то же время flBoTHocTb тока на электродах в любом месте по длине ячейки зависит от межэлектродного напряжения и сопротивления электролита. Обе эти величины явлоются переменными по длине ячейки, Вследствие наличия падения напряжения в электродах межэлектродное напряжение увеличивается по мере приближения к месту подвода питающего напряжения, причем приращение напряжения на единицу длины ячейки зависит от распределения межэлектродной плотности тока.

Это справедливо как при одностороннем, так и при двухстороннем подводе напряжения к ячейке, B последнем случае межэлектродное напряжение будет увеличиваться по мере пли" ближения к месту подвода напряжения к электроду, имеющему большее электрическое сопротивление.

Вследствие же выделения газов сопротивление движущегося электролита увеличивается по мере приближения к выходу из ячейки, причем приращение сопротивления на единицу длины ячейки зависит от скорости расхода электролита.

Таким образом, при подводе напряжения к электродам (или к тому из них, который имеет большее электрическое сопротивление) со стороны выхода электролита из межэлектродного зазора можно изменением расхода электролита регулировать eco сопротивление и, следовательно, регулировать распределение плотности тока по длине детали, контролируя это распределение по измеренной. величине. падения напряжения на выбранном участке.

На чертеже показана схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит коаксиальную электролитическую ячейку, образованную наружным и внутренним электродами 1 и 2, одним из которых является иэделие, а другим - анод, уплотняющие насадки 3 и 4 для прокачивания электролита через ячейку в осевом направлении, контакты 5 и

6 для подвода напряжения к электродам со стороны выхода электролита из ячейки, контакты 7 и 8 для изме986970

Управление клапаном 11 осуществляют вручную по показаниям индикатора 10 или автоматически от блока 9.

Если в процессе электролиза измеренная величина падения напряжения стала больше расчетной, то это знарения падения напряжения на выбранном участке Ц одного из электродов, например наружного, измерительно-регулирующий блок 9 для сравнения измеренной и расчетной вели" S чин падения напряжения и преобразо-. вания полученного результата в сигнал для визуального контроля на индикаторе 10 и .сигнал автоматического управления клапаном 11 электролита.

Для покрытия внутренней поверхности детали анодом служит электрод

2, а для покрытия наружной поверхности - электрод 1, 3S

Устройство при реализации способа работает следующим образом.

Поскольку измерятb падение напря. жения удобнее на наружном электроде, то, пользуясь чертежом или на- 20 турным образцом этого электрода, выбирают на его поверхности участок максимально возможной длины 1, и по приведенной выше Формуле определяют на нем величину падения напряжения.

При этом величину 1 принимают, исходя из средней допустимой плот- . ности тока для данного типоразмера детали, а величину г вычисляют по известному удельному сопротивлению материала электрода или измеряют известными средствами на натурном образце.

Затем электроды 1 и 2 фиксируют относительно друг друга посредством насадок 3 и 4, подключают их к гидросистеме электролита, зажимают токоподводящие контакты 5 и б со стороны выхода электролита из межэлек- р тродного зазора, прижимают измерительные контакты 7 и 8 к поверхности наружного электрода в крайних точках выбранного участка, открывают клапан 11, включают источник тока и ве- 4S дут обработку детали по заданному режиму.:При этом силу тока 1 поддерживают постоянной и путем измене. ,ния расхода электролита клапаном

11 устанавливают равенство измерен- у ной и расчетной величин падения напряжения, чит, что межэлектродная плотность . тока в ивчале ячейки больше, чем в конце, и для ее выравнивания следу ет увеличить расход электролита, а если измеренная вели 1ина стала меньше расчетной, то следует умень" шить расход электролита. При этом измерение расхода не требуется.

Предлагаемый способ обеспечивает равномерное покрытие длинномерной детали в один прием с погрешностью не более ф3, прост в осуществлении, не требует экспериментальной обработки технологического процесса на опытных партиях детали, не подвержен погрешностям регулирования плотности тока в изменяющихся производственных условиях (колеба" ния величины сопротивления анофа и химического состава, температуры и давления электролита). Кроме того, предлагаемый способ позволяет полу- чать конусные покрытия детали за счет поддержания заданных величины и знака неравенства между измеря" емой и расчетной величинами падения напряжения, Эффективность способа достигается за счет исключения гальванической доработки покрытия 20-303 деталей, полной замены покрытия 10-15ь деталей, механической доводки (шлифовки) покрытия 30-403 деталей, неисправного брака 3-53 деталей..

Зкономическая эффективность, не считая экономии затрат на экспериментальную отработку процесса, составляет более 45 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Способ нанесения гальванических покрытий.на длинномерные изделия типа цилиндров и штоков, включающий подвод напряжения к изделию и аноду

l и прокачивание электролита вдоль межэлектродного зазора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения равномерности покрытия путем регулирования распределения плотно-. сти тока по длине изделия, источник питания подключают к электродам со стороны выхода электролита из межэлектродного зазора, измеряют падение напряжения на произвольно выбранном участке длины изделия и, меняя расход электролита, поддерживают измеренную величину равгде АО

- падение напряжения;

- сила тока между электродами", - активная длина межэлектродного зазора; ной расчетной величине падения напряжения на этом участке, которую определяют из условия

986970

1 - длина выбранного участка изделия

f - расстояние от торца изделия до выбранного участка;

В r - электрическое солротивпеК ние выбранного участка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

1в И 169369, кл. С 25 О 17/12, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

11 140649, кл. С 25 О 5/08, 1960.

ВНИИПИ Заказ 10217/4 Тираж 641 Подписное

° а ю юеюавв е елее е

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4