BRPI0621923A2

BRPI0621923A2 - process and apparatus for coating a surface of an article

Info

Publication number: BRPI0621923A2
Application number: BRPI0621923-3A
Authority: BR
Inventors: James R Toth; Miguel Azevedo
Original assignee: Federal Mogul Corp
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2011-12-20
Also published as: WO2008013535A1; JP2010511780A; EP2049712A1; KR101277115B1; CN101506409A; KR20090031947A; JP5129815B2; CN101506409B

Abstract

PROCESSO E APARELHO PARA REVESTIR UMA SUPERFìCIE DE UM ARTIGO Um processo e aparelho utilizando pelo menos um anodo conformável (40) em um processo de revestimento para aplicar um revestimento a um artigo (10). Um fio ou outro material adequado para um anodo é formado para se conformar à forma aproximada de uma região do artigo a ser coberto. O anodo é energizado por uma fonte de energia elétrica (44), e o artigo serve como o catodo. O anodo e artigo são ambos imersos em um banho de revestimento (38). O artigo e anodo são girados em relação um ao outro sobre um eixo central (22) do artigo. O movimento relativo entre o anodo e o artigo causa um revestimento uniforme (46) ser aplicado a regiões selecionadas do artigo que passam o anodo. Outro anodo (50) pode ser arranjado em relação fixa com o artigo para causar revestimento a uma região selecionada separada do artigo simultaneamente com o outro anodo.PROCESS AND APPLIANCE FOR COATING AN SURFACE OF AN ARTICLE A process and apparatus using at least one conformable anode (40) in a coating process to apply a coating to an article (10). A wire or other material suitable for an anode is formed to conform to the approximate shape of a region of the article to be covered. The anode is powered by an electrical power source (44), and the article serves as the cathode. The anode and article are both immersed in a coating bath (38). The article and anode are rotated relative to each other on a central axis (22) of the article. The relative movement between the anode and the article causes a uniform coating (46) to be applied to selected regions of the article that pass the anode. Another anode (50) can be arranged in fixed relationship with the article to coat a selected region separate from the article simultaneously with the other anode.

Description

"PROCESSO E APARELHO PARA REVESTIR UMA SUPERFÍCIE DE UM ARTIGO""PROCESS AND APPARATUS FOR COATING A ARTICLE SURFACE"

Este pedido reivindica o benefício de Pedido Provisório US Serial No. 60/702.483, depositado em 26 de julho de 2005, que está incorporado aqui em sua totalidade.This application claims the benefit of US Serial Provisional Application No. 60 / 702,483, filed July 26, 2005, which is incorporated herein in its entirety.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Campo Técnico1. Technical Field

Esta invenção relaciona-se geralmente a processos e aparelho para revestir artigos, tais como, mas não limitados a, pistões para motores de combustão.This invention generally relates to methods and apparatus for coating articles, such as, but not limited to, combustion engine pistons.

2. Técnica Relacionada2. Related Technique

E conhecido revestir artigos imergindo um artigo em um banho de revestimento e estabelecendo um arranjo de anodo/catodo, por meio de que uma ou mais superfícies do artigo são revestidas com material da solução de banho. Por exemplo, alguns artigos são revestidos com cromo usando esta técnica geral.It is known to coat articles by immersing an article in a coating bath and establishing an anode / cathode arrangement whereby one or more surfaces of the article are coated with bath solution material. For example, some articles are chrome plated using this general technique.

Um dos desafios apresentados em revestir artigos tendo superfícies contornadas e/ou cantos afiados é que a forma do artigo pode interferir com o desenvolvimento uniforme da camada, com algumas áreas adquirindo mais camada que é caso contrário desejado e outras adquirindo menos do que o que é caso contrário desejado.One of the challenges presented in coating articles having contoured surfaces and / or sharp corners is that the shape of the article may interfere with uniform layer development, with some areas acquiring more layer than is otherwise desired and others acquiring less than what is. otherwise desired.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

A presente invenção provê um aparelho e processo para revestir artigos com uma camada de um banho de revestimento, tal como, por exemplo, aplicação de uma camada baseada em cromo a superfícies de um pistão. O aparelho inclui um anodo formado que é contornado a pelo menos algumas das características contornadas exteriores do artigo. O próprio artigo é feito o catodo, e o catodo e anodo são movidos em relação um ao outro durante revestimento para controlar aplicação do revestimento ao artigo. De acordo com uma concretização particular, o anodo formado é retido estacionário e o pistão é girado no banho de revestimento em relação ao anodo formado. Este movimento relativo, e particularmente o movimento rotacional relativo habilita melhor controle da aplicação da camada a áreas desejadas do pistão em falta da camada. Nesta consideração, a invenção é particularmente bem adequada a artigos tendo simetria rotacional tal que a forma do anodo pode ser fixada e o artigo girado em relação ao anodo para manter um espaçamento constante entre o artigo e contornos do anodo durante revestimento. Nesta consideração, pistões são particularmente bem adequados visto que muitas das características, incluindo a superfície exterior do pistão, os sulcos de anel, a superfície de topo, e freqüentemente o reservatório de combustão, têm simetria relativa a um eixo longitudinal central do corpo de pistão, ou pelo menos simetria aproximada.The present invention provides an apparatus and process for coating articles with a coating bath layer, such as, for example, applying a chrome-based layer to piston surfaces. The apparatus includes a formed anode which is contoured to at least some of the outer contoured features of the article. The article itself is made the cathode, and the cathode and anode are moved relative to each other during coating to control coating application to the article. According to a particular embodiment, the formed anode is held stationary and the piston is rotated in the coating bath with respect to the formed anode. This relative motion, and particularly relative rotational motion, enables better control of the application of the layer to desired areas of the missing layer piston. In this regard, the invention is particularly well suited to articles having rotational symmetry such that the anode shape can be fixed and the article rotated relative to the anode to maintain a constant spacing between the article and anode contours during coating. In this regard, pistons are particularly well-suited since many of the features, including the outer piston surface, ring grooves, top surface, and often the combustion reservoir, have symmetry relative to a central longitudinal axis of the piston body. , or at least approximate symmetry.

Com respeito a cobrir um pistão, não só é uma vantagem cobrir a superfície exterior, mas também cobrir a superfície do sulco de anel superior, a face de topo, como também o reservatório de combustão. Em algumas configurações de pistão, o reservatório de combustão tem uma configuração de reservatório reentrante tal que o reservatório de combustão recorte um lábio circunferencial superior do reservatório, assim, fazendo particularmente difícil revestir estas áreas usando um arranjo de banho de revestimento convencional. A presente invenção pode acomodar tais contornos difíceis, estendendo, no caso do sulco de anel superior, uma porção do anodo no sulco de anel e formando o anodo pela superfície de topo e no reservatório de combustão e para incluir, se necessário, a característica reentrante do reservatório de combustão. Como tal, a quantidade desejada de cobertura é aplicada, como desejado, às superfícies durante o processo de revestimento quando o pistão gira em relação ao anodo sobre o eixo longitudinal do pistão a fim de habilitar um revestimento uniforme do material de revestimento nas áreas desejadas associadas com o anodo formado.With respect to covering a piston, it is not only an advantage to cover the outer surface, but also to cover the surface of the upper ring groove, the top face, as well as the combustion reservoir. In some piston configurations, the combustion reservoir has a recessed reservoir configuration such that the combustion reservoir cuts an upper circumferential lip of the reservoir, thus making it particularly difficult to coat these areas using a conventional coating bath arrangement. The present invention can accommodate such difficult contours by extending, in the case of the upper ring groove, a portion of the anode into the ring groove and forming the anode by the top surface and combustion reservoir and to include, if necessary, the recessed feature. of the combustion tank. As such, the desired amount of cover is applied as desired to the surfaces during the coating process when the piston rotates relative to the anode about the longitudinal axis of the piston to enable uniform coating of the coating material in the associated desired areas. with the anode formed.

De acordo com uma característica particular adicional da invenção, o aparelho e processo opcionalmente incluir pelo menos um segundo anodo que é estacionário em relação ao artigo sendo revestido e móvel em relação ao primeiro anodo. Em um arranjo preferido, este segundo anodo é projetado para girar com o artigo em relação ao primeiro anodo para revestir simultaneamente outras áreas do artigo que podem não ser acessíveis ou convenientes para acesso pelo primeiro anodo fixo. Por exemplo, o artigo pode ter características internas ou passagens que não são acessíveis de fora do artigo (por exemplo, passagens ou furos ou características não circulares). No caso de um pistão, por exemplo, pode ser desejável revestir os furos de pino do banho de revestimento. Um anodo em forma de pino pode ser posicionado nos furos de pino e suportado para rotação com o pistão sobre o eixo longitudinal do pistão e acoplado a um retificador associado para conceder revestimento controlado às superfícies dos furos de pino. Isto pode ser feito ao mesmo tempo que a superfície exterior do pistão está sendo revestida quando gira relativa ao primeiro anodo fixado rotativamente. Com este aparelho e método, torna possível cobrir a saia de pistão, sulco de anel de topo e reservatório de combustão do pistão pelo primeiro anodo enquanto também revestindo os furos de pino pelo segundo anodo no mesmo banho de revestimento e ao mesmo tempo assim para alcançar a consistência e uniformidade desejadas de revestir sobre todas as superfícies desejadas em um processo de única etapa.According to a further particular feature of the invention, the apparatus and process optionally include at least a second anode which is stationary with respect to the article being coated and movable with respect to the first anode. In a preferred arrangement, this second anode is designed to rotate with the article relative to the first anode to simultaneously coat other areas of the article that may not be accessible or convenient for access by the first fixed anode. For example, the article may have internal features or passages that are not accessible from outside the article (for example, passages or holes or non-circular features). In the case of a piston, for example, it may be desirable to coat the pinholes of the coating bath. A pin anode can be positioned in the pin holes and supported for rotation with the piston over the longitudinal axis of the piston and coupled to an associated rectifier to provide controlled coating to the pin hole surfaces. This can be done at the same time as the outer surface of the piston is being coated when it rotates relative to the first rotatably attached anode. With this apparatus and method, it makes it possible to cover the piston skirt, top ring groove and piston combustion reservoir by the first anode while also coating the pin holes by the second anode in the same coating bath and at the same time to achieve this. the desired consistency and uniformity of coating over all desired surfaces in a single step process.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Estas e outras características e vantagens da presente invenção serão apreciadas mais prontamente quando consideradas com relação à descrição detalhada seguinte de concretizações presentemente preferidas e melhor modo, reivindicações anexas e desenhos acompanhantes, em que:These and other features and advantages of the present invention will be more readily appreciated when considered with respect to the following detailed description of presently preferred embodiments and, moreover, appended claims and accompanying drawings, wherein:

Figura 1 é uma vista de perspectiva de um artigo revestido pelo processo;Figure 1 is a perspective view of a process coated article;

Figura 2 é uma vista de seção transversal esquemática do artigo mostrado em associação com o aparelho de revestimento; eFigure 2 is a schematic cross-sectional view of the article shown in association with the coating apparatus; and

Figura 3 é uma vista semelhante à Figura 2 girada 90 graus sobre um eixo central do artigo.Figure 3 is a view similar to Figure 2 rotated 90 degrees about a central axis of the article.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE CONCRETIZAÇÕES PREFERIDASDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

A invenção provê um processo e aparelho que utiliza anodos conformáveis em um processo de revestimento para aplicar um material de revestimento a um artigo. Um fio ou outro material adequado para um anodo é formado para se conformar à forma aproximada de uma região do artigo a ser coberto. O anodo é energizado por uma fonte de energia elétrica, tal como um retificador, e o artigo serve como o catodo, em que o anodo e artigo são ambos imersos em um banho de revestimento. Enquanto imersos, há movimento relativo concedido entre o anodo e o artigo. Em uma concretização presentemente preferida, o artigo é girado em relação ao anodo sobre um eixo central do artigo, em que o anodo pode ser fixado assim para não girar sobre o eixo central. Como resultado do movimento relativo entre o anodo e o artigo, um revestimento uniforme é aplicado às regiões do artigo que passam pelo anodo, por esse meio alcançando, se desejado, um revestimento em 360 graus do artigo.The invention provides a process and apparatus that uses conformable anodes in a coating process to apply a coating material to an article. A wire or other material suitable for an anode is formed to conform to the approximate shape of a region of the article to be covered. The anode is energized by an electrical power source, such as a rectifier, and the article serves as the cathode, wherein the anode and article are both immersed in a sheath bath. While immersed, there is relative motion granted between the anode and the article. In a presently preferred embodiment, the article is rotated with respect to the anode about a central axis of the article, wherein the anode may be fixed so as not to rotate about the central axis. As a result of the relative movement between the anode and the article, a uniform coating is applied to the article regions passing through the anode, thereby achieving, if desired, a 360 degree coating of the article.

O método e aparelho também podem incluir um ou mais anodos adicionais que podem ser fixados posicionalmente em relação ao artigo (e assim relativamente móveis em relação ao outro anodo formado para revestir outras áreas do artigo que são inacessíveis ou cobertas menos convencionalmente pelo outro anodo formado). Por exemplo, se o artigo tiver um furo que é arranjado transversal ao eixo de rotação do artigo, o aparelho e método contemplam inserir um anodo correspondentemente formado no furo que pode girar com o artigo tal as superfícies do furo podem ser revestidas no mesmo banho e ao mesmo tempo como as outras superfícies sendo revestidas com relação ao anodo formado.The method and apparatus may also include one or more additional anodes which may be positionally fixed relative to the article (and thus relatively movable relative to the other anode formed to coat other areas of the article that are inaccessible or less conventionally covered by the other anode formed) . For example, if the article has a hole that is arranged transverse to the axis of rotation of the article, the apparatus and method contemplates inserting a correspondingly formed anode into the rotatable hole with the article such that the surfaces of the hole may be coated in the same bath and at the same time as the other surfaces being coated with respect to the anode formed.

Retornando agora aos desenhos, em que, por meio de exemplo e sem limitação, Figuras 1-3 mostram um artigo de pistão 10, referido doravante como pistão, como o artigo a ser revestido. O pistão 10 inclui uma cabeça de pistão 12 tendo uma superfície superior 14 se estendendo substancialmente perpendicular ao eixo central 22, em que um reservatório de combustão 16 é formado. O reservatório de combustão 16 pode ter uma borda ou lábio 18 e uma região de recorte 20 se estendendo radialmente exteriormente do lábio 18. O pistão 10 tem um eixo longitudinal central 22 que várias superfícies exteriores do pistão se estendem pelo menos parcialmente simetricamente sobre, e também inclui um par de bossas de pino lateralmente espaçadas 24 em que furos de pino alinhados 26 são formados tendo um eixo de furo de pino comum 28. O eixo de furo de pino 28 se estende transversalmente ao eixo central 22, e pode ser perpendicular ao eixo central 22. O pistão 10 ademais pode incluir um par de porções de saia de pistão contrárias 30 que são formadas como uma peça com as bossas de pino 24 tendo uma superfície exterior 32. A cabeça de pistão 12 é formada com uma pluralidade sulcos de anel, incluindo um sulco de anel superior 34 que está mais perto da superfície superior 14 do artigo de pistão 10.Turning now to the drawings, in which, by way of example and without limitation, Figures 1-3 show a piston article 10, hereinafter referred to as a piston, as the article to be coated. Piston 10 includes a piston head 12 having an upper surface 14 extending substantially perpendicular to the central axis 22, wherein a combustion reservoir 16 is formed. The combustion reservoir 16 may have an edge or lip 18 and a cutout region 20 extending radially outwardly from the lip 18. The piston 10 has a central longitudinal axis 22 that a plurality of outer piston surfaces extend at least partially symmetrically over, and also includes a pair of laterally spaced stud bosses 24 wherein aligned stud holes 26 are formed having a common stud bore axis 28. The stud bore axis 28 extends transversely of the central axis 22, and may be perpendicular to the central shaft 22. The piston 10 may further include a pair of counter piston skirt portions 30 which are formed as one piece with the pin bosses 24 having an outer surface 32. The piston head 12 is formed with a plurality of grooves of ring, including an upper ring groove 34 which is closer to the upper surface 14 of the piston article 10.

Figuras 2 e 3 ilustram o pistão 10 junto com um aparelho de revestimento 36. O aparelho 36 preferivelmente inclui um banho de revestimento 38 de uma solução de revestimento seletiva (tal como, por exemplo, uma que produzirá uma camada baseada em cromo) na qual o pistão 10 pode ser imerso. O aparelho 36 inclui um primeiro anodo formado 40 que pode estar na forma de um fio ou outro material adequado que pode servir como um anodo. O anodo 40 é arranjado ao longo do exterior do pistão IOe tem uma área menos que a área total da superfície exterior do pistão 10. O anodo 40 é formado para ter uma forma correspondendo à forma geral da superfície exterior do pistão em relação à seção transversal longitudinal do pistão apresentado ao anodo 40 para as superfícies que são para serem revestidas. Como tal, até mesmo sobre áreas tendo uma forma geometricamente descontínua em seção transversal axial, tal como uma superfície transformando de uma superfície linear a uma superfície não linear e/ou curvilínea, o anodo 40 pode ser conformado para seguir o contorno da superfície. Isto é particularmente importante em ser capaz de aplicar uma camada uniforme pelos vários sulcos de anel, como também a região de recorte 20.Figures 2 and 3 illustrate the piston 10 together with a coating apparatus 36. Apparatus 36 preferably includes a coating bath 38 of a selective coating solution (such as, for example, one which will produce a chrome-based layer) in which piston 10 may be immersed. Apparatus 36 includes a first formed anode 40 which may be in the form of a wire or other suitable material that may serve as an anode. Anode 40 is arranged along the exterior of piston 10 and has an area less than the total area of the outer surface of piston 10. Anode 40 is formed to have a shape corresponding to the overall shape of the outer surface of piston relative to the cross section. of the piston presented to anode 40 for surfaces to be coated. As such, even over areas having a geometrically discontinuous shape in axial cross section, such as a surface transforming from a linear surface to a nonlinear and / or curvilinear surface, anode 40 may be shaped to follow the surface contour. This is particularly important in being able to apply a uniform layer across the various ring grooves, as well as the cutout region 20.

Por exemplo, com relação ao exemplo do pistão 10 mostrado nas Figuras 1-3, o anodo formado 40 é configurado em relação à forma do pistão 10 a fim de desenvolver um revestimento na superfície exterior 32 das porções de saia 30, no sulco de anel superior 34 e preferivelmente na superfície inteira do reservatório de combustão 16. Para este propósito, o anodo formado 40 se estende pelo menos parcialmente na direção longitudinal geralmente paralela ao eixo central 22 e ao longo da superfície exterior do pistão 10 adjacente à superfície exterior 32 das porções de saia 30, ao longo da cabeça do pistão 12. O anodo 40 é representado como tendo uma porção 42 se estendendo no sulco de anel superior 34 geralmente perpendicular ao eixo central 22, e também tem uma porção que envolve ao redor da superfície superior 14 do pistão 10 e então abaixo no reservatório de combustão 16. A porção do anodo 40 no reservatório de combustão segue o contorno da região de recorte 20 onde pode terminar no eixo longitudinal central 22. Como tal, o região de recorte 20 pode ser revestida com uma espessura uniforme de material de cobertura, como desejado. Desejavelmente, a distância na qual o anodo 40 é espaçado das superfícies adjacentes pode ser controlada com um alto grau de precisão. Como tal, será apreciado que se o artigo de pistão 10 fosse girado em relação ao anodo 40 (ou vice-versa), que o movimento relativo causaria a superfície exterior inteira das regiões do pistão 10 que são desejadas serem cobertas ser exposta ao anodo formado. Em outras palavras, com cada revolução, as superfícies exteriores passariam pelo anodo formado fixo 40.For example, with respect to the example of piston 10 shown in Figures 1-3, the formed anode 40 is configured relative to the shape of piston 10 to develop a coating on the outer surface 32 of skirt portions 30 in the ring groove. 34 and preferably on the entire surface of the combustion reservoir 16. For this purpose, the formed anode 40 extends at least partially in the longitudinal direction generally parallel to the central axis 22 and along the outer surface of the piston 10 adjacent the outer surface 32 of the skirt portions 30 along the piston head 12. Anode 40 is shown as having a portion 42 extending into the upper ring groove 34 generally perpendicular to the central axis 22, and also has a portion wrapping around the upper surface. 14 of piston 10 and then down into the combustion reservoir 16. The anode portion 40 in the combustion reservoir follows the contour of the combustion region. cut 20 where it may terminate at the central longitudinal axis 22. As such, the cutout region 20 may be coated with a uniform thickness of cover material as desired. Desirably, the distance at which anode 40 is spaced from adjacent surfaces can be controlled with a high degree of accuracy. As such, it will be appreciated that if the piston article 10 were rotated relative to anode 40 (or vice versa), that relative motion would cause the entire outer surface of the regions of piston 10 that are desired to be covered to be exposed to the formed anode. . In other words, with each revolution, the outer surfaces would pass through the fixed formed anode 40.

No processo de revestimento, o anodo formado 40 é acoplado a uma fonte de energia elétrica correspondente, tal como retificador 44 e o pistão 10 é acoplado eletricamente para fazê-lo um catodo em relação ao anodo 40. O pistão 10, imerso no banho de revestimento 38 junto com o anodo formado 40, é girado em relação ao anodo formado 40 para desenvolver uma espessura controlada de revestimento 46 nas áreas visadas do pistão 10 como mencionado. Certamente, outras áreas podem ser cobertas igualmente, mas o anodo formado assegura que estas áreas visadas sejam cuidadosamente controladas.In the coating process, the formed anode 40 is coupled to a corresponding electrical power source such as rectifier 44 and the piston 10 is electrically coupled to make it a cathode relative to the anode 40. The piston 10, immersed in the heat bath. casing 38 along with formed anode 40 is rotated relative to formed anode 40 to develop a controlled casing thickness 46 in the targeted areas of piston 10 as mentioned. Of course, other areas may be covered equally, but the anode formed ensures that these targeted areas are carefully controlled.

Pode ser ademais desejável cobrir um superfície de diâmetro interno 48 dos furos de pino 26 com o material de revestimento do banho 38. Isto pode ser alcançado ao mesmo tempo que a superfície exterior é coberta posicionando outro anodo, referido doravante como um anodo de furo de pino 50, dentro do furo de pino 26 e suportando o anodo de furo de pino 50 em relação fixa em relação ao pistão 10, enquanto habilitando o anodo de furo de pino 50 girar simultaneamente com o pistão 10 sobre o eixo central longitudinal 22, e assim, em relação ao anodo formado 40 durante o processo de revestimento. O anodo de furo de pino 50 está acoplado a um retificador associado 52 que resulta em revestimento do material de revestimento à superfície de furo de pino 48. Acoplar o anodo de furo de pino 50 a seu próprio retificador 52 separado do outro retificador 44 habilita controle independente do anodo de furo de pino 50 e o revestimento correspondente da superfície de furo de pino 48 disso do anodo formado 40 e o revestimento correspondente das outras superfícies, incluindo a superfície superior 14, o reservatório de combustão 16, as porções de saia 30, um ou mais dos sulcos de anel, se desejado.It may further be desirable to cover an inner diameter surface 48 of the pin holes 26 with the bath liner material 38. This may be achieved while the outer surface is covered by positioning another anode, hereinafter referred to as a bore hole anode. pin 50, within pin hole 26 and supporting pin hole anode 50 in fixed relation to piston 10, while enabling pin hole anode 50 to rotate simultaneously with piston 10 about longitudinal central axis 22, and thus with respect to the anode formed 40 during the coating process. The pin hole anode 50 is coupled to an associated rectifier 52 which results in coating of the coating material to the pin hole surface 48. Coupling the pin hole anode 50 to its own rectifier 52 separated from the other rectifier 44 enables control. independent of the pin bore anode 50 and the corresponding coating of the pin bore surface 48 thereto of the formed anode 40 and the corresponding coating of the other surfaces, including the upper surface 14, the combustion reservoir 16, the skirt portions 30, one or more of the ring grooves, if desired.

Por conseguinte, um aspecto desta invenção provê o uso de anodos que são conformáveis a formas geométricas variadas de superfícies sendo revestidas em um processo de revestimento, tal como um processo de revestimento usado para cobrir um pistão de aço de serviço pesado (HD). Um fio, tal como mostrado em 40, ou outro membro de anodo pré-formado se conformando à forma aproximada de superfícies sendo revestidas no pistão (área de saia 30 para área de anel acima da área de saia para área de reservatório de topo 14) é utilizado para permitir revestimento da camada às áreas de interesse. Isto é energizado pela fonte de energia elétrica de revestimento, tal como o retificador 44. A montagem de pistão inteira é girada dentro do banho de revestimento 38 tal que revolva além do anodo confortável 40 resultando em revestimento da camada sobre as áreas planejadas. Adicionalmente, o segundo anodo 50 é utilizado, com a conexão de catodo comum sendo o mesmo pistão de aço 10, por meio de que este segundo anodo conformável 50 é colocado dentro dos furos de pino 26 resultando em revestimento da camada na superfície ID 48 dos furos de pino 26. Isto é energizado pelo retificador 52 que, como mencionado, está separado do retificador 44.Accordingly, an aspect of this invention provides the use of anodes that conform to varying geometric shapes of surfaces being coated in a coating process, such as a coating process used to cover a heavy duty (HD) steel piston. A wire, as shown at 40, or other preformed anode member conforming to the approximate shape of surfaces being plated on the piston (skirt area 30 to ring area above skirt area to top reservoir area 14) It is used to allow coating of the layer to the areas of interest. This is energized by the coating power source, such as the rectifier 44. The entire piston assembly is rotated within the coating bath 38 such that it revolves beyond the comfortable anode 40 resulting in coating of the layer over the planned areas. Additionally, the second anode 50 is used, with the common cathode connection being the same steel piston 10, whereby this second conforming anode 50 is placed into the pin holes 26 resulting in coating of the layer on surface ID 48 of the pin holes 26. This is energized by rectifier 52 which, as mentioned, is separate from rectifier 44.

O uso de anodos conformáveis 40, 50 para revestir superfícies do pistão 10 permite o revestimento da camada nessas áreas onde a camada é desejada nas espessuras desejadas. Girando o pistão 10 permite revestimento uniforme ao redor da circunferência inteira do pistão 10. O uso de dois retificadores separados 44, 52 e anodos 40, 50 (com um catodo comum designado aqui como o pistão 10) permite revestimento da camada em áreas separadas entre si que não poderiam ser cobertas em uma configuração de retificador/anodo única e permite as espessuras desejadas do material de revestimento serem aplicadas onde precisado.The use of conformable anodes 40, 50 to coat piston surfaces 10 allows coating of the layer in those areas where the layer is desired at desired thicknesses. Rotating piston 10 allows uniform coating around the entire circumference of piston 10. Using two separate rectifiers 44, 52 and anodes 40, 50 (with a common cathode designated herein as piston 10) allows coating of the layer in separate areas between themselves could not be covered in a single rectifier / anode configuration and allow the desired thicknesses of the coating material to be applied where needed.

O pistão 10 será provido em um suporte ou caso contrário suportado por um membro que faz a conexão de catodo comum ao pistão 10 como também para servir como o mecanismo para girar o pistão 10 sobre seu eixo central 22 de forma que possa ser girado passado o anodo conformável 40 que resulta em revestimento da camada na saia de pistão 30, área de sulco de anel e na superfície superior 14, incluindo o reservatório de combustão 16.Piston 10 will be provided on a support or otherwise supported by a member that makes the common cathode connection to piston 10 as well as to serve as the mechanism for rotating piston 10 about its central axis 22 so that it can be rotated past the conformable anode 40 which results in coating of the layer on piston skirt 30, ring groove area and upper surface 14, including combustion reservoir 16.

Os furos de pino 26 são revestidos por meio do anodo cilíndrico 50 colocado dentro da área de furo de pino, que como descrito, é energizada pelo segundo retificador 52. Isto permite aplicação da densidade e espessura de revestimento apropriadas para cada uma das duas regiões separadas sendo revestidas. Como tal, em um único processo de revestimento, as áreas de pistão revestidas pelos anodos separados 40, 50 podem ter densidades e espessuras de revestimento diferentes.The pin holes 26 are coated by means of the cylindrical anode 50 placed within the pin hole area, which as described is energized by the second rectifier 52. This allows application of the appropriate coating density and thickness for each of the two separate regions. being coated. As such, in a single coating process, the piston areas coated by the separate anodes 40, 50 may have different coating thicknesses and thicknesses.

Obviamente, levando em conta os ensinos anteriores, muitas modificações e variações da presente invenção são possíveis. Portanto, é para ser entendido que dentro da extensão das reivindicações anexas, a invenção pode ser praticada caso contrário diferente do que especificamente descrito.Obviously, in view of the above teachings, many modifications and variations of the present invention are possible. Therefore, it is to be understood that within the scope of the appended claims, the invention may otherwise be practiced otherwise than specifically described.

Claims

Process for coating a surface of an article acting as a cathode in a coating bath, the surface extending at least in part symmetrically about a central axis of the article, the surface including a portion having a geometrically discontinuous shape in axial cross section characterized in that it comprises: providing at least one anode having a shape substantially conforming to said geometrically discontinuous shape of said portion; placing said anode at a predetermined distance from said article such that said anode substantially follows said portion of said surface; arranging the article and said anode in said coating bath; and rotating said article and said anode relative to each other and energizing said anode in said coating bath to apply a predetermined thickness of the coating to said portion.

Method according to claim 1, characterized in that it comprises forming said anode such that a portion of said anode extends substantially perpendicular to said axis and another portion of said anode extends substantially parallel to said axis.

Process according to Claim 1, characterized in that it provides the article as a piston having an annular ring groove extending circumferentially about the axis, and further including forming a portion of said anode such that it extends into said groove. ring so that the ring groove is coated during the rotary step.

A method according to claim 3, characterized in that the piston has a combustion reservoir extending generally perpendicular to the axis, and further including forming a portion of said anode such that it follows the contour of the combustion reservoir such that the combustion reservoir is coated during the rotary step.

Process according to Claim 3, characterized in that it includes providing the piston as a steel piston.

Process according to Claim 1, characterized in that it provides the article as a piston having a combustion reservoir extending generally perpendicular to the axis, the combustion reservoir having an annular cutout region extending circumferentially about the axis, and in addition. including forming a portion of said anode so that it follows the contour of the clipping region so that the clipping region is coated during the rotary step.

Method according to claim 1, characterized in that it includes providing another anode and coating a separate article portion of said anode during said rotary step.

Process according to claim 7, characterized in that it provides the article as a piston having a combustion reservoir and a pair of pin bosses defining pin holes and coating the combustion reservoir with said anode and coating the holes. pin with said other anode during the rotary step.

Process according to claim 8, characterized in that it includes moving said anode relative to said other anode during the rotary step.

Process according to claim 8, characterized in that it provides the piston with an annular ring groove extending circumferentially about the shaft and coating the ring groove with said anode during the rotary step.

Process according to Claim 10, characterized in that it extends at least a portion of said anode into said ring groove to facilitate applying a uniform coating to the ring groove.

Apparatus for coating a surface of an article acting as a cathode, the surface extending at least in part symmetrically about a central axis of the article and including a portion having a geometrically discontinuous shape in axial cross section, characterized in that it comprises: a coating bath having a coating material thereon; a source of electricity; and at least one anode in electrical communication with said power source, said anode having a shape substantially conforming to the geometrically discontinuous shape of the article portion.

Apparatus according to claim 12, characterized in that it includes another anode for coating a portion of the article separate from the portion being coated by said anode.

Apparatus according to claim 13, characterized in that said one anode and said other anode move simultaneously relative to each other.

Apparatus according to claim 13, characterized in that said anode remains stationary with respect to said coating bath while coating one of the portions and said other anode rotates with respect to the coating bath about the central axis of the article while covers the other portion of the article.

Apparatus according to claim 13, characterized in that said at least one anode is arranged to coat a combustion reservoir of a piston and said other anode is arranged to coat a pair of piston pin holes simultaneously.

Apparatus according to claim 13, characterized in that said at least one anode extends generally parallel in part to the central axis and said other anode extends generally perpendicular to the central axis.

Apparatus according to claim 17, characterized in that at least a portion of said anode extends generally perpendicular to said axis.

Apparatus according to claim 12, characterized in that said at least one anode is a wire.

Apparatus according to claim 13, characterized in that it includes another power source in electrical communication with said other anode separate from said at least one anode.