CS196034B1

CS196034B1 - Equipment for the manufacture of articulated articles by the galvanoplaetic method

Info

Publication number: CS196034B1
Application number: CS719277A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Landa; Frantisek Prusa; Jiri Lucek; Jaromir Vitek; Vaclav Zeman
Original assignee: Vaclav Landa; Frantisek Prusa; Jiri Lucek; Jaromir Vitek; Vaclav Zeman
Priority date: 1977-11-03
Filing date: 1977-11-03
Publication date: 1980-02-29

Abstract

Vynález ee týká zařízení pro galvanoplaetické zhotovování výrobků a členitým povrchem katodickým nanášením kovu na členitý modelThe invention relates to a device for electroplating products with a structured surface by cathodic deposition of metal onto a structured model.

Description

Vynález ee týká zařízení pro galvanoplaetické zhotovování výrobků a členitým povrchem katodickým nanášením kovu na členitý model.The invention relates to a device for galvanoplaetic fabrication of articles and a rugged surface by cathodic deposition of metal on a rugged model.

Dosud se členité výrobky galvenoplaaticky zhotovují v elektrolytických lázních obvyklého uspořádání, přičemž dochází vlivem působení elektrického pole v okolí katody a vlivem hloubkové účinnosti elektrolytu na členitém povrchu modelu k tomu, že v prohlubních je povlak vyloučeného kovu velmi tenký, takže jeou tyto výrobky pro technickou praxi nepoužitelné. Na členitých výrobcích se nepříznivě projevuje vliv katodické dvojvrstvy, která zpomaluje vylučováni kovu na katodu v závislosti na své tloušťce. Na výstupcích katody je v důsledku proudění elektrolytu katodická dvojvrstva částečně smývána, respektive zeslabována, a v prohlubních, kde je proudění téměř nulové, tloušťka dvojvrstvy vzrůstá. Výsledkem je nestejnoměrná tloušťka vrstvy členitého galvanoplestického výrobku.Until now, the articulated articles are galvanoplaatically produced in conventional electrolytic baths, and due to the electric field around the cathode and the electrolyte depth efficiency on the articulated surface of the model, the deposition of the deposited metal is very thin in the depressions so that these articles not usable. The articulated products are adversely affected by the effect of a cathodic bilayer, which slows the deposition of metal on the cathode depending on its thickness. At the cathode projections, the cathodic bilayer is partially washed out or weakened due to the electrolyte flow, and in the depressions where the flow is almost zero, the bilayer thickness increases. The result is an uneven layer thickness of the articulated electroplating product.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení podle vynálezu, jehož podstatou jé, že sestává z vertikálního válcového elektrolyzéru, v němž je umístěna anoda i katoda, a který je potrubím pro elektrolyt spojen přes filtrační čerpadlo se sběrnou nádobou pro elektrolyt, v níž je anodový prostor oddělen plachétkou. V elektrolyzéru je umístěna v prostoru nad ústím vstupního potrubí elektrolytu regulační clona s přívodem přisévaného vzduchu, ovládaná rukojetí a regulačním ventilem, přičemž katoda - model výrobku je umístěná nad tou196. 034These disadvantages are overcome by a device according to the invention, which consists of a vertical cylindrical electrolyzer in which both the anode and the cathode are placed and which is connected via an electrolyte conduit through a filter pump to an electrolyte collecting vessel in which the anode compartment is separated by a sheet. In the electrolyser is located in the space above the mouth of the electrolyte inlet duct control orifice with intake air, controlled by the handle and control valve, while the cathode - model of the product is located above tou196. 034

19B034 to regulační clonou, tj» v oblasti řízeného turbulentního proudění elektrolytu, které způsobuje zmenSování vytváření katodické dvojvratvy na modelu, eož způsobuje stejnoměrné nanáSení kovu. Intenzívní turbulentní proudění způsobuje rychlou výměnu elektrolytu v blízkosti katody, takte rychlost vylučování je větěí a umožňuje pracovat při mnohem větěí proudové hustotě zvláště proto, že proudění odstraňuje bublinky vodíku vyluSujicího se na katodě. Vylouděná kovová vrstva je proto kvalitnější.19B034 is a control orifice, i.e., in the region of controlled turbulent electrolyte flow, which causes a reduction in cathodic bilayer formation on the model, causing uniform metal deposition. Intense turbulent flow causes rapid electrolyte exchange near the cathode, so that the deposition rate is greater and allows to operate at much greater current density, especially since the flow removes the bubbles of hydrogen exuding on the cathode. The lined metal layer is therefore of higher quality.

U povrchu elektrody (katody) vznikají v důsledku elektrodové reakce změny koncentrací reagujících látek. Roztok ee ochuzuje o elektroaktivní látku, která se při elektrodové reakci spotřebovává, a naopak u elektrody vzrůstá koncentrace produktu elektrodové reakce. Ryehloat těchto změn koneentraee je závislá na intenzitě proudu procházejícího elektrodou. K vyrovnávání koncentrací mezi roztokem v blízkosti elektrody a v elektrolýzám dochází přirozeným prouděním elektrolytu, například změnami jeho hustoty, teploty, složení atd., nebo vynuceným prouděním v důsledku pohybu elektrody, proudem plynu, mícháním elektrolytu apod. Těsně u elektrody věak rychlost prouděni elektrolytu silně klesá a na samotném povrchu elektrody je prakticky nulová. Na povrchu elektrody totiž zamezuje tření na stykové plože pohyb kapaliny a vytváří ae vrstvička, která lpi na elektrodě i při nejailnějiím promíchávání roztoku, tzv. Prantlova vrstva, na jejíž tloušlce je nepřímo závislá rychlost elektrodové reakce. Pro laminámí proudění, které vzniká při pohybu elektrody nebo při míchání elektrolytu v těané blízkosti elektrody je tlouělka Prantlovy vratvy úměrná vr výrazu Y — , kde v je rychlost proudění roztoku v rovnoběžném směru a povrchem elekv trody v takové vzdálenosti od elektrody, že nenastává brzděni pohybu třením o její povrch.At the surface of the electrode (cathode), changes in the concentration of the reacting substances occur as a result of the electrode reaction. Solution ee depletes the electroactive substance that is consumed in the electrode reaction, and conversely, the concentration of the electrode reaction product increases at the electrode. The rye of these changes of koneentraee is dependent on the intensity of the current passing through the electrode. Leveling between the solution near the electrode and the electrolysis occurs by natural electrolyte flow, for example by changing its density, temperature, composition, etc., or by forced flow due to electrode movement, gas flow, electrolyte agitation, etc. However, near the electrode, the electrolyte flow rate is strongly it decreases and is practically zero on the electrode surface itself. On the electrode surface, friction on the contact surfaces prevents the movement of liquid and creates a layer that clings to the electrode even during the most agitated solution solution, the so-called Prantl layer, on the thickness of which the rate of the electrode reaction is indirectly dependent. For laminar flow occurring when the electrode is moved or the electrolyte is stirred in the vicinity of the electrode, the Prantl return thickness is proportional to the expression Y - where v is the velocity of solution flow in the parallel direction and the electrode surface at a distance from the electrode by rubbing against its surface.

Z uvedeného vyplývá, že pohybem elektrolytu nebo elektrody se zvySuje ryehloat elektrodové reakce á je úměrná v.It follows that the movement of the electrolyte or electrode increases the speed of the electrode reaction and is proportional to.

V případě turbulentního proudění je velikost tlouSlky Prantlovy vratvy podstatně 1 nenžl a je přibližně úměrná — , tj. rychlost elektrodové reakee je přibližně úměrná v. vIn the case of turbulent flow, the size of the Prantl return is substantially 1 not lower and is approximately proportional - i.e. the velocity of the electrode reaction is approximately proportional to v.

Turbulentní prouděni v blízkosti povrchu elektrody věak není- možno dosáhnout ani pohybem elektrody, ani aebeintenzívnějšlm mícháním elektrolytu. Zařízením podle vynálezu ee dosáhne vytvoření dokonalé turbulence v těsném okolí elektrody, nebol turbulence je v celém průřezu válce tvořícího elektrolyzér. Nový úSinek je právě ve vytvořeni dokonalé turbulence v těsnám okolí elektrody, jehož úSinkem dochází prakticky ke kvadratickému zvýšeni elektrodové rychlosti, přičemž toto zvýšeni není možno žádným jiným známům zoůsobem dosáhnout.However, turbulent flow near the electrode surface cannot be achieved by either moving the electrode or by more intensively stirring the electrolyte. The device according to the invention achieves perfect turbulence in the close vicinity of the electrode, since the turbulence is in the entire cross-section of the cylinder forming the electrolyzer. The new effect is precisely in creating perfect turbulence in the vicinity of the electrode, the effect of which leads to a practically quadratic increase in the electrode velocity, and this increase cannot be achieved by any other known means.

Na obr. 1 je znázorněno zařízeni pro galvanoplaetieké zhotovování Slenitýeh výrobků, sestávající z válec 1, do něhož ee filtračním čerpadlem 2. vhání elektrolyt. Te spodní části válee £ v prostoru před ústím vstupního potrubí £ je umístěna kruhová clona £.FIG. 1 shows a device for electroplating a glass product comprising a cylinder 1 into which electrolyte is injected by a filter pump. A circular diaphragm 6 is provided at the bottom of the cylinder in the space in front of the inlet of the inlet pipe.

T prostoru nad clonou £ doeháaí k turbulentnímu proudění elektrolytu. T tomto prostoru jsou umístěny platinové anody £ a závěs katody £, na který ee upevňuje model určený k po3T of the space above the orifice 6 leads to turbulent electrolyte flow. In this space, the platinum anodes 6 and the cathode hinge 6, on which the ee mounts the model to be mounted, are located

188034188034

Elektrolyt přepadá přea horní okraj válce 1 do sběrné nádoby X, odkud přechází přee oddělovací plachétku 6 do anodového proetoru £, v němž ee obohacuje ze závěsných anod, a sacím potrubím 10 je přiváděn do filtraSního čerpadla £. Ruko jsi 11 umožňuje regulovat turbulenci ve válci 1 polohou kruhové clony £, obdobně jako ventil 12, jímž se reguluje množství přisávaného vzduchu do válce 1.The electrolyte overflows the upper edge of the cylinder 1 into the collecting vessel X, from where it passes through the separating sheet 6 into the anode proethore 6 in which it is enriched from the suspension anodes, and is fed through the suction line 10 to the filter pump 6. The hand 11 makes it possible to control the turbulence in the cylinder 1 by the position of the circular orifice 6, similar to the valve 12, which regulates the amount of air sucked into the cylinder 1.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Apparatus for the manufacture of articulated articles by the galvanoplaetic method, consisting of a vertical cylindrical electrolyzer, in which both the anode and the cathode are placed, and which are connected via an electrolyte pipe through a filter pump and an electrolyte collecting vessel in which the anode compartment is separated by a tarpaulin; in the electrolyzer (1) there is a control orifice (4) and intake air supply in the space above the inlet pipe (3), controlled by the handle (11) and control valve (12), the cathode (6) is located in the electrolyzer (1) above the control orifice (4).