DK141375B - Apparat til strømløs nikkelafsætning på overfladen af en genstand. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 1^-1375 DANMARK «') o 23 c 3/02 t(21) Ansøgning nr. 5518/71 (22) Indleveret den 29· Okt. 1971 (23) Løbedag 29· okt. 1971 (44) Ansøgningen fremlagt og . 0ρη fremlaggelsesskriftet offentliggjort den 5 · m&r · 1 -?αυ

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30> Prioritet begæret fra den

4. okt. 1971, 186355, US

(71) DEERE & COMPANY, John Deere Road, Moline, Illinois, US.

(72) Opfinder: Russell Alger Henry Jr., 206, Lee Place, Albert Lea, Minne= sota, US.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Firmaet Chas. Hude. __ (54) Apparat til strømløs nikkelafsætning på overfladen af en genstand.

Opfindelsen angår et apparat til strømløs nikkelafsætning på overfladen af en genstand, såsom modeller og kernekasser og med en i et cirkulationssystem med pumpe, opvarmningsaggregat og filter indskudt beholder for en strømløs nikkelopløsning, hvilken beholder består af et over for nikkelopløsningen inert plast og er ophængt i en bærende konstruktion.

Ved kendte apparater af denne art er beholderen for nikkelopløsningen indskudt i cirkulationssystemet mellem et opvarmningsaggregat og en køler. Nikkelopløsningen pumpes med en pumpe fra beholderen gennem køleren og til et regenereringsanlæg, hvorfra den pumpes gennem et filter og derfra tilbage til beholderen. Dette kendte apparat 2 1A13 7 5 fylder meget og er uøkonomisk i drift, idet nikkelopløsningen til stadighed skal opvarmes og atter afkøles, hvilket bevirker et stort energiforbrug. Selve beholderen er i dette kendte apparat fremstillet af en plastfolie, som er ophængt i en ramme af rustfast stål i et varmt skyllebad. Dette bad, som skal holde nikkelopløsningen i plastbeholderen på en ønsket temperatur, må igefa på sin side ligeledes holdes på en bestemt temperatur. Dette betyder en yderligere komplikation og gør apparatet endnu mere uøkonomisk i drift. En af plastfolie fremstillet og på en ramme af rustfast stål ophængt beholder for nikkelopløsningen har kun en meget begrænset bæreevne og dermed en begrænset kapacitet. I en sådan beholder kan man derfor kun anbringe forholdsvis små genstande, der skal behandles. Dertil kommer, at der altid vil være risiko for, at en sådan foliebeholder beskadiges af en genstand, som anbringes i den, hvorved den kan blive læk og nikkelopløsningen gå tabt, samtidigt med at der opstår driftsforstyrrelser. Ved strømløs nikkelafsætning er det vigtigt, at beholderen, hvori nikkelopløsningen findes, kan holdes pinligt rent, for at man skal kunne undgå tilsmudsning af nikkelopløsningen og aflejring af nikkel på beholdervæggene. Rengøring af en beholder af plastfolie er meget vanskelig, hvorfor der ved det kendte apparat altid vil være risiko for hurtig tilsmudsning. Af de foran nævnte grunde er det kendte apparat ikke egnet til en økonomisk strømløs nikkelafsætning på genstande i massefremstilling og er især uegnede til at give en tilfredsstillende, holdbar nikkelafsætning på genstande med store dimensioner.

Der kendes også apparater til strømløs nikkelafsætning på overfladen af genstande, hvori der anvendes en beholder af stål eventuelt beklædt med plast eller glas. Denne beholder afgiver dog en uøkonomisk stor varmemængde til omgivelserne, således at nikkelopløsningen stadig må opvarmes kraftigt, hvorfor apparatet er uøkonomisk i drift, og dets anvendelse er begrænset til nikkelafsætning på relativt små genstande, hvor der kun skal arbejdes med små opløsningsmængder.

Modeller og kernekasser til højtryksformning blev tidligere i reglen fremstillet af støbt aluminium eller støbejern. Aluminiummodeller og -kernekasser slides imidlertid hurtigt, og deres anvendelse er derfor begrænset i tilfælde, hvor der ikke kræves stor produktion af støbeforme og kerner. Støbejernsmodeller og -kernekasser, som er mere modstandsdygtige, er imidlertid meget dyrere at fremstille. Der 3 141375 består et behov for modeller og kernekasser, som kan fremstilles i masseproduktion og på økonomisk måde.

Formålet med opfindelsen er at anvise et apparat af den omhandlede art, hvormed det trods simpel konstruktion er muligt at udføre strømløs nikkelafsætning også på genstande med forholdsvis store dimensioner, f.eks. modeller og kernekasser, på økonomisk , pålidelig og præcis måde.

Dette er ifølge opfindelsen opnået ved, at den bærende konstruktion indbefatter en tæt ved den udtagelige beholders sidevægge anbragt dobbeltvæg med et isolerende mellemrum.

Aparatet ifølge opfindelsen har væsentlige fortrin frem for de kendte apparater. Udformningen af den bærende konstruktion for den aftagelige beholder som en dobbelvægget konstruktion med isolerende mellemrum gør det muligt at holde varmeafgivelsen fra nikkelbadet i den i konstruktionen anbragte beholder på et minimum, uden at det som ved de: kendte apparater er nødvendigt at omgive beholderen med et varmebad af opvarmet væske, og uden at nikkelopløsningen selv til stadighed skal opvarmes kraftigt inde i beholderen, f.eks. ved hjælp af et neddykket varmelegeme. Apparatet ifølge opfindelsen kan derfor have en beholder, der er meget større end beholderne i de kendte apparater, uden at der er risiko for, at der opstår et uøkonomisk stort varmetab. Anvendelsen af en beholder med stor kapacitet kræver en tilsvarende stærk bærende konstruktion. Dette krav er ligeledes opfyldt ved den særlige udformning af bærekonstruktionen soa en dobbeltvægkonstruktion, som kan udformes meget stift og bæredygtigt, uden at det er nødvendigt at anvende ekstra afstivningselementer. Idet beholderen kan fremstilles med stort volumen, er det blevet muligt også at udføre strømløs nikkelafsætning på overfladen af store genstande såsom modeller og kernekasser på økonomisk måde.

På grund af det store beholdervolumen i apparatet ifølge opfindelsen er det også blevet muligt at undvære ekstra forråds- og regenereringsbeholdere, som har været nødvendige i de kendte apparater på grund af nikkelopløsnings-beholderens ringe kapacitet, således at man nu kan tilføre eventuelle regenereringsstoffer i selve beholderen. I det hele taget er apparatet ifølge opfindelsen økonomisk og praktisk og pålidelig i drift og muliggør som nævnt strømløs nikkelafsætning på økonomisk måde på store genstande.

, 141375 4

Ifølge opfindelsen er det fordelagtigt, at den bærende konstruktions dobbeltvægge er overtrukket med en glasfiberforstærket belægning, og at badbeholderæ består af polypropylen. Derved opnås, at hverken den bærende konstruktion eller beholderen kan angribes af stofferne i nikkelopløsningen. Den glasfiberforstærkede belægning muliggør endvidere en meget let og alligevel meget bæredygtig udformning af den bærende konstruktion og økonomisk fremstilling af apparatet, således at dette kan anskaffes for forholdsvis små investeringsudgifter.

I en hensigtsmæssig udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen har beholderen ved sin overkant en udadrettet flange, hvormed den kan hvile på den bærende konstruktion. På denne måde bæres beholderen sikkert i konstruktionen, idet den understøttes ensartet langs hele omkredsen ved overkanten, og den er let at håndtere, når den skal udskiftes eller indsættes i den bærende konstruktion.

Ifølge opfindelsen er det fordelagtigt, at den bærende konstruktion har nedad skrånende skulderpartier langs omkredsen af beholderens overkant. Herved opnås, at nikkelopløsning, som sprøjter op over kanten fra badet i beholderen, kan løbe ud fra denne på de skrå flader uden risiko for, at væsken løber tilbage og derved medtager urenheder, der findes på kanten, og som vil kunne have en skadelig indvirkning på sammensætningen af badet.

Apparatet kan udformes således, at cirkulationssystemet udelukkende består af pumpen, opvarmningsaggregater, filteret og ledningerne, der forbinder disse dele. Et sådant apparat består af langt færre dele end de hidtil kendte apparater med cirkulationssystem, og der behøves kun en enkelt beholder, nemlig beholderen for selve nikkelopløsningen, og kun et enkelt opvarmningsaggregat. I modsætning hertil har de kendte apparater med cirkulationssystem foruden beholderen for nikkelbadet en forrådsbeholder og en regenereringsbeholder samt en køler og et opvarmningsaggregat. Et sådant kompliceret arrangement med flere beholdere og uøkonomiske køle- og opvarmningsaggregater undgås ved den særlige konstruktion af apparatet ifølge opfindelsen med en enkelt beholder med stor kapacitet og med ringe varmetab. Som følge af de få komponenter er apparatet pålideligt i drift og simpel at vedligeholde, og det kan fremstilles billigt.

141375 5

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende i forbindelse med tegningen, hvor fig. 1 viser et apparat til strømløs nikkelafsætning på overfladerne af modeller og kernekasser, vist skematisk, og fig. 2 et tværsnit gennem en del af apparatets beholder og den bærende konstruktion, hvori den er ophængt.

Fig. 1 og 2 viser en foretrukken udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen. Dette apparat er ideelt til at konservere opløsningen og danner et effektivt anlæg til strømløs nikkelafsætning på genstandes overflader. I fig. 1 og 2 er vist en tank 10, som indeholder en strømløs nikkelopløsning 12. En første ledning 14 forløber fra bunden af tanken til en pumpe 16, og en anden ledning 18 fører opløsningen til en varmeveksler 20. En tredje ledning 22 fører opløsningen fra varmeveksleren til et filter 24, og opløsningen ledes tilbage til tanken 10 gennem dette filter.

Varmeveksleren 20 har et damptilgangsrør 26, hvorfra damp ledes gennem en ringformet kappe, der omgiver varmevekslerledningen med opløsningen. Dampen føres ud gennem en ledning 28 og recirkuleres.

Additiver tilsættes til opløsningen enten kontinuerligt eller med ønskede mellemrum. Disse materialer indbefatter mængder af nikkel og natriumhypofosfit til forøgelse af indholdet af disse materialer i opløsningen og til erstatning for de mængder, som er aflejret under afsætningen.

Fig. 2 viser en foretrukken konstruktion af tanken 10. Denne tank har en plastforing, som dannes af en beholder 32 af et materiale, som er inert over for nikkelopløsningen. Polypropylen er et særligt egnet materiale til dette formål. Beholderen har en udadrettet ydre flange 34, som hviler på topvæggen 36 af en understøtning for beholderen. Væggen 36 har et nedadskrånende ydre kantparti, således at tankens ydre overflade har en lignende form. Hvis en del af opløsningen i tanken skulle blive sprøjtet ud i dette område, vil opløsningen flyde bort fra tanken og derved reducere muligheden for forurening .

6 141375

Beholderen 32 er ophængt i en bærende konstruktion, som har en glasfiberbelægning 38 og indre og ydre krydsfinerplader 40. Krydsfiner-pladerne 40 er indbyrdes adskilt ved hjælp af afstandsstykker 42 således at mellemrummet mellem pladerne 40 danner et isolerende rum 44, hvori er anbragt glasfibre til forøgelse af isoleringsevnen.

I en typisk udførelsesform er beholderen 32 fremstillet i ét stykke og har side- og bundvægge med en tykkelse på 6 mm. Krydsfinérpla-derne er 12 mm tykke, og en ca. 12 mm tyk glasfiberforstærket belægning er støbt rundt om krydsfinerpladerne.

Da den strømløse nikkelopløsning skal holdes på en høj temperatur for at give den mest effektive aflejring af materialet, er den isolerende konstruktion i fig. 2 særlig fordelagtig. Foruden at være kraftigt isolerende er den beskrevne konstruktion stærk, således at vægten af opløsningen kan optages rigtigt.

Ved at fremstille beholderen af polypropylen og ved at rense den fuldstændigt før indføring af opløsningen kan forurening af badet holdes på et minimum. Anvendelsen af en beholder bestående af et inert plast og af meget ren karakter er vigtig, idet strømløst.afsat nikkel har stor tilbøjelighed til at danne aflejringer på overflader af mange forskellige typer. Hertil kommer, at strømløst afsat nikkel vil begynde at aflejre sig på hvilke som helst dele af en overflade, som har blot en ringe mængde forurening, eller som er skrammet, idet der herved er dannet en kerne til opbygning af nikkel.

Især på grund af flangen 34 på beholderen 32 kan denne let håndteres, ved at den simpelt hen anbringes inden i understøtningen på den viste måde. Man har herved opnået den fordel, at beholderen 32 også let kan udtages, idet den kan løftes op og udskiftes, hvis den bliver beskadiget eller på anden måde uegnet til brug. Beholdermaterialet er velegnet til at blive renset, og beholderen såvel som andre dele af apparatet kan rengøres ved med mellemrum at cirkulere salpetersyre gennem hele systemet.

Fordelene ved den viste konstruktion vil let forstås, idet enhver risiko for forurening er stærkt formindsket. Som følge heraf kan et strømløst nikkelbad anvendes gennem hele sin nyttige levetid, idet behovet for at kassere et helt bad i realiteten er blevet elimineret.

De strømløse nikkelbade er særdeles kostbare, og et anlæg, hvori man 7 141375 undgår tab af et sådant bad, er derfor af stor værdi.

De andre komponenter i den viste konstruktion er også fremstillet af materialer, som er inerte, således at opbygningen af nikkelaflejringer i cirkulationssystemet kan reduceres til et minimum. Der anvendes fortrinsvis klorerede polyvinylkloridrør til ledningerne 18 og 22. Varmeveksleren kan indbefatte indre "Pyrex"-ledninger^ for opløsningen og ydre stålrør for dampen i det ringformede rum mellem disse rør og de indvendige ledninger i varmeveksleren. Filteret 24 indbefatter fortrinsvis en polypropylenpose, som kan udfiltrere partikler af en størrelse på mere end 5 mikron. Anvendelsen af dette filter er meget vigtig for at undgå at indføre faste partikler i badet, idet sådanne partikler ville kunne fungere som kerne eller udgangspunkter for uønsket nikkelaflejring.

Foruden til nikkelafsætning på i forvejen ubelagte overflader på genstande kan det beskrevne apparat benyttes til aflejring af nikkel på genstande, som er blevet brugt så meget, at et for kraftigt slid er fremkommet på et eller flere steder, eller i tilfælde, hvor der er sket fejltagelser ved tidligere belægningsoperationer. Før renoveringsprocessen udføres en afskrabnings- eller rensningsproces til fjernelse af alle dele af den forud påførte nikkelafsætning.

Denne proces er ønskelig,for at nikkelen skal kunne aflejre sig ensartet over hele overfladen, uden at nogle områder bliver påført en for tyk opbygning af nikkel.

Apparatet ifølge opfindelsen er ikke alene anvendeligt til nikkelafsætning på aluminium- og støbejernmodeller og kernekasser, men kan også med fordel anvendes ved behandling af andre materialer som f.eks. epoxy eller epoxy imprægneret med metal.

I betragtning af udgifterne til strømløs nikkelafsætning er det ønskeligt at undgå afsætning på arealer, som ikke vil komme i berøring med de støbeform- og kernedannende materialer. Følgelig er disse områder på modellerne og kernekasserne dækkede, og det er atter her nødvendigt at benytte materialer, som ikke medfører forurening af nikkelbadet. Plastisoltape og malinger på plastisolbasis samt poly-ethylenposer eller folier er eksempler på materialer, som kan benyttes til at beskytte områder, som skal holdes ude af berøring med nikkelopløsningen