DK159730B - Fremgangsmaade og apparat til elektrokemisk overfladebehandling af aflange emner af metal - Google Patents

Description

DK 159730 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til elektrokemisk behandling af overfladen af metalprodukter i lange former. Opfindelsen angår ligeledes et apparat til udøvelse af fremgangsmåden.

5 Ved behandling kan de pågældende produkter enten befinde sig statisk eller passere forbi behandlingsstedet. Ved metalprodukter i lange former forstås produkter i form af stænger, rundstænger, profilerede stænger, bånd, tråde etc.

10 Opfindelsen angår især den såkaldte anodisering af metaller og af legeringer baseret på aluminium, magnesium og titan.

Inden for metallurgien kender man til at underkaste visse metalprodukter en behandling beregnet på at 15 modificere deres overfladetilstand med henblik på at bibringe overfladen egenskaber, der adskiller sig fra substratets egenskaber, hvilket kan være ud fra et hensyn til korrosionsmodstandsdygtighed, mekanisk styrke, egnethed til at modtage et overtræk, æste-20 tiske hensyn eller andre årsager.

En sådan behandling kan især gennemføres på elektrokemisk måde, hvilket består i, at man neddypper produktet i en elektrolytopløsning og der samtidig underkaster det indvirkning af en elektrisk strøm, såle-25 des at der på overfladen deraf dannes forskelligt ladede zoner, såsom anodiske zoner med positiv ladning og katodiske zoner med negativ ladning. Under den kemiske indvirkning fra elektrolytten og den elektriske indvirkning fra zonerne finder der på produktets over-30 flade en omdannelse sted af metallet fra substratet til en ny forbindelse og/eller en aflejring på denne overflade af et materiale stammende fra opløsningen.

2

DK 159730 B

Det er f.eks. på denne måde, at man gennemfører beskyttelsen af aluminium mod atmosfærisk indvirkning ved behandling med såkaldt "anodisering", som består i en neddypning af produktet i en oxygenholdig syre, 5 såsom svovlsyre, og i udviklingen af en anodisk zone, således at der på produktets overflade dannes under den kombinerede indvirkning af disse to midler et lag af et kunstigt oxid med en bedre modstandsdygtighed over for korrosion end det naturlige oxidlag.

10 Tilsvarende k@n man gennemføre en farvegivning af visse produkter for at forbedre den æstetiske virkning deraf, idet man neddypper den i en opløsning af et metalsalt og udvikler en katodisk zone således, at man fremkalder aflejring af et farvet materiale ud 15 fra elektrolytopløsningen.

Inden for behandlingsområdet rejser der sig altid, som det i øvrigt er tilfældet inden for størstedelen af andre tekniske områder, meget kraftigt problemet vedrørende konkurrence mellem fabrikanterne af pro-20 dukterne, og som følge heraf nødvendigheden af at opnå en stedse lavest mulig fremstillingspris. Dette krav har uophørligt ført til, at fagmanden skal forbedre disse tekniske fremgangsmåder især produktionskapaciteten udtrykt i enheder pr. time for behandlingen 25 uden at skade i alt for høj grad kvaliteten af produkterne og uden at forøge i samme forhold investeringsomkostningerne og driftsomkostningerne for de pågældende anlæg.

Nu er imidlertid investeringsomkostningerne især knyt-30 tet til apparaturets dimensioner, og driftsomkostningerne afhænger i hovedsagen af forbruget af elektrisk strøm pr. behandlet overfladeenhed, af udgifterne til håndteringen og af behandlingens hastighed.

DK 159730 B

3

Fagmanden uil således beskæftige sig med en reduktion af disse omkostninger.

Til bedre forståelse af problemet skal opmærksomheden henledes på, at de elektrokemiske behandlings-5 fremgangsmåder på klassisk måde gennemføres i anordninger indeholdende et eller flere trug af langstrakt form, som kan uære lodret eller uandret, fyldt med elektrolyt, huori man neddypper produktet, idet man fikserer det, dersom det drejer sig om en statisk 10 fremgangsmåde, eller omuendt, idet man lader det forskyde sig langs med truget under styring af det, når det drejer sig om en fremgangsmåde ued forbipassering.

Det eller de anuendte trug er samlet i grupper under betegnelsen celler, og en sådan celle er i almindelig-15 hed udstyret på sine sideuægge med en eller flere elektroder, som dypper ned i elektrolytten uden at have mekanisk kontakt med det produkt, der skal behandles, og som er forbundet med en af polerne i en strømkilde. Med hensyn til den anden pol praktiserer man 20 for tiden to principielt forskellige forbindelses-fremgangsmåder .

Ifølge den første fremgangsmåde gennemføres forbindelsen ued direkte mekanisk kontakt med produktet ved hjælp af midler, der er forskellige, afhængige af, om 25 det drejer sig om en statisk fremgangsmåde eller en fremgangsmåde under forbipassering.

I det første tilfælde består den pågældende anordning af en fastspændingsanordning, enten ved en skrue, ved kæber eller ued klemmer, som er forbundet med strøm-30 kilden gennem bøjelige kabler, og som fastgøres til den ene af enderne af det produkt, der skal behandles.

For at denne forbindelse skal uære effektiv, er det h

DK 159730 B

nødvendigt, at kontaktarealet mellem det pågældende produkt og den pågældende anordning er tilstrækkeligt stort, og dette skal være desto større, jo højere den anvendte strømintensitet er. Det er 5 imidlertid klart, at under disse betingelser kan den af anordningen berørte overfladedel ikke være udsat for den kombinerede indvirkning af elektrolytten og af den elektriske strøm, således at denne overflade ikke vil blive behandlet, og at det derfor er nødven-10 digt at udrangere denne, for at opnå et produkt, der er behandlet på homogen måde. På denne måde formindsker man materialeudbyttet af fremgangsmåden, og dette i desto højere grad, jo højere strømintensiteter man anvender.

15 Med en sådan udførelsesform for forbinding ledsages hver behandlingsoperation af montageoperationer og afmonteringsoperationer for fastgørelsesanordningen på produktet, hvilket forøger omkostningerne med hensyn til håndtering, ligesom det formindsker behand-20 lingshastigheden, og dette bidrager således til en forhøjelse af fremstillingsprisen. Denne ulempe kan formindskes ved automatisering af sådanne anordninger, hvilket dog kræver en kostbar investering, som i sidste ende ligeledes vil forværre fremstillingsprisen for de 25 behandlede produkter.

Når det drejer sig om en fremgangsmåde med forbipasse-ring af materialet, skal anordningen til kontaktskabelse tillade en fri forskydning af produktet igennem en elektrolytopløsning. Man kan således anvende til-30 førselsanordninger til direkt tilførsel af strømmen ved gnidning eller ved hjælp af drejende valser. På grund af de relativt kraftige forskydningshastigheder for produktet, som man må opnå for at gøre processen interessant, fører disse anordninger imidlertid hyppigt

DK 159730B

5 til dannelsen af elektriske buer eller gnister, som lokalt modificerer produkternes overflade, og som derfor skader den elektrokemiske behandlings homogenitet .

5 Denne første udførelsesform for tilslutning ved mekanisk kontakt på produktet egner sig særdeles godt ved anvendelsen af et enkelt elektrolytisk trug. Det forholder sig derimod anderledes ved den anden udførelsesform for forbindelsen, hvorved den elektriske 10 forbindelse mellem hver af strømkildens poler gennemføres på samme måde ved hjælp af elektroder og et rumfang elektrolyt, og hvori man anvender to adskilte trug: et behandlingstrug i direkte betydning og et trug, der betegnes som truget til flydende 15 strømtilførsel, og i hvis indre man anbringer det produkt, der skal behandles.

Disse to trug er i almindelighed i forlængelse af hinanden, og de strækker sig i samme retning, idet det andet trug er meget kortere end det første. I praksis 20 kan disse to trug fremstilles ud fra en celle, som man deler i to afdelinger ved hjælp af en på tværs anbragt skillevæg.

Ved en sådan udførelsesform for tilknytningen, kan det elektriske kredsløb, der anvendes, illustreres, 25 idet man som eksempel tager en anodiserings-fremgangsmåde under anvendelse af'jævnstrøm. Man finder* her successivt elektroderne for den flydende strømtilførsel bundet til strømkildens positive pol, elektrolytlaget, som adskiller disse elektroder fra 30 overfladen af det produkt, som er anbragt i strømtilførsel, og som bidrager til at udvikle en katodisk zone i nærheden af produktet, det længdestykke af produktet, der befinder sig mellem denne zone og den ano- 6

DK 159730 B

diske zone, som befinder sig i behandlingsbadet, og endelig elektrolytbadet, som adskiller denne sidste zone fra de elektroder, som er forbundet til strømkildens negative pol.

5 En sådan udførelsesform for tilslutningen udgør en j betydelig forbedring i forhold til den direkte til- j slutning ved mekanisk kontakt, eftersom man undgår en statisk anvendelse af alle monterings- og afmonteringsoperationer for fastgørelsesanordningerne, og 10 når det drejer sig om forbipassering, undgår man problemer knyttet til buedannelse eller til gnistdannelse. Herved løser man dog ikke problemet med heterogenitet i behandlingen, eftersom den del af produktet, der befinder sig i den flydende strømtilførsels-15 del, stedse befinder sig i en polaritetszone, som er modsat rettet den, som er nødvendig til behandling, og den kan derfor ikke undergå denne behandling. Denne del må derfor bortkastes og genanvendes lige som ved tilknytningen gennem direkte kontakt.

20 En sådan udførelsesform for forbindelsen kan ligeledes anvendes i en fremgangsmåde til behandling under for-biførsel, således som det i øvrigt er omtalt i japansk patentansøgning nr. 52 59 037.

Ifølge dette patentansøgningsskrift anodiseres et me-25 talbånd kontinuert i en celle, som har en skillevæg, der ikke er vertikal men horisontal, således at man har et anodisk kammer og et katodisk kammer, der strækker sig i produktets fremføringsretning.

Det er klart, at ved en sådan anordning, vil hele den 30 del af båndet, der befinder sig i den katodiske zone, igen her skulle bortkastes for at opnå et produkt, der er behandlet på homogen måde, hvilket medfører et tab

DK 159730 B

7 af materialet, som er endnu større end ved den statiske fremgangsmåde.

Dette er imidlertid ikke de eneste ulemper ved denne udførelsesform for tilknytningen, for man støder 5 ligeledes på problemet med hensyn til elektriske tab i elektrolytten.

Man ved naturligvis, at den elektriske strøm fortrinsvis vælger kredsløb med den mindste modstand. Hvis tætheden mellem strømtilførsels-afdelingen og behand-10 lingsafdelingen ikke er perfekt, vil der være en tendens til under behandlingen, at strømmen bevæger sig hen over elektrolytten snarere end at passere igennem produktet. I et sådant tilfælde vil strømmen simpelthen tjene til at opvarme elektrolytten ved Joule-effekten, 15 og den vil ikke deltage i selve behandlingen, hvorved man opnår en formindskelse af det elektriske udbytte ved apparatet.

Nu kan naturligvis dette tæthedsproblem løses, idet man fjerner trugene fra hverandre, men man opnår på 20 den ene side apparaturdimensioner, som er prohibitive, og på den anden side vil længden af produktet, som ikke er behandlet, vokse, dersom man arbejder statisk.

Man er derfor tvunget til at anvende trug i forlængelse af hinanden, og udstyre adskillelsesvæggene med pas-25 sende tætningsmidler. Dette er så meget mere kompliceret, som disse midler bør være tilpasset til hver enkelt type profil af det behandlede produkt, og fordi de ved en fremgangsmåde med fremføring bør kunne klare uden beskadigelse den gnidning, som er forårsaget af, 30 at produktet passerer forbi.

DK 159730 B

8

Med det formål at undgå en heterogen behandling har man foreslået i forbindelse med en.fremgangsmåde med fremføring af materialet med flydende strømtilførsel, at man anvender celler indeholdende en række-5 følge af anodiske og af katodiske afdelinger, hvorigennem produktet passerer. Men man støder her igen på problemet med elektriske tab i elektrolytten.

Derudover iagttager man i sådanne celler, at det oxidlag, der er dannet, f.eks. under en anodisering 10 i det anodiske afsnit, undergår nedbrydninger eller såkaldte "gennemslag", dersom den mængde strøm, som tilføres i det katodiske afsnit, overskrider en vis værdi. Således dannes f.eks. i nærværende elektrolyt, såsom svovlsyre, disse gennemslag allerede, når man 2 15 overskrider ca. 150 coulomb/cm .

Man er derfor for at begrænse denne strømstyrke nødt til at forøge antallet af afdelinger, og dette desto mere, jo tykkere det ønskede oxidlag er. For en anodiseringsbehandling af typen 15, er man derfor 20 nødt til at anvende mindst 30 afsnit af hver 0,5 m længde, hvilket fører til en overmåde stor dimensionering for cellen.

Som konklusion kan man derfor fremhæve, at der ved fremgangsmåderne og anordningerne ifølge den kendte teknik 25 fremkommer problemer med heterogenitet af behandlingen, som er årsag til tab af produkter, til i visse tilfælde alt for store dimensioner for cellerne, til tab af tid og af omkostninger til konsekutiv håndtering ved monterings- og afmonteringsoperationer i strømtilførsels-30 anordningerne ved mekanisk kontakt, til begrænsning med hensyn til strømtæthed i de katodiske afdelinger og til spild af elektrisk strøm i elektrolytten. Alt sammen ulemper, der fører til en forhøjelse af fremstillingsprisen.

DK 159730 B

9

De hidtil forbedrede problemløsninger, såsom forøgelse af antallet af afsnit eller mere eller mindre sofistikerede tætningszoner, er ikke helt tilfredsstillende på grund af de investeringsomkostninger, 5 som de medfører.

Man har derfor under udforskningen af bidrag til at løse problemer opstået ved elektrokemisk behandling af metalprodukter fundet og udført den foreliggende opfindelse med henblik på at reducere fremstillings-10 prisen og at tillade en homogen behandling, som er uden gennemslag, af produktet på hele dettes overflade, idet man samtidigt begrænser problemerne med elektrisk tæthed og strømtabene, som stammer derfra, og idet man anvender en celle, hvis længde er stort set 15 lig med længden af det pågældende produkt, når det drejer sig om en statisk behandling.

Den foreliggende opfindelse angår således en fremgangsmåde til elektrokemisk behandling i statisk tilstand eller un-der forbipassering af overfladen af metalpro-20 dukter i lange former, hvorved produkterne neddykkes i et og samme rumfang elektrolyt, og hvormed man lader en elektrisk strøm passere derigennem ved hjælp af elektrolytten, hvormed der på det pågældende produkt eller emne dannes samtidigt mindst én hovedsagelig katodisk zone 25 og mindst én hovedsagelig anodisk zone, og fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig derved', at disse zoner samtidigt forskydes langs emnet, idet de forbliver adskilt fra hverandre.

Man genfinder således ved denne fremgangsmåde tilknyt-30 ningsudformningen til strømkilden gennem en flydende strømtilførsel, eftersom man lader den elektriske strøm nå indtil produktet ved hjælp af elektrolytten for at udvikle de anodiske og katodiske zoner, som er

DK 159730 B

10 nødvendige til gennemførelse af behandlingen.

Denne fremgangsmåde har dog som en anden kendt teknik den eqenskab at den udviser i hovedsagen anodiske zoner og i hovedsagen katodiske zoner, som er opstået i et 5 og samme rumfang elektrolyt.

Man har kunnet se ved oversigten over de traditionelle fremgangsmåder, at når det drejer sig om en flydende strømtilførsel er de katodiske zoner og de anodiske zoner altid anbragt i to forskellige trug eller i to 10 afsnit inden for en og samme celle adskilt med en tæt :! skillevæg, hvilket medfører to distinkte masser elektrolyt. Ved den foreliggende opfindelse foreligger der en enkelt og den samme masse, i hvilken der samtidigt dannes de to zoner med forskellig polaritet.

15 Af denne grund simplificerer man i stor udstrækning cellens struktur, eftersom den bliver til en enkeltafsnitscelle.

Et karakterisktisk træk ved fremgangsmåden består i, at man har zoner, der strækker sig parallelt med aksen 20 af det produkt, der skal behandles, over en vis længde, men de er adskilt, dvs. at de ikke er nabostillede, og at der foreligger en del af produktet, der befinder sig mellem de to zoner, som ikke er i hovedsagen katodisk og heller ikke i hovedsagen anodisk. Dette tillader en 25 formindskelse af strømtabene gennem elektrolytten.

Rummet mellem de to zoner kan ikke fikseres på forhånd, eftersom det afhænger af driftsparametrene ved behandlings-operationen . Men afstanden bestemmes på en sådan måde, at man har et reduceret strømtab beregnet på be-30 handlings-strømmen.

DK 159730 B

n

Med hensyn til længden af zonerne, bør denne svare til det krav, at man ikke overskrider en vis mængde strøm pr. overfladeenhed af det produkt, der skal behandles, især i de katodiske zoner, dersom man vil undgå 5 gennemslag af oxidlaget, når det f.eks. drejer sig om anodisering; men man er ligeledes bundet til den ønskede produktivitet i cellen, som, når det drejer sig om anodisering, afhænger af den mængde strøm, der tilføres i den anodiske zone, og som følge deraf af den-10 nes længde.

Også her kræves der således undersøgelse af et kompromis, som man f.eks. kan opnå ved anodiske og katodiske zoner med forskellig længde.

Ued fremgangsmåden ifølge opfindelsen forskydes ZOnerne 15 samtidigt langt hen ad produktet. Denne forskydning·eller gennemfejning sker samtidigt, således at zonerne under en behandlingsoperation bevarer deres oprindelige længde og bliver adskilt fra hverandre ved det samme interval. Forskydningen gennemføres langs med hele prp-20 duktet, dvs., at hver del af"sidstnævnte, selv ved en statisk fremgangsmåde, hvadenten det befinder sig for enden eller midt i denne længde, der er indeholdt i cellen, finder sig anbragt i det mindst én gang i tidsforløbet, i en zone, der hovedsagelig er anodisk, og 25 derpå i en zone,, der hovedsageligt er katodisk, eller omvendt.

Hele overfladen af produktet, hvadenten det behandles anodisk, f.eks. ved en anodiserings-operation, eller ved en ætsning, eller katodisk, f.eks. ved en farvegi-vende operation, vil således ikke have nogen heterogeni-30 tet i behandlingen fra et punkt til et andet punkt i produktet, og operationen medfører således i slutresul-

DK 159730 B

12 tatet ikke noget tab af materiale.

Denne gennemfejning kan yderligere foretages med en passende hastighed for at tilføre ved passage af en zone en strømkvantitet pr. enhed af overfladen så-5 ledes bestemt, at den ikke f.eks. ved anodisering overskrider den kritiske strømmængde for gennemslag.

En enkelt passage kan dog vise sig at være utilstrækkelig til at tilføre den mængde strøm, som er nødvendig for behandlingen. Derfor kan denne gennemfejning lige-10 ledes gennemføres på en cyklisk måde, dvs., at f.eks. en anodisk zone under forløbet af en operation, som har gennemløbet hele længden af produktet, som er indeholdt i cellen, på ny gennemløber en eller flere gange hele denne længde, og det samme gælder selvføl-15 gelig for de andre zoner og afstandsområderne. Hver gennemfejning fra en ende til en anden udgør en cyklus, og denne cyklus gentages således n gange i tidsforløb.

Gennemfejningshastigheden under disse n cykler kan være konstant eller variabel afhængigt af det problem, 20 der skal løses. Man kan således fastlægge en regelmæssig og en ikke-regelmæssig periodicitet.

Det er ligeledes muligt at arrangere et behandlingssystem, hvori hver cyklus eller gruppe af cykler er forskellig fra den efterfølgende cyklus eller grupper 25 af cykler, enten ved zonernes længde eller ved afstanden imellem zonerne, eller ved den reciprokke placering af zonerne. Man kan således i løbet af en cyklus eller en gruppe af cykler have anodiske zoner og kato-diske zoner med den samme længde, og derpå under forlø-30 bet af en anden cyklus eller gruppe af cykler zoner eller afstande mellem zonerne med forskellige længder. Et stort antal muligheder baseret på gennem fejning og vari-

DK 159730 B

13 ationen i konfigurationen af de elektriske tilstande kan således gennemføres uden at overskride opfindelsens rammer.

Når det drejer sig om behandling af et produkt ved 5 passering igennem anlægget, er forskydningshastigheden for zonerne større end forskydningshastigheden for produktet hen igennem cellen, og dette i tilstrækkeligt stort omfang, til at man kan nyttiggøre fordelene ved gennemfejningen. Man vælger fortrinsvis 10 en hastighed større end den dobbelte hastighed for produktets forskydning.

Opfindelsen angår ligeledes et apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Dette apparat består på klassisk måde af en celle 15 af aflang form, som har et enkelt afsnit, der indeholder en elektrolytopløsning, h'Ori er neddyppet det produkt, der skal behandles, og som er forsynet på sine længdevægge med elektroder, der dypper ned i denne opløsning, og som er anbragt i nærheden af i det mindste 20 en del af stykkets periferi, og som kan fødes ved hjælp af en af polerne fra en elektrisk strømkilde, således at der ved passage af en strøm igennem en del af rumfanget af opløsningen og på en del af produktets længde dannes zoner, som i hovedsagen er anodiske hen-25 holdsvis katodiske.

Apparatet ér ejendommeligt ved, at elektroderne til ethvert tidspunkt danner mindst én samling af fire successive grupper med mindst én elektrode pr. gruppe, hver bestående i den samme retning af to tilførelsesgrupper 30 for hver af strømkildens poler, to ikke-tilførsels- g-r-upper, 'hvoraf den ene befinder sig mell.em de to fore- 14

DK 1 59730 B

gående, og den anden bagefter, således at efter en uis programmering mindst én af elektroderne placeret i yderkanten af hver af grupperne skifter elektrisk tilstand, således at man over hele cellens længde 5 finder den samme elektriske konfiguration, men forskudt med mindst én elektrode hen ad cellerne, idet forskydningen ved en af enderne af cellen således føres tilbage til den anden ende.

Man gennemfører således ved apparatet ifølge op-10 findelsen de sædvanlige anordningselementer, dvs.

en celle til flydende strømtilførsel, som kan indeholde det produkt, der skal behandles, og i det mindste en del af dennes længde, såvel som elektrolytopløsningen, og hvis vægge er udstyret med en serie 15 elektroder, der er adskilt fra hverandre, og som fuldstændigt kan omgive produktet, eller som simpelthen kan strække sig parallelt med en eller med to af de store overflader af produktet, afhængigt af om man ønsker at gennemføre en behandling på en eller to si-20 der af produktet. Men i stedet for at have flere afdelinger, indeholder cellen kun en enkelt sådan.

Det er yderligere nødvendigt for at gennemføre forskydningen eller gennemfejningen af zonen, at disse elektroder udgør mindst én enhed af fire successive 25 grupper. Hver gruppe kan bestå af en eller flere elektroder, men i hver samling har man to grupper, der fødes fra modsat rettede poler i strømkilden. Disse to grupper danner hver et elektrisk kredsløb, som dannes på den ene side af de rumfang elektrolyt, som 30 befinder sig mellem den eller de pågældende elektroder i hver gruppe, som fødes, og produktet, og som udgør de anodiske zoner og de katodiske zoner, og på den anden side den længde af produktet, som adskiller disse to zoner.

DK 159730 B

15

Mellem disse to grupper og i forlængelse deraf er anbragt to elektrodegrupper, som ikke får tilført strøm, og som kan adskille de polariserede zoner fra hverandre. Hvis man f.eks. betragter en celle bestå-5 ende af en enkelt enhed, har man idet man fører et længderettet snit igennem cellen en rækkefølge af grupper 1-2-3-4. Ved et bestemt tidspunkt t bliver grupperne 1 og 3 hver tilført strøm fra en af strømkildens poler, medens grupperne 2 og 4 ikke får denne 10 tilførsel. På tidspunktet t + 1 tilføres der ikke strøm til grupperne 1 og 3, og strømkildens poler tilføres så i samme orden grupperne 2 og 4. Til tidspunktet t + 2 er de elektroder, som får tilført strøm, de samme som til tidspunktet t, men med modsat rettet 13 polaritet; på tilsvarende måde føres ved tidspunktet t + 3 strøm til elektroderne 2 og 4, ligesom til tidspunktet t + 1, men med modsat rettet polaritet.

Man gennemfører den elektriske gennemfejning langs med enheden af de fire elektrodegrupper, hvilket fører 20 til en forskydning af zonerne. Når hver gruppe indeholder flere elektroder, kan gennemfejningen gennemføres elektrode pr. elektrode således, at man får en elektrisk ledning og en forskydning af zonerne ikke i sektioner, men trin for trin.

25 Når cellen indeholder flere enheder, gennemføres denne gennemfejning således, at man fastlægger en vis synkronisme mellem enhederne, og at man har identiske elektriske tilstande i hver gruppe til et givet tidspunkt.

Afhængigt af den specielle behandling og af den på-30 tænkte produktivitet, er dette apparat indrettet til at få elektrisk tilførsel fra en eller flere uafhængige kilder, som reguleres med hensyn til strømstyrke og spænding, som er synkroniseret eller ikke-synkroniseret

DK 159730 B

16 med strømforsyningens frekvens, og som er forbundet til elektroderne.

Den cykliske gennemfejning af forbindelserne medfører under forskydningen af konfigurationerne afbrydelse 5 og genoptagelse af strømforsyningen af et vist antal elektroder afhængigt af opdelingen i tid og antal af elektroder, som forinden er fastlagt.

Denne rolle gennemføres af en elektrisk stærkstrøms-afbryder, som man vælger blandt forskellige syste-10 mer og kombinationer af sådanne, såsom automatiske sektionsopdelere, pneumatiske eller elektromagnetiske kontakter, stærkstrømsrelæer, bipolære spændingstransistorer, felteffekttransistorer, tyristorer (SCR), TRIAC, regulerede tyristorer (G.T.O.) eller et hvilket 15 som helst system, som er i stand til at sikre en tilførsel eller en ikke-tilførsel af strøm.

Styring af disse tilførselssystemer gennemføres afhængigt af hurtigheden og kompleksiteten af de påtænkte cykler ved forskellige elektriske midler, som fører 20 til en logisk sekvensopdeling. Man kan blandt disse nævne elektriske rotations-kommutatorer til strømforsyning, elektromagnetiske relæer, statiske kredsløb til kabel-kommutatorer, programmerbare automater, informationssystemer baseret på mikroprocessorer eller 25 på minikalkulatorer.

Man kan også påtænke andre anordninger til gennemførelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Det er således muligt at sikre en mekanisk forskydning af elektroderne langs med cellen ved hjælp af et system f.eks.

30 baseret; på en endeløs kæde. I dette tilfælde er-det ikke nødvendigt at gå gennem et program af elektrisk forbindelse og afbrydelse, idet hver elektrode kan bevare

DK 159730 B

17 sin polaritet på permanent basis. Man kan yderligere udelade de grupper af elektroder, som tjener til at adskille de anodiske zoner og de katodiske zoner.

Den foreliggende opfindelse vil kunne forstås ved 5 hjælp af vedlagte figurer: fig. 1 viser set ovenfra et horisontalt snit igennem en celle ifølge den kendte teknik med to afdelinger, fig. 2 viser et længdesnit gennem en celle med flere afsnit ligeledes i overensstemmelse med den kendte 10 teknik, fig. 3 viser et længdesnit igennem en celle ifølge opfindelsen, fig. 4 viser tilstanden for forbindelserne af elektroderne i tre på hinanden følgende tidspunkter ved frem-13 gangsmåden ifølge opfindelsen, og fig. 5 er et skema af den elektriske tilstand af elektroderne under en fuldstændig cyklus.

Man kan på fig. 1 se et horisontalt snit set ovenfra igennem en omgivende celle 1 opdelt med en skillevæg 20 2, i en katodisk afdeling 3 og en anodisk afdeling 4, som er fyldt med en elektrolyt 5, og udstyret med en anode 6 og en katode 7, som strækker sig parallelt med de to store overflader af et produkt, der skal behandles 8.

25 Dette produkt, som kan cirkulere i en retning vinkelret på figurens plan, udviser to afsnit, som er begrænset af den tætte åbning 9, som er lavet i skillevæggen 2.

DK 159730 B

18

Man kan se, at alene delen til højre for skillevæggen befinder sig i en anodisk zone og kan anodiseres, hvilket medfører kassation af den del af produktet, der befinder sig til venstre for opdelingen.

5 På fig. 2 indeholder cellen 10, der er fyldt med en elektrolyt 11, en serie af skillevægge 12, som danner katodiske afdelinger 13 og anodiske afdelinger 14, som er udstyret med anoder 15 og med katoder 16, og hvori der udvikles henholdsvis katodiske og anodiske 10 zoner. Produktet 17 cirkulerer i cellen i retningen 18, og ved en fremgangsmåde til anodisering, dannes oxidlaget under passagen af produktet igennem hver anodisk zone. En sådan anordning nødvendiggør ikke kassation af en del af produktet, men det er nødvendigt under 15 hensyn til relativt begrænset hastighed, med hvilket man kan lade produktet cirkulere, og nødvendigheden af at arbejde med strømtætheder i de katodiske afsnit, som er mindre end en vis kritisk værdi, at have et stort antal afdelinger for at kunne gennemføre den øn-20 skede behandling.

Fig. 3 viser en celle ifølge opfindelsen i længdesnit.

Man ser her cellelegemet 19 fyldt med elektrolyt 20, hvori er neddykket det produkt, der skal behandles, 21.

En samlet mængde af fire grupper 22, 23, 24 og 25 er 25 fordelt langs hen ad cellen. Til et givet tidspunkt t er elektroderne 22 og 24 forbundet med de positive og negative poler af en elektrisk strømkilde, der ikke er vist, således at der i deres nærhed dannes henholdsvis katodiske zoner og anodiske zoner, og elektroderne 23 30 og 25 modtager ikke strøm, således at de adskiller disse zoner.

Ved en glidning af strømtilførslen i retning af den viste pil 26, forskydes zonerne langs hen ad produktet således,

DK 159730 B

19 at hver overflade successivt gennemfejes af zoner med modsat rettet polaritet, hvorved de således undergår behandling.

Fig. 4 viser tilstanden af forbindelserne og elek-5 troderne i cellen til tidspunkterne t, t + 1 og t + 2. Man ser produktet 27, som er neddykket i elektrolytten 28, og en enhed af fire grupper, der hver indeholder fem elektroder: en gruppe 29 er positivt ladet og danner en katodisk zone, en gruppe 30 10 er negativt ladet og danner en anodisk zone, en gruppe 31 får ikke tilført strøm, og er placeret mellem grupperne 29 og 30, en gruppe 32 får ikke tilført strøm, og er placeret følgende efter gruppen 30 i forskydningsretningen for zonen, som er gengivet med 15 pilen 33.

Denne forskydning gennemføres her ved glidning trin for trin, idet den elektriske konfiguration ved to successive tidspunkter t og t + 1, eller t + 1 og t + 2, der svarer til en forskydning på en elektrode.

20 Fig. 3 er et skema af tyve elektriske konfigurationer, der viser sig under en cyklus i en celle udstyret med tyve elektroder betegnet med bogstaverne A, B, C,...T, og hvor hver forskydning betegnet med 0-20 gennemføres elektrode for elektrode. Oprindelig forsynes elektro-25 den A B. C D E positivt, og elektroderne K L Μ N 0 negativt, medens elektroderne FGHIJogPQRST ikke får tilført strøm. Man danner således en enhed af fire grupper, hvori hver af de med strøm forsynede grupper er adskilt indbyrdes med en gruppe uden strøm-30 tilførsel. Man genfinder denne samme dispositionsplan under tyve på hinanden følgende forskydninger, ved hvis afslutning man genfinder den oprindelige konfiguration.

Man kan konstatere, at i enderne af cellen vil modifika- 20

DK 159730 B

tionen af den elektriske konfiguration gennemføres som om elektroderne A og T var nabostillede.

Den foreliggende opfindelse kan belyses ved hjælp af følgende anvendelseseksempel: et profil i aluminium-5 legering af typen 6 000 i overensstemmelse med normerne udstedt af American Aluminium Association med længden 6 m og en sektionsperimeter på 0,30 m blev underkastet en anodiseringsbehandling ved hjælp af en svovlsyreopløsning indeholdende 200 g/liter i en celle 2 10 af tilsvarende længde med 0,03 m tværsnit og forsynet med 100 elektroder regelmæssigt fordelt langs med cellen og placeret med en indbyrdes afstand på 0,06 m målt fra center til center. Disse elektroder blev forsynet på en sådan måde, at de udgjorde fire zoner på hver 15 1,5 m længde: en anodisk zone og en katodisk zone ad skilt med en ikke-polariseret zone, og idet den kato-diske zone blev efterfulgt af en zone, der ligeledes ikke var polariseret. Disse zoner blev forskudt elektrode for elektrode med en hastighed på 0,4 m/sekunder.

20 Strømtætheden i hver af de polariserede zoner var 12 A/dm2.

Ved en oxidlags-tykkelse på 15 ^urn var varigheden for behandlingen 2o minutter, og strømtabet ved tab i elektrolytten var mindre end 5 hvilket udgør et godt 25 kompromis imellem produktivitet og elektrisk udnyttelse .

Den foreliggende opfindelse finder sin anvendelse ved enhver elektrokemisk behandling af metaller i aflang form, statisk eller ved forbipassering, hvad enten det 30 er beregnet til anodisering, til ætsning, til farvegiv-ning, til galvanisering eller til enhver anden modifikation af overfladen, og hvor man ønsker en regelmæssig behandling af hele overfladen af produktet under optima-

DK 159730 B

21 le betingelser med hensyn til driftsomkostninger og en reduceret investeringsomkostning.

Den har vist sig af særlig interesse ved overtræk på aluminium og legeringer deraf. Den kan ligeledes let 5 anvendes ved behandling af magnesium og af titan og derivater deraf.

Claims (5)

1. Fremgangsmåde til elektrokemisk overfladebehandling af aflange emner af metal i stationær tilstand eller under disses fremføring, hvorved man neddypper emnerne 5. samme rumfang elektrolyt og leder en elektrisk strøm igennem disse ved hjælp af elektrolytten for på emnet samtidigt at danne mindst én i det væsentlige katodisk zone og mindst én i det væsentlige anodisk zone, kendetegnet ved, at disse zoner 10 samtidigt forskydes langs emnet, idet de forbliver adskilt fra hinanden.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at forskydningen gennemføres med reguleret hastighed.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at forskydningen gennemføres på cyclisk måde.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at forskydningshastigheden for zonerne, når behandlingen gennemføres under passage af emnet, er stør- 20 re end den dobbelte værdi af emnets fremføringshastighed.

5. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 bestående af en elektrolysecelle med et enkelt rum, hvori emnet, der skal behandles, er neddyppet, og som på sine langsgående vægge er forsynet med en række elek-25 troder, der er neddyppet i elektrolytopløsningen, og som er anbragt i nærheden af i det mindste en del af periferien af emnet, hvilke elektroder kan forsynes med strøm fra en elektrisk strømkilde således, at der ved passage af en strøm gennem en del af opløsningens volumen DK 159730 B og en del af produktets længde dannes zoner, der i det væsentlige er henholdsvis anodiske og katodiske, kendetegnet ved, at elektroderne på ethvert tidspunkt danner mindst én enhed af fire succes-5 sive grupper med mindst én elektrode pr. gruppe, idet hver enhed i samme retning består af to grupper, der får tilført strøm fra hver sin pol af en strømkilde, og to grupper, der ikke får tilført strøm, hvoraf den ene befinder sig mellem de to førstnævnte grupper og 10 den anden befinder sig efter de to førstnævnte grupper således, at mindst én af elektroderne placeret for enden af hver af grupperne skifter sin elektriske tilstand efter et bestemt program på en sådan måde, at man hen igennem cellen genfinder den samme elektriske 15 konfiguration, der dog er forskudt med mindst én elektrode, idet forskydningen ved en af enderne af cellen tilbageføres til den anden ende.