KR20120024707A - 바의 연속적인 전해 표면 마무리 처리 - Google Patents

Abstract

바(2)를 연속적으로 전해 표면 마무리 처리하기 위한 장치(1)가 개시되어 있으며, 이 장치는 적어도 하나의 캐소드(3), 전해액(5)을 담으며 바(2)를 위한 입구(6)와 출구(7)를 포함하는 전해조(4), 이 전해조(4) 안에서 바(2)의 경로를 따르는 적어도 하나의 길이방향 애노드(8), 및 바(2)를 전해조(4) 안으로 도입시키기 위해 그 바(2)를 바(2)의 축선을 따라 이송시키는 수단(9)을 포함한다. 상기 적어도 하나의 캐소드(3)는 다수의 슬라이딩 컨택트(11)로 이루어지며, 이 각각의 컨택트에는 선택적으로 또한 독립적으로 작동가능한 에너지원(30)이 제공되어 있다.

Description

바의 연속적인 전해 표면 마무리 처리{CONTINUOUS ELECTROLYTIC SURFACE FINISHING OF BARS}

본 발명은 바를 연속적으로 전해 표면 마무리 처리하기 위한 방법과 장치에관한 것이다.

일련의 바를 포함하는 제 1 연속 크롬 도금 시스템이 알려져 있는데, 상기 바들은 그의 기계적 및 전기적 연속성을 확보하기 위해 나사 핀에 의해 서로 연결되어 있으며, 이 바들은 표면 증착 과정이 수행되는 전해조를 통해 견인 롤러에 의해 롤러 위를 지나가게 된다(자체의 회전은 없이). 바에 대한 전기 컨택트는 다음과 같은 방법으로 대안적으로 전력 공급을 받는다:

- 수은을 담고 있는 탱크에 바를 통과시키는 방법; 이 탱크는 전류 정류기의 음극에 연결되어 있다; 상기 수은 컨택트는 전해조의 두 단부에 위치되고, 이 전해조는 안에 있는 양극에 연결되는 하나 이상의 애노드를 갖는다; 이 방법은 복잡하고, 수은의 독성 때문에 위험성이 높으며, 또한 다량의 전류를 전달할 수 없는데, 왜냐하면 수은은 양호한 전도체가 아니며 따라서 높은 전압 강하를 일으키기 때문이다; 전류의 통과는 수은의 상당한 가열을 야기하는데, 적절한 시스템으로 수은을 냉각해야 한다.

- 바와 가요성 브레이드(braid) 형태의 금속 전도체 사이의 컨택트를 사용하는 방법; 상기 전도체는 일측에서 바 주위에 감기며 타측에서는 회전 드럼 주위에 감기고, 이 드럼은 음극에 연결되는 전도성 재료로 만들어진다. 이 장치는 기계적으로 매우 복잡하고 또한 정확히 작동하지 못한다. 사실 전류의 통과는 바의 표면 변동을 야기하며, 그 결과 많은 수의 결함품이 발생된다. 또한, 이 방법은 다량의 전류를 전달할 수 없다.

반복적인 접촉 없이 단순히 줄을 지어 배열되는 일련의 바를 포함하는 다른 방법이 알려져 있는데, 이들 바는 가공 공정이 수행되는 전해조를 통과한다. 이들 바는 복잡한 기계 장치(회전 클램프라고 말할 수 있음)에 의해 그들의 길이 방향 축선을 중심으로 회전되면서 롤러상에서 이송된다. 상기 클램프는 전도성 재료(구리)로 만들어진 바와 접촉하는 부분을 가지며, 또한 끌어당기는데 필요한 기계적 컨택트에 추가하여, 전해 처리에 필요한 전기적 컨택트도 보장해 준다. 이 시스템은 매우 효율적이고 다량의 전류가 전달된다. 그러나, 그 시스템은 기계적으로 매우 복잡하고 비용이 많이 드는 유지 보수 작업을 필요로 하는데, 왜냐하면 컨택트들을 빈번히 세정해야 하고 또한 클램프에 전류를 전달하는 가요성 전도체를 아주 빈번히 교체해야되기 때문이다. 다른 단점은 상기 클램프가 액츄에이터에 의해 앞으로 병진 이동한다는 것인데, 그 액츄에이터는 클램프를 슬라이드 상에 밀게 된다. 이러한 제한된 스트로크의 직접적인 결과로, 클램프를 초기 위치로 되돌려 보내 작동을 재개할 수 있도록 하기 위해서는 클램프가 스트로크의 끝에 도달할 때 마다 전류 전달과 전해 처리를 중단시킬 필요가 있게 된다. 다른 제한적인 점은, 선형 이송 미터당 회전수가 낮다 라는 것이다(미터당 약 반회전). 표면 증착물의 양과 균일성은 전해조 안에서 일어나는 회전수에 의존하므로, 이 시스템은 전술한 시스템보다 낫지만, 역시 많은 한계가 있다.

본 발명의 목적은, 바를 연속적으로 전해 표면 마무리 처리하기 위한 장치로서, 매우 높은 마무리 처리 질을 보장해 주고 또한 유연성 있고 구조적으로 간단한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 바를 연속적으로 전해 표면 마무리 처리하기 위한 장치로서, 적어도 하나의 캐소드, 전해액을 담으며 바를 위한 입구와 출구를 포함하는 전해조, 이 전해조 안에서 바의 경로를 따르는 적어도 하나의 길이방향 애노드, 및 바를 전해조 안으로 도입시키기 위해 그 바를 바의 축선을 따라 이송시키는 수단을 포함하는 상기 장치에 있어서, 상기 적어도 하나의 캐소드는 다수의 슬라이딩 컨택트로 이루어지며, 이 각각의 컨택트에는 선택적으로 또한 독립적으로 작동가능한 에너지원(30)이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 장치로 달성된다.

본 발명의 이들 및 다른 특징들은 첨부 도면에 비한정적인 예로 나타나 있는 실제적인 실시 형태에 대한 이하의 상세한 설명에서 더 설명될 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 장치의 사시도이다.
도 2 는 본 장치의 평면도이다.
도 3 은 본 장치의 정면도이다.
도 4 는 슬라이딩 전기 컨택트의 측면도이다.
도 5 는 도 4 에서 선 Ⅴ-Ⅴ 을 따라 취한 단면도이다.
도 6 은 도 5 에서 선 Ⅵ-Ⅵ 을 따라 취한 단면도이다.
도 7 은 본 발명에 따른 슬라이딩 컨택트를 갖는 일 실시 형태의 모식 단면도이다.
도 8 은 슬라이딩 컨택트의 다른 구성을 나타낸다.

첨부 도면, 특히 도 1 및 2 를 참조하면, 바(2)(보다 일반적으로는 완전한 원형 단면 등을 가지며 또한 임의의 길이로 된 금속, 비금속 또는 폴리머 대상물)를 연속적으로 전해 표면 마무리 처리하기 위한 장치(1)가 나타나 있는데, 이 장치는, 수행될 처리에 따라 바(2)를 음극 또는 양극에 연결하기 위해 그 바에 연결될 수 있는 두 개의 캐소드(3), 전해액(5)을 담으며 바(2)를 위한 입구(6)와 출구(7)를 포함하는 전해조(4), 이 전해조(4) 안에서 바(2)의 경로를 따라 배치되는 길이방향 애노드(8), 및 경사진 회전 축선을 가지며 동력 장치가 구비되어 있거나 그렇지 않는 다수 쌍의 롤러(9)를 포함하며, 이 롤러는 바(2)를 전해조(4) 안으로 도입시키고 또한 바(2)를 그의 축선을 중심으로 회전시키기 위해 그 바(2)의 축선을 따른 병진 이동으로 바(2)를 회전 병진 이동시키기 위해 사용된다.

롤러(9)의 경사는 도 2 및 3 을 보면 쉽게 알 수 있다. 롤러(9)의 축선은 바(2)의 이송 방향에 평행한 수평면에 속하며, 바(2)의 회전 축선과 일치하는 상기 이송 방향에 대해 경사져 있다. 롤러(9) 중의 적어도 하나는 견인기로서 작용한다. 전해조 안에서 미터당 회전수는 극히 높다. 그 결과, 애노드와 캐소드 사이의 거리, 이들의 기하학적 형상 및 전기화학적 처리에 의해 발생되는 가스의 존재로 인한 캐소드 표면에서의 전류 밀도 뷸균일의 현상이 없어지기 때문에, 바의 원주 주위의 전해 처리가 매우 균일하게 된다. 또한, 이 시스템은 공지된 방안과 비교하여 극히 단순한 형상의 애노드(8)를 사용할 수 있게 해준다.

전해조(4)는 새로운 전해액(5)을 바(2)의 축선 방향 및 운동에 대한 두 방향으로 전해조(4)에 도입하기 위한 노즐(10)을 또한 포함한다. 이리하여, 새로운 전해액(5)이 더 양호하게 분포되고 또한 처리 중에 애노드와 캐소드에서 발생되는 가스가 효과적으로 제거되므로, 바(2)의 더 양호한 표면 마무리 처리가 촉진된다.

상기 노즐(10)는 유리하게는 환형이고 바(2) 주위에 배치된다.

전해조(4)의 상류에 하나 있고 하류에 다른 하나가 있는 상기 캐소드(3) 각각은, 바(2)상에 있는 다수의 슬라이딩 컨택트(11)를 포함하며(도 4 - 6), 이들 슬라이딩 컨택트는 서로 독립적으로 전력 공급을 받는데, 즉 각각의 컨택트는 독립적인 에너지원(30)를 갖는다(도 7).

상기 컨택트(11)는 전해조(4)에 흐르는 전류 레벨을 선택하기 위해 서로 독립적으로 선택적으로 작동가능하며 또한 전기적으로 조정될 수 있다.

특히, 컨택트(11)는 상기 슬라이딩식이고, 용기 안에 수용되는 도전성 재료로 만들어지는 하나 이상의 프리즘형 전기 컨택트(11)로 되어 있으며, 이 전기 컨택트는 이를 바에 접촉시키거나 그 바에서 분리시키는 액츄에이터에 의해 움직이게 된다. 바(2)와의 접촉시 컨택트는 전하를 그 바(2)에 전달하게 된다. 가능성을 충분히 이용하기 위해 각각의 단일 컨택트(11)는 그의 최대 용량을 커버하는데 충분한 전원(30)에 연결된다. 전해조(4)에 의해 전달되는 에너지의 최대량은 에너지원에 연결되는 컨택트(11)의 수를 증가시키면 증가될 수 있다 (도 7 에는 5개의 컨택를 갖는 슬라이딩 컨택트(11)가 도식적으로 나타나 있다). 단일 컨택트를 바(2)에 부착하는 것은 컨택트 밀기 스프링(12)을 사용하여야 되는데, 이 스프링은 있을 수 있는 바(2)의 기하학적 형상 결함에 적응할 수 있게 되어 있다.

컨택트(11)는 또한 ?720 A/컨택트로 추정될 수 있는 용량 한도를 갖고 있기 때문에, 이러한 컨택트를 다중으로 사용하여 많은 양의 전류를 흐르게 할 수 있다.

또한, 각각의 컨택트(11)는 개별적으로 전력 공급을 받는데, 왜냐하면 모든 컨택트가 동일한 발전기에 의해 전력 공급을 받으면 전류는 탱크에 가장 가까운 컨택트에 흐르게 되는 경향이 있는데, 따라서 그 컨택트에 과부하가 걸리게 되고 그래서 처리되는 부분에는 표면 변동이 생겨 결과적으로 결함품이 발생하게 되며, 나머지 컨택트는 덜 사용되기 때문이다. 다른 한편, 본 발명은 각각의 컨택트를 그의 최대 한도로 개별적으로 사용할 수 있게 해준다.

최대 전류 전달 문턱값은 더 이상 컨택트에 의해 정해지지 않고, 전해 처리될 대상물의 물리적 특징에만 의존하게 되는데, 이는 종래 기술에서는 불가능하다. 그리하여, 컨택트의 수 및 따라서 설치된 전류 정류기의 수를 변경하여 전류량을 많거나 적게 전달할 수 있다.

본 발명의 다른 이점들은 다음과 같은 것들을 포함한다:

- 공지된 방법과는 달리 전류 전달은 가공 중에 단 한번만 중단된다;

- 움직이는 부분들은 매우 작고 또한 움직임이 매우 제한되어 있는데, 따라서 유지 보수 및 마모된 부품(슬라이딩 컨택트만)의 교체에 대한 비용 면에서 엄청난 이점이 얻어진다;

- 반경방향 두께가 균일하면 증착물의 양이 상당히 더 많아지게 된다;

- 전해 탱크내에서 상기 환형 노즐(10)을 사용함으로써, 가공시 발생되는 수소가 바 표면에서 효과적으로 제거되며, 그 결과 증착물의 구조적인 질이 개선되며, 이 증착물은 표면 처리 중에 높은 전류 밀도에서도 노듈(nodule)이 없게 된다.

- 코팅될 표면과 애노드 사이의 전해액은 매 증착 단계 중에 항상 정확한 밀도와 정확한 온도로 일정하게 유지된다.

유리하게는, 컨택트(11) 는 바(2)가 그 컨택트에서 슬라이딩하면서 통과하는 링(50)에 의해 지지되므로, 바(2) 주위에서의 컨택트(11)의 분포는 도 8 에서와 같이 될 수 있는데, 즉 바(2) 주위에 방사상으로 분포된다.

심지어 다른 재료로 된 여러 개의 층이 다음 층에 유리하게 증착될 수 있다. 사실 전해 처리는 동일한 회전 병진 이동 라인에서 단순히 추가된 몇 개의 가공 단계로 수회 반복될 수 있다.

Claims (5)

1. 바(2)를 연속적으로 전해 표면 마무리 처리하기 위한 장치(1)로서, 적어도 하나의 캐소드(3), 전해액(5)을 담으며 바(2)를 위한 입구(6)와 출구(7)를 포함하는 전해조(4), 이 전해조(4) 안에서 바(2)의 경로를 따르는 적어도 하나의 길이방향 애노드(8), 및 바(2)를 전해조(4) 안으로 도입시키기 위해 그 바(2)를 바(2)의 축선을 따라 이송시키는 수단(9)을 포함하는 상기 장치에 있어서,
   상기 적어도 하나의 캐소드(3)는 다수의 슬라이딩 컨택트(11)로 이루어지며, 이 각각의 컨택트에는 선택적으로 또한 독립적으로 작동가능한 에너지원(30)이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 바를 연속적으로 전해 표면 마무리 처리하기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 슬라이딩 컨택트(11)는 바(2)가 그 컨택트(11)에서 슬라이딩하면서 통과하는 링(50)에 의해 지지되므로 바(2) 주위에 방사상으로 분포되는 다수의 슬라이딩 컨택트(11)가 상기 적어도 하나의 캐소드(3)에 제공되는 것을 특징으로 하는 바를 연속적으로 전해 표면 마무리 처리하기 위한 장치(1).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 바(9)를 회전 병진 이동시키기 위해 그 바(2)의 축선에 대해 경사진 축선을 갖는 롤러(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 바를 연속적으로 전해 표면 마무리 처리하기 위한 장치(1).
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전해조(4)는 새로운 전해액(5)을 바(2)의 축선 방향으로 전해조(4)에 도입하기 위한 노즐(10)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바를 연속적으로 전해 표면 마무리 처리하기 위한 장치(1).
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 장치에서 표면 마무리 처리될 바(2) 주위에 방사상으로 분포되어 있는 각각의 슬라이딩 캐소드 컨택트(11)를 위한 에너지원(30)을 독립적으로 작동시키는 것을 포함하는, 바(2)를 연속적으로 전해 표면 마무리 처리하기 위한 방법.

Images