MD308Z

MD308Z - Instalaţie pentru depunerea acoperirilor electrochimice compoziţionale

Info

Publication number: MD308Z
Application number: MDS20100093A
Authority: MD
Inventors: Ольга КОВАЛЁВА; Виктор КОВАЛЁВ
Original assignee: Государственный Университет Молд0
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2010-05-24
Publication date: 2011-08-31
Also published as: MD308Y

Abstract

Invenţia se referă la galvanotehnică, în particular la o instalaţie pentru depunerea acoperirilor electrochimice compoziţionale.Instalaţia include o baie (1) cu fund (2) tronconic, în care sunt amplasaţi anozi (4) şi catozi (5), şi un sistem de recirculare hidrodinamică a electrolitului cu suspensie. Baia (1) este dotată cu un sistem de încălzire (3). Sistemul de recirculare hidrodinamică include un segment de ţeavă de ghidare (7), amplasat vertical în centrul băii (1) şi fixat cu antretoaze (8), în interiorul căruia este amplasată o conductă (9) cu posibilitatea mişcării alternante. La capătul inferior al conductei este montată o pâlnie (10) orientată cu baza mică în sus, iar la capătul superior conducta (9) comunică cu o ţeavă de distribuţie (11) cu duze (12) amplasată perpendicular pe ea şi afundată în electrolit, totodată ţeava de distribuţie (11) este conectată cu o acţionare electrică (17) prin intermediul unei tije (13) cu arc (15), unei role (16) şi a unui excentric (18) amplasate în serie şi legate între ele.

Description

Invenţia se referă la galvanotehnică, în particular la o instalaţie pentru depunerea acoperirilor electrochimice compoziţionale.

Sunt cunoscute instalaţiile pentru obţinerea acoperirilor electrochimice compoziţionale, care asigură amestecarea continuă a suspensiei cu recircularea acestora în electrolizorul în formă de pâlnie [1]. Însă aceste instalaţii sunt ineficiente deoarece viteza de mişcare a particulelor în condiţii turbulente de agitare a electrolitului cu amestecătorul mecanic sau cu aerul barbotat de fluxul de electrolit este semnificativ mai mare decât viteza de depunere şi creştere a acoperirilor depuse electrochimic.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în asigurarea stabilităţii electroliţilor, majorarea eficacităţii proceselor şi îmbunătăţirea calităţii acoperirilor electrochimice compoziţionale obţinute.

Esenţa invenţiei constă în aceea că instalaţia pentru depunerea acoperirilor electrochimice compoziţionale include o baie cu fund tronconic, în care sunt amplasaţi anozi şi catozi, şi un sistem de recirculare hidrodinamică a electrolitului cu suspensie. Baia este dotată cu un sistem de încălzire, sistemul de recirculare hidrodinamică include un segment de ţeavă de ghidare, amplasat vertical în centrul băii şi fixat cu antretoaze, în interiorul căruia este amplasată o conductă cu posibilitatea mişcării alternante, la capătul inferior al conductei este montată o pâlnie orientată cu baza mică în sus, iar la capătul superior conducta comunică cu o ţeavă de distribuţie cu duze amplasată perpendicular pe ea şi afundată în electrolit, totodată ţeava de distribuţie este conectată cu o acţionare electrică prin intermediul unei tije cu arc, unei role şi a unui excentric amplasate consecutiv şi legate între ele.

Rezultatul tehnic al prezentei invenţii constă în asigurarea stabilităţii electroliţilor, majorarea eficacităţii proceselor şi îmbunătăţirea calităţii acoperirilor electrochimice compoziţionale obţinute.

Rezultatul tehnic obţinut este cauzat de faptul că instalaţia propusă asigură condiţii gravitaţionale pentru mişcarea laminară a particulelor în volumul suspensiei de electrolit, ca rezultat, viteza de mişcare a particulelor este mai mică decât viteza de creştere a lor în matricea de metal, ce contribuie la majorarea concentraţiei particulelor de acest fel în acoperirile electrochimice compoziţionale obţinute. Aceasta, la rândul său, îmbunătăţeşte proprietăţile funcţionale şi fizico-chimice. Condiţiile propuse oferă oportunitatea de a asigura recircularea particulelor suspendate practic de orice dimensiune şi concentraţie a lor în suspensie. Cu toate acestea, transferul şi schimbul de masă per ansamblu reduce polarizarea concentraţiei la suprafaţa de electrodepunere, sporind astfel densitatea curentului şi, prin urmare, eficienţa procesului. Existenţa unui sistem hidrodinamic de recirculare în volumul electrolitului şi condiţiile relativ „moi” de transfer de masă în el contribuie la reducerea riscului de oxidare sub influenţa oxigenului atmosferic a ionilor de fier în electrolit, şi, în consecinţă, la stabilizarea condiţiilor de electrodepunere pentru obţinerea acoperirilor electrochimice compozite de calitate superioară.

În figură este prezentată schema instalaţiei propuse.

Instalaţia include o baie 1 cu fund 2 tronconic, în care sunt amplasaţi anozi 4 şi catozi 5 în formă de elemente pentru acoperire, care sunt scufundate într-un electrolit cu particule fine 6, şi un sistem de recirculare hidrodinamică a electrolitului cu suspensie. Baia 1 este dotată cu un sistem de încălzire 3. Sistemul de recirculare hidrodinamică include un segment de ţeavă de ghidare 7, amplasat vertical în centrul băii 1 şi fixat cu antretoaze 8, în interiorul căruia este amplasată o conductă 9 cu posibilitatea mişcării alternante. La capătul inferior al conductei este montată o pâlnie 10 orientată cu baza mică în sus, iar la capătul superior conducta 9 comunică cu o ţeavă de distribuţie 11 cu duze 12 amplasată perpendicular pe ea şi afundată în electrolit, totodată ţeava de distribuţie 11 este conectată cu o acţionare electrică 17 prin intermediul unei tije 13 cu arc 15, care se centralizează cu ajutorul unui segment de ţeavă, unei role 16 şi a unui excentric 18 amplasate în serie şi legate între ele.

În calitate de electrolit poate fi utilizată practic orice compoziţie pentru bai galvanice, care asigură regenerarea electrochimică a metalelor şi aliajelor sub influenţa curentului continuu asupra electrozilor. În calitate de cea de-a doua fază pot fi luate particulele fine de diamant, corindon şi altele, care sunt incluse în matrice metalică, pentru a forma acoperiri compozite electrochimice, cu proprietăţi funcţionale fizice şi mecanice înalte.

Instalaţia funcţionează în modul următor.

În băia galvanică 1 se toarnă electrolitul în care sunt introduse particulele fine 6 ale fazei a doua pentru obţinerea acoperirilor electrochimice compoziţionale, apoi se conectează sistemul 3 de încălzire integrat al băii şi anozii 4. În starea de echilibru a particulelor 6, acestea se sedimentează în partea fundului 2 tronconic al băii şi se condensează acolo. Apoi se conectează dispozitivul de acţionare electrică 17, ce acţionează rotirea excentricului 18, care cu ajutorul rolei 16 oferă o mişcare alternativă sistemului de recirculare a instalaţiei, asigurând distribuţia uniformă a particulelor 6 din faza a doua în volumul electrolitului. Acest lucru se asigură prin faptul că excentricul 18 apasă pe rolele 16 şi tija 13, care exercită o mişcare bruscă în jos, transmisă în continuare prin pâlnia 10 sistemului de recirculare. Ca urmare a scufundării în mediul vâscos de particule sedimentate, pâlnia 10 împinge mediul în sus cu presiune înaltă. În acelaşi timp excentricul 18 transmite o mişcare bruscă dispozitivului de recirculare în jos, încât particulele suspendate şi electrolitul sunt împinse mai intens în pâlnia 10 şi sunt scoase în zona superioară a electrolitului, unde sunt distribuite în volumul său.

Acţionarea electrică 17 cu reductor prevede rotaţia cu o anumită viteză a excentricului 18, care transmite mişcarea la tija 13, conectată la conducta centrală mobilă 9 a sistemului hidrodinamic de recirculare a suspensiei.

Segmentul de ţeavă 14 simultan centrează tija 13 şi sprijină arcul 15, care este decomprimat cu o mişcare bruscă a axei şi a întregului dispozitiv de recirculare în jos, iar în timpul compresiei ulterioare oferă o mişcare mai lentă a dispozitivului în sus. Un alt element al dispozitivului de centrare este segmentul de ţeavă de ghidare 7, fixat cu antretoaze 8, acesta asigurând o mişcare dus-întors conductei centrale mobile 9.

Astfel se creează posibilitatea debitării în electrolit din partea inferioară a zonei conice în zona superioară a particulelor fine, inclusiv în concentraţie foarte mare, care prin ţevi de distribuţie 11 cu duze 12 sunt distribuite uniform în volumul electrolitului. Aceasta creează condiţii pentru sedimentarea gravitaţională a particulelor, care în zona catodului sunt atrase electrostatic de suprafaţa articolelor ce urmează a fi acoperite, formând un strat compoziţional, în care particulele din a doua fază sunt uniform distribuite în matrice de metal.

Acest lucru asigură realizarea obiectivelor care vizează asigurarea stabilităţii de lucru a electrolitului, îmbunătăţirea eficacităţii proceselor şi îmbunătăţirea calităţii acoperirilor electrochimice compoziţionale.

1. Сайфулин Р.С. Композиционные покрытия и материалы. Москва, Химия, 1977, с. 9-11

Claims

Instalaţie pentru depunerea acoperirilor electrochimice compoziţionale care include o baie cu fund tronconic, în care sunt amplasaţi anozi şi catozi, şi un sistem de recirculare hidrodinamică a electrolitului cu suspensie, caracterizată prin aceea că baia este dotată cu un sistem de încălzire, sistemul de recirculare hidrodinamică include un segment de ţeavă de ghidare, amplasat vertical în centrul băii şi fixat cu antretoaze, în interiorul căruia este amplasată o conductă cu posibilitatea mişcării alternante, la capătul inferior al conductei este montată o pâlnie orientată cu baza mică în sus, iar la capătul superior conducta comunică cu o ţeavă de distribuţie cu duze amplasată perpendicular pe ea şi afundată în electrolit, totodată ţeava de distribuţie este conectată cu o acţionare electrică prin intermediul unei tije cu arc, unei role şi a unui excentric amplasate consecutiv şi legate între ele.