NO164850B - Fremgangsmaate og apparatur for elektrokjemisk behandling av metallprodukter av langstrakt form. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en apparatur for elektrokjemisk behandling ved statisk metode eller ved matemetoden av overflaten av metallprodukter av langstrakt form slik som bjelker, runde staver, formede gjenstander, bånd, tråder og så videre.

Mer spesielt angår den anodisering av metaller og legeringer basert på aluminium, magnesium og titan.

I metallurgien er det kjent å underkaste visse metallprodukter en behandling som er ment å modifisere overflate-tilstanden, mer spesielt å gi overflaten egenskaper som skiller seg fra substratets, enten ut fra korrosjonsmotstandsevne, mekanisk styrke, evnen til belegning, estetisk utseende eller lignende.

En behandling kan gjennomføres spesielt ved en elektrokjemisk prosess som omfatter nedsenking av produktet i en oppløsning av elektrolytt og samtidig underkaste det påvirkning av en elektrisk strøm for på overflaten å utvikle forskjellig ladede soner, slik som anodiske soner med en positiv ladning og katodiske soner med en negativ ladning. Under den kjemiske påvirkning av elektrolytten og den elektriske virkning i sonene omdannes metallet i substratet ved overflaten av produktet til en ny forbindelse og/eller et stoff som dannes fra oppløsningen avsettes på overflaten av produktet.

Således beskyttes for eksempel aluminium mot stoffer i atmosfæren ved en behandling som kalles anodisering og som omfatter nedsenking av produktet i en oksygensyre som svovelsyre og å fremkalle en anodisk sone på en slik måte at et kunstig oksydsjikt med forbedret korrosjonsmotstandsevne i forhold til det naturlige oksydsjikt dannes på overflaten av produktet under den kombinerte påvirkning av de to ovenfor nevnte midler.

På samme måte kan visse produkter farves for å øke den estetiske virkning derav ved å senke dem i en oppløsning av et metallsalt og å fremkalle en katodisk sone slik at man forårsaker at et farvet stoff avsettes på produktet fra elektrolyttoppløsningen.

I behandlingsteknikken, på samme måte som de fleste andre teknikker, øker konkurransen mellom produsenter i stadig økende grad og således er det en nødvendighet å minimalisere produktenes omkostninger. Dette kravet har ført til at fagmannen konstant søker å forbedre sine prosedyrer og spesielt produksjonskapasiteten pr. time for behandlings-enhetene uten dermed ugunstig å påvirke produktets kvalitet og uten i samme grad å øke kapitalinvesteringsomkostningene og driftsomkostningene for de benyttede installasjoner.

Nu er kapitalinvesteringsomkostningene spesielt forbundet med apparaturenes størrelse mens driftsomkostningene primært avhenger av forbruksnivået for elektrisk kraft pr. overflatearealenhet som er behandlet, videre laboratorieomkostninger og behandlingshastighet.

De forsøk fagmannen i denne teknikk således har gjort har tatt sikte på å redusere disse omkostninger.

For å gi en bedre idé om de involverte problemer skal man holde for øyet at elektrokjemiske behandlingsprosesser konvensjonelt utføres i utstyr som omfatter én eller flere tanker som er langstrakte i vertikal eller horisontal retning og som er fylt med elektrolytt og der produktet nedsenkes, enten ved festing hvis prosessen gjennomføres statisk eller tvert imot, ved å forårsake at produktet forskyves langs tankene, der produktet føres i denne bevegelse.

Tanken eller tankene kombineres og er kjent som en celle der cellene vanligvis på sideveggene er utstyrt med én eller flere elektroder som senkes ned i elektrolytten uten noen mekanisk kontakt med produktet som behandles og videre er forbundet med en av polene på generatoren. Hva angår den andre poll, benyttes det i dag to hovedtilkoblingsmåter.

I den første skjer forbindelsen direkte ved mekanisk kontakt med produktet ved hjelp av midler som skiller seg, avhengig av hvorvidt prosessen er statisk eller kontinuerlig.

I det førstnevnte tilfelle omfatter midlene en gripeanordning som benytter enten skruer, kjefter eller klemmer, som er forbundet med generatoren ved hjelp av fleksible kabler og som er lagt på en av endene av produktet som behandles. For at forbindelsen skal være effektiv må kontaktarealet mellom produkt og gripeanordning være tilstrekkelig stort, spesielt er dette tilfelle heller enn å øke styrken av den strøm som skal benyttes. Imidlertid vil det være klart at under disse betingelser kan overflaten som engasjeres av gripeanordningen ikke være underkastet den kombinerte virkning av elektrolytt og elektrisk strøm slik at denne overflatedel ikke vil behandles og derfor kasseres for å fremstille et produkt som er homogent behandlet. Dette reduserer derfor prosessens materialutbytte, utbyttereduksjonen øker når det benyttes økende strømstyrker.

I tillegg vil ved en slik tilkoblingsmåte hver behandlings-operasjon være ledsaget av operasjoner for tilpasning og fjerning av gripeanordningen på produktet, noe som derved øker arbeidsomkostningene og reduserer behandlingshastigheten og således bidrar til en økning i prisen. Denne mangel kan reduseres ved automatisering av slike arrangementer, men kun ved hjelp av høye investeringsnivåer som i sluttanalysen også vil ha en ugunstig virkning på kostprisen for de behandlede produkter.

Når det gjelder mateprosessen, må koblingsmidlene som involverer tilkobling ved mekanisk kontakt tillate fri bevegelse for produktet gjennom elektrolyttoppløsningen. Denne prosess involverer derfor tilgang til arrangementer for direkte tilmåting av strøm ved hjelp av en friksjonsvirkning eller ved å benytte roterende valser. Fordi imidlertid de relative vesentlige hastigheter for produktets translaterende bevegelse bg som må holdes for å gjøre prosessen - attraktiv, oppstår det ofte dannelse av elektrisk broer, eller gnister som forårsaker lokalforandring i overflaten av produktene og i henhold til dette har en ugunstig virkning på homogeniteten av den elektrokjemiske behandling.

Denne første sammenkoblingsmåte ved bruk av mekanisk kontakt på produktet er meget godt egnet for anvendelse i en enkelt elektrolyttahk. Situasjonen er anderledes når det gjelder den andre sammenkoblingsmåte der den elektriske forbindelse for hver av polene på generatoren bevirkes på samme måte ved hjelp av elektroder og et elektrolyttvolum, og der to separate tanker benyttes: en behandlingstank i ordets egentlige betydning og en tank som kalles den flytende strømopptaks- eller kollektortank der produktet" som skal behandles anbringes i disse tanker.

De to tanker er vanligvis tilstøtende og er langstrakte i samme retning der den andre tank ofte er kortere enn den første tank. I praksis kan de to tanker fremstilles fra en celle som er delt i . to rom ved hjelp av en tverrgående skillevegg.

Med en slik ti lkobl ingsmåte kan den elektriske krets som benyttes ved åta som eksempel en likestrøms anodiseringsprosess. Anbragt i rekkefølge befinner seg elektrodene for det flytende strømopptak som er tilkoblet den positive pol på generatoren, sjiktet av elektrolytt som skiller elektrodene fra overflaten av produktet som befinner seg under strøm-opptak og som bidrar til å utvikle en katodisk sone nær produktet, lengden av produktet mellom sonen og den anodiske sone som er i behandlingstanken og sjiktet av elektrolytt som skiller den sistnevnte sone fra elektrodene forbundet med generatorens negative pol.

En slik tilkoblingsform er en vesentlig forbedring sammen-lignet med den direkte tilkobling med mekaniske midler slik som i den statiske prosess, man eliminerer all tilpasning og fjerning av gripeanordninger mens den i mateprosessen eliminerer problemene og buedannelse eller gnistdannelse. Imidlertid løser den ikke problemet med heterogenitet i behandlingen da den del av produktet som befinner seg i det flytende strømopptaksareal fremdeles er i en sone av motsatt polaritet til den polaritet som er nødvendig for behandlingen, og kan derfor ikke bli gitt denne behandling. Denne del av produktet må derfor skrapes eller tilbakeføres akkurat som tilfellet er ved tilkobling ved kontakt.

En slik tilkoblingsprosess kan også benyttes i en matebehand-lingsprosess som beskrevet i den japanske patentsøknad som er publisert under nr. 5 259 037.

Således beskriver denne søknad at en metallstrimmel som kontinuerlig anodiseres i en celle med en skilleveggdel som ikke lenger er på tvers, men på langs for å gi et anodekammer og et katodekammer som er langstrakte i retning av produktets translaterende bevegelse.

Det er klart at ved et slikt arrangement må hele den del av båndet som er i den katodiske sone i dette tilfelle også skrapes for å ha et produkt som er homogent behandlet, noe som betyr et spill av materiale som sågar er ennu større når det gjelder den statiske metode.

Imidlertid er dette ikke de eneste mangler ved denne tilkoblingsmetode fordi det også må tas med ved betraktningen elektriske tap i elektrolytten.

Det er således kjent at elektrisk strøm fortrinnsvis følger den minste motstands vei. Hvis det således ikke er en perfekt avtetning mellom strømopptaksrommet og behandlingsrommet vil det under behandlingen være en tendens til at strømmen strømmer gjennom elektrolytten i stedet for gjennom produktet. Følgelig vil strømmen kun tjene til å oppvarme elektrolytten ved Joule-effekten og vil ikke bidra til behandling på riktig måte, noe som resulterer i en reduksjon i anleggets strømeffektivitet.

Det er riktig å si at de ovenfor antydede problem med god avtetning kan overvinnes ved å bevege tankene bort fra hverandre, i det tilfelle blir imidlertid anleggets dimensjoner prohibitive. Hvis på den annen side prosessen utføres på statisk metode, vil lengden av produktet som forblir ubehandlet øke ytterligere.

Det er derfor intet annet valg enn å bruke tilstøtende tanker og å tilveiebringe skillevegger med egnede avtetningsmidler. Dette er også mer komplisert da slike midler må tilpasses enhver type konfigurasjon for produktet som behandles, og, 1 en prosess som utføres ved matemetoden, må de være i stand til uten skade å motstå gnidningsvirkningen som forårsakes på grunn av produktets bevegelse.

For å unngå en heterogen behandling har det ved en prosess som gjennomføres efter matemetoden og med flytende strøm-opptak vært foreslått at det kan benyttes celler som omfatter en følge av anodiske og katodiske rom gjennom hvilke produktet passerer. Imidlertid lider også dette arrangement av problemet med elektriske tap i elektrolytten. I tillegg er det i slike celler merket at det dannede sjikt av oksyd, for eksempel under anodisering i anoderommet, lider under skader eller "sammenbrudd" hvis strømmengden i katoderommet overskrider en viss verdi. Således oppstår slike sammenbrudd i nærvær av en elektrolytt som svovelsyre så snart en verdi på 150 coulomb/cm<2> overskrides.

For som et resultat å begrense strømmen måtte antallet rom økes, mer spesielt i forhold til økning av tykkelsen av sjiktet av oksyd som skal dannes. For en anodiseringseffekt av type 15 vil for eksempel minst 30 rom, hver med en lengde på 0,5 meter, måtte benyttes, noe som ville gi en celle med for store dimensjoner.

Som en konklusjon er det i prosessene og apparaturene ifølge den kjente teknikk problemer med behandlingens heterogenitet, noe som er årsaken til skrapet produkt, for store dimensjoner av cellene under visse omstendigheter, spill av tid og arbeidsomkostninger ut fra tilpasning og fjerning ved bruk av strømopptaksarrangementer inkludert mekanisk kontakt, begrensninger med henblikk på nivået for strømdensiteten i katoderommene, og elektrisk strømlekkasje i elektrolytten, alt mangler som resulterer i et øket omkostningsnivå.

Løsningene på slike problemer slik som å øke antallet rom og å bruke mer eller mindre sofistikerte tetningsanordninger er ikke helt og holdent tilfredsstillende på grunn av kapitalinvesteringsomkostningene som dette medfører.

Det er av denne grunn at man her har søkt å bidra til å løse de problemer som oppstår ved elektrokjemisk behandling av metallprodukter og derved unnfanget og virkeliggjorde foreliggende oppfinnelse i den hensikt å redusere omkost-ningene og samtidig tilveiebringe homogen behandling uten sammenbrudd av produktet over hele overflaten og samtidig å begrense problemene med elektrisk tetning og strømtap som derved oppstår, og ved å bruke en celle hvis lengde i det vesentlige er lik lengden av produktet når det gjelder en behandling som gjennomføres statisk

Oppfinnelsen angår for det første en fremgangsmåte for elektrokjemisk behandling på statisk måte eller ved matemetoden av overflaten av metallprodukter av langstrakt form der produktet er nedsenket i det samme volum elektrolytt og en elektrisk strøm føres gjennom ved hjelp av elektrolytten for på nevnte produkt samtidig å tilveiebringe minst en i det vesentlige katodisk sone og en i det vesentlige anodisk sone, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at de nevnte sonene forskyves samtidig langs produktet mens de forblir separert fra hverandre.

Fremgangsmåten medfører derfor tilkobling til generatoren ved væskestrømopptaksmidler fordi den elektriske strøm føres gjennom produktet ved hjelp av elektrolytten for å frembringe de anodiske og katodiske soner som er nødvendig for å gjennomføre behandlingen.

Imidlertid har denne prosess også det spesielle trekk at den tilveiebringer i det vesentlige anodiske og katodiske soner som tildannes' i det samme elektrolyttvolum.

Den foregående- diskusjon, av de konvensjonelle prosesser viste at, når det gjelder væskestrømsopptaksarrangementet, de katodiske og anodiske soner alltid våas I to f ©rsk.j;e:]iMge tanker eller i to rom i den samme celles som adskilles ved en til tettet skillevegg, noe som medførte t'o separate masser av elektrolytt. I foreliggende oppfinnelse er det kun en enkel elektrolyttmasse som 1 to soner med forskjellig polaritet er tilveiebragt på samme tid.

Dette forenkler derfor i sterk grad cellekonstruksjonen fordi det blir en enkeltromscelle.

Et trekk ved fremgangsmåten omfatter å ha soner som er langstrakte parallelt med aksen til produktet som skal behandles over en viss lengde, men som er separate, det vil si at de ikke ligger ved siden av hverandre, og at det er en andel av produktet mellom de to soner som er i det vesentlige hverken katodiske eller i det vesentlige anodiske. Dette gjør det mulig å redusere strømtapet gjennom elektrolytten. Rommet mellom de to soner kan Ikke fikseres a priori da det avhenger av driftsparametrene ved behandlingen. Imidlertid er de fastslått at man har et redusert strømtap med henblikk på behandlingsstrømmen.

Hva angår lengden av sonene I seg selv må -disse tilfreds-stille det krav at det Ikke er mulig å overskride en viss strømmengde pr. overflatearealenhet av produktet som behandles, spesielt i de katodiske soner, hvis sammenbrudd av oksydsjiktet når det for eksempel gjelder anodisering skal unngås. Imidlertid er det også en tilknytning til den ønskede fremstilling av en celle som, når det gjelder anodisering, avhenger av strømmengden som innføres til den anodiske sone og som en konsekvens lengden derav.

I dette tilfelle må man altså søke et kompromiss som kan oppnås for eksempel ved å benytte anodiske og katodiske soner med forskjellig lengde.

Et annet originalt trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ligger i det faktum at sonene samtidig forskyves langs produktet. Denne forskyvning eller feiebevegelse gjennomføres samtidig slik at sonene i løpet av en operasjon beholder sin opprinnelige lengde og forblir i avstand fra hverandre med samme avstand. Sonene forskyves langs hele produktet, det vil si at hver andel av produktet, selv ved den statiske prosess, uansett om det er ved enden eller ved midten av lengden i cellen, befinner seg i det minste en gang I en I det vesentlige anodisk sone og så en i det vesentlige katodisk sone eller omvendt.

På denne måte behandles hele overflaten av produktet anodisk for eksempel i en anodiserings- eller etseoperasjon eller katodisk for eksempel i en farvingsoperasjon, og det er derfor ingen heterogenitet i behandlingen fra ett punkt av produktet til et annet slik at operasjonen derefter ikke medfører materialspill.

I tillegg kan denne feiebevegelse gjennomføres ved en egnet hastighet for ved passering gjennom en sone å tillate en gitt strømmengde pr. overflatearealenhet som for eksempel ikke overskrider den kritiske mengde for sammenbruddsstrøm når det gjelder anodisering. Imidlertid kan en enkelt overføring

finnes å være utilstrekkelig til å gi den strømmengde som er nødvendig for behandlingen. Av denne grunn kan feieopera-sjonen også gjennomføres cyklisk, det vil si at, i løpet av en operasjon kan en anodisk sone som for eksempel har passert langs hele lengden av produktet I cellen passere langs hele den samme lengde en gang til eller flere ganger, det samme gjelder selvfølgelig andre soner og rom. Hver overføring fra en ende til den andre utgjør en cyklus og cyklusen gjentas derfor n ganger.

Hastigheten for denne feiebevegelse i løpet av de n cykler kan være konstant eller den kan varieres, avhengig av det problem som skal løses. Det er derfor mulig å arbeide periodisk på regulær eller ikke-regulær måte.

Det er også mulig å arbeide på en behandlingsmåte der hver cyklus eller gruppe cykler er forskjellig fra den følgende cyklus eller gruppen av følgende cykler, enten hva angår lengden av sonene eller rommene mellom sonene, eller hva angår den gjensidige plassering av sonene. Således er det under en cyklus eller en gruppe cykler mulig å ha anodiske og katodiske soner med samme lengde og så 1 løpet av en annen cyklus eller en annen gruppe cykler å ha soner eller mellomrom mellom sonene med forskjellige lengder. Et nytt område muligheter basert på feiebevegelsen og variasjonen i konfigurasjonen av elektriske tilstander kan således oppnås

uten å gå utenfor oppfinnelsens ramme.

■ ^

Når det gjelder behandling av produktet ved matemetoden, er forskyvningshastigheten større enn hastigheten for produktets translasjonsbevegelse gjennom cellen, så mye større at man er i stand til å utnytte fordelene ved den feiende bevegelse. Den benyttede hastighet vil fortrinnsvis være mer enn to ganger hastigheten til translasjonsbevegelsen til produktet.

Oppfinnelsen omfatte også en spesiell apparatur for gjennom-føring av den ovenfor beskrevne prosess.

Denne apparatur omfatter på konvensjonell måte en celle av langstrakt form med et enkelt rom som inneholder en oppløs-ning av elektrolytt hvori produktet som skal behandles er nedsenket, hvorved cellen langs side sidevegger er utstyrt med elektroder som er nedsenket i oppløsningen, anbragt i nærheten av i det minste en del av periferien til komponenten og i stand til å mates med kraft fra en av polene til en elektrisk generator for å gi i det vesentlige anodiske og katodiske soner på grunn av strømmen gjennom en fraksjon av volumet av oppløsningen og over en del av produktets lengde.

Imidlertid er apparaturen forskjellig fra tidligere kjente apparaturer idet elektrodene til enhver tid danner minst ett mønster av fire suksessive grupper av minst en elektrode pr. gruppe idet hvert mønster i samme retning omfatter to grupper som mates av hver av generatorens poler, to grupper som ikke mates og av hvilke en er anbragt mellom de to foregående grupper og den andre efter disse, slik at, ifølge et visst program, minst en av elektrodene som er anbragt ved enden av gruppene endres hva angår elektrisk tilstand slik at det over hele lengden av cellen er den samme elektriske konfigurasjon, men skiftet av minst en elektrode langs cellen idet skifting av en av endene av cellen overføres til den andre ende.

Således reproduserer apparaturen ifølge oppfinnelsen elementene i de konvensjonelle apparaturer, nemlig en væskestrømopptakscelle som gjør det mulig å inneholde produktet som skal behandles over i det minste en del av lengden derav og elektrolyttoppløsningen og hvis vegger er utstyrt med en serie elektroder adskilt fra hverandre og som helt kan omgi produktet eller ganske enkelt strekke seg parallelt med en eller begge de store flater av produktet avhengig av hvorvidt en eller begge sider av produktet skal behandles. Imidlertid har cellen kure et enkelt rom i stedet for et antall rom. >

I tillegg til dette og for å bevirke forskyvning eller en feiebevegelse av sonene må de ovenfor nevnte elektroder utgjøre minst et mønster på fire suksessive grupper. Hver gruppe kan omfatte en eller flere elektroder, men hvert mønster omfatter to grupper som mates av generatorens motsatte poler. Disse to grupper tilveiebringer hver en elektrisk krets som "dannes på den ene side av volumet av elektrolytt som befinner seg mellom elektroden; eller elektrodene i hver av gruppene som mates fra generatoren, og; produktet og som utgjør de anodiske og katodiske soner, og på den andre side den lengde av produktet som separerer de to soner.

Mellom disse to grupper og efter disse er det to grupper elektroder som Ikke mates og som gir separering av de polariserte soner fra kverandre. Ser man for eksempel på en celle médi et enkelt mønster1 er det i lengdetverrsnitt av cellen, en rekkefølge av grupper 1,'.2, 3, 4. På et tidspunkt t mates gruppene 1 og 3<:> hver fra en av polene av en generator, mens gruppene 2 og 4 ikke'- mates. På tidspunktet t + 1 blir gruppene 1 og 3 ikke lenger matet og polene på generatoren mater gruppene 2 og 4 1 samme rekkefølge. På tiden t + 2 er de matede elektroder de samme som til tidspunktet t, men med motsatt polaritet og på samme måte er på tidspunkt t + 3 elektrodene 2 og 4 matet som til tidspunktet t + 1, men med motsatt polaritet.

Apparaturen tilveiebringer således en elektrisk feiebevegelse langs mønsteret av 4 grupper av elektroder, noe som resulterer i en forskyvning av sonene. Når hver gruppe omfatter et antall elektroder, kan denne feiebevegelse påvirke elektrode efter elektrode for å gi en elektrisk slepebevegelse og en forskyvning av sonene som ikke lenger skjer sektorvis, men trinnvis.

Når cellene omfatter et antall mønstre, blir feiebevegelsen tilveiebragt på en slik måte at det opprettes en viss synkronltet mellom mønstrene og å gi identiske elektriske tilstander i hver gruppe på et gitt tidspunkt.

Avhengig av den spesielle behandling og produktivitet man søker å oppnå, mates apparaturen med elektrisk kraft fra en eller flere uavhengige strøm- og spenningskontrollerte kilder som eventuelt kan være synkronisert til frekvensen for hovedkildene og som er forbundet til elektrodene.

Den cykliske feiebevegelse for forbindelsene medfører ved forskyvning av de angjeldende konfigurasjoner en utsjalting °S gjenopprettelse av krafttilførselen til et visst antall elektroder i overensstemmelse med avkutting med henblikk på tid og med henblikk på antallet elektroder som på forhånd er bestemt.

Denne funksjon gjennomfares ved en. elektrisk strømbryter som velges fra forskjellige: systemer Oig kombinasjoner derav som ' automatiske avbruddsbrytere, pneumatiske eller elektromagnetiske kontaktbrytere, strømreléer, bipolare krafttransis-torer, felteffektkrafttransistorer, thyristorer (SR) TRIAC, kontrollerte thristorer (G.T.O.) eller ethvert system som er i stand til å gjennomføre en tilmatning og avskjæring av strøm.

Energitilmatningssystemene styres i henhold til hastigheten og kompleksiteten av cyklene man ønsker å oppnå ved hjelp av forskjellige elektriske midler som gir logiske sekvenser. Blant disse kan nevnes roterende elektriske strømendrings-brytere, sett av elektromagnetiske reléer, statisk kob-lede bryterkretser, programmerbare automatiske anordninger og databehandlingsutstyr basert på miniprosessorer eller minidatamaskiner.

Imidlertid er det også mulig å ta sikte på andre apparaturer for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Således er det mulig å tilveiebringe mekanisk forskyvning av elektrodene langs cellen, for eksempel ved hjelp av et endeløst kjedesystem.

I dette tilfellet er det ikke lenger noe behov for å benytte et program for elektrisk tilkobling og frakobling og hver elektrode kan permanent forbli med samme polaritet. Likeledes er det mulig å utelate grupper av elektroder som skulle separere de anodiske og katodiske soner.

Foreliggende oppfinnelse vil forstås bedre under henvisning til de ledsagende tegninger der: Figur 1 viser et tverrsnitt av en tidligere kjent celle med to rom; Figur 2 er et lengdesnitt av en fler-romscelle som også er i henhold til den kjente teknikk; Figur 3 viser et lengdesnitt av en celle ifølge oppfinnelsen; Figur 4 viser tilstanden for tilkobling av elektrodene til tre suksessive tidspunkter i henhold til oppfinnelsens fremgangsmåte; og Figur 5 er et diagram som viser den elektriske tilstand for

elektrodene i løpet av en komplett cyklus.

Under henvisning til figur 1 er det der vist et planriss i tverrsnitt av en celle med omfanget 1 som ved hjelp av en skillevegg 2 er delt i et katoderom 3 og et anoderom 4 fylt med en elektrolytt 5, utstyrt med en anode 6 og en katode 7 som strekker seg parallelt med de to store overflater av et produkt 8 som skal behandles.

Dette produkt som kan sirkulere i en retning loddrett på tegningsplanet har to deler begrenset av den tiltettende åpning 9, tilveiebragt I skilleveggen 2.

Det sees at kun delen til høyre for skilleveggen befinner seg i den anodiske sone og således kan anodiseres, noe som resulterer i at den delen av produktet som befinner seg til venstre for skilleveggen må skrapes.

I figur 2 omfatter cellen 10 som er fylt med en elektrolytt II en serie skillevegger 12 som således danner katodiske og anodiske rom 13 henholdsvis 14, utstyrt med anoder 15 og katoder 16 der katodiske henholdsvis anodiske soner dannes. Produktet 17 sirkulerer i cellen i den retning som antydes av henvisningstallet 18 og, i en anodiseringsprosess, dannes oksydsjiktet når produktet passerer gjennom hver anodiske celle. En slik apparatur krever ikke at en del av produktet skrapes, men med henblikk på den relativt begrensede hastighet med hvilken produktet kan beveges og behovet for å arbeide med strømdensiteter i katoderommet som ligger under en kritisk verdi, er det nødvendig å har et stort antall rom for å gjennomføre den ønskede behandling.

Figur 3 viser et lengdesnitt av en celle ifølge oppfinnelsen og som viser cellelegemet 19 fylt med elektrolytten 20 hvori produktet 21 som skal behandles er nedsenket. Et mønster på 4 grupper 22, 23, 24 og 25 er fordelt langs cellen. På tidspunktet t er elektrodene 22 og 24 forbundet med de positive og negative poler på en ikke vist elektrisk generator for å gi katodiske og anodiske soner i de respek-tive områder, mens elektrodene 23 og 25 ikke mates med strøm for derved å adskille de katodiske og anodiske soner.

Ved å forskyve energitilførselsposisjonene i den retning som er antydet med pilen 26 blir de katodiske og anodiske soner forskjøvet langs produktet hvorved hele overflaten suksessivt overfeies av soner med motsatt polaritet og derfor blir underkastet behandlingen.

Figur 4 viser tilkoblingstilstanden for elektrodene i cellen på tidspunktene t, t + 1 og t + 2. Figur 4 viser ved 27 produktet som er nedsenket I elektrolytten 28 og et mønster på fire grupper hver omfattende fem elektroder, en positivt ladet gruppe 29 som gir en katodisk sone, en negativt ladet gruppe 30 som gir en anodisk sone, en gruppe 31 som ikke blir tilført energi og som befinner seg mellom gruppene 29 og 30 samt en gruppe 32 som ikke tilføres energi og som følger efter gruppen 30 i forskyvelsesretningen for sonene som vist med pilen 33.

Forskyvningen av sonene bevirkes i dette tilfelle ved en trinnvis bevegelse idet den elektriske konfigurasjon ved to suksessive tidspunkter t og t + 1 eller t + 1 og t + 2 tilsvarer omskiftning av en elektrode.

Figur 5 er et diagram som viser tyve elektriske konfigurasjoner som opptrer i løpet av en cyklus i en celle utstyrt med tyve elektroder antydet med bokstavene A, B ... T og hvori hver forskyvning som er antydet med henvisningstallene 0 til 20 skjer for elektrode efter elektrode. Til å begynne med tilføres det til elektrodene A B C D E positiv strøm og til elektrodene K L M N 0 negativ strøm, mens elektrodene F G HIJogPQRST ikke tilføres strøm. Dette arrangement utgjør derfor et mønster på fire grupper der gruppene som tilmåtes energi er adskilt ved hjelp av en gruppe som ikke mates med energi. Det samme arrangement opptrer i løpet av de tyve suksessive forskyvninger ved enden av hvilke den opprinnelige konfigurasjon opptrer igjen. Man ser at det ved enden av cellen modifiseres den elektriske konfigurasjon som om elektrodene A og T lå ved siden av hverandre.

Oppfinnelsen kan illustreres ved hjelp av det følgende anvendelseseksempel: en tilformet del av aluminiumlegering av typen 6000 i henhold til American Aluminium Association Standard med 6 m lengde og der perimeteret av tverrsnittet er 0,3 m ble underkastet en anodiseringsbehandling ved bruk av en oppløsning av svovelsyre inneholdende 200 g/liter i en celle av tilsvarende lengde og med et tverrsnittsareal på 0,03 m2 , utstyrt med 100 elektroder fordelt regulært langs cellen og med senter til senteravstander på 0,06 m. Elektrodene ble matet med energi på en slik måte at det ble dannet fire soner, hver med en lengde på 1,5 m; en anodisk sone og en katodisk sone, adskilt av en ikke-polarisert sone og der den katodiske sone ble fulgt av en sone som også var upolarisert. Disse soner ble forflyttet elektrodevis i en hastighet av 0,4 m/sek.

Strømdensiteten i hver av de polariserte soner var 12 A/dm2 .

For en oksydtykkelse på 15 pm var tidsrommet i løpet av hvilke operasjonen ble gjennomført 20 minutter og strømtapet på grunn av lekkasje i elektrolytten mindre enn 5%, noe som er et godt kompromiss mellom produktivitet og elektriske effektivitet.

Foreliggende oppfinnelse kan benyttes i enhver elektrokjemisk behandling av metaller av langstrakt form, på statisk måte eller ved matemetoden, uansett om den er ment for anodisering, etsing, farving, galvanisering eller enhver annen overflatemodifisering og med henblikk på hvilken det er et ønske om regulær behandling av hele overflaten av produktet under optimale betingelser med henblikk på driftsomkostninger og redusert nivå av kapitalinvesteringsomkostninger.

Metoden er funnet å være spesielt attraktiv i forbindelse med belegning av aluminium og legeringer derav.

Den kan lett utvides til behandling av magnesium og titan og derivater derav.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for elektrokjemisk behandling ved statisk metode eller ved matemetoden av en overflate av metallprodukter med langstrakt form der produktet er nedsenket i det samme volum elektrolytt og en elektrisk strøm føres igjennom ved hjelp av elektrolytten for på produktet å tilveiebringe samtidig minst en i det vesentlige katodisk sone og en i det vesentlige anodisk sone, karakterisert ved at sonene forskyves samtidig langs produktet mens de forblir separert fra hverandre.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at forskyvningen gjennomføres med regulert hastighet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at forskyvningen skjer cyklisk.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at, når fremgangsmåten utføres efter matemetoden, er forskyvningshastigheten for sonene mer enn det dobbelte av den fremadskridende bevegelse for produktet.

5. Apparatur for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1 omfattende en elektrolyttcelle (9) som har et enkelt rom og hvori produktet (21) som skal behandles er nedsenket idet cellen langs sideveggene er utstyrt med en følge av elektroder som er nedsenket i oppløsningen, anbragt nær i det minste en del av periferien av komponenten og i stand til å kunne mates med energi fra en av polene på en elektrisk generator for å danne i det vesentlige anodiske (22) og katodiske (24) soner ved hjelp av en strøm gjennom en del av volumet av oppløsningen og over en del av lengden av produktet, karakterisert ved at elektrodene til ethvert tidspunkt danner minst ett mønster av fire suksessive grupper (22,23,24,25) av minst en elektrode pr. gruppe idet hvert mønster omfatter i samme retning to grupper (22,24) som hver mates med energi fra generatorens poler og to grupper (23,25) som ikke mates, hvorav en av gruppene befinner seg mellom de to foran nevnte grupper og den andre følger disse slik at i henhold til et visst program minst en av elektrodene som er anbragt ved enden av hver av gruppene forandrer sin elektriske tilstand slik at man over hele cellens lengde finner den samme elektriske konfigurasjon, men endret hos minst en elektrode langs cellen, idet skifting ved en av endene i cellen overføres til den andre ende.