PL94959B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciaglego nakladania powlok galwanicznych, zwlaszcza na podloze, plaskie wyroby walcowane, takie jak blacha i tasma.Znane sa sposoby ciaglego nakladania powloki galwanicznej na tasme polegajace na przesuwaniu tasmy równolegle do jednej lub kilku plaskich anod, zanurzonych w kapieli galwanicznej. Anody maja szerokosc równa w przyblizeniu szerokosci powlekanej tasmy. Znane sposoby maja te wade, ze trudno jest, przy stosowaniu anod o jednakowej szerokosci, uzyskac równomierna powloke. Jedna z przyczyn tego stanu jest nierównomierne prowadzenie tasmy, to znaczy przemieszczania sie tasmy od osi przesuwu. Tego rodzaju nieregularne przemie¬ szczanie moze spowodwac, ze na jednym brzegu tasmy nagromadzi sie powloka grubsza niz wymagana, nato¬ miast drugi brzeg bedzie mial powloke o mniejszej grubosci, lub w ogóle nie bedzie pokryty powloka.Drugie powazne zródlo takich trudnosci ma podloze elektrochemiczne i wynika ze zwiekszenia gestosci pradu przy brzegach tasmy, podczas procesu pokrywania galwanicznego. ^ Nierówne powloki, wynikajace z nieregularnego prowadzenia tasmy, mozna w wiekszosci wypadków wyeli¬ minowac przez stosowanie anod q szerokosci wystarczajacej do zabezpieczenia skrajnych polozen przemieszcza¬ nia tasmy. Dla pokonania trudnosci pochodzenia elektrochemicznego zaproponowano szereg rozwiazan. W je¬ dnym ze znanych rozwiazan anody maja przekrój poprzeczny eliptyczny. Rozwiazanie to opiera sie na.zasadzie, ze gestosc pradu zwieksza sie przy zmniejszaniu odleglosci miedzy elektrodami. Zatem przy uzyciu anody eliptycznej uzyskuje sie mniejsza odleglosc anody w srodku tasmy, co zwieksza gestosc pradu w tym obszarze.Niemniej jednak, to rozwiazanie okazalo sie zasadniczo niepewne i niewygodne, gdyz nie pokonuje trudnosci zwiazanych z nieregularnym prowadzeniem tasmy, a sama anoda jest trudna zarówno do wykonania, jak i do zainstalowania.W innym rozwiazaniu dla pokonania tych trudnosci, stosuje sie maske lub ekran, który umieszcza sie miedzy anoda i tasma, przy zewnetrznych brzegach tasmy. Chociaz tego rodzaju maski sa skuteczne do zmniej¬ szenia gestosci pradu przy brzegach tasmy, niemniej jednak wymagaja zastosowania skomplikowanych mecha-2 94 959 nicznych i/lub elektrycznych urzadzen dla automatycznego ustawiania do odchylajacej sie na boki tasmy. Rów¬ niez ma znaczenie fakt, ze tego rodzaju rozwiazania sa stosowane wylacznie w procesach powlekania galwanicz¬ nego, w których anoda jest umieszczona w pewnej odleglosci od tasmy.W procesach galwanicznych, w których odleglosc anody do katody jest mala (rzedu 2-5 mm) nie obrobio¬ ne brzegi lub nierównosci tasmy moga zaczepiac o maske i uszkodzic tasme lub maske. Ponadto dla odchylenia czesci linii gestosci pradu zastosowano przewody, umieszczone w poblizu brzegów tasmy. Podobnie jak urzadze¬ nie maskujace tak i przewody wymagaja skomplikowanych ukladów dla automatycznego dopasowywania i nasta¬ wiania do nieregularnie przemieszczajacej sie na boki tasmy.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu ciaglego nakladania powlok galwanicznych pozwalajacego na wyeliminowanie niedogodnosci znanych sposobów i latwe stosowanie w szeregu róznych sposobach powlekania galwanicznego.Cel wynalazku zostal osiagniety przez to, ze tasme przesuwa sie przez kapiel elektrolityczna równolegle do anody w ksztalcie prostokata o szerokosci równej w przyblizeniu szerokosci tasmy i dlugosci L. Miedzy anoda i tasma przepuszcza sie prady dla równomiernego osadzenia wymaganego ciezaru powloki na szerokosci tasmy, po czym stosuje sie uklad anody zlozony z dwu czesci ustawionych jedna za druga. Pierwsza czesc ma powie¬ rzchnie zewnetrzna w ksztalcie prostokata i ma szerokosc równa w przyblizeniu szerokosci tasmy i dlugosci wynoszacej od 1/3 L do 2/3 L. Druga czesc ma powierzchnie zewnetrzna w ksztalcie trapezu i dlugosc od¬ powiednio od 2/3 L do 1/3 L. Szerokosc drugiej czesci jest zbiezna w przyblizeniu liniowo i zmniejsza sie z szerokosci Wa do szerokosci Wb. Szerokosc Wb anody jest w przyblizeniu równa z góry okreslonej szerokosci równomiernego ciezaru powloki wytworzonej za pomoca anody o ksztalcie prostokatnym.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia wykres ciezaru powloki, dla tasmy pokrytej warstwa chromu przy zastosowaniu znanych anod prostokat¬ nych; fig. 2a, 2b — anode stosowana w sposobie wedlug wynalazku; fig. 3 — wykres ciezaru powloki, dla tasmy pokrytej warstwa chromu przy zastosowaniu anody z fig. 2, a fig. 4a-d - inne konstrukcje anod stosowanych W sposobie wedlug wynalazku.Tasme mozna pokryc galwanicznie, przy uzyskaniu stopnia równomiernosci powloki, takiego samego lub wyzszego, niz za pomoca znanych dotychczas sposobów, przy uzyciu anody o ksztalcie, który pozwala na tworzenie równomiernej powloki dla róznych czesci tasmy.W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie uklad szeregowy dwóch czesci anody, w którym strona zewne¬ trzna jednej czesci ma ksztalt prostokata (lub kwadratu), a strona zewnetrzna drugiej czesci ma ksztalt trapezu.W przykladzie wykonania pojedyncza anoda sklada sie korzystnie z dwu czesci usytuowanych jedna za druga.Przy projektowaniu anody o optymalnych wymiarach nalezy najpierw wyznaczyc szerokosc równomiernej powloki, która mozna uzyskac przy uzyciu znanej anody o ksztalcie prostokata, której szerokosc Wa jest w przyblizeniu równa szerokosci powlekanej tasmy. Korzystnie szerokosc Wa anody ma wielkosc uwzgledniajaca wahania linii przesuwu tasmy. Anoda bedzie miala konwencjonalna dlugosc, uwarunkowana predkoscia linii, gestoscia pradu, liczba anod w szeregu itp. elementów, które sa stosowane w poszczególnych procesach powleka¬ nia galwanicznego. Nastepnie wykresla sie profil powloki oznaczajac zmiany grubosci powloki metalowej na calej szerokosci tasmy. Potem z wykresu tego profilu wyznacza sie punkty, w których nagle zwieksza sie grubosc pokrycia, to znaczy punkty przegiecia krzywej. Odleglosc miedzy tymi punktami okresla sie jako szerokosc równomiernej powloki.Przy zastosowaniu korzystnego przykladu z pojedyncza anoda, odklada sie potem odcinek dlugosci Wb, w przyblizeniu równy szerokosci równomiernej powloki i umieszcza sie ten odcinek Wb symetrycznie wzgledem srodka na górnym lub na dolnym brzegu anody. Nastepnie ze srodka boków anody prowadzi sie linie, laczace konce uprzednio odlozonego odcinka Wb, po czym odcina sie czesc anody zakreslona tymi liniami.Powyzszy przyklad zastosowano do zaprojektowania anody do galwanicznego pokrywania powloka chromowa tasmy stalowej, stosujac sposób podany w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3642587. Tasme stalowa o szerokosci wynoszacej 901,7 mm, przepuszcza sie przez kapiel do chromowania galwanicznego, z predkoscia okolo 762 m/s. W poczatkowej fazie nakladania powloki galwanicznej, dla wykre¬ slenia profilu wykresu ciezaru powloki, stosuje sie anode o szerokosci wynoszacej 965,2 mm i majacej dlugosc 571,5 mm. Punkty przegiecia krzywej ograniczaja c/esc srodkowa wynoszaca 584,2 mm, która mozna przyjac jako szerokosc równomiernej powloki.W tym przypadku szerokosc Wb anody wynosi okolo 584,2 mm. Nastepnie na dolnym brzegu anody symetrycznie wzgledem osi anody odklada sie odcinek Wb i z konców odcinka Wb prowadzi sie linie do pun¬ któw srodkowych boków anody (usytuowanych w odleglosci 292,1 mm od dolnego brzegu anody), (fig. 2) oraz odcina sie czesc anody wzdluz tych linii dla utworzenia anody o ksztalcie pokazanym na fig. 2b. Tak uksztalto-94 959 3 wana anode umieszcza sie w kapieli i stosuje do dalszego nakladania powloki galwanicznej, zachowujac zasadni¬ czo te same parametry, jakie stosowano dla anody o ksztalcie konwencjonalnym. Na fig, 3 przedstawiono wykres ciezaru powloki pokrycia koncowego. Tasma wykazuje równomierna grubosc powloki i metaliczny polysk.Uzyskanie takiej równomiernej powloki o metalicznym polysku jest szczególnie trudne przy galwanicznym nakladaniu powlok chromowych, gdyz tego rodzaju powloki skladaja sie zasadniczo z bardzo cienkiej warstwy chromu metalicznego, pokrytej warstwa tlenu chromu o grubosci rzedu okolo 0,015 mikrometra (10,75 mg/m2).W wypadku, gdy jakakolwiek czesc (to znaczy brzegi) warstwy tlenku jest grubsza od 0,030 mikrometra (21,5 mg/m2), czesc ta bedzie miala barwe brazowa, ataki wyglad nie jest pozadany dla wielu zastosowan technicznych. Z drugiej zas strony, w wypadku gdy warstwa tlenku przy brzegach jest wystarczajaco cienka dla uzyskania polysku, zarówno metaliczny podklad jak i warstwa tlenku moga okazac sie zbyt cienkie dla zape¬ wnienia wymaganych wlasnosci antykorozyjnych i przydatnosci do lakierowania. W omówionym przykladzie wykonania, anoda stanowi najbardziej korzystny element sposobu wedlug wynalazku. Zasadnicza zaleta anod stosowanych w sposobie wedlug wynalazku jest to, ze umozliwiaja skrócenie okresu czasu osadzania galwaniczne¬ go na brzegach tasmy, gdzie powstaja niekorzystnie grube powloki.Dla nakladania powloki metalicznej po obu stronach tasmy metalowej, tasme mozna przesuwac miedzy równoleglymi powierzchniami ukladów anod.Na fig. 4a—4d pokazano kilka przykladów wykonania anod, które mozna stosowac w sposobie wedlug wynalazku bez odstepstwa od istoty wynalazku.Na fig. 4a przedstawiono anode o róznych dlugosciach czesci o ksztalcie prostokata i czesci o ksztalcie trapezu. Dlugosc czesci o ksztalcie prostokata moze wynosic L/3 do 2L/3. W tym wypadku dlugosc czesci o ksztalcie trapezu bedzie wynosila odpowiednio od 2L/3 do L/3. Mozna takze stosowac anode skladajaca sie z dwóch czesci o jednakowej dlugosci. Fig. 4b przedstawia anode skladajaca sie z oddzielnych czesci o lacznej dlugosci L ustawionych jedna za druga wzgledem osi przesuwu tasmy. Na fig. 4b pokazano równiez, ze czesc anody o ksztalcie trapezu, moze byc ustawiona od strony górnej, w odniesieniu do czesci w ksztalcie prostokata.Na fig. 4c przedstawiono anode posiadajaca krawedzie boczne o ksztalcie innym niz linia prosta, natomiast na fig. 4d przedstawiono anode, która sklada sie z wiecej niz jednej czesci. Mozna latwo zauwazyc, ze nie jest niezbedne, aby krótszy bok Wb anody byl równy z góry okreslonej szerokosci równomiernego pokrycia. Niepo¬ zadane „zjawisko brzegowe" mozna wyeliminowac, stosujac anode posiadajaca szerokosc Wb równa szerokosci równomiernego pokrycia. Korzystnie, jesli szerokosc Wb anody wynosi od 0,9—1,1 szerokosci równomiernego pokrycia.W opisanym przykladzie wykonania anody usytuowane sa poziomo, ale z calym powodzeniem moze byc stosowany uklad anody usytuowanej w kapieli elektrolitu pionowo. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ciaglego nakladania powlok galwanicznych zwlaszcza na podluzne, plaskie wyroby walcowane takie, jak blacha i tasma, polegajacy na przesuwaniu wyrobu, z n a m i c n n y t y ni, ze tasme przesuwa sie przez kapiel elektrolityczna, równolegle do anody o ksztalcie prostokata o calkowitej dlugosci (L) i szerokosci (Wa), przy czym szerokosc (Wa) anody jest w przyblizeniu równa szerokosci tasmy, miedzy anoda i tasma przepuszcza sie prad dla osadzenia równomiernego wymaganego ciezaru powloki na szerokosci tasmy, poczym stosuje sie uklad anody zlozony z dwu czesci ustawionych jedna za druga, gdzie pierwsza czesc ma powierzchnie zewnetrzna w ksztalcie prostokata o szerokosci (Wa) i dlugosci wynoszacej od 1/3 L do 2/3 L, natomiast druga czesc ma powierzchnie zewnetrzna w ksztalcie trapezu i ma dlugosc odpowiednio od 2/3 L do 1/3 L, a jej szerokosc jest zbiezna w przyblizeniu liniowo i zmniejsza sie z szerokosci (Wa) do szerokosci (Wb), a szerokosc (Wb) anody jest w przyblizeniu równa z góry okreslonej szerokosci równomiernego ciezaru powloki, wytworzo¬ nej za pomoca anody o ksztalcie prostokata.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. l/znamienny tym, ze stosuje sie uklad anody stanowiacy pojedyncza anode, przy czym koniec pierwszej czesci ma szerokosc (Wa) i odpowiada koncowi drugiej czesci majacym szerokosc (Wa).
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze stosuje sie anode o szerokosci (Wa) uwzgledniajaca wahania linii przesuwu tasmy i szerokosci wynoszacej od 0,9-1,1 z góry okreslonej szerokosci równomiernego pokrycia.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny ty m, ze tasme przesuwa sie miedzy równoleglymi powie¬ rzchniami ukladów anody, dla nakladania powloki metalicznej po obu stronach tasmy.94 959 10 13 20 13 30 33 FIG 3 FIG. 4 |-"~1 PL