RU2156837C1

RU2156837C1 - Process of electrolytic deposition of coat on internal surface of hollow article

Info

Publication number: RU2156837C1
Application number: RU98124027/02A
Authority: RU
Inventors: Ю.П. Черепанов; А.А. Ромашов; О.Д. Зайчиков
Original assignee: Научно-исследовательский институт автоматизированных средств производства и контроля
Priority date: 1998-12-29
Filing date: 1998-12-29
Publication date: 2000-09-27

Abstract

FIELD: electroplating, mechanical engineering. SUBSTANCE: in accordance with process of electrolytic deposition of coat on internal surface of hollow article anode is placed in space of article and is plastically deformed by clips moved length-and sidewise over surface of deposition is process of deposition of metal. At same time concentrated solution is fed into space of article and depleted solution is brought out. Article is given reciprocating motion and clips are rotated uniaxially with anode. Concentrated solution gets into space of article with the aid of system of blades which rotate simultaneously with anode and are positioned at angle α with butt of article. Angle α is chosen from condition

Description

Изобретение относится к области гальваностегии и может быть использовано при нанесении размерного высококачественного покрытия на внутренней поверхности полого изделия. The invention relates to the field of electroplating and can be used when applying dimensional high-quality coatings on the inner surface of a hollow product.

Известен способ размерного покрытия (хромирование) деталей с нанесением мелкокристаллических осадков хрома заданной толщины, по которому поверхность в процессе электролитического покрытия пластически деформируют прижимами в виде абразивных брусков (А.С. СССР N231989; Кл. 48а. 5/06; 1967). There is a method of dimensional coating (chrome plating) of parts with the application of fine-grained precipitates of chromium of a given thickness, according to which the surface during the electrolytic coating is plastically deformed by clamps in the form of abrasive bars (AS USSR N231989; Cl. 48a. 5/06; 1967).

Недостаток - образование абразивной и хромовой пыли, которую необходимо удалять из зоны покрытия протоком электролита (далее - "раствора"), с последующей обязательной очисткой этого раствора. The disadvantage is the formation of abrasive and chrome dust, which must be removed from the area covered by the electrolyte duct (hereinafter referred to as the “solution”), followed by the mandatory cleaning of this solution.

Известен способ получения износостойкого покрытия, при котором на наружную поверхность вращаемой в растворе детали электролитическим путем наносят покрытие с последующей его обкаткой упрочняющим элементом (прижимом) (А.С. СССР N795845; В 23 P 1/18, C 25 D 5/48; 1979 г.). A known method of obtaining a wear-resistant coating, in which the outer surface of the part rotated in the solution is electrolytically coated with a subsequent rolling-in with a reinforcing element (clamp) (AS USSR N795845; B 23 P 1/18, C 25 D 5/48; 1979).

Недостаток - невозможность его применения для нанесения качественного покрытия на внутренней поверхности. The disadvantage is the impossibility of its use for applying a high-quality coating on the inner surface.

Наиболее близким техническим решением является способ электролитического нанесения покрытия на внутреннюю поверхность полого изделия, при котором анод размещают в полости изделия, в процессе осаждения металла из раствора его пластически деформируют прижимами, перемещаемыми вдоль и поперек поверхности осаждения, при совместном соосном вращении анода и прижимов с одновременным возвратно-поступательным перемещением прижимов относительно анода, а в полость изделия подают концентрированный и выводят обедненный раствор (Патент США N3616289; МПК С 23 B 5/56; В 23 P 1/02. Нац. Кл. 204/26; 204/143G; 204/217; 204/224; 1969 г.). The closest technical solution is the method of electrolytic coating on the inner surface of a hollow product, in which the anode is placed in the cavity of the product, during the deposition of metal from the solution, it is plastically deformed by clamps moving along and across the deposition surface, while the anode and clamps are coaxially rotated with simultaneous reciprocating movement of the clamps relative to the anode, and a concentrated and depleted solution is fed into the cavity of the product (US Patent N3616289 ; IPC C 23 B 5/56; B 23 P 1/02. National Cl. 204/26; 204 / 143G; 204/217; 204/224; 1969).

Недостатком данного изобретения является сложность устройства для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность полого изделия, снижающего стабильность качества покрытия, и ограниченность сортамента изделий по размерам. The disadvantage of this invention is the complexity of the device for coating on the inner surface of a hollow product, which reduces the stability of the quality of the coating, and the limited range of products in size.

Технический результат: повышение качества наносимого покрытия при расширении сортамента изделий за счет упрощения конструкции устройства, повышения его мобильности и надежности циркуляции раствора в зоне осаждения. Technical result: improving the quality of the applied coating while expanding the product range by simplifying the design of the device, increasing its mobility and reliability of the circulation of the solution in the deposition zone.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном способе электролитического нанесения покрытия на внутреннюю поверхность полого изделия, при котором анод размещают в полости изделия, в процессе осаждения металла из раствора его пластически деформируют прижимами, перемещаемыми вдоль и поперек поверхности осаждения, и одновременно в полость изделия подают концентрированный и выводят обедненный раствор, изделию сообщают возвратно-поступательное перемещение, прижимы вращают соосно с анодом, концентрированный раствор подают в полость изделия посредством системы лопаток, которые вращают одновременно с анодом и располагают под углом α к торцу изделия, а угол α выбирают из условия

Придание изделию возвратно-поступательного перемещения с одновременным вращением анода, прижимов и системы лопаток с углом α к торцу изделия, где угол α выбирают из условия

способствует интенсивному замещению обедненного раствора концентрированным, что улучшает стабильность качества покрытия, повышает выход металла по току, при этом упрощается конструкция специализированного устройства (оборудования), возрастает его мобильность и расширяется сортамент покрываемых изделий как по диаметру, так и по длине. В силу интенсивного вытеснения обедненного раствора из полости изделия концентрированным происходит активное удаление с покрываемой поверхности свободного водорода, пленка которого постоянно разрушается под воздействием прижимов, и вынос его потоком раствора за пределы изделия. В результате происходит многократное снижение содержания свободного водорода в слое хрома, что значительно повышает стойкость покрытия против охрупчивания и исключает шелушение покрытия в процессе эксплуатации изделия. Кроме того, так как прижимам сообщается только вращательное движение (поперечное перемещение), а их продольное перемещение относительно поверхности осаждения осуществляют за счет возвратно- поступательного соосно аноду перемещения изделия, упрощается задача поддержания стабильности давления прижимов. При этом повышается стабильность пластической деформации покрытия, что обеспечивает повышение качества покрытия.The specified technical result is achieved due to the fact that in the known method of electrolytic coating on the inner surface of a hollow product, in which the anode is placed in the cavity of the product, during the deposition of metal from the solution, it is plastically deformed by clamps moving along and across the deposition surface, and at the same time the cavity of the product is fed concentrated and the depleted solution is removed, the product is reciprocated, the clamps are rotated coaxially with the anode, concentrated p the solution is fed into the cavity of the product by means of a system of blades that rotate simultaneously with the anode and are positioned at an angle α to the end of the product, and the angle α is selected from the condition

Giving the product a reciprocating movement with simultaneous rotation of the anode, clamps and the system of blades with an angle α to the end of the product, where the angle α is chosen from the condition

It contributes to the intensive replacement of the depleted solution with concentrated one, which improves the stability of the coating quality, increases the current output of the metal, while simplifying the design of a specialized device (equipment), increasing its mobility and expanding the assortment of coated products both in diameter and in length. Due to the intensive displacement of the depleted solution from the product cavity by the concentrated one, active removal of free hydrogen from the surface to be coated occurs, the film of which is constantly destroyed under the action of clamps, and its removal by the flow of the solution outside the product. As a result, there is a multiple decrease in the content of free hydrogen in the chromium layer, which significantly increases the resistance of the coating to embrittlement and eliminates peeling of the coating during operation of the product. In addition, since only the rotational movement (lateral movement) is communicated to the clamps, and their longitudinal movement relative to the deposition surface is carried out due to the reciprocation coaxial to the product moving anode, the task of maintaining the pressure pressure stability is simplified. This increases the stability of the plastic deformation of the coating, which improves the quality of the coating.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - вид по А-А; на фиг.3 - вид по Б; на фиг.4 - вариант расположения системы лопаток с углом α пo длине анода при электролитическом покрытии внутренней поверхности длинномерных изделий. Figure 1 presents a schematic diagram of a device; figure 2 is a view along aa; figure 3 is a view of B; figure 4 is a variant of the location of the system of blades with an angle α along the length of the anode during electrolytic coating of the inner surface of long products.

Специализированное оборудование для осуществления заявляемого способа включает ванну 1 с раствором 2, в котором размещено изделие 3, в полости 4 изделия 3 расположен анод 5 с прижимами 6 и системой лопаток 7, установленных под углом α к торцу изделия 3, выбранным из условия

Анод 5 совместно с прижимами 6, осуществляющими пластическое деформирование покрытия, и системой лопаток вращают вокруг своей оси (поперечное перемещение прижимов) с угловой скоростью ω, а изделие 3 с частотой f перемещают возвратно-поступательно (продольное перемещение прижимов) в ванне относительно анода 5, прижимов 6 и системы лопаток 7. Угол α меньше π/2, что обеспечивает при вращении системы лопаток 7 захват порции раствора и подачу ее вдоль оси изделия вверх (вниз) - при вертикальной схеме устройства или влево (вправо) - при горизонтальной схеме устройства, в зависимости от направленности угла α - "+" или "-".Specialized equipment for implementing the proposed method includes a bath 1 with a solution 2, in which the product 3 is placed, in the cavity 4 of the product 3 there is an anode 5 with clamps 6 and a system of blades 7 installed at an angle α to the end face of the product 3, selected from the condition

The anode 5 together with the clamps 6, which carry out plastic deformation of the coating, and the system of blades rotate around its axis (transverse movement of the clamps) with an angular velocity ω, and the product 3 with a frequency f is moved back and forth (longitudinal movement of the clamps) in the bath relative to the anode 5, clamps 6 and the system of blades 7. The angle α is less than π / 2, which ensures rotation of the system of blades 7 to capture a portion of the solution and feed it along the product axis up (down) - with the vertical layout of the device or left (right) - with horizontal device circuit, depending on the direction of the angle α - "+" or "-".

В экспериментальном порядке предлагаемый способ был проверен при нанесении хромового покрытия на внутреннюю поверхность газосепаратора (модуль насосный). В корпусе газосепаратора внутренним диаметром 80 мм, длиной 390 мм на участке протяженностью 180 мм было нанесено покрытие толщиной 0,25 - 0,35 мм. Цель - получение высококачественного износостойкого слоя. Использовали вертикальную схему устройства (см. фиг.1). Система лопаток включала 3 крыльчатых диска, лопатки которых были развернуты под углом α = 30^o, что обеспечивало хорошую подачу концентрированного раствора снизу-вверх при частоте возвратно-поступательного перемещения корпуса газосепаратора f=2 Гц и амплитуде 45 мм, или угловой скорости вращения анода, прижимов и системы лопаток из 3-х дисков ω = 90 оборотов в мин. Скорость осаждения металла увеличилась вдвое при сохранении уровня плотности технологического тока, равной 50 А/дм². Получено мелкозернистое блестящее покрытие, отсутствуют какие-либо дефекты покрытия.Experimentally, the proposed method was tested when applying a chrome coating to the inner surface of the gas separator (pump module). In the case of a gas separator with an internal diameter of 80 mm and a length of 390 mm, a coating with a thickness of 0.25 - 0.35 mm was applied on a 180 mm section. The goal is to obtain a high-quality wear-resistant layer. Used a vertical diagram of the device (see figure 1). The blade system included 3 wing discs, the blades of which were deployed at an angle α = 30 ^° , which ensured good flow of the concentrated solution from the bottom upwards at a frequency of reciprocating movement of the gas separator body f = 2 Hz and an amplitude of 45 mm, or the angular velocity of rotation of the anode, clamps and blade system of 3 disks ω = 90 rpm The metal deposition rate doubled while maintaining the level of technological current density equal to 50 A / dm ² . A fine-grained shiny coating is obtained, there are no defects in the coating.

Claims

The method of electrolytic coating on the inner surface of a hollow product, in which the anode is placed in the cavity of the product, during the deposition of metal from the solution, it is plastically deformed with clamps moving along and across the deposition surface, and at the same time a concentrated and depleted solution is fed into the cavity of the product, characterized in that that the product is notified of reciprocating movement, the clamps are rotated coaxially with the anode, the concentrated solution is fed into the cavity of the product by means of a system of vanes, orye rotated simultaneously with the anode and at an angle α to the end product, and the angle α is selected from the condition