RU2352692C1 - Low-pressure plating process - Google Patents
Low-pressure plating process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2352692C1 RU2352692C1 RU2007124219/02A RU2007124219A RU2352692C1 RU 2352692 C1 RU2352692 C1 RU 2352692C1 RU 2007124219/02 A RU2007124219/02 A RU 2007124219/02A RU 2007124219 A RU2007124219 A RU 2007124219A RU 2352692 C1 RU2352692 C1 RU 2352692C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- bath
- cell
- pressure
- tanks
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нанесения электролитических покрытий при пониженном давлении и может быть использовано для получения покрытий при упрочнении и восстановлении деталей машин как с погружением их в электролитическую ванну, так и без погружения, т.е. путем подачи электролита к месту нанесения покрытия вне ванны (осуществление вневанного осаждения металла в ячейке).The invention relates to the field of applying electrolytic coatings under reduced pressure and can be used to obtain coatings during hardening and restoration of machine parts both with immersion in an electrolytic bath and without immersion, i.e. by supplying electrolyte to the coating site outside the bath (implementation of implanted deposition of metal in the cell).
Известен способ получения хромовых покрытий при пониженном давлении [1]. Если откачивающее устройство подсоединено непосредственно к рабочей электролитической ванне, то никакой циркуляции электролита в этой ванне не происходит, поскольку оно откачивает лишь газы, выделяющиеся в процессе электролиза, и поддерживает давление над электролитом, а сам электролит остается неподвижным. Если рабочая ванна подсоединена к откачивающему устройству через промежуточные емкости, то электролит в рабочей ванне будет циркулировать не непрерывно, а только то время, которое потребуется для заполнения промежуточных емкостей, после чего процесс циркуляции необходимо приостановить, во избежание попадания электролита в откачивающее устройство, а также для освобождения от электролита промежуточных емкостей (дать стечь электролиту в резервную емкость).A known method of producing chromium coatings under reduced pressure [1]. If the pumping device is connected directly to the working electrolytic bath, then there is no electrolyte circulation in this bath, since it only pumps out the gases released during the electrolysis and maintains pressure above the electrolyte, while the electrolyte itself remains stationary. If the working bath is connected to the pumping device through intermediate containers, then the electrolyte in the working bath will not circulate continuously, but only the time it will take to fill the intermediate tanks, after which the circulation process must be stopped to prevent the electrolyte from entering the pumping device, and to release intermediate tanks from the electrolyte (drain the electrolyte into a reserve tank).
После этого, открыв всасывающий и нагнетательный клапаны, процесс циркуляции электролита в рабочей ванне возобновится и продолжится до наполнения электролитом промежуточных емкостей. Далее цикл слива электролита повторяется.After that, by opening the suction and discharge valves, the process of circulation of the electrolyte in the working bath will resume and continue until the intermediate containers are filled with electrolyte. Next, the drain cycle of the electrolyte is repeated.
Таким образом, циркуляция электролита в рабочей ванне носит циклический (прерывистый) характер, при этом продолжительность циркуляции электролита в рабочей ванне значительно меньше времени застоя его в ванне, когда идет процесс освобождения промежуточных емкостей. Условия осаждения покрытий и их свойства непостоянны, так как изменяются условия осаждения (прекращение циркуляции электролита в рабочей ванне приводит к повышению его температуры и росту давления над ним вследствие выделения электролитических газов). Поэтому данное устройство не может быть применено для вневанного (местного) нанесения электролитических покрытий, например на шейки коленчатых валов и других деталей.Thus, the circulation of the electrolyte in the working bath is cyclical (intermittent) in nature, while the duration of the circulation of the electrolyte in the working bath is much shorter than the stagnation time in the bath when the intermediate tanks are released. The deposition conditions of the coatings and their properties are not constant, since the deposition conditions change (the termination of the circulation of the electrolyte in the working bath leads to an increase in its temperature and an increase in pressure above it due to the release of electrolytic gases). Therefore, this device cannot be used for non-applied (local) deposition of electrolytic coatings, for example on the necks of crankshafts and other parts.
Задача, на решение которой направленно изобретение, состоит в обеспечении непрерывной и регулируемой циркуляции электролита при пониженном давлении в рабочей электролитической ванне или в ячейке при вневанном осаждении металла на детали машин для улучшения выходных параметров гальванического процесса: повышение выхода металла по току, улучшение физико-механических и физико-химических свойств покрытий, значительное повышение сцепляемости и равномерности их осаждения, стабилизация температурного режима в рабочей ванне, полное очищение отсасываемых газов от жидкой фазы электролита и полное прекращение выбросов электролита в атмосферу, улучшение экологических параметров на гальваническом участке производства.The problem to which the invention is directed, is to provide continuous and controlled circulation of the electrolyte at reduced pressure in the working electrolytic bath or in the cell with implanted deposition of metal on machine parts to improve the output parameters of the galvanic process: increase the current yield of the metal, improve the physicomechanical and physico-chemical properties of coatings, a significant increase in adhesion and uniformity of their deposition, stabilization of the temperature regime in the working bath, complete cleaning ue gases aspirated from the liquid phase of the electrolyte and the complete cessation of electrolyte emissions, improving the environmental parameters on the galvanic production station.
Это достигается тем, что при способе нанесения электролитических покрытий при пониженном давлении в зоне электролиза, в отличие от прототипа, в рабочей гальванической ванне или ячейке при непрерывном пониженном атмосферном давлении поддерживают непрерывную однонаправленную и регулируемую по интенсивности циркуляцию электролита, создаваемую за счет подсоединения к ванне или ячейке двух равных по объему емкостей, электролит из которых непрерывно и поочередно подают в ванну или ячейку под действием атмосферного давления в одной и пониженного давления газов в другой емкости, а процесс синхронного переключения емкостей и пневматических режимов в них регулируют автоматически распределительными кранами.This is achieved by the fact that with the method of applying electrolytic coatings at a reduced pressure in the electrolysis zone, in contrast to the prototype, a continuous unidirectional and intensity-controlled electrolyte circulation is maintained in the working galvanic bath or cell under continuous reduced atmospheric pressure, which is created by connecting to the bath or cell of two equal capacity containers, the electrolyte of which is continuously and alternately fed into the bath or cell under atmospheric pressure in one and the pony ennogo pressure gas in another vessel, a synchronous switching process tanks and pneumatic modes are adjusted automatically in distribution taps.
Ячейка в собранном виде представляет собой автономное замкнутое техническое устройство, смонтированное на ту часть детали машин, которая подвергается электрохимической обработки (электроосаждению покрытий). Это автономное устройство оборудовано одним электродом (анодом), другим же электродом является обрабатываемая деталь. Электрод расположен таким образом, что между ним и деталью образуется пространство, которое в процессе осаждения покрытий заполняется непрерывно циркулирующим электролитом. Для подвода и отвода электролита в устройстве выполнены соответствующие каналы.The assembled cell is an autonomous closed-loop technical device mounted on that part of the machine part that undergoes electrochemical processing (electrodeposition of coatings). This autonomous device is equipped with one electrode (anode), while the other electrode is the workpiece. The electrode is positioned in such a way that a space is formed between it and the part, which in the process of coating deposition is filled with continuously circulating electrolyte. For supply and removal of electrolyte in the device corresponding channels are made.
В результате данное техническое устройство функционирует автономно, местно (на определенном участке детали), вне гальванической ванны, в которой, в отличие от ячейки, детали, подлежащие обработке, погружаются целиком в электролит.As a result, this technical device operates autonomously, locally (in a certain area of the part), outside the plating bath, in which, unlike the cell, the parts to be processed are immersed entirely in the electrolyte.
Сущность изобретения поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
на фиг.1 представлена схема устройства в положении кранов 4, 5, 6 для перекачки электролита из емкости 1 в емкость 2 через рабочую ванну или ячейку 3;figure 1 presents a diagram of the device in the position of the
на фиг.2 представлено поперечное сечение крана 4 в положении перекачки электролита из емкости 2 в емкость 1 через рабочую ванну или ячейку 3;figure 2 presents the cross section of the
на фиг.3 представлено поперечное сечение крана 5 в положении перекачки электролита из емкости 2 в емкость 1 через рабочую ванну или ячейку 3;figure 3 presents the cross section of the
на фиг.4 представлено поперечное сечение крана 6 в положении перекачки электролита из емкости 2 в емкость 1;figure 4 presents the cross section of the valve 6 in the pumping position of the electrolyte from the tank 2 to the tank 1;
на фиг.5 представлено поперечное сечение А-А (фиг.1) соединительной канавки 23 (фиг.1).figure 5 presents a cross section aa (figure 1) of the connecting groove 23 (figure 1).
Способ осуществляют следующим образом: при снятой крышки в емкость 1 заливают электролит до уровня, не доходящего до края труб 12 и 13, на величину 100…150 мм, а в емкость 2 заливают электролит до уровня выше обреза трубы 11 на 50…100 мм. Откачивающее устройство через трубы 19 и 16 откачивает воздух из емкости 20, а через трубу 15, которая соединена через распределительный кран 6 с трубой 14, разрежение передается в емкость 2. Пониженное давление воздуха через трубу 10, распределительный кран 5, рабочую электролитическую ванну или ячейку 3, трубу 8, распределительный кран 4, трубу 7 передается в емкость 1. Одновременно через окно 22 и канавку 23 крана 6 и через трубу 13 атмосферное давление воздуха передается в емкость 1, т.е. в этой емкости электролит находится под атмосферным давлением. Труба 12 закрыта краном 5. Под действием атмосферного давления электролит из емкости 1 по трубе 7 поднимается и через кран 4 и трубу 8 поступает в рабочую электролитическую ванну или ячейку 3 и далее по трубе 9 через кран 5 и трубу 10 поступает в емкость 2, где непрерывно поддерживается разряженное состояние газов.The method is as follows: when the cover is removed, the electrolyte is poured into the container 1 to a level not reaching the edge of the
Таким образом осуществляют цикл перекачки электролита из емкости 1 в емкость 2, поддерживая непрерывную циркуляцию электролита в рабочей ванне или ячейке 3 при пониженном давлении. Позиции распределительных кранов 4, 5, 6 при осуществлении этого цикла работы устройства показаны на фиг.1. По достижении уровня электролита емкости 2 до высоты ниже обрезов труб 10 и 14 на величину 100…150 мм контролирующая аппаратура с помощью исполнительных механизмов синхронно меняет положение пробок кранов 4 и 5, поворачивая их по часовой стрелке на угол 90°, а пробку крана 6 - против часовой стрелки на угол 90°'. При этом вакуумный насос непрерывно работает и начинается следующий цикл работы оборудования. Пониженное давление воздуха по трубе 15 через кран 6 передается по трубе 13 в опорожненную емкость 1. При этом один конец трубы 7 непрерывно погружен в электролит емкости 1, а другой закрыт пробкой 4. Одновременно пробка крана 6 соединяет трубу 14, а следовательно, и емкость 2 с атмосферой через канавку 23 и окно 22. Под действием атмосферного давления в емкости 2 электролит по трубе 11 через пробку крана 4 и трубу 8 поступает в рабочую электролитическую ванну или ячейку, поддерживая его циркуляцию в прежнем направлении. Далее по трубе 9, крану 5 и трубе 12 электролит поступает в емкость 1.Thus, a cycle of pumping the electrolyte from the tank 1 to the tank 2 is carried out, maintaining a continuous circulation of the electrolyte in the working bath or cell 3 under reduced pressure. The position of the
Таким образом, поток электролита в рабочей электролитической ванне или ячейке 3 не прерывается, давление поддерживается пониженным, а циркуляция электролита имеет непрерывный характер и направление.Thus, the electrolyte flow in the working electrolytic bath or cell 3 is not interrupted, the pressure is kept low, and the electrolyte circulation has a continuous character and direction.
При наполнении электролитом емкости 1 до заданного уровня контрольная аппаратура подает соответствующие сигналы на исполнительные механизмы распределительных кранов, и предыдущий цикл повторяется. Заданная величина вакуума поддерживается вакуум-регулятором 17 (фиг.1) и контролируется вакуумметрами 21 в рабочей гальванической ванне 3 и в компенсационной емкости 20. В случае необходимости краном 18 можно отсоединить систему от вакуумного насоса. Благодаря герметичности соединений никаких вредных выделений на рабочем месте установки нет, а газы, выделяющиеся в процессе электроосаждения, смешиваясь с большой порцией воздуха из емкостей 1 и 2, выбрасываются в атмосферу, становясь взрывобезопасными. Кроме того, пониженное давление в гальванической ванне 3 и емкостях 1 и 2 полностью освобождают пузырьки газов от электролитной оболочки, электролит остается в емкостях 1, 2 и 3, не представляя никакой угрозы окружающей среде, а отсасываемые газы не требуют никакой очистки.When the capacity 1 is filled with electrolyte to a predetermined level, the control equipment provides the appropriate signals to the actuators of the distribution valves, and the previous cycle is repeated. The specified vacuum value is maintained by the vacuum regulator 17 (Fig. 1) and is controlled by vacuum gauges 21 in the working galvanic bath 3 and in the compensation tank 20. If necessary, the valve 18 can disconnect the system from the vacuum pump. Due to the tightness of the joints, there are no harmful emissions at the installation workplace, and the gases released during the electrodeposition process, mixed with a large portion of air from containers 1 and 2, are released into the atmosphere, becoming explosion-proof. In addition, the reduced pressure in the plating bath 3 and tanks 1 and 2 completely free the gas bubbles from the electrolyte shell, the electrolyte remains in the tanks 1, 2 and 3, without posing any threat to the environment, and the suction gases do not require any cleaning.
Анализ проб газов, выбрасываемых вакуумным насосом в атмосферу, показал полное отсутствие в них следов электролита.The analysis of gas samples emitted by the vacuum pump into the atmosphere showed a complete absence of traces of electrolyte in them.
Обеспечение непрерывной циркуляции электролита в электролитической ванне или ячейке для местного нанесения покрытий при остаточном пониженном давлении 0,04…0,06 МПа позволяет стабилизировать температурный режим в зоне электролиза, вести процесс электролиза при плотностях катодного тока до 400 А/дм2, выходе хрома по току до 43%…45% и скорости осаждения хрома 0,75 мм/ч, получать в холодном саморегулирующемся электролите беспористые и более твердые покрытия значительной толщины (до 1 мм), более равномерно осажденные по всей поверхности катода любой конфигурации по сравнению с обычным методом хромирования.Providing continuous circulation of the electrolyte in the electrolytic bath or cell for local coating at a residual reduced pressure of 0.04 ... 0.06 MPa allows you to stabilize the temperature in the electrolysis zone, to conduct the electrolysis process at cathodic current densities of up to 400 A / dm 2 , the chromium output current up to 43% ... 45% and chromium deposition rate 0.75 mm / h, to obtain non-porous and harder coatings of considerable thickness (up to 1 mm), more evenly deposited over the entire cathode surface in cold self-regulating electrolyte second configuration compared with the conventional method of chromizing.
Поскольку хромовые покрытия, полученные при пониженном давлении, бестрещиноваты, на хромированных деталях гидрооборудования, прецизионных деталях дизельной топливной аппаратуры отсутствует "течь по хрому", что обеспечивает более эффективную и экономичную работу сопряжений и узлов. Одновременно увеличивается прочность сцепления хрома с подложкой, что предотвращает образование сколов хрома на острых кромках деталей (например, на плунжерах топливных насосов), увеличивается контактная прочность и выносливость хромированных деталей.Since the chrome coatings obtained under reduced pressure are crackless, there is no “flow over chrome” on the chrome parts of hydraulic equipment and the precision parts of diesel fuel equipment, which ensures more efficient and economical operation of interfaces and assemblies. At the same time, the adhesion strength of chromium to the substrate increases, which prevents the formation of chipped chrome on the sharp edges of parts (for example, on plungers of fuel pumps), and the contact strength and endurance of chrome parts increase.
Предложенным способом можно наносить электролитические осадки железа, никеля, кобальта, цинка, олова, свинца, золота, серебра, меди и др., сплавов на основе железа, хрома и других металлов, композиционные электрохимические покрытия на основе железа, хрома и др.The proposed method can be applied electrolytic precipitation of iron, nickel, cobalt, zinc, tin, lead, gold, silver, copper, etc., alloys based on iron, chromium and other metals, composite electrochemical coatings based on iron, chromium, etc.
Кроме процесса осаждения хрома, пониженное давление над электролитом необходимо поддерживать в пределах 0,055…0,065 МПа, учитывая пониженную удельную массу электролитов.In addition to the process of deposition of chromium, a reduced pressure over the electrolyte must be maintained within 0.055 ... 0.065 MPa, given the reduced specific gravity of electrolytes.
В качестве примера приводим возможный перечень деталей и назначения покрытий, получаемых при пониженном давлении. Ванным способом можно осаждать железные покрытия на такие детали, как шкворни переднего моста автомобилей, посадочные места под вкладыши шатунов, валики жидкостных насосов двигателей внутреннего сгорания и др. для увеличения износостойкости деталей.As an example, we give a possible list of parts and the purpose of the coatings obtained under reduced pressure. In this way, it is possible to deposit iron coatings on such parts as pivots of the front axle of cars, seats for connecting rods of the connecting rods, rollers of liquid pumps of internal combustion engines, etc. to increase the wear resistance of the parts.
Медные электролитические покрытия можно наносить ванным способом при пониженном давлении в качестве подслоя при получении антикоррозионных и декоративных трехслойных осадков: медь-никель-хром. Они также могут найти применение в электротехнике, электронике для увеличения электропроводности изделий.Copper electrolytic coatings can be applied by the bath at reduced pressure as a sublayer in the preparation of anticorrosive and decorative three-layer deposits: copper-nickel-chromium. They can also find application in electrical engineering, electronics to increase the electrical conductivity of products.
Вневанное осаждение железа, меди и других металлов нецелесообразно в силу растворимости анодов и частой их смены.Injected deposition of iron, copper and other metals is impractical due to the solubility of the anodes and their frequent change.
Данный способ позволяет при пониженном давлении в зоне электролиза поддерживать регулируемую по интенсивности циркуляцию электролита, создаваемую за счет подсоединения к ванне или ячейке двух равных по объему емкостей, электролит из которых постоянно и поочередно подают рабочую ванну или ячейку под действием атмосферного давления в одной и пониженного давления газов в другой емкости, а процесс синхронного переключения емкостей и пневматических режимов в них регулируют автоматически распределительными кранами.This method allows under reduced pressure in the electrolysis zone to maintain an intensity-controlled electrolyte circulation created by connecting to the bath or cell two containers of equal volume, the electrolyte of which constantly and alternately serves a working bath or cell under the influence of atmospheric pressure in one and reduced pressure gases in another tank, and the process of synchronous switching of tanks and pneumatic modes in them is regulated automatically by distribution valves.
Источники информации, принятые во вниманиеSources of information taken into account
1. Tunturi P.J. Hard-chrome plating method under reduced pressure /"Metals australasia", v.13, 1981. p.20.1. Tunturi P.J. Hard-chrome plating method under reduced pressure / "Metals australasia", v.13, 1981. p.20.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007124219/02A RU2352692C1 (en) | 2007-06-27 | 2007-06-27 | Low-pressure plating process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007124219/02A RU2352692C1 (en) | 2007-06-27 | 2007-06-27 | Low-pressure plating process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007124219A RU2007124219A (en) | 2009-01-10 |
RU2352692C1 true RU2352692C1 (en) | 2009-04-20 |
Family
ID=40373663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007124219/02A RU2352692C1 (en) | 2007-06-27 | 2007-06-27 | Low-pressure plating process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2352692C1 (en) |
-
2007
- 2007-06-27 RU RU2007124219/02A patent/RU2352692C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
TUNTURI P.J. Hard-chrome plating method under reduced pressure. Metals Australasia, v.13, 1981, p.20,21. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007124219A (en) | 2009-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8277953B2 (en) | Production of structured hard chrome layers | |
CN101512047A (en) | Method for deposition of chromium layers as hard- chrome plating, electroplating bath and hard- chrome surfaces | |
CN100465355C (en) | Pipe surface ceramizing treatment process | |
CN110453261B (en) | Material surface modification method and device based on electrochemistry | |
US11732373B2 (en) | Method and device for the galvanic application of a surface coating | |
RU2352692C1 (en) | Low-pressure plating process | |
CN102257184B (en) | Method for galvanic deposition of hard chrome layers | |
CN1796609A (en) | Technique for plating alnico in copper plate type of crystallizer of conticaster | |
CN102418126B (en) | Plating apparatus and plating method | |
US7138043B2 (en) | Method for applying a metal layer to a light metal surface | |
CN202323079U (en) | High-uniformity zinc plating device | |
CN203486944U (en) | Online electro-deposition device for metal waste water | |
JP2024516407A (en) | DEVICE AND METHOD FOR COATING A COMPONENT OR A SEMI-FINISHED PRODUCT WITH A CHROME LAYER - Patent application | |
Ardashev et al. | Aspects of applying hard chromium coatings on the inner surfaces of components for hydraulic drives with hydrostatic guideways | |
CN104911637A (en) | Direct electrodeposition equipment | |
BR9911167A (en) | Process for galvanizing a metallic coating, and apparatus for depositing metallic coating by galvanizing on at least a part of the surface area of an article | |
CN210117413U (en) | Silane pretreatment device for electrophoretic coating | |
JP6851548B2 (en) | A method of electrodepositing a zinc-nickel alloy layer on at least the substrate to be treated | |
TWI841670B (en) | Membrane anode system for electrolytic zinc-nickel alloy deposition | |
CN104975328A (en) | Flexible electrolytic device | |
CN108950625A (en) | Chromium-treated electroplating system is electroplated for revolving body workpieces | |
RU2503751C2 (en) | Method of iron coat electroplating in flowing electrolyte with coarse disperse particles | |
CN105524703A (en) | Apparatus for electrolyzing liquid lubricating fluid to adsorb copper | |
RU2147324C1 (en) | Gear for microarc oxidation of body wells of gear-type pump | |
RU2321688C2 (en) | Method for electroplating inner surfaces of cylindrical parts |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090628 |