SE459261B - Anordning foer elektrolytisk behandling av metallband - Google Patents

Description

459 261 2 sänkning av strömverkningsgraden, och till följd härav blir morfologin hos beläggningen icke god och mer gas utvecklas, vidare vidhäftar de gaser, som utvecklas vid elektrolysproces- sen, syre vid anoden och väte vid katoden, till elektroderna och ger fysiska defekter i beläggningen, orsakande en minsk- ning av behandlingsströmmen.

För att minimera dessa defekter är det nödvändigt att arbeta med en förhållandevis låg strömtäthet, om icke långa behand- lingstider, som icke är ekonomiska industriellt, användes.

Icke desto mindre har elektrokemisk utfällning så många för- delar att ett omfattande arbete har nedlagts på att övervinna de ovan beskrivna problemen.

Under senare tid har en mycket enkel metod föreslagits och bringats till användning. Denna utgöres av att man alltid tillför färsk lösning till bandet och eliminerar gaserna genom att tvinga elektrolyten med en given hastighet i motström i förhållande till bandet som behandlas.

Det i det föregående angivna åstadkommes med en cell med rek- tangulär sektion innehållande olösliga anoder. Bandet föres genom cellen på samma avstånd från båda anoderna och fungerar såsom katod. Elektrolyten pumpas in i cellen vid den ände som är motsatt den ände där bandet inträder och strömmar genom cellen med hög hastighet i motsatt riktning mot bandet.

På detta sätt är det möjligt att hastigt erhålla beläggnings- tjocklekar, som är mycket större än de som erhålles med kon- ventionella elektrolysmetoder och i vissa fall jämförbara med i de som erhålles med varmdoppningsmetoder.

Föreliggande uppfinning hänför sig till detta område och före- slår en anordning för elektroplätering med användning av höga strömtätheter, som är enkel, kompakt och fördelaktig i jäm- förelse med liknande kända anordningar. 459 261 3 Enligt föreliggande uppfinning placeras en ejektoranordning i en elektropläteringscell. Denna cell har formen av en kammare med flat rektangulär tvärsektion och innehåller olösliga ano- der, som bildar de större plana ytorna i cellen, varvid me- tallbandet, som skall beläggas, föres i centrum av kammaren med dess ytor parallella med ytorna av de olösliga anoderna.

Ejektoranordningen är placerad vid den ände av cellen där metallbandet inträder i denna.

Denna ejektoranordning tillför 10-40 % av mängden elektrolyt som erfordras för elektropläteringen i en riktning motsatt den riktning, i vilken metallbandet rör sig.

Cellen insättes i en tank och nedsänkes i elektrolyten.

Såsom en följd av injiceringen av elektrolyten med hjälp av ejektoranordningen i änddelen av elektropläteringscellen in- suges mer elektrolyt i cellen från dess motsatta ände och ger sålunda det önskade flödet i motström mellan metallbandet och elektrolyten.

Föreliggande uppfinning beskrives nu i samband med en ut- föringsform av denna. Denna beskrives enbart såsom ett exem- pel och är icke begränsande, enligt de bifogade ritningarna, på vilka: ' Figur l visar en skiss av en sektion av elektropläterings- cellen, Figur 2 visar en skiss av sektionen av ejektoranordningen, Figur 3 visar en vy av hela anordningen.

Såsom framgår av figur 1 är cellen 1 i form av en lângsträckt horisontell ihålig kammare öppen vid dess ände och sammansatt av en mantel 2, som uppbär anoder 3 och 3' på innerytan.

Dessa anoder utgör de större innerytorna av elektropläterings- ,kammaren. 459 261 4 Metallbandet som skall beläggas, 6, vilket fungerar såsom katod, passerar genom elektropläteringscellen från höger till vänster på figuren och hâlles 7' placerade vid inlopps- ren. i läge med två par valsar 7 och respektive utloppsställena i kamma- Ejektoranordningen är anordnad vid inloppsänden av kammaren och elektrolyten föres genom kanaler 5 och 5' samt matas genom fördelningskammare 4 och 4'.

Ejektorn visas utförligare på figur 2.

Elektrolyten, som pumpas genom kanalerna 5 och 5' , fördelas med kamrarna 4 och 4' , strömmar genom slitsar 8 och 8' in i kammaren 9 och ger en trycksänkning, som drar elektrolyten från kammaren 10.

Figur 3 visar en totalvy av anordningen enligt uppfinningen.

Cellen l är placerad i ett bad 13 och nedsänkt i elektrolyten.

De isolerade ledarna ll och 12 för ström till de övre och nedre anoderna, under det att kanalerna 5 och 5' elektrolyten under tryck till den ände av bandet införes. transporterar cellen vid vilken Med denna anordning kommer den färska elektrolyt, som pumpas genom ejektorn, att utföra de dubbla funktionerna att suga mer elektrolyt in i behandlingskammaren och att i tanken förnya den lösning som lämnar denna från utmatningsställena 14 och l4'.

Anordningen enligt uppfinningen är uppenbarligen ytterst enkel. * Med användning av denna anordning är det möjligt att erhålla relativa hastigheter mellan band och elektrolyt inom området 0,5 till 3,0 m/s inuti elektropläteringskammaren, vilket möj- liggör en mycket enkel reglering av beläggningens tjocklek. 459 261 5 Såsom angivits i det föregående lämpar sig föreliggande upp- finning för ett stort antal möjliga elektrolys- och elektro- pläteringsbehandlingar med metaller, legeringar och före- ningar.

Genom lämplig kombinering av ett givet antal celler, som alla är identiska, är det möjligt att genomföra rengöring och bet- ningsbehandling av metallbandet liksom flerskiktsbeläggningar av olika föreningar och metaller.

Vissa av dessa möjligheter beskrives i följande exempel.

Exempel l Anordningen enligt föreliggande uppfinning användes för neutral elektrolytisk betning av varmvalsat band, som under- kastats mekanisk oxidskiktsbrytande behandling med kända metoder.

Vid denna tillämpning är de fasta elektroderna utförda av mjukt stål för de anodiska cellerna och av bly eller blybelagt stål för de katodiska cellerna.

Bandet som skall behandlas underkastas 20 alternerande cykler med katodisk och anodisk polaritet. 40 elementärceller enligt uppfinningen användes därför i denna anordning och bandet fungerar alternerande såsom anod och såsom katod i dessa.

Elektrolyten är en vattenlösning av natriumsulfat, koncentra- tionen 200 g/l, vid en temperatur av 85°C med ett pH av 7,0.

Under dessa betingelser provades bandhastigheter från 120 till 160 m/minut med strömtätheter mellan 75 och 100 A/dmz. I samtliga fall visade sig bandet vara perfekt betat, med en ren blank yta med tydlig beständighet mot rostning under lagrings- perioden. 459 261 6 Under samma betingelser men med ett mindre antal celler (fyra par elementära anod-katodceller) förbereddes ytorna av kall- valsat mjukt stålband, låglegerat stål och míkrolegerat stål- band för beläggning genom lätt betning och aktivering av ytan.

Behandlingen varar mellan 0,25 och 4 sekunder.

Resultaten uttryckt i renhet och ytkvalitet hos bandet var mycket goda även i detta fall.

Exempel 2 Kallvalsat glödgat och polervalsat band, handlat såsom anges i föregående exempel, elektrolytiskt. företrädesvis förbe- galvaniserades Behandlingslösningen innehåller från 60 till 80 g/l zinkjoner i sur vattenlösning vid pH mellan 0 och 2 och har temperaturer mellan 40 och 60°C.

Många försök genomfördes inom det ovan angivna området av betingelser. I detta fall fungerade bandet alltid såsom katod, under det att anoderna, olösliga, är utförda av bly- legering.

Anläggningen utgöres av 24 elementarceller i serie.

Vid varje provad betingelse, med av 90 m/minut och med användning och 135 A/dm* erhölls likformiga av 7, 8,5 och 9,5 um motsvarande en oförändrad bandhastighet av strömtätheter av 100, 120 och kompakta zinkbeläggningar ca 50, 60 respektive 70 g/m2.

Av de angivna resultaten framgår att, tack vare det hastiga utbytet av lösningen i utfällningscellerna, inverkan av för- ändringar av koncentrationen och temperaturen hos elektrolyten hâlles inom mycket snäva gränser. 459 261 Exempel 3 Ett band av galvaniserat stål, företrädesvis framställt enligt ovanstående exempel, underkastas enligt uppfinningen ytter- ligare beläggning med successiva skikt av metallisk krom och kromoxider.

Beläggningsprocessen genomföres i två successiva steg. Dessa kräver två respektive fyra elementarceller i serie.

Anoderna hos cellerna är alla av den olösliga typen, av bly- legering. Arbetsbetingelserna i det första stegets celler var följande: Sammansättningen av elektrolyten var CrO3 115 g/l, NaF 1,73 g/1, H SO 0,5 ml/l, HBF 0,5 ml/l. pH var under 2 4 4 0,8, temperaturen 45°C och strömtätheten 85 A/dmz.

Under dessa betingelser, med en bandhastighet av 50 m/minut, avsattes 0,45 g/m* krom.

Arbetsbetingelserna i det andra stegets 4 celler var följande: 3 40 g/l, NaF pH var 3, temperaturen 30°C och Sammansättningen av elektrolyten var CrO 1,73 g/1, HBF4 0,5 ml/1. strömtätheten 40 A/dm”.

Med en bandhastighet av 50 m/minut avsattes 0,05 g/m2 krom ß I sasom oxid.

Om det är önskvärt att belägga endast en yta av bandet, är det tillräckligt att ersätta en av anoderna, exempelvis den nedre, 3', med en isolerande platta, som sträcker sig i kammaren 10 och berör den nedre ytan av bandet 6 och sålunda avskärmar denna, i synnerhet vid kanterna, från strömspridning vid kanterna»

Claims (1)

1. 459 261 PATENTKRAV Anordning för kontinuerlig elektrolytisk behandling av metallband innefattande en elementär elektrolytisk behand- lingscell (1), som innefattar en ihålig kammare (10) med rek- tangulär tvärsektion, genom vilken ett metallband (6) föres för behandling och vilken är försedd med olösliga elektroder (3, 3') på de båda större sidoytorna i kammaren (10), varvid anordningen är utformad för slutning av en elektrisk krets genom bandet (6), k ä n n e t e c k n a d av att behand- lingscellen (1) är anordnad att vara nedsänkt i ett elektro- lytbad (l3) i en behållare försedd med utmatningsställen (14, l4') för elektrolyten, varvid för åstadkommande av en påtvingad strömming av elektrolyt i kammaren (10) en ejektor är anordnad vid den ände av cellen där bandet (6) införes, så att med ejektorn inmatas färsk elektrolyt i en riktning som är motsatt bandets rörelseriktning, så att elektrolyt med ejek- torn suges med hög hastighet från den andra änden av cellen genom kammaren (10).