SK62397A3 - Process for producing a corrosion and wear-resistant oxide layer with locally reduced layer thickness on the metal surface of a workpiece - Google Patents

Description

Oblasť techniky. Vynález sa týka spôsobu výroby vrstvy kysličníka, chrániacej proti korózii a t opotrebovaniu, s miestne zmenšenou hrúbkou vrstvy na kovovom povrchu súčasti podľa „ predvýznakovej časti patentového nároku 1 a popisuje ďalej zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa patentového nároku 9.

Doterajší stav techniky.

Z odbornej literatúry je už známe, že je možné za účelom výroby vrstvy kysličníka, chrániacej proti korózii a opotrebovaniu na kovovom povrchu určitých kovových zliatin vykonávať anódickú oxidáciu. Tento proces má veľký technický význam pre spracovávanie povrchu kovov, ktoré môžu byť týmto spôsobom opatrované vrstvou kysličníka, chrániacou proti korózii a opotrebovaniu (viď publikáciu „Kraftfahrtechnisches Taschenbuch“, Bosch, 21. vydanie). Anódická oxidácia sa používa predovšetkým pri spracovaní povrchu hliníkových materiálov za účelom zosilnenia prírodného filmu kysličníka a tým na dosiahnutie takzvaných eloxovaných vrstiev.

f

Hliníkové súčasti sa pritom zapoja ako anóda, ku ktorej sa spolu s ďalšou elektródou, i ponorenou do elektrolytu, privádza konštantný alebo pulzujúci jednosmerný prúd. Pritom sa pri premene (oxidácii) kovového hliníka na kysličník hliníka tvorí na povrchu vrstva, chrániaca proti korózii a opotrebovaniu. Vytváranie a hrúbka vrstvy závisí v podstate na dobe, teplote a intenzite prúdu.

Vrstva kysličníka hliníka je spravidla veľmi tvrdá a krehká a preto nie je možné pri zodpovedajúcom pôsobení vonkajšej sily na eloxovanú vrstvu vylúčiť jej odprasknutie, ktoré je v niektorých prípadoch použitia nežiadúce. Ďalej je známe, že je možné zabrániť

-2alebo obmedziť na minimum eloxovanie určitých miest na súčiastke ich pokrytím izolačným lakom alebo odtienením.

Tieto metódy sú však pre veľkosériovú výrobu veľmi nákladné nie je možné preto popísaný prípad použitia automatizovať, alebo je ho možné automatizovať len s vynaložením veľkých nákladov.

Je preto úlohou vynálezu navrhnúť spôsob a zariadenie vyššie uvedeného druhu, ktoré nemajú popísané nevýhody a ktoré na jednej strane umožňujú vytvorenie vrstvy kysličníka, chrániacej proti korózii a opotrebovaniu na požadovaných miestach kovového povrchu, a ktoré na druhej strane obmedzujú alebo zabraňujú vytvoreniu eloxovanej vrstvy na miestach súčasti, na ktorých musí byť za každých okolností zabránené odprasknutiu eloxovanej vrstvy.

Podstata vynálezu.

Táto úloha je podľa vynálezu vyriešená znakmi, uvedenými vo význakovej časti patentového nároku 1, podľa ktorých sa na súčasti umiestni pomocná anóda, odolávajúca pôsobeniu elektrolytu, ktorej pomocou je možné čiastočne odvádzať prúd, pôsobiaci na súčasť. Tým je umožnené obmedziť v tejto oblasti hrúbku vrstvy kysličníka alebo dokonca zabrániť jej vzniku. Je preto možné bez nebezpečenstva nechať pôsobiť mechanické namáhania na neeloxované miesta. Zariadenie na vykonávanie spôsobu vyplýva zo znakov patentového nároku 9.

Ďalšie ciele, znaky, výhody a možnosti použitia predkladaného vynálezu vyplývajú z nasledujúceho popisu príkladu vyhotovenia. Pritom tvoria všetky popísané a/alebo vyobrazené znaky samy o sebe alebo v ľubovoľnej zmysluplnej kombinácii predmet vynálezu, nezávisle na ich zlúčení v nárokoch alebo vzájomných vzťahoch medzi nárokmi.

-3Príklad uskutočnenia vynálezu

Obr. 1 znázorňuje principiálne usporiadanie pre výrobu vrstvy kysličníka, chrániacej proti korózii a opotrebovaniu, na kovovom povrchu súčasti 1, ktorá je ponorená do eloxačného elektrolytu. Súčasť 1 je zhotovená zo zliatiny hliníka a prostredníctvom elektrického vedenia 7 ako kladný pól (anóda) spojená so zdrojom 10 prúdu. Záporná elektróda (katóda 5) je napríklad tvorená olovenou doskou, ktorá je rovnako elektrickým vedením 8 spojená so zdrojom 10 jednosmerného prúdu. Súčasť 1 je v oblasti otvorov 6 (vŕtania pre uloženie ventilov), ktoré nemajú byť eloxované, zakrytá odtienením 4 v tvare dosky. Pomocné anódy 3 sú upevnené na odtienení tak, že sa nachádzajú v oblasti otvorov 6 a sú prostredníctvom elektrického vedenia 9 zapojené do eloxačného obvodu. Tak môžu odvádzať eloxačný prúd, ktorý preniká vŕtanými kanálmi 11 do vŕtaní pre ukladanie ventilov (otvorov 6).

* , »

V rámci doplnenia detailov, znázornených na obr. 1, je však tiež možné regulovať prúd, odvádzaný pomocnými anódami, prostredníctvom zvláštneho usmerňovača 12 alebo premenného odporu 13 v prívodnom vedení 9_(viď obr. 2 a obr. 3).

Na tento účel je usmerňovač 12 spojený svojim kladným pólom s prívodným vedením 9, vedúcim k pomocnej anóde 3, zatiaľ čo záporný pól usmerňovača 12 je spojený s prívodným vedením 8, ktoré je pripojené ku katóde 5.

Pri použití premenného odporu 13 je tento odpor zapojený medzi kladný pól prúdového zdroja 10 a prívodné vedenie 9, vedúce k pomocnej anóde 3.

Pomocné anódy musia byť zhotovené z materiálu (napr. platiny, platinovaného titánu, grafitu, vodivej umelej hmoty), odolávajúceho anódickej polarizácii v eloxačnom elektrolyte (napr. kyselina sírová). Materiálom krytu, na ktorom sú upevnené pomocné anódy, musí byť elektricky nevodivý materiál (napr. umelá hmota), alebo elektricky vodivý materiál, pri ktorom dochádza v eloxačnom elektrolyte pri anódickej polarizácii

-4k jeho elektrickej pasivácii (napr. titán), pričom musí rovnako odolávať pôsobeniu eloxačného elektrolytu.

Kryt 4 vo forme dosky, ktorý jednak vykonáva funkciu telesa uzatvárajúceho otvory 6 voči elektrolytu, slúži na druhej strane počas eloxačného procesu i na polohovanie pomocných anód 3 na súčasti 1 v elektrolyte 2. Pomocné anódy 3 sú teda súčasťou krytu 4, ktorý ich nesie. Katóda 5 je s výhodou zhotovená z olova alebo hliníka, a rovnako upravená v eloxačnom elektrolyte. Súčasť 1 tvorí teleso pre ukladanie ventilov, ktoré je ako monolitický blok opatrené mnohými kanálmi a otvormi. Do otvorov 6 súčasti 1, uzatvorenej krytom 4, sa pritom po ukončenej anódickej oxidácii kovového povrchu ukladá viac ventilov, zasúvaných relatívne značnými lisovacími silami, ktoré môžu byť v dôsledku eloxovanej vrstvy, zmenšenej pôsobením pomocných anód 3, bez oteru zalisované do otvorov 6. Tým je zabránené prípadnému znečisteniu kanálov v dôsledku odpraskávania vrstvy. Tým odpadnú i ďalšie potrebné opatrenia, spojené s dodatočným opracovaním súčasti 1, ktoré by obzvlášť vyžadovali trieskové obrábanie a nákladné preplachovanie celej sústavy kanálov. Ďalšia výhoda vynálezu vyplýva z presného dodržiavania, resp. zachovávania tolerancií na súčasti 1, pretože na jednej strane nie sú otvory 6, opracované s potrebnou presnosťou lícovania pre ukladanie ventilov, eloxované vôbec alebo len nepatrne, a na druhej strane môže byť zostávajúci kovový povrch, ktorý je pokrytý eloxovanou vrstvou, podľa potreby rôzne tvarovaný vo svojej hrúbke vrstvy možnosťou regulácie eloxačného prúdu. Počet potrebných pomocných anód 3 sa riadi počtom otvorov 6 pre ukladané ventily. Pretože otvory 6 sú spravidla usporiadané vo dvoch rovnobežných radoch, používa sa kryt 4 vo tvare dosky, na ktorej sú rovnako v rovnobežných radoch upravené pomocné anódy 3.

Claims (13)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob výroby vrstvy kysličníka, chrániacej proti korózii a opotrebovaniu, na kovovom povrchu súčasti, najmä kovovom povrchu telesa pre ukladanie ventilov, k čomu sa pri použití katódy pôsobí na súčasť ako anódu v elektrolyte konštantným alebo pulzujúcim jednosmerným prúdom, vyznačujúci sa tým, že sa na súčasť (1) upevní pomocná anóda (3), odolávajúca pôsobeniu elektrolytu (2), ktorá odvádza eloxačný prúd na takom mieste, na ktorom sa nepožaduje žiadna alebo len nepatrná hrúbka eloxovanej vrstvy.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa na kovový povrch súčasti (1) umiestni kryt (4), ktorý čiastočne zakrýva súčasť (1) v oblasti pomocných anód (3).
3. 3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že na kryte (4) je umiestnená . » · pomocná anóda (3), ktorá je zapojená paralelne do anódového obvodu.
4. 4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa ako elektrolyt (2) používa kyselina sírová.
5. 5. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa ako katóda používa olovená doska (5).
6. 6. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa pre pomocnú anódu (3) používa platina alebo platinovaný titán.
7. 7. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa pomocná anóda (3) smeruje do otvoru (6) súčasti (1) a odvádza eloxačný prúd, prenikajúci do otvoru (6) súčasti (1), na ktorú v elektrolyte (2) pôsobí jednosmerný prúd.
8. 8. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že je možné jednosmerný prúd, pôsobiaci na pomocnou anódu (3), s výhodou regulovať usmerňovačom (12) alebo premenným odporom (13).
9. 9. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nárokov 1 až 8 pre súčasť, najmä teleso pre ukladanie ventilov, vyznačujúce sa tým, že je opatrené krytom (4), ktorý je možné nasadiť na súčasť (1), na ktorom je upravená aspoň jedna pomocná anóda (3), ktorá je v paralelnom zapojení k súčasti (1) pripojená ku zdroju (10) jednosmerného prúdu.
10. 10. Zariadenie podľa nároku 9, vyznačujúce sa tým, že kryt (4) je upravený na otvore (6) v súčasti (1), do ktorého zasahuje pomocná anóda (3).
11. 11. Zariadenie podľa nároku 9, vyznačujúce sa tým, že kryt (4) má v, podstate tvar plochej dosky, na ktorej je upravená pomocná anóda (3), pričom pomocná anóda (3) je pomocou elektrického prívodného vedenia (9) spojená so zdrojom (10) jednosmerného prúdu, vedúcom anódový prúd k súčasti (1).
12. 12. Zariadenie podľa nároku 11, vyznačujúce sa tým, že zdroj (10) jednosmerného prúdu je opatrený ústrojenstvom pre reguláciu prúdu, tvoreným s výhodou oddeleným usmerňovačom (12) alebo premenným odporom (13) pre obvod pomocných anód.
13. 13. Zariadenie podľa nároku 11, vyznačujúce sa tým, že kryt (4), na ktorom je upravená pomocná anóda (3), je z titánu.