SU968104A2 - Ячейка дл нанесени электролитических покрытий - Google Patents

Description

(54) ЯЧЕЙКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ

ПОКРЫТИЙ

1

Изобретение относитс  к нанесению электролитических покрытий.

По основному авт. св. № 644875 известна  чейка дл  нанесени  электролитических покрытий на обрабатываемую поверхность деталей сложной конфигурации, преимущественно шеек коленчатых валов.

Эта  чейка содержит разъемный корпус из химического диэлектрика с рабочей полостью , подвод щими и отвод щими каналами , полукольцевыми перфорированными анодами, уплотнени ми, полост ми дл  подвода и отвода электролита из рабочей полости , газосборной камерой с дренажным отверстием, расположенной над отвод щим каналом и сообщающейс  посредством перфорации с полостью дл  отвода электролита , причем отвод щий канал расположен выще уровн  рабочей полости.

Интенсификаци  процесса электролиза за счет использовани  повыщенных плотностей тока (более 90-ПО А/дм, например, в процессах электролитического осаждени  износостойкого хрома) с целью увеличени  скорости осаждени  электролитического покрыти  с одновременным сохранением качества и равномерности электролитического покрыти  при различных его толщинах (0,2- 0,6 мм) требует обеспечени  равномерной подачи свежего ионизированного электролита непосредственно на всю обрабатываемую поверхность и интенсивную, равномерную его смен емость по всему объему рабочей полости  чейки с одновременным отводом газов электролиза.

Однако конструкци  перфорации анодов известной  чейки не предусматривает обеспечени  перечисленных факторов. Это прежде всего объ сн етс  тем, что подающа  электролит перфораци  полукольцевых анодов известных  чеек и анодных устройств выполнена обычно перпендикул рно или под углом к обрабатываемой поверхности, при 15 этом ее суммарна  площадь всегда меньше площади этой поверхности. В результате такого исполнени  подающей перфорации практически исключено равномерное омывание обрабатываемой поверхности свежим ионизированным электролитом.

Одновременно нагнетаемые струи ионизированного электролита при ударе об обрабатываемую поверхность отражаютс  от нее, дроб тс  и смещиваютс  с электролитом рабочей полости, что приводит к обеднению прикатодного сло  электролита, непосредственно омывающего обрабатываемую поверхность, и к неоднородности электролита , заполн ющего рабочую полость. Вместе с тем хаотическое движение массы электролита , нагнетаемого через перфорацию полукольцевых анодов, затрудн ет его последующую равномерную смен емость в рабочей полости , что способствует скоплению газов электролиза в нижнем объеме рабочей полости (под обрабатываемой поверхностью) и насыщению газами электролита верхнего объема рабочей полости (над обрабатываемой поверхностью).

В результате при использовании известной  чейки в электролитических процессах с плотностью тока более 90-110 А/дм (например , в процессах электролитического хромировани  щеек коленчатого вала в проточном саморегулирующем холодном электролите ) на обрабатываемой поверхности осаждаетс  неоднородное по структуре электролитическое покрытие с  рковыраженной дендритной бугристостью, котора  особенно значительна в местах контакта ионизированных струй электролита, нагнетаемых через перфорацию полуанодов, при этом число дендритов и их размер увеличиваетс  с наращиванием толщины сло  электролитическбго покрыти .

Цель изобретени  - повышение скорости наращивани  электролитического покрыти   за счет интенсификации и стабилизации процесса . электролиза с одновременным улучщением качества электролитического покрыти  и равномерности его осаждени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в  чейке дл  нанесени  электрических покрытий перфораци  анода дл  подачи электролита выполнена по касательной к образующим обрабатываемой поверхности в одном направлении.

Одновременно сечение перфорации дл  подачи электролита в плоскости касательной к образующей обрабатываемой поверхности выполнено трапецеидальным с расширением в направлении к этой образующей, при этом длина отрезка или сумма отрезков, образованных при пересечении продолжени  сторон этой трапеции с образующей, равна ее длине , а перфораци  дл  отвода электролита выполнена радиальной и размещена вне площади очерченной проекцией продолжени  этих сторон на поверхности анода.

Кроме того, анод  чейки выполнен с дополнительной перфорацией дл  подвода электролита, расположенной так же по касательной к каждой верхней и нижней образующим обрабатываемой поверхности в направлении, что и основна  перфораци , а рабоча  полост.ь  чейки заполнена нейтральным абразивным материалом, например стекл нными шариками.

На фиг. 1 изображена  чейка дл  электролитического покрыти  и конструкци  ее полуанодов; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема подачи электролита.

Полуаноды 1 и 2  чейки дл  нанесени  электролитических покрытий, выполненные из нерастворимого в электролите материала , оснащены равномерно чередующейс , охватывающей обрабатываемую поверхность детали 3 перфорацией дл  подачи 4 и дл  отвода электролита 5 из рабочей полости 6.

При этом подающа  4 электролит перфораци  полуанодов 1 и 2 выполнена по касательной к образующим обрабатываемой поверхности детали 3 в одном направлении по окружности.

Подающа  4 электролит перфораци  в сечении плоскостью по касательной к образующим обрабатываемой поверхности выполнена чередующейс  и представл ет из себ  трапецию с расширением в сторону этой образующей, при этом сумма отрезков, образованных при пере-сечении продолжени  сторон трапеции с образующей обрабатываемой поверхности, равна ее длине.

Отвод ща  5 электролит перфораци  размещена против промежутков между подающей 4 перфорацией вне площади, очерченной проекцией на поверхность полуанодов 1 и 2 продолжени  сторон его трапецеидального сечени  в направлении, образующей обра-батываемой поверхности детали 3.

По касательной к верхней и нижней образующим обрабатываемой поверхности детали 3 в том же направлении, что и основна  подающа  4 перфораци , полуаноды 1 и 2 оснащены дополнительной подающей 7 и 8 перфорацией анологичной по сечению основной.

Перфораци  подающа  4 и дополнительна  7 и 8 св заны между собой каналом-коллектором 9, сообщающимс  с полостью 10 дл  подвода электролита, а отвод ща  5 электролит перфораци  сообщаетс  с отвод щей электролит полостью II.

Рабоча  полость б  чейки заполнена нейтральным абразивным материалом, например шариками 12 из стекла, диаметр которых больше поперечного сечени  перфораций полуанодов.

Ячейка работает следующим образом.

Электролит из полости 10 поступает в канал-коллектор 9, из которого через перфорацию подающую 4 и дополнительную 7 и 8 нагнетаетс  в рабочую полость  чейкипо касательной к образующим обрабатываемой детали 3, в том числе к верхней и нижней образующим . Суммарна  длина струй нагнетаемого электролита, при соприкосновении с обрабатываемой поверхностью детали 3 по ее образующим, под действием сил поверхностного нат жени  обволакивают эту поверхность, создава  на ней посто нно обновл ющуюс  сплошную и концентричную пленку ионизированного свежего электролита .

Обща  направленность по окружности, нагнетаемых струй электролита в рабочую полость 6, а также суммарна  длина каждой из них, равной длине образующей, в месте контакта с ней придает массе электролита, заполн ющей эту полость, вращательное движение, котора  дополнительно «раст гивает по всей обрабатываемой поверхности детали 3 обволакивающую ее пленку свежего ионизированного электролита, равномерно распредел   его по этой поверхности.

Одновременно под действием, центробежных сил, вращающейс  массы электролита происходит равномерный отвод отработанного электролита и газов электролиза через промежутки между стру ми трапецеидального сечени  нагнетаемого электролита, образованных за счет прерывистой, трапецеидальной по сечению перфорации подающей 4 и дополнительной 7 и 8,- в радиальную отвод щую 5 перфорацию полуанодов 1 и 2 и далее в отвод щую полость 11  чейки.

Струи электролита, нагнетаемого в рабочую полость 6 через дополнительную 7 и 8 перфорацию по касательной к верхней и нижним образующим обрабатываемой поверхности детали 3, образуют на этих участках пленку свежего, посто нно обновл ющегос , ионизированного электролита и преп тствует скоплению газов электролиза в рабочей полости под обрабатываемой поверхностью и насыщению ими верхних слоев электролита над этой поверхностью.

Внутреннюю поверхность полуанодов 1 и 2 и поверхность наращиваемого электролитического покрыти  в процессе электролиза механически обрабатьщают стекл нными щариками 12, увлекаемых вращающимс  потоком электролита рабочей полости, которые активизируют эти поверхности и сбивают зарождающиес  дендриты.

Выполнение подающей электролит перфорации полуанодов  чейки по касательной к образующим обрабатываемой поверхности в одном напра-Блении, наличие дополнительной подающей электролит перфорации, выполненной так же по касательной к каждой верхней и нижней образующим обрабатываемой поверхности в том же направлении,что и основна  подающа  перфораци , а также выполнение сечени  подающей электролит перфорации в плоскости касательной к образующей трапецеидальной с расщирением в сторону этой образующей, при условии, что

длина отрезка или сумма отрезков образованных при пересечении продолжени  сторон трапеций с образующей не меньще ее длины, а отвод ща  электролит перфораци  анода расположена вне площади очерченной

проекцией на поверхность полуанодов продолжени  этих сторон и выполнена радиальной , позвол ет вести процесс электролиза при плотност х тока 150-350 А/дм и получать качественное, равномерное покрытие.

Наличие нейтрального абразивного материала позвол ет стабилизировать процесс электрЬлиза, что дает возможность получать качественные электролитические покрыти  толщиной 0,20-0,6 мм.

Claims (4)

1.Ячейка дл  нанесени  электролитических покрытий по авт. св. № 644875, отличающа с  тем, что, с целью повышени  ско0 рости наращивани  электролитического покрыти  за счет интенсификации и стабилизации процесса электролизера, улучщени  качества электролитического покрыти  и его равномерности, перфораци  анода дл  подачи электролита выполнена по касательной к образующим обрабатываемой поверхности в одном.направлении.

2.Ячейка по п. I, отличающа с  тем, что сечение перфорации анода дл  подачи электролита в плоскости касательной к образующей обрабатываемой поверхности выполнено трапецеидальным с расщирением в направлении к этой образующей, при этом длина отрезка или сумма отрезков, образованных при пересечении продолжени  сторон трапецией с образующей, равна ее длине, а

5 перфораци  анода дл  отвода электролита расположена вне площади очерченной на поверхности анода проекцией продолжени  этих сторон и выполнена радиальной.

3.Ячейка по п. 1, отличающа с  тем, 0 что анод выполнен с дополнительной перфорацией дл  подачи электролита, расположенной так же по касательной к каждой верхней и нижней образующим обрабатываемой поверхности в направлении, что и основна  перфораци .

5

4. Ячейка по п. 1, отличающа с  тем, что рабоча  полость заполнена нейтральным абразивным материалом, например стекл нными шариками.

/1-/I

.1

vvv

w ww w

I I 11 I

b

5

/ /-X /.

fc.f

.J