Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для нанесения гальванических покрытий

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано в ремонтных предприятиях, промышленности, энергетике и транспорте для изготовления и восстановления деталей.

Известно устройство для нанесения гальванических покрытий контактным способом содержащее установленный с возможностью вращения биполярный электрод, анод, катод, ванну с электролитом, (а.с. СССР РФ 779446, опубл. 15.11.80 Бюл. №42.)

Недостатком данного устройства является невозможность задавать распределение плотности тока по поверхности катода и тем самым обеспечивать различную заданную толщину осаждаемого металла по поверхности катода. Толщина его зависит, в основном от расстояния между биполярным электродом и катодом (покрываемой деталью) и сформированной при этом плотностью тока на конкретном участке. Это исключает возможность нанесения покрытий заданной толщины на заданном участке, что необходимо, например, при восстановлении вкладышей коленчатого вала ДВС, имеющих неравномерную эпюру износа по рабочей поверхности.

Известно устройство для нанесения гальванических сплавов натиранием, содержащее корпус с пазами на боковой поверхности выполненный из электропроводного материалами и установленный с возможностью вращения, покрытый пористым материалом, в котором в пазах установлены вставки из металлов составляющих сплав покрытия (а.с. СССР РФ 667612, опубл. 15.06.79 Бюл. №22).

Недостатком данного устройства является невозможность активно задавать распределение плотности тока по поверхности катода и тем самым управлять толщиной осаждаемого металла на разных участках покрываемой детали. Так как вставки устанавливаются в электропроводный корпус, который сам является анодом, то обеспечивается преимущественно равномерная плотность тока по поверхности катода. Это исключает возможность нанесения покрытий разной, заданной толщины на различных участках покрываемой детали, что необходимо, например, при восстановлении вкладышей коленчатого вала ДВС, имеющих неравномерную эпюру износа по рабочей поверхности. При этом вставки интенсивно растворяются, что требует их частую замену.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение является возможность управления распределением плотности тока по поверхности электрода, а соответственно и катода и тем самым получения гальванических осадков заданной толщины в заданном участке поверхности покрываемой детали и повышение долговечности электрода.

Указанная задача достигается тем, что в устройстве для нанесения гальванических покрытий, содержащем установленный с возможностью вращения корпус, в котором выполнены пазы с установленными в них вставками из электропроводного материала, при этом корпус имеет контакт с электролитом находящемся в ванне, анод и катод установленный с зазором относительно корпуса, согласно изобретению корпус выполнен из неэлектропроводного материала, количество вставок равно четному числу, при этом диаметрально противоположные вставки соединены между собой твердым электропроводником, а в ванне помещен анод, имеющий переменный зазор с корпусом.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для нанесения гальванических покрытий; на фиг. 2 - аксонометрия устройства без ванны и анода.

Устройство состоит из выполненного из кислотостойкого, неэлектропроводного материала, например, капролона, корпуса 1, связанного с приводом вращения (на рисунке не показан), в котором имеются пазы с установленными в них вставками 2 из электропроводного материала, например, графита или материала покрытия, в целом образующих биполярный электрод. Количество вставок выполнено четным, при этом диаметрально расположенные вставки соединены между собой твердыми электропроводниками 3. Снаружи корпус покрыт кислотостойким адсорбирующим материалом 4, например, из синтетической ткани типа хлорин, обеспечивающим зазор между корпусом электрода 1 со вставками 2 и поверхностью катода 5, являющегося покрываемой деталью. Корпус 1 частично погружен в ванну 6 с электролитом, в которую помещен анод 7, выполненный в виде плоской пластины из металла или сплава покрытия.

Анод 7 имеет переменный зазор А и Б с цилиндрическим корпусом 1.

Устройство работает следующим образом. С помощью привода (на рисунке не показан) приводится во вращение корпус 1. Абсорбирующий материал 4 смачивается в растворе электролита и подает его в зазор между катодом 5 (покрываемая деталь) и корпусом 1 имеющем вставки 2. На катод 5 подается положительный потенциал напряжения, а на анод 7 отрицательный. При прохождении электрического тока происходит осаждение гальванического металла на поверхности катода 5 и на поверхности вставок 2, которые в конкретный момент противостоят аноду 7, но так как корпус со вставками 2 вращается, осажденный на вставках металл растворяется при прохождении напротив поверхности катода 5. Это происходит вследствие того, что диаметрально противоположные вставки 2 соединенные электропроводниками 3 образуют биполярные электроды и при прохождении около анода 7 имеют отрицательный потенциал, а при прохождении около катода 5 положительный. Так как вставки при вращении вместе с корпусом меняют расстояние с анодом 7, то проходящий через них ток также будет менять свою величину в соединенных с ними электропроводниками 3 диаметрально расположенных вставках находящихся напротив катода 5. Это обеспечивает переменную величину плотности тока по периметру детали и соответственно разную толщину осаждаемого покрытия. Величина плотности тока по поверхности катода 5 (покрываемая деталь), будет зависеть от формы анода 7 и его месторасположения в ванне. При выполнении анода 7, как показано на фиг. 1 в виде плоской пластины, максимальная плотность тока и соответственно максимальная толщина осадка будет в средней части катода 5, так как противостоящая ей (средней части) вставка и соединенная с ней элекропроводником 3 диаметрально противоположная вставка имеет через электролит минимальный зазор Б с анодом 7 и через нее проходит больший ток чем через вставки имеющие через электролит больший зазор А и обеспечивающие плотность тока по краям катода 5.

Использование заявленного устройства позволяет обеспечить получение покрытий переменной толщины по поверхности детали, обеспечить деталям заданные свойства и повысить долговечность вставок.