УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА КОНТАКТ-ДЕТАЛИ ГЕРКОНОВ Российский патент 2023 года по МПК C25D17/06 

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для локального нанесения гальванических покрытий на малоразмерные изделия, выполненные из ферромагнитных материалов, в частности, на контакт-детали герметизированных магнитоуправляемых контактов (герконов).

Применяемые для этих целей устройства должны обеспечивать оперативный групповой монтаж массива контакт-деталей и их надежный электрический контакт с токоподводящими электродами. Типичное устройство для нанесения гальванических покрытий состоит из трех основных элементов: держателя, используемого для загрузки контакт-деталей; магнитной системы, фиксирующей детали в держателе, и токоподводящих электродов, соединенных с источником питания.

Известно устройство барабанного типа для нанесения гальванических покрытий на детали различной формы [SU 505757, C25D 17/20, опубл. 05.03.1976 г.]. Оно содержит вращающийся сетчатый барабан, внутри которого размещен токоподводящий электрод. Обрабатываемые детали загружаются в барабан и при его вращении поочередно под действием собственного веса соприкасаются с электродом. В результате они подвергаются электрохимической обработке, в процессе которой, например, на детали наносится требуемое гальваническое покрытие.

Однако, известная конструкция устройства мало пригодна для гальванической обработки контакт-деталей герконов. Из-за незначительного веса таких деталей не обеспечивается их надежный электрический контакт с токоподводящий электродом. В результате нарушается однородность состава и толщин получаемых покрытий. Кроме того, данное устройство не позволяет избирательно наносить покрытия на отдельные участки деталей (например, на рабочие зоны контакт-детали герконов, непосредственно участвующие в коммутации тока).

Известно устройство для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов, состоящее из двух пластин с соосно расположенными отверстиями, между которыми располагаются фиксирующие элементы, выполненные из резиновых трубок [SU 1039985, C25D 17/06, опубл. 07.09.1983 г.].

Обрабатываемые контакт-детали цилиндрическими частями загружаются в отверстия пластин. Удержание контакт-деталей осуществляется за счет их прижатия к боковой поверхности отверстий пластин. Контактное нажатие на детали возникает при увеличении поперечного сечения фиксирующих элементов, вызванного их упругой деформацией.

Однако, известная конструкция устройства трудоемка в изготовлении, имеет разброс контактного нажатия на контакт-детали из-за неоднородности упругих свойств фиксирующих элементов. В результате не обеспечивается равномерный электрический контакт между контакт-деталями и пластинами и, следовательно, не достигаются воспроизводимые параметры получаемых гальванических покрытий.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому объекту по совокупности технических признаков и достигаемому результату является устройство для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов, содержащее магнитную систему и держатель, при этом магнитная система выполнена в виде корпуса прямоугольного сечения, образованного крышкой и основанием, внутри которого расположены магниты, а держатель состоит из параллельно расположенных на фиксированном расстоянии друг от друга и механически соединенных по периметру между собой, плоского основания и двух перфорированных пластин с соосными отверстиями круглого сечения [US 3386156, опубл. 04.06.1968 г.]. Описанное устройство принято за прототип предлагаемого изобретения.

В известном устройстве контакт-детали герконов цилиндрическими частями загружаются вертикально в отверстия пластин до упора в основание держателя и удерживаются в таком положении силами магнитного поля, создаваемого магнитной системой. Затем устройство размещают на гальванической ванне таким образом, что контакт-детали погружаются на заданную глубину в электролит и на их рабочие зоны наносится покрытие.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в процессе его эксплуатации происходит прогрессирующее искривление поверхностей оснований магнитной системы и держателя. Стартовым механизмом, вызывающим изменение исходной формы металлических плоских оснований, является их взаимное трение, сопровождающее эксплуатацию устройства.

Трение металлов приводит к возникновению деформационного упрочнения (наклепа) их поверхностного слоя. Образованный уплотненный («наклепанный») слой стремится расшириться, встречая сопротивление со стороны нижележащих участков металлов. В результате в этом слое возникают напряжения сжатия, а под ним напряжение растяжения. Неравномерная пластическая деформация поверхностных слоев плоских металлических элементов (оснований магнитной системы и держателя устройства) и приводит к искривлению их поверхности [Ю.К. Машков. Трибофизика металлов и полимеров. - Омск. - Изд. ОТГУ. - 2013 г. - С. 54-64].

Из-за встречно направленного искривления оснований магнитной системы и держателя устройства увеличивается расстояние между контакт-деталями и магнитной системой, что сопровождается уменьшением силы их притяжения к поверхности основания держателя устройства. В результате возрастает разброс толщин гальванического покрытия контакт-деталей, а также происходит выпадение части деталей из держателя в электролит, что приводит к неконтролируемому изменению его состава.

Таким образом, непосредственное использование известной конструкции устройства для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов, принятой за прототип, в условиях массового производства не позволяет получать герконы с воспроизводимыми эксплуатационными параметрами.

Задачей данного изобретения является повышение качества гальванических покрытий контакт-деталей герконов.

Технический результат заключается в обеспечении сохранности исходной плоской формы оснований держателя и магнитной системы устройства, используемого для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов.

Данный технический результат достигается тем, что в устройстве для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов, содержащем магнитную систему и держатель, магнитная система выполнена в виде корпуса прямоугольного сечения, образованного крышкой и основанием, внутри которого расположены магниты, а держатель состоит из параллельно расположенных на фиксированном расстоянии друг от друга и механически соединенных по периметру между собой, плоского основания и двух перфорированных пластин с соосными отверстиями круглого сечения, при этом на боковых частях поверхности основания держателя, обращенной к магнитной системе, симметрично закреплены плоские направляющие шириной 7,0-10,0 мм и толщиной 0,5-2,0 мм, а основания магнитной системы и держателя, пластины и направляющие изготовлены из магнитопроницаемой нержавеющей стали.

Размещенные на боковых частях поверхности основания держателя плоские направляющие образует зазор между данным основанием и основанием магнитной системы устройства. При этом исключается контактирование незакрепленных центральных частей указанных оснований, наиболее подверженных искривлению в процессе эксплуатации устройства. Боковые участки основания держателя с направляющими и основания магнитной системы представляют собой зоны с повышенной механической прочностью (ребра жесткости). Поэтому взаимное трение указанных элементов не приводит к изменению их исходной формы.

Выбор геометрических размеров направляющих обусловлен следующими обстоятельствами.

При ширине направляющих меньшей (равной) 7,0 мм затруднено их надежное крепление к поверхности основания держателя. При ширине направляющих большей (равной) 10,0 мм увеличивается до критических значений площадь контактирования, при которой начинают образовываться «задиры» на поверхности направляющих и основания магнитной системы. Данные «задиры» затрудняют перемещение магнитной системы по поверхности направляющих.

При толщине направляющих меньшей (равной) 0,5 мм в процессе длительной эксплуатации устройства возможно их истирание с последующим разрушением. При толщине направляющих большей (равной) 2,0 мм для малоразмерных контакт-деталей ряда герконов снижается до критического уровня сила их притяжения к поверхности основания держателя.

Изготовление оснований магнитной системы и держателя, пластин и направляющих из магнитопроницаемой нержавеющей стали исключает влияние образованным ими «паразитных» магнитных полей на работу устройства.

Положительный эффект от использования данного устройства обусловлен тем, что в нем исключается взаимное трение центральных частей оснований держателя и магнитной системы и тем самым обеспечивается сохранность их исходной плоской формы. В результате сохраняются неизменными силы притяжения контакт-деталей к поверхности основания держателя, что обеспечивает получение гальванических покрытий с минимальным разбросом по толщине.

Таким образом, сопоставительный анализ предложенного технического решения и уровня техники позволил установить, что заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, приведенными на фиг. 1 и фиг. 2, где на фиг. 1 представлена конструкция предлагаемого устройства, а на фиг. 2 изображена условная граница раздела оснований держателя и магнитной системы данного устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) магнитную систему 1, направляющие 2 толщиной 1,0 мм, основание держателя 3 толщиной 1,0 мм, перфорированные пластины 4 и 5 толщиной 1,5 мм, в отверстиях которых размещены контакт-детали 6. Расстояния между основанием 3 и пластиной 4, а также между пластинами 4 и 5 составляют 6,0 мм. Основание магнитной системы приклеено к поверхности магнитов, находящихся внутри данной системы.

Работает устройство следующим образом. Контакт-детали герконов цилиндрическими частями загружаются в отверстия пластин перпендикулярно основанию 3. Магнитным полем, создаваемым магнитной системой, контакт-детали притягиваются к основанию подвески. Собранное таким образом устройство подсоединяют к катодной шине. Контакт-детали опускают в гальваническую ванну на заданную глубину и пропускают через них ток. В результате на поверхности контакт-деталей формируется требуемое гальваническое покрытие.

Качество получаемых покрытий в значительной мере зависит от однородности силы притяжения контакт-деталей к поверхности основания держателя, которая в свою очередь критична к расстоянию между контакт-деталями и магнитной системой (d).

В первоначальном состоянии d равно толщине основания держателя (d_o). При отсутствии направляющих в процессе работы устройства происходит искривление оснований держателя и магнитной системы (фиг. 2), что сопровождается увеличением d до значения d_o+d₁ (где d₁ - дополнительное увеличение указанного расстояния). Использование направляющих толщиной d₂ приводит к росту d до d_o+d₂, сохраняющего неизменное значение при эксплуатации устройства. При этом значение d₂ существенно меньше d₁.

Испытание устройства производилось в условиях реального производства. При этом использовалось 2 варианта устройств: устройство а), содержащее направляющие толщиной d₂=1,0 мм (фиг. 1) и устройство б) без направляющих. Установлено, что после эксплуатации в течение 1 года в устройстве а) значение d сохранилось неизменным и равным d_o+d₂=2,0 мм, а в устройстве б) в периферийных областях оно увеличилось от 1,0 до 4,0 мм.

Таким образом, использование предлагаемой конструкции устройства позволяет сохранить исходную геометрическую форму оснований держателя и магнитной системы, что обеспечивает поддержание неизменных условий нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов.

Предлагаемая подвеска проста в изготовлении, удобна в эксплуатации и обладает необходимой надежностью.

Технический эффект от использования предлагаемого технического решения обусловлен увеличением процента выхода годных изделий, и снижением разброса эксплуатационных параметров герконов.

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для локального нанесения гальванических покрытий на малоразмерные изделия, выполненные из ферромагнитных материалов, в частности, на контакт-детали герметизированных магнитоуправляемых контактов герконов. Устройство содержит магнитную систему и держатель, магнитная система выполнена в виде корпуса прямоугольного сечения, образованного крышкой и основанием, внутри которого расположены магниты, а держатель состоит из параллельно расположенных на фиксированном расстоянии друг от друга и механически соединенных по периметру между собой плоского основания и двух перфорированных пластин с соосными отверстиями круглого сечения, при этом на боковых частях поверхности основания держателя, обращенной к магнитной системе, симметрично закреплены плоские направляющие шириной 7,0-10,0 мм и толщиной 0,5-2,0 мм, а основания магнитной системы и держателя, пластины и направляющие изготовлены из магнитопроницаемой нержавеющей стали. Технический результат - обеспечение сохранности исходной плоской формы оснований держателя и магнитной системы устройства, используемого для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов. 2 ил.

Устройство для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов, содержащее магнитную систему и держатель, при этом магнитная система выполнена в виде корпуса прямоугольного сечения, образованного крышкой и основанием, внутри которого расположены магниты, а держатель состоит из параллельно расположенных на фиксированном расстоянии друг от друга и механически соединенных по периметру между собой плоского основания и двух перфорированных пластин с соосными отверстиями круглого сечения, отличающееся тем, что на боковых частях поверхности основания держателя, обращенной к магнитной системе, симметрично закреплены плоские направляющие шириной 7,0-10,0 мм и толщиной 0,5-2,0 мм, а основания магнитной системы и держателя, пластины и направляющие изготовлены из магнитопроницаемой нержавеющей стали.