Устройство для нанесения электрохимических покрытий Советский патент 1987 года по МПК C25D17/02 

Изобретение относится к электро химии а именно к нанесению электро - химических покрытий.

Цель изобретения - повыпение ка- чества покрытия путем создания упоря доченнсго равномерного движения электролита относительно электродов.

На фиг, 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид в разре- зе; на фиг, 2 сечение А-А на фиг.1 на фиг, 3 - устройство с перегородкой выполненной в виде замкнутого канала; на фиг. А - сечение Н-Б на фиг, 3.

Устройство (фиг. 1) состоит из ванны 1 с катодом 2, анодом 3, перегородкой 4, источника 5 питания, трубой 6 для подачи сжатого воздуха. Высота перегородки А от 2,5 до 22,5 ра превышает расстояние между электродами В. Высота зазора между нижним краем перегородки и дном ванны от 0,2 до 0,9 ширины зоны D, в которой размещена труба 6. Расстояние Е, меж ду верхним краем перегородки 4 и уровнем электролита не более О,1 от А.

Устройство (фиг. З) состоит из ванны 1 с катодами 2, перегородкой 4, выполненной в виде замкнутого канала, подключенного к источнику 5 питания в качестве нерастворимого анода, трубой 6 для подачи сжатого воздуха. Отношение А/В 2,5-22,5; C/D от 0,2 до 0,9; величина К определи- ется соображениями рационального ис- пользования объема ванны.

Устройство работает следующим образом.

При подаче воздуха в зону D обра- зуется газожидкостная смесь. За счет разности плотностей смеси в этой зоне и электролита в межэлектродном пространстве происходит циркуляция в направлении, указанном на фиг, 1 и 3 стрелками. При отношении А/В от 2,5 и более; C/D от 0,2 до 0,9; Е,/А не более О,1 движение электролита является упорядоченным и-равномерным во всем межэлектродном пространстве. В него не, проникают завихрения и пузыр ки воздуха, отсутствуют застойные зоны.

При А/В менее 2,5 движение элек- тролита в межэлектродном пространстве является неупорядоченным, неравномерным, образуются застойные зоны. При C/D менее 0,2 и Е,/А более 0,1

осуществлению упорядоченного движения препятствует большое гидравлическое сопротивление в зазорах между перегородкой vf дном ванны и над перегородкой. При C/D более 0,9 в межэлектродное пространство проникают пузырьки и струи воздуха. Верхний предел А/В определяется возникновением концентрационных ограничений в результате обеднения электролита ионами осаждаемого металла. При этом состав электролита и качество покрытия становятся неоднородными по высоте покрываемой детали. При слитком большом отношении нерационально используется объем ванны. Например, при . более 1 нерационально используется более 1/2 объема ванны.

Упорядоченное и равномерное движение электролита, относительно электродов, осуществляемое с помощью предлагаемого устройства, обеспечивает однородность структуры и микрорельефа осадков, равномерность распределения толщины, твердости и содержания включений керамических частиц при осаждении из электролитов-суспензий, отсутствие питтинга,.При никелировании и ряде других процессов имеется тенденция к повьшгению неоднородности свойств по высоте вертикального катода вследствие выделения водорода и естественной конвекции электролита в направлении верха катода. Предлагаемое устройство способствует устранению этого явления, так как в нем осуществляется принудительная циркуляция электролита в противоположном направлении.

Эффективность предлагаемого изобретения проверяют при различных соотношениях А/В, C/D и . Сравнивают свойства и качество покрь тий, осажденных из электролита, содержащего, г/л: серно-кислый никель 280; хлористый никель 45; борная кислота 40; микропорогаок SiC М7 размером частиц основной фракции 7 мкм 150, Плот- ность тока 10 А/дм, время осаждения 40 мин, анод выполнен из никеля, расход воздуха 5 л/мин на 10 см ширины перегородки. Анализируют равномерност распределения покрытий: толщины,твердости, содержания керамических частиц и наличие питтинга. Указанные свойства определяют з четырех местах по высоте катода. Твердость покрытий по Виккерсу определяют ка приборе

ПМТ -З при нагрузке 50 г, толщину покрытий микрометром, содержание включений микроскопическим методом, а наличие питтинга визуально, Оп- ределяют показатель неравномерности свойств по формуле

ных соотношений геометрически - ми параметрами устройства.

Форму л а изобретения

К

5lI. L ir i1..100%, X

1.Устройство для нанесения электрохимических покрытий, содержащее ванну с размещенными в ней электро д дами и вертикальные перегородки, отделяющие зону барботажа от межэлек- тродного пространства, о т л и ч а- X - среднее арифметичес- ю щ е е с я тем, что, с целью повьг- кое. шения качества покрытий путем созда-

Данные изменения коэффициентов g «ия упорядоченного равномерного дви- неравномерности толщины, твердости, жения электролита относительно электродов, перегородки установлены относительно дна ванны с зазором, ным 0,2-0,9 ширины зоны барботака, при этом отношение высоты перегородки к межэлектродному расстоянию равно 2,5-22,5.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вертикаль-

где наибольшая и наименьшая величина;

содержания включений SiC и наличия питтинга в покрытиях приведены в таблице.

Как следует из таблицы, отногдение средних значений показателей К для величин А/В, C/D и Ej/A по предлагаемому устройству к значениям К для

20

остальных случаев составляют: по тол- 25 перегородки выполнены в виде замк- щине 3; по твердости 3,6; по содержа- нутого канала, ограничивающего зону нию включений 5,5.барботажа.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т -

Таким образом, равномерность рас- личающее-ся тем, что верти- пределения указанньпс физико-механических характеристик повыгаается в ,5 раза при соблюдении определен30

кальная перегородка или ее часть подключена к источнику питания в качестве одного из электродов.

ных соотношений геометрически - ми параметрами устройства.

Форму л а изобретения

g

20

личающее-ся тем, что верти-

кальная перегородка или ее часть подключена к источнику питания в качестве одного из электродов.

13574656

Продолжение таблицы

3,00,60,2 17,1 9,4 70,5 Сильный

5,00,60,1 12,3 5,1 14,2

5,00,60,0 11,7 4,2 14,0

-Л

/I-/}

аг.2

9иг.З

Составитель И.Саакова Редактор Н.Рогулич Техред И.Ходанич

Заказ 5972/25 Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета toui

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж -35, ;Раушская наб., д. 4/5

Производственно

-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

/

2

Paz.

Корректор А.Обручар

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к устройствам для нанесения электрохимических покрытий. Цель изобретения - повышение качества покрытий путем создания упорядоченного равномерного движения электролита относительно электродов. Это достигается за счет размещения вертикальных перегородок относительно дна с зазором, который находится в пределах 0,2-0,9 от ширины зоны, в которую подается сжатый воздух, при этом высота перегородок от 2,5 до 22,5 раз превышает расстояние между электродами. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.. с ел 4 О5 сл