Способ нанесения гальванических покрытий Советский патент 1988 года по МПК C25D5/00 

tf

С

Изобретение относится к нанесению гальванических покрытий на изделия сложной формь и может найти применение в различных областях гальванотехники.

Цель изобретения - повьшение равномерности распределения покрытия по поверхности детали.

Нанесение гальванических покрытий ведут при частичном экранировании поверхности. В качестве экранов используют ферромагнитные частицы, находящиеся в электролите во взвешенном состоянии, и покрытые диэлектрической оболочкой.

Ферромагнитными частицами могут быть кусочки постоянного магнита в непроводящей химически стойкой оболочке.

Ферромагнитными частицами могут быть также кусочки магнитомягкого ферромагнетика, например, низкоуглеродистой стали или пермаллоя в токо- непроводящей химически стойкой оболочке.

Оболочка может быть пластмассовой или из неорганического материала например керамики или стекла.

Токонепроводящие ферромагнитные частицы должны иметь плотность, близкую к плотности электролита.

Ферромагнитные частицы могут быть изготовлены из материала, у которого точка Кюри находится в пределах 1,01 1,11 абсолютной рабочей температуры электролита.

Последующая промывка после нанесения гальванопокрытия может производиться при температуре выше точки Кюри для такого материала.

Наличие токонепроводящих ферромагнитных частиц позволяет обеспечить равномерное высококачественно покрытие по следующим причинам. I

При прохождении тока через электролит вокруг,покрываемых деталей появляется неоднородное магнитное поле имеющее максимальную величину на острых кромк&х, краях и выпуклых участках деталей и минимальную величину в отверстиях и углублениях. Абсолютная величина и неоднородность такого поля тем больше, чем вьппе плотность тока, т.е. скорость нанесения гальванопокрытий.

Ферромагнитные частии, дополнительно введенные в электролит, благодаря перемешиванию, распределены во

всем его объеме и находятся во взвешенном состоянии. При прохождении тока через электролит ферромагнитные частицы, находящиеся вблизи по срывае- мык деталей, притягиваются к их поверхности, прежде всего к участкам, где напряженность магнитного поля больше,.т.е. к краям и выступам детаQ лей, образуя на них магнитные экраны, и, тем самым, резко снижая локальную плотность тока. Ферромагнитные частицы не экранируют углубления деталей. Оптимальные размеры ферромагнитных

5 непроводящих частиц 2-10 мм, толщина 0,5-3 мм, объемная концентрация в электролите - 0,5-5%, в зависимости от материала и форм деталей и состава электролита.

0 При нанесении гальванопокрытий на немагнитные (цветные) металлы в качестве ферромагнитных частиц рекомендуется использовать кусочки постоянных магнитов в непроводящей оболочке.

5 Ферромагнитные частицы в виде кусочков низкоуглеродистой стали в токо- непроводящей стойкой оболочке дешевы и надежны при покрытии деталей из стали; если стали высокоуглеродистые

0 или легированные - предпочтительны ферромагнитные частицы из пермаллоя. Если, оболочка ферромагнитных частиц керамическая, обладает износостойкостью, таким частицам присуще некоторое полирующее действие, предотвращающее шероховатость покрытия на острых кромках деталей.

При использовании ферромагнитных частиц в оболочке, имеющих плотность, близкую к плотности электролита, их равномерное распределение в объеме электролита упрощается и интенсивность перемешивания электролита может быть существенно снижена.

г

5 Применяя ферромагнитные материалы, для которых абсолютная рабочая температура электролита составляет 0,90- 0,99 их точки Кюри (соответственно точка Кюри составляет 1,01-1,11 абсолютной рабочей температуры электролита) , можно максимально использовать их магнитные свойства. В частности, ферромагнитные частицы, содержащие такие материалы, позволяют на2 носить гальванопокрытия на детали самой сложной конфигурации, так как они экранируют поверхность деталей в широких пределах локальньк плотностей тока. Частицы, содержащие такие мате5

0

0

риалы, эффективны при нанесении гальванопокрытий на детали из материалов с высокой остаточной намагниченностью При гальванопокрытии таких деталей после отключения тока остаточная намагниченность препятствует удалению ферромагнитных частиц с их поверхности. Чтобы удалить частицы, промывка после нанесения гальванопЬкрытия в таком случае производится в ванне, где вода нагрета выше точки Кюри материала частиц. В процессе промывки частицы, нагреваясь, теряют магнит

9-10 мкм, внутри отверстия диаметром 8 мм - сплошной видимый слой. Аноды- цинковые, в кассетах и чехлах из бель- тинга, площадью в 2-4 раза больше поверхности деталей, экранирование час- тицами поверхности анодов практически не наблюдали.

Для получения сравнительных данных параллельно проводят покрытие таких же деталей без ферромагнитных частиц при том же режиме. При этом, -в отверс тии диаметром 8 мм и в углах отверстия диаметром 25 мм покрытие отсутст

Изобретение относится к нанесению гальванических покрытий на изделия сложной формы и может найти применение в различных областях гальванотехники. Цель изобретения - снижение трудоемкости и повьш1ение производительности и равномерности распределения покрытия по поверхности детали. Нанесение покрытия ведут при частичном экранировании поверхности детали. В качестве экранов применяют ферромагнитные частицы, находящиеся в электролите во взвешенном состоянии и покрытые диэлектрической оболочкой.

ные свойства, удаляются с поверхности ц вует, а толщина покрытия на Ц1нлиндри30

деталей и оседают на дно промывочной ванны. После охлаждения воды ниже точки Кюри частицы собирают с помощью магнитного ловителя и возвращают в рабочую ванну.2о

Предпагаемый способ нанесения гальванопокрытий наиболее эффективен для деталей из стали, но может быть использован и для неферромагнитных материалов - сплавов меди, цинка, алю- . 25 миния. В этих случаях необходима более высокая концентрация ферромагнитных частиц и использование материалов с более выраженными магнитными свойствами.

Пример. Проводят цинкование из кислого электролита стальных деталей толщиной 50 мм, имеющих отверстие диаметром 25 мм и глубиной 35 мм, в центре которого находится отверстие диаметром 8 мм и глубиной 15 мм. Толщина покрытия 9-12 мкм. Ферромагнитные частицы - кусочки стального многожильного провода в полихлорвиниловой изоляции диаметром 2,5 мм и длиной 3-5 мм, торцы оплавлены для исключения биполярного эффекта. Содержание частиц 5 об.%. Покрытие проводят при цеховой температуре, режим: плотность тока 10 А/кв.дм - 1 мин; 5 А/кв.дм - 5 1ин; 2 А/кв. дм - 4 мин; итого 10 мин. Перемешивание воздушное, интенсивностью от 50 л/мин-дм в начале до 10 л/мин-дм в конце нанесения. Покрытие гладкое, платное, без заметной шероховатости на краях. Толщина покрытия на поверхности деталей 10-12 мкм, на стенках и дне отверстия диаметром 25 мм, т.е. в углублениях

35

40

45

50

ческих стенках его не превьш1ает 5 мкм

I

Толщина покрытия в отверстии диаметром 8 мм при покрытии по предлагаемому способу составляет 6i1,5 мкм При покрытии известным способом на краях деталей покрытие шероховатое, толщина на наружных плоских поверхностях составляет от 10 до 18 мкм, т.е. при использовании предлагаемого способа сложнопрофилированная деталь покрыта полностью слоем толщиной от 4,5 до 12 мкм, а при использовании известного способа идентичные детали покрыты не полностью, а толщина покрытия на наружных поверхностях до- стигапа 18 мкм.

Таким образом, предлагаемый спосо позволяет повысить качество покрытий за счет более равномерного его нанесения на детали сложной формы.

Формула изобретения

Способ нанесения гальванических покрытий, включающий электрохимическое осаждение покрытия на сложнопро- филированные детали в растворе при частичном экранировании их поверхнос ти, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повьш1ения производительности и рав номерности распределения покрытия по поверхности детали, экранирование осу ществляют путем периодического контактирования с ферромагнитными части цами, находящимися во взвешенном сос тоянии и покрытыми диэлектрической оболочкой.

ц вует, а толщина покрытия на Ц1нлиндри30

о

25

35

0

45

0

ческих стенках его не превьш1ает 5 мкм.

I

Толщина покрытия в отверстии диаметром 8 мм при покрытии по предлагаемому способу составляет 6i1,5 мкм. При покрытии известным способом на краях деталей покрытие шероховатое, толщина на наружных плоских поверхностях составляет от 10 до 18 мкм, т.е. при использовании предлагаемого способа сложнопрофилированная деталь покрыта полностью слоем толщиной от 4,5 до 12 мкм, а при использовании известного способа идентичные детали . покрыты не полностью, а толщина покрытия на наружных поверхностях до- стигапа 18 мкм.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить качество покрытий за счет более равномерного его нанесения на детали сложной формы.

Формула изобретения

Способ нанесения гальванических покрытий, включающий электрохимическое осаждение покрытия на сложнопро- филированные детали в растворе при частичном экранировании их поверхности, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повьш1ения производительности и равномерности распределения покрытия по поверхности детали, экранирование осуществляют путем периодического контактирования с ферромагнитными частицами, находящимися во взвешенном состоянии и покрытыми диэлектрической оболочкой.