Анод для установок электролитического нанесения покрытий Советский патент 1991 года по МПК C25D17/10 

С

Изобретение относится к конструкциям анодов, в частности растворимых, используемых при производстве покрытий способом катодного восстановления, и может быть использовано для осуществления других электрохимических процессов, преимущественно с целью качественного растворения металлов.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет обеспече- ния работы в глубоких ваннах как в кислотных, так и в щелочных электролитах при использовании крупнокускового растворяемого материала.

На фиг. 1 представлен анод, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг, 1; на фиг, 3 - узел I на фиг. 1.

Анод содержит перфорированный контейнер 1 коробчатой формы, снабженный крюками 2 с удлиненной ножкой 3 для завешивания и контактирования с анодной штангой 4, и размещенные в его полости куски 5 цветного металла, образующие в соответствии с их количеством монолитный или сборный растворяемый элемент.

Контейнер 1 выполнен сварнымизтоко- проводящего листового материала, химически и электрохимически устойчивого в условиях проведения анодного процесса, преимущественно из титана. Крюки 2 выполнены из материала с низким удельным электрическим сопротивлением, например латуни или меди, и скреплены с ножками 3, выполненными, как и контейнер 1, из титана, медными заклепками 6, Ножки 3 крюков 2 соединены точечной сваркой с уголками 7, прикрепленными к верхней части торцовых стенок контейнера 1. Перфорированные боковые стенки контейнера 1 снабжены контактными элементами, выполненными в виде съемных упругих стержней 8, введенных внутрь контейнера 1 через опорные отверстия 9 в этих стенках и заклиненных при этом между кромками указанных отверстий или кромками последних и близлежащими участками наружных плоскостей стенок. При этом стержни 8 могут быть выполнены в виде плоских пружин неравнобокой U-об- разной формы, ориентированных в полости контейнера плоскостью наименьшей жесткости перпендикулярно к плоскости несущей стенки или с незначительными отклонениями от этого положения, а отверстиями для их установки и ввода внутрь контейнера служат сами отверстия 9 перфорации. В этом случае меньшим боковым уча стком 10 пружины заклинены между кромками отверстий 9 перфорации, а большим участком 11 введены в полость контей- кера череч одно из других таких же

близлежащих по вертикали отверстий 9 перфорации.

Концы изогнутых участков 11 имеют небольшой угловой отгиб, направленный

внутрь контейнера 1. Стержни 8 выполнены преимущественно из материалов, аналогичного материалу погружных частей контейнера 1 - из нагартованного титана. Стенки контейнера 1 и опорные поверхности для

0 стержней 8 на них выполнены малоподатливыми на изгиб от воздействия нагрузок на консоли последних. При таком выполнении контактных элементов, стенок и опорных поверхностей на них участки 11 стержней 8

5 являются подвижными контактными элементами, имеющими возможность бокового перемещения: приближения своими концами сверху вниз при загрузке анодного материала и удаления снизу вверх от несущей

0 стенки при убывании его объема вследствие растворения в пределах угла, не превышающего 90°. На боковых стенках контейнера 1 контактные элементы - стержни 8 группируют в равномерно расположенные по их по5 верхности ряды контактных элементов и образуют в совокупности на каждой из них наборный многоупругий контактный элемент с гибкими подвижными контактными участками.

0 Устройство работает следующим образом.

Перед загрузкой в ванну электрохимической обработки (не показано) контактные элементы - стержни 8 обоими своими кон5 цами вводят в полость контейнера 1 через соответствующие отверстия 9 в его боковых стенках. При этом навстречу лежащие пружины на противоположных стенках устанавливают с горизонтальным смещением одна

0 относительно другой. Побле установки стержней 8 контейнер заполняют кусками 5 анодного материала с образованием растворяемого элемента сборного или монолитного типа. Сборный растворяемый

5 элемент формируют из крупнокускового металла в виде пластин, полос, стержней, находящихся в состоянии поставки, или из поношенного анодного материала в виде анодных остатков или обрезков, либо из

0 комбинации тех и других. Размеры отдельных кусков 5 могут быть меньшими или сравнимыми с соответствующими габаритными размерами полости контейнера

Монолитный растворяемый элемент об5 разуют анодными пластинами, согласованными по своим размерам с размерами электродов противоположной полярности.

Перед введением анодного материала контактные участки контактных элементов противоположных стенок занимают полоения эН1 Ьн (фиг. 3). перекрывая свободными концами серединную плоскость контейнера 1. Под воздействием нагрузки в виде силы тяжести кусков 5 и совпадающих с ней по направлению дополнительных усилий эти участки упруго деформируются, перемещаясь к несущей стенке и принимая одно из промежуточных положений а и Ь, в которых они огибают внутренние концы нижележащих меньших участков стержней 8, лишь незначительно выступающих в полость контейнера 1 из отверстий 9 и поэтому не мешающих их работе.

По мере введения в полость контейнера каждого очередного куска металла последний, последовательно преодолевая упругое сопротивление все новых горизонтальных рядов контактных элементов, деформирует их с образованием на боковых стенках множества местных источников энергии, передающих ее в контактные усилия. В итоге суммарное контактное усилие токоведущих частей контейнера 1 с растворяемым элементом заметно превышает то, которое обеспечивается одними только силами тяжести в анодах обычных конструкций.

За счет двустороннего бокового давления многоупругие контактные элементы ориентируют и направляют перемещение каждого загружаемого куска 5 металла. В результате образуется довольно компактный сборный растворяемый элемент технологически целесообразной толщины с упорядоченным расположением образующих его кусков 5, плотно прилегающих друг к другу.

Подготовленные таким образом к работе аноды посредством крюков 2 завешивают на токоведущие штанги 4 ванны, заполненной электролитом соответствующего состава. При опускании анодов в ванну электролит проникает в полость контейнера 1 через отверстия 9 перфорации, заполняя имеющееся там свободное пространство и вступая в контакт с растворяемым металлом.

После загрузки в ванну электродов противоположной полярности и включения

внешнего источника тока на границах раздела между растворяемым элементом и ионным проводником происходит принудительное растворение анодного материала. Образующиеся при этом ионы металла уходят вглубь электролита через слой анолита и сквозные отверстия в стенках, восполняя их убыль вследствие протекания реакции катодного восстановления. Благодаря контактным элементам толщина слоя анолита в зазоре между растворяемым элементом и внутренними плоскостями боковых стенок

увеличивается, что уменьшает затруднения по уходу катионов металла из приграничного слоя. Это благоприятствует равномерному растворению анода и в конечном итоге 5 отражается на качестве получаемых покрытий.

Токоподвод к кускам 5 металла осуществляют практически только от торцов внутренних участков контактных элементов.

0 Поскольку эти участки деформируются независимо один от другого, они плотно прилегают к столбу металла по всей его боковой поверхности независимо от наличия или отсутствия на ней значительных неровностей.

5 При этом практически к каждому куску 5 металла обеспечивается (как минимум) односторонний многоместный токоподвод. По мере растворения анодного материала контактные участки многоупругих контактных

0 элементов, стремясь занять положение свободного состояния, постоянно реагируют на изменение объема и формы растворяемого элемента, отдавая при этом накопленную во время загрузки контейнера энергию в кон5 тактное усилие. Это взаимодействие происходит на контактных площадках очень малых размеров, также как и взаимодействие стержней 8 со стенками контейнера 1 в их сквозных отверстиях. Благодаря разви0 ваемым при этом высоким удельным давлениям электроизолирующая окисная пленка на материале контейнера 1 и контактных элементов продавливается, чем обеспечивается необходимая контактная проводи5 мость. Процесс растворения исходной загрузки анодного материала завершается при наличии остаточных контактных усилий, так как зоны действия концов контактных пружин на противоположных стенках кон0 тейнера перекрывают одна другую. При таком течении процесса растворения в значительной степени предотвращаются условия для образования на поверхности сборного растворяемого элемента анодно5 неактивных участков вследствие пропадания токового контакта у одних кусочков металла или пассивации других, а также для перераспределения тока по разным анодам многоэлектродной ванны. По окончании

0 растворения исходной загрузки анодного .материала в контейнер загружают его очередную порцию и процесс повторяется. При этом в случае потери контакт-деталями упругих свойств их принудительно возвраща5 ют в исходное состояние или заменяют на новые.

Конструктивные особенности анода обеспечивают стабильную работу в ваннах широкого типоразмерного диапазона при полном использовании анодного материала

с различными размерными характеристиками, создавая при этом благоприятные условия для получения качественных покрытий. Формула изобретения 1. Анод для установок электролитического нанесения покрытий, содержащий перфорированный контейнер коробчатой формы, выполненный из токопроводящего материала с контактными элементами, обращенными внутрь контейнера, и крюки для завешивания и контактирования с анодной штангой, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения работы в глубоких ваннах как в кислотных, так и в

щелочных электролитах при использовании крупнокускового растворяемого материала, контактные элементы выполнены в виде упругих стержней, установленных в перфора- ции контейнера.

2.Анод поп. 1,отличающийся тем, что стержни выполнены в виде неравнобо- ких U-образных пружин, меньший конец которых установлен в одном отверстии перфораций, а больший - в другом отверстии,

3.Анод по пп. 1и 2, отличающийся тем, что больший конец стержня выполнен с

отгибом, направленным внутрь контейнера.

Изобретение относится к конструкциям анодов, в частности растворимых, используемых при производстве покрытий способом катодного восстановления. Цель изобретения - расширение технологических возмож- ностей за счет обеспечения работы в глубоких ваннах как в кислотных, так и в -4 щелочных электролитах при использовании крупнокускового растворимого материала. Контактные элементы, выполненные в виде упругих стержней, вводят обоими концами в полость контейнера 1 и заполняют кусками 5 анодного материала. За счет двустороннего бокового давления многоупругие контактные элементы ориентируют и направляют перемещение каждого загружаемого куска 5 металла, при этом токоподвод к кускам 5 металла осуществляют практически только от торцов внутренних участков контактных элементов - стержней 8. Конструктивные особенности устройства обеспе- чивают стабильную работу в ваннах широкого типоразмерного диапазона при полном использовании анодного материала, создавая благоприятные условия для получения качественных покрытий. 2 з.п. ф- лы, 3 ил. Г - 3 Y-1 -7 Os О Ј OJ о

Вид А

Фм.З