Анод для установок электролитического нанесения покрытий Советский патент 1992 года по МПК C25D17/10 

Изобретение относится к оборудованию для нанесения покрытий, в частности к конструкциям электродов для установок электролитического нанесения покрытий.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет обеспечения работы, в глубоких ваннах: как в кислотнЬ|х, так и в щелочных эяектррлитах.

На фиг. 1 изображен анод, общий вид; на фиг. 2 - то же; вид сбоку; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2,- на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1.

Анод состоит из перфорированного кон тейнера 1, составленного из двух равновеликах полукорпусов 2 корытного профиля, ограниченных в нижней части дном 3, крюков 4 с удлиненной ножкой 5 для завешивания и контактирования с анодной

штангой 6, и размещенных в его полости кусков 7 анодного материала, образующих в соответствии с их количеством растворяемый элемент сборного или монолитного типа. Полукорпусы 2 обращены полками навстречу друг другу и скреплены между собой регулируемым по длине разборным соединением с элементами типа винт 8, гайка 9. Средние стенки полукорпусов 2 образуют при этом боковые стенки контейнера 1, а меньшие крайние стенки составляют его торцовые стенки. Контейнер 1 выполнен из тонколистового токопроводящего материала, обладающего пружинящими свойствами, химически и электрохимически устойчивого в условиях применения анода, наприКлер титана. Внутренние плоскости боковых стенок контейнера 1 снабжены

контактными элементами, выполненными в виде лепестков, которые образованы частичным отделением по незамкнутому контуру отдельных участков листового материала. На вертикальных стенках контейнера лепестки 10 расположены вершиной наклонно вниз, причем наклон обеспечивается остроугольной отгибкой со стороны основания, а положение вершиной вниз - ориентированием полукорпусов 2 при изготовлении контейнера. Тело каждого лепестка удлинено в продольном направлении образующих их стенок, которое, а свою очередь, совпадает с направлением волокон проката листового материала, а оси отгибов лепестков 10 перпендикулярны этим направлениям, при этом лепестки 10 группируются в равномерно расположенные по поверхности стенок горизонтальные и вертикальные ряды. Одновременно с образованием контактных элементов в боковых стенках контейнера 1 после отгибки лепестков 10 образуются своеобразные уд линенные отверстия 11 перфорации. Отгибка лепестков 10 со стороны основания выполнена двухступенчатой с разнонаправленными параллельными изгибами, при этом один из них выполнен радиусным, направлен внутрь контейнера 1 и расположен непосредственно в зоне перехода основных плоскостей лепестков 10 в основные плоскости стенок, а другой изгиб выполнен угловым или радиусным, продолжающим первый изгиб, и направлен к стенке контейнера. Тонколистовые боковые стенки снабжены поперечными 12 и продольными 13 ограничителями линейных деформаций. Поперечные ограничители 12 выполнены в виде составных полос и установлены над каждым горизонтальным рядом контактных элементов, а продольные ограничители 13 в виде уголковых или зетовых гнутых профилей, являющихся одновременно элементами профиля полукорпусов 2. Концы лепестков 10 имеют небольшой угловой изгиб, направленный внутрь контейнера 1, а зоны их действия на контактирование в соответствующих рядах контактных элементов противоположных стенок частично перекрывают друг друга. При этом для облегчения загрузки контейнера 1 упругие лепестки выполнены противолежащими и поэтому имеют прогиб, обеспечивающий возможность упругого попарного контакта друг с другом, получаемый при сборке контейнера 1. Дно 3 контейнера 1 выполнено съемным и представляет собой пластину, установленную на стержни 14 и прижатую к торцам стенок с помощью колпачковых гаек 15. Крюки 4 выполнены из материала с низким удельным электрическим сопротивлением, например из меди, и скреплены с ножками 5 заклепками 16.

Работает анод следующим образом.

Перед введением кусков 7 анодного материала противолежащие лепестки 10 боковых стенок пустого контейнера 1 занимают положения an,bn (см. фиг. 4) по ту и другую стороны от оси сечения и имеют предварительный прогиб от взаимного соприкосновения друг с другом. При опускании элементов 7 анодного материала элементы, соприкасаясь с нижней частью лепестков 10. раздвигают лепестки, переводя в одно

5 из положений а и Ь, промежуточные между положениями предварительного прогиба an. bn и предельной деформации an и Ьп. В зависимости от формы сечения образующегося растворяемого элемента 7 положение

0 лепестков 10 в отдельных парах может быть отличным от положений а и b в большинстве других пар. Один из лепестков 10 такой пары (например, в положении ai, см. фиг. 3 имеет значительно большую деформацию,

6 чем .другой, занимающий положение bi, промежуточное между положением предварительного прогиба bn и свободного состояния bo. Величина деформации отдельных лепестков 10 каждой пары в положениях а и

0 b может быть отличной друг от друга, но образуемый растворяемый элемент располагается в средней части контейнера 1. так как суммарное давление одного многоупругого контактного элемента уравновешивается силами упругости другого такого же контактного злемента. Необходимый ход концов лепестков 10 обеспечивается их размерными параметрами, включая радиусы гибки, а также ступенчатостью отгибки,

0 обеспечивающей возможность двухстороннего отклонения от вертикального положения как внутрь контейнера, так и в направлении соответствующей стенки (в положения an и bn). По окончании сборки анод

5 посредством крюков4 завешивают на анодную штангу 6 ванны покрытия (на черетеже не показано). Аноды для ванн с ручным обслуживанием завешивают в них поштучно и равномерно распределяют по длине

0 штанг 6. Высокие и относительно тяжеловесные аноды для глубоких ванн с механизированным обслуживанием завешивают на штанги преимущественно вне ванн и переносят с помощью транспортно-грузо5 подъемных механизмов, которыми эти ванны оборудованы. По мере погружения анодов в ванну, находящийся в ней электролит через отверстия 11 проникает в свободное пространство в полости контейнера 1, входя в контакт с поверхностью растворяемых элементов 7 анодного материала. Потенциал анодной поляризации, подаваемый от внешнего источника тока (на чертеже не показан) на штанги б, к элементам 7 передается через крюки 4, ножки 5 и сплошные участки стенок контейнера 1, Оба полукорпуса 2 участвуют в токоподводе независимо один от другого, Дно 3 ввиду незначительности давления на него элементом 7 анодного материала участия в токоподводе практически не принимает. По мере растворения элементов 7 анодного материала упругодеформированные лепестки 10, стремясь занять положение свободного состояния, сопровождают изменение формы и размеров растворяемого куска 7, отдавая при этом накопленную при загрузке контейнера 1 энергию в контактное усилие. За счет отгибов на концах лепестки 10 в течение всего процессу растворения соприкасаются с элементом 7 анодного материала лишь своими торцовыми поверхностями с образованием линейных или точечных контактов, т.е. с высокими удельными давлениями в местах контакта, чем обеспечивается надежность токоподвода. Контактирование происходит при усялиях, достаточных не только для продавливания плохо проводящих оксидных пленок или шлама на поверхности растворяемого элемента, а также непроводящих пассивирующих пленок на поверхности самих лепестков 10, обеспечивающих электрохимическую устойчивость материала погружной части контейнера 1, но и для пластической деформации анодного материала в местах контакта вплоть до внедрения концов лепестков 10 в тела кусКО5 таких металлов, как, например,олЬво или кадмий. Процесс растворения завершается при наличии остаточных контактных усилий, значения которыхпримерно соответствуют усилиямна получение предварительного прогиба лепестков 10. После этого а контейнере 1 анода собирают новый растворяемый элемент в комбинации с незначительными остатками предыдущей загрузки, и процесс повторяется вновь. При необходимости механической очистки анодного материала от оксидных и фазовых пленок аноды выгружают из ванны, дно 3 снимают со стержней 14 и весь столб металла продавливают или выколачивают через открытое основание контейнера 1. При этом уже в процессе выгрузки анодный материал частично, а контактные торцы лепестков полностью очищаются от поверхностных загрязнений. После проведения очистки, установки и закрепления дна 3 на стержнях 1

обратная загрузка материала происходит с дополнительной частичной очисткой металла до металлического блеска за счет царапания торцами лепестков 10.

Конструктивные особенности анода обеспечивают возможность использования его в процессах, режим анодного растворения в которых ограничен как верхнем, так и нижним пределами плотностей тока (например, щелочное луженче); в процессах, требующих завышения анодной поверхности над катодной (например, цианидное кадмирование); в процессах, требующих занижения анодной поверхности по сравнению с катодной, т.е. протекающих при повышенном анодном выходе по току вследствие химического растворения (сульфатнохлористоаммониевые, цианидные, щелочные бесцианидные электролиты цинкования): в процессах, требующих применения комбинации растворимых и нерастворимых анодов при регулировании соотношения их площадей (и массы - по условиям контактирования), например, в цианидных электролитах цинкования; в процессах, требующих механической очистки днодов.

Формула изобретения

1.Анод для установок электролитического нанесения покрытий, содержащий перфорированный контейнер для анодного материала, выполненный из токопроводящего пружинящего листового материала и включающий дно, торцовые и боковые стенки, на внутренней поверхности которых выполнены контактные элементы 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, он снабжен продольными и поперечными ограничителями упругих деформаций стенок контейнера, при этом контактные элементы выполнены в виде лепестков, вырезанных в стенках контейнера и отогнутых наклонно внутрь ко дну контейнера, причем поперечные ограничители установлены над основанием лепесткрв.

2.Анод.по п. 1,отличающийся тем, что лепестки на противоположных стенках контейнера выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом.

3.Анод по п. 1, отл ича ю щи йсятем. что лепестки выполнены с двухступенчатой отгибкой.

4.Анод по п. 1,отличающийся тем, что дно контейнера выполнено сьемным.

ЕГГГВ

v +

Изобретение Относится к конструкциям электродов, в частности растворимых анодов, применяемых при нанесении гальванических покрытий. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет обеспечения работы в глубоких ваннах как в кислотных, так и в щелочных электролитах. При загрузке кусков 7 анодного материала в контейнер 1, соприкасаясь с нижней частью лепестков 10, раздвигают последние. Анод посредством крюков 4 завешивают на анодную штангу 6 ванны покрытия. По мере растворения кусков 7 анодного материала, упругодеформирован- ные лепестки 10 соприкасаются с кусками 7 анодного материала, обеспечивая надежный токоподвод. Конструктивные особенности анода обеспечивают возможность использования его для нанесения различных видов металлопокрытий, в том числе в высокоскоростных процессах, протекающих при повышенных токовых нагрузках.З з.п. ф-лы, 4 ил.(ЛG

xr((W

il II И

rr-nnrtrn

/J и

.1

15

U:

.2 Фие.З

/3

фигЛ