Способ стабилизации токовых параметров в процессе гальванопокрытий на токе переменной полярности Советский патент 1979 года по МПК C25D21/12 

Изобретение относится к гальвани ческому нанесению покрытий на токе переменной полярности и может быть применено в процессах меднения, цинкования, хромирования и др. Наиболее близким к изобретению по технической сущносгй и достигаемому результату является способ контроля токовых параметров в процессе хромирования на токе переменной полярноети,обеспечивающий стабилизацию тока период прямой полярности и постоянст во количества электричества во время периодов тока обратной полярности По этому способу производится автоматическая коррекция длительности периодов обратной полярности в прямо пропорциональной зависимости от величины, определяющей положение регулирующего органа в конце периода пропускания тока прямой полярности, путем отсчета времени, необходимого для возврата регулирующего орг&на з положения, занимаемого им в конце периода прямой полярности, в нулевое положение при движении его с постоян ной скоростью l . Однако этот способ не обеспечивает высокой точности стабилизации количества электричества обратной полярности. Это объясняется тем, что зависимость между углом поворота регулирующего органа (реохорда) и величиной тока ванны во время прямой полярности нелинейна из-за синусоидальной формы кривой выпpя №яeмoгo напряжения. Кроме того, время возврати регулирующего о згана в нулевое положение из одного и того же положения зависит от целого ряда случайных факторов (состояния смазки, температуры, износа спирали реохорда и т.д.). Наличие люфтов и износ шестерен редуктора реохорда будет увеличивать или уменьшать время возврата его в нулевое положение в зависимости от того, двигался ли реохорд в конце периода прямой полярности в сторону увеличения или в сторону уменьшения тока. Указанные недостатки приводят к снижению основных показателей процесса производительности и качества. Целью изобретения является повышение производительности процесса и качества гальванопокрытий. Цель достигается тем, что коррекцию времени протекания тока ванны обратной полярности производят в обратно пропорциональной зависимости от величины отклонения тока ваннЫ| протекающего в конце периода прямой полярности, от его номинального зна чения. Сигнал, пропорциональный технологическому току в конце периода прямой полярности, преобразуется во вре менной сигнал, корректирующий длител ность периода обратной, полярности та чтобы сохранялось постоянство количества электричества, протекающего через ванну в периоды обратной полярности. Предлагаемый способ поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена бпок схема устройства, реализующегоспособ; на фиг.2 - график (пpoгpa лмa изменения тока ванны при хромировании на фиг.З - осциллогра.ма тока; на фиг,4 - график изменения тока при меднении, цинковании, кадмировании и дро процессах гальванопокрытий. Сигнал, пропорциональный технологическому току, протекающему через ванну 1 {фиг,1) от управляемого тиристорного выпрямителя 2, снимается G шунта 3 и усиливается усилителем 4 откуда сигнал поступает на управляемый тиристорный выпрямитель 2 (цепь автоматического регулирования) и на элемент 5 памяти,запоминающий его ве личину в конце периода прямой полярнести,, Затем в элементе б выявляется его отклонение от номинала. Разностный сигнал от элемента 6 поступает на усилитель 7. Усиленный разностный сиг нал подается на временной элемент 8, превращающий его в выдержку времени, обратно пропорциональную отклонению технологического тока от номинала, Временной элемент соединен с реле времени обратной полярности- управляемого выпрямителя 2 и осуществляет автоматическую корректировку времени обратной полярности в обратно пропорциональной зависимости от отклонения тока в конце периода прямой полярности от ног шнального значения. При хромировании на токе переменно полярности применяется сложная программа изменения тока ванны (фнг.2) обеспечивающая.повышение чистоты поверхности хромовых покрытий, большую их равномерность и снижение внутренних напряжений. После кратковременного периода анодного декапирования i и кратковреманной паузы 4-2 первый дли тельный период прямой полярности tj. В конце периода -fc возникает опаснос ускоренного роста кристаллов хрома около образовавшихся центров кристаллизации, но во время кратковременного периода обратной пoляpнocтиt(пopядка 20 сек) поверхность хрома подвергается анодному растворению, и очаги кристаллизации разрушаются. Следующи за этим период прямой полярности ig (порядка 15 мин) начинается с посте Пенного нарастани 51 тока от 30% до :номинальной величины е течении вреени tj. Далее циклы периодов прямой н обратной полярности ПОВТОРЯЮТСЯ определенное число раз в зависимости от требуемой толщины хромового покрытия. При необходимости получить сетку микротрещин (пористый хром) процесс заканчивается длительным периодом обратной полярности - периодом дехромирования i Указанная программа изменения тока на ванне обеспечивает хорошее сцецление хрома с основным материалом и между отдельными слоями. Период -Ь обеспечивает растворение оксидных пленок на поверхности детали. Период -Ь необходим для того, чтобы растворенные соли железа частично диффундировали из анодной пленки. Период -fcg представляет собой толчок тока прямой полярности, так как ток включается без постепенного нарастания. Это Обеспечивает хорошее сцепление первого слоя хрома с основным металлом. Период tj берется более длительныг1,чем последующие периоды прямой полярности tg, чтобы образовать достаточно прочный первый слой хрома. Постепенное нарастание тока в последующих периодах прямой полярности необходимо потому, что вследствие пассивности хромового покрытия сцепление одного слоя хрома с другим (после анодного декапирован.ия) получается лучше при постепенном нарастании тока до номинальной величины. На фиг. 2 показана програ-(лма изменения тока ванны. Осциллограмма тока отличается от нее тем, что« несмотря на наличие системы автоматического регулирования (стабилизации) тока ванны, величина последнего при работе ванны непрерывно изменяется в заданных узких пределах, что обусловлено влиянием закономерных и случайных внешних факторов (напряжением питающей сети, состоянием контактов на подвесках ванны, температуры и состава электролита и др.). Эти изменения (фиг.З) особенно заметны в периоды обратной полярности, которые начинаются с резкого броска тока ванны, обусловленного тем, что в первый момент при переключении ванны с прямой полярности на обратную поверхность детали (которая была катодом) не запассивирована. Далее наблюдается быстрый спад тока ванны, обусловленный тем, что поверхность детали (включенной анодом) быстро пассивируется. Нестабильность тока ванны в короткий период обратной полярности особенно вредна, так как при обратной полярности выход по току составляет 100%, в то время при прямой полярности - 12-15%, Если неболь шие колебания тока прямой полярности приводят только к некоторому колеба нию толщины осажденного хрома и мало влияют на его качество, то при обратной полярности эти колебания опас ны, так как приводят или к излишнему растравлению хромированной поверхности и резкому снижению производительности работа ванны при увеличении тока или к снижению чистоты поверхности покрытия из-за роста дендритов хрома при уменьшении тока. Аналогичные явления имеют место при меднении, цинковании, кaд щpoвaнии и других гальванических процессах, осуществляемых на токе обратной полярности. При этих процессах периоды прямой и обратной полярности (фиГо4) значительно короче, чем при хромировании, и составляют соответст венно 5-20 сек и 0,2-2 сек. Несмотря на кратковременность периодов обратной полярности, их влияние на резуль ты очень существенно, в частности на производительность ванн и на качество покрытий, Способ позволит повысить срок службы и увеличить надежность аппара туры, применяемой при гальванопокрытиях на токе переменной полярности, что/ в свою очередь, повысит производительность процесса и качество гальванопокрытий. Формула изобретения Способ стабилизации токовых параметров в процессе гальванопокрытий на токе переменной полярности путем коррекции времени обратной полярности с применением системы автоматического регулирования величины тока ванны, отли.ч. ающи и с я тем, что, с целью повышения производительности процесса и качества гальванопокрытий, коррекцию времени протекания тока ванны обратной полярности производят вобратно пропорциональной зависимости от величины отклонения тока ванны, протекающего.в конце периода прямой полярности, от его номинального значения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 378540, кл. С 23ь 5/06, .71, 1973.