Способ электроосаждения покрытий

 

Изобретение относится к электроосаждению металлических покрытий. Цель изобретения - повышение скорости осаждения и равномерности покрытий. Способ электроосаждения покрытий преимущественно металлических на цилиндрические детали включает размещение анода и обрабатываемой детали в электролите, а катода - выше уровня электролита и проведение процесса в режиме электродугового разряда. При осуществлении способа деталь погружают в электролит на глубину, равную 2/3-4/5 величины ее диаметра, а катод размещают на расстоянии 1,2-96 мм от выступающей из электролита обрабатываемой поверхности и периодически приводят в соприкосновение с обрабатываемой поверхностью на 3-10 с, после чего катод отводят в исходное положение. После окончания горения дуги деталь поворачивают вокруг продольной оси и катод вновь приводят в соприкосновение со следующим участком обрабатываемой поверхности. При нанесении покрытий по всей длине детали катод периодически смещают вдоль ее продольной оси. Способ позволяет получить равномерные покрытия толщиной 36-60 мкм в течение 3-4 с. 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 437897l/23-02 (22) 15.02.88 (46) 23.02.90. Бюл. Р 7 (71) Производственное объединение

"Курганприбор" (72) Ю.А.Семенов (53) 621.35.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 937538, кл. С 25 D 9/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 607852, кл. С 25 D 11/02, 1975. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРООСАПДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к электроосаждению металлических покрытий.

Цель изобретения - повьппение скорости осаждения и равномерности покрытий.

Способ злектроосаждения покрытий преимущественно металлических на цилиндрические детали включает размещение анода и обрабатываемой детали в электролите, а катод — вьппе уровня

Изобретение относится к электроосаждению металлических покрытий, Цель изобретения — повьппение скорости осаждения и равномерности покрытий, а также нанесение покрытий по всей длине детали °

Пример 1. В электролит цианистого меднения, содержащий, г/л:

Медь цианистая (в пересчете на одновалентную медь) 26

Натрий цианистый 51

Натрий углекис.пнй 30.

Сегнетова соль 45

„„SU„» 3544 44 А1 (5!)5 С 25, Р 5/18

2 электролита и проведение процесса в режиме электродугового разряда. При осуществлении способа деталь погружают в электролит на глубину, равную

2/3-4/5 величины ее диаметра, а катод размещают на расстоянии 1,2-96 мм от выступающей из электролита обрабатываемой поверхности и периодически приводят в соприкосновение с обрабатываемой поверхностью на 3-10 с, после чего катод отводят в исходное положение. После окончания горения дуги деталь поворачивают вокруг продольной оси и катод вновь приводят в соп, рикосновение со следующим участком обрабатываемой поверхности. При нане- I сении покрытий по всей длине детали катод периодически смещают вдоль ее продольной оси. Способ позволяет получить равномерные покрытия толщиной

36-60 мкм в течение 3-4 с. 1 з.п. ф-лы.

° е

Едкий катр

Свободный цианид

Натрий сернокислый

Натрий серноватистокислый 6 и имеющий температуру 450С, помещали цилиндрическую стальную деталь таким образом, чтобы ее верхняя часть выступала иад уровнем электролита на 1/4 величины ее диаметра. При этом деталь можно расположить в растворе на изолирующих подставках из винипласта, обеспечив тем самым ее электрическую

1544844 изоляцию от элементов внешней цепи

lIHT BHHH, В качестве анода в электролит опускают медную пластину. 1(атодную пластину, также выполненную иэ меди, закрепляют на пружинящем кабеле на расстоянии 9б мм от обрабатываемой поверхности, и процесс ведут при напряжении на электродах 24В. 1(атод опускают и приводят в соприкосновение с обрабатываемой поверхностью, покрытой тонким слоем электролита, на 3 с, после чего резко отводят От поверх ности в исходное положение. Образующаяся дуга. горит в течение 3 с, в ре, зультате чего на поверхности формируется слой меди, плотно сцепленный

| с основной и представхтяющий собой бу; гор овальной формы, имеющий выпуклость в середине, После окончания ! горения дугового газового разряда об= рабатываемое иэделие поворачивают

1 вокруг продольной его оси и катод вновь приводят в соттрикосновение с поверхностью обрабатываемого изделия в новой зоне. Затеи через 3 с осуще ствляют резкий отвод катода от по верхности путем натягивания пружинящего кабеля, который возвращает его в исходное положение. При этом рядом с ранее полученным под концом дугового газового разряда бугром покры, тия формируется такой же.новый бугор медного покрытия.

При последовательном перемещении

35 ! участков поворачиваемого вокруг продольной оси изделня относительно катода осаждается медное покрытие, не имеющее дендритов. Толщина осаждае40 мого в течение 3 с при плотности тока 0,8 А/дм медного покрытия составляет Зб мкм. В обычньпт условиях электроосаждения толщина получаемого за час осадка меди не превышает

10 мкм.

Пример 2. При осаждении кадмиевого покрытии из электролита, содержащего, г/л:

Окись кадмия 40

Циатистый натрий 100

Едкий натр 25

Сернокислый натрий 40

Сернокислый никель 2

1(онцентрат сульфо55 спиртовой барды l0 при плотности тока 0 8 А/дм g температуре 25 С íà деталь, размещенную в электролите аналогично примеру ), в качестве катода использовали медную пластину, покрытую слоем кадмия толщиной 40 мкм. При этом верхняя часть обрабатываемой цилиндрической детали выступала иэ электролита на

1/5 величины ее диаметра. В качестве анода использовали пластину из кадмия. При напряжении на электродах

l2 В катод размещали на расстоянии

l,2 мм от обрабатываемой поверхности и приводили в соприкосновение с нею на 5 с, после чего рывком отводили от поверхности. Возникающий дуговой разряд прогорал за 4 с.

В месте попадания конца дугового разряда на обрабатываемой поверхности формировался слой плотно сцепленного с металлической основой кадмиевого покрытия, имеющего форму бугра овальной формы. После окончания горения дугового газового разряда обрабатываемое изделие поворачивали вокруг продольной оси и катод вновь накладывали на поверхность обрабатываемого иэделия. Цикл обработки повторяли в новой зоне. В резуль т ате формировался слой кадмиевого покрытия, не имеющего дендритов, Толщина осаждаемого в течение 4 с кадмиевого покрытия составляла 60мкм.

В обычных условиях электроосаждения толщина кадмиевого покрытия, получаемого в течение часа, составляет 14мкм.

Пример 3. При электроосаждении меди иэ электролита, аналогично примеру 1, верхняя часть обрабатываемой детали выступала нз электролита на 1/3 ее диаметра. При напря- . жении на электродах 3 В катод размещали на расстоянии 6 мм от обрабатываемой поверхности и приводили в соприкосновение с нею на 10 с, после чего резко отводили в исходное положение.

Образовавшийся дуговой разряд продолжал гореть 3 с. После окончания гОрения разряда прОвОдился пОворот обрабатываемого изделия, Цикл обработки повторялся. На детали осаждался слой медного покрытия, прочно сцепленного с поверхностью основы.

Толщина покрытия, ОсаждаЕмого в течение 3 с, составляла 33 мкм, в то время как в Обычных условиях электролиза, как уже указывалось в примере 1, она составляет не более 10 мкм. значительным при толщинах, преньппающих 33-Зб мкм. При осуществлении способа между катодом и понерхнос"; ю детали, выступающей из электролкгга, в укаэанном зазоре возникает дуговой газовый разряд. На месте попадания разряда на поверхность детали происходит осаждение слоя металла н виде бугра овальной форкы. Создание условий для протекания такой кристаллизации осаждаемого металла обеспечи= нается за счет соответствующего перераспределения элеКТрических зарядов н поверхности покрываемого метал= ла а момент попадания на "- y зону жгута создающегося дугового газового разряда, причем под основанием жгута дугового разряда покрываемый металл на поверхности изделия получает избыток отрицательных зарядов, что создает условия для протекания крнсталлиз ации положительных ионов металла покрытия, Покрытие детали в момент попадания на ее поверхность жгута газового разряда осуществляется не только н зоне его непосредственного соприкосновения с иэделием, но и в ближайших, прилегающих к ней участках, Этим и обуславливается характерная форма получаемого на поверхности из делия бугра покрытия овальной формы с поднятием металла от краев к центру, При такой схеме размещения элект= родов и обрабатываемых изделий поме-хи, препятствующие возникновению газового дугового разряда, сведены к минимуму. Поднимающиеся с выступаюgg, щего участка детали покрытого тонкой

55 пленкой жидкости, испарения облогча" ют зажигание дугового газового раэря да катодного проводника, Более толстые слои электролита, способные помешать его зажиганию, остаются вне эоны действия дугового разряда и из них производится только подвод положительно з аряженных ионов осажцаемо".

ro металла н зону осаждения, Для получения более равномерного покрытия по всем участкам обрабаты ваемой поверхности детали дуговсй газовый разряд смещают по обрабатынаемой поверхности с последовательным перекрытием осаждаемых бугров.

Такое смещение обеспечивается, например, при продольном перемещении катода вдоль поверхности вращающейся относительно центральной оси симмет5 1544344

Как видно иэ представленных примеров, применение предлагаемого спо" соба позволит значительно ускорить осаждение металлических покрытий и

5 получать толстослойные металлические покрытия хорошего качества. Кроме того, способ не требует повьппения напряжения более 24 В. Прочность сцепления наносикых покрытий соответствует 10 требованиям.

Использование укаэанных величин зазора между обрабатываемой поверхностью и подвижным катодом позволяет обеспечить стабильные условия для 15 зажигания дугового разряда. При нап" ряжении меньше чем 3 В трудно обеспечить зажигание дугового разряда, а при напряжении, преньппающем 24 В, необходймо применение мер по обеспечению электробеэопасности.

При погружении обрабатываемой детали в электролит более чем на 4/5 ее диаметра трудно обеспечить достаточно стабильную высокую скорость ис- 25 парения пленки электролита на обрабатываемой поверхности, что затрудняет процесс зажигания дугового разряда. В случае погружения детали менее чем на 2/3 ее диаметра наблюдает- 30 ся слишком сильное стекание пленки электролита с обрабатываемой поверхностью, обеднение зазора между катодом и изделием парами электролита, что также отрицательно сказывается на 35 процессе зажигания дугового разряда, При контакте катода с поверхностью менее 3 с затруднен контроль и управление процессом фиксации этих элементов, увеличение же времени соприкосновения катода с поверхностью более чем на 10 с не дает преимуществ в процессе зажигания дугового разряда и в ro ae время приведет к снижению скорости процесса осаждения покрытия.

При нанесении покрытия по всей длине обрабатываемой детали в соот-:: ветствии с предлагаемым способом зону контакта катода с поверхностьв обрабатываемого изделия периодически смещают вначале путем поворота детали вокруг продольной оси, а затем, перемещая катод (или деталь) вдоль ее продольной оси. Это позволяет получать на всей поверхности детали достаточно равномерное покрытие, так как разница в толщинах покрытия на отдельных участках поверхности не превьппает 2-3 мкм, что является не1544844

При нанесении покрытий по предлагаемому способу используются применяемые при нанесении гальванических покрытий стандартные источники питаHHH выпрямленным током для гальванических ванн, а также стандартные электролиты для проведения осаждения металлов.

Формула изобр етения

Со."..тавитель Е.Кубасова

Техред П. Зцийнык

Редактор Р,.Данко

Корректор О.Ципле

3 аказ 473 исаж 55 7 Подписное

РчИИПИ Государ твенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, .Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский кэмбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 рии цилиндрической детали. При этом может быть использован, например, привод, аналогичный широко применяемым в токарных станках, Для перемеЩения катода можно применять, например, простейшие механизмы, которые способны выполнять возвратно-посту" пательное движение, например кулачковый. 10

Во время вращения кулачка такого механизма связанный с подпружиненным толкателем катодный проводник будет прыгать то вверх, то вниз, При каж-дом таком прыжке в создающемся воз-. душном промежутке будет проходить газовый разряд, с помощью которого

Ьсуществляется нанесение покрытия, Дри осуществлении сдосо9а деталь должна изолироваться от элементов 2О анны черeз которые возможна переда ча электрического тока, Детапи могут . Обрабатываться и насыпью при размещеНии их во вращающейся изолированной ячейке, но при этом частота перемещения таких деталей и изменения их позиции относительно катода должна быть достаточно высокой н обеспечи=" вать попадание дугового разряда прак гически на все участки поверхности. ЗО

Детали могут„ например„ обрабатываться в барабане, совершающем относительно.катода сложные колебательные пе" >емещения.

Ось вращения барабана может иметь наклоны к линии горизонта. Катод при этом должен размещатьсн во ьну.рен:-. ней полости барабана на пружинящей подвеске. Beëó÷àå необходимости получения толстого слоя покрытия только 1п на одном участке изд=..1 ия можно производить нанесение покрытия без переноса катодного проводника на пов! рхно

cTè обрабатываемой датах,н, 1, Способ электроосаядения покрытий, преимущественно металлических, на цилиндрические детали, включающий размещение анода и обрабатываемой детали в электролите, а катода — выше уровня электролита, и проведение процесса в режиме электродугового разряда, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости осаждения и равномерности покрытий, деталь погружают в электролит на глубину, равную 2/3 — 4/5 величины ее диаметра, процесс ведут при напряжении на электродах 3-24 В, размещении катода на расстоянии 1,2-96 мм от выступающей из электролита обрабатываемой поверхности и периодическом соприкосновении катода с обрабатываемой поверхностью на З-IQ с с последующим отводом его в исходное положение, причем после окончания горения дуги деталь поворачивают вокруг продольной оси и катод вновь приводят в соприкосновение со следующим участком обрабатываемой поверхности.

2. Способ по и. 1 о т л и ч а.ю" шийся тем, что, с целью нанесения покрытий по всей длине детали, катод периодически смещают вдоль ее продольной оси.

Способ электроосаждения покрытий Способ электроосаждения покрытий Способ электроосаждения покрытий Способ электроосаждения покрытий 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве преобразователя для питания гальванических ванн

Изобретение относится к области гальваностенгии, а именно к осаждению покрытий сплавом хром-кобальт

Изобретение относится к средствам нанесения покрытий электролитическим способом, а именно с помощью пульсирующего тока, и может использоваться в химической промышленности

Изобретение относится к средствам создания покрытий электролитическим способом, а именно с помощью пульсирующего тока, и может быть использовано в химической промышленности при нанесении защитных покрытий

Изобретение относится к нанесению гальванических покрытий, в частности железных, может быть использовано при выполнении ремонтных работ
Изобретение относится к области электролитического осаждения твердых износостойких покрытий, в частности железофосфорных покрытий, применяемых для восстановления и упрочнения поверхностей деталей
Изобретение относится к области электролитического осаждения твердых износостойких покрытий, в частности железомолибденовых покрытий, применяемых для восстановления и упрочнения поверхностей деталей

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для осаждения хрома на детали машин

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано в производстве электрических контактов, в том числе герметизированных

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для антикоррозионной защиты внутренней поверхности металлических труб в условиях работы с агрессивными средами
Наверх