Способ нанесения гальванических покрытий хромом на внутреннюю поверхность труб

 

Изобретение относится к гальванотехникe, а именно к способам нанесения гальванических покрытий на трубчатые изделия, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и приборостроении. Перед нанесением покрытия сборку нагревают в растворе антиоксиданта до температуры, на 5-10°C превышающей температуру гальванической ванны, или между анодом и трубой пропускают электрический ток в разбавленной серной кислоте, для нанесения покрытия сборку погружают в гальваническую ванну вертикально под током, при этом электролит транспортируется внутри трубы за счет выделяющихся газов, которые сепарируют от жидкости, а жидкость возвращают в ванну, после нанесения покрытия сборку извлекают из ванны, одновременно промывая струей жидкости, взятой из первой промывной ванны порцией, достаточной для компенсации испарения воды из гальванической ванны, погружают в первую промывную ванну, извлекают из нее, одновременно промывая струей жидкости, взятой из второй промывной ванны порцией, компенсирующей затраты жидкости на первую промывку, после чего погружают во вторую промывную ванну и при извлечении из нее промывают очищенной водой, причем каждую промывку завершают сдувом с поверхности деталей капель жидкости воздухом. Технический результат: устранение сброса хромсодержащих стоков и экономия воды. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к гальванотехникe, конкретно к способам нанесения гальванических покрытий на трубчатые изделия, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и приборостроении.

Известен способ нанесения хромовых покрытий на поверхности деталей в полом аноде, при котором нанесение слоев осуществляют в одной ванне, а температуру регулируют путем изменения уровня электролита относительно верхней кромки анода.

Недостатки известного способа: невозможность хромирования внутренней поверхности труб, прогрев детали происходит непосредственно в электролите, что приводит к насыщению электролита железом, и он быстро приходит в негодность.

Наиболее близким к предложенному является способ нанесения гальванических покрытий на внутренние поверхности длинномерных изделий, при котором для повышения производительности и повышения качества покрытия используют металлическую штангу, устанавливаемую с возможностью перемещения внутри трубы и служащую анодом.

Недостатки данного способа: - способ сопровождается промстоками, содержащими хром, причем до 90% сброса хрома с электролитом происходит потому, что при нагреве детали в электролите последний насыщается железом из детали, после чего электролит приходит в негодность; - много хрома и кислот вместе с каплями жидкости уносится в вентиляцию; - велики затраты на изготовление и восстановление анода.

Задачей настоящего изобретения является устранение сброса хромсодержащих стоков и экономия воды, достижение тем самым экологического и экономического эффекта.

Поставленная задача решается тем, что в способе нанесения гальванических покрытий хромом на внутреннюю поверхность труб с использованием сборки - коаксиально расположенного внутри трубы анода, при котором подготавливают поверхность, наносят покрытие в гальванической ванне с электролитом хромирования, перед нанесением покрытия сборку нагревают в растворе антиоксиданта до температуры, на 5-10^oС превышающей температуру гальванической ванны, или между анодом и трубой пропускают электрический ток в разбавленной серной кислоте, для нанесения покрытия сборку погружают в гальваническую ванну вертикально под током, при этом электролит транспортируется внутри трубы за счет выделяющихся газов, которые сепарируют от жидкости, а жидкость возвращают в ванну, после нанесения покрытия сборку извлекают из ванны, одновременно промывая струей жидкости, взятой из первой промывной ванны порцией, достаточной для компенсации испарения воды из гальванической ванны, погружают в первую промывную ванну, извлекают из нее, одновременно промывая струей жидкости, взятой из второй промывной ванны порцией, компенсирующей затраты жидкости на первую промывку, после чего погружают во вторую промывную ванну и при извлечении из нее промывают очищенной водой, причем каждую промывку завершают сдувом с поверхности деталей капель жидкости воздухом, а в качестве анода используют медный стержень с запрессованной на него титановой трубой, поверх которой нанесена двуокись свинца и платина.

Оборудование для нанесения гальванического покрытия по предлагаемому способу включает дополнительно к известным устройствам подготовки поверхности ванну предварительного нагрева деталей на 5-10^oC выше температуры гальванической ванны со специальным раствором антиоксиданта, электрохимическую ванну, в которой наносят покрытие, и промывные ванны.

Вместо химического оксиданта может быть использовано пропускание электрического тока между анодом и катодом в разбавленной серной кислоте.

Технологическая цепочка включает после стандартных операций обезжиривания и травления предварительный нагрев в растворе антиоксиданта, затем деталь погружают под током в гальваническую ванну, после чего промывают.

В ванну погружают вдоль продольной оси сборку - трубу вместе с анодом, установленным строго концентрично. Сверху на аноде установлено устройство промывки водой и обдува воздухом, обеспечивающее попадание струй на внутреннюю и внешние поверхности детали и анода.

Анод представляет собой медный стержень, на котором запрессована титановая труба, поверх которой нанесена гальваническим способом свинцовая оболочка. Для лучшего сцепления покрытия с титаном поверхность трубы профилируют - наносят многоходовые канавки левой и правой резьбой.

Нанесение гальванических покрытий предлагаемым способом производят следующим образом.

Сначала деталь прогревают в ванне с антиоксидантом на 5-10^oC выше температуры гальванической ванне, чтобы при погружении в электролит у них были равные температуры. Благодаря этому продукты коррозии трубы не загрязняют электролит и не выводят его из строя - резко снизится поступление в электролит железа из детали. При известных способах в ванну погружают холодную сборку, включая ток после нагрева. В течение этого времени деталь травится. Унос брызг с газами приводит к потере электролита и выбросу в атмосферу хрома в виде аэрозоля.

После нанесения покрытия сборку вынимают из ванны, промывают разбрызгиванием водой, взятой из первой промывной ванны, порцией, компенсирующей затраты жидкости из гальванической ванны на испарение, и обдувают воздухом. Затем деталь переносят над первую промывную ванну, где промывают водой из второй промывной ванны порцией, компенсирующей затраты жидкости на струйную промывку над гальванической ванной и погружают во вторую промывную ванну. Наконец, деталь промывают струйно очищенной водой (дистиллятом) над второй промывной ванной и обдувают воздухом.

Таким образом, убыль воды из всех ванн восполняется поступающей в них промывной водой. Использование технологических сред производится до их недопустимого загрязнения, после чего производят их регенерацию или очистку для повторного использования.

Описанный способ промывки полностью исключает сброс в канализацию хромсодержащих промывных вод (при хромировании среднесуточная потеря воды в гальванической ванне на испарение превышает 30-40 л/м² в смену).

Учитывая плохую сцепляемость свинца с титаном, предлагается на поверхность титановой трубы наносить многоходовые канавки левой и правой резьбой.

Предлагаемый способ позволяет исключить все промстоки, содержащие хром, как постоянные, так и пиковые, получить качественные покрытия, хорошо связанные с основой, резко снизить унос хрома и кислот с каплями жидкости, снизить затраты на анод.

Формула изобретения

1. Способ нанесения гальванических покрытий хромом на внутреннюю поверхность труб с использованием сборки - коаксиально расположенного внутри трубы анода, включающий подготовку поверхности, нанесение покрытия в гальванической ванне с электролитом хромирования, отличающийся тем, что перед нанесением покрытия сборку нагревают в растворе антиоксиданта до температуры, на 5 - 10^o превышающей температуру гальванической ванны, или между анодом и трубой пропускают электрический ток в разбавленной серной кислоте, для нанесения покрытия сбоку погружают в гальваническую ванну вертикально под током, при этом электролит транспортируется внутри трубы за счет выделяющихся газов, которые сепарируют от жидкости, а жидкость возвращают в гальваническую ванну, из которой после нанесения покрытия сборку извлекают, одновременно промывая струей жидкости, взятой из первой промывной ванны порцией, достаточной для компенсации испарения из гальванической ванны, погружают в первую промывную ванну, извлекают из нее, одновременно промывая струей жидкости, взятой из второй промывной ванны порцией, компенсирующей затраты жидкости на первую струйную промывку, после чего погружают во вторую промывную ванну и при извлечении из нее промывают очищенной водой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждую струйную промывку завершают сдувом с поверхности деталей капель жидкости воздухом.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве анода используют медный стержень с запрессованной на него титановой трубой, поверх которой нанесена двуокись свинца и платина.