Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для неразрушающей оценки толщины электролитических покрытий, а также для оптимизации длительности процесса осаждения покрытия. Способ включает взвешивание детали, погруженной в электролит, в процессе осаждения покрытия, при этом определяют среднюю толщину покрытия Н_ср по зависимости

где S - площадь обрабатываемой детали, g - ускорение свободного падения, ρ_n - плотность материала покрытия, ρ_э - плотность электролита, - вес детали, погруженной в электролит, соответственно до начала осаждения покрытия и после осаждения покрытия в течение времени t, в процессе нанесения покрытия контролируют его величину Н_ср и при достижении условия Н_ср=Н_тр, где Н_тр - требуемая толщина покрытия, процесс осаждения покрытия прекращают. Технический результат: повышение точности нанесения электролитических покрытий заданной толщины. 1 пр.

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для неразрушающей оценки толщины электролитических покрытий, а также для оптимизации длительности процесса осаждения покрытия.

Известен способ оценки толщины покрытия, при котором на детали с покрытием делают поперечный шлиф [1], затем полученный шлиф травят и с помощью микроскопа измеряют среднюю толщину покрытия. Данный способ отличается простотой, но имеет существенный недостаток, заключающийся в разрушающем характере исследования.

Известен неразрушающий гравиметрический способ контроля толщины электролитических покрытий [1], в котором деталь взвешивают до и после нанесения покрытия. Затем определяют среднюю толщину покрытия по формуле H_cp=[l0⁴(/m₁-m₂)]/[Sρ], где m₁ - масса детали после нанесения покрытия, г; m₂ - масса детали до нанесения покрытия, г; S - площадь покрытия, см²; ρ - плотность металла покрытия, г/см³.

Недостатком известного способа является невозможность оценки толщины покрытия в процессе его осаждения на деталь, что может привести к недостаточной или избыточной толщине покрытия.

Известен способ оценки продолжительности осаждения гальванических покрытий, основанный на эмпирическом подборе длительности обработки деталей [2], обеспечивающей нанесение слоя покрытия требуемой толщины. Этот способ весьма трудоемок и применяется, как правило, в случае, когда скорость осаждения покрытия и свойства электролита заранее неизвестны.

Известен способ оценки продолжительности осаждения покрытия на основе расчетного метода [2], в котором продолжительность осаждения гальванического покрытия (в часах) оценивается по формуле

где Н_ср- средняя толщина покрытия, мм; ρ - плотность наращиваемого материала, г/см³; С - электрохимический эквивалент, г/(А·ч); D_к - плотность тока, А/дм²; η - выход по току, %.

Данный способ позволяет в производстве произвести приблизительную оценку требуемой продолжительности осаждения покрытия, однако при этом возможен существенный разброс значений толщины покрытия вследствие изменения состава электролита, колебаний температуры, плотности тока и других случайных факторов.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении точности нанесения электролитических покрытий заданной толщины.

Технический результат достигается тем, что среднюю толщину покрытия Н_ср рассчитывают по зависимости

где S - площадь обрабатываемой детали, g - ускорение свободного падения, ρ_n - плотность материала покрытия, ρ_э - плотность электролита, - вес детали, погруженной в электролит, соответственно до начала осаждения покрытия и после осаждения покрытия в течение времени t, при этом в процессе нанесения покрытия контролируют его среднюю толщину H_cp, а при достижении условия Н_ср=Н_тр, где Н_тр - требуемая толщина покрытия, процесс осаждения покрытия прекращают.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается контролировать толщину покрытия методом взвешивания детали, погруженной в электролит, в процессе нанесения покрытия. При этом определенной толщине покрытия Н_ср [м] будет соответствовать определенное приращение веса F_n [Н] детали с покрытием, погруженной в электролит (с учетом возрастания выталкивающей силы с увеличением объема детали), определяемое по формуле

где S - площадь обрабатываемой детали [м²], g- ускорение свободного падения [м/с²], ρ_n- плотность материала покрытия [кг/м³], ρ_э- плотность электролита [кг/м³].

Приращение веса осажденного покрытия в электролите определяется как разность

где - вес детали [Н], погруженной в электролит, соответственно до начала осаждения покрытия и после осаждения покрытия в течение времени t [с].

Из формул (1, 2) средняя толщина нанесенного покрытия в каждый момент времени при осаждении покрытия определяется по формуле

Таким образом, положительный эффект достигается за счет появления возможности непрерывного контроля средней толщины покрытия в процессе его осаждения на деталь и управления продолжительностью процесса осаждения покрытия, позволяющего обеспечить гарантированное нанесение покрытия требуемой толщины Н_тр [м].

Заявляемый способ выполняется по следующим этапам.

Деталь через датчик нормальной нагрузки подключают к катоду и погружают в электролит. Определяют вес детали, погруженной в электролит, до нанесения покрытия [H]. Включают гальваническую установку и в процессе осаждения контролируют текущий вес детали, погруженной в электролит [Н]. Оценивают текущее значение средней толщины осажденного покрытия по формуле (3). При выполнении условия

гальваническую ванну отключают вручную или автоматически.

Возможен вариант вышеприведенного способа, в котором условием завершения процесса осаждения покрытия является достижение приращения веса детали с покрытием требуемого значения

В данном случае в процессе осаждения покрытия контролируют не толщину покрытия, а приращение веса детали, погруженной в электролит.

Пример реализации способа

Первый вариант. Медную пластину (площадью 0,4 дм²) соединили с катодом через тензометрический датчик веса, поместили в электролит серебрения. Измерили вес пластины в электролите до нанесения покрытия =1,7 Н. Включили гальваническую установку и наносили серебряное покрытие при плотности тока Δ=1А/дм² и температуре 18°С, непрерывно контролируя текущий вес пластины, погруженной в электролит , и рассчитывая текущее среднее значение толщины покрытия по формуле (3). При достижении расчетной величины толщины покрытия требуемого значения H_тр=20·10^-6 м, т.е. при выполнении условия (4), подача напряжения на электроды прекратилась.

Второй вариант. По формуле (5) рассчитали приращение веса пластины, погруженной в электролит (при плотности серебра 10,5 г/см³), соответствующее требуемой толщине покрытия H_тр=20-10^-6 м. Затем начали осаждение покрытия на медную пластину аналогично первому варианту, но в отличие от первого варианта контролировали не текущую толщину покрытия, а текущее изменение веса детали, погруженной в электролит. При достижении текущего изменения веса детали требуемого значения подача напряжения на электроды прекратилась.

Провели измерение толщины осажденного покрытия (по двум вариантам) профилометрическим методом. Средняя толщина покрытий в обоих случаях составила (20…22)·10^-6 м при требуемом значении 20·10^-6м, что подтверждает эффективность предложенного способа.

Используемая литература

1. ГОСТ 9.302-88. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля.

2. ГОСТ 9.305-84. Операции технологических процессов получения покрытий.

Способ определения толщины электролитического покрытия детали в процессе осаждения, включающий взвешивание детали, погруженной в электролит, в процессе осаждения покрытия, отличающийся тем, что определяют среднюю толщину покрытия Н_ср по зависимости

где S - площадь обрабатываемой детали, g - ускорение свободного падения, ρ_n - плотность материала покрытия, ρ_э - плотность электролита, - вес детали, погруженной в электролит, соответственно до начала осаждения покрытия и после осаждения покрытия в течение времени t, в процессе нанесения покрытия контролируют его величину Н_ср и при достижении условия Н_ср=Н_тр, где Н_тр - требуемая толщина покрытия, процесс осаждения покрытия прекращают.

Изобретение относится к электрическому контактированию плоского изделия в электролитических или химических жидкостных установках непрерывного действия. .

Способ струйной химической обработки и очистки поверхностей плоских изделий // 2426820

Изобретение относится к химической обработке струйным методом поверхностей размещаемых на подвесках деталей машиностроения и приборостроения и применимо в гальваническом производстве, производстве печатных плат и других производствах, использующих данный метод обработки.

Установка для электрофоретического лакирования // 2399699

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для лакирования изделий, в частности автомобильных кузовов. .

Устройство для микродугового оксидирования изделий из металлов и металлических сплавов // 2395631

Изобретение относится к оборудованию для электролитической обработки поверхностей изделий из металлов и металлических сплавов путем оксидирования. .

Устройство для питания гальванических ванн // 2374364

Изобретение относится к оборудованию для гальванотехники и используется для стабилизации тока источника питания гальванических ванн при нанесении покрытий путем осаждения металлов и сплавов с высокой точностью по толщине слоя.

Устройство для микродугового оксидирования // 2248416

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к устройствам для микродугового оксидирования поверхностей вентильных металлов. .

Устройство автоматического контроля процесса электроосаждения металла // 2241788

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно, к устройствам для электролитического получения цветных металлов в электролизерах с плоскими или пластинообразными электродами, в частности, к устройствам для автоматического контроля массы осаждаемого цинка на катодах электролизной ванны при управлении процессом электролиза.

Установка для электролитического нанесения металлического покрытия на ленты // 2228395

Изобретение относится к установке для электролитического нанесения металлического покрытия на ленты. .

Устройство для питания гальванических ванн // 2135647

Изобретение относится к оборудованию для гальванотехники и может быть использовано, например, при микродуговом оксидировании вентильных металлов и их сплавов или при нанесении покрытий путем осаждения металлов и их сплавов.

Способ управления равномерностью гальванических покрытий на автоматической линии // 2086714

Изобретение относится к гальванотехнике и предназначено для управления равномерностью гальванических покрытий на автоматической линии. .

Устройство для струйного травления плоского изделия // 2488646

Изобретение относится к химическому травлению струйным методом плоских поверхностей деталей машиностроения, приборостроения и электронной техники и может быть применимо в производстве печатных плат и плоских антенных решеток

Способ и устройство для контроля эффективности ванны металлического электроосаждения // 2553161

Изобретение относится к области гальванотехники. Устройство содержит электроды анод (5) и катод (6), соединенные с генератором (4) электрического тока, причем катод (6) состоит из множества отдельных образцов (9), выполненных с возможностью погружения в ванну электроосаждения и питаемых от регулируемого блока (11) электропитания, который соединен с генератором (4) тока и содержит средства (12) регулировки тока, текущего через катодные образцы, таким образом, чтобы через каждый из них протекал заданный ток. Катодные образцы (9) подвешены на подвижном держателе (10), расположенном выше ванны (3), для погружения в ванну только этих образцов. Способ включает этапы, на которых взвешивают отдельные образцы (9) перед их помещением на держатель (10), погружают в ванну на держателе, воздействуют по отдельности на образцы током выбранной и регулируемой силы, после осаждения покрытия образцы извлекают из ванны посредством держателя и взвешивают (9). Технический результат: повышение точности выбора параметров электроосаждения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство и способ нанесения электролитического покрытия на объект // 2635058

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения покрытия на проволоку. Устройство содержит электролитическую ванну (10) с электролитом (12), первый источник (16) постоянного тока, по меньшей мере один растворимый анод (14), который по меньшей мере частично погружен в электролит (12) и электропроводно соединен с положительным полюсом первого источника (16) тока, и по меньшей мере один катодный вывод (20), соединенный с отрицательным полюсом первого источника (16) тока, второй источник (24) постоянного тока, выполненный с возможностью эксплуатации независимо от первого источника (16) тока для регулирования концентрации металла в электролите и выравнивания разницы между анодным и катодным выходами по току, причем катодный вывод (20) электропроводно соединен с отрицательным полюсом второго источника постоянного тока и по меньшей мере один нерастворимый анод (22) по меньшей мере частично погружен в электролит (12) и электропроводно соединен с положительным полюсом второго источника (24) постоянного тока, причем предусмотрено несколько растворимых анодов (14), которые с нерастворимыми анодами (22) имеют, по существу, одинаковые размеры и число нерастворимых анодов является меньшим, чем число растворимых анодов, так что эффективная общая поверхность всех растворимых анодов (14) является большей, чем эффективная общая поверхность всех нерастворимых анодов (22). Оба источника (16, 24) тока могут эксплуатироваться независимо друг от друга для поддерживания содержания металла в электролите (12) в предварительно заданном диапазоне. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для изменения на два направления сливаемого из ванны потока обрабатывающей среды // 2643095

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано на линиях гальванохимической обработки деталей и/или печатных плат. Устройство содержит оснащенный коммутирующим механизмом корпус, вход которого соединен со сливным трубопроводом ванны, а два его выхода соединены трубопроводами со сборниками обрабатывающей среды процессной ванны различной концентрации, при этом корпус выполнен в виде замкнутого объема ∇-образного профиля, соединяемого своей верхней поверхностью со сливом ванны, боковые поверхности которого соединены с выходными трубопроводами, при этом коммутирующий механизм выполняют в виде оси, неразъемно соединенной с двухсторонним лотком и размещенной в отверстиях и/или клипсах-опорах в нижней части корпуса, в которой установлен ложемент для размещения лотка, оснащенный направляющими для стока обрабатывающей среды, при этом лоток выполнен с возможностью углового перемещения в зависимости от концентрации сливаемой обрабатывающей среды процессной ванны. Технический результат: снижение массогабаритных характеристик устройства и упрощение реализации последнего. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.