ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОНАТИРАНИЯ

Полезная модель относится к области электрохимической обработки металлической поверхности, в частности к устройствам, применяемым при электронатирании металлических изделий.
Электронатирание - один из методов нанесения гальванических покрытий. Этот процесс относится к вневанным способам наращивания на поверхность гальванических покрытий, для которого не требуется использования крупногабаритных гальванических ванн, резервуаров, соответствующих объемов электролитов и прочих аксессуаров. Сущность его заключается в том, что к детали (являющейся в данном случае электродом-катодом) подключают провод, идущий от отрицательного полюса источника питания постоянным током. Анодом служит угольный или металлический стержень, который обертывают специальным адсорбирующим материалом, пропитывают электролитом и соединяют с положительным полюсом источника. Переход металла с электролита на восстанавливаемую деталь осуществляется во время перемещения анода по покрываемой поверхности. Материал, который пропитан гелеобразным электролитом, является как бы электролитической ванной, и при включенном токе начинается процесс электролиза. При этом положительно заряженные ионы металла, находящиеся в электролите, при соприкосновении с поверхностью детали, соединенной с отрицательным выходом источника, восстанавливаются на поверхности детали в виде чистого металла.
Использование электронатирания позволяет наносить или наращивать слой металла на любом участке площади поверхности детали без необходимости ее демонтажа или снятия.
Известен также электрод для электронатирания, состоящий из электропроводного корпуса, с торцовых сторон которого установлены элементы для крепления тампона, расположенного вдоль электропроводного корпуса [Авт.свид. СССР 507671, кл. С25D 19/00, опуб. 09.04.76].
Недостатками данного устройства являются плохое натяжение тампона и ненадежность его фиксирования, медленный обмен электролита в рабочей зоне и плохие условия для выхода газообразных продуктов, что не обеспечивает надежной работы при возвратно-поступательном движении электрода, снижает качество покрытия и повышает его шероховатость из-за слабого воздействия тампона на покрываемую поверхность.
Известен электрод для электронатирания [Патент РФ 2234561, МПК C25D 5/06, опуб.20.08.2004 г], который может быть использован для электролитического наращивания и съема металла, содержащий электропроводный корпус, тампон и средства для крепления тампона. Указанная техническая задача решается тем, что предлагаемый электрод содержит электропроводный корпус, элементы для крепления тампона, расположенные с торцовых сторон корпуса с возможностью поворота относительно друг друга, и тампон, закрепленный непосредственно на элементах. При этом тампон выполнен в виде упругой пневмокамеры. Для предотвращения износа упругая пневмокамера заключена в защитную оболочку.
Наличие тампона в виде упругой пневмокамеры позволяет обеспечить постоянное усилие воздействия трением тампона на покрываемую поверхность и за счет этого поддерживать постоянные условия электролиза при постепенном растворении электропроводного корпуса в электролите, что повышает качество покрытия. Облегчается и ускоряется настройка электрода под определенный диаметр, а также ввод его внутрь покрываемой поверхности, что повышает производительность технологического процесса электроосаждения.
Указанная конструкция требует внесения дополнительных деталей -пневмокамеры, защитной оболочки; требуется также производить наддув воздуха. Все это делает электрод слишком громоздким и усложняет его эксплуатацию. Кроме того, приспособления для закрепления тампона неизбежно при электронатирании будут царапать поверхность обрабатываемой детали.
Более близкой по технической сущности является конструкция электрода [Авт.свидет. СССР 685727 МПК 25D 5/04, опуб. 15.09.1979]. Этот анод выполнен полым, облицован поролоном, имеет по наружной поверхности три косых среза. При работе чаша анода заполняется электролитом; свободный проход электролита и обильное смачивание адсорбирующего материала (поролона) обеспечиваются за счет трех рядов отверстий в каждом секторе электрода. Плоские срезы на наружной поверхности обеспечивают прерывистость электролитического процесса при вращении анода. Хорошее и равномерное смачивание поролона по всей его высоте и окружности и уменьшение угла контакта электродов за счет срезов способствуют равномерному распределению силовых линий электрического поля и образованию равномерного по толщине слоя покрытия поверхности.
Однако адсорбирующий материал - поролон довольно быстро изнашивается и крошится, оставляя частички на обрабатываемой поверхности, царапая и загрязняя ее. Недостатками рассмотренных тампонов является сложность их конструкции и изготовления, и кроме того - трудоемкость при эксплуатации. Несмотря на конструктивные сложности, постоянное надавливание тампона на поверхность изделия и равномерность слоя при нанесении по-прежнему определяется физическими усилиями оператора.
Задачей при создании предлагаемого устройства является создание электрода для нанесения электронатирания, простого в исполнении и эксплуатации, обеспечивающего равномерность покрытия и исключающего царапание покрываемого изделия.
Сущность состоит в том, что предложен электрод для электронатирания, включающий анод и тампон, пропитываемый электролитом, отличающейся тем, что тампон выполнен из прямоугольных полос ткани со срезанными углами, причем первый слой находится на аноде, образуя плотно надетый чехол, и на этом чехле с обеих сторон прикреплены сложенные вдвое полосы ткани, и по краям сложенных полос тампона делается два продольных шва, расстояние между которыми, соответствует диаметру рабочего электрода, а в верхней части, имеются два дополнительных шва, расстояние которых от края полос составляет 3-10 мм и более.
При этом концы полосы материи, находящейся по центру, направлены в одну сторону (после прошивки, в нее будет вставляться рабочий электрод), а остальные полосы складываются пополам и располагаются с обеих сторон полосы концами в другую сторону.
Тампон выполнен, по крайней мере, из шести сложенных вдвое полос ткани.
После прошивки внешние края материи будут являться контактной частью, используемой для нанесения металлопокрытия. Швы позволяют удерживать вместе "лепестки" тампона, тем самым, обеспечивая достаточную плотность рабочей поверхности тампона, предотвращая касание электродом поверхности детали и устраняя возможный риск оцарапать ее поверхность. Прошивка в верхней части тампона позволяет осуществлять процесс нанесения металлопокрытия не только боковыми, но и верхней кромкой тампона, например при необходимости покрытии полостей, углублений и других труднодоступных частей детали. Наличие нескольких слоев материи обеспечивает большую впитываемость и тем самым, удержание достаточного количества гелеобразного электролита, и соответственно отсутствие необходимости частого макания тампона в емкость с химическим реагентом.
Ширина кромки тампона между швом крепления и краем может варьироваться в зависимости от того, какое металлопокрытие и на какую поверхность наносится электролит и каковы размеры электрода в целом.
На Фигуре 1 представлено фото разработанного электрода в готовом виде, на который надет тампон (А - анфас; В - профиль).
На Фигуре 2 схематически показаны: - поз.1 - конец электрода, на который надевается тампон, поз.2 - центральная полоса, («чехол»), прошитая по краям и надеваемая непосредственно на электрод (концы полос направлены в сторону «жала» электрода), поз.3 - боковая полоса.
Для изготовления полос тампона желательна мягкая, но упругая и хорошо пропитываемая натуральная ткань, хотя подходит и другая впитывающая ткань. Готовый тампон надевают на конец электрода, при намокании материал тампона разбухает и плотно охватывает металлический электрод.
Устройство работает следующим образом: электрод с надетым тампоном погружают в специально подготовленный гелеобразный электролит и удерживают в нем некоторое время до полного пропитывания всех слоев ткани. При проведении процесса электроосаждения, на электрод подается электрический ток и оператор, проводя тампоном по металлической поверхности детали, осуществляет процесс нанесения металлопокрытия. За счет того, что гелеобразный электролит пропитывает все слои ткани и удерживается между ними, постепенно стекая в процессе электронатирания на рабочую кромку тампона и тем самым подпитывая ее, обеспечивается достаточная длительность процесса, без необходимости частого смачивания тампона в электролите. В результате достигается равномерное, без царапин, покрытие обрабатываемой поверхности.
Несмотря на кажущуюся простоту, использование данного приспособления обеспечивает высокую скорость осаждения, хорошую равномерность металлического покрытия, высокое качество его поверхностной структуры и, позволяет исключить механические дефекты, царапание рабочей поверхности, способные происходить при использовании аналогичных по цели использования тампонов.