УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ
DEVICE FOR MANUFACTURE OF ELECTRODEPOSITED COATINGS

Изобретение относится к электрохимии, в частности к устройствам для осаждения электролитических покрытий, в том числе композиционных и покрытий золотом изделий электронной техники.
Известно устройство для осаждения композиционных электролитических покрытий [1]. Устройство для осаждения композиционных электролитических покрытий содержит ванну с электродами, дно которой выполнено в виде набора полуцилиндрических профилей, перемешивающий механизм, выполненный в виде перфорированных трубок с соплами, напорную систему, кольцевой заборный элемент и приспособление для размещения деталей, причем перфорированные трубки установлены с возможностью осевого перемещения и соединены с помощью сальника с кольцевым заборным элементом.
Недостатками этой установки являются:
- сложность перемешивающего механизма, применяемые в нем подвижные сальниковые уплотнения недолговечны, часто выходят из строя и замена их затруднена;
- нет подогрева электролита.
Известно устройство для осаждения композиционных электролитических покрытий - прототип - [2]. Устройство содержит ванну с электродами, дно которой выполнено в виде набора полуцилиндрических профилей, перемешивающий механизм, выполненный в виде перфорированных трубок с соплами, напорную систему, кольцевой заборный элемент и приспособление для размещения деталей. Устройство имеет два исполнительных механизма для регулирования расхода электролита, два распределительных коллектора и два дополнительных трубопровода.
Основными недостатками такого устройства является:
- перфорированные трубки могут засоряться частицами электролита и заменить их невозможно;
- детали, на которые наносится электролит, неподвижны, качество покрытия снижается;
- нет подогрева электролита;
- возможность расслоения электролита, особенно в "застойных" зонах, при обработке сложнопрофилированных деталей, что может приводить, например, к различной толщине получаемых покрытий.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение качества наносимых покрытий на изделия, а также повышение производительности и надежности работы устройства.
Технический результат достигается тем, что устройство содержит ванну с электродами, перемешивающий механизм, напорную систему, кольцевой заборный элемент и приспособление для размещения деталей. Перемешивающий механизм выполнен в виде вихревого насоса, вал которого снабжен лопастями, помещенного в ванну так, что его заборное отверстие размещено вблизи дна, а к напорному отверстию подключены, по крайней мере, две трубки, расположенные параллельно дну ванны, выходное отверстие каждой заглушено, а на боковой поверхности выполнены отверстия, направленные в сторону дна, и барабанчика, имеющего на боковой поверхности отверстия и ребра, параллельные его оси, закрепленного на штанге с возможностью вращения вокруг своей оси, штанга установлена под наклоном к корпусу ванны с возможностью вращения, так что ось барабанчика описывает телесный угол 90° в центре ванны и поступательно перемещается вверх-вниз, приспособление для размещения деталей выполнено в виде трех параллельных штанг, причем средняя катодная выполнена с возможностью горизонтального перемещения и колебания, корпус ванны выполнен нагреваемым.
Мелкие детали могут быть размещены в барабанчике.
Перемешивающий механизм выполнен в виде вихревого насоса и его можно разместить непосредственно в ванне, что позволяет сделать конструкцию более компактной. Вихревой насос помещен в ванну так, что его заборное отверстие размещено вблизи дна, а к напорному отверстию подключены, по крайней мере, две трубки. Через заборное отверстие раствор электролита поступает в насос, тщательно перемешивается в вихревом потоке и через напорное отверстие поступает в трубки.
Трубки расположены параллельно дну ванны, выходное отверстие каждой заглушено, а на боковой поверхности выполнены отверстия, направленные в сторону дна. Выходя из отверстий, электролит ударяется о дно ванны, дополнительно перемешивается и направляется вверх ванны к катодной штанге, на которой размещена деталь.
Вал насоса по всей высоте выполнен с лопастями, что позволяет дополнительно перемешивать электролит
Барабанчик имеет на боковой поверхности отверстия и ребра, параллельные его оси, закреплен на штанге, установленной под наклоном к корпусу ванны, с возможностью вращения вокруг своей оси. Барабанчик вращается вместе со штангой так, что его ось описывает телесный угол 90° в центре ванны, что позволяет перемешивать электролит в глубине ванны.
Детали, размещенные в барабанчике, перемещаются вместе с поступающим через боковые отверстия электролитом. Тем самым достигается качественное покрытие деталей.
Приспособление для размещения деталей выполнено в виде трех параллельных штанг, при этом средняя катодная выполнена с возможностью горизонтального перемещения и колебания, что позволяет лучше омывать электролитом поверхности размещенной на ней детали и, следовательно, получить качественное покрытие ее.
Корпус ванны выполнен нагреваемым с возможностью регулирования его температуры. Подогрев увеличивает интенсивность удаления пузырьков воздуха из электролита и с поверхностей деталей.
Устройство для осаждения электролитических покрытий поясняется чертежом.
На фиг.1 представлено устройство для осаждения электролитических покрытий, где:
1 - ванна;
2 - вихревой насос;
3 - вал насоса;
4 - лопасть;
5 - трубка;
6 - барабанчик;
7 - штанг;
8 - анодная штанга;
9 - катодная штанга 9;
10 - отверстия трубки;
11 - деталь.
Пример.
Устройство для осаждения электролитических покрытий содержит ванну 1, в которой установлен вихревой насос 2, имеющий вал 3, снабженный по всей длине лопастями 4, так что его заборное отверстие размещено вблизи дна, а к напорному отверстию подключены две трубки 5 диаметром 20 мм, расположенные параллельно дну ванны. Выходное отверстие каждой трубки 5 заглушено, а на боковой поверхности выполнены отверстия 10 диаметром 3 мм, направленные в сторону дна. Все детали насоса 2 и трубки 5 изготовлены из фторопласта. Барабанчик 6 выполнен в виде цилиндра из фторопласта с отверстиями и ребрами, параллельными его оси. Барабанчик 6 закреплен на штанге 7 с возможностью вращения вокруг своей оси. Штанга 7 установлена на корпусе ванны 1 с возможностью вращения, так что ось барабанчика 6 описывает телесный угол 90° в центре ванны 1 и поступательно перемещается вверх-вниз.
Крупные детали 11 подвешены на катодной штанге 9, выполненной из меди, которая горизонтально перемещается с амплитудой 40±5 мм и колеблется с частотой 30 колеб./мин. Мелкие детали 11 могут быть помещены в барабанчик 6.
Корпус ванны 1 выполнен полым из двух частей. Наружная поверхность корпуса выполнена из нержавеющей стали, а внутренняя из полипропилена. Полость заполнена водой. Температура воды 90°C, что обеспечивает равномерный нагрев электролита до 65°C.
Устройство работает следующим образом.
Ванна 1 заполнена холодным электролитом. Включают вихревой насос 2 и перемешивают электролит. Подогревают корпус ванны 1. Крупные детали 11 размещают на штанге 9. Мелкие детали помещают внутрь барабанчика 6, который закрепляют на штанге 7. Включают насос 2, насос и вал 3 с лопастями 4 перемешивают электролит. Включают приводы движения барабанчика 6 и штанг 7 и 9. Регулировка скоростей вращения и частоты колебаний проводится в течение процесса. Длительность процесса фиксируется таймером. Обработка крупных деталей и мелких может проводиться отдельно.
Предлагаемое устройство использовано в экспериментальном образце для золочения. Гальваническое покрытие было нанесено на контакты и группы контактов для антенных устройств и электровакуумных приборов.
Испытания на вибрацию и удар показали высокую устойчивость покрытия.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР №831877, М. Кл. C25D, 17/02.
2. Патент RU №2042745, МПК C25D, 17/02, C25D 21/10 - прототип.