КАТОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Полезная модель относится к металлургии, более конкретно к области электролитического нанесения цветных металлов, в частности цинка.
Известен катод для электролитического нанесения цветных металлов, содержащий основу в виде пластины из алюминия, алюминиевого сплава или подобного ему материала прямоугольной формы, одна из коротких сторон которой заканчивается поддерживающим стержнем, при этом обе длинные боковые кромки пластины, перпендикулярные к стержню, закрыты защитным диэлектрическим материалом, кроме того, в пластине выполнен сквозной паз, начинающийся, по крайней мере, на одной из длинных кромок и размещенный непосредственно у стержня на том же уровне, что и защитный диэлектрический материал - вхождения в контакт с пластиной горизонтальных отделителей, осуществляющих отделение верхней кромки осажденных слоев цинка, в пазе, имеющем высоту большую, чем ширина отделителей, размещена вставка из кислотостойкого диэлектрического материала, наружные поверхности которой выполнены плоскими и компланарными с поверхностями пластины, а форма совпадает с
формой паза, вставка и паз имеют средства, препятствующие перемещению вставки, в частности, паз имеет сужения, расположенные с обеих сторон от входа в паз, и шунтовое соединения кромок паза с противоположными кромками вставки (см. патент RU №2095490, МПК С 25 С 7/02, опубл. 11.10.1997 г.).
Недостатком данной конструкции катода является низкая надежность соединения вставки из кислотостойкого диэлектрического материала с пластиной катода. Это обусловлено тем, что паз для размещения вставки выполнен сквозным, а вставка непосредственно запрессована в полость паза, что приводит к выпадению вставки из-за возможных имеющих место перекосов алюминиевой пластины катода или небольших неточностях заводки отделителей.
Такое крепление вставки в сквозном пазу делает проблематичным повторное использование катода при выпадении вставок и их повторной установке, так как края сквозного паза при этом сминаются или разрушаются.
Все это снижает срок службы катода и удорожает производство.
Известен катод для электролитического нанесения цветных металлов, выбранный в качестве ближайшего аналога, содержащий
основу в виде пластины из алюминия, алюминиевого сплава или подобного ему материала прямоугольной формы, одна из коротких сторон которой заканчивается поддерживающим стержнем, обе длинные боковые кромки пластины, перпендикулярные к стержню, закрыты защитным диэлектрическим материалом, в пластине выполнен паз, начинающийся, по крайней мере, на одной из длинных кромок и размещенный непосредственно у стержня на уровне защитного диэлектрического материала и вхождения в контакт с пластиной горизонтальных отделителей, осуществляющих отделение верхней кромки осажденных слоев цветных металлов, имеющий высоту большую, чем ширина отделителей, и представляющий собой выемки с обеих боковых сторон пластины, в пазе размещена вставка из кислотостойкого диэлектрического материала, наружные поверхности которой выполнены плоскими и компланарными с поверхностями пластины, а форма совпадает с формой паза, при этом пластина имеет средство, препятствующее перемещению вставки в пазу, в качестве которого используется вставка П-образного сечения с выполнением ее боковых стенок под углом 1-5° по отношению к плоскости, перпендикулярной основанию вставки (см. патент RU №2221089, МПК-7: С 25 С 7/02, опубл. 10.01.2004 г.).
По мнению авторов этой известной конструкции с ее помощью достигается повышение срока службы катода для электролитического нанесения цветных металлов, за счет более надежного соединения вставки с пластиной и возможности многократной замены вставок.
Однако, проблема недостаточно надежного соединения вставки с телом пластины, у известной конструкции остается.
Это связано как правило с тем фактом, что вставка в пазу установлена на клею, а операция нанесения клея на поверхности выемок, ручная, что не исключает пропуски при нанесении клея на поверхности и, как следствие, не исключает проникновение электролита под материал вставки и выход катода из строя.
Закрепление вставки на клею, особенно при плохой наладке сдирной машины, может привести к срыву вставки и также выходу из строя катода.
Кроме того, использование дорогостоящего кислотостойкого клея значительно увеличивает стоимость катода.
Таким образом, техническим результатом, на решение которого направлена данная полезная модель, является устранение данных недостатков, в частности повышение срока службы катода для электролитического нанесения цветных металлов за счет
обеспечения более надежного соединения вставки с пластиной катода и исключения выпадения вставки из паза.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной конструкции катода для электролитического нанесения цветных металлов, содержащем основу в виде пластины из алюминия прямоугольной формы, одна из коротких сторон которой заканчивается поддерживающим стержнем, обе длинные боковые кромки пластины, перпендикулярные к стержню, закрыты защитным диэлектрическим материалом, в пластине, на одной из ее длинных кромок, выполнен паз, утопленный по отношению к кромке, размещенный на уровне защитного диэлектрического материала и вхождения в контакт с пластиной горизонтальных отделителей, имеющий высоту большую чем ширина отделителей и представляющий собой выемки с обеих сторон пластины, в пазе установлена вставка из кислотостойкого диэлектрического материала, наружные поверхности которой выполнены плоскими, а форма совпадает с формой паза и, для препятствования ее перемещению в пазу, имеет П-образное сечение, согласно полезной модели, пластина в области выполненных выемок, имеет сквозные отверстия, паз и вставка по длине имеют переменную высоту максимальную в средней части и минимальную по
краям, в местах их сопряжения с боковой гранью, а фиксация вставки в пазу при этом, осуществляется горячим формованием. Наличие в пластине в области выполненных выемок сквозных отверстий, выполнение паза и вставки по длине с переменной высотой, соответственно - максимальную в средней части и минимальную - по краям, в местах их сопряжения с боковой кромкой, а также фиксация вставки в пазу горячим формованием позволяет значительно повысить надежность соединения вставки с телом пластины в пазу.
Это обеспечивается, во-первых, за счет возникшей химической связи материала вставки с материалом пластины катода, что предотвращает доступ электролита между материалом вставки и пластиной.
Кроме того, это обеспечивается за счет того, что горячая пластическая масса проникая в сквозные отверстия в пластине в области выполненных выемок, формирует единую, монолитную конструкцию высокой прочности. Пластическая масса в этих сквозных отверстиях как бы армирует материал вставки, что усиливает качество ее крепления в пазу.
Переменная высота паза и вставки еще в большей степени способствует повышению качества крепления вставки в пазу
пластины. Именно заявляемое выполнение формы паза и вставки практически полностью исключает какие-либо перемещения или смещения вставки в той или иной плоскости.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена принципиальная схема катода; на фиг.2 - вид Б на фиг.1(увеличено); на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - принципиальная схема катодной пластины без боковых защитных планок и вставки; на фиг.5 - вид С на фиг.4; на фиг.6 - сечение В-В на фиг.5.
Катод для электролитического нанесения цветных металлов, содержит основу 1 в виде пластины прямоугольной формы. На короткой стороне 2 пластины 1 расположен поддерживающий стержень 3. Стержень 3 представляет собой головку катода и используется для поддержания катода в электролитической ванне (не показана) и перемещения катода с помощью подъемного устройства (не показано) для чего головка катода снабжена сверху кольцами или крюками 4. На длинных боковых кромках 5 пластины 1, перпендикулярных к стержню 3 расположены планки 6, выполненные из защитного диэлектрического материала, которые предотвращают осаждение
цинка на боковые кромки 5 пластины 1. В пластине 1 выполнен паз 7, размещенный на уровне вхождения в контакт с пластиной 1 горизонтальных отделителей (не показаны), осуществляющих отделение верхней кромки осажденных слоев цинка.
Паз 7 имеет высоту большую, чем ширина отделителей и представляет собой выемки 8 с обеих боковых сторон пластины 1 и выполнен утопленным по отношению к боковой кромке 5 пластины 1. Пластина 1 в области выполненных выемок 8 имеет сквозные отверстия 9. Паз 7 по длине имеют переменную высоту - максимальную в середине паза и минимальную по краям, в местах его сопряжения с боковой гранью. В пазе 7 помещена вставка 10 из кислотостойкого диэлектрического материала. Вставка 10 имеет П-образное поперечное сечение. Вставка 10 имеет по длине переменное сечение: максимальную высоту в средней части и минимальную высоту по краям, в местах ее сопряжения с боковой гранью. Наружные поверхности 11 вставки 10 выполненными плоскими, а ее форма совпадает с формой паза 7.
Фиксация вставки 10 в пазу 7 осуществляется горячим формованием на станке собственной конструкции.
Горячее формование осуществляют с помощью пресс-формы, изготовленной на предприятии, в которую устанавливают пластину 1 катода и фиксируют в ней. Пресс-форма при этом заранее разогрета до температуры 70°. После фиксации пластины 1 в пресс-форме она смыкается при давлении 0,6 Мпа.
После этого производится впрыск термопластичной массы, разогретой до температуры 210±10° при давлении 0,5 Мпа. При достижении давления сжатия до 0,55 Мпа при впрыске производят выдержку в течение 5-10 сек (в зависимости от температуры окружающей среды). После завершения впрыска неохлажденная пресс-форма размыкается, срезается литниковая система и извлекается готовое изделие. Пресс-форма выполнена термостабилизированной - имеющей систему нагрева и охлаждения. Устройство работает следующим образом. Горизонтальные отделители (не показаны) легко скользят по поверхности вставки 10 до тех пор, пока они не достигают слоев цинка, осажденных на поверхности пластины 1, осуществляя их отделение от указанной пластины 1.