УСТАНОВКА ДЛЯ ХРОМИРОВАНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ
APPARATUS FOR CHROMISING LONG ARTICLES

Изобретение относится к области электролитического нанесения металлических покрытий и может быть использовано для хромирования преимущественно длинномерных тел вращения.
Известно устройство для нанесения покрытия на длинномерные изделия, содержащее проточную ванну-ячейку с крышкой, размещенный в ней анод, выполненный в виде профилей корытообразной формы, заполненных электродным материалом, рабочие поверхности которых размещены коаксиально изделию, систему подвода и отвода электролита, источник тока и токоподводы, при этом устройство снабжено механизмом поворота изделия относительно продольной оси и обоймами дугообразной формы, установленными в ванне-ячейке, причем профили анода смонтированы на внутренней поверхности обойм с возможностью установочного перемещения в радиальном направлении (SU 1203134, C25D 7/06, опубл. 07.01.1986). Данное устройство выполнено по схеме горизонтального размещения и с полным погружением в электролит обрабатываемой детали, что требует значительного объема используемого электролита и больших габаритов ванны. Это способствует ухудшению экологических параметров окружающей среды за счет использования значительных объемов электролита.
Недостатком данного устройства является низкое качество покрытия, в частности, его неравномерность при хромирования длинномерных тел вращения, например, валов и штоков. Это вызвано неравномерной плотностью тока по хромируемой поверхности заготовки, что приводит к неравномерному росту осажденного хромового покрытия.
Наиболее близкой к изобретению, взятой заявителем в качестве прототипа, является установка для хромирования длинномерных изделий, содержащая проточную ванну с размещенным в ней анодом, системы подвода и отвода электролита, механизм вращения изделия, выпрямитель тока и токоподводы, систему вытяжной вентиляции, при этом ванна снабжена перегородками, образующими между собой камеру хромирования, а между собой и соседними стенками ванны - сливные камеры, причем наружные торцевые стенки ванны и перегородки имеют профильные вырезы, соосные изделию, а сливные камеры сообщены с системой отвода электролита, при этом перегородки ванны снабжены съемными заслонками, которые установлены в профильных вырезах перегородок и имеют профильные вырезы, расположенные коаксиально с изделием (RU 2542198, C25D 7/06, C25D 19/00, опубл. 20.02.2015 г.). Установка снабжена устройством для горизонтального перемещения ванны вдоль изделия, а ванна снабжена дополнительной перегородкой со съемной заслонкой с образованием дополнительной камеры в ванне со стороны выхода готового изделия и системой регулируемой подачи воды на изделие и ее отвода, образующими систему промывки готового изделия.
Недостатком этой установки, как и в случае с аналогом, является невысокое качество покрытия, в частности, его неравномерность при хромирования длинномерных тел вращения, например, валов и штоков.
Технический результат заявляемого устройства направлен на получение качественного покрытия по всей поверхности длинномерного изделия при уменьшении объема используемого электролита.
Технический результат достигается том, что установка для хромирования длинномерных изделий содержит проточную ванну с размещенным в ней анодом, системы подвода и отвода электролита, механизм вращения изделия, опоры для изделия, источник тока и токоподводы, систему вытяжной вентиляции, устройство горизонтального перемещения ванны вдоль изделия, при этом ванна снабжена перегородками, образующими между собой камеру хромирования, а между собой и соседними стенками ванны - сливные камеры, наружные торцевые стенки ванны и перегородки имеют профильные вырезы, соосные изделию, а сливные камеры сообщены с системой отвода электролита, перегородки ванны снабжены съемными заслонками, которые установлены в профильных вырезах перегородок и имеют профильные вырезы, расположенные коаксиально с изделием, ванна снабжена дополнительной перегородкой со съемной заслонкой с образованием дополнительной камеры в ванне со стороны выхода готового изделия. При этом устройство горизонтального перемещения ванны, размещенной на баке с электролитом, установлено на рельсовых направляющих и выполнено с возможностью перемещения со скоростью 1-500 мм/мин посредством электроприводов, с торцов которых установлены левая бабка с размещенным на ней механизмом вращения изделия, источником тока и правая бабка с размещенным на ней механизмом вращения изделия при частоте вращения изделия 10-50 об/мин, при этом ванна выполнена с возможностью автоматического регулирования по высоте посредством механизма подъема. С двух сторон ванны на входе и выходе изделия установлена система регулируемой подачи газожидкостной смеси «вода-воздух».
Наличие автоматической регулировки высоты подъема ванны хромирования обеспечивает точное регулирование толщины слоя электролита, следовательно, повышается точность расхода электролита. В качестве механизма подъема могут использоваться домкраты с электроприводом.
Размещение с двух сторон ванны на входе и выходе изделия системы регулируемой подачи газожидкостной смеси «вода-воздух» обеспечивает малый расход воды и направленную подачу смеси, что позволит не увеличивать значительно объем электролита в баке. А также позволяет обеспечивать качество нанесения покрытия за счет того, что газожидкостной смесью смывается вся грязь с обрабатываемого изделия.
При горизонтальном перемещении ванны со скоростью менее 1 мм/мин высока вероятность возникновения внутренних дефектов покрытия, таких как сверхтвердые дендритные наросты, растрескивание покрытия, а при перемещении ванны со скоростью более 500 мм/мин возникает вероятность неравномерности покрытия вдоль оси хромируемой заготовки, а также возникновения внутренних дефектов в виде пористости, нарушения сплошности покрытия. Частота вращения изделия, выбранная менее 10 об/мин, не обеспечивает равномерности покрытия и требуемого его качества, т.к. при таких режимах нанесения велика вероятность отслоения хромового покрытия от основного металла заготовки. Частота вращения изделия более 50 об/мин приведет к интенсивному износу частей оборудования, обеспечивающих равномерность вращения заготовки, что отрицательно скажется на стабильности свойств и равномерности наносимого твердохромового покрытия.
Таким образом, данная установка для хромирования длинномерных изделий обеспечивает получение качественного изделия большей длины.
Сущность заявляемой установки поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема общего вида установки (вид спереди), на фиг. 2а - ванна, общий вид (разрез), фиг. 2б - разрез А-А на фиг. 2а.
Установка для хромирования длинномерных изделий 1 содержит станину 2 с направляющими, на которых установлен с возможностью горизонтального перемещения бак 3 с электролитом и проточная ванна 4 (фиг. 1, фиг. 2) с размещенным в ней анодом 5. С торцов на станине 2 установлены левая бабка 6 с размещенным на ней средством вращения изделия 7, источником тока 8, правая бабка 9 со средством вращения изделия 10. В качестве средства опоры 11 изделия используют домкрат. Установка содержит систему 12 подвода и систему 13 отвода электролита из бака 3 с электролитом, систему 14 вытяжной вентиляции.
Ванна 4 установлена на баке 3 с электролитом с возможностью автоматического регулирования по высоте посредством механизма подъема 15, например, домкраты с электроприводом. С двух сторон ванны на входе и выходе изделия установлена система регулируемой подачи газожидкостной смеси «вода-воздух» 16 и 17.
Ванна 4 (фиг. 2а, фиг. 2б) снабжена перегородками 18, 19, образующими между собой камеру хромирования 20. Между перегородками 18, 19 и соседними стенками ванны 4 - наружной торцевой стенкой 20 образованы сливные камеры 21, 22. Наружные торцевые стенки 23, 24 ванны 4 и перегородки 18, 19 имеют профильные вырезы 25, соосные изделию 1. Сливные камеры 21, 22 сообщены с системой 13 отвода электролита. Анод 5 имеет Г-образную форму, причем по всей поверхности рабочей поверхности анода равномерно расположены отверстия 26.
Ванна 4 может быть снабжена крышкой (не показано), установленной с возможностью откидывания. Наружные стенки ванны 4 выполнены из титана, а внутренние - из фторопласта. Такое выполнение обеспечивает работоспособность установки, так как эти материалы являются устойчивыми к воздействию на них продуктов хромирования.
Устройство работает следующим образом.
Изделие 1 загружают в ванну 4 и на опоры 11 и соединяют механически с механизмом 7 вращения изделия 1, после чего отводят опоры 11. С помощью автоматического средства 15 регулирования выставляют высоту подъема ванны 4. В зависимости от размера изделия 1 по высоте ванну 4 выставляют с учетом того, что расстояние от анода 5 до обрабатываемого изделия 1 должно быть 20-25 см, что обеспечивает автоматическую регулировку толщины нанесения твердохромового покрытия.
Из системы 12 подвода электролита в камеру 20 хромирования подают электролит до погружения вала изделия 1 на половину. Затем включают систему 14 вытяжной вентиляции, механизм 7 вращения изделия 1, источник тока 8. Включают систему 16 и 17 подачи газожидкостной смеси «вода-воздух» на входе и выходе изделия из ванны. После чего включают электроприводы 27 для горизонтального перемещения бака 3 электролита с ванной 4 по направляющим станины 2 вдоль изделия 1. Процесс перемещения ванны 4 ведут со скоростью 1-500 мм/мин, при частоте вращения заготовки 10-50 об/мин. После завершения процесса хромирования система регулируемой подачи газожидкостной смеси «вода-воздух» 16 и 17 выключается. Все это обеспечивает очистку готового изделия от продуктов хромирования, грязи. Использованная вода поступает в бак 3 с электролитом. Добавление воздушной смеси в систему с водой обеспечивает маленький расход воды и направленную подачу смеси, что позволит не увеличивать значительно объем электролита в баке.
После завершения процесса хромирования изделие 1 с нанесенным покрытием заданной толщины извлекают из ванны 4.
3
Заявленная установка обеспечивает нанесение качественных хромовых покрытий толщиной 40 мкм на валы диаметром до 320 мм и длиной до 4000 мм при мощности выпрямителя тока до 1500 А и при расходе электролита 0,7 м, в течение 40 мин.