RU2015209C1 - Unit for chrome-plating small - sized articles - Google Patents

Abstract

FIELD: electroplating. SUBSTANCE: pressurized electrolyte can flow around the articles with increased intensity. In operation the distance between the articles and anode is reduced. The split anode may be used with different group potentials. In operation the electrolyte is purified on the closed cycle. The articles can be chrome-plates and washed in one and the same unit. Loading and discharge is accomplished by suitable mechanisms. In the operating position the body of unit has its rotational axis disposed at an optimum angle of 30 so as to provide for making the body of two cones. Polyhedral cross-section achieved enables omitting forge-rolling. EFFECT: simpler construction and higher quality of coating along with an increased thickness of the latter, extended technological possibilities on the closed cycle.

Description

Изобретение относится к гальванической обработке изделий, в частности к устройствам для нанесения хромовых покрытий на мелкие изделия, и может использоваться для электролитического полирования, снятия заусенцев и т.д. The invention relates to galvanic processing of products, in particular to devices for applying chromium coatings to small products, and can be used for electrolytic polishing, deburring, etc.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для хромирования мелких изделий, содержащее емкость-катод, анод и привод вращения, при этом емкость выполнена из нескольких усеченных конусов с разными углами наклона образующих и снабжена жестко закрепленным с анодом, при этом емкость выполнена из токопроводящего материала, а ее верхняя и нижняя части перфорированы. Closest to the proposed one is a device for chrome-plating small items containing a cathode-capacitor, an anode and a rotation drive, while the capacitance is made of several truncated cones with different angles of inclination of the generators and is provided with a rigidly fixed anode, while the capacitance is made of conductive material, and its upper and lower parts are perforated.

Недостатком этого устройства является сравнительно низкая производительность, что связано с необходимостью больших затрат времени как на вспомогательные операции, например выгрузки деталей, разъемом емкости, так и недостаточной интенсивностью процесса обмена электролита. Изменение концентрации продуктов распада осуществляется в устройстве только механическим перемешиванием при вращении. Непроизводительны затраты времени и на остановку привода вращения емкости для обеспечения ссыпки деталей, распределенных по стенкам за счет центробежных сил, на дно емкости. Высыпать через горловину мешает анод в центральной полости. Недостатком используемого механического перемешивания в данном устройстве является и геометрическая форма конусных перфорированных поверхностей, которая обтекаемая. The disadvantage of this device is the relatively low productivity, which is associated with the need for a large investment of time both for auxiliary operations, for example, unloading parts, a container connector, and the insufficient intensity of the electrolyte exchange process. The change in the concentration of decay products is carried out in the device only by mechanical stirring during rotation. It is unproductive expenditures of time for stopping the rotation drive of the tank to ensure the filling of parts distributed over the walls due to centrifugal forces to the bottom of the tank. The anode in the central cavity interferes with pouring through the neck. The disadvantage of the used mechanical mixing in this device is the geometric shape of the conical perforated surfaces, which is streamlined.

Односторонность расположения анода в центре полости обусловливает одностороннее покрытие в циклах между ссыпками деталей. Это создает неравномерность покрытия по окончании процесса, чему способствует также недостаточно равномерный контакт в группе деталей с конусной поверхностью емкости: имеют место преимущественные перемещения деталей по окружности при вращении с нарушением электрического контакта некоторых из них и самозачистка деталей неоднородна. The one-sided arrangement of the anode in the center of the cavity determines the one-sided coating in cycles between the parts. This creates a non-uniformity of the coating at the end of the process, which is also facilitated by insufficiently uniform contact in the group of parts with the conical surface of the container: there are predominant movements of the parts around the circle during rotation with the violation of the electrical contact of some of them and self-cleaning of the parts is heterogeneous.

Рассматриваемая конструкция представляет повышенную экологическую опасность, т. к. если снабдить стационарную емкость с электролитом сеткой электрической защиты от утечки ионизированных паров электролита, то действие ее не будет достаточно эффективным, так как большая часть электролита в такой конструкции окажется экранированной от ионизирующего излучения кронштейном, на котором крепится корпус подшипников и привод. The structure under consideration poses an increased environmental hazard, since if a stationary container with an electrolyte is equipped with an electrical protection grid against leakage of ionized electrolyte vapors, its effect will not be sufficiently effective, since most of the electrolyte in such a structure will be shielded from the ionizing radiation by a bracket, which mounts the bearing housing and drive.

Вертикальное расположение емкости загрузки деталей недостаточно технологично с точки зрения ионизации паров электролита и операций загрузки-выгрузки. The vertical arrangement of the loading capacity of parts is not technologically advanced from the point of view of ionization of electrolyte vapor and loading and unloading operations.

Нетехнологичность конструкции состоит не только в том, что операции загрузки-выгрузки являются ручными операциями, необходимо применение защитных средств, но и в том, что последующая промывка деталей не совмещена в одном технологическом цикле. The low-tech design consists not only in the fact that loading and unloading operations are manual operations, the use of protective equipment is necessary, but also in the fact that subsequent washing of the parts is not combined in one technological cycle.

Указанные недостатки обусловливают недостаточно широкие функциональные возможности устройств. These shortcomings determine the insufficiently wide functionality of the devices.

Существенным недостатком устройства является отсутствие очистки электролита от продуктов распада, образующихся в процессе электролиза. Это возможно осуществить введением дополнительной подачи электролита и контура непрерывной очистки во время работы. A significant disadvantage of the device is the lack of purification of the electrolyte from the decay products formed during the electrolysis. This can be done by introducing an additional supply of electrolyte and a continuous cleaning circuit during operation.

Цель изобретения - улучшение качества покрытия при возможности получения его большей толщины и расширения технологических возможностей при замкнутом технологическом цикле. The purpose of the invention is to improve the quality of the coating with the possibility of obtaining its greater thickness and the expansion of technological capabilities in a closed technological cycle.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее ванну, анод, емкость, привод вращения емкости, выполненной из нескольких усеченных конусов с разными углами наклона образующих, снабженной полым валом с размещенным внутри него токопроводящим элементом, соединенным с анодом, при этом емкость выполнена из токопроводящего материала, а ее верхняя и нижняя части перфорированы, дополнительный анод из нескольких элементов, охватывающих емкость, а центральный токопроводящий элемент выполнен полым и снабжен каналом для подвода электролита под давлением к распылителю на конце анода через фильтр и установлен с возможностью осевого перемещения синхронно с токовыми периодами изменения частоты вращения емкости, дополнительно введены двойной шарнир пространственной установки емкости в рабочее положение под оптимальным углом положения оси вращения емкости в 30-60^о и в поворотное положение выгрузки изделий с возможностью поворотов в ортогональных плоскостях, источник реверсирования тока для части анода центрального элемента, источник ионизации паров электролита и запорная сетка для улавливания ионизированных паров электролита, причем упомянутая сетка электрически соединена с дополнительным анодом, охватывающим емкость, при этом состыкованные конусы емкости в сечениях формируют многогранник, а в горловине выполнена полость.This goal is achieved by the fact that in the device containing the bath, the anode, the capacitance, the rotation drive of the capacitor, made of several truncated cones with different angles of inclination of the generators, is equipped with a hollow shaft with a conductive element located inside it, connected to the anode, while the capacitance is made of conductive material, and its upper and lower parts are perforated, an additional anode of several elements covering the capacitance, and the central conductive element is hollow and provided with a channel for supplying electric Olita under pressure to the spray gun on the end of the anode through the filter and is mounted for axial movement in synchronism with current periods capacitance change speed additionally introduced double joint spatial installation vessel in working position at the optimum angle position of the container axis of rotation 30-60 ^of pivoting and the position of unloading products with the possibility of turns in orthogonal planes, a source of current reversal for a part of the anode of the central element, an ionization source of electrolyte vapor and a mesh for collecting ionized electrolyte vapor, said mesh being electrically connected to an additional anode covering the container, while the joined cones of the container in cross sections form a polyhedron, and a cavity is made in the neck.

В предложенном устройстве осуществляется более интенсивный процесс удаления продуктов распада электролита и сравниваются скорости образования и разрушения окисной пленки коллоидальных соединений хрома за счет разбивания струей под давлением, причем используется очищаемый фильтрами электролит по замкнутому циклу. Изменение частоты вращения привода исключает необходимость его остановки, что дает преимущество увеличения производительности:
в первом токовом периоде 10 с осуществляется процесс покрытия прижатых деталей к стенкам конусов (в сечениях многогранников), а во втором коротком периоде детали ссыпаются на дно емкости. Возможность осевого изменения положения анода в центральной полости емкости обеспечивает минимальное расстояние между деталями и анодом, что уменьшает потери времени и электроэнергии и улучшает качество покрытия.In the proposed device, a more intensive process of removal of electrolyte decomposition products is carried out and the rates of formation and destruction of the oxide film of colloidal chromium compounds are compared by breaking under pressure using a closed-loop electrolyte filtered by filters. Changing the speed of the drive eliminates the need to stop it, which gives the advantage of increasing productivity:
in the first current period of 10 s, the process of coating pressed parts to the walls of the cones (in sections of polyhedra) is carried out, and in the second short period, the parts are poured onto the bottom of the tank. The possibility of axial changes in the position of the anode in the central cavity of the tank provides a minimum distance between the parts and the anode, which reduces the loss of time and energy and improves the quality of the coating.

Введение полости в горловине емкости возможно при изменяющем осевое положение аноде и это создает удобство загрузки-выгрузки, а введенный двойной шарнир создает возможность оптимального положения оси вращения емкости в рабочем состоянии и возможность пространственного перемещения деталей для промывки и выгрузки из емкости, стоящей рядом с ванной. The introduction of a cavity in the neck of the tank is possible with the anode changing the axial position and this creates the convenience of loading and unloading, and the introduced double hinge makes it possible to optimally position the axis of rotation of the tank in working condition and the possibility of spatial movement of parts for washing and unloading from the tank standing next to the bathtub.

При этом отпадает необходимость в ручных операциях разъема емкости и применения защитных средств оператора. This eliminates the need for manual operations of the tank connector and the use of protective equipment for the operator.

Такая конструкция создает условия эффективного предотвращения утечки паров электролита освещением от источника ионизации всей поверхности электролита через сетку, выполненной откидывающейся при изменении углового положения емкости и электрически соединенной с элементами дополнительного анода, а введение второго источника тока создает эффект двустороннего формирования процесса покрытия как со стороны центрального анода, так и с внешней стороны через перфорированные стенки емкости. Применение второго источника тока с кратковременным реверсированием тока для части анода создает, кроме того, лучшие условия обновления электролита и эффект уменьшения брака от неоднородности покрытия. This design creates the conditions for the effective prevention of leakage of electrolyte vapor by illumination from the ionization source of the entire surface of the electrolyte through a grid made reclining when the angular position of the container is changed and electrically connected to the elements of the additional anode, and the introduction of a second current source creates the effect of two-sided formation of the coating process from the side of the central anode and from the outside through the perforated walls of the tank. The use of a second current source with short-term current reversal for a part of the anode creates, in addition, better conditions for updating the electrolyte and the effect of reducing scrap from inhomogeneity of the coating.

Лучшему обновлению электролита вокруг деталей способствует и примененная форма емкости. The applied electrolyte shape also contributes to better electrolyte renewal around parts.

На чертеже дан общий вид предлагаемого устройства. The drawing shows a General view of the proposed device.

Устройство содержит емкость 1 для размещения деталей, анод 2 и 8, привод 3 вращения емкости, выполненной из усеченных конусов 4, 5 с разными углами наклона образующих и снабженной полым валом 6 с размещенным внутри его токопроводящим элементом 7, соединенным с анодом 8, источник 12. Емкость 1 выполнена из токопроводящего материала с перфорацией стенок. The device comprises a container 1 for accommodating parts, an anode 2 and 8, a rotational drive 3 of a container made of truncated cones 4, 5 with different angles of inclination of the generators and provided with a hollow shaft 6 with a conductive element 7 located inside it and connected to the anode 8, source 12 Capacity 1 is made of conductive material with perforation of the walls.

Анод 8 выполнен из элементов, охватывающих емкость 1, элемент 7 снабжен каналом подвода электролита под давлением к распылителю 9 на его конце и соединен магистралью с выходом фильтра 10 очистки электролита. The anode 8 is made of elements covering the container 1, the element 7 is provided with a channel for supplying electrolyte under pressure to the atomizer 9 at its end and is connected by a line to the output of the filter 10 for cleaning the electrolyte.

Двойной шарнир 11 предназначен для установки емкости 1 в рабочее положение под оптимальным углом 30^о положения оси вращения.The double hinge 11 is designed to install the tank 1 in operating position at an optimum angle of 30 ^{about the} position of the axis of rotation.

Источник 12 реверсирования тока соединен с частью анодов 2 и 8 центральным токопроводящим элементом. A current reversing source 12 is connected to a part of the anodes 2 and 8 by a central conductive element.

Запорная поворотная сетка 13 ионизированных паров электролита от источника 14 электрически соединена с анодом 8. The locking rotary grid 13 of ionized electrolyte vapor from the source 14 is electrically connected to the anode 8.

Усеченные конусы 4, 5 в сечениях формируют многогранник, а в горловине емкости 1 выполнена полость 15 выгрузки-загрузки деталей. Truncated cones 4, 5 in cross sections form a polyhedron, and in the neck of the tank 1 a cavity 15 of the unloading-loading parts is made.

Фильтр очистки 10 в контуре возврата очищенного электролита снабжен обратным клапаном 16. The purification filter 10 in the return circuit of the purified electrolyte is equipped with a check valve 16.

Привод 17 осевого перемещения анода 2 соединен с поворотной частью двойного шарнира 11. The drive 17 of the axial movement of the anode 2 is connected to the rotary part of the double hinge 11.

Источник 14 излучения ультрафиолетовых лучей вмонтирован в отражатель 18. В рабочем положении излучение источника 14 ионизирует пары электролита, заряжая их положительно. В результате отталкивания одноименных зарядов от положительно заряженной сетки 13 создается защита от их утечки в атмосферу. The source of radiation of ultraviolet rays is mounted in the reflector 18. In the working position, the radiation of the source 14 ionizes the electrolyte vapor, charging them positively. The repulsion of the same charges from a positively charged grid 13 creates protection against leakage into the atmosphere.

В состоянии загрузки емкости 1 включение привода 3 и источника тока 12 создает распределение деталей по стенкам емкости за счет центробежных сил. In the state of loading the tank 1, the inclusion of the drive 3 and the current source 12 creates a distribution of parts along the walls of the tank due to centrifugal forces.

После осуществления распределения анод 2 занимает положение (пунктир) наименьшего расстояния до деталей в среде электролита, а распылителем 9 осуществляется дополнительное обтекание деталей электролитом с эффектом разрушения на них окисной пленки коллоидальных соединений хрома. After distribution, the anode 2 occupies the position (dashed line) of the smallest distance to the parts in the electrolyte medium, and the atomizer 9 additionally flows around the parts with electrolyte with the effect of the destruction of the oxide film of colloidal chromium compounds on them.

Электролит поступает очищенный фильтром 10. При этом скорость хромирования возрастает. The electrolyte enters cleaned by filter 10. At the same time, the speed of chromium plating increases.

В процессе хромирования детали перемещаются по образующим конусов, а ввиду того, что сечения емкости имеют форму многогранника, уменьшено относительно круговое перемещение деталей и увеличен эффект смывания электролитом. In the process of chromium plating, the parts move along the generatrices of the cones, and due to the fact that the section of the container has the shape of a polyhedron, the relatively circular movement of the parts is reduced and the effect of washing off the electrolyte is increased.

Во втором периоде цикла частота вращения привода уменьшается и детали ссыпаются на дно емкости. In the second period of the cycle, the rotational speed of the drive decreases and parts are poured onto the bottom of the tank.

Одновременно осуществляется перемещение анода 2 в первоначальное положение, а процесс хромирования продолжается в короткой части цикла при реверсе тока. Потенциалы деталей изменяются, а реверсирование тока создает эффект химического обновления электролита, омывающего детали. At the same time, the anode 2 is moved to its original position, and the chrome plating process continues in the short part of the cycle when the current is reversed. The potentials of the parts change, and the reversal of the current creates the effect of chemical renewal of the electrolyte washing the parts.

Далее цикл повторяется, а их количество применяется в зависимости от требуемой толщины покрытия. Next, the cycle repeats, and their number is applied depending on the required coating thickness.

В предложенном устройстве толщина покрытия может быть получена до 9 мкм, что в несколько раз больше по сравнению с известными аналогичными устройствами. In the proposed device, the coating thickness can be obtained up to 9 μm, which is several times larger compared to known similar devices.

По окончании процесса емкость на двойном шарнире 11 занимает пространственное положение, дающее возможность произвести выгрузку изделий и промывку в соответствующих позициях. Для выгрузки при застревании деталей в полости 15 включают привод вращения и реверсируют привод. То есть не требуется ручного труда оператора. В соответствующем положении может происходить и загрузка без разъема емкости, в противоположность базовому устройству. Увеличение интенсивности обтекания деталей электролитом под давлением, меняющиеся промежутки между деталями и анодом 2 в процессе работы, использование дополнительного анода 8, не прерывая очистки электролита в процессе работы по замкнутому циклу создают комплексный эффект повышения качества покрытия, в частности возможность увеличения толщины покрытия. At the end of the process, the tank on the double hinge 11 occupies a spatial position, making it possible to unload the products and rinse in the corresponding positions. For unloading when stuck parts in the cavity 15 include a rotation drive and reverse the drive. That is, the operator’s manual labor is not required. In the corresponding position, loading without a tank connector can occur, as opposed to the basic device. The increase in the intensity of electrolyte flow around parts under pressure, the changing gaps between the parts and the anode 2 during operation, the use of an additional anode 8, without interrupting the purification of the electrolyte during closed loop operation, create a complex effect of increasing the quality of the coating, in particular, the possibility of increasing the coating thickness.

Преимуществом предложенного устройства является и расширение его функциональных возможностей, так как на одной установке можно производить хромирование и промывку при механизированной загрузке и выгрузке. An advantage of the proposed device is the expansion of its functional capabilities, as it is possible to perform chromium plating and washing at a single installation during mechanized loading and unloading.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРОМИРОВАНИЯ МЕЛКИХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее ванну, анод, емкость из токопроводящего материала для размещения изделий, выполненную в виде двух усеченных конусов с разными углами наклона образующих и соединенную с полым валом, смонтированным внутри него токопроводящим элементом, соединенным с анодом, привод вращения емкости, нижняя и верхняя части которой имеют перфорацию, отличающееся тем, что при возможности получения большей толщины покрытия и расширения технологических возможностей при замкнутом технологическом цикле, оно снабжено дополнительным анодом в виде отдельных элементов, смонтированных с возможностью охвата емкости, фильтром, распылителем, двойным шарниром для монтажа емкости в рабочее положение под оптимальным углом положения оси вращения емкости в 30^o и в положение промывки и выгрузки изделий, источником для реверсирования тока анода источником ионизации и запорной поворотной сетке ионизированных паров электромита, электрически соединенной с дополнительным анодом, при этом токопроводящий элемент выполнен с каналом для подвода электролита под давлением из ванны через фильтр очистки к распылителю, смонтированному на торце анода и установлен с возможностью осевого перемещения синхронно с периодами изменения частоты вращения емкости, а горловина емкости выполнена с полостью для выгрузки деталей.A device for chrome-plating small products, containing a bath, anode, a container of conductive material for placing products, made in the form of two truncated cones with different angles of inclination of the generators and connected to a hollow shaft mounted inside it by a conductive element connected to the anode, a rotation drive of the container, the lower and upper parts of which have a perforation, characterized in that if it is possible to obtain a greater coating thickness and expand technological capabilities with a closed technological cycle, about provided with an additional anode in the form of separate elements mounted with the possibility of coverage capacitance filter, spray, double hinge for mounting the container in the operative position at the optimum angle container rotation axis position in ^o 30 and to position flushing and discharging articles source for reversing the anode current an ionization source and a locking rotary grid of ionized electrolyte vapor, electrically connected to an additional anode, while the conductive element is made with a channel for supplying electrolyte under pressure from the bath to the spray gun through a cleaning filter is mounted on the anode end and is mounted for axial movement in synchronism with the periods of the container rotation frequency change, and the container mouth is formed with the cavity for discharging parts.

Images