Установка для електролітичного нанесення термостійкого покриття

Корисна модель відноситься до матеріалознавства, зокрема до установок для нанесення термостійкого покриття з алюмінію, диборидтитану, на основі кремнію, з мікродобавками нікелю та вольфраму, міді на графіті та ін. Для забезпечення широкої гамми покриттів, різноманітних по характеру та конфігурації деталей (круг, квадрат, прямокутник та ін.), необхідна універсальна установка, котра в промислових умовах забезпечувала б високу продуктивність та високу якість покриття за рахунок рівномірного прогріву ванни електроліту. Для зниження витрат металів доцільно забезпечити якомога точніше занурення виробу до ванни розплава на необхідну глибину та можливість позиційного регулювання занурення в широких межах. Відомий пристрій для нанесення покриття [А.С. №643548, МКИ С23С5/00, 1979р.] який містить корпус, електрод та привід обертання обробляємих виробів (деталей) відносно електрода, контактний підпружинений ролик для взаємодії з оброблюваними виробами і додатковий електрод у вигляді циліндра, встановленим коаксильно підпружиненому ролику. До недоліків пристрою можна віднести: - складність конструкції через необхідність установки порожнистого циліндричного додаткового електрода, контактного підпружиненого ролика, забезпечення герметичності корпуса, який контактує з ізоляційним матеріалом; - прилад розраховано лише на вироби однієї форми (деталі клапану); - прилад призначений для використання киплячого шару та його не можна використовувати для ванни з рідким електролітом. Відома установка для гальванічної обробки деталей [А.С. №1375687 А2, С25D17/06,1987р.], підвіска котрої містить кронштейни, гнучкі елементи у вигляді сильфона для закріплення кронштейнів до каркасу підвіски, пару сфер, встановлених співвісно гнучким елементам та клини, які мають можливості пересування між вертикальною частиною кронштейнів та каркасом в площині розміщення гнучких елементів та сфер. Пристрій має ряд недоліків: - можливість встановлення виробів лише шля хом навісу на крюки, тобто виріб повинен мати спеціальні отвори; - виключена можливість занурення виробів в електроліт площиною на необхідну глибину. Найбільш близьким за сукупністю ознак до заявляємої установки є пристрій для нанесення покриття [Патент UА, №10686U, кл.7 С25D5/06, 2005р.], який містить ванну, вертикальну колонну з поворотною консоллю, блоки з огинаючим їх канатом, прилаштованим до противаги і консолі та штоку з рейковим приводом. До штоку прилаштована траверса з оброблюваними виробами. Недоліки пристрою: - здійснюється непрямий нагрів ванни з електролітом за допомогою електроспіралей, розташованих у футеровці корпусу печі. Збільшуються енерговитрати на нагрів футеровки та безпосередньо ванни печі; - знижується продуктивність установки; - підвіска установки забезпечує встановлення та закріплення тільки деталей круглої форми з отвором та не є універсальною; - площа ванни з електролітом заповнена графітовими стаканами, які являються катодами, що не дозволяє примінити більш прогресивний метод нагріву у ви гляді електричної дуги. В основу корисної моделі поставлено завдання розробки установки для електролітичного нанесення термостійкого покриття, в котрій за рахунок нових конструктивних рішень механізмів підвіски та фіксації обробляємих виробів, маніпулятора для їх загрузки та вигрузки забезпечується підвищення продуктивності установки та скорочення витрат електроліту. Для вирішення поставленого завдання в установці для електролітичного нанесення термостійких покриттів, яка містить ванну з електролітом, вертикальну колонну з поворотною консоллю, блоки з огинаючим їх канатом, прилаштованим до противаги і консолі, шток з рейковим приводом, підвіску, згідно корисної моделі до опорного кронштейну прилаштовані графітові електроди, а у днищі корпусу печі розміщено подовий електрод, на кронштейні корпусу печі закріплений маніпулятор, що містить важіль з рухомим тягарем, який шарнірно закріплений на поворотній опорі. та спирається на вертикально-рухомий упор, на кінці важеля закріплена електроізоляційна втулка, до котрої приєднана підвіска, у чотирьох прорізах якої встановлені Т-подібні пластини з упорами та шарнірними захватами. Установка для електролітичного нанесення термостійкого покриття наведена на Фіг.1, 2. Установка складається з корпусу печі 1, в днищі якого розташовано подовий електрод 2, зверху на корпусі встановлено маніпулятор 3 з підвіскою 4, закріплений на кронштейні 5, електроди 6 закріплені на поворотній консолі 7, каретка котрої встановлена з можливістю переміщення по вертикальній колоні 8. До каретки консолі 7 через канат 9 прилаштована противага 10, що розташована в середині вертикальної колони 8. До каретки поворотної консолі 7 шарнірно прилаштовано шток 11 з рейковим приводом 12, вертикальна колона 8 встановлена в опорну трубу 13 з зазором та можливістю обертання навколо своєї осі. Підвіска 4 з ’єднана з важелем 14, закріпленим шарнірно на обертаємій опорі 15. На важелі закріплено тягар 16 перед рукояткою 17. До важеля шарнірно прикріплена електроізоляційна втулка 18, до стрижня 19 якої прилаштована підвіска 4. На кронштейні 5 встановлено вертикально-рухомий упор 20 важеля 14, що закріплений на різі стрижня 21. Підвіска 4 має прорізи 22, в яких встановлені Т-подібні пластини 23 з упорами 24 та шарнірно прилаштованими захватами 25, які упираються в виріб 26. Установка працює наступним чином. Маніпулятор 3 з підвіскою 4 за допомогою рукоятки важеля 14 обертаються на шарнірній опорі 15 на 180° в бік від ємності печі 1. До підвіски 4 закріплюється обробляємий виріб 26. Для цього в прорізах 22 радіально роздвигаються Т-подібні пластини 23, звільнивши спеціальні кріплення. Упори 24 викручують таким чином, щоб шарнірно прилаштовані захвати 25 повернулися на певний кут відносно Т-подібних пластин 23 та між захватами розмістився виріб 26. Після цього захвати встановлюють вертикально шляхом завертання упорів 24 та закріплення болтів Т-подібних пластин 23. Одночасно з відвертанням маніпулятора 3 вручну повертають вертикальну колону 8 з поворотною консоллю 7 відносно опорної труби 13. Електроди встановлюють навпроти ванни електроліту печі 1. Після чого за допомогою приводу 12 та рейки 11 каретка поворотної консолі 7 з електродами 6 опускається донизу по стійці 8 у ванну печі. Починається нагрів електроліту до необхідної температури, за рахунок електричної дуги між електродами 6 та подовим електродом 2. Після цього електроди 6 з поворотної консоллю 7 та кареткою підіймаються вгору по стійці 8 за допомогою рейки 11 та приводу 12. Переміщення консолі 7 значно полегшується завдяки противаги 10, прилаштованої канатом 9 до консолі 7. Стійку 8 повертають на 180° відносно колони 8 в протилежний бік від печі 1. Маніпулятор 3 з підвіскою 4, в котрій закріплено виріб 26, повертають важіль 14 за рукоятку 17 з рухомим тягарем 16, відносно поворотної опори 15. Встановлюють виріб 26 навпроти ванни електроліту та опускають униз до занурення в електроліт на необхідну глибину, яка регулюється упором 20 шляхом обертання його по різі стрижня 21. Підіймаючи упор вище або нижче досягається необхідне занурення виробу. Після покриття виробу 26, він разом з підвіскою 4 важелем 14 через рукоятку 17 віддаляється з ванни електроліта та відводиться на 180° в бік від печі. Пристрій має ряд переваг: - наявність поворотної стійки, з'єднаної через каретку з поворотною консоллю, та рейки з приводом дозволяє швидко забирати електроди з ванни (підйом та поворот). Врівноважені електроди дозволяють економити витрати електроенергії; - встановлення маніпулятора з важелем керування на поворотній опорі та шарнірному закріпленні на ньому підвіски суттєво полегшує та спрощує загрузку та вигр узку виробів у ванну; - розташування в пазах підвіски Т-подібних пластин з упорами та шарнірними захватами забезпечують можливість закріплювати до підвіски деталі будь якої форми, що розширює номенклатуру обробляємих виробів; - наявність регулюємого упора для важеля маніпулятора дозволяє точно встановлювати глибину занурення виробів в розчин електроліту. Конструкція пристрою розширює можливість та номенклатуру оброблюваних виробів, підвищує продуктивність установки. Випробування установки для електролітичного нанесення термостійкого покриття показали, що підвіска забезпечує закріплення виробів різної форми: круглі, прямокутні та ін. Час підготовки до процесу електролізу, загруження та вигруження виробів зводиться до мінімуму. Для здійснення електролізу проводиться підігрів електроліту з перегрівом до +50°С, що виключає кипіння електроліту, а значить випаровування та забруднення навколишнього середовища. Наприклад для алюмінію при температурі електролізу +720°С, перегрів - досягає +750°С. Аналогічні результати отримані і для інших розчинів: TiBO2+Ni+Si; Si+W та мідь на графіті. Якість покриття відповідає технологічним вимогам. Підвіска з Т-подібними пластинами та можливістю їх радіального переміщення з шарнірними захватами та упорами забезпечувала захват виробів різноманітної конфігурації. Наявність маніпулятора закріпленого шарнірно на поворотній опорі і забезпеченого важелем з рухомим тягарем та рукояткою, дозволяє вручну відводити підвіску в бік від ванни, для закріплення та зняття виробів. Регулюючий упор на кронштейні ємності обмежує висоту опускання підвіски з виробом до ванни електроліту, та дає можливість регулювати глибину занурення деталей в електроліт. В цілому розроблена установка скорочує час обробки виробів, підвищує продуктивність та точність занурення виробів ; знижує витрати електроліту.