Пристрій для електролітичного нанесення композиційних покриттів

ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН ПОЛЬЗОВАНИЯ О 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С С С Р ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3482201/22-02 (22) 18.08.82 (72) И.М.Федорченко, В.А.Даниленко и М.В.Лучка ь ( 7 І ) Ордена Трудового Красного Знамени институт пооблем материаловедения А УССР Н (53) 621.357.1 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР № 753929, кл. С 25 D 19/00, 1976. 2, Самсонов Г,В. и др.- Исследование процесса нанесения композиционных покрытий на основе карбида т и т а н а . - "Порошковая металлургия", № 7Т 1976, C.53-S6. ( 5 4 ) ( 5 7 ) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ, содержащее электролизер с г о р и з о н т а л ь н о расположенным к а т о дом, систему обеспечения заданного реинма э л е к т р о л и з а , механизм п е р е м е шивания ч а с т и ц в э л е к т р о л и т е с п р и водом и исполнительным о р г а н о м , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения к а ч е с т в а к о м п о з и ционных э л е к т р о л и т и ч е с к и х покрытий путем повышения точности в а р ь и р о в а ния содержания в о с а д к е вкпючений, увеличения крупности соосаждаемых ч а с т и ц , с о з д а н и я композиционных э л е к т р о л и т и ч е с к и х покрытий с р е г у лируемым содержанием ч а с т и ц н а п о л н и т е л я по е г о толщине, привод механизма перемешивания э л е к т р о л и т а с н а б жен электромагнитным клапаном и выполнен в 'виде д в у х программных реле времени - о с н о в н о г о и д о п о л н и т е л ь н о г о , подключенного п а р а л л е л ь н о выходу основного реле т и линии задержки, причем выход дополнительного реле через линию задержки соединен с входом основного реле, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что катод уста- £ новлен с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси. і С о О) О5 СЛ СО 1 106A 659 2 Изобретение относится к области концентрации - 2 к г / м 3 быстро уменьэлектрохимических производств и слушается, в связи с чем невозможно п о жит для получения гальваничеслучить осадки постоянного с о с т а в а ких осадков композиционного по толщине покрытия; использование состава матрично наполненного 5 программного реле времени с постоян— н.1м соотношением длительности имтипа из электролитов, содерпульсов перемешивания и седиментажащих добавки нерастворимых в нем ции частиц в электролите не п о з в о л я частиц порошка наполнителя. ет получать покрытия с изменяющимиИзвестна установка для нанесения f 0 ся в широких пределах содержанием композиционных покрытий, содержащая частиц наполнителя по толщине о с а д ванну, систему электродов, систему ка (покрытий с монотонно увеличиваюподачи растворов [ l j . щимся по толщине количеством вклюДанная установка не позволяет п о чений, послойно чередующихся о с а д лучить осадки постоянного состава по толщине ,так как в ней не предусмот- *5 ков с различным содержанием включений и т . п . ) . Это обстоятельство рены средства регулировашюго перемеограничивает возможности процесса шивания и подачи электролита. получения с помощью описанного у с т Из известных устройств для н а н е с е ройства композиционных электролиния композиционных электролитических тических покрытий, обладающих требуепокрытий наиболее близким по технп- 20 млми свойствами, и исключает возможческой сущности и достигаемому р е ность корректирования в процессе зультату является элсь гролизер с электролиза параметров перемешивагоризонтальным расположением катода ния электролита, которые являются • и анода, выполненный из немагнитноопределяющими» Кроме т о г о , применего материала, снабж^ нный магнитной ^5 ние магнитной мешалки в качестве и с мешалкой и программным реле времеполнительного' механизма перемети— ни, задающим определенную длительвания частиц в электролите ограничиность и частоту периодического вклювает применение частиц крупностью чения перемешивания частиц в электроболее !60 мкм, а также круг материалите [ 2 J , 30 лов, пригодных для изготовления При проведении процесса совместэлектролизера. ного электроосаждення металла или Целью изобретения является улучсплава на горизонтально расположеншение качества композиционных э л е к т ной поверхности катода и частиц порошка, находящегося в периодически 35 ролитических покрытии путем повышения точности варьирования содержаперемешиваемом эпектролитр ,, с помощью ния в осадке включений, увеличение известного устройства для осаждения крупности соссаждаемых частиц, с о з композиционных электролитических покдание композиционных электролитичесрытий наряду с шщелечием гальванического осадка происходит рключение 40 ких покрытий с регулируемым с о д е р жанием частиц наполнителя по его т о л последним до 34 об„% токолроводящих щине . частиц зернистостью 160 + 3 мкм. Устройство работает при постоянном с о о т Поставленная цель д о с т и г а е т с я ношении длительностей импульсов перетем, что в устройстве для э л е к т р о мешивания электролита н седимента45 литического нанесения композиционных ции в нем частиц, которое задается покрытий, содержащем электролизер в каждом конкретном случае програмс горизонтально расположенным катомным реле времени в пг>«п,епах 45; 13 дом, систему обеспечения заданного ^5:515 с, обеспечивая при этом в режима электролиза, механизм п е р е зависимости от крупности применяемых 20 вешивания частиц в электролите с причастиц соответствующее объемное с о годом и исполнительным органом, держание включений в покрытии. гривод механизма перемешивания элект ролита снабжен эпект ромагнитным к л а Однако такое устройство имеет ряд ганом и выполнен в виде двух п р о г существенных недостатков, главным из которых являются следующие: с т е - 55 раммных реле времени - основного и дополнительного, подключенного п а чением времени нанесение покрытий раллельно выходу основного р е л е , и количество частиц в электролите при • линии задержки, причем выход диполсравнительно небольшой исходной их 1064659 чен к реле 13 через нормально замкнительного реле через линию задержки нутую или нормально разомкнутую соединен с входом основного реле. пару контактов 14, Катод установлен с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси. Устройство работает следующим Выход дополнительного реле че5 образом. При включении источника 7 рез линию задержки длительностью на поверхности расположенного го1-10 с обратной связью связан с вхоризонтально, катода происходит дом основного реле и с точностью электрохимическое осаждение металла + 0,5 с корректирует длительность или сплава.из раствора электрои периодичность включения исполнитель- 10 лита при одновременом осаждении ного органа в пределах от 0,1 дочастиц наполнителя, доставляемых 10 мин. При этом одинаковая точк поверхности катода из объема < • ность регулирования содержания крупэлектролита путем естественной сенозернистых включений по всей поверхдиментации в поле гравитации. Выности горизонтально расположенного 15 деление металлического осадка проискатода, в том числе обращенной ко ходит непрерывно, в течение всего дну электролизера, обеспечивается процесса электролиза, скорость выдеустановкой катода с возможностью ления его задается и поддерживается вращения вокруг оои. Угловая скона определенном уровне приборами рость вращения катода кратна поло20 контроля режима электролиза. Досвине длительности импульса перемешитавка и включение крупнозернистых вания частиц в электролите. Коррекчастиц осуществляется лишь при оттирование длительности задержки вклюсутствии перемешивания электролита, чения контактов основного реле вре*адля обеспечения непрерывного процесмени в интервале 1 - 10 с точностью 25 са доставки частиц из объема элект+ 0,5 с осуществляется параллельным ролита необходимо поддержать часподключением последовательно соедитицы во взвешенном состоянии, что ненных электрических емкостей по возможно только гри наличии интен0(1 мкФ каждая. сивного перемешивания электролита. Эту функцию выполняет электромагнитНа чертеже схематически изображе- зо ный клапан 4 в магистрали 5 подат • но устройство'. чи сжатого воздуха через трубку 6 Устройство состоит из электролинепосредственно в электролит. Длизера 1 с горизонтально расположенным тельность импульсов перемешивания катодом 2 и анодом 3, исполнительэлектролита и седиментации в нем ного органа механизма периодичес* С где (Г - толщина покрытия; Л. катодный выход металла по току; с - электрохимический эквивалент; д" - плотность металла матрицы; р э - плотность электролита; % - ускорение силы тяжести; 5 - площадь катода; V - объем электролита в электролизере , Устройство может быть использовано во всех гальванических цехах и участках без дополнительных капитальных вложении, в частности для получения материалов с покрытиями из веществ, несовместимых с точки зрения получения их традиционными -TOO зо методами спекания, плавления, синт- _ (o - t fit /C o ) теза, диффузионного насыщения. Например, химически невзаимодейстгде к = 1,2,3, вующих веществ, материалов с большой разницей температур плавления 35 и т.п. С помощью разработанного К =• количество циклов переустройства можно не только регулимешивание-седиментация; ровать объемное содержание включеі - время электролиза; ние осадка, но и в широких преде- длительность импульса пе ремешив ания; 40 лах, с большой точностью получать комбинированные осадки с различным - длительность паузы (им— содержанием включений по их тол-* пупъса седиментации }; .(1Ї щине (слоистые, чередующиеся и т.п.). - объемная концентрация При этом достигается повышение изчастиц в покрытии после |-го импульса переме- 45 носо- и коррозионной стойкости изделий, расширяется область рабочих шивания; температур покрытий, термоэмиссион- средний размер частиц; ные или другие свойства поверхнос- исходная, рецептурная ти изделий. концентрация частиц в электролите; 50 Экономический эффект от внедрения устройства составит более D - катодная плотность тока; 3 млн.руб в год. 1064659 Редактор А.Павлова Составитель А.Пятибратов Техред С.Мигунова Корректор Л.Пилипенко Заказ 4519/ДСП Тираж 426 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ЇЇПП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4