Способ стабилизации токовых параметров в процессе гальванопокрытий на токе переменной полярности

(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) ЗаЯвлено 05,07.76 (21) 2379505/22-0с присоединением заявки,рй 21 12 Государственный коСССРпо делам нзобрети открытий мите Приоритет 58) УДК 621, 357Опубликовано 050479,Бюллетень % 13 Дата опубликования описания 050479(ТЗ) Авторы изобретения Гуткин и Д.Я. Усеино 4 ОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОКОВЫХ ПАРАИЕТРО ПРОЦЕССЕ ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЙ НА ТОКЕ ПЕРЕМЕННОЙ ПОЛЯРНОСТИлярности объясняется тем, что зависимо ежду углом поворота регулирующего органа (реохорда) и величиной тока ванны во время прямой полярности нелинейна из-за синусоидальной Формы кривой выпрямляемого напряжения,Кроме того, время возврата лирующего органа в нулевое пол ние из одного и того же положения зависит от целого ряда случайных факторов (состояния смазки, температуры, износа спирали реохорда и т.д.).Наличие люфтов и износ шестерен редуктора реохорда будет увеличивать или уменьшать время возврата его в нулевое положение в зависимости от того, двигался ли реохорд в конце периода прямой полярности в сторону увеличения или в сторону уменьшения тока. Это сть мрегу ожеУказанные снижению осно са производит И Целью изоб шение ттроизво качества галь Цель дости дию времени и ЗО обратной поляркорреканныт .в Изобретение относится к гальвани ческому нанесению покрытий на токе переменной полярности и может быть применено в процессах меднения, цинкования, хромировання и др.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля токовых параметров в процессе хромирования на токе переменной полярности,обеспечивающий стабилизацию тока период прямой полярности и постоянст во количества электричества во вре" мя периодов тока обратной полярности По этому способу производится автоматическая коррекция длительности периодов обратной полярности в прямо пропорциональной зависимости от величины, определяющей положение регулирующего органа в конце периода пропускания тока прямой полярности, путем отсчета времени, необходимого для возврата регулирующего органа Ътз положения, занимаемого им в конце периода прямой полярности, в нулевое положение при движении его с постони ной скоростью 11.Однако этот способ не обеспечивает высокой точности стабилизации количества электричества обратной понедостатки приводят кных показателей проце ельностн и качества. ретения является повндительности процесса и анопокрытий,ается тем, что отекания тока в ности производя3 655 обратно пропорциональной зависимости от величины отклонения тока ванны, протекающего в конце периода прямой полярности, от его номинального эна" чения.Сигнал, пропорциональный технологическому току в конце периода пря 5 мой полярности, преобразуется во временной сигнал, корректирующий длительность периода обратной, полярности так чтобы сохранялось постоянство количества электричества, протекающего )0 через ванну в периоды обратной полярности.Предлагаемый способ поясняется чертежаья, где на фиг.1 изображена блок-схема устройства, реализующего. способ; на фиг,2 - график (программа) изменения тока ванны при хромировании; на фиг,З - осциллограмма тока; на фиг.4 - график изменения тока при меднении, цинковании, кадмировании и др. процессах гальванопокрытий.Сигнал, пропорциональный технологическому току, протекающему через ванну 1 (фиг,1) от управляемого тиристорного выпрямителя 2, снимается с шунта 3 и усиливается усилителем 4, 25 откуда сигнал поступает на управляеьий тиристорный выпрямитель 2 (цепь автоматического регулирования) и на элемент 5 памяти, запоминающий его величину в конце периода прямой поляр ности. Затем в элементе б выявляется его отклонение от номинала, Разностный сигнал от элемента б поступает на усилитель 7. Усиленный разностный сигнал подается на временной элемент 8, превращающий его в выдержку времени, обратно пропорциональную отклонению технологического тока от номинала, Временной элемент соединен с реле времени обратной полярности управляемого выпрямителя 2 и осуществляет автоматическую корректировку времени обратной полярности в обратно пропорциональной зависимости от отклонения тока в конце периода прямой полярности от номинального значения.45При хромировании на токе переменной полярности применяется сложная программа изменения тока ванны (фиг,2), обеспечивающая, повышение чистоты поверхности хромовых покрытий, большую 50 их равномерность и снижение внутренних напряжений.После кратковременного периода анодного декапирования 1 и кратковременной паузы ( включается первый дли тельный период прямой полярности 1 . В конце периода 1 э возникает опасность ускоренного роста кристаллов хрома около образовавшихся центров кристаллизации, но во время кратковременного периода обратной полярности(порядка 20 сек) поверхность хрома подвергается анодному растворению, и очаги кристаллизации разрушаются. Следующий эа этим период прямой полярности 1 (порядка 15 мин) начинается с посте:пенного нарастания тока от 30 дономинальной величины в течении вре"мени 1, Далее циклы периодов прямойи обратной полярности повторяютсяопределенное число раэ в зависимости от требуемой толщины хромовогопокрытия. При необходимости получитьсетку микротрещин (пористый хром)процесс заканчивается длительнымпериодом обратной полярности - периодом дехромирования 17 .Указанная программа изменения тока на ванне обеспечивает хорошеесцепление хрома с основным материалом и между отдельными слоями.Период 1.( обеспечивает растворение оксидных пленок на поверхностидетали.Период Ф необходим для того,чтобы растворенные соли железа частично диффундировали из анодыойпленки.Период 1 З представляет собой толчок тока прямой полярности, так какток включается без постепенного нарастания, Это Обеспечивает хорошеесцепление первого слоя хрома с основным металлом. Период 1 беретсяболее длительным,чем последующие периоды прямой полярности, чтобыобразовать достаточно прочный первый слой хрома,Постепениое нарастание тока впоследующих периодах прямой полярности необходимо потому, что вследствие пассивности хромового покрытия сцепление одного слоя хрома. сдругим (после анодного декапирования) получается лучше при постепенномнарастании тока до номинальной величины,На фиг.2 показана программа изменения тока ванны. Осциллограмма тока отличается от нее тем, что, несмотря на наличие системы автоматического регулирования (стабилизации) тока ванны, величина последнего приработе ванны непрерывно изменяетсяв заданных узких пределах, что обусловлено влиянием закономерных и случайных внешних факторов (напряжением питающей сети, состоянием контактов на подвесках ванны, температурыи состава электролита и др,). Этиизменения (фиг.З) особенно заметныв периоды обратной полярности, которые начинаются с резкого броска тока ванны, обусловленного тем, чтов первый момент при переключенииванны с прямой полярности на обратную поверхность детали (которая была катодом) не эапассивирована. Далее наблюдается быстрый спад токаванны, обусловленный тем, что поверхность детали (включенной анодом)быстро пассивируется.Нестабильность тока ванны в короткий период обратной полярностиособенно вредна, так как при обрат"ной полярности выход по току составляет 100, в то время кк при прямой полярности - 12-15. Если небольшие колебания тока прямой полярности приводят только к некоторому колебанию толщины осажденного хрома и мало влияют на его качество, то при об-ратной полярности эти колебания опас- б ны, так как приводят или к излишнему растравлению хромированной поверхности и резкому снижению производительности работы ванны при увеличении тока или к снижению чистоты по верхности покрытия из-эа роста дендритов хрома при уменьшении тока.Аналогичные явления имеют место при меднении, цинковании, кадмировании и других гальванических процессах, осуществляемых на токе обратной полярности. При этих процессах периоды прямой и обратной полярности (фиг.4) значительно короче, чем при хромировании, и составляют соответст-, венно 5-20 сек и 0,2-2 сек. Несмотря на кратковременность периодов обратной полярности, их влияние на результаты очень существенно, в частности на производительность ванн и на каг чество покрытий.Способ позволит повысить срок службы и увеличить надежность аппаратуры, применяемой при гальванопокрытиях на токе переменной полярности,что, в свою очередь, повысит производительность процесса и качествогальванопокрытий. Формула изобретенияСпособ стабилизации токовых параметров в процессе гальванопокрытий на токе переменной полярности путем коррекции времени обратной полярности с применением системы автоматического регулирования величины тока ванны, о т л и ч.а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса и качества гальванопокрытий, коррекцию времени протекания тока ванны обратной полярности производят вобратно пропорциональной зависимости от величины огклонения тока ванны, протекающего в конце периода прямой полярности, от его номинального значения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Р 378540, кл, С 23 Ь 5/06, 20,09,71, 1973.655751игСоставиетль А.Абросимов Редактор Ж,Рожкова Техред М.Петко Корректор В,Куприннсв Заказ 14 б 3/22 , Тираж 719 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауюская наб.,д.4/5Филиал 1 Ц 1 П Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4