Электрод для проведения гальванических процессов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфеа Сфееиаии Сфциалистическня Республик(23) Приоритет С 25 О 17/10 Государственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнйДата опубликования описания 15. 10. 81Р ъ(У 2) Автор изобретения Ю.А. Семенов Курганское производственное объединение "Курганприбор"(54) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ П РОЦЕССО В20 30 Изобретение относится к нанесению гальванических покрытий.Известен электрод для проведения электролнтических процессов, выполненный в виде двух коаксиально расположенных цилиндров в одном из которых выполнена перфорация для циркуляции электролита внутри устройства 1 .Однако такое конСтруктивное исполнение не .позволяет обеспечить равномерное распределение ионов осаждаемого металла внутри электрода наизделиях, проходящих гальваническую обработку, что приводит к ухудшению качества наносимого покрытия,Известно также устройство для проведения гальванических процессов, содержащее трубопровод и электрод с направляющими элементами, выполненными в виде чередующихся левозаходных н правозаходных шнекообразных элементов.Улучшение качества нанесения покрытия при обработке изделий в указанном устройстве достигается за счет создания вращательного направления движения электролита внутри его корпуса 2Однако наличие шнекообразныхнаправляющих элементов в электродеприводит к уменьшению полезно исполь-зуемого для проведения гальванического процесса объема рабочей полости.Это отрицательно сказывается на производительности процесса гальванической обработки.Для интенсификации объема электролита внутри рабочей полости требуется стойкий к воздействиям агрессивных жидкостей насос и уплотнения,илидополнительный привод вращения шнекообразных элементов.В обоих случаях выполнение этоготребования связано с увеличением габаритов установки и снижением ее надежности, создает трудности приэксплуатации установки.Все это отрицательно сказываетсяна качестве проведения гальванической обработки,Наиболее близка к предлагаемойконструкция электрода для проведениягальванических процессов, включающая коаксиально расположенные цилиндры с контактными выводами, прн этомвнутренний цилиндр снабжен изоляциейи выполнен с каналами для подачиэлектролита в зону обработки 3 (,В известном решении электролит, совершая круговое движение в рабочей полости, омывает обрабатываемое изделие, что однако не обеспечивает рав" номерного распределения ионов,осаждаемого металла в зоне обработки, а следовательно, и на поверхности из,делия, что отрицательно сказывается на однородности наносимых покрытий.Целью изобретения является повышение качества покрытия.Поставленная цель достигается тем, что в электроде для проведения гальванических процессов, включающем коаксиально расположенные цилиндры с контактными выводами, при этом внутренний цилиндр снабжен изоляцией и 15 выполнен с каналами для подачи электролита в зону обработки, внутренний цилиндр выполнен со сквозными щелевыми пазами,а каналы для подачи электролита расположены по винтовой ли- щ нии и щелевые пазы выполнены между витками винтовой линии.На Фиг. 1 схематически показан4 предлагаемый электрод, продольный разрез; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А на Фиг.1.Электрод для проведения гальванических процессов состоит из кольцевого анода 1, расположенного коаксиально относительно цилиндричес" кого перфорированного катода 2. Для предотвращения протекания процесса электролиза на наружных поверхностях перфорированного катода 2 и внутренних боковых полостях каналов перфорации имеется изолирующий слой 3. Для предупреждения осаждения ионов металла на внутренней поверхности перфорированного. катода нанесен пористый слой 4, обеспечивающий проте канне процесса электролиза, но не позволяющий осаждаться наносимому на изделие 5 металлу. Изолирующие прокладки б служат для соединения частей электрода в одно целое, а так же предохраняют электрод от короткого замыкания.Каналы 7 перфорации, имеющие углы тангенциального и радиального склонения, служат для перемещения ионов электролиза вдоль продольной оси устройства по винтовой линии и подвода ионов осаждаемого металла к изделию, проходящему гальваническую обработкуСквозные щели 8 предназначены для подвода ионов осаждаемого металла из электролита, находящегося в промежутке между анодом 1.и катодом 2. 60К аноду 1 подводят с помощью контактного устройства (на чертеже не показано) потенциал положительной полярности, а к катоду 2 - отрицательной. 65 Покрываемое иэделие помещаютвнутрь устройства и на него подаютпотенциал отрицательного знака.Работа устройства осуществляетсяследующим образом,При подаче потенциалов различнойполярности на обе части электрода,помещенного в электролит, начинаетсяпроцесс электролиза.Так как протекание его возможнона участках, свободных от изоляции,припятствующей разряду электрических зарядов, то их движение происходит вдоль осей каналов 7 перфорации (между внутренней поверхностьюохватывающего перфорированный цилиндранода 1 и внутренней поверхностьюцилиндрического катода 2).Проходящие при электролизе потокиионов пересекаются между собой,благодаря наличию углов тангенциальногои радиального склонения у осей отверстий, через которые происходит ихдвижение. При достаточно частом расположении отверстий отрезки, получаемые при пересечении потоков, протекающих через близко расположенные кдруг другу каналы, достаточно малы,поэтому образующаяся при соединениикаждого из этих отрезков с прилегающим к нему соседними результирующаялиния близка к винтовой.Движение ионов происходит в обоихнаправлениях - как от анода к катодутак и от катода 2 к аноду 1. Потоки,идущие от катода 2 к аноду 1, перемещают возникающее в местах их пересечения винтовое течение на периферию цилиндрического электрода. Приэтом радиус образующей его кривойувеличивается, количество ионов,приходяцихся на единицу длины потока,уменьшается. За счет сил жидкостноготрения, возникающих при контактеструи с внутренней поверхностью катода 2, происходит уменьшение скорости ее течения, вследствие чегообразующееся при перемещении ионовот катода 2 к аноду 1 винтовое течение разрушается.Обратная картина наблюдается придвиженйи ионов от анода 1 к катоду2. Получающийся с их помощью потокстремится уменьшить свой диаметрвследствие того, .что ионы двигаютсяот периферии зоны обработки к еецентру, Поэтому потери скорости,возникающие при контакте потока состенкой катода, отсутствуют. Количество ионов, участвующих в формировании потока, приходящихся на единицу длины линии тока, за счет уменьшения диаметра винтовой линии возрастает. Увеличивается их суммарноевоздействие на окружающие ионы слоиэлектролита. Образованное при этомтечение жидкости сохраняет своюпервоначальную конфигурацию, т.е.перемещение электролита происходитпо винтовой линии. По мере проведения гальванической обработки описанное перемещение ионов и окружающих слоев жидкости заставляет покидать рабочую полость электрода электролит, обедненный ионами осаждаемого металла, и пополняет зону обработки его свежими порциями. Кроме того,при этом удаляются возникающие в процессе работы устройства газообразные продукты электролиза.При движении электрически заряженных частиц, к которым относятся ,и ионы электролита, участвующие в ,электролизе, возникает магнитное поле. Так как в описанном устройстве перемещение этих зарядов происходит по 15 винтовой линии, то конфигурация силовых линий образующегося магнитного поля такая же, как и в соленоиде.Проходящие через сквозные щели 8 катода 2 перпендикулярно к направле нию этих линий ионы под действием возникающих при движении заряженной частицы в магнитном поле сил изменяют траекторию своего движения с прямолинейной на криволинейную (закручиваются по спирали).Таким образом, внутри рабочей полости ионы осаждаемого металла двигаются по криволинейным траекториям. Это позволяет произвести их равномерное распределение при нанесении покрытия на поверхность обрабатываемого изделия и улучшить за счет этого качество гальванической обработкиПосле окончания гальванической обработки деталь вынимается из электрода и на ее место устанавливается новая. Пористый изолирующий слой 3 предотвращает осаждение металла на внутренней поверхности катода 2 и в то 40 же время позволяет осуществляться процессу электролиза.Для усиления мощности получаемого в электроде магнитного поля на перфорированном катоде 2 каналы перфорации могут ра"полагаться не на одной, а на нескольких равностоящих друг от друга винтовых линиях.Предлагаемый электрод, в отличие от известных, позволяет создавать внутри рабочей полости вращательное движение электролита без использования каких-либо дополнительных проводов и сложных фигурных элементов.Благодаря отсутствию узлов,требующихся для создания вращательного перемещения электролита, предлагаемый электрод, в отличие от известных, дает воэможность использовать для проведения гальванической обработки весь объем рабочей зоны.В отличие от известных конструкций в предлагаемом электроде отсутствуют подвижные части, за счет этого он отличается более высокой надежностью при эксплуатации и простотой в изготовлении.Формула изобретенияЭлектрод для проведения гальванических процессов, включающий коаксиально расположенные цилиндры, с контактными выводами, при этом внутрен- ний цилиндр снабжен изоляцией и выполнен с каналами для подачи электролита в зону обработки, о т л и" ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества покрытия, внутренний цилиндр выполнен со сквозными щелевыми пазами, а каналы для подачи электролита расположены по винтовой линии, при этом щелевые пазы выполнены между витками винтовой линии.Источники информации., принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 337441, кл. "С 25 О 17/12, 1970.2. Авторское свидетельство СССР Р 579907, кл. С 25 О 17/12, 1974.3. Авторское свидетельство СССР Р 481 б 54, кл. С 25 О 17/10, 1972..872608 Составитель В. ТрегубовТехред М. Рейвес Кор ктор В. Синицкая Тимохин Редакт Заказ 8957/43 Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Филиал фиг, ДТираж 707 ВНИИПИ Государственного по делам изобреТений 3035, Москва, Ж, РаПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/