Устройство для автоматического контроля и регулирования процесса электроосаждения металла

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИ МЕТАЛЛАИ тся к технологии х покрытий, на оводов, меднеиия х аналогичных протх зависит от ста параметров прозобретение относисса гальваническиер серебрения волнных плат и другив, качество которьости поддержания прим печа це ипьес е Известно устройство для автоматического контроля и регулирования процесса электроосаждения металла, содержащее источник питания и систему автоматического регулирования. Устройство позволят регулировать ток в ванне с учетом зависимости тока от плошади детали .11.Недостатками известного устройств1 являются обязательное наличие двух вани (химического обеэжиривания и рабочей).; обязательное наличие специального датчика в нерабочей ванне (измерительного электрода) для определения плошади щ верхиости детали; невозможность изменения качества деталей между моментами химического обезжиривания и гапьваноосаждением металла уже в рабочей ванне. Наиболее близким к предлагаемому цо технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее источники напряжения, задатчик пцотности тока и систему автоматического регулирования, состоящую иэ последовательно соединенных усилителя, управляемого выпрямителя и датчиков тока и напряже-ния, подключенных к рабочим электродам гальванической ванны 2.В известном устройстве снимается ряд вопьтамперных характеристик ванны, в заданном диапазоне плошадей поверхноо тей покрытия, путем погружения в ванну ряда пластин с известной площадью поверхности; выполняется графическое построение семейства характеристик и нанесение на них линий задайной плотности, методом постоянных приближений агрегат регулируется на две точки построенной линии при погружении в ванну ппастин с минимальной и максимальной ппошадями поверхностей. Эта сложная измерительнооассчетная процедура настройки являет91834 ся существенным недостатком агрегата,снижающим его производительность. Кроме того, это устройство характеризуетсянедостаточной для обеспечения высокогокачества покрытия точностью поддержанияи контроля заданной плотности тока,Цепь изобретения - повышение качества покрытий и увеличение производительности ванны.Поставленная цель достигается тем, 1 эчто устройство для автоматического контроля и регулирования процесса электроосаждения металла, содержащее источники напряжения, задатчик плотности токаи систему автоматического регулирования,1состоящую из .последовательно сОединенных усилителя, управляемого выпрямите;- ля и датчиков тока и напряжения, подключенных к рабочим электродам гальванической ванны, снабжено программным пе- Юреключателем, таймером и последовательно соединенными функциональным преобразователем с, элементом памяти и умножителем, один из входов которого соединенс задатчиком плотности тока, причем два 2выхода программного переключателя подключены к усилителю, а третий - к функционащ ному преобразователю, четыр еговхода соответственно - к,аатчику напряжения, источнику постоянного напряже- ЭОния, умножителю и таймеру, а два - кдат щку тока,На чеутеже представлена блок-схемаустройства.Устройство содержит источники напряжения, эадатчик плотности тока (на чер.теже не .указаны), систему автоматического регулирования 1, состоящую из усилителя 2, управляемого выпрямителя 3,датчика тока 4 и датчика напряжения 5, 40программный переключатель 6, таймер 7и последовательно соединенные функциональный преобразователь 8 с элементомпамяти и умножитель 9, один из входовкоторого соедийен с задатчиком плотнос 4тя тока, причем два выхода программногопереключателя 6 подключены к усилителю 2, а третий - к функциональному преобразователю 8, четыре его входа соответственно к датчику напряжения 5, иоФтОчнику пОстояннОГО напряжения, умножи,телю 9 и таймеру 7, а два - к датчикутока 4. Выходы системы автоматического регулированмя 1 подключены к электродам гальванической ванны 10, функ-циональный преобразователь 8 с элементом памяти содержит информацию о характеристике В= Е (1,0 фУмножитень 9 вычисляет силу тока как произведение определенной площади на заданную для выбранного гальванического процесса плотность тока Я).Программный переключатель 6 выполнен с двумя режимами переключения.УстройстВО работает следующим образом.Рабочий цикл устройства состоит из двух частей (режимыи й), В режиме 1 (вычисление поверхности погруженных в ванну деталей) установочный вход 11 усилитеця 2 САР через программный переключатель 6 присоединяется к источнику напряженияЧ ,при котором снята характеристика ВЯ ванны, а вход 12 обратной связи САР - к датчику 10 на пряжения на ванне,САР в этом режиме с высокой точностью поддерживает на ванне напряже- ниеУсОЛЫ,при этом на элементе памяти функционального преобразователя 8 записывается значение тока, по которому на выходе преобразователя этого узла формируется значение величины плошади поверхности погруженных в ванну деталей. Режим 1 длится около минуты,.после чего таймер 7 переводит устройство в режим 1. В этом режиме входы САР 12 и 11 подключаются к выходу умножителя 9 и датчику тока 4 ванны .соответственно, а вход элемента памяти функционального преобразователя 8 отключается от этого датчика. В результате САР поддерживает в ванне с высокой точностью ток, вычисляемый в умножителе 9 как произведение заданной плотности тока на вычисленную площадь поверхности 3 установленных в ванне деталей. Если, например, устройство выпоцне-но на цифровых элементах, то в качестве элемента памяти функционального преобразователя можно использовать регистр, в качестве ункционального преобразователя и умножителя 9 - постоянное запоминающее устройство, в. качестве переключателя 6 - элементы И-ИЛИ.Кроме того, таймер 7. устройства может выполнять также функции контроля длительности гальванопроцесса.Предлагаемое устройство обеспечивает попную автоматизацию вычисления . плошадей поверхности обрабатываемых в гальванической ванне деталей и точную стабилизацию тока в ванне на заданную5 , 918340 . 6плотность. Зто улучшает качество покры- ны по сравнению с известным устройсттий и повышает производительность ван- вом (см. таблицу).Г ВА.КР Параметры Макет установки Внешний вид покрытияи блеск (визуально и спомощью лупы ЛП) Цвет серебристо-белый,матовый; структурамелкокристаллическая Ивет серебристо-беатой сблеском структура осадка более плотная, мелкокристаллическая Хорошее, после испытанияна прочность отслаиванияи шелушения не наблюдалось Сцепление (методомкрацевания латуннымищетками) Хорошее, после испытания на прочность отслаивания и шелучения ненаблюдалось Пористость (методомналожения фильтровальной бумаги на поверхность) В среднем 0,3 поры на1 см на поверхности.10 дм 1 В среднем 0,8 поры на1 см 1 на поверхности10 дм Толщина покрытия/ автоматическом опредепении плошади деталей и заданной плотности тока 3) =0 5 Аlдм 1 12 мкм эа 50 мин при заданной площади деталей и плотности тока 2 =0,5 А/дмВозможность оперативного переключения плотности позволяет проводить ряд30 последовательных операций на одном и том же завесе деталей в гальванованке: злектроуплотнение, электрополировку, электрокварцевание, Улучшенная точность па- держания оптимальной плотности дает воэможность при заданном качестве покры35 тия вдвое увеличить плотность токаеНа предлагаемых образцах аппараты по сравнению с известной достигнута: двойная производительность ванн прк40 улучшении качества покрытий и сохранении штата обспужкваюшего персонала, исюпочена практически операция ручного кварцевания (местное уплотнение), отходы по браку снизились с 20 до 10%.45 формула изобретения Устройство для автоматического контроля и регулирования процесса электро- осаждения металла, содержащее источники напряжения, задатчик плотности тока иЮ систему автоматического регулирования, состояшую из .последовательно соединенных усилителя, управляемого выпрямителя и датчиков тока и напряжения, подключенных к рабочим электродам гальванической ванны, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с цепью повышения качествапокрытий и увеличения производитепькооти ванны, оио снабжено программным переключателем, таймером и последовательно соединенными функциональным преобразователем с элементом памяти и умножителем, один из входов которого соединен с задатчкком плотности тока, причемдва выхода программного переключателяподключены к усилителю, а третий - кфункциональному преобразователю, четыре его входа соответственно - к датчикунапряжения, источнику постоянного капрюжения, умножителю и таймеру, а два - кдатчику тока.Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе1. Авторское свидетельство СССР% 600217, кл, С 252 21/12, 1976.2. Агрегат выпрямнтельный реверсивный типа ВАКР-12 У 4. Быстровский электротехнический завод 722230,Киргизская ССР, И. Быстровка.. 4/5 пиал ППП "Патент", г, Ужгород, уп. Проектная 62/3 ВНИИ по 1 13035, ТиражГосу делам Москв 687 Подписноедарственного комитета СССизобретений н открытий