Устройство для электрохимической обработки длинномерных изделий

СОЮЗ СОВЕТСНИХОООИЛЬЮЮешиРЕСПУБЛИН 7/00; С 25 0 7/06ЗИ ИЗОБРЕОИДЕТВЪСТВУ ОПИСАН Н АВТОРСНОВ ва,В.Л.Цведователь- вленности ОХ ИИИИЗДЕЛИЙдержаи анодГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО делАм изОБРетений и ОтнРь(пФ(71) Уральский научно-исслеский институт трубной прожа(56) 1, Авторское свидетельство СУ 105668,кл. С 25 О .7/06, 1955.2. Авторское свидетельство ССС(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЧ ЭЛЕК.РЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЛИННОМЕРНЫХс биполярным подводом тока, сощее ряд чередующихся катодных ЯО 1016404 А ных ячеек, разделенных диэлектрическими перегородками-диафрагмами, выполненными из антифрикционного материала, электроды, расположенные посредине рабочих ячеек, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества обработки и повышенияпроизводительности процесса путемвыравнивания плотности тока по длине обрабатываемого изделия и снижения энергопотерь, каждая перегородкадиафрагма выполнена в виде полой диэлектрической пластины, внутри которой размещен дополнительный пластинчатый электрод, а основные электродырасположены параллельно перегородкамдиафрагмам.Изобретение относится к устройст. вам для электрохимической обработки изделий и может быть использовано в радиотехнической, метизной, металлургической промышленностях при Обработке ленты, проволоки, плющенки и др, 5Известно устройство для электрохимической обработки тончайшей проволоки, содержащее ряд биполярных ячеек, разделенных посредством воздушных затворов, создаваемых сжатым возду" 1 О хом. Электроды в ячейках расположены вдоль оси обрабатываемого изделия 1Известное устройство обладает следующими недостатками: неравномернымраспределением тока по длине обраба тываемого участка, так как по всей длине ячейки невозможно создать равномерное электрическое поле; возможностью перегрева и перегорания изделия вследствие большой величины изолирующих воздушных отсеков; конструктивной сложностью осуществления процесса, так как для каждого типоразмера обрабатываемых иэделий применяют свои биполярцые ячейки.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемаму является устройство для электрохимической обработки длинромерных изделий, содержащее ряд чередующихся катодных и анодных ячеек с биполярным подводом тока, разделенных перегородками-диафрагмами, выполненными разъемными и сменными из диэлектрического антифрикционного материала с рабочими отверстиями, соот-З 5 ветствующими профилю обрабатываемого изделия, а электроды выполнены кольцевыми и раэрезными и расположены посредине ячеек коаксиально изделию 12,Однако в известном устройстве не равномерно распределяется плотность тока по длине изделия из-за невозможности создать равномерное электрическое поле по длине ячейки, отсюда неравномерный съем металла по длине из делия и низкая производительность процесса обработки рабочие плотности тока достигаются лишь на небольшом участке длины ячейки ). В устройстве имеются большие энергопотери из-за утечек тока по электролиту через разьемы диафрагмы, так как не достигается электроизоляция биполярных ячеек. Сложность осуществления процесса состоит в том, что при изменении типоразмеров обрабатываемого иэделия требуется замена перегородок и электродов.Цель изобретения - улучшение качества обработки и повышение производительности процесса путем выравнивания плотности тока, а также снижение энергопотерь при злектрохимической обработке длинномерных иэделий,Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для злектрохимичес кой обработки длинномерных изделий с биполярным подводом тока, содержащем ряд чередующихся анодных и катодных ячеек, разделенных диэлектрическими перегородками-диафрагмами, выполненными из антифрикционного материала, электроды, расположенные посредине рабочих, ячеек, каждая перегородка- диафрагма выполнена в виде полой ди электрической пластины, внутри которой размещен дополнительный пластинчатый электрод, а основные электродырасположены параллельно перегородкамдиафрагмам.Пластинчатые дополнительные электроды, вставленные внутрь диэлектрических перегородок-диаФрагм, выполненных в виде полых пластин, позволяют протекать электрохимическому процессу в отверстии перегородки-диафрагмы. При этом выделяющийся газообразный кислород или водород создает в отверстиях диафрагм "воздушные отсечки", предупреждая утечки тока через электролит и снижая электропотери.Выполнение основных электродов пластинчатыми и расположение их параллельно дополнительным электродам и перпендикулярно направлению движения обрабатываемого изделия создает равномерное и симметричное относительно перегородок электрическое поле и, вследствие этого, ток по обрабатываемому изделию распределяетсяравномерно, что, в свою очередь, увеличивает длину зоны обработки с рабочими плотностями тока и позволяет увеличить производительность установки,Выполнение основных и дополнительных электродов с соосными вертикальными щелевидными отверстиями для прохождения и заправки длинномерного изделия позволяет обрабатывать изделия различного профиля без замены перегородок-диафрагм и основных электродов,облегчает заправку изделия, т.е. упрощает конструкцию установки.На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 схема перегородки-диаФрагьы.Устройство содержит анодные 1 и катодные 2 ячейки, разделенные перегородками-диафрагмами 3, выполненными в виде диэлектрической полой пластины 4 из антифрикционного материала.В вертикальный паз пластины 4 вставлен дополнительный пластинчатыйэлектрод 5 со щелью б, ширина которой больше, чем ширина щели 7 на пластине 4 перегородки-диафрагмы 3, для предупреждения электрического замыкания изделия на дополнительные электроды, Основные пластинчатые электроды 8 располджены параллельно перегородкам- диафрагмам 3 перпендикулярно к оси. обрабатываемого изделия 9 и такжеимеют щелевидные отверстия 10, которые выполнены для заправки и протяжки иэделия соосно щелям б и 7 перегородки диафрагмы. Основные электроды,ячеек 8 снабжены электроизолирующиминасадками 11 для исключения возможности замыкания изделия на электроды8. Катодные и анодные ячейки в ваннеэлектрохимической обработки установлены в чередующейся последовательности,10Устройство работает следующим образом.В вертикальные пазы перегородокдиафрагм 3 вставляют дополнительныйэлектрод 5, совмещая вертикальные 15оси щелей 7 в диэлектрической перегородке-диафрагме и щелей б металлических дополнительных электродов 5.Основные электроды 8 устанавливают всередине рабочих ячеек перпендикуляр но к направлению движения изделия 9,Через щели заправляют обрабатываемоеизделие в ячейки. Заливают в устройство рабочий электролит до полногопогружения электродов 5 и 8 и изделия 59. Подключают основные и дополнительные электроды к источнику 12 тока.Включают протяжку изделия и осуществляют процесс обработки.В лабораторных условиях осуществляют электрохимичеСкую обработку с применением известного и предлагаемогоустройств,Электрохимической обработке под-.вергают проволоку диаметром, мм:0,020; 0,150, 0,3 из сплава ЭИА имикролеиту толщиной, мм: 0,02; 0,2,,0,5,шириной 70 мм из сплава 81 НМА. Анодную электрохимическую обработку изделий. проводят в электролите 40 состава, вес.%: Н 50 35, Н 3 РО 53,Н О остальное. температуру раствораподдерживают в пределах 1,+)30- + 5 дС,плотность анодного.тока составляет90-100 А/дм 2, скорость движения ленты и проволоки задают в зависимостиот размера и типа обрабатываемогО изделия в пределах 1-5 м/мин.Эффективность работы предлагаемого устройства оценивают по величинеутечек тока, (а,1)Ъ; разнотолщинностиизделия после обработки, мкм; длинезоны ячейки с рабочими плотностямитока, Ъ. Утечки тока оценивают в процентном выражении как отношение величины тока утечки к общему току вэлектрической цепи обрабатываемогоизделия, где ток утечки определяютвычитанием тока растворения, рассчитанного по убыли веса 1 м изделия входе электрохимической обработки, согласно закону Фарадея, из общего тока в цепи, О разнотолйинности судятпо разности между максимальными и минимальными значениями толщины изделия, полученной путем замера микрометром К-б в 5-ти точкахна 1 м длины изделия. Длину зоны ячейки с рабочими плотностями тока оценивают какотношение длины зоны ячейки с рабочейплотностью тока к общей длине ячейки.Плотность тока по. поверхности длинномерного изделия замеряют путем егопогружения в электролитическую ячейку, подачи на электроды ячейки напряжения и регистрации силы тока прибором, включенным в цепь исследуемогоизделия в месте его разрыва при перемещении изделия через электрохимичОскую ячейкуВ таблице представлены результатыз,сравнительных испытаний электрохимической обработки на известном и предЛагаемом устройствах,Ж1111 а1 11Ю 1 Но1 Э1 Еох ж 3 жц дж Бжожэ1016404 ВНИИПИ Заказ 3326/29 Тираж 643 Подписное ПЛП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектчая,Фи Из таблицы .видно, что. в результате применения предлагаемого устройства по сравнению с иэвестнью величина утечек тока уменьшается:для проволоки диаметром 0,02-0,3 мм С 60-70 в известном устройстве до 5-10 в предлагаемом, для ленты толщиной 0,02-0,2 мм с 60-67 в известном до 5-10 в предлагаемом. Разнотолщинность изделий по длине после электрохимической .обработки уменьша.ется: для проволоки диаметром 0,02- 0,3 мм и с 0,001-0,003 мм в известном устройстве до 0,0005-0,002 мм в предлагаемом, для ленты толщиной 0,02- 0,2 мм с 0,001-0,0035 мм в известном 15 до 0,0005-0,0025 мм в предлагаемом. .Длина зоны ячейки с рабочими плотностями тока увеличивается: для проволоки диаметром 0,02-0,3 мм с 30-60 в известном устройстве до 80-85 в предлагаемом; для ленты толщиной 0,02-0,2 мм с 65-.74 в известном до 88-95 в предлагаемом.В сравнении с известным базовым объектом применение предлагаемого 25 устройства позволяет улучшить равномерность распределения тока и, какследствие этого, повысить качествоизделий путем снижения раэнотолщин-ности по длине обрабатываемого иэделия в 1,4-2,5 раза, производительность процесса - в 1,3-2,7 раза эасчет увеличения в 1,3-2,7 раза длинызоны ячейки с рабочими плотностямитоков, уменьшить утечки тока и, .какследствие, на 55-60 сократить энергопотери, упростить .конструкциюустановки и тем самым раоаирить область типоразмеров иэделий, обрабатываемых на одной установке удешевитьстоимость 1 кг продукции на 14 тыс.руб, в год за счет снижения потерьот брака по раэнотолщинности в1,5 раза, т.е, на 50, увеличения выпуска продукции в 2,6 раза, т.е, на160, сокращения энергозатрат на 60,зкономии на условно-постоянных расходах (капитальных затратах,Общий годовой зкономический эффектсоставит около 55 тыс.руб.