Глава XX
ОБОРУДОВАНИЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЦЕХОВ
Гальванический цех должен иметь оборудование для подготовительных операций, электролитические ванны и источники питания постоянным током.
Рис. 11. Шлифовально-полировальный станок.
Для выполнения наиболее широко применяемых в гальванических цехах операций шлифования и по лирования пользуются станками различных конструк ций. На рис. 11 изображен двухшпиндельный двусто ронний шлифовально-полировальный станок. Шлифо вание и полирование производятся с помощью эла
214
стичных кругов из войлока, фетра, шерсти, кожи или хлопчатобумажной ткани, на которые наносится абразив.
В крупных гальванических цехах с массовым про изводством для этой цели применяют автоматические и полуавтоматические станки.
Рис. 12. Ванна для |
электрохимического обезжиривания |
в |
щелочных растворах: |
1 — корпус ванны; 2 — паровой змеевик; 3 — сливной карман; 4 — продольные штанги; 5 — изолятор для штанг; 6 — бортовой вентиляционный, кожух;
7 — поперечные штанги.
Для шлифования и полирования крупных изделий, а также малодоступных мест могут использоваться станки с гибким шлангом.
Станки для механического шлифования и полиро вания устанавливаются в отдельном помещении с хо рошей приточно-вытяжной вентиляцией. Кроме общей вентиляции помещения, необходим также местный отсос пыли непосредственно от шлифовальных и по лировальных кругов. Операции травления и обезжири вания требуют отдельных помещений с хорошей вен тиляцией. Щелочное обезжиривание изделий химиче ским или электрохимическим методом осуществляется в сварных прямоугольных ваннах, изготовленных из 4—5-миллиметровой стали. Для нагрева применяется стальной змеевик, располагаемый по дну. Ванна обо рудуется бортовой вентиляцией. На бортах ванны при электролитическом обезжиривании укрепляются анод ные и катодные штанги (рис. 12).
215
При обезжиривании в органических растворителях применяют специальные герметичные аппараты раз личных конструкций, которые позволяют предохра нить рабочих от вредного действия паров. Для интен сификации процесса обезжиривания применяют меха низированные установки — моечные камеры и машины
(рис. 13).
Для травления широко распространены ванны, из готовленные из стали и изнутри гуммированные. Для
Рис. 13. Моечная машина:
1 — корпус; 2— труба с |
соплами; 3 — транспортер; 4 — насос |
и электродвигатель; |
5 — ванна с раствором; 6 — привод. |
защиты от коррозии наружные стенки ванн покрывают кислотоупорным асфальтовым лаком. Травильные: ванны для черных металлов изготовляются в ряде: случаев из дерева и выкладываются изнутри кислото упорным материалом (например, винипластом). Для: травления меди и ее сплавов лучше всего применять керамические ванны.
Ванны для нанесения гальванических покрытий применяются в основном из стали и в случае необхо димости (кислые электролиты) снабжаются внутрен ней футеровкой. Для кислых медных, цинковых, а также никелевых электролитов применяется футеровка из пластмасс. Для хромовых ванн применяется свинец, так как большая часть применяемых пластмасс при температуре 45—60° размягчается. Для щелочных рас творов при обезжиривании и для цианистых раство ров используют ванны без футеровки.
При небольших масштабах производства для де
216
талей средних и больших размеров применяют про стейшие прямоугольные стационарные ванны емкостью
600-2000 л.
Для завешивания анодов и покрываемых деталей на бортах ванн укладываются штанги, представляю щие собой отрезки медных труб или стержней, к ко торым подводится ток от источника тока. Ванны имеют обычно две анодные штанги и одну катодную, расположенную между ними. Для ванн большой ем кости применяют три анодные и две катодные штанги.
При интенсивных режимах работы в обычных ста ционарных ваннах применяют воздушное перемешива ние или сообщают катодным штангам движение. Весьма широко используется циркуляция раствора с помощью центробежного насоса; циркуляция совмещается обыч но с процессом фильтрования.
Ванны оборудуются приборами для автоматического регулирования толщины покрытия, плотности тока, температуры, pH и состава электролита, а для неко торых процессов установками для периодического изменения направления тока.
Для загрузки в ванны многочисленных деталей пользуются подвесками. Конструкция подвесок должна обеспечивать максимальную равномерность толщины покрытия, позволять легко производить монтаж и демонтаж изделий; кроме того, подвешенные детали не должны экранировать друг друга. Для этих целей подвески имеют крючки, а также пружинные и в не которых случаях винтовые зажимы.
При гальваническом покрытии очень мелких дета лей можно пользоваться корзинами из тонкой метал лической сетки или перфорированного листового ма териала, которые подвешиваются к катодной штанге и периодически встряхиваются. Однако более совер шенным оборудованием для покрытия мелких деталей являются колокольные и барабанные ванны. В таких ваннах мелкие детали благодаря вращению колокола или барабана непрерывно пересыпаются, что обеспе чивает равномерность отложения покрытия.
Схематическое устройство колокольной и барабан ной ванн показано на рис. 14 и 15.
На крупных предприятиях с серийным производ-
217
ством вместо стационарных ванн применяют полуавто
матические или автоматические установки. |
|
||
Полуавтоматические установки |
предназначаются |
||
для выполнения какой-либо одной |
операции, напри |
||
мер гальванического покрытия деталей. |
В |
автомати |
|
ческих и конвейерных установках все |
операции ме |
||
ханизированы, начиная с обезжиривания |
и |
травления |
|
и кончая сушкой покрытых деталей. |
|
|
|
Рис. 14. Колокольная ванна:
1 — плита; |
2 — электродвигатель; |
3 — редуктор; 4 — держатель; |
5 — анодная |
подвеска; |
6 — катодная подвеска; |
7 — штанга; 8.— корпус колокола; |
9 — анодная |
|
пластина; |
10 — катодный провод. |
|
Главными достоинствами полуавтоматических уста новок являются непрерывность процесса, поскольку ванна не выключается при загрузке и выгрузке дета лей, а также постоянство выдержки изделий в ванне. На рис. 16 показан внешний вид кольцевого полу автомата.
К полуавтоматическим установкам относятся также поточные линии, состоящие из системы ванн с бара банами, переносимыми из ванн в ванну подъемниками.
Автоматы |
различают прямолинейные и овальные. |
В последнее |
время появилась конструкция карусель |
ных автоматов. Овальные автоматы рассчитаны для
218
покрытия изделий, помещаемых на подвесках и в ко локолах.
На рис. 17 показан автомат для нанесения покры* тий в колоколах и на подвесках.
Рис. 15. Ванна с перекидным барабаном:
1 — промывочная ванна; 2 — электролитическая ванна.
Для покрытия мелких изделий применяются также шнековые автоматы, в которых передвижение деталей производится вращением шнека, расположенного в спе-
Рис. 16. Кольцевой полуавтомат для никелирования на подвесках.
циальном желобе, отдельные части которого погружены
вванны автомата.
Вгальванических цехах применяют также автомат, состоящий из ряда последовательно установленных ванн и оператора, передвигающегося над ними по
219
Рис. 17. Автомат для никелирования на подвесках и в колоколах;
а — продольный разрез, б — вид сверху.
1 и 2 — ванны электрообезжиривания; 3 — ванны для горячей воды; 4 — ванны для холодной воды; 5 — ванна электродекапирования; 6 — ванна цианистого меднения; 7 — ванна нейтрализации; 8 — ванна никелирования; 9 — ванна-уловитель; 10 — сушильная ванна; 11 — привод; 12 — подвеска (или колокол); 13 — ходовая часть.
рельсовым путям. Оператор автоматически по зара нее заданной программе переносит траверсы с изде лиями из одной ванны в другую. Питание постоян ным током гальванических цехов имеет свои особен ности. Ванны для различных покрытий обычно отли чаются по амперным нагрузкам. Кроме того, необхо димы независимая регулировка тока на каждой ванне и возможность отключения любой из ванн без нару шения работы других. По этим соображениям ванны в гальванических цехах подключаются к одному ис точнику тока параллельно. В цепь ванны включают амперметр, вольтметр и реостат для регулирования силы тока.
Напряжение на ваннах обычно не превышает 12 в, поэтому в цехах гальванических покрытий широко применяют низковольтные мотор-генераторы на 6/12 в
исилу тока от 250 до 5000 а марки ЯЭМЗ.
Впоследние годы широкое распространение полу чили селеновые выпрямители, что объясняется их
малыми габаритами, бесшумностью, простотой ухода и большим разнообразием выпускаемых типов (по току и напряжению).
В гальванических цехах применяют селеновые вы прямители с напряжением выпрямленного тока 6—25 в и силой тока 200—3000 а. Коэффициент полезного действия селеновых выпрямителей 50 — 85%.
В настоящее время разработаны конструкции гер маниевых и кремниевых выпрямителей, коэффициент полезного действия которых достигает 90% и более.
Гл ава XXI
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ
Для проверки качества гальванических покрытий применяют методы контроля в зависимости от усло вий их службы, а именно: контроль внешнего вида покрытия; проверку толщины покрытия; определение пористости покрытия; испытание сцепления покрытия с основой; определение механических свойств покры тия; испытание на коррозийную устойчивость.
Кроме того, в ряде случаев проводят специальные испытания, предусмотренные соответствующими техни ческими условиями (например, определение степени блеска, внутренних напряжений, электрического со противления и др.).
Количество деталей, отбираемых на контроль, а также участки поверхности, подлежащие испытаниям, устанавливаются также на основании технических условий.
Контроль гальванических покрытий по внешнему
виду производится путем осмотра деталей невоору женным глазом, а иногда используя лупу с увеличе нием в 10 раз при нормальном дневном или искус ственном освещении (освещенность не менее 300 лк).
В результате оценки по внешнему виду покрытые изделия относят к одной из следующих групп; 1) год ные; 2) дефектные (подлежащие переделке); 3) брак.
Дефектными считаются изделия, требующие снятия недоброкачественного покрытия и его повторного
223
нанесения, а также изделия, требующие доработки без снятия покрытия (например, обработка недополирован ных участков).
Ввиду того что отдельные дефекты не снижают эксплуатационных качеств гальванических покрытий, следует различать допустимые и недопустимые де фекты. К допустимым относятся: немногочисленные водяные подтеки, большая, чем указано в техниче ских условиях, толщина покрытия, незначительное раз личие в оттенках покрытия и т. п. Недопустимыми дефектами являются: дендриты и губка, непокрытые участки, отслаивание и шелушение, пузыри и неко торые другие.
К браку относятся изделия, не допускающие пере делки со снятием недоброкачественного покрытия.
Толщина покрытий может быть определена раз личными методами. Ее можно определить расчетным путем по закону Фарадея, исходя из данных о плот ности тока, выходе по току и времени электролиза. С помощью такого расчета получают так называемую среднюю расчетную толщину покрытия. Средняя тол щина покрытия может быть также определена путем взвешивания изделий до и после покрытия по при были в весе или же путем растворения покрытия
всоответствующем растворителе. Так, например, хро мовое покрытие может быть снято с никелевой или медной основы химическим растворением в соляной кислоте или анодным растворением в растворе ед кого натра. Никель, осажденный на сталь или медь, хорошо растворяется в 10%-ном растворе азотноки слого аммония в присутствии 1—2 мл!л уксусной ки слоты.
Цинковый осадок на стали может быть растворен
всерной кислоте (20— 100 г/л), содержащей несколько граммов трехокиси мышьяка, и т. д.
Практиков больше интересует не средняя расчет ная толщина покрытия, а местная, т. е. толщина по крытия на данном участке поверхности. Местная тол щина может весьма значительно отличаться от сред ней, причем чем сложнее конфигурация покрываемого изделия и чем меньше рассеивающая способность электролита, тем разница между этими толщинами
будет больше.
224