лита существует предел повышения температуры, который в основ ном обусловлен ухудшением качеств гальванических осадков. Кро ме того, с увеличением температуры больше расходуется энергии па нагрев электролита, на вентиляцию и увеличиваются потерн от испарения.
Перемешивание выравнивает концентрацию электролита в прикатодном слое и устраняет вредное влияние на процесс электроли за катодной поляризации, т. е. возникновение противодействующей э. д. с., обусловленной поглощением газов активными поверхностя ми катодов.
Перемешивание должно быть тем интенсивнее, чем большую плотность тока применяют при электролизе. Однако сильное пере мешивание вызывает взмучивание электролита и поэтому одновре менно с перемешиванием необходимо производить фильтрацию.
Перемешивание электролита осуществляют механическими ме шалками, сжатым воздухом и ультразвуком.
Самое эффективное перемешивание происходит при воздействии на электролит ультразвука. Ультразвуковое перемешивание позво ляет повысить плотность тока в 10— 15 раз, полностью разрушает различные пленки у электродов за счет кавитационных явлений и способствует образованию мелкокристаллической структуры осад ка и улучшению рассеивающей способности электролитов. Для фор сирования гальванических процессов применяют ультразвуковые генераторы и магннто-стрикционные преобразователи с частотой
16—25 кгц.
Реверсирование тока — это периодическое изменение полярно сти тока при электролизе. Оно вызывает выравнивание концентра ции ионов в прнкатодном пространстве, уменьшает пассивирова ние анодов и способствует отложению мелкокристаллических осад ков. Измельчение кристаллов достигается благодаря тому, что при каждом изменении полярности рост кристаллов прерывается н об разуются новые центры кристаллизации.
Кроме того, в период пребывания деталей на аноде происходит некоторое растравливание выступающих участков и неровностей, что способствует получению большей чистоты поверхности. Ревер сирование тока применяют в основном при цинковании, никелиро вании и меднении.
Частота пе'реполюсовки тока и длительность пребывания дета лей на аноде и катоде зависят от вида покрытия.
Например, при цинковании время нахождения детали на като де должно быть 13 сек, а на аноде— 1,5 сек, при хромировании — соответственно 15 мин и 15 сек.
Реверсирование тока производится автоматически специальны ми электронными приборами.
В практике ремонта стремятся использовать сразу несколько способов форсирования гальванических процессов. Например, при меняют электролиты .с добавками, повышающими проводимость раствора, и одновременно осуществляют его перемешивание. Это
322
позволяет получить качественные осадки при повышенных плот ностях тока и значительно увеличивает скорость осаждения метал лов.
АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
При гальваническом наращивании деталей возможно автомати ческое регулирование всех основных параметров режима: темпера туры электролита, плотности тока, кислотности электролита и тол щины покрытия.
А в т о м а т и ч е с к о е р е г у л и р о в а н и е т е м п е р а т у р ы применяется для электролитов, которые по условиям электролиза должны иметь температуру, отличную от комнатной.
Особенно важно осуществлять автоматическое регулирование температуры в таких процессах, как хромирование, железнение и химическое никелирование. В этих процессах изменение температу ры не должно превышать 1,5—2°С.
По принципу работы все терморегуляторы можно разделить на две группы: регуляторы прямого (непосредственного) действия и регуляторы непрямого действия.
Врегуляторах прямого действия для воздействия на регули рующий орган (например, паровой клапан) используется энергия, которая накапливается в термодатчике самого регулятора. Регули рование температуры осуществляется в этом приборе с помощью термопатрона, заправленного жидкостью с большим коэффициен том объемного расширения, и золотникового клапана.
Регуляторы такого типа изготовляются заводами на следующие пределы изменения температур: 30—40°С, 40—50°С, 50—60°С, 60—70°С, 70—80°С, 80—90°С, 90—100°С, 100—110°С.
Врегуляторах непрямого действия регулирующий механизм срабатывает за счет постороннего источника энергии.
Автоматическое регулирование может осуществляться либо плавно (например, постепенным увеличением или уменьшением проходного сечения в канале паропровода), либо позиционно (ча ще всего двухпозициоино — открыто и закрыто).
На рис. 180 представлена схема автоматического регулятора не прямого двухпозицйонного действия, применяемого в Военной ака демии бронетанковых войск для ванн с электроподогревом. Необхо димую температуру задают с помощью контактного термометра, по груженного в электролит.
Контактный термометр замыкает цепь питания катушки теле фонного реле при повышении температуры электролита свыше за данной величины. При этом телефонное реле размыкает цепь пи тания электромагнитного контактора, который выключает электри ческие нагреватели ванны хромирования.
При понижении температуры электролита контакты термометра размыкаются столбиком ртути и чогда снова включаются нагрева-
-21* |
323 |
тели. Терморегуляторы такого типа не могут обеспечивать автома тическое регулирование постоянства температуры в пределах.
± 1,5 — 2°С в больших ваннах, имеющих значительную тепловую инерцию.
Рис. 180. Схема автоматического регулятора температуры двухпозиционного действия:
J — гальваническая ванна; 2 —электромагнитный контактор П-222; 3 —те лефонное реле; 4 —контактный термометр с магнитной поворотной го ловкой; . 5 — электрический нагреватель
Поэтому для больших ванн целесообразно иметь автоматиче ские терморегуляторы высокой чувствительности, которые могут реагировать не только на величину отклонения температуры от за данной величины, но и на скорость ее изменения и ускорение. Таки ми терморегуляторами являются изодромные регуляторы непрямо го типа (рис. 181).
324
fr
Рис. 181. Принципиальная схема пневматического регулятора температуры (изодромного типа):.
7 — гальваническая ванна; 2 — водяной барботер; 3 — термопатрон; |
4 — трубка; 5 —глобоидальная трубка; б - у п |
ругая обратная связь; 7 — клапан регулирующий поступление воды; |
8 — реле управления клапанами; 9 — клапан |
регулирующий поступление пара
СюО
сл
В качестве теплоносителя в этих регуляторах используется пар,, а для охлаждения зарубашечного пространства и, следовательно, электролита используется холодная вода. Наша промышленностьизготовляет полупроводниковые автоматические терморегуляторы типа ПТР, обеспечивающие точность поддержания заданной тем пературы в пределах ± 0,5°С.
В качестве регулирующих органов автоматических терморегу ляторов изодромного типа можно использовать автоматические: электронные регулирующие устройства РУ4-16 завода Электропри бор или бесконтактные регулирующие устройства БРУ-11 и БРУ-21 завода Теплоприбор.
А в т о м а т и ч е с к о е р е г у л и р о в а н и е п л о т н о с т и т о к а
при электролизе обеспечивает получение качественных осадков и дает возможность экономить электрическую энергию.
Рис. 182. Принципиаль ная схема устройства для
регулирования |
плот |
|||
|
ности |
тока: |
||
I —гальваническая ванна; |
||||
2 — деталь; |
3 — датчнк-пла- |
|||
стнна; |
4 — аноды; |
5 — на |
||
строечный |
реостат |
регулиру |
||
ющего |
плеча; |
6 — катушка: |
||
регулирующего плеча; 7 -ка |
||||
тушка задающего плеча; |
||||
8 — настроечный реостат за |
||||
дающего плеча; |
9 — подвиж |
|||
ный контакт; |
10 —сервомо |
|||
тор; |
II — нагрузочный рео-' |
|||
статна |
цепи детали |
|||
Автоматическое регулирование плотности тока в гальваниче |
||||
ских ваннах производят с помощью специальных |
устройств |
|||
(рис. 182), в которых изменение катодной плотности тока регистри руется специальным датчиком-пластиной, погруженным в электро
лит и подключенным к катоду.
Отклонение катодной плотности тока от заданной величины вы зывает изменение тока в высокочувствительном реле, управляю
326
щем сервомотором. С помощью сервомотора осуществляется вклю чение нагрузочного реостата в цепь постоянного тока гальваниче ской ванны.
Настройку автомата на выбранную плотность тока производят следующим образом. На катодную штангу ванны завешивают мед ную пластину, после чего включают ток и при помощи настроечно го реостата задающего плеча устанавливают по амперметру в за дающей катушке необходимый ток. Далее, при помощи настроечно го реостата регулирующего плеча устанавливают такое сопротив ление, при котором суммарная величина тока ванны будет равна расчетной. При этом ток в катушках задающего плеча и регули рующего плеча будет одинаковым. После этого мерные пластины снимают с катодной штанги и на нее завешивают детали.
При отклонении величины тока в цепи от заранее установлен ной (например, при выгрузке нескольких деталей) произойдет из менение магнитного потока в катушке регулирующего плеча, по движный контакт реле замкнет один из неподвижных контактов и сервомотор приведет во вращение подвижную клемму, скользящую по нагрузочному реостату. Ток в цепи изменится до величины, обес печивающей заданную плотность тока.
А в т о м а т и ч е с к о е р е г у л и р о в а н и е к и с л о т н о с т и электролитов имеет большое значение при цинковании, меднении и железнении. Для получения качественных осадков в этих электро литах кислотность должна поддерживаться в жестких пределах.
Рис. 183. Принципиальная схема автомата для регулирова ния заданного значения кислотности электролита:
] — гальваническая ванна; 2 —датчик pH; 3 —защитная трубка из кисло тостойкого материала; 4 — электронный усилитель тока: о —электронно- пневматический регулятор: 5 — трубопроводы воздушной магистрали; 7 — диафрагменный клапан
327
Корректировку кислотности можно производить при помощи спе циальных электронных автоматов pH-метров, принципиальное устройство которых показано на рис. 183.
В электролит погружается датчик, состоящий из двух электро дов, через которые проходит ток к электронному регулятору, пред варительно усиленный в усилителе.
При изменении pH меняется величина тока в цепи и давление воздуха в электронном регуляторе. Изменение давления воздуха в воздушной магистрали приводит в действие мембранные клапаны, которые регулируют подачу кислоты и щелочи в ванну.
С повышением pH давление воздуха увеличивается и клапан в кислотном трубопроводе открывается. С понижением pH откры вается клапан в щелочном трубопроводе. Комплект электронного автоматического pH-метра состоит из самопишущего электронного автоматического потенциометра с высокоомным входом и датчика.
Погрешность показаний электронного pH-метра не превышает 27оПриборы выпускаются на пределы изменений величины pH от
О до 12.
А в т о м а т и ч е с к о е р е г у л и р о в а н и е з а д а н н о й т о л щи н ы п о к р ы т и я осуществляют либо с помощью счетчика ам пер-часов, либо с помощью реле времени.
Расчетное количество ампер-часов заранее устанавливают па счетчике ампер-часов перемещением подвижных контактов.
Погрешность автоматического регулирования толщины покры тия данным способом составляет 2—3% -
Автоматическое регулирование толщины покрытия с помощью реле времени может производиться в очень широких пределах (по времени электролиза от 5 мин до 25 ‘(). Для этого можно приме нять электронные реле времени КЭП-3 или КЭП-6.