PL177073B1

PL177073B1 - Sposób elektrochemicznego nanoszenia warstwy powierzchniowej

Info

Publication number: PL177073B1
Application number: PL94309286A
Authority: PL
Inventors: Karl Müll
Original assignee: Romabau Holding Ag
Priority date: 1993-10-07
Filing date: 1994-10-01
Publication date: 1999-09-30
Also published as: ES2114703T3; KR100332077B1; CN1115583A; EP0722515B1; FI952774A0; JPH09503550A; WO1995009938A1; BR9405631A; FI103674B; FI952774L; CZ286909B6; AU7784794A; JP3293828B2; CH690273A5; SK86195A3; SK281999B6; CZ144795A3; GR3026689T3; SI9420006A; PL309286A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest.sposób elektrochemicznego nanoszenia warstwy powierzchniowej na części konstrukcyjne maszyn. W sposobie tym łączy się części maszyn i przeciwelektrodę ze źródłem prądu elektrycznego lub źródłem napięcia, przy czym steruje się tym źródłem w początkowej fazie tworzenia zarodków dla wytworzenia zarodków nanoszonego materiału na pokrywanej powierzchni, następnie steruje się źródłem prądu w następnej fazie wzrostu zarodków dla wzrostu zarodków nanoszonego materiału przez nawarstwienie dalszego nanoszonego materiału, po czym steruje się źródłem prądu do obniżenia prądu do wartości końcowej.

Tego rodzaju struktury powierzchniowe uzyskuje się w mniej lub bardziej łatwy sposób za pomocą procesów chemicznego wytwarzania naniesionej warstwy, lub przez mechaniczną obróbkę taką jak szlifowanie lub piaskowanie.

177 073

Na tak utworzoną strukturę powierzchniową nanosi się następnie warstwę chromu twardego. Te różne operacje robocze konieczne do utworzenia żądanej struktury, są pracochłonne i wymagają skomplikowanych czynności technicznych.

Koszty zależą głównie od operacji mechanicznych lub chemicznych koniecznych do wytwarzania żądanej struktury.

W zakresie uzyskiwania żądanych struktur na warstwach metalowych stosuje się również pracochłonne i trudne do przeprowadzenia sposoby osadzania zawiesiny, przy których strukturę powierzchniową uzyskuje się przy pomocy organicznych lub nieorganicznych substancji obcych, które są na przykład wbudowane w warstwę chromu i/lub blokują wzrost warstwy chromu w czasie procesu osadzania tak, że powstają szorstkie powierzchnie. Substancje obce znajdują się w elektrolicie jako środek dyspersyjny.

W niemieckim opisie patentowym nr 33 07 748 przedstawionyu jest sposób nakładania warstwy za pomocą procesu elektrochemicznego, przy którym do tworzenia zarodków stosuje się prąd impulsowy. Gdy stosuje się odpowiednią gęstość prądu, to powstające zarodki tworzą strukturę dendrytyczną. W ten sposób w jednej operacji roboczej można wytworzyć szorstkie powierzchnie o strukturze dendrytycznej. Pod określeniem gęstość prądu rozumie się średnią gęstość prądu na powierzchni katody.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie ulepszonego sposobu elektrochemicznego nanoszenia warstw metalowych o żądanej strukturze, który umożliwia wyeliminowanie mechanicznej lub chemicznej obróbki’ wykańczającej i za pomocą którego wytwarza się warstwy metalowe o różnej strukturze.

Zadanie to zostało rozwiązane według wynalazku w ten sposób, że steruje się źródłem prądu w początkowej fazie tworzenia zarodków w ten sposób, iż zwiększa się gęstość prądu od wartości początkowej w kolejno po sobie następujących odstępach czasu wynoszących od 0,1 do 30 sek., w 10 do 240 stopniach, od 1 do 6 mA/cm³ aż do strukturalnej gęstości prądu znajdującej się w zakresie od 30 mA/cm² do 180 mA/cm².

Korzystnie, w sposobie według wynalazku stopnie prądowe przykłada się do kąpieli w takiej liczbie, aż osiągnięta zostanie na powierzchni obiektu strukturalna warstwa składająca się z osadu złożonego z oddzielnych lub do siebie przylegających, kulistych lub dendrytycznych elementów, po czym w fazie wzrastania zarodków, podczas określonego rampowego czasu pracy stosuje się prąd o gęstości prądu znajdujący się w zakresie 80% do 120% strukturalnej gęstości prądu. Czas trwania poszczególnych stopni wynosi 7 sek. Rampowy czas pracy korzystnie wynosi 1 do 600 sek., korzystnie 30 sek. Stosowany prąd, po upływie rampowego czasu pracy obniża się w sposób stopniowany korzystnie do wartości końcowej, przy określonej zmianie wynoszącej -1 do 8 mA/cm2 na stopień.

Korzystnie według wynalazku sposób powtarza się cyklicznie dwa do dwudziestu razy, przy czym zawsze wartość końcowa poprzedzającego cyklu odpowiada wartości początkowej cyklu następnego, a wartości końcowe są różnej wielkości.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku przed wytworzeniem struktury przykłada się impuls prądu stałego o gęstości prądu od 15 do 60 mA/cmm dla wytworzenia warstwy podkładowej.

Warstwę strukturalną nanosi się bezpośrednio galwanicznie na pokrywany warstwą przedmiot.

W tym celu musi on mieć elektrycznie przewodzącą powierzchnię, która z reguły jest zeszlifowana, aby utworzyć gładką bazę dla warstwy strukturalnej. Przed procesem nakładania warstwy obiekt czyści się i odtłuszcza zgodnie z ogólnymi regułami stosowanymi w galwanotechnice. Przedmiot zostaje zanurzony w kąpieli galwanicznej jako katoda, przy czym w kąpieli znajduje się również anoda. Odstęp pomiędzy anodą i katodą dobiera się najczęściej o wielkości 1 do 40 cm.

Jako elektrolit stosuje się korzystnie elektrolity chromowe, zwłaszcza siarczanowe elektrolity chromowe, kwaśne elektrolity chromowe lub elektrolity stopowe.

Pomiędzy anodą i katodą przyłożone jest napięcie, a płynący prąd powoduje nanoszenie materiału na przedmiot pokrywany warstwą i wykorzystywany jako katoda. Według wynalazku proponuje się, aby do tworzenia zarodków przykładać dodatnie skoki prądu. Proces wytwarzania żądanej struktury składa się z fazy tworzenia zarodków i fazy wzrostu zarodków.

177 073

W przeciwieństwie do nakładania warstwy przy użyciu prądu impulsowego, tutaj stosowany prąd, po każdym dodatnim skoku nie wraca ponownie do zera, lecz z każdym skokiem ulega dalszemu zwiększeniu. Wskutek tego na przedmiocie osadzają się bardziej okrągłe i równomiernie ukształtowane zarodki względnie elementy, niż było to możliwe przy znanym sposobie przy użyciu prądu impulsowego. Stopnie prądowe przykłada się do kąpieli w takiej liczbie aż na powierzchni przedmiotu uzyska się warstwę o strukturze w postaci osadu składającego się z pojedynczych lub przylegających do siebie kulistych lub dendrytycznych elementów.

Korzystnie, w fazie tworzenia zarodków dąży się do uzyskania strukturalnej warstwy o grubości 4 hm do 10hm. Z reguły konieczne jest do jej wytworzenia 10 do 240 stopni prądowych, a szczególnie dobre wyniki osiąga się przy 50 do 60 stopniach.

Po zakończeniu ostatniego stopnia prądowego osiągnięta gęstość prądu jest t.zw. strukturalną gęstością prądu t.zn. gęstością prądu dla danej struktury. Po osiągnięciu tej strukturalnej gęstości prądu, faza tworzenia zarodków, to znaczy właściwe tworzenie struktury, jest w znacznym stopniu zakończone. Budowa powstającej struktury zależy od wielu parametrów, przede wszystkim od wybranej strukturalnej gęstości prądu, oraz od liczby, wysokości i odstępów czasowych poszczególnych stopni prądowych, a także od temperatury kąpieli i od zastosowanego elektrolitu. Zmiana gęstości prądu w poszczególnych stopniach jak i czas upływający pomiędzy dwoma podwyższeniami gęstości prądu, mogą być zmieniane podczas trwania fazy tworzenia zarodków. Zależnie od charakteru funkcji prądu można wytwarzać różne struktury powierzchniowe, które w zasadzie różnią się wysokością nierówności. Idealne parametry sposobu można w prosty sposób ustalić empirycznie. Można stwierdzić, że przy wyższej temperaturze kąpieli i wyższych zawartościach kwasu w elektrolicie, stosuje się również wyższą strukturalną gęstość prądu.

Ta strukturalna gęstość prądu jest z reguły dwa do trzech razy większa niż gęstość prądu stosowana przy normalnym pokrywaniu warstwą przy użyciu prądu stałego.

Potem następuje faza wzrostu zarodków. Podczas tej fazy, w określonym, tak zwanym rampowym czasie pracy, przykłada się prąd o gęstości znajdującej się w zakresie 80% do 120% strukturalnej gęstości prądu. Podczas tego rampowego czasu pracy płynie prąd o jednakowej wartości, co prowadzi do wzrostu struktury utworzonej na obiekcie. Zależnie od trwania rampowego czasu pracy warstwa strukturalna zostaje mniej lub bardziej uwydatniona. Narastanie przebiega przy tym szybciej na wyższych punktach warstwy strukturalnej, niż w punktach położonych nisko, pomiędzy elementami naniesionymi w fazie tworzenia zarodków. Wskutek tego podczas fazy wzrostu zarodków zwiększa się szorstkość obiektu.

Powyżej zostały opisane trzy kolejne operacje sposobu: stopniowane zwiększanie prądu podczas fazy tworzenia zarodków kontynuowane aż do osiągnięcia strukturalnej gęstości prądu, utrzymywanie wartości prądu w zakresie strukturalnej gęstości prądu podczas rampowego czasu pracy (faza wzrastania zarodków), i następujące kolejno obniżenie wartości prądu do wartości końcowej. Te kolejne operacje stanowią cykl tworzenia żądanej struktury. Mogą być one cyklicznie powtarzane, jest to szczególnie korzystne wtedy, gdy chce się uzyskać na danej powierzchni strukturę o większej grubości. W takim przypadku wartość końcowa poprzedzającego cyklu odpowiada zawsze wartości początkowej następnego cyklu. Liczba powtórzeń zależy od żądanej struktury powierzchniowej i grubości warstwy.

Korzystne jest, gdy przedmiot przeznaczony do pokrycia, na pewien czas przed rozpoczęciem procesu, korzystnie na minutę wcześniej zanurzony zostanie do kąpieli. Ten czas oczekiwania służy przede wszystkim wyrównaniu temperatur, tak aby materiał podłoża przyjął temperaturę elektrolitu.

Dobre rezultaty uzyskuje się, gdy przed naniesieniem warstwy strukturalnej, w warunkach stosowanych przy normalnym chromowaniu, nanosi się warstwę podłożową przy użyciu prądu stałego. Uzyskuje się to w ten sposób, że na początku nakładania warstwy przykłada się impuls podłożowy (impuls napięciowy, względnie prądowy) o gęstości prądu l5 do 60 mA/cm\ co odpowiada wartościom prądu stosowanym przy zwykłym chromowaniu. Impuls podłożowy ma czas trwania około 600 sekund. Aby przed wytwarzaniem struktury wyeliminować zmiany stężenia na granicy faz, występujące wskutek wstępnej obróbki przy użyciu prądu stałego,

177 073 korzystne jest gdy po impulsie podłożowym, a przed rozpoczęciem wytwarzania struktury, wprowadzić okres czasu bezprądowy wynoszący około 60 sekund.

Sposób niniejszy w wielu dziedzinach techniki nadaje się do elementów konstrukcyjnych wymagających powierzchni o specjalnych własnościach.

Wiadome jest, że warstwy powierzchniowe nanosi się na elementy konstrukcyjne za pomocą procesów galwanicznych. Często, pokrywanym elementom stawia się określone wymagania pod względem struktury powierzchniowej. Na przykład powierzchnie cylindra powinny posiadać określone miejsca dla gromadzenia środków smarowych, a aparaty medyczne i optyczne powinny mieć powierzchnie o niskim współczynniku odbicia. Określone współczynniki odbicia wymagane są również do zastosowań użytkowych i dekoracyjnych w przemyśle meblowym i armatury sanitarnej. W przemyśle poligraficznym do maszyn drukarskich potrzebne są walce zwilżąjąco- rozcierające o specjalnej szorstkości powierzchni. W obróbce plastycznej narzędzia chromowane strukturalnie mogą być stosowane do nadawania strukturalnej powierzchni tworzonemu wyrobowi. Na przykład powierzchnia blachy może uzyskiwać żądaną strukturę przez walcowanie jej wałkami chromowanymi strukturalnie.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia schemat urządzenia do galwanicznego nanoszenia warstw strukturalnych, fig. 2 - przedstawienie grafik czasowego przebiegu gęstości prądu przy wytwarzaniu warstwy strukturalnej, fig. 3 - obraz fotograficzny w skali 200:1 struktury powierzchniowej obiektu pokrytego warstwą zgodnie z przebiegiem sposobu opisanym w związku z fig. 2, fig. 4 - obraz fotograficzny w skali 500:1 struktury powierzchniowej przedstawionej na fig. 3, fig. 5 - przedstawienie graficzne czasowego przebiegu gęstości prądu przy wytwarzaniu warstwy strukturalnej, fig. 6 - przedstawienie graficzne czasowego przebiegu gęstości prądu przy wytwarzaniu warstwy strukturalnej, a fig. 7 - przedstawienie graficzne czasowego przebiegu gęstości prądu przy wytwarzaniu warstwy strukturalnej.

Na figurze 1 przedstawione jest schematycznie urządzenie do galwanicznego nanoszenia warstw strukturalnych. Zbiornik wypełniony cieczą elektrolityczną stanowi kąpiel galwaniczną. W kąpiel galwaniczną zanurzony jest pokrywany warstwą przedmiot i anoda 3. Pokrywany przedmiot stanowi katodę 2. Anoda 3 i katoda 2 oddalone od siebie na odległość 6 połączone są ze sterowanym źródłem energii elektrycznej 4. Źródłem energii może być źródło prądowe lub źródło napięciowe. Ponieważ prąd, względnie gęstość prądu na katodzie decyduje o nakładanej warstwie, więc przebieg procesu można kontrolować dokładniej przy zastosowaniu źródła prądowego. Zastosowanie źródła napięciowego ma natomiast zaletę ze względu na mniejszy nakład na układ elektryczny. Jak długo inne parametry, takie jak np. temperatura kąpieli i stężenie elektrolitu nie zmieniają się w sposób istotny, to proces można dobrze kontrolować również za pomocą źródła napięciowego.

Źródło energii elektrycznej 4 sterowane jest przez programowaną jednostkę sterującą 5. Za pomocą tej jednostki można zaprogramować dowolne czasowe przebiegi napięcia względnie prądu, które następnie automatycznie, poprzez źródło energii 4 przykładane są do elektrod.

Na figurze 2 pokazane jest przedstawienie graficzne przebiegu gęstości prądu w funkcji czasu przy wytwarzaniu warstwy strukturalnej. Oś pozioma na fig. 2 jest osią czasu, a na osi pionowej y przedstawiona jest gęstość prądu. Chodzi tu o przykład wykonania dla jednego z możliwych przebiegów sposobu, który poniżej zostanie opisany dokładniej. Na figurze 3 i 4 przedstawione są widoki fotograficzne warstwy strukturalnej uzyskanej tym sposobem.

Jako kąpiel galwaniczna zastosowano siarczanowy elektrolit chromowy z 200 g kwasu chromowego C1O3 i 2 g kwasu siarkowego H2SO4. Przedmiot pokrywany warstwą stanowi element konstrukcyjny o symetrii kołowo - obrotowej, i jest nim walec rozcierająco - zwilżający dla przemysłu poligraficznego. Aby utworzyć powierzchnię wyjściową nadającą się do chromowania strukturalnego, cylinder wykonany ze stali St52 jest najpierw dokładnie szlifowany tak, że głębokość nierówności Rz< 3 ąm.

Następnie zgodnie z warunkami obowiązującymi w galwanotechnice, nanosi się na cylinder warstwę niklu o grubości 30 Jim, a na nią pozbawioną rys warstwę chromu o grubości 10 ąm. Tak przygotowany obrabiany przedmiot obraca się w kąpieli galwanicznej w celu

177 073 uzyskania możliwie równomiernej warstwy. Obrabiany przedmiot tworzy katodę, a jako anodę stosuje się platynowany tylko lub PBSn7. Odstęp katody od anody wynosi 25 cm.

Podczas pierwszej fazy 7 przebiegu procesu, prąd jest wyłączony. Faza ta służy do aklimatyzacji obrabianego przedmiotu w kąpieli galwanicznej. Przedmiot uzyskuje wtedy temperaturę elektrolitu. Po minucie włącza się prąd stały pomiędzy anodą i katody. Prąd ten pozostaje włączony podczas fazy 8, która trwa ok. 600 sek. Na przedmiot zostaje naniesiona przy tym chromowa warstwa podłożowa. Stosowana gęstość prądu jest taka jak przy zwykłym chromowaniu i wynosi 200 miA/cm². Po naniesieniu warstwy podłożowej przy użyciu prądu stałego, następuje druga faza 9 bezprądowa.

Następnie rozpoczyna się właściwe wytwarzanie struktury. Podczas faz 10 i 11 gęstość prądu stopniowo zwiększa się do strukturalnej gęstości prądu 14. Parametry dla poszczególnych stopni (wysokość stopni prądowych oraz odstęp czasowy pomiędzy dwoma zmianami prądu) podczas narastania ulegają zmianie. W pierwszej fazie 10 prąd w 16 stopniach zostaje zwiększony do 40 mA/cm2. Odpowiada to zmianie gęstości prądu wynoszącej 2,5 mA7cm2 na stopień. Czas 28 pomiędzy dwoma stopniami prądowymi wynosi 5 sek. Następnie, podczas fazy 11, gęstość prądu w 62 dalszych operacjach, zostaje zwiększona do strukturalnej gęstości prądu wynoszącej 1000 mA/cm¹

Czas pomiędzy dwoma stopniami prądu wynosi 6 sek. (wykres na fig. 2 nie przedstawia przebiegu gęstości prądu zgodnie ze skalą, to samo odnosi się do wykresów z fig. 5 i 6).

Po osiągnięciu strukturalnej gęstości prądu, podczas rampowego czasu pracy 12, gęstość ta jest nadal utrzymywana. Płynący wtedy prąd stały prowadzi do wzrostu warstwy strukturalnej utworzonej w fazach 10 i 11. Rampowy czas pracy wynosi 60 sek. Następnie gęstość prądu obniża się ponownie stopniowo w 22 stopniach do wartości końcowej wynoszącej 0 mAW. Czas jaki upływa pomiędzy dwoma operacjami zmiany prądu wynosi tu 4 sek.

Ze względu na zastosowanie techniczne, w przypadku walca rozcierająco-zwilżającego, na wytworzoną zgodnie ze sposobem według wynalazku strukturalną warstwę chromowaną, nanosi się jeszcze mikroszorstką warstwę chromu o grubości 4 do 8 pm. Dokonuje się to w zwykle stosowanych w galwanotechnice warunkach, przy zastosowaniu prądu stałego, i nie będzie tu bliżej wyjaśnione.

Na figurach 3 i 4 przedstawione są mikroskopowe zdjęcia chromowej warstwy strukturalnej wytworzonej sposobem opisanym w związku z fig. 2. Warstwa strukturalna składa się przeważnie z kulistych, oddzielnych i częściowo przy sobie położonych elementów. Przedstawiona warstwa strukturalna posiada szorstkość powierzchniową Rz = 8 pm przy udziale nośnym (powierzchni) wynoszącej 25%.

Udział nośny określony jest również jako udział materiałowy zgodnie z DIN 4762.

Na figurze 5 przedstawiony jest przebieg gęstości prądu w funkcji czasu dla innego prowadzenia sposobu nakładania warstwy strukturalnej, fazy 7, 8 i 9 wyjaśnione już zostały w związku z fig. 2. W następującej kolejno fazie 15 gęstość prądu w 110 jednakowych stopniach, zostaje zwiększona do strukturalnej gęstości prądu wynoszącej 100 mA/cn?. Czas upływający pomiędzy dwoma stopniami wynosi 10 sek. Po rampowym czasie pracy 16 wynoszącym 60 sek. gęstość prądu zostaje zmniejszona do wartości końcowej wynoszącej 0 mAcm2, tym razem w 22 jednakowych stopniach. Czas upływający pomiędzy dwoma stopniami prądowymi wynosi 4 sek. Następnie, po krótkiej chwili bezprądowej, cykl procesu składającego się z faz 15,16 i 17 zostaje powtórzony.

Na figurze 6 przedstawiony jest przebieg gęstości prądu w funkcji czasu dla jeszcze innego prowadzenia sposobu. Po fazie oczekiwania 7 przeznaczonej na aklimatyzację przedmiotu w kąpieli galwanicznej, następuje impuls 18 prądu stałego, który odpowiada impulsowi 8 prądu stałego z fig. 2. Bezpośrednio po tym następuje faza 19 tworzenia zarodków, podczas której gęstość prądu zwiększa się stopniowo do strukturalnej gęstości prądu 24. Gęstość prądu podczas następującego rampowego czasu pracy 20 utrzymywana jest jako strukturalna gęstość prądu, a następnie, podczas fazy 21, obniżona zostaje w sposób ciągły do wartości końcowej 26. Po krótkim czasie oczekiwania 22, następuje ponownie faza 23 tworzenia zarodków ze stopniowym zwiększeniem gęstości prądu aż do osiągnięcia ponownie strukturalnej gęstości prądu 25. Początkowa gęstość prądu fazy 23 tworzenia zarodków, jest przy tym równa wartości końcowej 26, do której obniżona została gęstość prądu na końcu poprzedzającego cykl. Gęstość prądu podczas rampowego czasu pracy 27 utrzymywana jest w wielkości strukturalnej gęstości prądu 25, a następnie zostaje skokowo obniżona do nowej wartości końcowej wynoszącej 0 mA/cm2.

Na figurze 7 przedstawiony jest przebieg gęstości prądu w funkcji czasu dla dalszej odmiany prowadzenia sposobu. Fazy 7 do 9 sposobu były już omówione w związku z fig. 2. Stosowany prąd podczas fazy 29 zwiększa się w sposób stopniowany do strukturalnej gęstości prądu 30. Podczas fazy rampowego czasu pracy 32 stosuje się prąd, którego wartość gęstości prądowej stanowi 80% strukturalnej gęstości prądu 30. Pomiędzy tymi dwiema ostatnio wymienionymi fazami następuje bezprądowy czas spoczynkowy 31. Po upływie rampowego czasu pracy 32, podczas fazy 33 prąd zostaje zmniejszony do wartości końcowej. Ta wartość końcowa służy jako wartość początkowa dla drugiego cyklu wytwarzania struktury, zaczynającego się stopniowanym wzrostem prądu w fazie 35. Po osiągnięciu nowej strukturalnej gęstości prądu 36, podczas fazy rampowego czasu pracy 38 stosuje się prąd o gęstości prądu wynoszącej 120% strukturalnej gęstości prądu 36. Pomiędzy tymi dwoma ostatnio wymienionymi fazami znajduje się znowu bezprądowy czas spoczynkowy 37.

Natomiast urządzenie do przeprowadzania opisanego sposobu składa się z galwanicznej kąpieli, która zawiera elektrolityczny roztwór. Jako elektrolit korzystne są elektrolity chromowe, zwłaszcza siarczanowe elektrolity chromowe, mieszane elektrolity chromowe lub elektrolity stopowe.

Korzystnie, elektrolit zawiera stężenie 180 do 300 g kwasu chromowego CrO 3 na każdy litr elektrolitu. Do tego dodawane są dodatki takie jak np. kwas siarkowy H2SO4, kwas fluorowodorowy H2F2, kwas (sześcio) fluorokrzemowy i ich mieszaniny. Korzystny elektrolit zawiera 1 do 3,5 g kwasu siarkowego na litr. Kąpiel galwaniczna jest z reguły podgrzewana, a temperatura elektrolitu wynosi korzystnie 30 do 55°C.

W elektrolityczną kąpiel zanurzona jest anoda i katoda, przy czym pokrywany przedmiot stanowi katodę lub przynajmniej część katody. Przy zastosowaniu elektrolitu chromowego jako materiał anody stosuje się platynowany tytan lub PbSn7. Anoda i katoda połączone są z elektrycznym urządzeniem zasilającym. Stosowany prąd podwyższany jest od wartości początkowej do strukturalnej gęstości prądu, przy czym przebiega to w wielu stopniach przy określonej zmianie prądu od 1 do 6 mA/cm2 na jeden stopień.

Czasowe odstępy pomiędzy zwiększeniami prądu mogą być nastawiane w zakresie od 0,1 do 30 sek. Po uzyskaniu gęstości prądu strukturalnego, na określony czas, tak zwany rampowy czas pracy, przykłada się prąd o gęstości 80% do 120% strukturalnej gęstości prądu. Dla uzyskania równomierności warstwy urządzenie może posiadać napęd obrotowy do ciągłego obracania przedmiotu.

Odstęp pomiędzy anodą i pokrywanym przedmiotem wynosi 1 do 40 cm, korzystnie 25 cm.

177 073

Fig.4

177 073

'2___es&_____________Fi9.6

	Γ		Λ
^26

.ύ§-	4 .,	-Z	'21 <22

177 073

Fig.1

5	Br»
—		pi

	ca .-.1.. .

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób elektrochemicznego nanoszenia warstwy powierzchniowej na części konstrukcyjne maszyn, w którym łączy się części maszyn i przeciwelektrodę ze źródłem prądu elektrycznego lub źródłem napięcia, przy czym steruje się tym źródłem w początkowej fazie tworzenia zarodków dla wytworzenia zarodków nanoszonego materiału na pokrywanej powierzchni, następnie steruje się źródłem w następnej fazie wzrostu zarodków dla spowodowania wzrostu zarodków nanoszonego materiału przez nawarstwienie dalszego nanoszonego materiału, po czym steruje się źródłem do obniżenia prądu do wartości końcowej, znamienny tym, że steruje się źródłem prądu w początkowej fazie tworzenia zarodków w ten sposób, iż zwiększa się gęstość prądu od wartości początkowej w kolejno po sobie następujących odstępach czasu wynoszących od 0,1 do 30 sek., w 10 do 240 stopniach, od 1 do 6 mA/cm² aż do strukturalnej gęstości prądu znajdującej się w zakresie od 30 mA/cm2 do 180 mA/cm2.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stopnie prądowe przykłada się do kąpieli w takiej liczbie, aż osiągniętą zostanie na powierzchni obiektu strukturalna warstwa składająca się z osadu złożonego z oddzielnych lub do siebie przylegających, kulistych lub dendrytycznych elementów, po czym w fazie wzrastania zarodków, podczas określonego rampowego czasu pracy stosuje się prąd o gęstości prądu znajdujący się w zakresie 80% do 120% strukturalnej gęstości prądu.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że czas trwania poszczególnych stopni wynosi 7 sek.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że rampowy czas pracy wynosi 1 do 600 sek., korzystnie 30 sek.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosowany prąd, po upływie rampowego czasu pracy, obniża się w sposób stopniowany do wartości końcowej, przy określonej zmianie wynoszącej - 1 do - 8 mA/cm2 na stopień.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sposób powtarza się cyklicznie dwa do dwudziestu razy, przy czym zawsze wartość końcowa poprzedzającego cyklu odpowiada wartości początkowej cyklu następnego.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że wartości końcowe są różnej wielkości.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed wytworzeniem struktury przykłada się impuls prądu stałego o gęstości prądu od 15 do 60 mA/cm2, dla wytworzenia warstwy podkładowej.