Добавочные сопротивления состоят из проволочных спиралей, изготовленных из металла с большим электрическим сопротивлением (константан, нихром).
Общая сила тока всех секций должна определять максимальную силу тока на ванне. Реостаты монтируются на электрощите каждой ванны, для контроля напряжения и силы тока там же устанавливаются амперметр и вольтметр.
Стационарные ванны для электролитов представляют собой сварные прямоугольные резервуары, изготовленные из листовой стали толщиной 4—6 мм, сверху вдоль всех стенок ванн привариваются борта; ванны больших размеров имеют ребра жесткости. Ванны небольших размеров могут изготовляться из винипласта, керамики, фарфора, фаолита и бакелитированной фанеры, а также из дерева (для слабокислых электролитов).
Одним из лучших материалов для футеровки ванн с кислыми электролитами (никелирование, цинкование, меднение и др.) является винипласт, заменяющий листовой свинец. Винипласт представляет собой негорючую пластмассу коричневого или черного цвета (уд. вес 1,34), легко поддающуюся механической обработке, обладающую высокой химической стойкостью к различным кислотам и щелочам и достаточной механической прочностью до температуры 60° С. [8]
Покрытие мелких деталей в стационарных ваннах нецелесообразно, так как их навешивание для погружения в гальванические ванны является длительным и непроизводительным процессом, особенно при массовом производстве. В связи с этим для покрытия мелких деталей применяются барабанные, колокольные и ковшовые ванны, в которых покрытие мелких деталей осуществляется насыпью без подвешивания.
Барабанные ванны. Барабаны обычно делают гранеными, причем одна из граней — подвижна и служит загрузочным отверстием. В качестве материалов для барабанов применяются пластмассы (текстолит, винипласт, целлулоид) и дерево.
По конструкции барабаны подразделяются на барабаны полного и неполного погружения.
Барабаны снабжаются индивидуальным приводом от электродвигателя, укрепленного на внешней стороне ванны.
Колокольные ванны. Для покрытия мелких деталей, особенно резьбовых и тонкостенных, пользуются колокольными ваннами. Сосудом для электролита служит опрокинутый колокол, круглый или граненый, изготовленный из токонепроводящего материала, не поддающегося разрушению электролитом (пластмасса, гуммированная сталь, дерево). Колокол укреплен на валике. Вращение колокола осуществляется при помощи приводного ремня или зубчатой передачи от электропривода, снабженного редуктором для уменьшения числа оборотов.
Недостатком колокольных ванн является несоразмерность поверхностей анода и катода (последняя несравненно больше первой), вследствие чего невозможно работать при повышенных плотностях тока, так как анод быстро пассивируется и требуется значительное напряжение на полюсах.
Колокольные барабаны. Для гальванических покрытий мелких деталей как в кислых, так и в щелочных электролитах хорошие результаты дают колокола, вращающиеся в ванне, так называемые колокольные барабаны.
При покрытии в колоколах деталей с наружной резьбой скорость вращения колокола должна быть снижена до 3 — 6 об/мин.
Колокольный барабан обычно погружают в ванну достаточной емкости, что устраняет возможность перегрева, а также быстрого загрязнения электролита. Завешенные в ванну аноды обеспечивают необходимый для нормального соотношения с катодной поверхностью размер анодной поверхности, улучшение качества покрытия и чистоту рабочего места.
Ковшовые ванны. Ковшовые ванны применяются для покрытия мелких изделий, которые нельзя подвергать значительным сотрясениям, вызываемым вращением и пересыпанием (как в барабанах и колоколах), особенно если желательно сохранить без изъянов полированную поверхность. Во многих случаях ковшовые ванны дают лучшие результаты, чем колокольные и барабанные. Скорость покрытия в таких ваннах значительно выше, чем в колокольных.
Ковш для изделий, изготовленный из токонепроводящего перфорированного материала, во время процесса покрытия частично погружается в электролит и совершает колебательные движения. Аноды завешиваются снаружи и внутри ковша, что обеспечивает равномерное распределение тока на покрываемых изделиях. Ток к катоду подается с помощью медных контактных полос, укрепленных на днище ковша. [9]
Сушка деталей и изделий после покрытий производится обычно горячим воздухом в сушильных шкафах, снабженных вентиляцией. Подогрев воздуха производится при помощи пара, газа или электричества.
Шкафы устраиваются с несколькими отделениями, размеры которых зависят от количества подлежащих сушке деталей и изделий. При большой производительности цеха устраиваются конвейерные сушильные аппараты и сушильные ванны, в которых обогрев деталей и высушивание производятся путем обдувки горячим воздухом.
Все более широкое применение, особенно для сушки мелких деталей, находят также сушильные центрифуги.
С целью механизации производства и увеличения производительности в гальванических цехах применяются полуавтоматические и автоматические установки для покрытий.
Полуавтоматы предназначаются для выполнения какой-либо одной операции и представляют собой ванны, оснащенные механизмами для непрерывного перемещения подвесных приспособлений с изделиями, подвергаемыми покрытию, от места загрузки до места выгрузки. Они могут быть прямолинейными, когда загрузка и выгрузка изделий осуществляется с противоположных сторон ванны, а также овальными и кольцевыми. При обработке в полуавтоматах операции предварительной подготовки и заключительные операции выполняются в стационарных ваннах.
Прямолинейные полуавтоматические ванны требуют двухстороннего обслуживания. Обрабатываемые изделия перемещаются вдоль ванны с помощью бесконечных пластинчатых цепей; продолжительность процесса устанавливается в соответствии с заданной толщиной покрытия и регулируется изменением скорости движения при помощи вариатора приводной станции. Скорость движения от 0,1 до 1 м/мин.
При помощи полуавтоматических ванн можно обеспечить определенную стабильность технологического процесса. Наиболее полной стабильности технологического процесса можно достигнуть путем применения автоматов.
По конструкции автоматы для покрытий подразделяются на прямолинейные и овальные. Прямолинейные автоматы применяются в тех случаях, когда поток деталей по ходу технологического процесса должен быть направлен в одну сторону.
Большое распространение имеют овальные и П-образные автоматы. Применение автоматов является целесообразным при значительной производственной программе покрытия однотипных деталей.
В автоматических конвейерных установках все операции нанесения покрытий механизированы, начиная от обезжиривания и кончая сушкой деталей.
В автомате производятся следующие операции: химическое и электролитическое обезжиривание, декапирование, меднение цианистое с реверсированием тока, никелирование, сушка и все промежуточные промывки.
Питание ванны электрическим током осуществляется следующим образом. Постоянный ток от генераторов подается на шину, расположенную выше толкающей планки, а скользящая по шине контактная медная щетка передает ток через гибкий кабель на несущий и поддерживающий рычаги.
Производительность автомата в смену 400-500 циклов, что составляет 120—150 м2 покрытой поверхности. Ритм работы автомата рассчитывается в соответствии с требованиями процесса. [4]
Для завески деталей в ванны, а также в полуавтоматы и автоматы применяются специальные контрактирующие приспособления для завешивания. Устройство подвесок зависит от числа и конфигурации монтируемых деталей и может быть самым разнообразным.
При конструировании и изготовлении подвесок необходимо учитывать следующие основные требования:
а) материал подвесок должен быть достаточного сечения, чтобы проводить ток соответствующей силы;
б) подвеска должна иметь хороший контакт с покрываемыми деталями и катодной штангой ванны;
в) для получения равномерного покрытия подвеска должна обеспечивать свободный доступ тока к деталям;
г) для устранения возможности покрытия подвески осаждаемым металлом она должна быть покрыта, за исключением мест контакта, изоляционным материалом;
д) конструкция подвески должна рационально использовать объем ванны;
е) монтаж и демонтаж деталей с подвесок не должны быть затруднены;
ж) подвески для покрытия в полуавтоматах и автоматах должны обеспечивать прочное закрепление деталей, исключающее их выпадение при толчках.
Детали в подвесках должны быть расположены так, чтобы они не экранировали одна другую, а образовавшиеся газы легко удалялись с поверхности деталей, не создавая «газовых мешков».
Контактные крючки, штыри и пружины, на которые крепятся детали, рекомендуется делать из проволоки фосфористой бронзы. В качестве материала для подвесок рекомендуется применять сталь. Сечение стальных подвесок выбирают с таким расчетом, чтобы они в процессе электролиза не нагревались. Удельная сила тока на стальных подвесках не должна превышать 1 а/мм2, латунных 1,5 а/мм2, медных 2—3 а/мм2.
На поверхности подвесок, не изолированных от действия электролитического тока, в процессе осаждения отлагается большое количество металла, что ведет к непроизводительным потерям цветных металлов. Поэтому подвески за исключением мест контактов необходимо изолировать, а так как детали обрабатываются в щелочных и кислых растворах, материал, применяемый для изоляции, должен быть стоек к этим растворам. Необходимо также, чтобы изоляционный материал не загрязнял электролит и не приводил к преждевременному выходу его из строя.