патент
№ RU 2668240
МПК C25D17/06

ПОДВЕСКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА КОНТАКТ-ДЕТАЛИ ГЕРКОНОВ

Авторы:
Орлов Аркадий Валентинович Крютченко Олег Николаевич Милюков Сергей Михайлович
Все (9)
Номер заявки
2017146594
Дата подачи заявки
28.12.2017
Опубликовано
27.09.2018
Страна
RU
Дата приоритета
01.03.2024
Номер приоритета
Страна приоритета
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Иллюстрации 
1
Реферат

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения гальванических покрытий на малоразмерные изделия, изготовленные из ферромагнитных материалов, в частности на контакт-детали герметизированных магнитоуправляемых контактов - герконов. Подвеска содержит магнитную систему, а также параллельно расположенные на фиксированном расстоянии друг от друга плоские основание и две перфорированные пластины с соосными отверстиями круглого сечения, изготовленные из немагнитного материала, при этом в основании выполнены отверстия круглого сечения, соосные с отверстиями в перфорированных пластинах, в которых размещены цилиндрические штифты, изготовленные из ферромагнитного материала, при этом диаметр отверстий в пластинах равен 1,2-1,4, а диаметр отверстий в основании равен соответственно 1,5-2,0 диаметра поперечного сечения цилиндрической части контакт-деталей герконов. Техническим результатом изобретения является повышение качества гальванических покрытий контакт-деталей герконов. 1 табл., 2 ил.

Формула изобретения

Подвеска для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов, содержащая магнитную систему и параллельно расположенные на фиксированном расстоянии друг от друга плоские основание и две перфорированные пластины с соосными отверстиями круглого сечения, изготовленные из немагнитного материала, отличающаяся тем, что в основании выполнены отверстия круглого сечения, соосные с отверстиями в перфорированных пластинах, в которых размещены цилиндрические штифты, изготовленные из ферромагнитного материала, при этом диаметр отверстий в пластинах равен 1,2-1,4, а диаметр отверстий в основании равен соответственно 1,5-2,0 диаметра поперечного сечения цилиндрической части контакт-деталей герконов.

Описание

Изобретение относится к оборудованию, используемому для нанесения гальванических покрытий на малоразмерные изделия, изготовленные из ферромагнитных материалов, в частности, на контакт-детали магнитоуправляемых герметизированных контактов (герконов).

Применяемые для этих целей подвесочные приспособления (подвески) должны обеспечивать оперативный групповой монтаж изделий, их надежный электрический контакт с токоподводящими электродами и равномерное распределение электрического тока по поверхности изделий.

Типичное подвесочное приспособление состоит из трех основных узлов: держателя (тары) для загрузки изделий из ферромагнитных материалов, токоподводящих электродов, соединенных с источником питания, и системы, удерживающей изделия в держателе.

Известна подвеска для гальванической обработки контакт-деталей барабанного типа [SU 505757, C25D 17/20, опубл. 05.03.1976].

Она содержит вращающийся сетчатый барабан, внутри которого размещен токоподводящий электрод. Обрабатываемые контакт-детали загружаются в барабан, при его вращении поочередно под действием собственного веса соприкасаются с электродом и подвергаются требуемой электрохимической обработке (например, на контакт-детали наносится гальваническое покрытие).

Однако известная конструкция подвески мало пригодна для электрохимической обработки малоразмерных контакт-деталей. Из-за малого веса таких деталей не обеспечивается их надежный электрический контакт с токоподводящим электродом. В результате нарушается однородность состава и толщин получаемых гальванических покрытий. Кроме того, подвеска не позволяет избирательно наносить покрытия на отдельные участки деталей, например, на рабочие зоны контакт-деталей герконов, непосредственно участвующие в коммутации тока.

Известна конструкция подвески для нанесения гальванических покрытий на ферромагнитные контакт-детали, состоящая из двух пластин, с соосно расположенными отверстиями, между которыми располагаются фиксирующие элементы, выполненные из резиновых трубок [SU1039985, С25D 17/06, опубл. 07.09.1983].

Обрабатываемые контакт-детали цилиндрическими частями загружают в отверстия пластин. Удержание деталей в подвеске осуществляется за счет их прижатия к образующим отверстий пластин. При этом прижимное усилие на детали создается при увеличении поперечного сечения фиксирующих элементов, вызванного их упругой деформацией.

Однако известная конструкция держателя подвески трудоемка в изготовлении, имеет ограниченную долговечность из-за разброса и деградации упругих свойств фиксирующих элементов. В результате не обеспечивается равномерный электрический контакт между контакт-деталями и пластинами и, следовательно, однородность параметров получаемых гальванических покрытий.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому объекту по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является подвеска для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов, содержащая магнитную систему, а также параллельно расположенные на фиксированном расстоянии друг от друга плоские основание и две перфорированные пластины с соосными отверстиями круглого сечения, изготовленные из немагнитного материала [US3386156, Н05K 13/02, опубл. 04.06.1968]. Описанное устройство принято за прототип предлагаемого изобретения.

В известном устройстве цилиндрические части контакт-деталей герконов загружаются вертикально в отверстия пластин до упора в основание и удерживаются в таком положении силами магнитного поля, создаваемого магнитной системой. Затем контакт-детали погружают в гальваническую ванну и на их рабочие зоны наносят необходимое защитное покрытие.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что оно не обеспечивает надежный, равномерный электрический контакт всех контакт-деталей с основанием подвески. Данное обстоятельство приводит к нестабильности переходного электрического сопротивления (Rп) между контакт-деталями и основанием подвески и, как следствие, к неоднородности получаемых гальванических покрытий по толщине и составу.

Таким образом, использование известной конструкции подвески для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов в условиях массового производства не позволяет гарантированно получать герконы с воспроизводимыми техническими параметрами.

Технической задачей данного изобретения является повышение качества гальванических покрытий контакт-деталей герконов.

Технический результат заключается в увеличении градиента индукции магнитного поля, действующего вблизи нижней границы цилиндрических штифтов, расположенных внутри основания и непосредственно контактирующих с контакт-деталями герконов. В результате существенно увеличивается сила притяжения (Fпр) контакт-деталей к основанию подвески.

Данный технический результат достигается тем, что в подвеске для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов, содержащей магнитную систему, а также параллельно расположенные на фиксированном расстоянии друг от друга плоские основание и две перфорированные пластины с соосными отверстиями круглого сечения, изготовленные из немагнитного материала, в основании выполнены отверстия круглого сечения соосные с отверстиями в перфорированных пластинах, в которых размещены цилиндрические штифты, изготовленные из ферромагнитного материала, при этом диаметр отверстий в пластинах равен 1,2-1,4, а диаметр отверстий в основании равен соответственно 1,5-2,0 диаметра поперечного сечения цилиндрической части контакт-деталей.

Выбор значений диаметра отверстий в пластинах (dп) и основании (dо) подвески осуществляют относительно диаметра поперечного сечения цилиндрической части контакт-деталей герконов (dкд) и обусловлен следующими обстоятельствами.

При dп меньшем (равным) l,2d,кд затруднено затаривание контакт-деталей в отверстия пластин. При dп большем (равным) 1,4dкд наблюдается отклонение положения контакт-деталей от направления, перпендикулярного основанию. При этом наблюдается дополнительное увеличение Rп.

При dо меньшем (равным) 1,5dкд усложняется процесс забивания штифтов в отверстия основания (недостаточна их механическая прочность). Начиная с dо, равного 2,0dкд, нa (5-7)% уменьшается сила притяжения контакт-деталей к основанию (перекрываются магнитные поля соседних штифтов).

Положительный эффект от использования данной конструкции подвески для нанесения гальванических покрытий обусловлен тем, что в ней за счет использования штифтов, выполняющих функцию концентраторов магнитного поля, непосредственно в области контакта деталей герконов и нижней границы штифтов в несколько раз увеличивается индукция магнитного поля и, следовательно, сила притяжения контакт-деталей к основанию подвески.

В результате стабилизируется Rп и, как следствие, повышается качество гальванических покрытий, а также предотвращается выпадение мелкоразмерных контакт-деталей из подвески в процессе их гальванической обработки.

Таким образом, сопоставительный анализ предложенного технического решения и уровня техники позволяет установить, что заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявляемая конструкция подвески приведена на фиг. 1, а распределение силы притяжения контакт-деталей к основанию по площади подвески - на фиг. 2.

Данная подвеска предназначена для нанесения гальванических покрытий на контакт-детали герконов с dкд равным 0,5 мм. Она включает в себя магнитную систему 1, основание 2 толщиной 2 мм и перфорированные пластины 3 и 4 толщиной 1 мм, изготовленные из нержавеющей стали.

В пластинах выполнены соосные отверстия круглого сечения диаметром 0,65 мм, в основании - отверстия диаметром 1,0 мм. В отверстия основания плотно запрессованы цилиндрические штифты из ферромагнитного железо-никелевого сплава 5. Высота штифтов равна толщине основания. В отверстиях пластин перпендикулярно основанию размещены контакт-детали герконов 6. Расстояние между основанием и пластиной 3, а также между пластинами 3 и 4 составляет 6 мм.

В экспериментах в качестве базы сравнения использовалась подвеска идентичной конструкции, в основании которой отсутствовали штифты. Для удержания контакт-деталей в пластинах подвесок использовались одинаковые магнитные системы. На фиг. 2 приведено распределение Fпр по рабочему полю подвесок без штифтов (а) и со штифтами (б).

Каждая подвеска работает следующим образом. Цилиндрическими частями контакт-детали герконов с помощью вибропогрузчика загружают в отверстия пластин перпендикулярно основанию. Магнитным полем, создаваемым магнитной системой, контакт-детали притягиваются к основанию с силой Fпр.При этом в подвеске (б) контакт-детали прижимаются к нижней границе штифтов 5.

Собранную таким образом подвеску с закрепленными на ней контакт-деталями подсоединяют к катодной шине, опускают в гальваническую ванну и пропускают через нее ток от анода к катоду. В результате на поверхности контакт-деталей формируется требуемое покрытие.

Качество получаемого покрытия в значительной мере зависит от надежности электрического контакта контакт-деталей с основанием подвески. В свою очередь, надежность данного контакта однозначно связана с величиной Fпр.Указанное обстоятельство обусловлено тем, что величина Fпр влияет на значение Rп, которое определяет величину тока, проходящего по электрической цепи каждой контакт-детали.

Экспериментально измеренная зависимость Rп от Fпр приведена в таблице.

Из таблицы следует, что стабилизация значения Rп наблюдается, начиная с Fпр, равной ~8,0 г.

Испытание предлагаемой подвески производилось в условиях реального производства. В качестве покрытий контакт-деталей герконов использовались многослойные системы: Ni(0,5-2,0 мкм) - Аu(0,2-0,4 мкм) - Ru (0,35- 0,5 мкм).

Экспериментально установлено, что используемые подвески (а) и (б) характеризуются различным диапазоном изменения Fпр (фиг.2), что влияет на качество получаемых гальванических покрытий.

Подвеска (а):

- среднее значение FпрСР равно 2,0 г;

- разброс значений Fпр составляет (FпрМАК-FпрМИН)/FпрСР=(2,5-1,5)/2,0=50,0%;

- на ряде контакт-деталей наблюдается отсутствие покрытий;

- усредненная масса покрытия одной контакт-детали составляет 11-10-5 г;

- имеет место выпадение отдельных контакт-деталей из подвески в электролит, что сопровождается изменением его исходных характеристик и негативно сказывается на качестве покрытий.

Подвеска (б):

- среднее значение FпрСР равно 14,0 г;

- разброс значений Fпр составляет (15-13)/14,0=14,3%;

- на всех контакт-деталях контролируют наличие покрытия;

- усредненная масса покрытия одной контакт-детали составляет 15⋅10-5 г;

- полностью отсутствует выпадение контакт-деталей из подвески. Таким образом, наличие в основании подвески локально расположенных штифтов, выполняющих функцию концентраторов магнитного поля, позволяет в 7-8 раз увеличить силу притяжения контакт-деталей к основанию подвески и существенно повысить качество получаемых гальванических покрытий.

Положительный эффект от использования предлагаемого технического решения обусловлен увеличением процента выхода годных изделий, снижением разброса эксплуатационных параметров герконов и увеличением их долговечности.

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты