CS268915B1

CS268915B1 - Method of anchoring the functional layer on large-sized components

Info

Publication number: CS268915B1
Application number: CS868828A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Ing Csc Landa; Frantisek Prusa
Original assignee: Landa Vaclav; Frantisek Prusa
Priority date: 1986-12-02
Filing date: 1986-12-02
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS882886A1

Abstract

Způsob zakotvení elektrolyticky vyloučené funkční kovové vrstvy na velkorozměrných součástech spočívající v zaoblení Jejich hran. Poloměr zaoblení hrany činí od 1 do 1,5 tlouštky následně nanesené galvanoplastické funkční vrstvy.A method of anchoring an electrolytically deposited functional metal layer on large-sized components consisting of rounding their edges. The radius of the rounding of the edge is from 1 to 1.5 times the thickness of the subsequently applied electroplating functional layer.

Description

Vynález se týká způsobu zakotvení elektrolyticky vyloučené funkční kovové vřetvy na velkorozměrných součástech, například na funkčních plochách krystalizátorů.The invention relates to a method of anchoring electrolytically deposited functional metal filaments on large-sized components, for example on functional surfaces of crystallizers.

Funkční plochy velkorozměrných strojních součástí, například krystalizátorů se v současné době s výhodou opatřují elektrolyticky nanášenou funkční vrstvou. Účelem těchto vrstev je zejména zvýšení odolnosti proti opotřebení a zlepšení kluzných vlastností jejího povrchu. U krystalizátorů, které se obvykle vyrábí z důvodů vysoké tepelné vodivosti z mědi, je třeba odvést v krátkém časovém intervalu značné množství tepla. Čistá měd však nevyhovuje z důvodů své nízké životnosti; legování mědi sice zvyšuje životnost, dochází však ke zhoršení tepelné vodivosti. Z uvedených důvodů se jeví jako výhodnější pokrytí funkční stěny krystalizátorů z mědi funkční vrstvou z kovu s vysokou tvrdostí a odolností proti opotřebení. Podle dosavadních zkušeností ' jako funkční vrstva dobře vyhovuje elektrolyticky nanesená vrstva niklu a jeho slitin, která vykazuje velmi dobrou adhezi k měděnému podkladu, přestože je v provozu podrobena vysokému mechanickému namáhání. Jedná se zejména o namáhání smykové a namáhání způsobené rozdílem koeficientů tepelné roztažnosti vznikající při značných teplotních změnách. Nejexponovanější oblastí jsou v uvedeném procesu okrajové části ploch součástí krystalizátorů, zejména jejich rohy, kde může nejsnáze dojít k odtržení funkční vrstvy od podkladu, a to již při jejím opracování. V současné době je známo několik způsobů zlepšení adheze elektrolyticky nanesené vrstvy na podkladu. Tyto způsoby spočívají jednak v chemickém zpracování povrchu podkladu, a jednak v jeho mechanických úpravách a ve vytváření předpokladů dobrého mechanického zakotvení funkční vrstvy, například vytváření drážek s negativními tíhly. Tyto způsoby však neřeší zajištění okraje funkční vrstvy proti odtržení.The functional surfaces of large-sized machine components, for example crystallizers, are currently advantageously provided with an electrolytically applied functional layer. The purpose of these layers is mainly to increase the wear resistance and improve the sliding properties of its surface. In crystallizers, which are usually made of copper due to its high thermal conductivity, a significant amount of heat must be removed in a short time interval. However, pure copper is not suitable due to its short service life; although alloying copper increases the service life, the thermal conductivity deteriorates. For the reasons stated, it appears more advantageous to cover the functional wall of copper crystallizers with a functional layer of a metal with high hardness and wear resistance. According to previous experience, an electrolytically applied layer of nickel and its alloys is well suited as a functional layer, which exhibits very good adhesion to the copper substrate, despite being subjected to high mechanical stress in operation. These are mainly shear stress and stress caused by the difference in thermal expansion coefficients arising from significant temperature changes. The most exposed areas in the process are the edge parts of the surfaces of the crystallizers, especially their corners, where the functional layer can most easily be torn off from the substrate, even during its processing. Currently, several methods are known to improve the adhesion of the electrolytically deposited layer to the substrate. These methods consist partly in chemical treatment of the substrate surface, partly in its mechanical modifications and in creating conditions for good mechanical anchoring of the functional layer, for example, creating grooves with negative weights. However, these methods do not address securing the edge of the functional layer against tearing.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem zakotvení elektrolyticky vyloučené funkční kovové vrstvy na velkorozměrných součástech podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se okrajová hrana povrchové plochy součásti před nanášením funkční vrstvy zaoblí, přičemž poloměr zaoblení hrany činí od 1 do 1,5 tlouělky následně nanesené galvanoplastické funkční vrstvy.The above-mentioned shortcomings are eliminated by the method of anchoring the electrolytically deposited functional metal layer on large-sized components according to the invention, the essence of which is that the peripheral edge of the surface of the component is rounded before applying the functional layer, with the radius of the edge rounding being from 1 to 1.5 times the thickness of the subsequently applied electroplating functional layer.

Způsob podle vynálezu má značné technické a ekonomické výhody. Odpadá zejména vytváření nežádoucích nárůstků, které se na nezaoblených ostrých hranách v průběhu elektrolytického procesu vylučují. Tyto nárůstky vykazují špatnou soudržnost a vy-_ sokou křehkost materiálu, vznikající adsorbcí vodíku do vyloučeného kovu. Kromě toho odpadá dodatečné mechanické opracování okraje součásti, zaoblení hrany způsobuje, že se galvanoplastické funkční vrstva vyloučí i na okrajích rovnoměrně bez vytvoření nárůstků, přičemž tloušťka hran na zaoblení je pouze o málo větší, než na ostatní ploše, což se plně vyrovná předem zvětšeným poloměrem zaoblení. Zvětšení poloměru zaoblení je závislé na složení a typu použitého elektrolytu. Okraj funkční vrstvy proto nevyžaduje následné opracování. Materiál okraje vrstvy si zachovává požadované mechanické vlastnosti. Protože se materiál funkční vrstvy vylučuje na okraji na část válcové plochy, která je krát větší než odpovídající plocha jejího průměru, zvětší se i adhezní síla této Fásti vrstvy ^krát. Kromě toho tvoří takto vzniklý okraj vrstvy výztužné žebro, které podstatná zvyšuje tuhost okraje funkční vrstvy. Obě tyto skutečnosti zlepšují odolnost funkční vrstvy proti odtržení.The method according to the invention has considerable technical and economic advantages. In particular, the formation of undesirable growths, which are precipitated on unrounded sharp edges during the electrolytic process, is eliminated. These growths exhibit poor cohesion and high brittleness of the material, resulting from the adsorption of hydrogen into the precipitated metal. In addition, additional mechanical processing of the edge of the component is eliminated; the rounding of the edge causes the electroplating functional layer to be precipitated evenly on the edges without the formation of growths, while the thickness of the edges on the rounding is only slightly larger than on the rest of the surface, which is fully compensated by the previously increased radius of the rounding. The increase in the radius of the rounding depends on the composition and type of electrolyte used. The edge of the functional layer therefore does not require subsequent processing. The material of the edge of the layer retains the required mechanical properties. Since the material of the functional layer is precipitated on the edge on a part of the cylindrical surface that is times larger than the corresponding area of its diameter, the adhesive force of this layer is also increased by a factor of . In addition, the resulting edge of the layer forms a reinforcing rib, which significantly increases the rigidity of the edge of the functional layer. Both of these factors improve the resistance of the functional layer to tearing.

PříkladExample

Pracovní deska měděného krystalizátoru s plochou o rozměrech 1 510 x 1 200 mm • měla být opatřena po celé ploše funkční niklovou vrstvou o tloušlce 3 mm. V zájmu dobrého zakotvení funkční vrstvy byly na ploše určené k pokovení vytvořeny drážky s negativními úhly o rozměrech cca 4 x 0,3 mm.The working plate of a copper crystallizer with an area of 1,510 x 1,200 mm • was to be provided with a functional nickel layer with a thickness of 3 mm over the entire surface. In order to ensure good anchoring of the functional layer, grooves with negative angles measuring approximately 4 x 0.3 mm were created on the surface intended for plating.

“ * “ CS 268 915 Bl“ * “ CS 268 915 Bl

Okraje plochy součásti byly potom zaobleny poloměrem 3,3 mm. Potom byla plocha součásti podrobena chemickému zpracování a následně byla na ni elektrolyticky nanesena v sulfamátovém elektrolytu niklová vrstva o tlouSlce 3 mm. Okraje funkční vrstvy byly bez nárůstků a nebylo nutné žádné dodatečné opracování.The edges of the surface of the component were then rounded with a radius of 3.3 mm. The surface of the component was then subjected to chemical treatment and subsequently a 3 mm thick nickel layer was electrolytically deposited on it in a sulfamate electrolyte. The edges of the functional layer were free of overhangs and no additional machining was required.

Claims

A method of anchoring an electrolytically deposited functional metal layer on large-sized components, characterized in that the peripheral edge of the surface area of the component is rounded before applying the functional layer, the radius of the edge rounding being from 1 to 1.5 of the thickness of the subsequently applied electroplating functional layer.