Способ гальванопластического изготовления полых изделий с наружной оболочкой

 

Изобретение относится к изготовлению полых изделий гальванопластикой и может быть использовано в машиностроении и авиастроении при изготовлении изделий, эксплуатируемых в условиях теплообмена Цель изобретения - улучшение конструктивных и эксплуатационных характеристик изделий за счет сохранения формы каналов, снижения волнистости внутренней стороны оболочки и повышения прочности сцепления оболочки с подложкой. Способ гальванопластического изготовления полых изделий с наружной оболочкой включает надевание металлической сетки на ребристую подложку с открытыми каналами, приращивание и заращивание сетки на подложке гальваническим осаждением меди на реверсивном токе при продолжительности катодной и анодной составляющих тока 2-2,5 и 0,3-0,5 мин соответственно с механическим обжатием сетки при давлении 0,3-0,5 МПа после приращивания и последующее гальваническое наращивание никеля на оболочку. Способ позволяет сохранить форму каналов под оболочкой, достигнуть значений предельного отклонения неровностей на внутренней стороне оболочки 0,02-0,025 мм и прочности сцепления медного слоя оболочки с подложкой 25- 30 кГ/мм2. 1 табл. СП с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК л1)5 С 25 0 1/02

ГОСУДАРСТВЕ НННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ь (Ji 4 (у фь Ы

1 (21) 4644466/02 (22) 26.12.88 (46) 23.06.91. Бюл, М 23 (72) В.М.Нагирный, Е.В.Миловский, Л.А, Приходько, И.А, Говорова и Е.В. Кочкин (53) 621.357.74 (088.8) (56) Заявка ФРГ N 2815525, кл. С 25 0 1/02. 1980, Патент США ¹ 4427497, кл, С 25 D 5/48, 7/08, 1984. (54) СПОСОБ ГАЛЬВАНОПЛАСТИЧЕСКОГО

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ С НАРУЖНОЙ ОБОЛОЧКОЙ (57) Изобретение относится к изготовлению полых иэделий гальванопластикой и может быть использовано в машиностроении и авиастроении при изготовлении иэделий, эксплуатируемых в условиях теплообмена, Цель изобретения — улучшение конструктивных и эксплуатационных характеристик изделий за счет сохранения формы каналов, Изобретение относится к изготовлению полых иэделий гальванопластикой и может быть использовано в машиностроении и авиастроении при изготовлении изделий, эксплуатируемых в условиях теплообмена, Целью изобретения является улучшение конструктивных и эксплуатационных характеристик изделий за счет сохранения формы каналов, снижения волнистости внутренней стороны оболочки и повышения прочности сцепления оболочки с подложкой.

Согласно изобретению способ гальванопластического изготовления полых изделий с наружной оболочкой включает.. Ж 1657543 А1 снижения волнистости внутренней стороны оболочки и повышения прочности сцепления оболочки с подложкой. Способ гальванопластического изготовления полых изделий с наружной оболочкой включает надевание металлической сетки на ребристую подложку с открытыми каналами, приращивание и заращивание сетки на подложке гальваническим осаждением меди на реверсивном токе при продолжительности катодной и анодной составляющих тока 2-2,5 и 0,3-0.5 мин соответственно с механическим обжатием сетки при давлении 0,3-0,5 МПа после приращивания и последующее гальваническое наращивание никеля на оболочку. Способ позволяет сохранить форму каналов под оболочкой, достигнуть значений предельного отклонения неровностей на внутренней стороне оболочки 0,02 — 0,025 мм и прочности сцепления медного слоя оболочки с подложкой 2530 кГ/мм . 1 табл. одевание металлической сетки на ребристую подложку с открытыми каналами. приращивание и доращивание сетки на подложке гальваническим осаждением меди на реверсивном токе при продолжительности катодной и анодной составляющих тока 2-2,5 и 0,3-0,5 мин соответственно с механическим обжатием сетки при давлении 0,3-0,5 МПа после приращения и последующее гальваническое наращивание никеля на оболочку.

Способ применительно к ребристой, стенке сопловых деталей из медных сплавов с использованием сетеполотна иэ латуни „размером ячеек 0,3 — 0,4 мм и толщиной нити

1657543

20

30

40

50

0,15 мм осуществляют по следующей технологической схеме.

Проводят одевание (обтяжка) ребристой стенки по наружной поверхности после ее предварительной обдувки кварцевым песком или электрокорундом заготовкой сетеполотна в виде бесшовного чулка плотно, беэ морщин и складок (при наличии стыковые швы заготовки сшивают нитями из того же материала). Затем проводят монтаж на приспособление для электроосаждения никеля. электрохимическое обезжиривание и химическое травление в растворе состава, мас.7ь: азотная кислота 30-35; плавиковая кислота 10-15; вода остальное, при 18-25 С и времени 1,5-3 мин, Осветление осуществляют в растворе состава, мас. : хромовый ангидрид 80-90; серная кислота 0,5 — 1,0; хлористый натрий

0,2 — 0,3; вода остальное, при 18 — 25 С и времени 0,5 — 1 мин. Химическую активацию проводят в 30 -ном растворе серной кислоты в течение 0,5 — 1 мин при 18 — 25 С.

Приращивание сетки к ребрам электролитическим меднением проводят в электролите состава, мас.%: (загрузка детали после предыдущая операции без промывки): сернокислая медь 21 — 23; серная кислота 5 — 7; этиловый спирт 0,3-0,7; вода остальное, при

18-25 С, плотности тока 1,8-1,5 Аlдм, с реверсированием при тк = 2 мин, т = 0,3 мин до толщины 0,1-0,12 мм.

Механическое обжатие осуществляют с помощью медных валков при давлении 0,3—

0,5 МПа и повторяют описанные химической активации и приращивания сетки операции с заращиванием сетчатой заготовки до толщины (суммарной) 0,2-0,25 мм.

Электрохимическую активацию (предварительное никелирование) проводят в электролите состава, мас. : хлористый никель 15 — 17; соляная кислота 5 — 15, при 18—

25 С, плотности тока 5-10 А/дм и времени

10-20 мин, Электролитическое осаждение никеля до толщины слоя 1,5 — 1,7 мм приводят в электролите состава, мас.%: сульфаминовый никель 45 — 55; хлористый никель 10 — 12; борная кислота 2,5-3,5; "Прогресс" 0,0010,0015; при 50 — 60ОС, плотности тока 3—

10 А/дм, рН 3,4 — 3,8, перемешивании электролита очищенным сжатым воздухом и вращении детали (10 — 60 o6/мин).

Проводят механическую обработку припусков и наростов осаждаемого слоя и термообработку на воздухе при 250 С в течение 12 — 16 ч, Влияние реверсирования тока в процессе приращивания — заращивания сетчатой заготовки слоем меди и его обжатия после приращивания изучают на плоских имитаторах ребристой стенки из спл. БрХ размером 80х40х5 мм и глубиной канавок

3,5 мм, шириной ребер 2 мм и шагом между ними 5 мм, Применяемое сетеполотно — из латуни с размером ячеек 0,4 и толщиной нити 0,15 мм, Испытания проводят на имитаторах с осажденным по указанной схеме слоем меди толщиной (в среднем) 0,25 мм путем последовательного определения оптимальных соотношений катодного и анодного периодов реверсирования тока без обжатия приращенного слоя сетки и предельных значений обжатия при постоянном соотношении реверса. Причем плотность тока во всех примерах равна 1,2 Аlдм .

Сравнительную оценку способов проводят на основании результатов металлографических исследований качества осажденного медного слоя по его компактности, отсутствию внутренних дефектов, в том числе и по границам раздела между матричным металлом и сетчатым каркасом, волнистости тыльной стороны слоя и состояния внутренних стенок каналов, а также

KoJlvI I8CTeeHHovl оценки величины адгезии.

Металлографические исследования проводят с помощью микроскопа МИ(Л-В.

Количественную оценку адгезии проводят на разрывной машине P-0,5 по методу отрыва при скорости активного захвата

0.5 мм/мин. Для испытаний на адгезию образцы готовят так, что полоска медного слоя длиной 33 мм с одного торца имитатора характеризуется нулевой адгезией и отгибается для закрепления в зажимы разрывной машины, Прочность сцепления оценивают по величине отношения приложенного усилия к площади отрыва (среза) слоя, Результаты испытаний представлены в таблице.

Полученные данные свидетельствуют о том, что предлагаемый способ tlpl1 оптимальных параметрах его выполнения обеспечивает получение оболочек на ребристых стенках с более высоким, чем по известному, качеством, а также уровнем конструктивных и эксплуатационных характеристик, Достигаемый при этом положительный эффект обусловлен специфическим влиянием реверсирования тока на процесс приращивания и заращивания сетчатой заготовки медным подслоем, а кроме того, качественными изменениями свойств приращенной сетчатой заготовки при ее механическом обжатии. Реверсирование тока благодаря созданию благоприятных условий для отложения мелкокристаллического осадка и его микровыравнивания обеспечивает рав1657543 номерное распределение выделяющегося металла по наружной поверхности сетчатого каркаса и качественное сращивание его нитей при отсутствии пустот и рыхлости.

При этом отложение металла на внутренних стенках каналов под слоемсетки резко замедляется вследствие более активного его растворения на этих участках в анодный период. Одновременно реверсирование тока способствует значительному улучшению качества приращивания сетчатого каркаса и адгезии формирующегося слоя меди к ребрам.

Наиболее благоприятные условия, обеспечивающие достижение укаэанных положительных эффектов, наблюдаются при соблюдении соотношения 2/2,5:0,3/0,5 мин.

При меньших временных промежутках катодного периода выход по току и скорость отложения металла значительно понижаются, а при более высоких заметно сглаживается эффект выравнивания осадка.

Механическое обжатие приращенной сетчатой заготовки обеспечивает плотное ее прилегание к ребристой поверхности по всему профилю и наклеп (компактирование) отлагающегося на наружных участках нитей медного осадка, вследствие чего происходит его выравнивание со сдвигом и перекрытием внутриячеечного пространства, благоприятствующим компактному его зарастанию осаждающимся в дальнейшем металлом. При давлении обжатия ниже 0,3

МПа нзклеп не происходит и эффект вь.равнивания заметно снижается, а при давлении выше 0,5 МПа наблюдаются локальные повреждения сетки, Предлагаемый способ обеспечивает значительное повышение качества. конст5

40 руктивных и эксплуатационных характеристик изготавливаемых наружных никелевых оболочек на ребристых сетках практически полностью исключает без применения дополнительной изоляции отложение металла на внутреннюю полость под сеткой и волнистость тыльной стороны осаждаемого слоя, что обеспечивает высокие гидродинамические параметры работы изделия, Одновременно значительно повышается прочность сцепления формирующегося слоя металла с поверхностью ребер, что благоприятно сказывается на повышении эксплуатационных характеристик изделия.

Формула изобретения

Способ гальванопластического изготовления полых изделий с наружной оболочкой, включающий одевание металлической сетки на ребристую подложку с открытыми каналами, приращивание и заращивание сетки гальваническим осаждением меди и последующее гальваническое наращивание никеля, отличающийся тем, что, с целью улучшения конструктивных и эксплуатационных характеристик изделий за счет сохранения формы каналов. снижения волнистости внутренней стороны оболочки и повышения прочности сцепления оболочки с подложкой, приращивание и заращивание сетки медью осуществляют в сернокислом электролите на реверсивном токе ", 1 продолжительности катодной и анодной со ставляющих тока 2,0--2,5 и 0,3--0,5 мин соответственно. при э1ом по ле прирац,ивания сетку механически отжимают при давлении 0,3-0,5 МПа.

1657543

Характеристика

Известный способ (1к» const;

Р в-О) Отдельные небольшие несплош ности

HNT64

Наличие дефектов в обьеме слоя (несплошностей, пор, тре. ин

Нвт

0,020 0,025

-0,06

0,07

0,40

О,ОЬ

0,1

0,025

0.025

0.07

0.02

12-15

Эмачвмия прочности сцепления находятся ° пределак 25-30 кг/мм при маме»ем»и параметров реверс»рова»ил тока тк:тв(2-2,5}:(0,3-05) и давления обжатия 0.3-0.5 МПа, Составитель Ю.Ипатов

Редактор И.Дербак Техред M. Моргентал Корректор С.Шевкун

Заказ 1690 Тираж 401 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Проиааодстеенно-издательскиа комбинат Патент". г. Ужгород, ул.гагарина, 101

Предельное сужение (° среднем) ширимы

КЭМЭЛОВ Эе СЧВТ ОСЭЛСь дания меди под сет. кой ма боковые ячейки, мм

Предельное отклоне ние (в среднем) неровностей (волнистости) тыльной стороны слоя от 5ssosoA граничной линни (верхнего уровня камалов). Мм

Прочность сцеплен»5 ме ного слоя кГ мм

Предлагаемый способ пр» энвчени»» пврвметров реверс»в»ого тока тыта, мин и веления обжвтия МПЭ

2:0,3 2:0,5 2,5:0.3 2,5:0,5 2:О

О О 0 0 0,3 0,4 0,5