Способ изготовления матриц для заготовок элементов светоотражающих систем


 


Владельцы патента RU 2525705:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)

Изобретение относится к области технологии изготовления оптических элементов и касается способа изготовления матриц сложной формы для заготовок элементов светоотражающих систем. Способ включает предварительную химико-механическую обработку поверхности, нанесение промежуточную цинкового слоя методом химического осаждения из многосоставного цинксодержащего раствора с последующим удалением этого слоя, повторное нанесение слоя цинка аналогичным методом и нанесение путем химического восстановления целевого никель-фосфорного слоя из раствора смеси многосоставных соединений никеля и фосфора. В состав раствора дополнительно вводят технологическую добавку аминоуксусной кислоты в количестве 10-15 г/л. Процесс получения целевого покрытия ведут за один прием при температуре 80-90°C. После нанесения никель-фосфорного слоя производят термообработку при температуре не более 400°C. Технический результат заключается в обеспечении высокой адгезии и прочности покрытия. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области технологии изготовления матриц сложной формы для заготовок элементов светоотражающих систем, и может быть использовано для защиты деталей сферической или конусовидной формы от воздействия высоких динамических нагрузок при проведении инструментальной обработки.

Известен способ изготовления матриц для деталей сложного профиля (патент РФ №02445181, МПК B21D 22/16, публ. 20.03.12 г.), включающий предварительное изготовление матрицы, с профилем заданной формы для получения полого изделия, обжатием заготовки полой детали, последующие обработку и освобождение готовой детали (реплики) от матрицы.

К недостаткам аналога относится проблематичность изготовления деталей с высокой степенью точности воспроизводимого в реплике профиля матрицы и соблюдение требований по чистоте обработки поверхности и минимизации массы готовых изделий.

Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления осветительного прибора (патент РФ №02225061, МПК H01S 3/09, публ. 27.02.04 г.), включающий предварительную химико-механическую обработку поверхности сложнопрофильных деталей, нанесение металлизированного подслоя и нанесение целевого никельсодержащего покрытия, снятие целевого слоя в виде фольги (реплики), установка его в корпусе прибора.

К недостаткам прототипа относится проблематичность изготовления деталей с высокой степенью точности воспроизводимого профиля и соблюдение требований по чистоте обработки поверхности и лимитирования массы готовых изделий.

Задачей авторов предлагаемого изобретения является разработка способа изготовления матриц для заготовок элементов светоотражающих систем, позволяющих сформировать сложный профиль оптических зеркал, функциональных элементов прожекторов и других деталей.

Новый технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого способа, заключается в обеспечении высокой адгезии и прочности покрытия на сложнопрофильных матрицах из алюминиевого сплава для изготовления деталей оптических светоотражающих систем, представляющих собой тела вращения, предназначенных для последующей высокоинтенсивной инструментальной обработки.

Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в отличие от известного способа изготовления матриц для заготовок элементов светоотражающих систем, включающего предварительную химико-механическую обработку поверхности сложнопрофильных деталей, соответствующих профилю готового изделия, нанесение металлизированного подслоя и нанесение целевого никельсодержащего покрытия, согласно предлагаемому способу, сначала наносят промежуточную цинковую пленку методом химического осаждения из многосоставного цинксодержащего раствора, с последующим удалением этого слоя для активирования поверхности покрываемых деталей, повторное нанесение пленки цинка аналогичным методом, после чего путем химического восстановления наносят целевой никель-фосфорный слой толщиной до 200 мкм эмпирической формулы NinPm, где n, m - индексы, соответствующие стехиометрическому соотношению данных элементов в исходных соединениях, из раствора смеси многосоставных соединений никеля и фосфора при соотношении объема к покрываемой поверхности 4:1, в состав указанного раствора дополнительно вводят технологическую добавку аминоуксусной кислоты в количестве 10-15 г/л, а процесс получения целевого покрытия ведется за один прием при температуре 80-90°C, после чего производят термообработку сложнопрофильных деталей в диапазоне температур до 400°C, точение и полирование до 6-8 Å.

Предлагаемый способ поясняется следующим образом.

Первоначально подготавливают поверхность заготовки для сложнопрофильных деталей традиционными методами химико-механической обработки, обезжиривания, травления. Процесс травления ведут в растворе состава (г/л): кислота азотная, кислота фтористоводородная; вода в соотношении соответственно 1:1:10.

Затем на подготовленные поверхности заготовки для сложнопрофильных деталей наносят промежуточный слой в виде цинковой пленки методом химического осаждения из многосоставного цинксодержащего раствора, с последующим удалением этого слоя, что необходимо для активирования поверхности покрываемых деталей. Далее производят повторное нанесение пленки цинка аналогичным методом.

После этого путем химического восстановления наносят целевой никель-фосфорный слой толщиной до 200 мкм эмпирической формулы NinPm из раствора смеси многосоставных соединений никеля и фосфора при соотношении объема к покрываемой поверхности 4:1. В составе указанного раствора дополнительно введена технологическая добавка аминоуксусной кислоты в количестве 10-15 г/л.

Процесс получения целевого покрытия ведется за один прием при температуре 80-90°C, после чего производят термообработку сложнопрофильных деталей в диапазоне температур до 400°C, точение и полирование до 6-8 Å.

При проведении всех операций предлагаемого способа достигается высокая степень адгезии и прочности покрытия на сложнопрофильные изделия из алюминиевого сплава, представляющие собой тела вращения, предназначенные для последующей высокоинтенсивной инструментальной поверхностной обработки для придания высокой степени чистоты обработки до обеспечения зеркального блеска. Достижение высокой степени чистоты обработки является существенным требованием, предъявляемым к оптическим системам (зеркалам) такого типа.

Как это показали экспериментальные исследования, при использовании предлагаемого способа обеспечивается более высокая степень адгезии и прочности покрытия на сложнопрофильные изделия из алюминиевого сплава, представляющие собой тела вращения, чем это могло быть достигнуто в прототипе.

Возможность промышленного применения предлагаемого способа подтверждена следующими примерами конкретной реализации.

Пример 1. Предлагаемый способ был реализован в лабораторных условиях на цилиндрических полых заготовках из алюминиевого сплава АмГ6 и состоял в проведении следующих операций:

- обезжиривание моющим средством;

- промывка в горячей воде;

- промывка в холодной воде;

- травление в растворе состава, (г/л):

кислота азотная 1 часть
кислота фтористоводородная 1 часть
вода 10 частей

температура комнатная 15-35°C, время травления 3 минуты;

- промывка в холодной воде;

- нанесение I цинкатной пленки из раствора состава, (г/л):

окись цинка 100-120
натрий едкий 400-500
калий-натрий виннокислый 10-20
натрий азотнокислый 1
железо хлорное 1-2

температура комнатная 15-35°C, время нанесения 1 минута;

- промывка в холодной воде;

- удаление цинкатной пленки в растворе состава, (г/л):

азотная кислота 350-400
плавиковая кислота 15-20

температура комнатная 15-35°C, время удаления 30 секунд;

- промывка в холодной воде;

- нанесение II цинкатной пленки аналогично I цинкатной пленки;

- промывка в холодной воде;

- химическое никелирование в растворе состава, (г/л):

никель сернокислый 25-30
натрия гипофосфит 20-25
натрий уксуснокислый 0-15
тиомочевина 0,003
аминоуксусная кислота 12-15

температура 80-90°C, рН 4,5;

- промывка в холодной воде;

- сушка;

- гравиметрический метод контроля толщины слоя никелевого покрытия;

- термообработка 300°C в течение 1 часа.

Пример 2. Предлагаемый способ в условиях примера 1 был опробован на заготовках из сплава АмГ6 с проведением аналогичных операций, с проведением последующей термообработки при 110°C в течение 6 часов и при 400°C в течение 0,5 часа.

Реализованные примеры подтвердили достижение заявляемого технического результата, заключающегося в обеспечении высокой степени адгезии и прочности покрытия на сложнопрофильных изделиях из алюминиевого сплава, представляющие собой тела вращения. При этом были достигнуты следующие показатели чистоты поверхности (что критично для светоотражающих элементов оптических систем): среднее значение шероховатости (Ra) зеркала 4 Å; среднее квадратичное отклонение профиля (rms) 6 Å; среднее значение Ra по всем измеренным точкам (таких контрольных точек - 17) зеркала 6 Å; среднее квадратичное отклонение профиля (rms) 8 Å (см. фиг.1).

Способ изготовления матриц для заготовок элементов светоотражающих систем, включающий предварительную химико-механическую обработку поверхности сложно-профильных деталей, соответствующих профилю готового изделия, нанесение металлизированного подслоя и нанесение целевого никельсодержащего покрытия, отличающийся тем, что сначала наносят промежуточную цинковую пленку на поверхность заготовки методом химического осаждения из многосоставного цинксодержащего раствора, с последующим удалением этого слоя для активирования поверхности покрываемых деталей, затем проводят повторное нанесение пленки цинка аналогичным методом, после чего путем химического восстановления наносят целевой никель-фосфорный слой толщиной до 200 мкм эмпирической формулы NinPm, где n и m - индексы, зависящие от стехиометрического соотношения исходных соединений этих элементов, из раствора смеси многосоставных соединений никеля и фосфора при соотношении объема к покрываемой поверхности 4:1, в состав указанного раствора дополнительно вводят технологическую добавку аминоуксусной кислоты в количестве 10-15 г/л, а процесс получения целевого покрытия ведут в один прием при температуре 80-90°C, после чего производят термообработку сложнопрофильных деталей в диапазоне температур до 400°C, точение и полирование до 6-8 Å.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лазерной технике. Эксимерная лазерная система содержит шасси, на котором размещены: импульсный источник питания, выводы которого малоиндуктивно подсоединены к конденсаторам каждого лазерного модуля; дополнительный источник питания с полярностью, противоположной полярности источника питания, подключенный к дополнительным конденсаторам через торцы каждого керамического контейнера; первый лазерный модуль и второй лазерный модуль, идентичный первому.

Изобретение относится к лазерной технике. В газоразрядном лазере конденсаторы, малоиндуктивно подключенные к электродам лазера, размещены вблизи первого электрода в керамических контейнерах.

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано для возбуждения активных сред газовых лазеров. Устройство возбуждения объемного разряда в плотных газах содержит источник высокого напряжения, соединенный с протяженными коронирующим и токосъемным электродами ножевой формы, установленными вдоль диэлектрического цилиндра, выполненного с возможностью вращения.

Изобретение относится к лазерной технике. Газоразрядный лазер включает в себя: лазерную камеру (1), состоящую из керамического материала и заполненную газовой смесью, протяженные электроды (2, 3), определяющие область разряда (4), блок предыонизации (5); систему циркуляции газа (9, 10, 11, 12, 13); набор конденсаторов (14), расположенных вне лазерной камеры (1) и соединенных с первым и вторым электродами (2, 3) через электрические вводы (17, 18) лазерной камеры (1) и газопроницаемые обратные токопроводы (19), расположенные в лазерной камере по обе стороны электродов; источник питания, подключенный к конденсаторам, и резонатор.

Изобретение относится к лазерной технике. Газоразрядный лазер включает в себя: заполненную газовой смесью лазерную камеру, состоящую из керамического материала и имеющую отстоящие друг от друга протяженные первый и второй электроды, определяющие область разряда между ними, протяженный блок предыонизации и систему циркуляции газа.

Изобретение относится к лазерной технике. Газоразрядный лазер включает в себя: лазерную камеру, имеющую отстоящие друг от друга протяженные электроды, протяженный блок предыонизации; систему циркуляции газа; набор конденсаторов, размещенных в керамических контейнерах, установленных вблизи первого электрода, указанные конденсаторы подключены к электродам через токовводы керамических контейнеров и через токопроводы, расположенные по обе стороны электродов.

Изобретение относится к лазерной технике. В газоразрядном лазере конденсаторы (11), малоиндуктивно подключенные к электродам (2, 3) лазера, размещены вблизи первого электрода (2) в керамических контейнерах (10) и малоиндуктивно соединены с импульсным источником питания (15) через токовводы (12, 13) каждого контейнера, высоковольтные токовводы (21) металлической лазерной камеры (1) и протяженные заземленные токопроводы (23), расположенные по обе стороны керамических контейнеров (10).

Изобретение относится к лазерной технике. Газоразрядный лазер включает в себя: заполненную газовой смесью лазерную камеру, имеющую отстоящие друг от друга протяженные первый и второй электроды, блок предыонизации, систему циркуляции газа, набор конденсаторов, расположенных вне лазерной камеры и соединенных с электродами через электрические вводы лазерной камеры и газопроницаемые обратные токопроводы, расположенные в лазерной камере по обе стороны электродов, источник питания, подключенный к конденсаторам и предназначенный для их импульсной зарядки до напряжения пробоя, и резонатор для генерации луча лазера.

Изобретение относится к лазерной технике. Лазер, преимущественно эксимерный, включает в себя лазерную камеру, состоящую из керамического материала и имеющую протяженные первый и второй электроды, первый из которых расположен вблизи внутренней поверхности лазерной камеры, блок предыонизации; систему циркуляции газа; набор конденсаторов, расположенных вне лазерной камеры, и источник питания, подключенный к конденсаторам.

Изобретение относится к лазерной технике. В газоразрядном лазере конденсаторы, малоиндуктивно подключенные к электродам лазера, размещены вблизи первого электрода в керамических контейнерах и малоиндуктивно соединены с импульсным источником питания через токовводы каждого контейнера, высоковольтные токовводы металлической лазерной камеры и протяженные заземленные токопроводы, расположенные по обе стороны контейнеров.

Заявленное изобретение относится к способу производства офтальмических линз со вставкой, включающей микроконтроллер и к устройству для изготовления таких офтальмологических линз.

Изобретение относится к способу создания офтальмологической линзы с энергопитанием. Способ включает нанесение на первую часть формы для литья слоя связующего, размещение источника энергии на слое связующего, нанесенном на первую часть формы для литья, причем источник энергии устанавливают на гибкой подложке, а гибкую подложку размещают в физическом контакте со слоем связующего, внесение реакционной смеси в первую часть формы для литья и полимеризацию реакционной смеси с образованием офтальмологической линзы.

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления офтольмических линз. Способ включает размещение вставки-среды, содержащей процессор данных, линзу с переменным фокусным расстоянием и источник энергии, в непосредственной близости с первой частью формы для литья, при этом линза включает две несмешивающиеся жидкости с различными показателями преломления, а процессор данных выполнен с возможностью управления переменным фокусным расстоянием посредством изменения давления жидкостей в ответ на изменение электрического заряда жидкостей, внесение реакционноспособной мономерной смеси в первую часть формы для литья, размещение вставки-среды в контакте с реакционноспособной мономерной смесью, размещение первой части формы для литья в непосредственной близости со второй частью, формируя полость для линзы со вставкой-средой и реакционноспособной мономерной смеси, воздействие актиничным излучением на реакционноспособную мономерную смесь и формирование офтальмологической линзы.

Данное изобретение описывает способы и устройство для оснащения офтальмологической линзы изменяемой оптической вставкой. Техническим результатом заявленного изобретения является расширение функциональности офтальмологических линз и обеспечение контролируемого изменения оптических характеристик офтальмологической линзы.

В настоящем изобретении описаны способы и устройство для внедрения вкладыша-субстрата с источником энергии в офтальмологическую линзу. Техническим результатом заявленного изобретения является расширение функциональности офтальмологических линз и обеспечение контролируемого изменения оптических характеристик офтальмологической линзы.

Изобретение относится к способу изготовления офтальмологической линзы, снабженной источником энергии. Способ включает размещение на субстрате источника энергии, способного снабжать электрическим током компонент, размещенный в непосредственной близости к первой части формы для литья, причем субстрат содержит жесткий вкладыш, имеющий множество неодинаковых участков, фиксацию источника энергии на вкладыше с субстратом, размещение реакционной смеси мономера в первой части формы для литья, позиционирование источника энергии в контакт с реакционной смесью мономера, позиционирование первой части формы для литья в непосредственной близости от второй части формы, создавая, таким образом, полость, формирующую линзу с источником энергии, способным обеспечить электрическим током компонент и некоторым количеством реакционной смеси мономера в полости для линзы, и воздействие на реакционную смесь мономера актиничным излучением.

Изобретение относится к устройству для формирования заготовки офтальмологической линзы. Упомянутое устройство содержит подложку для формирования заготовки офтальмологической линзы, содержащую выпуклую поверхность оптического качества, контактирующую с реакционно-способной смесью, размещенной в емкости, вмещающей объем реакционно-способной смеси, который превышает объем сформованной заготовки офтальмологической линзы, и источник актиничного излучения, выполненный с возможностью управления для отверждения части указанного объема реакционно-способной смеси.

Изобретение относится к способу формирования активного биомедицинского устройства с внешним питанием, более конкретно в ряде осуществлений, к формированию офтальмологических линз.

Изобретение относится к способу формирования офтальмологической линзы, снабженной энергорецептором. Способ содержит этапы: нанесение проводящего материала, способного принимать энергию с помощью радиоволн, на среду, при этом среда содержит компоненты, способные принимать, передавать, хранить и/или манипулировать информацией, размещенные в положение в электрической связи с проводящим материалом, нанесение реакционно-способной мономерной смеси в первую часть формы для отливки, размещение среды с проводящим материалом в контакте с реакционно-способной мономерной смесью, расположение первой части формы для отливки в непосредственной близости от второй части формы для отливки, с образованием полости линзы со средой и проводящим материалом и частью реакционно-способной мономерной смеси, и воздействие актиничного излучения на реакционно-способную мономерную смесь.

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии, и предназначено для коррекции зрения путем имплантации интраокулярных линз (ИОЛ). Композиция для изготовления интраокулярной линзы состоит из полимерного компонента и оптически активной добавки.

Широкий плоский твердый диск 1, называемый многоцелевой пресс-формой для формования, имеет поверхностный профиль 1а вспомогательного устройства гибки. Такая пресс-форма позволяет путем формования получить вспомогательное устройство гибки, которое с помощью вводимого материала 19а обычно образует форму поверхностного профиля 1а, которое, путем добавления ткани 19b, придаст ему хорошие механические свойства. Этот профиль 1а вспомогательного устройства гибки многоцелевой пресс-формы 1 позволяет располагать на этой пресс-форме 1 одну или несколько ранее существовавших вогнутых мембран 17 и 18, характеризуемых взаимно согласованным профилем, и затем формовать на этих мембранах вспомогательное устройство гибки. Профиль 1а вспомогательного устройства гибки многоцелевой пресс-формы 1 позволяет также осаждать на пресс-форме 1, путем соответствующего наслаивания, материалы, способные затвердевать, которые придают мембранам покрывающий их профиль пресс-формы 1, а затем формовать на мембранах вспомогательное устройство гибки. При этом мембраны после их удаления из вспомогательного устройства гибки имеют вогнутую форму ранее существовавших вогнутых мембран, расположенных на пресс-форме 1, благодаря ее профилю и подходящим свойствам осажденных (нанесенных) слоев. Технический результат, достигаемый при использовании пресс-формы по изобретению, заключается в изготовлении пресс-формы очень точной и прочной для обеспечения размещения или осаждения большого количества мембран и формование большого количества вспомогательных устройств гибки. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх