Способ электролитического формования изделий

 

%,.

"и:

ЧМ н,,, т „в,, Союз Советскик

Соцмалисткчески а

Республик

< 781

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 09.01.79 (2I ) 2738333/22-02 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 23.11.80. Бюллетень М 43

Дата опубликования описания 25.11.80,. (5I )M. Кл.

С 25 D 1/08

Государстввййый комитет

Ilo делам иэобретеннй и открытий (53) УДК 621.357. .67(088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Нагирный, В. А. Луговая и Ю. П. Волков (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ФОРМОВАНИЯ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано в машиностроении для изготовления мембран предохранительных устройств. .Известны способы изгртовления предохранительнык мембран для мембранных

5 устройств и узлов иэ различнык металлов и сплавов, сущность которых заклю- . чается в изготовлении собственно мембраны и последующего закрепления ее к корпусу мембранного узла (устройства) с помощью фланцевого соединения или сварки обычными методами P).

Наиболее близким к предлагаемому является гальванопластический способ изготовления различнык изделий, например волноводов, в соответствии с «оторым одновременно с изготовлением изделия осуществляют его одновременное присоединение к другим изделиям 3s.ñ÷åò электролитического осаждения металла, например меди, никеля и др., на смежные поверхности (2).

Цель изобретения - повышение качества формования мембран иэ никеля и его сплавов, одновременно присоединяемык к корпусу из алюминия или его сплавов.

Для достижения указанной цели. внутреннюю полость корпуса меднят, заливают сплавом Вуда и торцовую поверкность корпуса перед осаждением на нее никеля подвергают цинкатной обработке и освет» ляют в нейтральном растворе смеси азотнокислых солей аммония и алюминия, взятых в весовом соотношении 1:3.

Согласно предлагаемому способу тонкие мембраны из никеля и его сплавов с кобальтом и марганцем изготавливают электролитическим формованием с одновременным присоецинением к корпусу пре» дохранительного устройства путем заливки внутренней полск ти корпуса легкоплавким материалом, например сплавом Вуда, для создания общей (смежной) с торцовой частью корпуса поверхности покрытия.

При этом для обеспечения возможности

781227

150-200

10-15

3 закрепления мембраны в процессе ее электролитического формования к корпусу мембранного узла иэ алюминиевых сплавов, равномерности осаждения и получения слоя металла заданной толщины, исключения пор, питтинга, раковин и цр. дефектов на стыке сопряженных поверхнос-. ностей, а также предупреждения пропайки заливаемого материала с материалом корпуса и облегчения полноты его после.дующего уцаления внутреннюю полость корпуса подвергают предварительно (до заполнения токопровоцящим материалом) электролитическому мецнению на высоту

6-10 мм от торца. Лля достижения высокой адгезии осаждаемого слоя металла (мембраны) к торцовой поверхности корпуса и воэможности одновременного качественного осветления смежных поверхностей,из равнородных материалов (алюминиевый сплав - сплав Вуда), исключающего растрав и потемнение вспомогательной поверхности, из сплава Вуда снятие контактного цинка (осветление) после цинкатной обработки (активации) поверхности торца корпуса мембранного узла из алюминиевого сплава производят в нейтральных растворах аэотнокислых солей алюминия, магния, аммония.

Процесс электролитического формования никелевых мембран с одновременным их закреплением к корпусу мембранного узла иэ алюминиевых сплавов осуществляют по следующей техноголической схеме.

Нанесение слоя меди толщиной 2.3 мкм из обычного сернокислого электролита на внутреннюю поверхность корпуса мембранного узла на высоту 610 мм от торца.

Заплавка сплава Вуда во внутреннюю полость корпуса на толщину 6-10 мм при 90-110 C и медленное охлаждение на воздухе.

Механическая обработка торца корпуса с наполнителем до РЗ.

Химическое обезжиривание (ацетон, окись магния).

Химическое кислотное травление при

65-75 С в растворе, г/л: о

Хромовый ангидрид 1 5-20

Серная кислота 150-200

Цинкатная ооработка (активация) тор» ца алюминиевого корпуса в растворе состава, г/л:

Едкий натр 75-80

Окись цинка 10-15

Сегнетова соль 10-15 . при 20-25 С в течение 0,5-1 мин.

Осветление (снятие слоя контактного цинка) в растворе состава, t./ë:

Азотнокислый аммоний 30

Азотнокислый алюминий 90 при 20 25 С в течение 0,5-1 мин.

Повторение операций цинкатная обработка и осветление.

Осаждение никелевого слоя (формование мембраны) в электролите состава г/л:

Никель сульфаминовокислый 600-660

Никель хлористый 7-1 0

Кислота борная 30-35

Моющее срецство

Прогресс" 0,05»0, 1 при плотности тока 3-7А/дм темперао туре 50-55 С, рН 3,0-3,5.

Удаление сплава Вуда путем предварительного прогрева в сушильном шкафу

O при 150-170 С, слива расплава и обдувки остатков горячим сжатым воздухом.

2S Удаление вспомогательного медного подслоя (по п. 1) в растворе состава, г/л:

Хромовый ангидрид

Кислота серная о

30 при температуре 18-20 С.

Жполнение внутренней полости алюминиевого корпуса мембранного узла легкоплавким материалом (сплавом Вуда) без предварительного меднения торцовой (заполняемой) ее части приводит к образованию дефектов в зоне сопряжения алюминиевый сплав - сплав Вуда в виде не« сплошностей (пузырей, раковин и т. д.), что является следствием плохой смачиваемости рассматриваемой поверхности расплавом заполнителя. Поэтому в процес- . се электролитического формования мемб раны в зоне сопряжения происходит нарушение контактности никелевого слОя с возникновением разупрочненной линии реза" по всему контуру сопряжения, в результате чего уже при небольших нагружениях мембраны (1,5-3,0 кг/см упроисхоЯ.Ъ дит ее разрыв по этой линии.

Наряду с этим отсутствие вспомога.тельного подслоя меди затрудняет последующее удаление заполнителя вследствие прилипания (припайки) его на отдельных участках поверхности к материалу корпу<

ta. При наличии медного подслоя остатки заполнителя удаляются вместе с ним растворением в растворе смеси хромовой и серной кислот или разбавленной серной кислоте. Проведение операций снятия цин78122 катного слоя в растворе азотной кислоты, который обычно применяется аля осветления, непригоано для одновременной обработки сопряженной поверхности алюминиевый сплав — сплав Вуда.

В растворе азотной кислоты вспомогательная поверхность, образованная затвердевшим заполнителем, быстро темнеет и покрывается тонкой аморфной пленкой окислов, исключающей возмож- 10 ность нанесения на эту поверкность контактного слоя металла. B пограничной зоне наблюдается заметный растрав материала, вызывающий нарушение чистоты и однородности смежной поверхности. 15

Применение раствора содержащего только азотнокислый аммоний, не обеспечивает во всех случаях кавественную поп готовку смежных поверхностей.

В растворе азотнокислого алюминия 20 указан ные выше явлен ия обнаруживаются в меньшей степени, однако чистота поверхности остается неуаовлетворительной, а получаемые на ней электролитические осадки никеля характеризуются 25 неаостаточной равномерностью и оанородностью. Введение в этот раствор азотнокислой соли аммония способствует стабилизации и ускорению процесса травления без проявления отмеченных 30 дефектов Положительное ее влияние обусловлено активным взаимодействием проауктов гиаролиза азотнокислого аммония с пленкой контактного цинка и поверхностными окислами, а также обеспечени- З5 ем более высокой буферной емкости раствора.

Пример . Для получения раструба с сопловой заглушкой формуют никелевую мембрану на стакане из сплава 40

АМг-6 по следующей технологии.

На внутреннюю поверхность стакана на высоте 15-20 мм наносят слой меци толщиной 2 мкм, после чего эту поверхность заливают сплавом Вуда, аля чего 45 прецварительно разогретый стакан устанавливают на разогретую стальную плиту; после заливки систему охлаждают в течение 1,5 ч.

Затем торцовую поверхность стакана 50 с заполнителем поавергают механической обработке ао 0 3, химически обезжирива7 6

I ют ацетоном и подвергают травлению в горячем растворе хромового ангидрида и серной кислоты (65-75 С).

Для цинкатной обработки используют раствор состава„г/л:

Едкий натр 75

Окись цинка 10

Сегнетова соль 10, обработку осуществляют при 20-25 С в течение 0,5-1 мин.

Затем проводят осветление в растворе, содержащем 30 г/л азотнокислого аммония и 90 г/л аэотнокислого алюминия, при 20-25 С в течение 0,5-.

1 мин. Осветление проводят два раза с промежуточной промывкой торца водой.

Затем после окончательной промывки на торцовую поверхность осаждают слой никеля толщиной 0,1 мм ик электролита, г/л:

Сульфанат никеля 600

Хлорна никеля 10

Борная кислота 30

Прогресс 0,05, при 50-55ОС, плотности тока 5 A/ам и рН 3,0-3,5 в течение 3,5 ч.

После нанесения никеля уцаляют сплав

Вуда выдержкой в сушильном шкафу при

200 С в течение 0,5 ч. Остатки сплава

Вуда вместе с меаью уааляют травлением в растворе, соаержащем 200 г/л хромового ангидрида и 15 г/л серной кислоты, при 18-2РС.

При этом аля сравнения изготовлены мембраны при исключении операции меднения, использовании аля осветления не кислого, а щелочного раствора или раство-. ра только азотнокислого алюминия. Герметичность заглушек опреаелена воэаушногелиевой смесью (Р-2 кг/см методом

"щупа, а места негерметичности «воздухом (P-2 кг/см ) методом «аквариума". После проверки герметичности мембран производят ик прорыв сжатым воздухом, плавно подводимым к мембране в полость раструба или стакана, давление прорыва мембран контролируют по. манометру класса точности 0,6 с прецепом измерения 0-25 кгс/см

Х

Полученные результаты приведены в таблице.

В .» Д» с » Ф,, у у»ф >

"7.„,. ° " " 781227

Без операции 1

Негерметично

Стык мембраны и корпуса

0,09-0, 1

0,09-0, 12

Нанесение медного подслоя, но беэ осветления

Негерме- То ж е тично

0,09-0, 1

Осветление после цинкатной обработки в растворе щелочи

Негерметично

Осветление после цинкатной o6pa— ботки в растворе азотнокислого

Герметично

5,8

0,08-0, 1

1 алюминия

Герметично

Осветление после цинкатной обработки в растворе смеси азотнокислого аммония и

8-1 0

0,09-0,12 алюминия

ВНИИПИ Заказ 8194/22 Тираж 698 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Иэ таблицы вицно, что осуществление процесса электроформования мембран по предлагаемому способу улучшает качество мембран и позволяет получать кон тактные слои никеля (или его сплава), обладающие хорошей ацгезией к корпусу из алюминиевого -сплава., что дает возможность резко уменьшить вес мембранного узла при сохранении требуемых эксплуатационных характеристик.

Формула изобретения

Способ электролитического формования иэделий; преимущественно мембран 50 из никеля и его сплавов, с одновременным присоединением MK к другим иэделиям, преимущественно к цилиндрическому корпусу из алюминия и его сплавов, за счет электролитического осаждения металла, например никеля, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества формования, внутреннюю полость корпуса мецнят, заливают сплавом Вуда и торцовую его поверхность перед осаждением на нее никеля поцвергают цинкатной обработке и осветлению. в нейт- ральном растворе смеси азотнокислых солей аммония и алюминия, взятых в весовом соотношении 1: 3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ольховский Н. Е. Прецохранительные мембраны цля защиты оборудования в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Л., "Химия, 1970, с. 124.

2. Попилов Л. Я., Гальванопластика.

М.-Л., Машгиз, 1,961, с. 42.