Способ электролитического формования изделий

лам иэобретеннй Опубликовано 23.11.80 Ьеллете 53) УДК 621.35 ,67( 088.8) открыто 25.11,8 ата опубликования опис Л вторы зобретениП. Вол В. М. Нагирны говая 1 Заявител Я 4) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ФОРМИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано в машиностроении для изготовления мембран предохранительных устройств..Известны способы изгртовления предохранительнык мембран для мембранных5 устройств и узлов из 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 1.Наиболее близким к предлагаемому является гальванопластический способ изготовления различнык изделий, например волновоаов, в соответствии с оторым одновременно с изготовлением изделия осуществляют.его одновременное присоеаинение к другим иэделиям за.счет электролитического осаждения металла, например меди, никеля и др., на смежные поверхности 21. 1 Ьль изобретения - повышение качества формования мембран иэ никеля и его сплавов, одновременно присоединяемых 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 присоединением к корпусу пре дохранительного устройства путем заливки внутренней полобти корпуса легкоплавким материалом, например сплавом Вуда, для создания общей (смежной) с торцовой частью корпуса поверхности покрытия. При этом для обеспечения возможности3закрепления 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 удаления внутреннюю полость корпуса подвергают предварительно (до заполнения токопровоцящим материалом) электролитическому мецнению на высоту 6-10 мм от торца. Для 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 техногодической схеме. Нанесение слоя меди толщиной 2- .3 мкм из обычного сернокислого электролита на внутреннюю поверхность корпуса мембранного узла на высоту 6- 10 мм от торца.Заплавка сплава Вуда во внутреннюю полость корпуса на толщину 6-10 мм при 90-110 фС и медленное оклаждение на воздухе. Механическая обработка торца корпуса с наполнителем до 93,Химическое обезжиривание (ацетон,окись магния),Химическое кислотное травление при65-75 С в растворе, г/л:ОХромовый ангидрид 15-20Серная кислота 150-200Цинкатная ооработка (активация) торца алюминиевого корпуса в растворе состава, г/л:Едкий натр 75-80Окись цинка 10-15 Сегнетова соль 10-15при 20-25 С в течение 0,5-1 мин.Осветление (снятие слоя контактногоцинка) в растворе состава, г/д;Азотнокислый аммоний 30Азотнокислый алюминий 90при 20-25.С в течение 0,5-1 мин.Повторение операций цинкатная обработка и осветление.Осаждение никелевого слоя (формованиемембраны) в электролите составаг/л:Никель сульфаминовокислый 600-660Никель клористый 7-1 0Кислота борная 30-35Моющее срецствоПрогресс" 0,050,1при плотности тока 3-7 А/дм темпераотуре 50-55 С, рН 3,0-3,5,Удаление сплава Вуда путем предварительного прогрева в сушильном шкафу9при 150-170 С, слива расплава и обдув.ки остатков горячим сжатым воздуком.2% Удаление вспомогательного медногоподслоя ( по п. 1) в растворе состава,г/л;Хромовый ангидридКислота сернаяО30 при температуре 18-20 С,Заполнение 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 несплошностей (пузырей, раковин и т. д.),что является следствием плохой смачива 4 й емости рассматриваемой поверхностираспдавом заполнителя. Поэтому в процес- .се электролитического формования мембраны в зоне сопряжения происходит нарушение контактности никелевого слОя свозникновением разупрочненной "линии реза" по всему контуру сопряжения, в результате чего уже при небольших нагружениях мембраны (1,5-3,0 кг/см происхоЯ,%дит ее разрыв по этой линии.Наряду с этим отсутствие вспомога.тельного подслоя меди затрудняет последующее удаление заполнителя вследствиеприлипания (припайки) его на отдельныхучастках поверкности к материалу корпу3са. При наличии медного подслоя остаткизаполнителя удаляются вместе с нимрастворением в растворе смеси хромовойи серной кислот или разбавленной сернойкислоте. Проведение операций снятия цин78122 катного слоя в растворе азотной кислоты, который обычно применяется аля осветления, непригоано аля одновременной обработки сопряженной поверхности алюминиевый сплав - сплав Вуда.5В растворе азотной кислоты вспомогательная поверхность, образованная эатвераевшим заполнителем, быстро темнеет и покрывается тонкой аморфной пленкой окислбв, исключаюшей возмож О ность нанесения на эту поверкность контактного слоя металла. В пограничной зоне наблюаается заметный растрав материала, вызывающий нарушение чистоты и однородности смежной поверхности. 15Применение раствора соаержащего только азотнокислый аммоний, не обеспечивает во всех случаях кавественную поаготовку смежных поверхностей.В растворе азотнокислого алюминия 20 указанные выше явления обнаруживаются в меньшей степени, однако чистота поверхности остается неуаовлетворительной, а получаемые на ней электролитические осадки никеля характеризуются 25 неаостаточной равномерностью и однородностью, Введение в этот раствор азотнокисдой соли аммония способствует стабилизации и ускорению процесса травления без проявления отмеченных 30 дефектов. Положительное ее влияние обусловлено активным взаимодействием проауктов гиародиза азотнокислого аммония с пленкой контактного цинка и поверхностными окислами, а также обеспечени- З 5 ем более высокой буферной емкости раствора.П р и м е р . Для получения раструба с сопдовой заглушкой формуют никелевую мембрану на стакане из сплава 40 АМгпо сдеаующей 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 9 3, химически обезжирива 7 6Ъют ацетоном и подвергают травлению вгорячем растворе хромового ангидридаи серной кислоты ( 65-75 С).Для цинкатной обработки используютраствор состава г/л:Едкий натр .75Окись цинка 10Сегнетова соль 10,обработку осуществляют при 20-25 фС втечение 0,5-1 мин,Затем провоаят осветление в растворе, содержащем 30 г/л азотнокислогоаммония и 90 г/л аэотнокисдого алюминия, при 20-25 С в течение 0,5-.61 мин. Осветление проводят ава разас промежуточной промывкой торца водой.Затем после окончательной промывкина торцовую поверхность осаждают слойникеля толщиной 0,1 мм ик электролита, г/д:Сульфанат никеля 600Хлорна никеля 10Борная кислота 30Прогресс 0,05,при 50-55 ОС, плотности тока 5 А/ам ирН 3,0-3,5 в течение 3,5 ч.После нанесения никеля уааляют сплавВуда выдержкой в сушильном шкафу при200 С в течение 0,5 ч, Остатки сплаваВуда вместе с меаью уааляют травлениемв растворе, соаержащем 200 г/л хромового ангидрида и 15 г/л серной кислоты,при 18-2 бфС. При этом аля сравнения изготовлены мембраны при исключении операции меанения, использовании аля осветления не кислого, а щелочного раствора или раство-. ра только азотнокислого алюминия. Герметичность заглушек опреаелена воэаушногедиевой смесью (Ркг/см методом ощупа", а места негерметичности возауком (Ркг/см 1 методом "аквариума". После проверки герметичности мембран производят ик прорыв сжатым воздухом, плавно поавоаимым к мембране в полость раструба или стакана, Дамение прорыва мембран контролируют по. манометру класса точности 0,6 с прецепом измерения 0-25 кгс/смХПолученные результаты приведены в таблице.Негерме- Стык мембратично ны и корпуса ез,09-0, 1 Осветление поцинкатной обрботки в раствщелочи егермеично Осветление п цинкатной об 8,08 ерметично отк раст слог ре азот алюминия-10 9-0, 1 тление по ерметично цинкатной обработки в растворе смеси азотнокис лого аммонияалюминия Иэ таблицы вид процесса электрофо предлагаемому сп ство мембран и п тактные слои ник н обладающие хороше из алюминиевого-с ность резко уменьш узла при сохранени тационных характер с в тен о б л а Способ ния иэдел; преимуего с ческо ствен о формовао мембран одновременны иэделиям,из никелприсоеципреимущес авов к другим цилиндри кием твен е го спл пусу миния в, засч Заказ 8194/22ф 698 Подпися ВНИИ Ужгород, ул ая,Филиал ППП фПатен но, что осуществление рмования мембран по особу улучшает качеозволяет получать конФ еля (или его сплава),й адгезией к корпусу плава что дает возмо ить вес мембранного и требуемых эксплуаис тик. электролитического осаждения металла,апримерникеля, отл и чаю щи йс я тем, что, с целью повышения качества формования, внутреннюю полостькорпуса меднят, заливают сплавом Вудаи торцовую его поверхность перед осаждением на нее никеля подвергают цинкатной обработке и осветлению в нейт-ральном растворе смеси азотнокислыхолей аммония и алюминия, взятыхвесовом соотношении 1: 3.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ольховский Н. Е, Предохранительные мембраны для защиты оборудования в химической, нефтехимической инефтеперерабатывающей промышленности,Л., "Химия, 1970, с. 124.2, Попилов Л. Я., Гальванопластика,М,-Л., Машгиз, 1,961, с. 42.