Способ изготовления фильтровальной решетки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) (11) 5/1 23 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 377440, кл. В 23 Р 15/12, 1970.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРОВАЛЬНОЙ РЕШЕТКИ1 (57) Использование: к изготовленйю фильтровальных решеток .воздухоочистителей . двигателя внутреннего сгорания транспорт-. ных маший. Сущность изобретений производят электроосаждение никеля на Изобретение относитсяк машинострое-нию и может быть использовано преимущественно в промышленной гальванопластике:для изготовления сеток, сит, фильтровальных решеток с микронными размерами отверстий и перемычек междуними с высокойпрозрачностью,Известен способ гапьванопластическо.го изготовления металлической сетки путемэлектроосаждения металла на" матрицу-катод из органического или другого специаль-ного стекла с выгравированием в ней ееиэображения, которое металлизируется вакуумным напылением тонкого слоя палла дия с последующим удалением его с будущих ее ячеек:.Недостатком этого способа является ограничение минимальных размеров ячеек ишагов сетки до 50 мкм и прозрачности до . матрицу-фотошаблон из стекла.с напыленным хромовым покрытием в вакууме толщиной 0,3-0,5 мкм, в котором фотохимическим способом вытравленй отверстия до поверхности стекла, после чего поверхность осажденного на матрицу-фотошабпон никеля покрывают слоем хрома толщиной 0,3-0,5 мкм и отделяют решетку от матрицы. Осаж-. дение никеля пройзводят в электролите с температурой 40-600 С и плотностью тока на катоде 0,9-2,0 А/дм 2, а растворэлектролита в следующем соотношении;. углекислый никель 160-170 г/дм, 40 ф-ная фтористоводородная кислота 530-550 кг/дмэ, борная кислота 230-250 г/дзм, сахарин 0,014-0,1, Яз ..г/дм, НИА 2-4 г/дм, где НИА - антипитийовая присадка. 3 ип. 50, обусловленное ограниченными возможностями технологии гравировки стекла. (фИзвестентакже способ гальванопласти- ф ческого изготовленйя сетки, (сита) путем ф электроосажденйя металла йа матрицу из: меди или стали, в которой изображение сетки получают фотохимическим способом с последующим заполнением лунок - ее будущих ячеек - диэлектрической массой.Для получения никелевых сеток исполь- д зуют сульфатный электролит. с добавкой (0,5-1) г/дмз сахарина, 1,4 г/дмз бутиндола паратопуолсульфамида, снижающими внутренние напряженйя. Осаждение никеля производят при плотности тока 0,8 А/дм и температуре электролита до 30 С.Недостатком данногоспособа является ограничение ширинй перемычек между отверстиями в изготавливаемой сетке вслед-фильтровальных решеток с микроннымиразмерами отверстий и перемычек междуними. Для этого предлагается производитьзлектроосаждение никеля на матрицу - фо тошаблон из стекла с напыленным в вакууме хромовым покрытием толщиной 0,3-0,5мкм, в котором фотохимическим способом вытравлены отверстия до поверхности стекла, после этого поверхность осажденного металла покрь 1 вают слоемхрома толщиной 50 ствие уменьшения толщины перемычек между лункамив матрице из-за их подтравливанияс целью надежного закрепления и удержания диэлектрйческой массы в лунках. Это снижает прочность перемычек в 5 матрице и, чтобы обеспечить им достаточную" прочность, их уширяют до йоперечного размера отверстия или более него. Это приводит К ограничениюпрозрачности фильтровальной перегородки, ;.;. 10Данйым способом теоретически могут быть получены се 1 ки с отверстиями диаметром 5 мкм. В случае прямоугольной формы . отверстий с размерами 5 х 50 мкм прозрачность-сетки, полученной данным способом, .15 сыириной: перемычек, равной ширине отверстий 5 мкм, составйт 60, в случае квадратной формы отверстий с размерами 5 х 5 мкм и ширинойперемычек между ними, равной 5 мкм; прозрачность будет рав н.ой 25 О/о.Как известно; прбзрачность определяетосновныепоказатели качества фильтро вальныхрешеток, их гидравлическоесопротив 6 ение" и-пропускную способность, Гсли 25 пропускная способностьпрямб пропорцио нальйа величине прозрачности, то гидравлическое . сопротивление обр.атнопропорционально ей. Например, пропускная способность 30фильтровальной решетки(сетки) при прозрачности 25 О/, в 1,8 раза ниже, а гидравлическое сопротивление в 4 раза выше, чем урешеток с прозрачностью равной 45 ф,На прочностные качества фильтровальных решеток оказываот неблагоприятноевлияние надрывы перегородок, возникающие при отделении решетки от матрицы, Ониснижают надежность работы перегородок в фильтровальном устройстве и приводят к ее разрушению. Надрывыобуславливаются микронными размерами перемычек и отсутствием равномерно распределенных сжимающих усилий, препятствуащих образованию надрывов и 45способствующих безнадрывному отделению фильтровальной решетки от матрицы.Целью изобретения является повышение качества и увеличение прозрачности в 0,3-0,5 мкм и отделяют готовую фильтровальную решетку от матрицы-фотошаблона.При этом, осаждение производят в электролите, в следующем составе:Углекислый никель . 160-180 г/дмБорная кислота 230-250 г/дм40 ,-наяфтористо водороднаякислота 530-550 г/дмСахарин 0,014-0,1 г/дмНИА 2-4 г/дмгде НИА - антипитиновая присадка.Примером выполнения, подтверждающим достикение цели изобретения, является изготовление фильтровальных решеток сразмерами ячеек Зх 30 мкм, 5 х 50 мкм,10 х 100 мкм, 20 х 150 мкм и др. при ширине60 мм и длине 150 мм, при соблюдениипорядка операций, указанных выше, приосаждении в электролите, содержащим следующие конкретные параметры:Углекислый никель 179 г/дмБорная кислота - 237 г/дм4 Р%-наяфтористоводороднаякислота , .. 542 г/дмСахарин 001 / зНИА 3 г/дм, при рН - 3,5; температуразэлектролита 5 ООС, а плотность токана катоде 0,95 А/дм .Так как использование стеклянной матрицы-фотошаблона с хромовым покрытиемвместо металлической матрицы прототипаисключает необходимость в диэлектрической массе и в подтравливании перемычек,то ширина в хромовом покрытии и в фильтровальной решетке может быть значительно меньше поперечного размера отверстий.Это в сочетании с фотохимическим способом обеспечит возможность увеличенияпрозрачности фильтровальной решетки иуменьшения размеров отверстий в ней посравнению с прототипом. Хромовое покрытие, нанесенное на поверхность осакденного никеля, создает равномернораспределенные сжимающие усилия, которые препятствуют образованию надрывов вперемычках и способствуют качественномуотделению готовой решетки от матрицы-фотошаблона,Таким образом повышаются указанныекачества фильтровальной решетки, а указанный выше электролит и режим, обеспечивают ей необходимые плотность ипрочность,На фиг. 1 представлена матрица-фотошаблон фильтровальной решетки, оЬщиивид; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг, 1; на фиг.3 показаны в увеличенном масштабе отверстия и перемычки в хромовом покрытии.1784435 Прозрачность, о/ Состав электролита Толщина решетки,мкмУглекислый никель 160 г/дмФтористо-водородная 40-о-ная кислота530 г/дмБорная кислота 230 г/дмСахарин 0,014 г/дмНИА 2 г/дм 60,1 3,0 Углекислый никель 180 г/дмФтористо-водородная 40-ф 6-ная кислота550 г/дмБорная кислота 250 г/дмСахарин 0,1 г/дмНИА 4 г/дм 59,8 3,5 Углекислый никель 179 г/дмФтористо-водородная 40-о-ная кислота542 г/дмБарная кислота 27 г/дмзСахарин 0,05 г/дмНИА 2,5 г/ м 59,9 3,2 Применение фильтровальных реШеток, Предлагаемый способ позволит изгоизготовленных по предлагаемому способу с 25 тавливать маски для массового производстмикронными размерами отверстий и высо-, ва,более прозрачных лавсановых кой прозрачностью позволит получить в на-:фйльтровальны решеток на циклотронах, " родном хозяйстве значительную экономию на которых сейчас получаются решетки с материалов, электроэнергии и топлива, за- прозрачностью 8-10, ввиду беспорядочнотрачиваемых на изготовление и эксплуата го расположения отверстий,цию многочисленных фильтровальныхустройств, позволит создать малогабарит- Ф о р м у л а и з о б р е т е н.и я ные самоочищающиеся воздушные фильт- Способ изготовления фильтровальной ры, необходимыедля защиты транспортных решетки путем электроосаждения металла ГТД, 35 на матрицу из стеклянной пластины в элекМатрица-фотошаблои состои из стекла 1 и хромового покрытия 2 толщиной 0,3-0,5 мкм, напыленного в вакууме;В хромовом покрытии 2 вытравлены фотохимическим способом отверстия 3 до по верхности стекла 1,Матрицу-фотошаблон закрепляют стороной с хромовым покрытием в зажиме катода и с помощью его завешивают в электролитическую ванну, заполненйую 10 электролитом, имеющим ранее указанный состав, Процесс осаждения никеля на матрицу производится в режиме, указаннйм также выше, перед отделением никелевой фильтровальной решетки от матрицы-фото шаблона, поверхность осажденного никеляпокрывают слоем хрома толщиной 0,3-0,5 мкм, после чего готовую решетку отделяют от матрицы-фотошаблона.По сравнению с прототипом, предлага емый способ позволяет получить фильтро-вальные. решетки с, микронными 6отверстиями и с большей прозрачностью, так в случае прямоугольных отверстий одинакового спрототипом размера 5 х 50 мкм, прозрачность решетки,.полученйой предлагаемым способом составит 60, а в случае прототипа она равна 45. В результате пропускная способность фильтровальной решетки увеличится в: 1,33 раза, а гидравлическое сопрргйбление снизится примерно в 2 раза.Применение фильтровальных решеток, изготоваенных по данному способус микронными размерами отверстий и высокой прозрачностью позволит получить значительную экономию в народном хозяйстве, металла, электроэнергии и топлйва, как при изготовлении фильтровальных устройств, так и при их эксплуатации, а также создать малогабаритные воздушные фильтры;Изготовленные таким способом три образца решеток "имеют следующйе парамет- ры:1784435 8 7тролите, на которой фотохимическим способом нанесена сетка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что., сцелью повышения качества и увеличения прозрачности, на матрицу производят электроосаждение никеля слоем толщиной 2-Змкм при температуре электра. лита:40-60 и плотности тока" на катоде 0,9-2,0 д/дм, затем слой никеля й октрки ва ют слоем хрома толщиной 0,3-0;5 мкм и отделяют плолученйую решетку от матрицы, при этом используют электролит следующегосостава, г/дм:,Никельуглекислый 160-180Кислота борная230-2505 : Кислотафтрйстоводородная40-йая" .;.53 О Сахарин, ;,0,014-0,1Антйнитинтовая10 присадка НИА;2-.4.1784435 Составитель Н,. ГалицкийРедактор С. Кулакова Техред М,Моргентал Корректор М. Демчик зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 аказ 4338 ВНИИПИ Госуда Тираж . . Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 3035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5