- •13 Понятие о гальванопластике
- •Гальванопластика — это получение точных, легко отделяемых металлических копий сравнительно значительной толщины (до
- •Гальванопластика была известна еще в XIX в., но широко ее использовать в промышленности
- •Спомощью гальванопластики можно с большей точностью, чем любым другим способом, воспроизводить предметы до
- •Копия—это заготовка, полученная электролитическим осаждением металла на поверхности формы и отделенная от нее.
- •По теплофизическим свойствам (коэффициенты объемного и линейного расширения, температура плавления, теплоемкость, теплостойкость) материалы
- •Форма может быть неразборной или состоять из нескольких частей.
- •Для форм однократного использования (расплавляемых, растворимых) необходимо обеспечить отсутствие острых углов и предусмотреть
- •Изготовление форм.
- •Перед выбором материала для формы следует продумать конструкцию изделия, которое необходимо изготовить, наметить
- •При выборе материала для формы надо учитывать следующие варианты использования формы:
- •Проектируя форму, предусматривают место электрического контакта.
- •Для изготовления форм применяют различные способы.
- •Литьем изготавливают формы из легкоплавких сплавов.
- •Плоские изделия небольших размеров (цифры, буквы и т. п.) изготовляют на плоских алюминиевых
- •Магний и его сплавы в
- •Медь и ее сплавы применяют в гальванопластике после нанесения на поверхность форм никеля
- •Неметаллические материалы для изготовления форм применяют так же часто, как и металлические.
- •Поверхность, например, деревянной формы покрывают твердыми и полутвердыми битумами с температурой размягчения соответственно
- •В гальванопластике используют также выплавляемые формы из восковых сплавов.
- •Восковые сплавы являются хорошим материалом для изготовления отпечатков барельефов, медалей, с которых необходимо
- •Формы из композиций на основе каучуков позволяют решать уникальные задачи.
- •Преимущество пластмассовых форм — высокая химическая стойкость и возможность механической обработки, а также
- •Для увеличения проводимости, механической прочности и уменьшения усадки эпоксидные составы наполняют порошками железа,
- •Рефлекторы, параболоиды, эллипсоиды, призмы изготовляют в формах из эпоксидных смол.
- •На формах из органического стекла наращивают рабочие поверхности прессформ, которые используют для изготовления
- •Пластмассовую форму можно получить литьем, прессованием, выточить на токарном станке.
- •Иногда формы изготавливают из древесины.
- •Из графита и углеграфитовых материалов изготавливают неразрушаемые формы, которые могут выдержать очень высокую
- •Из керамических материалов для изготовления форм используют гипс.
- •В зависимости от природы материала формы (металл, неметалл) и характера загрязнений выполняют различные
- •Подготовка поверхности форм.
- •Весьма эффективно катодное электрохимическое обезжиривание, например, в электролите следующего состава (г/л):
- •Важный этап подготовки поверхности формы — изоляция тех ее частей, на которых не
- •Кподготовке поверхности формы можно отнести нанесение на поверхность из алюминиевых и цинковых сплавов
- •Перед нанесением проводящего слоя поверхность пластмасс обезжиривают.
- •Разделительные слои.
- •Неорганические разделительные слои.
- •Так, например, медь покрывают никелем или серебром.
- •На медные формы, покрытые серебром, наносят разделительные слои из йодистого серебра.
- •Раствор сульфида натрия (1 %-ный) используют для создания поверхностного слоя сульфида на свинце,
- •Органические разделительные слои.
- •Существует ряд несложных составов для нанесения на металлы, например, масляная эмульсия, состоящая из
- •Разделительный слой можно образовать окунанием формы в силиконовое масло.
- •Хорошо оправдали себя составы разделительных слоев, содержащие пчелиный воск:
- •Для нанесения разделительных пленок используют коллоидные растворы яичного белка с бурой, желатина, рыбьего
- •Электропроводные слои.
- •Обезжиривание.
- •Специальное травление поверхности неэлек тропроводящего материала. Травление
- •Самый простой и универсальный способ травления состоит в погружении деталей в раствор, содержащий
- •Перед проведением реакции химического осаждения серебра, меди, никеля и других
- •Сенсибилизацию проводят в течение 30-60 с в 2- 10%-ном солянокислом растворе хлористого олова
- •Исключение стадии гидролиза хлористого олова при промывке водой сенсибилизированной поверхности приводит к неравномерному
- •Активацию сенсибилизированной поверхности проводят в течение 10-20 с в 0,02-0,1%-ных солянокислых растворах хлористого
- •Электропроводные слои наносят также путем обработки поверхности формы порошком или суспензией.
- •Порошки графита, никеля, меди используют также в виде суспензий в органических жидкостях (бутилацетате,
- •Наращивание копий.
- •Технология электрохимического процесса в гальванопластике с применением металлических и неметаллических форм различна.
- •На электропроводные слои серебра рекомендуется наносить первичные слои из сернокислых и суль фаминовокислых
- •Из любых электролитов наращивают копии на электропроводные слои, полученные химическим меднением или никелированием.
- •Нанесение первичного слоя металла на формы с электропроводным слоем является ответственной операцией.
- •Нанесение первичных слоев на поверхность металлических форм из легированной стали, никеля, меди и
- •Поверхность формы из легированных сталей и никеля перед наращиванием копии из меди модифицируют
- •Разделительные слои также зависят от типа электролита.
- •Сульфидные разделительные слои хорошо проявляли себя при нанесении на поверхность форм из никеля,
- •Интенсивное наращивание толстых слоев металлов выполняют после нанесения первичного слоя.
- •Кним относятся сернокислые, сульфаминовокислые, борфтористово- дородные, кремнефтористоводородные, хлористые электролиты (последние два — только
- •Для интенсификации наращивания толстых слоев металлов применяют различные способы:
- •Кперспективной технологии относится получение копий, состоящих из слоев металлов с различными свойствами, например,
- •Нередко на рабочую поверхность копии наносят функциональные покрытия:
- •Одной из острых проблем в гальванопластике является равномерность нанесения слоев металла.
Раствор сульфида натрия (1 %-ный) используют для создания поверхностного слоя сульфида на свинце, меди, серебре, железе, никеле, а селенистую кислоту (5%- ную) — для получения разделительного' слояна меди.
Формы из легкоплавких сплавов, содержащих свинец, подвергают анодной обработке в 10%-ной серной кислоте при плотности тока 8-10 А/дм2.
При этом возникает разделительный слой из перекиси свинца.
Органические разделительные слои.
Органические разделительные слои образуются при смачивании поверхности формы эфиром, бензином или спиртом и испарении этих веществ.
Разделительная пленка состоит из растворимых высокомолекулярных жиров или восков.
Существует ряд несложных составов для нанесения на металлы, например, масляная эмульсия, состоящая из
10-20% минерального масла, эмульгатора (лаураты, стеараты),
связующего (спирты, гликоляты, гликолевые эфиры),
80-90% воды,
атакже смесь бензотриазола (0,1-1,0%), спирта (5-20%) и
воды (остальное).
Разделительный слой можно образовать окунанием формы в силиконовое масло.
Хорошо оправдали себя составы разделительных слоев, содержащие пчелиный воск:
графит — 480 г, пчелиный воск — 120 г, канифоль — 60 г,
толуол (или четыреххлористый углерод) — до 1 л.
Для нанесения разделительных пленок используют коллоидные растворы яичного белка с бурой, желатина, рыбьего клея.
Яичный белок используют для всех металлических систем, а желатин и рыбий клей рекомендуют для отделения никеля от никеля.
Пленки, адсорбированные из коллоидных растворов, сохраняются после трехкратного изготовления копии.
Отделение копии от формы требует мастерства, поскольку в этом случае силы сцепления больше, чем при использовании окисных разделительных слоев.
Органические разделительные слои удаляют с поверхности очисткой в щелочном растворе (можно применять щетки).
Электропроводные слои.
В качестве форм часто используют неметаллические материалы, на поверхности которых нужно образовать электропроводный слой.
Его нанесению предшествуют операции очистки поверхности, травления и активации, которые позволяют увеличить адгезию электропроводного слоя с поверхностью неэлектропроводящего материала.
Основной операцией процесса металлизации является химическое восстановление металлов на поверхности форм из диэлектрических материалов.
Обезжиривание.
Если используются органические растворители, необходимо следить за тем, чтобы обезжириваемый материал не разрушился.
Для этой цели хорошо использовать также венскую известь, смешанную с водой до кашеобразного состояния.
Для очистки используется волосяная щетка с последующим ополаскиванием проточной водой.
Специальное травление поверхности неэлек тропроводящего материала. Травление
неэлектропроводящих материалов производится в растворах сильных окислителей, которые, разрушая поверхностный слой, создают необходимую шероховатость поверхности и улучшают смачиваемость ее растворами при последующей обработке.
При травлении на поверхности диэлектриков образуются микроскопические полости, которые обеспечивают прочное сцепление с металлической пленкой.
Самый простой и универсальный способ травления состоит в погружении деталей в раствор, содержащий
1000 мл серной кислоты и
10 г бихромата калия.
Раствор нагревается до 50-70 °С и предметы погружаются в него на 10-25 мин.
После окончания травления предметы нужно хорошо промыть проточной водой.