- •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.
Перед проведением реакции химического осаждения серебра, меди, никеля и других
металлов поверхность материалов подвергают активированию.
Активирование поверхности включает две последовательные операции (сенсибилизацию и активацию), которые проводят в растворах хлористого олова и хлористого палладия (можно — в растворах азотнокислого серебра).
Сенсибилизацию проводят в течение 30-60 с в 2- 10%-ном солянокислом растворе хлористого олова (рН = 1-3).
Сущность процесса сенсибилизации состоит в том, что на поверхности адсорбируется хлористое олово, которое гидролизуется до основного хлорида олова во время промывания водой.
Степень равномерности распределения полученного соединения на поверхности определяет равномерность распределения возникающих в последующем процессе активации активных центров — кристаллов палладия (или серебра).
Исключение стадии гидролиза хлористого олова при промывке водой сенсибилизированной поверхности приводит к неравномерному распределению первичных центров формирования электропроводного слоя.
На сенсибилизованной поверхности стекла, в последующем не промытой водой, образуются отдельные кристаллы в виде призм размером 100-200 нм.
Активацию сенсибилизированной поверхности проводят в течение 10-20 с в 0,02-0,1%-ных солянокислых растворах хлористого палладия (рН = 1-3).
На сенсибилизированной поверхности хлористый палладий восстанавливается до металла под воздействием соединений двухвалентного олова.
Активацию поверхности можно проводить и в растворах, одновременно содержащих соли хлористого олова и хлористого палладия (например, 0,25-5 г/л хлористого палладия, 40-60 мл/л соляной кислоты и 12-22 г/л хлористого олова).
Электропроводные слои наносят также путем обработки поверхности формы порошком или суспензией.
Очищенный и высушенный порошок графита наносят на поверхность формы кистью или ватным тампоном.
Поверхность тщательно обрабатывают до блеска. Избыток графита сдувают.
Таким же образом наносят порошки меди, никеля, серебра, бронзы (размер частиц от 2 до 60 мкм).
Для увеличения проводимости металлических порошков их обрабатывают раствором азотнокислого серебра.
Порошки графита, никеля, меди используют также в виде суспензий в органических жидкостях (бутилацетате, ацетоне, бензине и др.).
Суспензию наносят кистью или окунают в нее изделие.
Растворитель для неметаллической формы подбирают таким, чтобы он частично растворял или травил поверхность формы.
Наращивание копий.
Наращивание копий на готовую форму — это обычный электролитический процесс осаждения металла.
Технология электрохимического процесса в гальванопластике с применением металлических и неметаллических форм различна.
Нанесение первичных слоев металла на неметаллическую форму с электропроводным слоем на поверхности выполняют при плотности тока не более 2 А/дм2 (это ограничение определяется толщиной электропроводной пленки).
На электропроводные слои серебра рекомендуется наносить первичные слои из сернокислых и суль фаминовокислых электролитов никелирования, щелочных электролитов никелирования, меднения и серебрения.
Не следует использовать хлористый электролит никелирования и сернокислый электролит меднения — первый из-за взаимодействия серебряной поверхности с ионами хлора, второй из-за высокого содержания серной кислоты, вызывающей местное растворение тонкого (≈ 0,1 мкм) серебряного слоя.
Из любых электролитов наращивают копии на электропроводные слои, полученные химическим меднением или никелированием.
Электропроводный слой из порошков меди, никеля, бронзы, серебра позволяет применять для нанесения первичного слоя любой электролит.
На графитированную поверхность лучше осаждать медь.