- •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.
Нанесение первичного слоя металла на формы с электропроводным слоем является ответственной операцией.
Используемые для этого электролиты должны быть тщательно очищены и должны содержать поверхностно-активные вещества, смачивающие поверхность формы для получения беспористого первичного слоя.
Нанесение первичных слоев на поверхность металлических форм из легированной стали, никеля, меди и сплавов меди, цинка и алюминия имеет свои особенности, проявляющиеся во взаимодействии их поверхности с разными электролитами.
На указанные металлы и сплавы первичные слои осаждают из цианистых электролитов (медь можно осаждать из пирофосфатного электролита меднения).
После нанесения первичного слоя окончательное наращивание копии продолжают из любого требуемого по технологии электролита.
На низколегированные стали первичный слой наносят из щелочных электролитов.
Поверхность формы из легированных сталей и никеля перед наращиванием копии из меди модифицируют тонким слоем никеля из хлористых электролитов, а поверхность медной формы перед изготовлением никелевой копии модифицируют никелем и наносят разделительный слой.
Не следует забывать о нанесении разделительного слоя в соответствии с технологией.
Разделительные слои также зависят от типа электролита.
Естественные окисные слои и слои, полученные в присутствии хромовокислого калия, используют главным образом для никелевой гальванопластики.
Органические разделительные слои (остатки на поверхности после высыхания бензина, бензола, яичный альбумин и др.) применяют в медной гальванопластике.
Яичный белок может служить разделительным слоем и при наращивании никелевых копий.
Сульфидные разделительные слои хорошо проявляли себя при нанесении на поверхность форм из никеля, меди, свинца, олова и их сплавов.
Интенсивное наращивание толстых слоев металлов выполняют после нанесения первичного слоя.
Производительность процесса гальванопластики определяется продолжительностью интенсивного наращивания.
Наращивание при высокой плотности тока — ответственный этап, определяющий эксплуатационные свойства копии.
Для интенсивного наращивания пригодны в основном кислые электролиты никелирования и меднения, а также электролиты на основе указанных для осаждения сплавов.
Кним относятся сернокислые, сульфаминовокислые, борфтористово- дородные, кремнефтористоводородные, хлористые электролиты (последние два — только для осаждения никеля).
Фторборатные электролиты меднения и никелирования для осаждения меди и никеля допускают плотность тока 20-40 А/дм2, что в аналогичных условиях вдвое больше, чем в сернокислых и в сульфами- новокислых электролитах.
Для интенсификации наращивания толстых слоев металлов применяют различные способы:
вращение или возвратно-поступательное движение катода,
уменьшение расстояния между катодом и анодом,
перемешивание электролита воздухом, применение ультразвука.
Кперспективной технологии относится получение копий, состоящих из слоев металлов с различными свойствами, например, слой никеля—слой меди, осажденный из электролита с выравнивающей добавкой, слой никеля — слой пластичной меди — слой железа.
Послойное осаждение позволяет изготовлять изделия, сочетающие в себе свойства специальных сплавов и чистых металлов.
Нередко на рабочую поверхность копии наносят функциональные покрытия:
хром,
композиционные абразивные и антифрикционные покрытия,
черный никель или хром, и др.