Способ изготовления высокопористых металлических пластин ячеистой структуры

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления высокопористых металлических пластин ячеистой структуры. Цель - уменьшение габаритов пластин и повышение эксплуатационных характеристик. Подложке из органического материала ячеистой структуры придают электропроводность, соединяют подложки попарно по наибольшей грани, проводят на них катодное осесимметричное осаждение металла пластины и подвергают термообработке, после чего уплотняют при давлении, определяемом по определенной зависимости. 1 табл.

COIO3 COBE- Т СК11Х

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1!)5 В 22 F 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО И ОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

L (21) 4697277/02 (22) 11.04.89 (46) 23.08.91. Бюл, N 31 О (4 ф !

Ю

II)> эом. (75) А.В.Щебров, P.P.Øóìåéêî и M,А.Замах (53) 621.762.8:621.79 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 772718, кл. В 22 F 3/10, 1978.

Патент США

hk 33553366448800, кл. В 22 F 7/04, 1982, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОПОРИСТЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛАСТИН

ЯЧЕИСТОЙ СТРУКТУРЫ

Изобретение относится к порошковой металлургии, в честности к способам получения высокопористых материалов, которые могут быть использованы для фильтрации, сепарации различных жидкостей и газов, а также в качестве катализаторов и т.п.

Цель изобретения — уменьшение габаритов пластин и повышение эксплуатационных характеристик за счет обеспечения переменного порораспределения по толщине изделия.

Способ осуществляют следующим оораДля получения высокопористого ячеистого фильтра используют ячеистые органические подложки, например пенополиуретаны с разным диаметром ячейки.

Придание электропроводности органической подложке осуществляют известными способами, например,безэлектролизным покрытием электропроводной краской и т.д.

„„. Ж ÄÄ 1671412 А1 (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления высокопористых металлических пластин ячеистой структуры, Цель изобретения — уменьшение габаритов пластин и повышение эксплуатационных характеристик, Подложке из органического материала ячеистой структуры придают электропроводиМОСТЬ, СОЕДИНЯЮТ ПОДЛОЖКИ ПОПдРНО ПО наибольшей грани, проводят на них катодное осесимметричное осаждение металла пластины и подвергают термообработке, после чего уплотняют при давлении, определяемом по определенной зависимости. 1 табл.

Катодное осаждение металлического покрытия осуществляют из электролита, содержащего ионы осаждаемого ме, аппа.

Причем осаждение осуществляют одновременно на две подложки, соединеннь е между собой по наибольшей грани и установленные между двумя анодами на одинаковом расстоянии. Нанесение покрытия на соединенные по наибольшей грани подложки позволяет достигнуть неравномерное, по толщине каждой из пластин, осаждение слоя металла. Причем максимальный рост толщины покрытия обеспечивают на поверхности, минимальный— внутри подложки. Таким образом, после разъединения подложек каждая из них имеет с одной стороны максимальную толщину покрытия, а с другой стороны — минимальную.

После термообрабогки заготовок, в результате которой происходит удаление органической основы, материал пластически

1671412 деформируют под давлением, величина которого определяется иэ соотношения

2 о .„(1 ) (Р ( (1 + 2пмин)

5 2

d — средний диаметр ячейки высокопористой органической подложки; ймин, ймакс — соответственно минимальная и максимальная толщины осажденного металла, В результате пластической деформации происходит неравномерное уплотнение материала по толщине благодаря неравномерной толщине металлического покрытия по глубине пористой заготовки. Такая неравномерная деформация ведет к уменьшению размеров пор слоев материала с меньшей толщиной покрытия, которые расположены со стороны сопрягаемых при металлизации поверхностей пластин и они определяют тонкость очистки при фильтрации. 25

В то же время, при заданном диапазоне давления слои материала с большей толщиной покрытия деформируются незначительно, а поверхностные слои противоположной грани, у которых h - h»«, не деформируют- 30 ся, что обеспечивает сохранение высокой пористости материала, а следовательно, и его высокой проницаемости, Таким образом,в результате осуществления операций предлагаемого способа получают пластины высокопористого ячеистого материала с неравномерным порораспределением по толщине, обладающие одновременно при малой толщине пластин высокой проницаемостью и высокой тонкостью очистки(бла- 40 годаря малым размерам пор в одном из граничных слоев материала), что способствует повышению эффективности изделий.

Пример 1. В качестве ячеистой органической подложки используют пласти- 45 ны пенополиуретана (500х500х30 мм) со средним размером ячейки 1,25 мм. Придание электропроводности подложке осуществляют путем ее последовательной обработки в растворах следующего состава;

1) Сенсибилизирование:

SnCl2, г/л 25

Н Cl,мл/л 40

2) Актинирование:

PdCl2,г/л 3,5 55

НО,мл/л 10

3) Осаждение тонкого слоя никеля, г/л:

NlSO4 30

МаН2Р04 - 10 йазС6Н507 10

Электрохимическое осаждение никеля осуществляют из электролита следующего состава, г/л: й!504 250

NiCl2 50

НзВ01 30

После придания электропроводности пластины подложек попарно объединяют по квадратным граням, пропуская при этом по сопрягаемым поверхностям электроды-нити, из микропроволоки меди ф 40 мкм.

Полученные пакеты устанавливают в гальванические ванны симметрично между двумя электродами и подключают к источнику постоянного тока.

В процессе электролитического осаждения никеля на пластины подложек плотность тока соответствует 2 А/дм, Полученные заготовки высокопористого ячеистого металла имеют катодноосажденный слой никеля неравномерный по толщине заготовки, Со стороны свободной (в процессе катодного осаждения) поверхности пластин подложки слой никелевого покрытия имеет наибольшую толщину и соответствует 60 мкм, а со стороны поверхности сопрягаемой в процессе металлизации с соседней пластиной — толщина покрытия является минимальной и соответствует значению 30 мкм.

Полученный материал термообрабатывают при 1100 С в течение 2 ч для удаления из него пенополиуретановой основы, а затем подвергают деформированию (сжатию) при различном давлении.

Значения давления сжатия и свойства полученных высокопористых фильтров представлены в таблице, Из таблицы видно, что высокопористый ячеистый фильтр 2, полученный уплотнением под давлением, лежащем.в предлагаемом диапазоне, имеет эффективность фильтрации по сравнению с известным в два раза выше.

Формула изобретения

Способ изготовления высокопористых металлических пластин ячеистой структуры, включающий придание электропроводности подложке иэ органического материала ячеистой структуры, катодное осесимметричное осаждение на нее металла пластины итермообработку, отл ича ю щийс я тем, что, с целью уменьшения габаритов пластин и повышения эксплуатационных характеристик, подложки перед катодным осаждением соединяют, попарно по наибольшей грани, а после термообработки уплотняют при давлении, определяемом иэ зависимости

1671412 где P — давление уплотнения, кг/мм; г.

Oj.p. = 11,2 кгс/мм

Составитель И.Пойменова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор Н.Рогулич

Заказ 2789 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 2 (т, (1 ) <Р< (d + 2Пмин) <% „(1,) . (d + 2Лмакc) и,, — предел текучести металла пластины, кг/мм;

d — средний диаметр ячейки высокопористой органической подложки, мм;

Лмин, hwaxc — соответственно минимальная и максимальная толщина осажденного металла, мм,