Способ получения электропроводного слоя на поверхности неметаллических матриц для гальванопластики
Способ получения электропроводного слоя на поверхнбсти неметаллических матриц для гальванопластики. Электропроводный слой на поверхности неметаллических матриц для гальванопластики, йрей мущёствёнио из стёарино-вЬсковых и рез инр-попимерных материалов получают путем натирания алюминиевой пудрой с последующей обработкой раствором тиосульфата натрия и химическим осаждением пленки металла. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4876190/26 (22) 31,07.90 (46) 30.01,93. Бюл. М 4 (71) Днепропетровский научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) В.M.Нагйрный, E.В.Исаенков и И.A,ÃOворова (56) Гальванотехника. Справочник. M.: Металлургия, 1987, с. 563-564.
Садаков Г.А. Гальванопластика. М,; Машиностроение, 1987, с, 38, 43-47. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО СЛОЯ НА ПОВЕРХНОСТИ НЕИзобретение относится к гальванопластике и может получить применение в легкой промышленности и машиностроении при изготовлении сложнопрофилированных деталей на матрицах из стеарйно-восковых композиций или резино-полимерных материалов.
Известны способы получения электропроводной пленки на поверхности изделий из воска, стеарино-восковых композиций; и других неметаллических материалов натр натиранием кистью мелкодисперсных порошков графита, бронзы и меди и их смеси.
Недостатки известных способов заключаются в низком качестве образующейся при натирании поверхностной пленки, неоднородной концентрацией проводящих частиц в поверхностном слое, и как следствие, высокое злектросопротивление пленки на
„„5UÄÄ 1791473 А1 (я)ю С 25 0 1!10, 5/24
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТРИЦ ДЛЯ ГАЛЬВАНОПЛАСТИКИ (57) Способ получения электропроводного слоя на поверхности неметаллических матриц для гальванопластики. Электропроводный слой на поверхности неметаллических матриц для гальванопластики,- преимущественно из стеарино-восковйх и резино-пол- имерных материалов получают путем натирания алюминиевой пудрой с последующей обработкой раствором тиосульфата натрия и химическим осаждением пленки металла. 2 табл. а матрицах (деталях) сложного профиля и достаточно больших размеров.
Как правило, электропроводные пленки, полученные натиранием, вымываются на отдельных участках поверхйости при О погружении в электролит, что приводит к значительному понижению на них электро-: ф проводности.
Указанные недостатки резко ухудшаютка- (, ) чество покрытия и наращиваемой копии(иэделия), что обусловлено несплошностью покрытия поверхности выделяющимся метал- " лом с образованием "залысин" и необходимостью промежуточной и частой реставрации соответствующих участков в электропровод- ной пленки, Известен способ получения электропроводной пленки, взятый в качестве прототипа, который заключается в том, что восковую форму обрабатывают порошком меди или бронзы путем натирания поверхности после чего ее подвергают обливу (или погружению) раствором азотнокислого серебра (1-5 г/и).
В результате контактной реакции на по- 5 верхности матрицы выделяется тонкая пленка серебра.
К недостаткам прототипа относятся необходимость использования драгоценного металла, который практическитеряется без- 10 возвратно, и образованию недостаточно компактной (рыхлой) пленки, слабо адгезированной к поверхности, благодаря чему происходит частичный унос пленки при погружении в электролит для наращивания 15 металла и образование некачественного (с провалами) осадка.
Целью изобретенля является повышение качества получаемой электропроводной пленки на поверхности матриц из 20 стеарино-восков:ix композлций и резинополимерных материалов за счет ухудшения электропроводности незавйсимо от сложности профиля.
Поставленная цель достигается тем, что 25 пленку получают путем натирания поверхностй матрицы алюминиевой пудрой, после чего ее последовательно обрабатывают в растворе тиосупьфата натрия и в растворе состава, г/л: 30
Сернокислая медь 30-35
Сегнетовая сОль 170-190 Ка ьци ни рова нная сода 30-35
Хлористый никель 4-5
Едкий натрий 45-50 35
Формм (40% ный) 20-30 /pMÇ, Новизна предлагаемого -гехнического решения заключается в том, что электропроводную пленку на поверхности неметаллов получают путем ее натр натирания 40 алюминиевой пудрой с последующей обработкой сначала в растворе тиосульфата на трия, а затем в растворе состава (г/л):
Сернокислая медь 30-35
Сегнетовая соль 170-190 45
Кальционированная сода 30-35
Никель хлористый 4-5
Натрий едкий 45-50
Ф о ал (40% - й) 20-30 Mn/ 3
Существенные отличия предлагаемого 50 способа обусловлены отсутствием в технике аналоговых решений по нанесению электропроводных пленок на неметаллы натиранием алюминиевой пудрой с последующей обработкой в растворах тиосульфата натрия 55 и солей меди.
Положительный эффект предлагаемого способа достигается за счет получения однородной электропроводкой пленки с,малым электросопротивлением на всех участках поверхности матрицы, обеспечивающей качественное наращивание формуемого слоя металла при отсутствии необходимости промежуточной реставрации пленки на отдельных участках поверхности матрицы, Конкретный пример применения способа.
Применительно к изготовлению формообразующих элементов пресс-форм для отливки кукол на матрице из литой (мягкой) резины (основные операции).
Натирание поверхности матрицы алюминиевой пудрой с помощью кисти: сухое или из суспензии, состоящей из 1-1,5 обьемной части алюминиевой пудры л 1 обьемной части раствора полихпорвинилового лака в ацетоне при соотношении 1:10-1:2.
Сушка и обдувка воздухом {при необходимости).
Обработка в 10%-ном растворе тиосульфата натрия при температуре 18-25"С по-. гружением и выдержкой 5-7 мин, Сушка естественная на воздухе;
Обработка погружением (без промывки) в растворе состава (г/и);
Сернокислая медь 30-35
Сегнетовая соль 170-190
Кальционированная сода 30-35
Никель хпористый 4-5
Натрий едкий 45-.50
Формалин (40%-ный) 20-30 мл/дмз при температуре 18-250 С рН 11-12 и времени 30-40 мин
Наращивание слоя меди из электролита соста ва (г/и):
Сернокислая медь 200-250
Серная кислота 50-70
Этиловый спирт 9-12 мл/ мз при температуре 18-25 С плотности тока 1-2 А/дм
Отделение матрицы..
Пример 1. По прототипу с натиранием поверхности бронзовой пудрой и последующим обпивом раствором азотнокислого серебра (1 г/дм ) до образования светлой ,з металлической пленки.
Пример 2. По предлагаемому способу в соответствии с приведенной выше схемой с натиранием поверхности алюминиевой пудрой из суспензии (по и. 1) и последующей обработкой в растворе тиосулфата натрич (10%-ный) и в растворе затяжки медью согласно табл.1, Испытания проводились с применением матрицы из "мягкой" литой резины в виде головы куклы "строитель" (средний диаметр 76 мм). Обработка в растворах и электрохимическое закрепление полученi 791473 ной на матрице злектропроводной пленкеи имущественно губчатых осадкой серебра производилась в винипластовых ваннах ем- при выделении его из простых растворов. з костью 10 дм, Все операции осуществля- Существенный вклад в улучшение качелись строго по указанной выше схеме при стваэлектропроводной пленки вноситобрасредних значениях концентрации компо- 5 зующаяся на поверхности матрицы после нентов и параметров работы. Сравнитель- соответствующей обработки (см. операции ная оценка качества йройзводилась 3, 4) сухая пленка тиосульфата натрия. Повизуальным осмотром по наличию сплош- следняя выполняет роль стабилизирующего
I ности и равномерности медного покрытия, фактора благодаря улучшению смачиваемонанесенного на матрицу электролитиче- 10 сти поверхности и созданию на ней дополским осаждением из сернокислого электро- нительных центров крйсталлизации меди эа лита .(см. операцию 6) в течение 5 ч, и счет разложения с выделением атомов серы величина электросопротивления электро- (см. пример 2, 5). проводных пленок, измеренных на разных Предлагаемый способ прост в осущестучастках поверхности с помощью ом -ампе- 15 влении, технологичен и не требуетдополнировольтметра Ц-455 на расстоянии 1 см. тельных издержек производства по
Натирание алюминиевой пудрой по сравнению с известными спосабами. Ёго предлагаемому способу осуществлялось из применение можно распространить практисуспензии согласно по операции l. чески на все известные случая и металлизаРезультаты испытаний представлены в 20 ции пластмасс, если соответствующие изделия из них допускают предварительную
Приведенные данные показывают, что пескоструйную обработку для придания предлагаемый способ обеспечивает получе- требуемой шероховатости поверхности. исние электропроводной пленки на исследуе- ключая при этом многостадййный и сложмом материале значительно более 25 ный процесс подготовки путем химического высокого качества по сравнению с прото- травления, сенсибилизации и активации потипом и другими известными аналоговыми верхностй в растворе палладия. решениями (примеры 2,2-2,3), что проявля- Экономический эффект от использовается в обеспечении сплошности осаждае- ния предлагаемого способа достигается эа мых гальванопокрытий медью и высокой 30 счет упрощения и улучшения технологии, эле«тропроводности исходной электропро- исключения затрат драгметаллов из тйхйоводной пленки. логического цикла, а для резинополимерПоложительный эффект в этом случае ных материалов — исходя из единственной достигается за счет повышенной компакт- воэможности придания поверхности электности и сплошности образующейся пленки, 35 ропроводности. а также удовлетворительной ее адгезии к Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я поверхности матрицы. Способ получения электропроводного
Это связано, с одной стороны, с доста- слоя на поверхности неметаллических матточно высокой адгезивной способностью риц для гальванопластики, преимущественалюминиевойпудры,чтовзначительнойме- 40 на из стеарино-восковых композиций и ре удовлетворяется ее высокой дисперсно- резино-полимерных материалов, включаюстью (размер частиц меньше 0,1 мкм), а, с щий получение пленки из мелкодисперснодругой — активно протекающей в растворе го металлического порошка и последующее указанного состава реакции контактного химическое осах<дение на ней металла, о т лвытеснения меди, которая одновременно 45 и ч а ю щи и ся тем, что, с целью повышения возбуждает реакцию прямого химического электропроводности AO всей поверхйости восстановления меди.. независимо от сложности ее профиля, Низкое качество (отсутствие сплошно- пленку из мелкодисперсного металличести, наличие рыхлостей и других дефектов) ского порошка получают путем натирания получаемой по прототипу пленки серебра 50 алюминиевой пудрой, а перед химическим обусловленосравнительноневысокойскоро- осаждением металла поверхность металла стью контактной реакции в рассматриваемых поверхность обрабатывают в растворе тиоусловиях и склонностью к образованию пре- сульфата натрия, 1791473
Таблица 1
Таблица 2
Onðåäåëÿåмый показатель
2,5 сплошное покрытие то же по п. отсутствие
2,2 покрытия во впадинах
О 035
0,019
0,063
0,021
Редактор Т. Иванова
Заказ 135 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/6
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, улХагарина, 101
Сплошность медного йокрытия
Злектросопротивление
- злектропроводной пленки на расстоянии
1см, Ом отсутствие покрытия на участках, прилегающих к выступам (нос, уши и т.п,) то же по п.1 в отдельных точках на тех же участкахСоставитель В, Нагирный
Техред М,Моргентал Корректор М. Ткач тоже по и..
2,4 и "залысины наоткрытых участках поверхности
