Способ изготовления микропористых фильтрующих элементов

 

Использование: изготовление микропористых фильтрующих элементов. Сущность изобретения: электролитическое осаждение меди на сетчатую заготовку до заращивания ячейки сетки на 0,5-0,7 ее размера, механическое обжатие, затем попеременное осаждение слоев никеля и меди при соотношении толщин слоев 1:2-1:2.5, толщина слоев никеля составляет 30-40 мкм и осаждение никеля осуществляют из сульфаматного электролита. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 25 D 7/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ"

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,, " jpgrgg - - (ф (21) 4849455/26 (22) 10.07.90 (46) 28.02.93. Бюл, N. 8 (71) Днепропетровский научно-исследоватвльский институт технологии машиностроения (72) В,М.Нагирный, Е.В.Исаенков и И.А,Говорова (56) Сб.И Всес. научно-техн. конф. по электрохим. технол. "Гальванотехника-87". Тез. докл, Казань, 1987, с. 188-189.

Авторское свидетельство СССР

Кт 305209, кл. С 23 В 7/00, 1972, Заявка Японии

N. 61-207594, кл. С 25 D 7/00, С 25 D 5/56, 1986.

Изобретение относится к гальванопластике и может получить применение в машиностроении при изготовлении микропористых фильтрующих элементов (потеющих стенок) электролитическим осаждением меди и никеля в виде тела вращения и плоской формы толщиной стенки 1 мм и выше.

Целью изобретения является повышение толщины фильтрующего элемента при сохранении размера каналов.

Это достигается тем, что на заготовку попеременно осаждают слои никеля и меди при соотношении толщин слоев 1:2.5 и толщине слоев никеля 30-40 мкм и осаждения

его из сульфатного электролита.

Изобретение осуществляют следующим образом при изготовлении цилиндрических микрофильтров на основе латунного сетепо„„59„„1798389 А1 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОПОРИСТЫХ ФИЛЬТРУОЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ (57) Использование: изготовление микропористых фильтрующих элементов. Сущность изобретения: электролитическое осаждение меди на сетчатую заготовку до заращивания ячейки сетки на 0,5-0.7 ее размера, механическое обжатие, затем попеременное осаждение слоев никеля и меди при соотношении толщин слоев 1:2-1:2.5, толщина слоев никеля составляет 30-40 мкм и осаждение никеля осуществляют из сульфаматного электролита. 2 табл, лотна с размером ячеек 0,4 мм и толщиной нити 0,15 мм (основные операции).

1. Закрепляютсеткуна цилиндрическойоправке соответствующего размера и формы и прошивают продольный шов нитью из того же материала.

2. Снимают сетчатую заготовку с оправки и монтируют на приспособление для покрытия с применением внутреннего анода, Присоединяют торцевые кольца из меди.

3. Химически обезжиривают и активируют сетчатую заготовку, 4. Заращивают сетку медью из электролита, г/л:

Медь сернокислая 200-250

Серная кислота 50-70

Спирт этиловый 7-12 мл/л

При температуре 18-25 С

Катодной плотности тока 0,8-1,5 А/дм .

1798389

5. Демонтируют приспособление для нанесения покрытия, монтируют на оправку и обезжиривают под прессом или обкатывают до получения каналов требуемого размера, 6, Химически обезжиривают и активируют.

7. Монтируют.на приспособление для покрытия с закрепленным внутренним анодом.

8. Наносят слой никеля из электролита, г/л:

Никель сульфаминовокислый 600-650

Никель хлористый 12-15

Кислота барная . 30-40

При рН . 3,035

Температуре 50-600 С

Плотности тока 3-5 А/дм перемешивании электролита очищенным сжатым воздухом время 1 — 1,5 ч.

9. Перемонтируют внутренний анод

10. Наносят слой меди из электролита с по п,4 при соблюдении отношения толщин слоев никеля и меди 1/2-1/2,5, 11. Повторяют операции 7-10 до требуемой толщины стенки.

12, Демонтируют приспособление для покрытия и подвергают механической обработке (удаление торцевых припусков, доводка в размер).

Примеры применения:

1. По прототипу на основе меди .

1,1. толщиной 200 мкм.

1.2. толщиной 300 мкм.

2, По предлагаемому способу:

2,13. При соблюдении условий согласно примерам 2.1; 2,6 и 2.10 и отсутствии в электролите добавки сахарина. Толщина слоя никеля 30 мкм.

Испытания предлагаемого способа проводились при изготовлении фильтрующих элементов в виде цилиндров внутренним диаметром 48 мм, высотой 62 мм, толщиной стенки 0,8 мм и средним размером пор (каналов) — 25-40 мкм. В качестве оправки для получения сетчатой цилиндрической заготовки применяли цилиндр из ст. 12Х18Н9Т наружным диаметром 48 мм и высотой 80 мм с чистотой поверхности не ниже 0,8. На рабочую поверхность оправки плотно натягивалась сетчатая заготовка, Образованный шок прошивался нитью из того же материала и прихватывался точечной пайкой, после чего сетчатая заготовка снималась с оправки и закреплялась на оснастку для осаждения с внутренним анодом.

Подготовка поверхности заготовки и ее заращивание осуществлялось по приведен5

15 нои выше схеме при усредненных значениях концентрации электролитов и растворов, а также режимов их работы., Электролитическое осаждение меди и никеля осуществлялось в термостатированных ваннах емкостью 12 л каждая, Обжатие осажденного слоя меди производилось с помощью рэзрезной втулки соответствующих размеров при давлениях в пределах 500-1500 МПа.

Контроль качества и сравнительная характеристика результатов испытаний производилась на основании визуальных наблюдений и данных металлографического анализа поперечных шлифов разрезок сооТветствующих деталей на микроскопе МИМ8.

Результаты испытаний представлены в табл,2, 20 Приведенные данные показывают, что предлагаемый способ в заданных количественных соотношениях обеспечивает получение толстостенных микропористых фильтрующих элементов с заданными характеристиками (примеры .2,2-22.3; 2,6-2.7; .

2,10-2.11). Это обусловлено благоприятным сочетанием параметров формирования многослойной пористой системы и предельного соотношения в ней металлических слоев различной природы. Роль "регулятора" в данном случае играют слои никеля, которые при выделении из сульфаминового электролита соответствующего состава (конкретный tlpNMBp применения), проявляют

35 тенденцию к четкой воспроизводимости и сохранению на достаточную глубину исходной "базовой" поры.

Наличие отклонений, т.е. получение деформированных пористых структур, при меньшей (0,3) и большей (0,9) степени заращивания площади ячеек сетки обусловлено, с одной стороны, образованием рваных кромок за счет нагартовки тонких поверхностных слоев металла, а, с другой — благодаря

45 участию в деформации глубинных слоев частичной закупорки или локальным су>кением канала. Отрицательное влияние запредельного соотношения толщин слоев никеля и меди, а также толщины слоев нике50, ля проявляется в том смысле, что соответствующие отклонения (сужение или расширение каналов) отражается на харак. тер развития поры, вызывая нарушение сквозности, возможноСть внутренней закупорки или сужения пор с неоднородным и извилистым сечением.

Присутствие в электролите выравнивающей добавки (до 0,2 г/л) благодаря соответствующему эффекту сглаживания, обусловленном резким изменением струк1798389

Таблица 1

Таблица 2

Определяемые

П име ы

1.2

2.4

2.2

2.3

2.6

Замет-, То же по

Диаметр То же по

То же по и, 2.2 п,2 п,2.2 пор незначительно изменяностей наружти пор ется по длине ных

Средний размер пор (каналов) в сечнии, 15 — 60

10 — 75 15 — 56

17 — 45 19 — 40

20-65

16 — 57

19 — 40 мкм туры, вызывает уже при нанесении первого слоя никеля почти полную закупорку пор и сведения к минимуму эффективности способа.

Изобретение существенно расширяет возможности электролитического осаждения металлов применительно к изготовлению микрофильтрующих элементов с различными конструктивными и эксплуатационными параметрами, в т,ч, и при значительной толщине стенок, что не может быть достигнуто на основе известных способов.

Эффективность способа определяется сохранением заданного размера каналов при значительном увеличении толщины стенки микрофильтрующего элемента и достигаемыми при этом высокими эксплуатаПоры су- До 75 Заметен характежаются проп. разброс ристики к наруж- пор заку- разменой по- порены . ров по верхнос- у поверх- длине цион н ыми характеристиками получаемых соответственно конструкций.

Формула изобретения

Способ изготовления микропористых

5 фильтрующих элементов, включающий электролитическое осаждение меди на металлическую сетчатую заготовку до заращивания ячейки сетки на 0,5-0,7 ее размера и последующее механическое обжатие, о т л и10 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения толщины фильтрующего элемента при сохранении размера каналов, на заготовку после механического обжатия дополнительно попеременно осаждают слои никеля и меди, 15 при соотношении толщин слоев 1:2-1:2,5, толщине слоев никеля 30-40 мкм и осаждении его из сульфаматного электролита. ное изменение диаметра пор вблизи раздела между слоями

1798389

Продолжение табл.2.

Составитель В.Нагирный

Редактор А,Павловская Твхред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н.Милюкова

Заказ 753 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета Ilo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101