Гальванопластический способ изготовления сложнорельефных деталей со щелевой структурой
Владельцы патента RU 2254403:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство Российской Федерации по атомной энергии (RU)
Федеральное Государственное Унитарное предприятие научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова (RU)
Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано для изготовления элементов антенно-фидерных устройств повышенной сложности. Способ включает нанесение фотолитографического рисунка на алюминиевые оправки П-образной формы, нагревание детали до температуры 100-110°С в течение 20-30 минут, заглубление оправок за счет удаления прокладок из полистирола и наращивание никеля гальванически с последующим вытравливанием алюминия и фоторезиста. Технический результат изобретения - получение щелевой структуры поверхности за счет нанесения фотолитографического рисунка. 2 ил.
Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано для изготовления элементов различных устройств повышенной сложности.
Известны способы изготовления сложнорельефных деталей, заключающиеся в том, что электролитически труднозаращиваемые рельефные поверхности (узкие пазы, щели) с целью ликвидации пустот заполняются металлическими вставками (оправками) из алюминия, которые после осаждения металла удаляют растворением в щелочи [1], [2].
Недостаток известных способов состоит в том, что заращиваемая часть вставок должна иметь пазы для надежного механического зацепления модели с электролитическим осадком, тогда как нанесение фотолитографического рисунка для получения щелевой структуры требует ровной плоской поверхности.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является гальванопластический способ изготовления волновода [3], представляющий собой гальваническое нанесение никеля на форму из четырех алюминиевых брусков с промежуточными бронзовыми перегородками. После гальванического наращивания алюминий удаляется в растворе щелочи, а бронзовые перегородки входят составным элементом в конструкцию волновода.
Недостаток способа [3] в том, что он не обеспечивает образование щелей при гальваническом наращивании.
Техническим результатом заявляемого способа является получение щелевой структуры поверхности за счет нанесения фотолитографического рисунка.
Технический результат достигается тем, что в гальванопластическом способе изготовления сложнорельефных деталей со щелевой структурой с использованием оправок из алюминия, на алюминиевые оправки П-образной формы наносят фотолитографический рисунок, нагревают деталь до температуры 100-110°С в течение 20-30 минут, заглубляют оправки за счет удаления прокладок из полистирола и гальванически наращивают никель с последующим вытравливанием алюминия и фоторезиста.
На фиг.1 изображены каналы с прокладками из полистирола и П-образными алюминиевыми оправками, с нанесенным на них фотолитографическим рисунком. На фиг.2 изображены волноводные каналы с углубленными П-образными алюминиевыми оправками.
Заявленный способ осуществляется как показано на фиг.1. В волноводные каналы 1 помещают алюминиевые вставки (оправки) 2 с прокладкой из полистирола 3. Поверхность подвергается чистовой обработке, наносится фотолитографический рисунок 4, после чего деталь нагревается до 100-110°С в течение 20-30 минут, в результате чего полистирол приобретает эластичность, что позволяет легко удалить прокладки 3 из волноводных каналов 1.
Оправки 2 углубляются в волноводные каналы 1 механическим надавливанием на толщину прокладки, как показано на фиг.3, образуя выступающие поверхности стенок волноводов, которые обеспечивают надежность сращивания системы тонкостенных волноводных каналов при гальваническом нанесении никеля.
П-образная форма оправки обеспечивает доступ раствора при травлении по всей поверхности канала.
Пример практической апробации заявляемого способа.
Элемент антенно-фидерного устройства (АФУ) представляет собой систему из 18 тонкостенных латунных волноводов (толщина стенок 0,3 мм) длиной до 150 мм с рабочей щелевой поверхностью антенного полотна.
Исключая пайку, необходимо произвести надежное соединение этих волноводных каналов путем гальванического наращивания с формированием щелевой поверхности антенного полотна, гарантируя при этом прочность конструкции при механическом воздействии одиночных ударов с перегрузкой до 500 g в 3-х взаимоперпендикулярных плоскостях, вибрации в диапазоне частот 10-2000 Гц с ускорением 10 g и воздействии перепада температур (-60÷+125)°С.
Процесс наращивания гальванического никеля осуществляется по следующей технологической схеме:
- обезжиривание моющим средством, например «Прогресс»;
- активация поверхности в конц. азотной кислоте;
- никелирование из сульфаматного электролита состава, г/л:
| Сульфамат никеля | 300-400 |
| NiCl·6H2O | 12-15 |
| Н3ВО3 | 30-35 |
| Додецилсульфат Na | 0,1-0,5 |
| рH после приготовления | 2,55 |
t=(45-50)°C, Дк=3-4 А/дм2, планетарное вращение катода
- вытравливание алюминиевых оправок в растворе состава г/л:
| NaOH | 130-150 |
| NaCl | 25-35 |
при температуре (60-80)°C.
Литература
1. Вансовская К.М., Волянюк Г.А. Промышленная гальванопластика. Л.: Машиностроение, 1986, с.77.
2. Садаков Г.А. Гальванопластика. М.: Машиностроение, 1987, с.271.
3. Попилов Л.Я. Гальванопластика. М.-Л.: Машгиз, 1961, с.42 (прототип).
Гальванопластический способ изготовления сложнорельефных деталей со щелевой структурой с использованием оправок из алюминия, отличающийся тем, что на алюминиевые оправки П-образной формы наносят фотолитографический рисунок, нагревают деталь до температуры 100-110°С в течение 20-30 мин, заглубляют оправки за счет удаления прокладок из полистирола и гальванически наращивают никель, с последующим вытравливанием алюминия и фоторезиста.
