RU2472872C1 - Galvanoplastic method of making complex-relief elements of antenna-feeder devices - Google Patents
Galvanoplastic method of making complex-relief elements of antenna-feeder devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2472872C1 RU2472872C1 RU2012100895/02A RU2012100895A RU2472872C1 RU 2472872 C1 RU2472872 C1 RU 2472872C1 RU 2012100895/02 A RU2012100895/02 A RU 2012100895/02A RU 2012100895 A RU2012100895 A RU 2012100895A RU 2472872 C1 RU2472872 C1 RU 2472872C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- nickel
- alloys
- antenna
- galvanic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано для изготовления элементов антенно-фидерных устройств повышенной сложности.The invention relates to electroforming and can be used for the manufacture of elements of antenna-feeder devices of increased complexity.
Известны способы изготовления элементов антенно-фидерных устройств методом гальванопластики, с применением растворимых форм из алюминия, которые готовят путем обточки, шлифования и полирования, с последующим наращиванием гальванического никеля из сульфаматного электролита и удалением формы в щелочном растворе [1, 2].Known methods for the manufacture of elements of antenna-feeder devices by the method of electroforming, using soluble forms of aluminum, which are prepared by turning, grinding and polishing, followed by the buildup of galvanic nickel from a sulfamate electrolyte and removing the form in an alkaline solution [1, 2].
Одним из достоинств применения алюминия как материала для изготовления форм является высокая точность изготовления и чистота поверхности наращиваемого изделия. Однако при опускании алюминиевой формы в сульфаматный электролит никелирования, на поверхности алюминия происходит контактное осаждение никеля и растворение алюминия. Эти процессы протекают за счет работы гальванической пары, в которой наиболее активный металл алюминий окисляется с переходом ионов алюминия в раствор, а ионы никеля восстанавливаются на алюминиевой основе. Гальваническая пара может работать короткое время до включения катодного тока. Однако контактно осажденный никелевый осадок приводит к снижению класса чистоты поверхности получаемой гальванической копии, ухудшает структуру получаемого методом гальванопластики никелевого осадка и повышает внутренние напряжения в нем.One of the advantages of using aluminum as a material for the manufacture of molds is the high precision of manufacturing and the surface cleanliness of the stacked product. However, when the aluminum form is lowered into a nickel sulfamate electrolyte, contact deposition of nickel and dissolution of aluminum occur on the aluminum surface. These processes occur due to the work of a galvanic couple, in which the most active metal, aluminum is oxidized with the transition of aluminum ions into solution, and nickel ions are reduced on an aluminum basis. Galvanic couple can work for a short time before turning on the cathode current. However, contact precipitated nickel precipitate leads to a decrease in the surface cleanliness class of the obtained galvanic copy, worsens the structure of the nickel precipitate obtained by electroplating and increases internal stresses in it.
Для снижения эффективности работы этой гальванической пары необходимо уменьшить разность потенциалов между никелем и алюминием и снизить ток анодного растворения алюминия. Для этого необходимо на алюминиевую поверхность нанести защитную пассивную пленку. Компромиссный потенциал алюминия при этом сместится в положительную сторону, и разность потенциалов гальванической пары никель-алюминий уменьшится (фиг.1, кривая 3).To reduce the efficiency of this galvanic pair, it is necessary to reduce the potential difference between nickel and aluminum and to reduce the current of anodic dissolution of aluminum. To do this, it is necessary to apply a protective passive film to the aluminum surface. The compromise potential of aluminum will shift in a positive direction, and the potential difference between the nickel-aluminum galvanic couple will decrease (Fig. 1, curve 3).
Такую обработку алюминия можно проводить различными способами.Such an aluminum treatment can be carried out in various ways.
1. Известен способ пассивирования алюминиевых деталей в ультразвуковом поле [3]. Однако пассивирование по данному методу требует наличия ультразвуковой установки, что повышает стоимость обработки. Сам процесс пассивирования носит сложный характер: необходимо учитывать изменение структуры пассивной пленки, изменение свойств растворов, влияющих на кинетику окисления, и другие факторы.1. There is a method of passivation of aluminum parts in an ultrasonic field [3]. However, passivation by this method requires an ultrasonic installation, which increases the cost of processing. The passivation process itself is complex: it is necessary to take into account a change in the structure of a passive film, a change in the properties of solutions that affect the kinetics of oxidation, and other factors.
2. Цинкатная обработка, заключающаяся в нанесении на поверхность алюминия из раствора подслоя контактно выделяемого цинка [3]. В основном для цинкатной обработки применяют щелочные растворы состава (г/л): ZnO 60-70, NaOH 250-420. Использование щелочных растворов может привести к подтравливанию, ухудшению класса чистоты алюминиевой формы, а также отклонению от заданных размеров.2. Zinc treatment, which consists in applying to the surface of aluminum from a solution of a contact layer of zinc released [3]. Basically for zinc treatment, alkaline solutions of the composition (g / l) are used: ZnO 60-70, NaOH 250-420. The use of alkaline solutions can lead to etching, deterioration in the purity class of the aluminum form, as well as a deviation from the specified size.
3. Пассивирование алюминия можно проводить электрохимически, нанося защитную пленку на металл под анодной нагрузкой из растворов серной и фосфорной кислот [3]. Составы и режимы оксидирования следующие:3. Passivation of aluminum can be carried out electrochemically by applying a protective film to the metal under an anode load from solutions of sulfuric and phosphoric acids [3]. The compositions and modes of oxidation are as follows:
первый раствор: фосфорная кислота -10÷25%, t=18÷35°С, плотность анодного тока 1,2÷3,0 А/дм2;first solution: phosphoric acid -10 ÷ 25%, t = 18 ÷ 35 ° C, anode current density of 1.2 ÷ 3.0 A / dm 2 ;
второй раствор: серная кислота 180÷200 г/л, t=8÷15°С, плотность анодного тока 1,2÷3,0 А/дм2.second solution: sulfuric acid 180 ÷ 200 g / l, t = 8 ÷ 15 ° C, anode current density 1.2 ÷ 3.0 A / dm 2 .
К недостаткам данного способа можно отнести необходимость источников постоянного тока и усложнение операции пассивации.The disadvantages of this method include the need for direct current sources and the complication of the passivation operation.
В гальванопластическом способе изготовления сложнорельефных деталей со щелевой структурой [4], взятом за прототип, используют оправки из алюминия П-образной формы, которые перед нанесением на них никелевого покрытия подвергают операции обезжиривания, обработке в концентрированной азотной кислоте.In the galvanoplastic method of manufacturing complex relief parts with a slit structure [4], taken as a prototype, P-shaped aluminum mandrels are used, which are subjected to degreasing and processing in concentrated nitric acid before applying a nickel coating to them.
Недостаток известного способа [4] состоит в том, что при обработке поверхности алюминия в концентрированной азотной кислоте, которая является высокоагрессивным раствором пассивации, происходит растравливание поверхности алюминия и образование на ней точечных дефектов, что в свою очередь снижает класс чистоты поверхности получаемой копии. Необходимо найти менее агрессивные и менее концентрированные растворы, в которых можно было бы формировать оксидную пленку на поверхности алюминия, на которой осаждался плотный никелевый осадок.The disadvantage of this method [4] is that when the surface of aluminum is treated in concentrated nitric acid, which is a highly aggressive passivation solution, the surface of the aluminum is etched and point defects form on it, which in turn reduces the surface cleanliness class of the resulting copy. It is necessary to find less aggressive and less concentrated solutions in which it would be possible to form an oxide film on the surface of aluminum, on which a dense nickel precipitate was deposited.
Оксидные пассивные пленки на поверхности алюминия можно получить, обрабатывая его в растворах таких окислителей, как KMnO4, K2Cr2O7, (NH4)2S2O8. При обработке алюминия в растворе перманганата калия состава (г/л): KMnO4 - 80; Н3ВО3 - 30 на поверхности алюминия образуется защитная пленка желтоватого цвета. Однако при осаждении на эту пленку никеля из сульфаматного электролита никелирования образуется зеленый рыхлый осадок и происходит бурное выделение водорода. Это обусловлено, по-видимому, тем, что в оксидную пленку на алюминии включается диоксид марганца, значительно снижающий перенапряжение выделения водорода и отрицательно влияющий на структуру никелевого осадка. Ясно, что применять такую обработку нельзя. Аналогичные результаты были получены при обработке алюминия в растворе бихромата калия. При нанесении никеля на такую алюминиевую основу получали рыхлый, зеленого цвета гальванический осадок, а никелирование протекало с бурным выделением водорода.Passive oxide films on the surface of aluminum can be obtained by treating it in solutions of oxidizing agents such as KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7 , (NH 4 ) 2 S 2 O 8 . When processing aluminum in a solution of potassium permanganate composition (g / l): KMnO 4 - 80; H 3 BO 3 - 30 on the surface of aluminum a protective film of a yellowish color is formed. However, when nickel is deposited on this film from a sulfamate nickel plating electrolyte, a green loose precipitate forms and violent evolution of hydrogen occurs. This is apparently due to the fact that manganese dioxide is included in the oxide film on aluminum, which significantly reduces the overvoltage of hydrogen evolution and negatively affects the structure of the nickel precipitate. It is clear that such processing cannot be applied. Similar results were obtained when processing aluminum in a solution of potassium dichromate. When nickel was applied to such an aluminum base, a loose, green galvanic precipitate was obtained, and nickel plating proceeded with the rapid evolution of hydrogen.
Техническим результатом заявляемого способа является получение на формах из алюминия и его сплавов плотного, светлого гальванического никелевого покрытия высокого класса чистоты.The technical result of the proposed method is to obtain on forms of aluminum and its alloys a dense, light galvanic nickel coating of high purity.
Технический результат достигается тем, что в гальванопластическом способе изготовления сложно-рельефных элементов антенно-фидерных устройств с использованием форм из алюминия или его сплавов, включающем гальваническое нанесение на формы никеля с последующим их удалением, поверхность формы из алюминия или его сплавов перед процессом нанесения никеля химически пассивируют в растворе персульфата аммония 35-40 г/л и борной кислоты 25-30 г/л, при температуре 18-25°С в течение 1 минуты.The technical result is achieved by the fact that in the galvanoplastic method of manufacturing complex relief elements of antenna-feeder devices using forms of aluminum or its alloys, including galvanic deposition on nickel forms with their subsequent removal, the mold surface of aluminum or its alloys before the process of applying nickel chemically passivate in a solution of ammonium persulfate 35-40 g / l and boric acid 25-30 g / l, at a temperature of 18-25 ° C for 1 minute.
На фигуре 1 представлены парциальные потенциостатические кривые (зависимость плотности тока от потенциала), гдеThe figure 1 presents the partial potentiostatic curves (dependence of current density on potential), where
1 - анодного окисления алюминия в растворе состава (г/л): K2SO4 - 350; KCl - 14; Н3ВО3 - 30; pH 3,5; t=40°С без предварительной обработки в персульфатном растворе;1 - anodic oxidation of aluminum in a solution of the composition (g / l): K 2 SO 4 - 350; KCl - 14; H 3 IN 3 - 30; pH 3.5; t = 40 ° C without preliminary treatment in persulfate solution;
2 - катодного восстановления никеля из сульфаматного электролита никелирования при t=40°С;2 - cathodic reduction of nickel from a sulfamate nickel plating electrolyte at t = 40 ° C;
3 - анодного окисления алюминия с предварительной обработкой в персульфатном растворе состава (г/л): (NH4)2S2O8 - 40; Н3ВО3 - 30; pH 3,5 в течение 1 минуты.3 - anodic oxidation of aluminum with preliminary processing in a persulfate solution of the composition (g / l): (NH 4 ) 2 S 2 O 8 - 40; H 3 IN 3 - 30; pH 3.5 for 1 minute.
Компромиссный потенциал алюминия имеет значение, близкое к -0,5 В относительно нормального водородного электрода, что значительно положительнее стандартного потенциала алюминия (-1,67 В). Это обусловлено тем, что на поверхности алюминия присутствует защитная оксидная пленка. Заметный рост тока анодного растворения алюминия наблюдается при потенциалах положительнее -0,4 В (фиг.1 кривая 1).The compromise potential of aluminum has a value close to -0.5 V relative to a normal hydrogen electrode, which is much more positive than the standard potential of aluminum (-1.67 V). This is due to the fact that a protective oxide film is present on the surface of aluminum. A noticeable increase in the current of anodic dissolution of aluminum is observed at potentials greater than -0.4 V (Fig. 1 curve 1).
Кривая катодного восстановления ионов никеля из сульфаматного электролита никелирования представлена на фигуре 1 кривая 2. Заметный рост катодного тока наблюдается при потенциалах отрицательнее -0,4 В. Пересечение кривой анодного окисления алюминия и кривой катодного восстановления никеля наблюдается при компромиссном потенциале -0,4 В. Ток, характеризующий работу гальванической пары никель алюминий, имеет значения 0,08 мА/см2. За счет этого тока и происходит растворение алюминия и восстановление ионов никеля. При обработке поверхности алюминия в персульфатном растворе компромиссный потенциал алюминия сместился в положительную сторону и значительно уменьшилась разность потенциалов гальванической пары никель-алюминий (фиг.1 кривая 3). Ток, характеризующий работу гальванической пары никель-алюминий, имеет значение 0,01 мА/см2.The cathodic reduction curve of nickel ions from the sulfamate nickel plating electrolyte is shown in Figure 1, curve 2. A noticeable increase in the cathodic current is observed at potentials less than -0.4 V. The intersection of the anodic oxidation curve of aluminum and the cathodic reduction curve of nickel is observed at a compromise potential of -0.4 V. The current characterizing the operation of the galvanic pair nickel aluminum has a value of 0.08 mA / cm 2 . Due to this current, aluminum dissolves and nickel ions are reduced. When treating the surface of aluminum in a persulfate solution, the compromise potential of aluminum shifted in the positive direction and the potential difference of the nickel-aluminum galvanic couple significantly decreased (Fig. 1 curve 3). The current characterizing the operation of the nickel-aluminum galvanic couple has a value of 0.01 mA / cm 2 .
Пассивация алюминия в персульфатном растворе обусловлена протеканием следующих реакций:Passivation of aluminum in a persulfate solution is due to the following reactions:
(NH4)2S2O8+2H2O=2NH4OH+H2S2O8 (NH 4 ) 2 S 2 O 8 + 2H 2 O = 2NH 4 OH + H 2 S 2 O 8
H2S2O8+2H2O=2H2SO4+H2O2 H 2 S 2 O 8 + 2H 2 O = 2H 2 SO 4 + H 2 O 2
3H2O2+Al=Al2O3+3H2O3H 2 O 2 + Al = Al 2 O 3 + 3H 2 O
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.
1. Обезжиривают формы из алюминия или его сплавов моющим средством (например, «Прогресс-2000).1. Degrease the forms of aluminum or its alloys with a detergent (for example, Progress-2000).
2. Пассивируют формы в растворе персульфата аммония и борной кислоты состава, г/л:2. Passivate the form in a solution of ammonium persulfate and boric acid composition, g / l:
(NH4)2S2O8 35-40;(NH 4 ) 2 S 2 O 8 35-40;
Н3ВО3 25-30;H 3 BO 3 25-30;
pH 3-4, при температуре 18-25°С в течение 1 минуты.pH 3-4, at a temperature of 18-25 ° C for 1 minute.
3. Наносят гальванически никель из сульфаматного электролита состава, г/л:3. Electroplating nickel from a sulfamate electrolyte composition, g / l:
pH=2-2,2, температура 45-50°С, плотность тока 3-5 А/дм2.pH = 2-2.2, temperature 45-50 ° C, current density 3-5 A / dm 2 .
4. Удаляют алюминий путем вытравливания в растворе щелочи состава: NaOH 150-200 г/л.4. Aluminum is removed by etching in an alkali solution of the composition: NaOH 150-200 g / l.
При гальваническом нанесении никеля на алюминий, обработанный в предлагаемом растворе, получался светлый, плотный гальванический осадок. Однако не при всех концентрациях персульфата аммония получаются приемлемые для никелирования защитные алюминиевые пленки. Если проводить образование защитных пленок на алюминии из более концентрированных растворов персульфата аммония, то при последующем никелировании алюминия образуется рыхлое никелевое покрытие.When galvanic deposition of Nickel on aluminum, processed in the proposed solution, a light, dense galvanic precipitate. However, not at all concentrations of ammonium persulfate are protective aluminum films acceptable for nickel. If protective films are formed on aluminum from more concentrated solutions of ammonium persulfate, a loose nickel coating is formed during subsequent nickel plating of aluminum.
ЛитератураLiterature
1. Вансановская К.М., Волянюк Г.А. Промышленная гальванопластика. Л.: Машиностроение, 1986, с.77.1. Vansanovskaya K.M., Volyanyuk G.A. Industrial electroplating. L .: Mechanical engineering, 1986, p.77.
2. Садаков Г.А. Гальванопластика. М.: Машиностроение, 1987, с.271.2. Sadakov G.A. Electrotype. M.: Mechanical Engineering, 1987, p.271.
3 Ф.Ф.Ажогин, М.А.Беленький, И.Е.Галль и др. Гальванотехника. Справочное издание под редакцией A.M.Гинберга, А.Ф.Иванова, Л.Л.Кравченко. М.: Металлургия, 1987, с 736.3 F.F.Azhogin, M.A. Belenky, I.E. Gall and others. Electroplating. Reference publication edited by A.M. Ginberg, A.F. Ivanov, L.L. Kravchenko. M .: Metallurgy, 1987, p. 736.
4 Патент РФ №2254403, МПК C25D 1/00. «Гальванопластический способ изготовления сложнорельефных деталей со щелевой структурой». Опубл. 20.06.2005., Бюл. №17.4 RF patent No. 2254403,
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012100895/02A RU2472872C1 (en) | 2012-01-11 | 2012-01-11 | Galvanoplastic method of making complex-relief elements of antenna-feeder devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012100895/02A RU2472872C1 (en) | 2012-01-11 | 2012-01-11 | Galvanoplastic method of making complex-relief elements of antenna-feeder devices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2472872C1 true RU2472872C1 (en) | 2013-01-20 |
Family
ID=48806542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012100895/02A RU2472872C1 (en) | 2012-01-11 | 2012-01-11 | Galvanoplastic method of making complex-relief elements of antenna-feeder devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2472872C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU931815A1 (en) * | 1980-08-05 | 1982-05-30 | Предприятие П/Я М-5612 | Method of preparing aluminium alloys to silver plating |
| RU2082837C1 (en) * | 1993-12-14 | 1997-06-27 | Орловская государственная сельскохозяйственная академия | Method of treating surface of aluminium and aluminium alloy parts before applying galvanic coatings |
| RU2254403C1 (en) * | 2004-02-02 | 2005-06-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство Российской Федерации по атомной энергии | Galvanoplastic method of production of sophisticated-pattern parts with slotted structure |
| US7250101B2 (en) * | 2002-05-07 | 2007-07-31 | Microfabrica Inc. | Electrochemically fabricated structures having dielectric or active bases and methods of and apparatus for producing such structures |
-
2012
- 2012-01-11 RU RU2012100895/02A patent/RU2472872C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU931815A1 (en) * | 1980-08-05 | 1982-05-30 | Предприятие П/Я М-5612 | Method of preparing aluminium alloys to silver plating |
| RU2082837C1 (en) * | 1993-12-14 | 1997-06-27 | Орловская государственная сельскохозяйственная академия | Method of treating surface of aluminium and aluminium alloy parts before applying galvanic coatings |
| US7250101B2 (en) * | 2002-05-07 | 2007-07-31 | Microfabrica Inc. | Electrochemically fabricated structures having dielectric or active bases and methods of and apparatus for producing such structures |
| RU2254403C1 (en) * | 2004-02-02 | 2005-06-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство Российской Федерации по атомной энергии | Galvanoplastic method of production of sophisticated-pattern parts with slotted structure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20090317656A1 (en) | Aluminum alloy article with micro-arc oxide for film and method for making the same | |
| EP2604725B1 (en) | Method of removing oxide film on surface of copper or copper-base alloy. | |
| JP5094172B2 (en) | Aluminum base material for etching and aluminum electrode material for electrolytic capacitor using the same | |
| CN102414347B (en) | The formation method of anodic oxide coating, the manufacture method of mould and mould | |
| JP2017078225A (en) | Method for preserving mark on metallic workpiece | |
| CN105308220A (en) | Methods for improving adhesion of aluminum films | |
| KR101356230B1 (en) | Method for formation of anode oxide film | |
| US20170356097A1 (en) | Method of mirror coating an optical article and article thereby obtained | |
| CN106757269A (en) | Aluminium section bar oxide-film method for demoulding and aluminium section bar oxide-film film plating process | |
| KR20120112613A (en) | Surface-treated metal sheet and process for producing formed article from the surface-treated metal sheet | |
| CN1920109A (en) | Preparation technology for horniness anode oxide film of aluminium section bar | |
| CN103866372A (en) | Electrochemical coloring solution for stainless steel and coloring method | |
| KR102104263B1 (en) | Plasma Electrolytic Polishing Method with Luster and Dimensional Stability | |
| RU2472872C1 (en) | Galvanoplastic method of making complex-relief elements of antenna-feeder devices | |
| KR101889165B1 (en) | Deposition mask, method for preparing the same and method for preparing organic electroluminescent device using the deposition mask | |
| JPS58177494A (en) | Anodically oxidizing bath for aluminum-clad part and anodic oxidation | |
| KR101253268B1 (en) | An Electroforming Master and Manufacturing Method thereof | |
| KR100783006B1 (en) | Copper-plated of magnesium compound and surface treat method thterof | |
| CN110117809B (en) | Preparation method of oxide film | |
| KR102239182B1 (en) | POLISHING COMPOSITIONS FOR Fe-Ni ALLOY FOIL AND POLISHING METHOD USING THE SAME | |
| WO2014132735A1 (en) | Surface-treated steel sheet manufacturing method | |
| CN105586623A (en) | Aluminum-copper alloy surface film plating method | |
| CN213370379U (en) | Wear-resisting anticorrosive gold ornament | |
| JP2005200740A (en) | Method of producing aluminum member having excellent wear resistance, and aluminum member | |
| US20090038959A1 (en) | Highly Pure Stainless Steel Process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190507 |