Способ изготовления фильтровальной решетки

 

Исполь зование: к изготовлению фильтровальных решеток воздухоочистителей двигателя внутреннего сгорания транспортных машин. Сущность изобретения: производят электроос аждение никеля на матрицу-фотошаблон из стекла с напыленным хромовым покрытием в вакууме толщиной 0,3-0,5 мкм. в котором фотохимическим способом вытравлены отверстия до поверхности стекла, после чего поверхность осажденного на матрицу-фотошаблон никеяя покрывают слоем хрома толщиной 0,3-0,5 мкм и отделяют решетку от матрицы. Осаждение никеля производят в электролите с температурой 40-60°С и плотностью тока на катоде 0,9-2,0 А/дм , а раствор электролита в следующем соотношении: углекислый никель 160-170 г/дм3,40%-ная фтористоводородная кислота 530-550 кг/дм3, борная кислота 230-250 г/дм3, сахарин 0,014-0,1 г/дм3, НИА 2-4 г/дм , где НИА - антипитиновая присадка. 3 ил. сл С

„„5U,, 1784435 A 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 Р 15/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2 (21) 4924589/27 матрицу-фотошаблон из стекла.с напылен(22) 08.01.91... ным хромовым покрытием в вакууме толщи(46) 30.12.92. Бюл, М 48,- . ной 0,3-0,5 мкм, в котором фотохимическим (71) Производственное объединение "Ки- способом вытравленй отверстия до поверхровский завод" ности стекла, после чего поверхность осаж(72)Н.Ф,Галицкий,С.К.Кучерявенко, С.С.Ро- денного на матрицу-фотошаблон никеля дианов, В,И.Ростовцев, Г.Л.Рыбин . покрывают слоем хрома толщиной 0,3-0,5 и Г.П,Суслов .: ..; .... мкм и отделяют решетку.от матрицы. Осаж.-. (56) Авторское свидетельство СССР.. . дение никеля пройзводят в электролите с

N. 377440, кл. В 23 P 15/12, 1970. температурой 40-60ОС и плотностью тока на (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРО- катоде 0,9-2;0 А/дм, а раствор электролита

ВАЛЬНОЙ РЕШЕТКИ :. t в следующем соотношениги:.углекислый ни(57) Использование: к изготовленйю фильт- кель 160-170 г/дм,40оуь-ная фтористоводоровальных решеток воздухоочистителей . родная кислота 530-550 кг/дмэ, борная двигателявнутреннегосгораниятрансйорт- кислота 230-250 г/ м, сахарин 0,014-0,1 ных маший.. Сущность изобретений произ- г/дм, НИА 2-4 г/дм, где НИА — антипитиводят электроосаждение никеля на новая присадка. 3 ил. ьг

Изобретениеотносится кмашинострое- 507;, обусловленное ограниченными вознию и может быть использовано преимуще- можностями технологии гравировки стекла. Q) ственно в промышленной гальваног ластике - Известен также способ гальванопласти- ф,„ для изготовления сеток, сит, фильтроваль-:: ческого изготовления сетки, (сита) путем ф ных решеток с микронными размерами от- электрьоосажденйя металла йа матрицу из: верстий и перемычек между ними с высокой: меди или стали, в которой изображение сет прозрачностью. :, : ки получают фотохимическим способом с

Известен спосбб гальванопластическо- последуагцим заполнениемлунок- ee буду го изготовления металлической сетки путем щих ячеек — диэлектрической массой. влектроосаждения металла на-матрицу-ка- . Для получения никелевых сеток нспольтод из органического или другого специаль-.. зуют сульфатный электролит. с добавкой ного стекла с выгравированием в ней ее (0,5-1) г/дмэ сахарина, 1,4 г/дм. бутиндола иэображения, которое металлизируется ва- паратолуолсульфамида, снижающими внуткуумным напылением тонкого слоя палла- ренние напряженйя. Осаждение никеля дия с последующим удалением его с производят при плотности тока 0,8 А/дм2 и будущих ее ячеек; температуре электролита до 30 С.

Недостатком этого способа является or- Недостатком данного способа является раничение минимальных размеров ячеек иь - ограничение ширины перемычек между отшагав сетки до 50 мкм и прозрачности до - верстиями в изготавливаемой сетке вслед1784435 фильтровальных решеток с микронными размерами отверстий и перемычек между ними.

Для этого предлагается производить злектрооса>к@ение никеля на матрицу — фо тошаблон из стекла с напыленным в вакууме хромовым покрытием толщиной 0,3-0,5 мкм, в котором фотохимическим способом вытравлены отверстия до поверхности стекла, после этого поверхность осажденного металла покрывают слоем хрома толщиной

55 ствие уменьшения толщины перемычек между лунками в матрице из-за их подтравливания с целью надежного закрепления и удержания диэлектрйческой массы в лунках. Это снижает прочность перемычек в 5 матрице и, чтобы обеспечить им достаточную" прочность, их уширяют до йоперечного размера отверстия или более него. Это приводит К огранМейию йрозрачности фильтровальйой перегородки, .; - . 10

Данйым способом теоретически могут быть получены сетки с отверстиями диаметром 5 мкм. В случае прямоугольной формы .-отверстий с размерами 5х50 мкм прозрачность-сетки, полученной данным способом, .15 с:ыириной: перемычек, равной ширине отверстий 5 мкм, составйт 60 7 >, в случае квадратной формы-отверстий с размерами 5х5 мкм и шириной перемычек между ними, равной 5 мкм; прозрачность будет рав- 20 н.ой 25 Д.

Как известно; прбзрачность определяет осн овные показате ли. каче ства фильтро вальных решеток, их гидравлическое сопротив6ение" и -пропускную способность. Гсли 25 пропускная способность прямо пропорцио--нальйа величине прозрачности, то гидравлическое сопротивление обратно пропорционально ей.

Например, пропускная способность 30 фильтровальной решетки (сетки) при прозрачности 257; в 1,8 раза ниже, а гидравлическое сопротивление в 4 раза выше, чем у решеток с прозрачностью равной 45О/, На прочностные качества фильтроваль- 35 ных решеток оказыва|от неблагоприятное. влияние надрывы перегородок, возникающие при отделении решетки от матрицы, Они снижают надежность работы перегородок в фильтровальном устройстве и приводят к ее разрушению. Надрывы . обуславливаются микронными размерами перемычек и отсутствием равномерно рас пределенных сжимающих усилий, препятствуащих образованию надрывов и 45 способствующих безнадрывному отделению фильтровальной решетки от матрицы.

Целью изобретения является повышение качества и увеличение прозрачности в 0,3-0,5 мкм и отделяют готовую фильтро вальную решетку от матрицы-фотошаблона.

При этом, осаждение производят в электролите, в следующем составе:

Углекислый никель . 160-180 г/дм

Борная кислота 230-250 г/дм

40@-ная фтористоводородная кислота 530-550 г/дм

Сахарин 0,014-0,1 г/дм

НИА . 2-4 г/дм где НИА — антипитиновая присадка.

Примером выполнения, подтверждающим дости>кение цели изобретения, является изготовление фильтровальных решеток с размерами ячеек Зх30 мкм, 5х50 мкм, 10х100 мкм, 20х150 мкм и др. при ширине

60 мм и длине 150 мм, при соблюдении порядка операций, указанных выше, при осаждении в электролите, содержащим следующие конкретные параметры:

Углекислый никель 179 г/дм

Борная кислота - 237 г/дм

40%-наяфтористоводородная кислота . . . 542 г/дм

Сахарин 0,014 г/дм

НИА 3 г/дм, при рН вЂ” 3,5; температура

3 электролита 50ОС, а плотность тока на катоде 0,95 А/дм .

Так как использование стеклянной матрицы-фотошаблона с хромовым покрытием вместо металлической матрицы прототипа исключает необходимость в диэлектрической массе и в подтравливании перемычек, то ширина в хромовом покрытии и в фильтровальной решетке может быть значительно меньше поперечного размера отверстий.

Это в сочетании с фотохимическим способом обеспечит возможность увеличения прозрачности фильтровальной решетки и уменьшения размеров отверстий в ней по сравнению с прототипом. Хромовое покрытие, нанесенное на поверхность оса>кденного никеля, создает равномерно распределенные сжимающие усилия, которые препятствуют образованию надрывов в перемычках и способствуют качественному отделению готовой решетки от матрицы-фотошаблона, Таким образом повышаются указанные качества фильтровальной решетки, а указанный выше электролит и режим, обеспечивают ей необходимые плотность и прочность.

На фиг. 1 представлена матрица-фотошаблон фильтровальной решетки, оЬщии вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг, 1; на фиг.

3 показаны в увеличенном масштабе отзерстия и перемычки в хромовом покрытии.

1784435

Прозрачность, 7

Состав электролита

Толщина решетки, мкм

Углекислый никель 160 г/дм

Фтористо-водородная 40- -ная кислота

530 г/дм

Борная кислота 230 г/дм

Сахарин 0,014 г/дм

НИА2 г/дм

60.1

3,0

Углекислый никель 180 г/дм

Фтористо-водородная 40-;(,-ная кислота

550 г/дм

Борная кислота 250 г/дм

Сахарин 0,1 г/дм

НИА 4 г/дм

59,8

3,5

Углекислый никель 179 г/дм

Фтористо- водородная 40- -ная кислота

542 г/дм

Борная кислота 237 г/дм

Сахарин 0,05 r/äì

НИА 2,5 r/ м

59,9

3,2

Применение фильтровальных решеток, Предлагаемый способ позволит изгоизготовленных по предлагаемому способу с 25 тавливать маски для массового производстмикронными размерами отверстий и высо-,...ва-,более прозрачных лавсановых кой прозрачностью позволит получить в на-: фйльтровальны©-решеток на циклотронах, родном хозяйстве значительную экономию на которых сейчас получаются решетки с материалов, электроэнергии и топлива, за- прозрачностью 8-10ф, ввиду беспорядочнотрачиваемых на изготовление и эксплуата- 30 го расположения отверстий, цию многочисленных фильтровальных устройств, позволит создать малогабарит- Ф о р м у л а и з о б р е т е н.и я ные самоочищающиеся воздушные фильт- Способ изготовления фильтровальной ры, необходимыедля защиты транспортных решетки путем электроосаждения металла

ГТД. 35 на матрицу из стеклянной пластины в элекМатрица-фотошаблои состои из стекла

1 и хромового покрытия 2 толщиной 0,3-0,5 мкм, напыленного в вакууме .

В хромовом покрытии 2 вытравлены фотохимическим способом отверстия 3 до по- 5 верхности стекла 1, Матрицу-фотошаблон закрепляют стороной с хромовым покрытием в зажиме катода и с помощью его завешивают в электролитическую ванну, заполненйую 10 электролитом, имеющим ранее укаэанный состав, Процесс осаждения никеля на матрицу производится в режиме, указаннйм также выше, перед отделением никелевой фильтровальной решетки от матрицы-фото- 15 шаблона, поверхность осажденного никеля покрывают слоем хрома толщиной 0,3-0,5 мкм, после чего готовую решетку отделяют от матрицы-фотошаблона.

По сравнению с прототипом, предлага- 20 емый способ позволяет получить фильтро- вальные. решетки с. микронными

6 отверстиями и с большей прозрачностью, так в случае прямоугольных отверстий одинакового с прототипом размера 5х50 мкм, прозрачность решетки,.полученйой предлагаемым способом составит 60;, а в случае прототипа она равна 45 . В результате пропускная способность фильтровальной решетки увеличится в: 1,33 раза, а гидравлическое сопрфгйбление снизится примерно в 2 раза.

Применение фильтровальных решеток, изготоваенных по данному способу с микронными размерами отверстий и высокой прозрачностью позволит получить значительную экономию в "народном хозяйстве, металла, электроэнергии и топлйва, как при изготовлении фильтровальных устройств, так и при их эксплуатации, а также создать малогабаритные воздушные фильтры.

Изготовленные таким способом три образца решеток "имеют следующйе парамет-

Pbl:

1784435

7 тролите, на которой фотохимическим способом нанесена сетка, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и увеличения прозрачности, на матрицу производят электроосаждение никеля слоем толщиной 2-Змкм при температуре алектрслита:40-60 8 и плотности тока на катоде

0,9-2,0 A/äì, лате м слой никеля и окнрки ва ют слоем хрома толщиной 0,3-0;5 мкм и отделяют плолученйую решетку от матрицы, при этом используют электролит следующего состава, г/дм: .

Никель углекислый 160-180

Кислота борная 230-.250

5. - Кислота фтористоводородная

40®-йая" . .;". 530-540

Сахарин,:;.::.::: ., 0,014-0,1

Анти нити н ГОВая

10 присадка НИА ; :: 2-:4.

1784435 (Составитель H.. Галицкий

Редактор С. Кулакова Техред М,Моргентал Корректор М. Демчик

Заказ 4338 Тираж Подписное

ВНИИХИ 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