Способ изготовления матрицы для гальванопластического получения теплообменных систем Советский патент 1992 года по МПК C25D1/08 

Изобретение относится к гальванопластике и может получить применение в машиностроении и авиастроении при изготовлении теплообменных конструкций тепло- напряженных узлов и агрегатов изделий электроосаждением никеля и его сплавов.

Известен способ изготовления теплообменных систем в виде тел вращения путем электролитического осаждения слоя никеля на матрицу (копию соответствующего профиля, после чего на его поверхность в местах предполагаемых канавок закрепляют изоляционные полоски (полистирол, цере- зиновые композиции, воск и т.д.), отвечающие в сечении канавок, тщательно готовят свободную от изоляции поверхность никелевого слоя и далее заращивают никелем зазоры между полосками до их заполнения металлом, придают открытой грани изоляционных полосок электропроводность и полностью заращивают их никелевым слоем (рубашкой). После этого полоски удаляют из внутрирубашечного пространства плавлением, выжиганием и т.д.

Недостатки известного способа заключаются в многостадийности процесса изготовления, связанной с разрывами между операциями, необходимости заращивания зазоров между изоляционными полосками при малых плотностях тока для обеспечения качественного их зарастания, что обуславливает высокую продолжительность процесса, и возможности нарушения межслойной адгезии из-за разрывов между отдельными стадиями процесса формования. Особые трудности при этом способе вызывает нанесение изоляционных полосок на поверхность осажденного на матрицу слоя никеля и их удаление из внутриканаль- ных пространств после заращивания.

Прототипом изобретения является способ изготовления наружной рубашки охлаждаемых насадков путем электроформования никеля на ребристую стенку из медных или никелевых сплавов после предварительной укладки в канав.ки тонких алюминиевых трубок, точно соответствующих по размерам размерам канавок. К недостаткам прототи(Л

С

х1

о

00

о о ел

па следует отнести использование его только применительно к изготовлению наружной рубашки готовых ребристых стенок с выфрезерованными трактами. Не менее существенной сложностью является неизбежное образование переходной границы между стенками ребер и трубок в местах их сопряжения, которая может нарушать однородность осаждаемого металла и способствовать зарождению концентратов напряжения, а также разнородность образующейся при этом поверхности, значительно усложняющей ее подготовку перед осаждением никелевого слоя для обеспечения прочного его сцепления с ребрами стенки.

Целью изобретения является упрощение процесса.

Эта цель достигается тем, что алюминиевые трубки закрепляются с обоих торцов при помощи торцевых оправок и расстояниями 0,4-0,6 и 0,3-0,5 мм соответственно для трубок прямоугольного и круглого сечений.

Способ осуществляют следующим образом.

На специальной постоянной оправке из полимерного материала - копия внутренней поверхности изготовляемой детали, производят наборку алюминиевых трубок и закрепляют их в торцевые оправки из СТ.12Х18Н9Т, которые снабжены специальными пазами.

Монтируют матрицу-каркас на приспособление для загрузки в гальваническую ванну и производят соответствующую подготовку поверхности матрицы-каркаса раздельно для трубок и торцевых оправок.

Производят затяжку матрицы-каркаса с вращиванием их в слой никеля из электролита состава (г/л);

Никель серно-кислый

Натрий хлористый

Натрий серно-кислый

Кислота серная

при температуре

рН

плотности тока

в течение

Активируют электрохимически в сильокислом электролите хлорида никеля.

Заращивают матрицу-каркас никелем з электролита состава (г/л):

Составитель В.Нагирный едактор А.БерТехред М.Моргентал

150-210 10-12 60-80 25-35 18-25°С 5,2-5,8 0,8-1,0 А/дм2 25-30 ч.

45

50

Сп ваноп ных с алюми филем щий способ двух с и расс 0,3-0,5 ного и

0

5

0

5

0

350-650 12-15 30-35

0,05-0,1 мл/л 3,2-3,5 50-60°С 5-10 А/дм2

5

Никель сульфаминовый

Никель хлористый

Кислота борная

Средство Прогресс

при рН

температуре

плотности тока

вращении со скоростью

40-60 об/мин

времени23-25 ч

(до наращивания слоя

толщиной 1,2 мм).

перемешивании электролита

очищенным сжатым воздухом.

Демонтируют заготовку с приспособления, производят мехобработку.

Удаляют алюминиевые трубки из внут- риканального пространства в растворе едкого натрия (500-600 г/л) при температуре 50-70°С.

Обезводораживают при температуре 300-350°С в слаборазреженной среде (1-10 Па) в течение 6-8 ч.

Эффективность способа оценивают по качеству сращивания межтрубчатого зазора никелем, внешнему виду изготовляемого изделия и внутриканальному давлению при пневмо-гидроиспытаниях.

Его применение значительно упрощает процесс изготовления полых теплообмен- ных систем электрохимическим осаждением никеля и его сплавов благодаря исключению многостадийное™ цикла, снижает его трудоемкость и материалоемкость и может быть реализовано в действующих гальванических производствах для получения соответствующих конструкций с внутри- канальным давлением выше 200 атм.

40

Формула изобретения

Способ изготовления матрицы для гальванопластического получения теплообмен- ных систем, включающий закрепление алюминиевых трубок в соответствии с профилем теплообменной системы, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, алюминиевые трубки закрепляют с двух сторон при помощи торцевых оправок и расстоянием между трубками 0,4-0,6 и 0,3-0,5 мм соответственно для прямоугольного и круглого сечения.

Корректор М.Керецман

Сущность изобретения: для изготовления матрицы производят наборку алюминиевых трубок путем закрепления их в торцевых оправках с некоторым определенным зазором 0,4-0,6 и 0,3-0,5 мм соответственно для трубок прямоугольного и круглого сечений. Полученный пространственный каркас обволакивается со всех сторон осаждающимся металлом, так что в итоге получается компактная подая деталь.