Пристрій для нарощування гальванічних покриттів

Винахід належить до гальванопластики, зокрема, до технології вирощування штампів для тиражування компакт-дисків. Штампи для тиражування компакт-дисків, грамплатівок, рельєфних підкладок магнітних носіїв інформації, здебільше отримують методами гальванопластики. Ці методи задовольняють основним вимогам щодо виготовлення штампів - отримання штампів рівномірної товщини, відсутність пітінгу (утворення дірок на поверхні штампа), дендритів та механічних напружень. Відомий пристрій вирощування гальванічних покриттів з рухомим катодом, який розташований під кутом 45° [1]. Катод обертається у поліпропіленовій ванні паралельно анодній корзині, яка заповнена сферичними частками нікелю з розмірами 8-10 мм, на відстані 20-80 мм від анода. У ванну в зону катода зі швидкістю 20-40 л/хв через отвори, що розташовані паралельно до поверхні катода, подається електроліт. Недоліками цього пристою є те, що під час зміни підкладки на катоді відбувається випарування парів електроліту, температура якого складає 55°С, а також можливе часткове забруднення електроліту з оточуючого простору. В такому пристрої електроліт потрапляє в робочу зону через анодну корзину з нікелевими кульками, з якої можуть вимиватися дрібні частки нікелю, що негативно впливає на якість гальванічного покриття. Також внаслідок циркуляції електроліту є ймовірність виникнення бульбашок в електроліті, що призводить до утворення пітінгу. Відомий пристрій вирощування гальванічних покриттів, який ми обрали за прототип [2], складається з поліпропиленового корпусу, розділеного фільтром, розташованим на титановій корзині з отворами, на дві зони - анодну, заповнену частинками нікелю з розмірами 8-10 мм, та катодну, в якій розміщено металеву (або металізовану) підкладку, на яку через отвори у корпусі під тиском подається електроліт. Недоліками прототипу є те, що під час зміни підкладки, на яку йде гальванічне осадження металу, в пристрої залишається значна кількість електроліту, що виливається. Також пристрій вироблений із непрозорого матеріалу, що не дозволяє візуально спостерігати за процесом електролізу та за станом анодної частини пристрою. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення пристрою для вирощування гальванічних покриттів, у якому шляхом модифікації конструкції забезпечується зменшення втрат електроліту. За рахунок цього збільшується ККД пристрою, його продуктивність та економічність, а завдяки застосуванню органічного скла для виготовлення корпусу забезпечується можливість контролю за процесом вирощування гальванічного покриття. Поставлена задача розв'язується таким чином, що в пристрої для вирощування гальванічних покриттів, який складається з циліндричного корпусу, розділеного фільтром, розташованим на титановому аноді з отворами, на дві зони - анодну та катодну, в якій розміщено підкладку-катод, на яку через отвори у корпусі під тиском подається електроліт, розташовано сифон (який вертикально перетинає центр радіуса пристрою, один кінець якого занурений у електроліт у ванні підготовки, а інший розташований за декілька міліметрів від катода), отвори подачі електроліту в катодну зону розміщується під кутом 30° до поверхні катода. Використання прозорого скла, з якого зроблено корпус, дає змогу візуально спостерігати за технологічним процесом вирощування гальванічного покриття та станом анодної частини пристою. Запропонована конструкція забезпечує зменшення втрат електроліту під час зміни підкладки (саме штампа для тиражування компакт-дисків), а також дає можливість для повного вилучення електроліту з пристрою. Суть запропонованого винаходу пояснюється кресленням, на якому зображено схему пристрою для вирощування гальванічних покриттів. Пристрій для вирощування гальванічних покриттів складається з механізму підйому катода (1), катода (2) , підкладки (3), яка може бути як металевою, так і металізованою, контактного кільця (4), гуми герметизації(5) , циклотрона (6),отворів подачі електроліту в катодну зону (7), фільтра з титановим анодом (8), верхньої кришки (9), анодних нікелевих кульок (10) з розмірами 8-10 мм, сифона (11) та катодної зони (12). Робота пристрою для вирощування гальванічних покриттів здійснюється таким чином. Механізм підйому катода (1) переміщується вздовж вертикальної осі - у верхньому положенні здійснює притиск катода (2), підкладки (3), контактного кільця (4) та гуми герметизації (5) до нижньої площини циклотрона (6), що забезпечує герметичність катодної зони (12) та щільний натиск контактного кільця до підкладки. У нижньому положенні здійснюється знімання катода-підкладки, контактного кільця, гуми герметизації для зміни або очищення. Подача електроліту здійснюється за умови, що механізм підйому катода розміщується у верхньому положенні. Електроліт під тиском 0,4 - 1,5 ат потрапляє через вхідний штуцер у циклотрон, а потім через отвори (7), що розміщується під кутом 30° відносно площини катода, в катодну зону. З катодної зони електроліт потрапляє в анодну зону через титанову пластину з фільтром, а також безпосередньо у ванну підготовки через сифон (11). Процес вирощування гальванічних покриттів починається з подачі напруги на анод та катод пристою. На аноді відбувається окислення та розчинення нікелю, а на катоді -відновлення та осадження іонів нікелю. Швидкість процесу та товщина гальванічного покриття залежать від заданого режиму зміни напруги на електродах пристрою. Після завершення процесу вирощування гальванічного покриття, відключається насос подачі електроліту в пристрій, після чого електроліт зливається у зворотному напрямку через вхідний штуцер, а залишки електроліту через сифон видаляються з поверхні гальванічного покриття. Джерела інформації: 1. Євро патент № ЕР-А-0 020 008, МПК C25D1/10, 1981. 2. Патент США № 5427674, МПК C25D007/00; C25D017/00, 1995.