RU2582299C1 - Method of making hollow billet for mirror element for optical systems - Google Patents
Method of making hollow billet for mirror element for optical systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2582299C1 RU2582299C1 RU2014151531/28A RU2014151531A RU2582299C1 RU 2582299 C1 RU2582299 C1 RU 2582299C1 RU 2014151531/28 A RU2014151531/28 A RU 2014151531/28A RU 2014151531 A RU2014151531 A RU 2014151531A RU 2582299 C1 RU2582299 C1 RU 2582299C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cobalt
- nickel
- replica
- layer
- light
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области технологии изготовления светоотражающих элементов сложной формы (сферической или конусовидной) для оптических систем и может быть использовано для получения высокоточных светоотражающих оптических элементов астрономических зеркал.The present invention relates to the field of manufacturing technology of reflective elements of complex shape (spherical or conical) for optical systems and can be used to obtain high-precision reflective optical elements of astronomical mirrors.
Известен из предшествующего уровня техники способ изготовления светоотражающих элементов оптических систем (патент РФ №2201871, МПК В32В 15/14, опубл. 10.04.2003 г.), в котором сначала производят сборку пакета путем укладки слоев армирующего материала, пропитанного термореактивным связующим, формование изделия отверждением связующего и нанесение на рабочую поверхность изделия металлического покрытия путем электродугового плазменного напыления в воздушной среде. Подготовка поверхности изделия под нанесение покрытия производится путем введения в пакет из слоев армирующего материала технологического слоя из фильтровальной ткани, уложенного на рабочую поверхность изделия, и снятия его после формирования изделия непосредственно перед напылением покрытия.Known from the prior art is a method of manufacturing reflective elements of optical systems (RF patent No. 2201871, IPC B32B 15/14, publ. 04/10/2003), in which the package is first assembled by laying layers of a reinforcing material impregnated with a thermosetting binder, molding the product curing the binder and applying a metal coating to the working surface of the product by plasma arc spraying in air. Preparation of the surface of the product for coating is carried out by introducing into the bag of layers of reinforcing material a technological layer of filter fabric laid on the working surface of the product, and removing it after forming the product immediately before spraying the coating.
Известен в качестве прототипа заявляемого способ изготовления светоотражающих элементов оптических систем (патент РФ №02225061, МПК H01S 3/09, опубл. 27.02.04 г.), включающий предварительную химико-механическую обработку поверхности сложнопрофильных деталей, нанесение металлизированного подслоя и нанесение целевого никельсодержащего покрытия, снятие целевого слоя в виде фольги (реплики), установка его в корпусе прибора.Known as a prototype of the claimed method for the manufacture of reflective elements of optical systems (RF patent No. 02225061, IPC H01S 3/09, publ. 02.27.04), including preliminary chemical-mechanical surface treatment of complex parts, applying a metallized sublayer and applying the target nickel-containing coating , removing the target layer in the form of a foil (replica), installing it in the device.
Задачей авторов изобретения является разработка способа изготовления тонкостенного светоотражающего элемента сложного профиля для оптических систем, обеспечивающего высокие оптические (коэффициент светоотражения) и геометрические показатели (толщина стенки реплики и точность воспроизведения профиля матрицы в снимаемой металлизированной реплике), заданные показатели адгезии покрытия к матрице и механической прочности, достаточные для реализации этапов высокоинтенсивной механической обработки матрицы и последующего снятия реплики.The objective of the inventors is to develop a method for manufacturing a thin-walled reflective element of a complex profile for optical systems that provides high optical (light reflectance) and geometric parameters (replica wall thickness and accuracy of reproduction of the matrix profile in a removable metallized replica), specified indicators of coating adhesion to the matrix and mechanical strength sufficient for the implementation of the stages of high-intensity machining of the matrix and subsequent removal of the replica ki.
Новый технический результат, получаемый при использовании предлагаемого способа, заключается в обеспечении снижения толщины и внутренних напряжений несущего слоя заготовки за счет увеличения прочности заготовки, улучшения контрастности пятна и уменьшения деформации искажения изображения, получаемого с помощью готового оптического зеркала.A new technical result obtained using the proposed method is to reduce the thickness and internal stresses of the carrier layer of the workpiece by increasing the strength of the workpiece, improving the contrast of the spot and reducing distortion of the image obtained using the finished optical mirror.
Указанная задача и новый технический результат достигаются тем, что в отличие от известного способа изготовления полой заготовки зеркального элемента для оптических систем, включающего предварительную химико-механическую обработку поверхности сложнопрофильных изделий, представляющих собой тела вращения, нанесение металлосодержащего слоя покрытия и нанесение целевого металлосодержащего покрытия, снятие целевого слоя металлосодержащего покрытия в виде фольги (реплики), для последующей установки его в корпусе прибора, согласно предлагаемому способу, предварительно на поверхности сложнопрофильных изделий, предназначенных для последующей высокоинтенсивной инструментальной поверхностной обработки, формируют несущий металлизированный слой гальванического никель-кобальтового покрытия, с содержанием кобальта в осадке 15-20%, из сульфаминового электролита следующего состава, г/л:This task and a new technical result are achieved by the fact that, in contrast to the known method of manufacturing a hollow billet of a mirror element for optical systems, including preliminary chemical-mechanical surface treatment of complex products, which are bodies of revolution, applying a metal-containing coating layer and applying a target metal-containing coating, removal the target layer of the metal-containing coating in the form of a foil (replica), for its subsequent installation in the device body, according to agaemomu method on the surface of the pre-complex products for subsequent high intensity surface treatment tool, bearing metallized layer is formed of nickel-plated cobalt coating, a cobalt content in the precipitate 15-20% of sulfamic electrolyte of the following composition, g / l:
при плотности тока 2,5-3,0 А/дм2, температуре 55-60°С, после чего полученную реплику снимают методом термоудара и наносят собственно светоотражающий слой иридия методом высокоточного катодного напыления на внутреннюю поверхность никель-кобальтовой реплики с образованием тонкостенного светоотражающего элемента, предназначенного для последующей установки его в оптическую систему.at a current density of 2.5-3.0 A / dm 2 , a temperature of 55-60 ° C, after which the resulting replica is removed by thermal shock and the actual reflective layer of iridium is applied by the method of high-precision cathodic deposition onto the inner surface of the nickel-cobalt replica with the formation of a thin-walled reflective an element intended for subsequent installation in the optical system.
Предлагаемый способ поясняется следующим образом.The proposed method is illustrated as follows.
Первоначально подготавливают поверхность заготовки (матрицы заданного геометрического профиля) для сложнопрофильных деталей традиционными методами химико-механической обработки, обезжиривания в водном растворе, состоящем из смеси водных растворов тринатрийфосфата 45-55 г/л, с кальцинированной содой 45-55 г/л при температуре 50-60°С в течение необходимого операционного времени. После промывки в воде заготовки и нанесения последовательно удаляемого подслоя химического цинка методом химического осаждения из многосоставного цинксодержащего раствора, наносят неудаляемый слой цинка и формируют никель-фосфорный слой толщиной до 200 мкм. Затем изделия подвергают термообработке в диапазоне температур 110-400°С и высокоинтенсивной полировке до 6-7 Å с получением высокоточной дублируемой поверхности матрицы.Initially, the surface of the workpiece (matrix of a given geometric profile) is prepared for complex parts using traditional methods of chemical-mechanical treatment, degreasing in an aqueous solution consisting of a mixture of aqueous solutions of trisodium phosphate 45-55 g / l, with soda ash 45-55 g / l at a temperature of 50 -60 ° C for the required operating time. After washing the preform in water and applying a sequentially removed chemical zinc sublayer by chemical deposition from a multicomponent zinc-containing solution, an unremovable zinc layer is applied and a nickel-phosphorus layer up to 200 microns thick is formed. Then the products are subjected to heat treatment in the temperature range 110-400 ° C and high-intensity polishing up to 6-7 Å to obtain a high-precision duplicated matrix surface.
Формирование удаляемого слоя цинкового покрытия необходимо для активирования поверхности покрываемых сложнопрофильных деталей (матрицы) и повышения адгезии к ним наносимого впоследствии никель-фосфорного покрытия.The formation of a removable layer of zinc coating is necessary to activate the surface of the coated complex parts (matrix) and increase the adhesion to them subsequently applied nickel-phosphorus coating.
Никель-фосфорный слой толщиной до 200 мкм наносят химическим восстановлением, термообрабатывают в диапазоне температур 110-400°С, что способствует повышению адгезионно-механических показателей прочности получаемых покрытий и обеспечивает возможность проведения высокоинтенсивной механической обработки матрицы до чистоты 6-7 Å.A nickel-phosphorus layer with a thickness of up to 200 μm is applied by chemical reduction, heat treated in the temperature range of 110-400 ° C, which helps to increase the adhesion-mechanical strength indicators of the resulting coatings and provides the possibility of high-intensity machining of the matrix to a purity of 6-7 Å.
Такая высокая степень чистоты обработки поверхности необходима для обеспечения высоких оптических показателей и точного последующего дублирования геометрии матрицы в создаваемой впоследствии снимаемой матрице.Such a high degree of surface finish is necessary to ensure high optical performance and accurate subsequent duplication of the matrix geometry in the subsequently created removable matrix.
Полученная указанным образом матрица изготовлена с поверхностью, соответствующей профилю готового изделия, и состоящая из алюминиевой подложки, металлизированного подслоя цинка и полученного методом химического восстановления никель-фосфорный слой толщиной до 200 мкм.The matrix obtained in this way is made with a surface corresponding to the profile of the finished product, and consisting of an aluminum substrate, a metallized zinc sublayer and a nickel-phosphorus layer up to 200 μm thick obtained by chemical reduction.
Полую заготовку тонкостенного светоотражающего элемента толщиной 100-300 мкм получают путем последующего нанесения на матрицу несущего слоя никель-кобальта гальваническим методом из сульфаминового электролита следующего состава, г/л:A hollow billet of a thin-walled retroreflective element with a thickness of 100-300 μm is obtained by subsequent application to the matrix of the supporting nickel-cobalt layer by the galvanic method of the following composition of sulfamic electrolyte, g / l:
при плотности тока 2,5-3,0 А/дм2, температуре 55-60°С.at a current density of 2.5-3.0 A / dm 2 , a temperature of 55-60 ° C.
После очередной промывки водой, сушки заготовки, осуществляют снятие тонкостенной никель-кобальтовой реплики методом термоудара.After the next washing with water, drying the billet, thin-walled nickel-cobalt replicas are removed by thermal shock.
Полученные полые заготовки тонкостенного светоотражающего элемента подвергают контрольным испытаниям по механическим показателям для дальнейшего формирования отражающего слоя иридия на внутренней поверхности никель-кобальтовой реплики методом высокоточного катодного напыления для последующей установки его в оптическую систему.The obtained hollow preforms of a thin-walled retroreflective element are subjected to mechanical tests for the further formation of an iridium reflective layer on the inner surface of a nickel-cobalt replica using high-precision cathodic deposition for its subsequent installation in an optical system.
Таким образом, при использовании предлагаемого способа изготовления полой заготовки зеркального элемента для оптических систем обеспечивается более высокий технический результат, чем в прототипе, заключающийся в обеспечении снижения толщины и внутренних напряжений несущего слоя заготовки за счет увеличения прочности заготовки, улучшения контрастности пятна и уменьшения деформации искажения изображения, получаемого с помощью готового оптического зеркала.Thus, when using the proposed method for manufacturing a hollow preform of a mirror element for optical systems, a higher technical result is achieved than in the prototype, which consists in reducing the thickness and internal stresses of the carrier layer of the preform by increasing the strength of the preform, improving the contrast of the spot and reducing the distortion of the image obtained using a finished optical mirror.
Возможность промышленной реализации предлагаемого способа подтверждается следующими примером.The possibility of industrial implementation of the proposed method is confirmed by the following example.
Пример 1. Предлагаемый способ был реализован в лабораторных условиях на заготовках из алюминиевого сплава АмГ6, покрытых никель-фосфорным покрытием и отполированных до 6-8 Å. Способ включал в себя следующие операции:Example 1. The proposed method was implemented in laboratory conditions on billets of aluminum alloy AmG6 coated with a nickel-phosphorus coating and polished to 6-8 Å. The method included the following operations:
- обезжиривание в растворе состава, г/л: - тринатрий фосфат 45-55;- degreasing in a solution of the composition, g / l: - trisodium phosphate 45-55;
- кальцинированная сода 45-55;- soda ash 45-55;
при температуре 50-60°С в течение 10 минут;at a temperature of 50-60 ° C for 10 minutes;
- промывка в горячей воде;- washing in hot water;
- промывка в холодной воде;- washing in cold water;
- никелирование в сульфаминовом электролите состава, г/л:- Nickel plating in a sulfamine electrolyte composition, g / l:
при плотности тока 2,5 А/дм2, температуре 55-60°С в течение 8 часов.at a current density of 2.5 A / dm 2 , a temperature of 55-60 ° C for 8 hours.
- промывка в горячей воде;- washing in hot water;
- промывка в холодной воде;- washing in cold water;
- снятие реплики;- removal of a replica;
- нанесение иридия высокочастотным катодным напылением.- application of iridium by high-frequency cathodic deposition.
Как это показал пример, реализация предлагаемого способа изготовления полой заготовки зеркального элемента для оптических систем обеспечивает условия снижения толщины и внутренних напряжений в заготовке, улучшения контрастности пятна и уменьшения деформации искажения изображения, получаемого с помощью готового оптического зеркала.As an example has shown, the implementation of the proposed method for manufacturing a hollow billet of a mirror element for optical systems provides conditions for reducing the thickness and internal stresses in the billet, improving the contrast of the spot and reducing the distortion of the image obtained using the finished optical mirror.
Claims (1)
при плотности тока 2,5-3,0 А/дм2, температуре 55-60°C, после чего полученную реплику снимают методом термоудара и наносят собственно светоотражающий слой иридия методом высокоточного катодного напыления на внутреннюю поверхность никель-кобальтовой реплики с образованием тонкостенного светоотражающего элемента, предназначенного для последующей установки его в оптическую систему. A method of manufacturing a hollow billet of a mirror element for optical systems, including preliminary chemical-mechanical surface treatment of complex products, which are bodies of revolution, applying a metal-containing coating layer, applying a target metal-containing coating, removing the target layer of a metal-containing coating in the form of a foil (replica), for subsequent installation it in the housing of the device, characterized in that it is preliminarily on the surface of complex products intended for subsequent a high-intensity instrumental surface treatment, form a supporting metallized layer of a galvanic nickel-cobalt coating with a cobalt content in the sediment of 15-20%, from a sulfamine electrolyte of the following composition, g / l:
at a current density of 2.5-3.0 A / dm 2 , a temperature of 55-60 ° C, after which the resulting replica is removed by thermal shock and the actual reflective layer of iridium is applied by the method of high-precision cathodic deposition onto the inner surface of the nickel-cobalt replica with the formation of a thin-walled reflective an element intended for subsequent installation in the optical system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014151531/28A RU2582299C1 (en) | 2014-12-18 | 2014-12-18 | Method of making hollow billet for mirror element for optical systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014151531/28A RU2582299C1 (en) | 2014-12-18 | 2014-12-18 | Method of making hollow billet for mirror element for optical systems |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2582299C1 true RU2582299C1 (en) | 2016-04-20 |
Family
ID=56195308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014151531/28A RU2582299C1 (en) | 2014-12-18 | 2014-12-18 | Method of making hollow billet for mirror element for optical systems |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2582299C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2132889C1 (en) * | 1998-10-06 | 1999-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Радуга-ЛТД" | Process of preparation of electrolyte for deposition of metal nickel ( versions ) |
| RU2225061C1 (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Method for producing solid-state laser pump |
| RU2461029C2 (en) * | 2008-03-11 | 2012-09-10 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Reflecting article |
-
2014
- 2014-12-18 RU RU2014151531/28A patent/RU2582299C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2132889C1 (en) * | 1998-10-06 | 1999-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Радуга-ЛТД" | Process of preparation of electrolyte for deposition of metal nickel ( versions ) |
| RU2225061C1 (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Method for producing solid-state laser pump |
| RU2461029C2 (en) * | 2008-03-11 | 2012-09-10 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Reflecting article |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| USRE39790E1 (en) | Reflector with resistant surface | |
| KR100573531B1 (en) | Galvanic bath, method for producing structured hard chromium layers and use thereof | |
| CN106245028B (en) | TiO2Application as the adhesive layer for cylinder-bore thermal spraying | |
| CN1074326C (en) | Process for making cores for casting process | |
| CN110079838A (en) | A kind of technique that manufacture glancing incidence grenz ray reflecting optics are replicated based on electroformed nickel | |
| CN111349894B (en) | Method for preparing thermal barrier coating by adopting etching technology | |
| CN110923608B (en) | Wear-resistant coating of sink roller shaft sleeve, preparation method and application | |
| RU2582299C1 (en) | Method of making hollow billet for mirror element for optical systems | |
| CN113564643B (en) | Method for electroplating diamond roller by combining nickel sulfate/nickel sulfamate electroplating solution | |
| CN107805809A (en) | A kind of automobile die surface coating renovation technique | |
| CN102877102A (en) | Compound process for quick micro-arc oxidation of valve metal materials | |
| CN109457286A (en) | The surface treatment method of aluminum alloy materials | |
| RU2541319C1 (en) | Method of producing light-reflecting element workpiece for optical systems | |
| US20020007700A1 (en) | Method for making a finally shaped forming tool and forming tool made by same | |
| RU2535894C1 (en) | Method of producing thin-film light-reflecting element for optical systems | |
| US20170362691A1 (en) | Surface texture providing improved thermal spray adhesion | |
| RU2566905C1 (en) | Method of forming light-absorbing coating | |
| CN101422772B (en) | Paints protection method before drawing and forming sheet metal parts | |
| KR20140087281A (en) | A mold for investment casting and method for manufacturing thereof | |
| DE102016003173A1 (en) | Process for producing galvanically coated components with brushing optics and corresponding haptic property | |
| CN102605379B (en) | Preparation method of ultrathin/nanometer crystal gradient coating | |
| CN110777370A (en) | Modification treatment method for surface of space material reflector blank | |
| JP2012117105A (en) | Nickel plating bath and method for manufacturing electroforming mold using the same | |
| RU2525705C1 (en) | Method of making arrays for workpieces of elements of light-reflecting systems | |
| RU2349687C2 (en) | Method of making objects from aluminium and its alloys before electrolytic coating |