Подготовка поверхности форм из неметаллических материалов состоит из следующих операций: обезжиривание, сенсибилизация, активация, металлизация, затяжка. Если форма постоянная, то необходима операция нанесения разделительного слоя.
Выбор растворов для обезжиривания зависит от свойств материала формы. Обезжиривание форм из полимерных материалов осуществляют в органических растворителях или в щелочных растворах, применяют также протирку венской известью. Для обезжиривания подбирают такие растворители, которые не взаимодействуют с материалом формы. Формы из эпоксидного компаунда хорошо обезжириваются ацетоном, а формы из органического стекла — водным раствором смачивателя НБ (некаль).
Наиболее простой и удобный способ создания токопроводящих слоев на поверхности неметаллических форм — химическая металлизация. В настоящее время химическим способом могут быть получены осадки никеля, меди, серебра, золота, палладия, платины и других металлов. Пленки, полученные химическим восстановлением, имеют толщину от десятых долей микрона до нескольких десятков микрон.
Более детальные сведения о процессах нанесения химических покрытий можно найти в выпусках “Библиотечки гальванотехника”.
Удобный и весьма производительный способ получения токопроводящих слоев на формах из неметаллов — металлизация в вакууме путем конденсации паров металла на покрываемой поверхности. К недостаткам металлизации в вакууме относится необходимость применения более дорогостоящей аппаратуры.
В последнее время для металлизации неметаллических материалов применяют токопроводящие эмали на основе карбонильного никеля. Но при этом наблюдается заметное искажение размеров форм, поэтому эмали не используют при производстве форм для изготовления точных деталей.
Наиболее доступный метод нанесения токопроводящего слоя — графитирование. Графитирование производят сухим или мокрым способом. В первом случае графит наносят на поверхность мягкой кистью и растирают до появления металлического блеска. Во втором случае графитовый порошок используют в виде водной суспензии, содержащей 200—300 г/л графита, которую наносят на форму. После просушивания графит остается на поверхности формы, а избыточная его часть удаляется щеткой.
Недостатки графитирования — низкая электропроводность получаемой пленки и искажение размеров металлизируемых форм.
Поэтому графитирование используется лишь для деталей с большими допусками на размер.
Для нанесения токопроводящих слоев используют металлические порошки, например медь и медные сплавы (бронза), которые обычно наносятся на восковые формы с помощью кисти. Электропроводность слоя металлического порошка выше, чем слоя графита, но размеры форм искажаются в большей степени.
Известны методы получения проводящего слоя путем нанесения пленок сульфидов серебра и свинца. Для получения пленки сульфида серебра форму обливают раствором серебра, после чего обрабатывают сероводородом. Пленки сульфида свинца получают при смешивании водного раствора ацетата или нитрата свинца с раствором тиомочевины в присутствии щелочи. При этом образующийся вначале белый гидроксид свинца быстро темнеет и спустя короткое время превращается в черный сульфид свинца. Для получения такой пленки к раствору, содержащему 20-30 г/л тиомочевины, добавляют при непрерывном помешивании раствор соли свинца (1-2 г/л) и 20-30 г/л гидроксида калия при температуре 60-70 °С в течение 45-60 мин.
Близкими свойствами обладают проводящие пленки из сульфида меди, осаждаемого из раствора следующего состава (г/л): сульфат меди - 5, ацетат натрия - 150, тиомочевина - 1-1,5, при температуре 60-70 °С в течение 45-60 мин.
Перспективен адсорбционный метод нанесения токопроводящих сульфидных пленок. При использовании этого метода поверхность форм после обезжиривания последовательно обрабатывают раствором сульфата меди, воды и сульфидирующего агента. Электропроводность проводящих слоев в данном случае можно регулировать, изменяя количество погружений в указанных растворах. Достоинствами адсорбционного метода нанесения токопроводящих слоев являются стабильность применяемых растворов, возможность обработки форм из различных диэлектриков, дешевизна и доступность применяемых материалов, высокая точность воспроизведения поверхности формы.
После нанесения токопроводящего слоя формы тщательно промывают водой и переносят в ванну первичного покрытия, где завешивают их под током. Необходимость нанесения первичного слоя вызвана тем, что формы, покрытые тонким проводящим слоем, могут разрушаться при сильном перемешивании и подогреве в очень кислых растворах. Поэтому операция затяжки проводится в слабокислых электролитах при низких плотностях тока без перемешивания. По этим соображениям нецелесообразно проводить полное наращивание толстых слоев металла при таком режиме. Обычно процесс затяжки продолжается от 30 мин до 1 ч, и по достижении толщины металла 10-15 мкм форму переносят в ванну с концентрированным электролитом, работающую с перемешиванием и допускающую более высокие плотности тока.