<Desc/Clms Page number 1>
Revêtement.
Cette invention concerne la galvanoplastie et plus spécialement un nouveau procédé ainsi due le produit oui en découle.
Lors de l'application de dépôts métallioues électrolytioues sur des pièces brutes,,il est souhaitable de créer lp plus rapidement, une épaisseur prédéterminée de dépôt électro- lytique, avec une quantité aussi élevée Que possible. En galva- noplastie, la qualité est un facteur tellement important aue la vitesse est sacrifiée presque invariablement, s'il est nécesspire d'obtenir une bonne qualité de dépôt électrolytique. Dans la pratique actuelle, il est bien connu que le plus haut degré d'expérience ainsi qu'un soin et une attention incessants sont requis pour produire des dépôts électrolytiques uniformes de qualité élevée.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
Une galvanoplastie acceptable nu point d- vue cOY'Jr:1ercie.l nécessite un. revêtement homogène, unifoT''11(''-ent t;'r>is et lisse. Dans beaucoup de cas, le recouvrement doit être aussi brillant due possible pour éviter un traitement ultérieur de meulage et de polissage exagéré. L'industrie se contente souvent d'un revêtement non homogène, relativement irrégulier et
EMI2.2
dfpl?isB'111'lent rugueux, parce otieou bien il est trop coûteux d'assurer un meilleur travail ou bien, comme c'est souvent le
EMI2.3
cas, on ne peut produire un --ieille-ur recouvrement. On compte alors sur le polissage rt',C2nlCue pour 8mltorer l'4%tat du zal plaqué.
EMI2.4
On doit habituellenent mener la galvanopipstie avec des densités de courant.relativement minimes, afin d'étre certain à'assurer un dépôt métallique satisfaisant. De même9 la gava- noplastie d'objets de forme irrégulière nécessite une expérience considérable, au point de vue de la disposition des anodes
EMI2.5
et du choix judicieux des densités de courant et de la composttion de 114lectrolyte.
Ainsi, une pièce cylindrique t*1%e ai.i'vn tube cu un fil peut être reauuverte par. galvanoplastie avec des densités de courant relativement élevées et on obtient un métal plaqué généralement d'assez bonne oualité. Cornue on traite des
EMI2.6
formes de plus en plus irrégulieres beaucoup de nrobl .m8S se posent et il devient de plus en plus difficile d Assurer un dépôt électrolytique uniforme et horiogène. Un? feuille carrée est beaucoup plus délicate à plaquer avec succès qu'un cylindre, tandis qu'une pièce présentant des saillies, des recoins et des cavités exige des conditions spéciales pour assurer un bon trevail de recouvrement,
EMI2.7
On a éprouvé des difficultés p/-L ti-3iJli.érpr#mnt grandes.
P recouvrir, par galvanoplastie, des pièces brutes d.e dnôts 6tallirtues épais d'une Frrisseur égale ou supérieure µ 0,0l'i (o,25 :po). Les dépôts électrolytiques tep(leY1t a devenir propressivenent plus noduleux, rugueux, d'épaisseur irrégulicre et se
<Desc/Clms Page number 3>
présentent souvent sous forme de revêtements grossiers, cristallins ou ramifiés. On a constaté que la galvanoplastie tend à déposer au début du métal en bon état mais que la structure et l'aspect du dépôt deviennent rapidement mauvais lorsque l'opé- ration se poursuit.
En traitant une pièce brute au moyen d'une solution quelconque d'électrolyte, la densité de courant admissible est limitée à la. valeur qui appauvrit l'électrolyte se trouvant au voisinage immédiat de la pièce traitée de sorte que le nombre d'ions du métal n'est plus suffisant pour correspondre au courant électrique appliqué. Au delà de cette valeur une certaine quantité de l'eau de l'électrolyte commence à se décomposer et de l'hydrogène se forme à la surface de la pièce traitée. Cela réduit le rendement du recouvrement, l'hydrogène tendant à couvrir la surface de la pièce. Ce phénomène est connu sous le nom de polarisation. Le @ recouvrement est mené habituellement à un régime tel qu'il empêche l'apparition d'une polarisation importante.
Une certaine polarisation apparaîtmême dans les opérations de recouvrement conduites le plus soigneusement mais peut généralement être maintenue dans des limites raisonnables. La polarisation est cause d'inefficacité et d'irrégularité du revêtement et occasionne ainsi des pertes 'dans le processus complet de recouvrement.
La présente invention prévoit l'application, à la pièce traitée de courant'suivant un cycle déterminé: le courant est appliqué de'telle sorte qu'une épaisseur donnée de métal est déposée électrolytiquement sur la pièce, à des intervalles prédéterminés, puis le courant est inversé de telle sorte qu'une partie de la couche électrolytique est réenlevée, précisément la partie peu solide et de basse qualité. De cette façon, la pièce brute est recouverte de telle manière qu'elle acquiert un dépôt uniforme composé d'un grand nombre de corpuscules de métal pur, très fins et liés de façon homogène. On a trouvé de nombreux avantages à exécuter le recouvrement
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
electrolytictue de pièces selon le cycle de courant conforme à
EMI4.2
cetteinvention.
EMI4.3
On a. suggère autrefois de réaliser 1,'" galvanoplastie en interrompant l'oppration par intervalles et en juversant brièvement le courant pendant une petite fraction da seconde dans le but de dépolariser uniquement la couche supérieure et en reprenant ensuite l'opération. Ce p1'oc(d! t/ essay''' ''fais ne produit aucune p'11l.ioréJtion..Au contraire, on =.Xr.tise des recouvrements excellents tout à fait inattendus en <'DPliom'l1t, confor:l1()jent à l'invention, un courant inverse suffisant pendant un tS"1PS assez long pour d'trcher l2 partie de recouvrenent neu solide et de basse qunlit40 Le but principal de L'invention est de rcurnir corrr'ne d4pot gplvanoplpstir11J8 une couche f-lectrolytirlJ8 pure et }1C- 1'ro <9ne.
L'invention consiste ;r111C2?' e"'Pnt pn un DrocÂè!/ de dépôt ??lot'1J¯iCtJ plectl'olytin1Je sur une pièce 1W1Jt0, "11 '11.0'18''1 d'BQ lsctro1yte;iI comprend l':pyclica tion de 1.'lectro17te 1. 1 nièce a,rute9 le p,r'ss"f':e d'111'1 courant Atec.rirue 1 trrvors la pièce et llectrolyte afin de rendre cette piôcr- cpth0è!iue, pendant lme période de temps pr4âàtetmin'p, éJr-ns le nl1t de déposer '!;lectrolytiq1J81'lent du "'71!tpi sur 18 rd8ce, l'inversion du courn.nt afin de rendre la même pièce pnodirue, le courant 2vpnt une densité telle et Rtant appliou pendant vn te'"r)s suffisant pour 0ue le métal peu solide et de basse ("l1lit ôposÀ electrolytio1Je'11ent soit enlevé;, le Y('8tel d±pcsÀ !18ctrol,,'tiC'lJ':Plent (non lr pièce elle-même) étant de l1rpfpronce soluble d 0ns 1-':fii¯ecttolyrte durant l-'application du courant inverse:
, et 1'" ripétition du cycle du courant jusque ce aucune Epaisseur prdteroin de J11étal pur ai t 6t d0pose flectrolyt5.01J8','Ocmt
EMI4.4
sur la pièce.
EMI4.5
L'invention ressortira clairement après 1" description
EMI4.6
détaillée suivante donnée à titre d'exemple et illustrée dans le dessin annexe.
EMI4.7
.
<Desc/Clms Page number 5>
La fig.l est une coupe verticale d'un dispositif de galvanoplastie.
La fig.2 est un .graphique donnant le temps en fonction du courant utilisé dans le cycle galanoplastique.
La fig.3 est une coupe transversale, fragmentaire et fortement agrandie, d'une pièce brute et de son recouvrement électrolytique déposé par des procédés classiques-,
La fig. 4 est une coupe transversale, fragmentaire et fortement agrandie, d'une pièce brute et de son dépôt élec- trolytique déposé suivant le procédé conforme à l'invention.
La fig.5 est une vue en perspective d'un électro-aimant, et la fig.6 est une vue en perspective d'un châssis rec- tangulaire.
Suivant l'invention, non seulement on peut réaliser la galvanoplastie à des vitesses plus élevées que celles oui sont habituellement possibles, mais, chose encore plus importante, on peut contrôler la qualité des dépôts électrolytiques produits de telle sorte au'ils'sont supérieurs à tout ce qui a été obtenu auparavant dans la technique du recouvrement.
En résumé, on a découvert que le procédé de galvanoplastie ainsi que les dépôts produits électrolytiouement peuvent être fortement améliorés en appliquaht à la pièce brute soumise à la galvanoplastie un courant alternatif par leouel la pièce brute est alternativement cathodique pendant une période de temps allant d'environ 2 secondes à 40 secondes, puis anodique pendant une période de temps allant environ de 0,5 sec. à 10 secondes. La phase anodique du cycle du courant devrait correspondre à une densité de courant suffisante et être appli- quée pendant un temps suffisamment long pour détacher le métal peu solide et de basse qualité déposé pendant la phase cathodique précédente du cycle.
En particulier, la partie anodique ou de "déplaquage" du cycle devrait appliquer au moins 10% des 'Coulombs du courant fourni à la pièce brute¯pendant la partie
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
cathodique du cycle. On 1:1 obtenu les meilleurs réS1Jl tE' ts 1)our le recouvrement d'à peu près tous les 1.it.vi>x, quand In pnpse pnodiaue du courant applique à la pièce entre 20 et 40"1 des Covlornbs du courant appliqua pendant la ph?se cithodinue du cy-
EMI6.2
cle.
La phpse cathodique du cycle de recouvreront peut
EMI6.3
avoir une densité de courant maintes fois supérieure à 1' densi t/' de courant admissible d8ns le procfcV de recouvrement c18 ssic'ue à courant continu. Puisque la phase de recouvrement du cycle ne dure que Quelque 2 à 40 secondes, la polarisation est négligeoble et ne pionte pas à un degr aussi plevn nue celui qui epparaitrait si la. même densité de courant fait
EMI6.4
utilisée avec l'emploi de courant continu. Lorsque le courant
EMI6.5
est inversa et la pièce rendue pnodinue, il est souvent sovbmit,-bl.e de transmettre une densité de courant nueloue :Jeu Sl1nrieure à celle de la phase cathodique du courent ou nh^se de recouvrement du cycle.
Dens de nombreux cas, on r obteriu d'excellents r6-svltzts quand le densité du courant pnodi'-'ue ? t de 50 à 100 plus 7¯eve que la densité du courant c>thodique.
On 8 obtenu de nombreux résultats d'une nU[11it inattendue en déposant 6lectrolytinuement un --'tpl sur une pièce brute avec un électrolyte faisant usage du cycle de courent alternatif qui constitue le -articu7.rït de cette invention. La. vitesse requise pour déposer une donn ,P de met"! sur une pièce brute est fortement 2 CCrlJe et, à "n5 de nomfreux cas, on neiit appliquer l'épaisseur reCl1Üse chJ d'''pot "'u moyen du ':!ê'J1e électrolyte, en un terrrps compris entre 50 et 20V de celui nécessaire qupnd on emploie seulement le courant con- -tinv. Cependant, l'avantnge principal est Ip 0u?ltt rprnU2ble du 7lpt81 d4pos' p,lectrolytiouement pp'r le proc,cdr conforme â cette invention. Les surfaces des dépôts 4lectrolytinues sont beaucoup olus brillantes.
Dans de nombreux cas, les dp6ts -1 pc- 5l,
<Desc/Clms Page number 7>
trolytiques créés en pratique par la présente invention sont tèllement lisses et polis qu'on n'a jamais rien obtenu de com- parable auparavant,par n'importe quel procéda de galvanoplastie.
..Dans presque tous les cas (sauf dans celui du chrome, comme cela sera expliqué plus loin), l'égalité, la. dureté, 1'uniformité, la couleur et la résistance à la corrosion du métal déposé électrolytiquement suivant le procédé conforme à cette inven- tion sont absolument supérieures à celles des mêmes métaux re- couverts au moyen du même électrolyte en faisant usage de cou- rant continu. D'autres avantages de l'invention apparaîtront plus loin, quand le processus sera décrit en détail.
La fig.l du plan montre une cuve de galvanoplastie 10 munie d'une chemise intérieure 12, inattaquable chimiquement, dans laquelle se trouve l'électrolyte 14 ayant une composition convenant au plaquage du métal désiré. Les barres conductrices
16 et 18 sont alimentées chacune par la source 20 de courant alternatif satisfaisant aux exigences exposées ici. La source de courant alternatif 20 peut être un alternateur conçu pour -engendrer du courant suivant le cycle désiré. Dans d'autres cas, la source de courant alternatif 20 peut être une source de courant continu, telle qu'une batterie, 'une dynamo ou un re- dresseur, qui.est combinée avec des relais appropriés inversant 'des commutateurs et avec des résistances actionnées par une mi- nuterie, afin d'inverser le courant à des moments prédéterminés conformément à l'invention.
Dans d'autres cas, on peut imaginer . d'autres mécanismes appropriés à réaliser le cycle désiré du courant. La barre conductrice 16 porte un crochet 22 qui sou- tient la pièce brute 24 à, plaquer. Le crochet 26, soutenu par la barre conductrice 18, porte une anode appropriée 28.
La fig.2 du plan illustre le cycle du courant alter- natif qui est appliqué à la pièce 24 par le générateur 20. Au point 0-A, la pièce brute 24 devient cathodique et commence à se recouvrir de métal. Pour la plupart des besoins, la densité du courant en A sera supérieure à celle au'on utilise habituelle-
<Desc/Clms Page number 8>
ment en employant seulement du courant continu, toute autre cho- se égale d'ailleurs. Toutefois, il devrait être entendu nu'il. n'est pas indispensable d'utiliser des courants plus élevés oue ceux employés normalement quand on se sert uniquement du courant continu. On assurera un excellent revoteront de la pièce brute, même si la densité du courant en A @ une valeur inférieure à la normale.
La présente invention donne une latitu- de plus large pour les densités de courant qu'auparavant. La seule limitation est que la densité de courant en A ne doit pas atteindre une valeur si élevée que le métal plaqué soit surchauffe ou au'un dégagement gazeux excessif ou d'autres effets surviennent durant le bref moment où la pièce est catbo- dique. Le temps de A à B peut être compris à peu près entre
2 à 40 secondes. La durée choisie dépendra de l'électrolyte auquel le procédé est applique/de la forme de la pièce traitée, ainsi que d'autres conditions. Le courant cathodique entre A et B est figuré comme un courant constant.
Toutefois, le courant ne doit pas être nécessairement uniforme; il peut être ondulé ou pulsatoire, par exemple en superposant un courant alternatif au courant cathodique continu, ou bien le courant peut présenter au point B une valeur plus élevée au'au point A. D'habitude, cependant, le courant entre A et B sera relative'nent constant;, étant donné qu'un courant uniforme est obtenu le plus facile- ment et le plus économiquement. Au point B, le courant est inversé soudainement jusqu'à la valeur C, et la pièce 24 est rendue anodioue. Comme représentée la densité du courant anodique en C est supérieure à la densité du courant cathodi- que.
Dansla plupart des cas, on constatera aucune densité de courant anodique plus élevée est nécessaire pour assurer les résultats annoncés par l'invention. Toutefois, dans beaucoup d.e cas, on a constaté que la densité du courant anodique peut être la même que la densité du courant cathodi- que. Le critère important du courent anodiaue ou inversé en C , est au'il soit en rapport avec l'électrolyte de façon qu'une
<Desc/Clms Page number 9>
bonne quantité de la couche galvanoplastique soit enlevée. Le 'courant anodique est-appliqué pendant une période de temps allant d'à peu près 0,5 à 10 secondes, suivant le courant cathodique ou de recouvrement correspondant.
Le-produit du temps par le courant anodique devrait avoir une valeur en Coulombs égale au moins à 10%, et de préférence entre 20 et 40%, des Coulombs du courant appliqué pendant la partie cathodique du cycle. Le courant entre C et D ne doit pas être constant comme représenté : il peut être ondulé ou pulsatoire ou variable de façon quelconque. En D, le courant est de nouveau inversé, la pièce brute est rendue cathodique et le cycle recommence. Dans tous les cas, le cycle sera dissymétrioue. Le cycle 0-A-B-C-D-E est répété jusqu'à ce qu'une épaisseur convenable de métal recouvre la pièce brute. La pièce brute est retirée de l'électro- lyte 14 de préférence pendant la partie CD du cycle, quand la pièce est anodique, étant donné que le poli du métal plaqua est le meilleur à ce moment.
Lorsque la. pièce 24 est soumise au cycle de courant représenté sur la fig.2, on constatera que l'électrolyte 14dépovitesse entre les points A et B, pendant environ 2 à 40 secondes. L'expérience a montré que le métal déposé durant ce temps n'a pas une qualité uniforme mais irré- gulière. On a constaté que le métal déposé d'abord est de qualité meilleure et est plus solide que le métal déposé par'après; en particulier, le métal déposé ultérieurement, devient moins dense, de structure'plus grossière et de poli et d'uniformité moindres. Des saillies pointues, des endroits surélevés et des'coins tendent à affermir le métal déposé plus rapidement que des zones plates ou que des renfoncements.
Lorsqu'il est- soumis à la partie anodique du cycle entre les points C et D, le métal de basse qualité et peu solide est enlevé, laissant un dépôt électrolytique de métal de très bonne qualité. La partie de "déplaquage" du cycle ne fait pas plus qu'enlever du , métal peu solide. L'expérience montre que le métal déposé anté-
<Desc/Clms Page number 10>
rieurement en.excès est dissous de préférence de manière à enlever plus de métal des coins, bords et saillies rugueuses (telles que des points élevés, des noeuds et des parties semblables qui sont microscopiquement élévées) que des régions planes et des surfaces générales.
Des rayures, des pores et d'autres discontinuités et imperfections de la surface d'une pièce'brute sont de même traités de manière imprévue par le recouvrement fait suivant un cycle alternatif de courant. En se référant aux figs. Zet 4 du plan, celles-ci illustrent des coupes transversales, fortement agrandies, d'une pièce brute 30 ayant une bavure 32, ime éraflure 34 et un pore 36 composé d'une inclusion relativement non-conductrice, telle que, par exemple, un grain d'oxyde du métal, de scorie, de charbon ou de sable. Sur la pièce de la fig.3, lorsqu'elle est soumise au revêtement normal par courant continu, le dépôt électrolytique de mtal tend à accélérer fortement sa croissance sur la bavure 32, suivant un phé- nomène bien connu.
En conséquence, un noeud 38 est créé sur la bavure 32, en particulier si le recouvrement présente une épaisseur appréciable. A l'éraflure 34, le métal déposé électrolyti- quement forme un creux exagéré 40 qui comporte des flancs relativement verticaux qui sont plus épais que la partie principale du métal déposé électrolytiquement, tandis ou'est déposée dans le creux de l'éraflure une épaisseur moindre que dans la partie principale du métal déposé électrolytiquement. Au pore 36, le métal déposé électrolytiquement constitue une lèvre légèrement plus épaisse entourant le pore sans que du métal soit déposé en pratique sur l'inclusion relativement non-conductrice. Il est manifeste que la surface de la pièce plaquée 30 de la fig.3 devient plus rugueuse au fur et à mesure que le revêtement est poursuivi.
Pour la résistance à la. corrosion, le métal déposé n'est pas satisfaisant, puisqu'il y a des parties beaucoup plus minces que l'épaisseur moyenne du métal déposé et puisque ces
<Desc/Clms Page number 11>
parties plus faibles céderont évidemment avant que l'épaisseur moyenne du métal déposé soit attaquée.
La fig. 4 du dessin représente une pièce brute plaquée 30,qui montre l'amélioration du dépôt électrolytique réalisée par l'emploi du procédé de recouvrement par coùrant alternatif, suivant l'invention. Quand la pièce brute 30, qui comporte une bavure 32, une éraflure 34 et un pore 36, est soumise à la gal- vanoplastie suivant le cycle de courant alternatif, une saillie correspondante est déposée électrolytiquement sur la bavure 32; toutefois elle présente un rayon plus grand et beaucoup moins de différence de hauteur avec la couche moyenne du métal qui en est voisin que cela ne se produirait avec le recouvrement à courant continu. Il ne se forme pas de nodosités. On constatera que le métal est plaqué sur l'éraflure 34-de telle façon qu'il remplit presque l'éraflure. Par conséquent, l'éraflure est ren- due moins proéminente.
Il en résulte dès à présent une protec- tion meilleure tout comme une surface plus égale. L'inclusion 36 est bientôt-complètement recouverte grâce au procédé de l'invention actuelle. Il sera manifeste que les surfaces créées par le recouvrement suivant l'invention sont plus lisses que la surface primitiyedu métal brut. L'uniformité du métal plaqué est de beaucoup supérieure à tout dépôt électrolytique produit au- paravant par des'méthodes classiques. Il doit être entendu, naturellement, que seules des irrégularités faibles ou micros- copiques sont égalisées.' Les contours principaux de la pièce brute sont totalement suivis 'et épousés par le métal déposé.
Les résultats inattendus, comme ceux que,montre la. fig.4, peuvent par exemple être.expliqués de la façon suivante mais peuvent aussi bien provenir d'autrés causes découlant du procédé de cette invention. Après le dépôt de métal sur la piè- ce brute 24 pendant environ 2 à 40 secondes, du métal de basse qualité et peu solide est enlevé durant la parti.e anodique suivante du cycle et est remis en solution'au voisinage immédiat
<Desc/Clms Page number 12>
de'la pièce brute. Toutesles élévations, coins ou saillies, sont "déplaquées" à une allure plus rapide que les régions planes principales du dépôt électrolytique. lly a plus de métal 44 enlevé à la bavure que sur le reste du recouvrement.
Le métal dans l'éraflure 46 'est enlevé à une allure moindre que les lèvres de l'éraflure ou que les autres parties du recourvreement.
Lorsque la partie cathodique du cycle de recouvrement est appliquée de nouveau à la pièce brute, la concentration du métal au voisinage de la pièce brute est anormalement élevée et, de ce fait, le recouvrement débute et est maintenu pendant une partie de la période avec un rendement approximatif de 100%, dans beaucoup d'électrolytes. La concentration du métal à l'intérieur et près de l'éraflure 34 est assez élevée pour plaquer rapidement les 2 côtés de l'éraflure, et l'éraflure est remplie à l'intérieur plus rapidement que l'on obtient la couche principale de métal de dépôt. Cependant, des saillies telles que 44 ne s'épaississent pas beaucoup plus que la couche principale..Par conséquent, aucun effet de nodosité ou de développement ne se fait jour.
En étant répétée, la partie anodidue du cycle réduit de nouveau les saillies de préférence aux éraflures ou à. d'autres creux microscopiques et on obtient ainsi une surface progressivement plus uniforme. Il sera clpir oue la partie anodique, combinée à la partie cathodiaue du cycle du courant, communique au métal plaqué des caractéristiques nouvelles et imprévues.
D'autres effets avantageux assurés par. la partie anodique du cycle résident dans le rechargement en ions métalliques près de la pièce brute, en enlevent du métal de basse qualité et peu solide. La partie anodique'du cycle ne représente par conséquent pas de l'énergie perdue puisque le recouvrement pendant la. partie cathodique subséquente du cycle est activée et est plus efficace par suite du réapprovisionnement en métal dans l'électrolyte voisin.
<Desc/Clms Page number 13>
Lors de la mise en pratique de l'invention, on a obtenu des résultats exceptionnellement favorables en déposant électrolytiquement du cuivre, du laiton et de l'argent. On a produit des dépôts électrolytiques de zinc, de nickel, d'étain, d, e cadmium et d'or supérieurs à de nombreux égards à ceux ob- tenus par n'importe quel procédé classique de galvanoplastie.
Dans tous ces cas, les électrolytes utilisés étalent ceux employés normalement. Aucune modification importante de la composition n'est nécessaire pour obtenir les avantages de 'l'invention actuelle. On a constaté que le cycle à courant . alternatif de cette invention donne de bons résultats non seu- lement avec des électrolytes classiques de recouvrement mais .également avec des électrolytes modifiés pour mieux adapter le courant au métal àntraiter. On a rencontré une 'seule exception dans le dépôt de chromer lorsqu'on appliquait le courant in- verse ou de "déplacage", c'était le métal brut qui s'enlevait au lieu de la feuille de chrome.
Quelques exemples suivent, de divers électrolytes.employés et-métaux déposés avec le cycle à courant alternatif conforme à cette invention:
EXEMPLE l.-
On a préparé un électrolyte contenant cuivre 7,35 ounces par gallon (208, 37 gr. par 3,78 lit.) cyanure de potassium non combiné 1,80 ounces par gallon @ (42,52 gr. par 3,78 lit.) hydroxyde de potassium 2,48 ounces par gallon ' ' (70,3 gr. par 3,78 lit.) agent additionnel:. 8 ccm par gallon' (3,78 lit).
La pièce brute 50 de forme complexe que montre' la fig. 5 du dessin a été recouverte dans un bain électrolytique comme le montre la fig.l. La piéce 50 est un électro-aimant en alliage fer-cobalt ayant une surface approximative de 1/12 de pied carré (0,0077 m2). Les conditions posées demandaient pour le revêtement électrolytique une épaisseur de cuivre,'comprise à peu près entre 0,018" et 0,020" (0,45 à 0,50 mm), ayant un poids total compris entre 28 et 33 gr. On reconnaîtra immédiate-
<Desc/Clms Page number 14>
ment que le recouvrement de la pièce 50 serait très difficile si on exigeait un placage raisonablement lisse et uniforme. La température de l'électrolyte a varié entre 140 F et 210 F (60 à 99 C). Le pH fut maintenu à 12 ou au-dessus.
L'électrode 28 était une anode en cuivre. La pièce 50 fut traitée dans l'électrolyte de cuivre, suivant le cycle suivant de courant alternatif:
EMI14.1
<tb>
<tb> Temps <SEP> Courent
<tb> Cathode <SEP> 15 <SEP> secondes <SEP> 65 <SEP> ampères <SEP> par <SEP> pied <SEP> carré <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb> Anode <SEP> 3 <SEP> " <SEP> 100 <SEP> " <SEP> <SEP> " <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb>
La densité effective du courant était de 37 ampères par pied carré (0,0929 m2). En un temps de placage de 5 heures, plusieurs aimants correspondant à la pièce 50 furent recouverts de 3,7 et de 32,¯ gr. de cuivre, respectivement.
Pour assurer le même poids de cuivre sur les électro-aimants, le recouvrement avait' nécessité entre 9 et 11 heures avec le système de cuivrage connu comme le plus rapide et utilisable avec le courant conti- nu. Outre le recouvrement plus rapide parle procède de cette invention, la feuille de cuivre déposée sur la pièce 50 était plus brillante et plus égale que tout antre cuivrage connu antérieurement. Elle était extrêmement adhérente.
On a enlevé à l'aimant 50 des échantillons du recou- vrement en cuivre produit par le procédé de cette invention et on a constaté que leur densité dépassait d'environ 25 à 50% la densité d'un recouvrement en cuivre d'épaisseur équiva- lente, aussi bon qu'il serait possible de l'obtenir d'un bain à courant continu ayant à peu près la même composition. Le métal cuivré préé par la mise en pratique de cette invention était flexible et beaucoup plus dur oue le cuivre déposé de ''lanière classique. Ce dernier cassait facilement, lorsqu'il était plié dans un doigt, et présentait une structure cristalline rugueuse, tandis que la feuille de cuivre de lp présente in- vention ne cassait pas et présentait au contraire une élas- ticité considérable lorsqu'elle était pliée dans la main.
Lors n
<Desc/Clms Page number 15>
de la rupture de la feuille de-cuivre de cette invention, on a observé que la struture était beaucoup plus fine que celle du meilleur cuivre plaqué par courant continu..
Diverses pièces brutes cuivrées en faisant usage du cycle à courant alternatif de cette invention ont résisté beaucoup mieux à la corrosion que le cuivrage classique. Par. exemple, une épaisseur de 0,000511 (0,0127 mm) de cuivre plaaué par du courant continu sur des plaques en acier offrait moins de résistance à la corrosion par un jet pulvérisé de sel qu'une épaisseur de 0,00035" (0,0089 mm) de cuivrage'produit par le procédé de cette invention.
EXEMPLE II.-
Un électrolyte de cyanure de cuivre semblable à celui de l'exemple I a été appliqué à une pièce identique à celle que montre la fig.5 du plan soumise à la galvanoplastie suivant le cycle ci-dessous.
EMI15.1
<tb>
<tb> temps <SEP> courant
<tb> cathode <SEP> 15 <SEP> secondes <SEP> 90 <SEP> amp. <SEP> par <SEP> pied <SEP> carré <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb>
EMI15.2
anode 5 il 90 il il Il Il rr
La densité effective du courant était de 45 amp. par pied carré (0,0929 m2). En 3, 1/2 heures, furent déposés sur la pièce 30,37 gr. de cuivre ayant une épaisseur de 0,012" (0,3 mm).
La pellicule de cuivre avait une apparence très lisse et luisante. Des essais électriques de résistance de la pellicule de cuivre ont indiqué qu'elle était aussi conductrice que 31 grammes (épaisseur 0,01811, soit 0,451 mm) de cuivre appliqué au moyen du même bain pendant une période de 11 à 12 heures en faisant usage du courant continu.
EMI15.3
EXEMPLE III.Soit,l'61ectrolyte cuivre-sels de Rochelle suivant:
EMI15.4
<tb>
<tb> Cyanure <SEP> de <SEP> suivre <SEP> 4 <SEP> ounces <SEP> par <SEP> gallon' <SEP> 113 <SEP> gr. <SEP> par <SEP> 3,78 <SEP> lit. <SEP> )
<tb> Cyanure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 5,1 <SEP> " <SEP> 145 <SEP> "
<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 2 <SEP> " <SEP> 57 <SEP> "
<tb> Cyanure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 5,1 <SEP> " <SEP> (145 <SEP> ")
<tb>
La température de l'électrolyte était de 160 F (71 C).
<Desc/Clms Page number 16>
EMI16.1
On 8ppliqu à la pièce de forme complexe de lp fiez 5 le cycle à courant alternatif suivant:
EMI16.2
<tb>
<tb> Temps <SEP> courant
<tb>
EMI16.3
cathode 14 secondes 90 8p. par pied cprrp (0,0929 m2)
EMI16.4
<tb>
<tb> anode <SEP> 3,5 <SEP> " <SEP> 120 <SEP> "
<tb>
EMI16.5
La densité effective du courant tai de 48 ^pres par pied carre (0,0929 m) . Le dpôt produit lectrolvtivement stc: i t poli et 1J11i. Le cuivre presentsit une r<11,:,lité aÍissi 'éleV1ée que c,elui produit avec 16lectrolyte de cyanure si.n;1-e des exemrles I et II.
EXEMPLE ,17.-
EMI16.6
On preparp comme suit un électrolyte pour le pitonnage
EMI16.7
<tb>
<tb> cyanure <SEP> de <SEP> cuivre <SEP> 30 <SEP> gr. <SEP> par <SEP> litre
<tb> cyanure <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 9,49
<tb> cyanure <SEP> de <SEP> sodium- <SEP> 56 <SEP> "
<tb>
EMI16.8
La température de l'électrolyte 6tpit de 100 F (78 C)< Des plaques rectangulaires en acier d'une surface de 0,1 pied
EMI16.9
c9rrÁ (0,009s m2) plaquées de cuivre furent recouvertes dns l'61cctrolyte de laiton en faisant uSRge des valeurs dcrois-- s?.ntes de courant suivantes:
EMI16.10
<tb>
<tb> temps <SEP> courent
<tb>
EMI16.11
cathode 3 secondes 150 à 25 amD.p2r pied carrp (0,0929 mu}
EMI16.12
<tb>
<tb> anode <SEP> 0,8 <SEP> " <SEP> 95 <SEP> à <SEP> 67 <SEP> "
<tb>
La densité effective du courant était de 50 amp. -car
EMI16.13
pied carre (0,0929 nW) . Un résultat inattendu fut nue le dépôt électrolytique était un laiton très brillant. Il /t"i t sou'hPitpble d'obtenir im laiton brillant directement par l8 cplvpnoplastie; auparavant, cela nenvait jamais t fendu possible commercialement pour n'importe quel procôd± connu de recouvrement. Les essais de lp pellicule de laiton ont montre (lU' elle était plus -gale et plus homogène aue In pellicule de 1 r iton habituelle, tout comme elle adhérait plus fortement et ré- sistait beaucoup mieux à la corrosion.
Le laiton était plus compact que celui obtenu par la galvanoplastie par courant continu.
<Desc/Clms Page number 17>
EXEMPLE V.-
On a préparé un électrolyte de zingage avec les constituants suivants:
EMI17.1
<tb>
<tb> cyanure <SEP> de <SEP> zinc <SEP> . <SEP> 8 <SEP> ounces <SEP> par <SEP> gallon <SEP> (227 <SEP> gr. <SEP> par <SEP> 3,78 <SEP> lit.)
<tb> cyanure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 5 <SEP> " <SEP> (142 <SEP> " <SEP> )
<tb> hydroxyde <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 11 <SEP> " <SEP> (132 <SEP> " <SEP> )
<tb>
Des feuilles-rectangulaires ayant une surface de -0,1 pied carré (0,0093 m2) furent recouvertes dans l'électrolyte de zinc dans les conditions suivantes::
EMI17.2
<tb>
<tb> temps <SEP> courant
<tb> cathode <SEP> 15 <SEP> secondes <SEP> 60 <SEP> amp. <SEP> par <SEP> pied <SEP> carré <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb> anode <SEP> 2 <SEP> " <SEP> 65 <SEP> " <SEP> Il
<tb>
La densité effective du courant était de 45 ampères par pied carré (0,0929 m2).
On produisit un dépôt 'de zinc uniforme et lisse grâce ,au cycle galvanoplastique de cet. exemple., La surface de zinc présentait une brillance égale à celle produite par le meilleur procédé par courant continu, connu actuellement. Au surplus, le zinc de cet exemple était déposa sous forme d'un revêtement plus li'sse et plus uniforme que tout autre revêtement produit jusqu'à présent.
EXEMPLE VI. -
Un électrolyte pour le cadmiage avait la. composition suivante:
EMI17.3
<tb>
<tb> oxyde <SEP> de <SEP> cadmium <SEP> 3,5 <SEP> ounces <SEP> par <SEP> gallon, <SEP> 99 <SEP> gr. <SEP> par <SEP> 3,78 <SEP> lit.)
<tb> cyanure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 14,5 <SEP> " <SEP> (411 <SEP> ")
<tb>
Une pièce en acier, consistant en une feuille rectan- gulaire de 0,1 pied carré (0,0093 m2) de surface;, fut immergée dans l'électrolyte et plaquée avec le courant suivant:
EMI17.4
<tb>
<tb> temps <SEP> courent
<tb> cathode <SEP> 15 <SEP> secondes <SEP> 40 <SEP> amp. <SEP> par <SEP> pied <SEP> carre <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb> anode <SEP> 2 <SEP> " <SEP> 60 <SEP> Il <SEP> " <SEP> "
<tb>
La 'densité effective du courant était dé 28 ampères par pied carré (0,0929 m2).
Le cadmiage produit constituait une amélioration notable sur tout cadmiage connu avec courant continu.
Les recouvrements étaient exceptionnellement lisses et,offraient une apparence brillante, et polie.
<Desc/Clms Page number 18>
EMI18.1
Dans un pntre ces, des échantillons d'acier furent recouverts dans l'électrolyte de c!"'d1:1ium, cons les conditions suiventes :
EMI18.2
<tb>
<tb> temps <SEP> courant
<tb>
EMI18.3
cathode 15 secondes 60 1#ap< ppr pied cprr'( (0 , 08;:?f) mù) 8nOde 2 if 60 '1 '1
EMI18.4
La densité, effective du courant étrit de au5 pn. pour pied carri (0,0929 m2). Le C^d"'¯1? ;e obtenu en suivent ce cycle ev-'it une G 1.18 11 t,( sussi plevre oue celle '0.r001Ji te (':]1 s? c0nfor- =1rnt eu cycle de courent prcdent.
E:#E.'.PLL VII.Un électrolyte d'argent a 4t' pr0p""l"! avec I." compo- sition suivante: cypnure d'argent ................. 40 gr.par litre
EMI18.5
cyanure de potassium ............. 62,5 fi cyanure de potassium à l'état libre 40 " carbonate de potassium ........... 50 "
EMI18.6
hxyàroxyàe de potassium .... ...... 10 tel
La température du bain était de 80 C. On se servit du cycle à courant alternatif suivant:
EMI18.7
tem-os courpnt
EMI18.8
<tb>
<tb> cathode <SEP> , <SEP> 20 <SEP> secondes <SEP> 15 <SEP> amp. <SEP> par <SEP> pied <SEP> carré <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb> anode <SEP> 4 <SEP> " <SEP> 25 <SEP> "
<tb> (en <SEP> moyenne)
<tb>
EMI18.9
L2 densité effective du cournnt 4t?i.t de 8 amp. p'Or pied catté (0,092? rn2).
L'8rRent dpos Fl ecti?olj7tiaue.;pn r-u moyen, de cet électrolyte, en se servant àii cyci p oee courant indicuéj aviit une brillance extr<'Jordi1"'i T'G:"S2:t Dnito. AUC11"l 'olisS:'19 c-i> ill8vl;->gp. '0éc<:enioue T1't"r?1t ''1CPSS7¯Te /t,,,,nt rJonn/ ave l'er;snt ftpit ussi brillant au'on pourrait l'obtenir per n'inport9 ouel tr"'itel1('nt l:1;cRniGue. Conmpr!.1tivRY11:,lt, l'2rent:e dû i'.11 courant continu habituel offrl'it une -ppr'rpnce ;,,o:i¯ns benne, déplaisante et Dlpte. La pellicule d'mrgeiJt produite p""r 1 présente invention 4tr'it eJ;cepts.c-nnel-1 er<irJ-t homogène, lisse et uniforme. L'argentage fa,'¯sawt USé' ::-:e dl) conrent r>lternptif de cette invention serait tOl)t B ±>1.t convenable pour un emploi immd.iat.
L9=?rente pour usages do'nesti-
<Desc/Clms Page number 19>
que et autres de l'industrie et du commerce serait fructueusement obtenu par le présent procédé sans nécessiter aucun polis- sage mécanique ou autre traitement.
On a utilisé pour l'argent avec d'aussi bons résultats de nombreux autres cycles de. galvanoplastie. Par exemple, la durée passa de 10 à 30 secondes avec une densité du courant câthodique de 15 amp. par pied carré (0,0929 m2). Les densités du courant anodique passèrent de 50 à 150 ampères .par pied carré (0,Q929 m2) au maximum pendant des périodes de temps comprises entre 2,5 et 9 secondes. Les densités du courant anodique tendent, avec l'argent, à diminuer à la fin des périodes. On peut réaliser l'argentage en employant des densités de courant ca- thodique aussi importantes que 100 ampères par pied carré (0,0929 m2).
EMI19.1
BXBgPLf VIII<
On a préparé au moyen des éléments essentiels suivants une solution aqueuse pour la dorure:
EMI19.2
<tb>
<tb> or <SEP> 0,51 <SEP> ounce <SEP> par <SEP> gallon <SEP> (14 <SEP> gr. <SEP> par <SEP> 3,78 <SEP> nit)
<tb>
EMI19.3
cyanure de pota,ssiw1J à 1'étaA natif 0,38 " (il fr . Le cycle de courant utilisé était:
EMI19.4
<tb>
<tb> temps <SEP> courant <SEP> - <SEP>
<tb> cathode <SEP> 15 <SEP> secondes <SEP> ' <SEP> 10 <SEP> amp. <SEP> par <SEP> pied <SEP> carré <SEP> (0,0929 <SEP> m2)
<tb>
EMI19.5
. anode 2 Il 10 Il (" ) La densité effective du courant était de 3 ampères
EMI19.6
par pied carré (0.,0929 m2).
L'or était déposé électrolytiquement sur une pièce brute rectangulaire, en scier.''L'or était de loin supérieur à toute dorure connue, par courant continu, au double point de vue de l'uniformité et de la coloration.
Les électrolytes des exemples précédents n'épuisent pas toutes les hypothèses mais sont de simples exemples de l'invention actuelle. Dans beaucoup de cas, l'électrode 28 uti- lisée dans chaque solution était constituée du même métal que celui qui était déposé. Cependant, l'électrode était une pièce - inerte, lors de la dorure. On peut effectuer 'la galvanoplastie A
<Desc/Clms Page number 20>
demanière satisfaisante, suivant cette invention;, quelle que soit ls nature des anodes.
EMI20.1
Pour illustrer un autre avant'-'ge du procfid 4e cette invention, il faut se r^f rer à la fig.6 du plan, nui représen- te une pièce rectangulaire 52 constituant un hoîtier ouvert aux extrémités. La pièce 52 est une forme courante de boîtier destine à enfermer des appareils et des instruments. Pour recouvrir des pièces identiques ou semblables à la nièce 52, il étnit nécessaire/autrefois, d'employer une anodeà l'inté-
EMI20.2
rieur du cadre 5 aussi bien que des anodes autour de 1'?;<térieur du cadre. Même alors, des dépôts f-lectrolytinues inégaux se produisaient souvent.
Par l'usage du cycle de coiqrnnt alternatif de cette invention, on a trouva in possibilité de recouvrir nlectrolytique-rient, de façon absolument uniforme, les deux surfaces intérieure et extérieure de In pièce de cpdre 5, sans se servir d''une anode c1Uelconaue située à l'int- rieur ou sans. recourir à d'autres expédients faisant perdre du temps. Le cuivrage d'un boîtier en scier correspondant
EMI20.3
à 18 pièce 5? a '')rodl1Í t un revêtement lisse et brillant sur les deux surfaces intérieure et extérieure de la pièce, en em-
EMI20.4
ployant uniquement des anodes extérieures. On ne s'attendait pas à ce que la pièce soit si bien plaquée avec des anodes extérieures seulement.
Une particularité importante de l'invention est cons-
EMI20.5
tituée par la répartition meilleure du <uàt>1 1¯;cvf', nui est assurée par le cycle à courant alternatif de cette invention dont la galvanoplastie des pièces des figs. 5 et 6 donne un
EMI20.6
exemple. Les densités du cour.ant ^lvanopl2stinze, roui sont uti- lisables même avec les pièces de surface compliquée, sont beaucoup plus Elevées nue ce ne serait possible en se servant du courant continu.
EMI20.7
Les dépôts électrolytiques nroc1uits par 1'invention ont des propriétés mécaniques aussi bien que chimiques supérieures à celles du'recouvrement produit par les procèdes clas-
<Desc/Clms Page number 21>
siques; ils sont par conséquent avantageux dans de nombreuses applications nécessitant les meilleures propriétés qu'on puisse obtenir pour le métal déposé électrolytiquement. La ferronnerie d'automobile, qui est soumise au frottement et est exposée à l'humidité ainsi qu'à des gaz délétères, peut être recouverte avec fruit d'un placage plus durable et plus résistant à la cor- rosion, par le procédé de la présente invention.
On constatera que des applications domestiques, soumises à des échauffements, à des acides de la nourriture et à d'autres. influences corrô- sives, seront susceptibles de dur.er plus longtemps et avec de meilleurs résultats, si elles sont fabriquées de la façon exposée ici. On peut supprimer le polissage ou le meulage mé- canique dan.s beaucoup de cas, notamment dans le cuivrage, l'argentage et le laitonnage, étant'donné qu'on aura trouvé la pièce plaquée aussi' brillante qu'on pourrait l'obtenir per n'im- porte quelle opération mécanique de polissage.
On peut préparer des matrices de gravage, des galvanos, des moules pour plastiques et d'autres:pièces semblables de formes compliquées, en recou- vrant électrolytiquement de 'métal, suivant la présente inven- tion, des-pièces brutes des corps en graphite ou en'carbone, des modèles-mère en cire ou en résine, tamponnés avec un re- vêtement conducteur superficiel de graphite ou de poudre mé- tallique, afin de créer un placage beaucoup plus durable et beaucoup plus résistant à l'usage que ce qu'on peut assurer par n'importe quel procédé-connu de galvanoplastie. Le métal plaquée se montrera beaucoup plus dur et plus résistant à la corrosion, dans les conditions.de'service, qu'un métal déposé de façon or- dinaire.
Le modèle sera suivi fidèlement sans recouvrement excessif des coins et des saillies. On obtiendra par conséquent des clichés d'impression et des matrices d'usage prolongé.
Quels que soient la forme, la grandeur ou l'usage de la pièce, toutes les opérations galvanoplastiques devraient être fructueuses en étant conduites avec du courant alternatif, suivant les enseignements de l'invention actuelle.
A
<Desc/Clms Page number 22>
Le recouvrement par courant alternatif de la préSente invention peut être mis en pratique dans tout type de dispositif ou d'appareil utilise ordinairement en galvanoplastie.
On trouvera généralement que des récipients en acier recouverts de caoutchouc donnent de bons résultats, bien nu'on puisse utiliser du bois, du verre ou d'autres matières. Les pièces à traiter peuvent être suspendues à un support fixe ou à un convoyeur mobile. La grandeur de l'appareil n'a amené aucune difficulté. La galvanoplastie par le cycle à courant alternatif a été mise en application aussi efficacement dans de petits vases en verre nue dans de grands récipients ayant une capacité . de plusieurs centaines de gallons d'électrolyte.
On appréciera le fait qu'on peut déposer lectrolyti- quement des alliages aussi bien que des métaux simples, par le présent procédé à courant alternatif. On peut recouvrir une pièce unique de plusieurs dépôts successifs de métal dans toutes les proportions voulues.
On peut agiter ou répartir l'électrolyte suivant des pratiques bien connues en galvanoplastie. On a trouvé souhaitable de maintenir un électrolyte propre, par exemple par un filtrage ou par une opération similaire, étant donné que les dépôts électrolytiques présentent une surface tellement polie que toute impureté solide, venant de l'électrolyte et déposée sur l'ouvrage plaqué, est bea.ucoup plus apparente que dans la galvanoplastie ordinaire. On peut modifier la température de l'électrolyte pour l'approprier aux exigences du recouvrement. Le cycle du courant fonctionne aussi bien à des températures d'eau bouillante qu'à des températures inférieures à l'ambiance.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
Coating.
This invention relates to electroplating and more especially to a new process thus due to the product resulting therefrom.
When applying metal electrolytic deposits to blanks, it is desirable to create a predetermined thickness of electrolytic deposit more quickly, with as large an amount as possible. In galvanoplasty, quality is such an important factor that speed is almost invariably sacrificed if it is necessary to obtain a good quality of electroplating. In current practice, it is well known that the highest degree of experience as well as unrelenting care and attention is required to produce uniform electroplated deposits of high quality.
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
Acceptable electroplating from a cOY'Jr: 1ercie.l point of view requires a. homogeneous coating, uniform and smooth. In many cases, the coating should be as shiny as possible to avoid further processing of grinding and excessive polishing. often content with a non-homogeneous, relatively irregular and
EMI2.2
dfpl? isB'111 'slow rough, because either it is too expensive to do a better job or, as is often the case
EMI2.3
In this case, one cannot produce an --old recovery. We then rely on polishing rt ', C2nlCue to 8mltorer the 4% state of the plated zal.
EMI2.4
Usually, electroplating must be carried out with relatively minimal current densities, in order to be certain of ensuring a satisfactory metallic deposition. Likewise, the gavnoplasty of irregularly shaped objects requires considerable experience, from the point of view of the arrangement of the anodes.
EMI2.5
and the judicious choice of current densities and electrolyte composition.
Thus, a cylindrical part t * 1% e ai.i'vn tube or a wire can be reopened by. electroplating with relatively high current densities and a plated metal is obtained generally of fairly good quality. Retort we treat
EMI2.6
more and more irregular shapes many .m8S nrobls arise and it becomes more and more difficult to ensure a uniform and horiogenic electrolytic deposit. A? square sheet is much more difficult to plate successfully than a cylinder, while a part with protrusions, recesses and cavities requires special conditions to ensure a good overlap work,
EMI2.7
We have experienced great difficulties p / -L ti-3iJli.érpr # mnt.
P cover, by electroplating, rough pieces of thick 6tallirtues deposits with a Fryer equal to or greater than µ 0.01 '(0.25: in). The electrolyte deposits toe (the Y1t to become more lumpy, rough, of irregular thickness and
<Desc / Clms Page number 3>
often present as coarse, crystalline or branched coatings. It has been found that electroplating tends to deposit good metal early, but that the structure and appearance of the deposit quickly becomes poor as the operation is continued.
By treating a blank with any electrolyte solution, the allowable current density is limited to. value which impoverishes the electrolyte located in the immediate vicinity of the treated part so that the number of ions of the metal is no longer sufficient to correspond to the electric current applied. Beyond this value, a certain quantity of the water in the electrolyte begins to decompose and hydrogen forms on the surface of the part being treated. This reduces the efficiency of the covering, as the hydrogen tends to cover the surface of the part. This phenomenon is known as polarization. The recovery is usually carried out at such a rate as to prevent the occurrence of a large polarization.
A certain bias appears even in the most carefully conducted collection operations, but can generally be kept within reasonable limits. The polarization causes inefficiency and irregularity of the coating and thus causes losses in the entire coating process.
The present invention provides for the application, to the part being treated, of current following a determined cycle: the current is applied so that a given thickness of metal is deposited electrolytically on the part, at predetermined intervals, then the current is reversed so that part of the electrolyte layer is removed, precisely the weak and low quality part. In this way, the blank is covered in such a way that it acquires a uniform deposit composed of a large number of particles of pure, very fine and homogeneously bonded metal. We have found many advantages in performing recovery
<Desc / Clms Page number 4>
EMI4.1
electrolytictue of parts according to the current cycle in accordance with
EMI4.2
this invention.
EMI4.3
We have. Formerly suggests performing electroplating by interrupting the operation at intervals and briefly juversing the current for a small fraction of a second in order to depolarize only the top layer and then resuming the operation. d! t / test '' '' 'fait does not produce any improvement..On the contrary, we = .Xr.tise completely unexpected excellent recoveries in <' DPliom'l1t, conform: l1 () jent to the invention, a sufficient reverse current during a tS "1PS long enough to remove the l2 part of the solid neutral covering and of low qunlit40 The main aim of the invention is to convert the gplvanoplpstir11J8 pot into an electrolytic layer. pure and} 1C- 1'ro <9ne.
The invention consists of: r111C2? ' e "'Pnt pn a DrocÂè! / deposit ?? lot'1J¯iCtJ plectl'olytin1Je on a piece 1W1Jt0," 11 '11 .0'18''1 d'BQ lsctro1yte; iI includes the: pyclica tion of 1. 'electro17te 1. 1 niece has, rute9 le p, r'ss "f': e of 111'1 current Atec.rirue 1 feed the part and the electrolyte in order to make this piôcr- cpth0è! iue, during the same period of time pr4âàtetmin'p, éJr-ns the nl1t to deposit '!; electrolytiq1J81' slow of "'71! tpi on 18 rd8ce, the inversion of the current in order to make the same part pnodirue, the current 2vpnt a density such and Rtant apply for vn te '"r) s sufficient for the weak metal and bass (" l1lit ôposÀ electrolytio1Je'11ent be removed ;, the Y (' 8tel d ± pcsÀ! 18ctrol ,, 'tiC'lJ': Plent ( not the part itself) being soluble d 0ns 1 - ': fiīecttolyrte during the application of the reverse current:
, and the "repetition of the current cycle until no previous thickness of pure metal has been deposited flectrolyt 5.01J8", "Ocmt
EMI4.4
on the part.
EMI4.5
The invention will become clear after 1 "description
EMI4.6
following detailed description given by way of example and illustrated in the accompanying drawing.
EMI4.7
.
<Desc / Clms Page number 5>
The fig.l is a vertical section of an electroplating device.
Fig.2 is a graph giving the time as a function of the current used in the galanoplastic cycle.
Fig. 3 is a cross section, fragmentary and greatly enlarged, of a blank and its electrolytic coating deposited by conventional methods-,
Fig. 4 is a fragmentary and greatly enlarged cross-section of a blank and its electrolytic deposit deposited according to the process according to the invention.
Fig.5 is a perspective view of an electromagnet, and Fig.6 is a perspective view of a rectangular frame.
According to the invention, not only can the electroplating be carried out at higher speeds than those which are usually possible, but, more importantly, the quality of the electrolytic deposits produced can be controlled so that they are greater than all that has been obtained previously in the technique of recovery.
In summary, it has been found that the electroplating process as well as the electrolytically produced deposits can be greatly improved by applying an alternating current to the workpiece subjected to electroplating, whereby the workpiece is alternately cathodic for a period of time ranging from about 2 seconds to 40 seconds, then anodic for a period of time ranging from about 0.5 sec. at 10 seconds. The anode phase of the current cycle should be of sufficient current density and be applied for a time long enough to loosen the weak, low quality metal deposited during the previous cathode phase of the cycle.
In particular, the anode or "off-plate" part of the cycle should apply at least 10% of the 'Coulombs of the current supplied to the raw partēduring the part.
<Desc / Clms Page number 6>
EMI6.1
cathodic cycle. The best results are obtained 1: 1 1) for the overlap of almost every 1.it.vi> x, when In pnpse pnodiaue of the current applies to the part between 20 and 40 "1 of the Covlornbs of the current applied during the cithodinous cycle of cy-
EMI6.2
key.
The cathodic phase of the cycle will recover may
EMI6.3
have a current density many times greater than the allowable current density in the DC ssicue recovery process. Since the recovery phase of the cycle lasts only about 2 to 40 seconds, the polarization is negligible and does not pinch to such a severe degree what would appear if there is. same current density made
EMI6.4
used with the use of direct current. When the current
EMI6.5
is reversed and the part made pnodinue, it is often sovbmit, -bl.e to transmit a current density nuelou: Jeu Sl1neure than that of the cathodic phase of the current or overlap nh ^ se of the cycle.
In many cases, excellent results are obtained when the current density is reduced. t from 50 to 100 more 7¯eve than the current density c> thodic.
Many unexpected results have been obtained by electrolytically depositing a -tpl onto a blank with an electrolyte making use of the AC cycle which constitutes the article of this invention. The speed required for depositing metered data on a blank is highly 2 CC1Je, and in many cases, the recommended thickness of the jar will not be applied by means of the jar. :! ê'J1e electrolyte, in a terrrps comprised between 50 and 20V of that necessary when only the continuous current is used. However, the main advantage is Ip or? ltt rprnU2ble of the 7lpt81 d4pos 'p, electrolytiouement pp' The process according to this invention The surfaces of the electrolytic deposits are much more shiny.
In many cases, deposits -1 pc- 5l,
<Desc / Clms Page number 7>
Trolytics created in practice by the present invention are so smooth and polished that nothing comparable has ever been obtained before by any electroplating process.
..In almost all cases (except in the case of chrome, as will be explained later), the equality, la. hardness, uniformity, color and corrosion resistance of the metal electrolytically deposited by the process according to this invention are absolutely superior to those of the same metals covered with the same electrolyte using current continued. Other advantages of the invention will become apparent later, when the process will be described in detail.
Fig.l of the plan shows an electroplating tank 10 provided with an inner jacket 12, chemically unassailable, in which is the electrolyte 14 having a composition suitable for plating the desired metal. Conductor bars
16 and 18 are each powered by the alternating current source 20 meeting the requirements set forth herein. The alternating current source 20 may be an alternator designed to generate current according to the desired cycle. In other cases, the alternating current source 20 may be a direct current source, such as a battery, dynamo or rectifier, which is combined with suitable relays reversing switches and with switches. resistors actuated by a timer, in order to reverse the current at predetermined times in accordance with the invention.
In other cases, one can imagine. other appropriate mechanisms to achieve the desired current cycle. The conductor bar 16 carries a hook 22 which holds the blank 24 to be pressed. The hook 26, supported by the conductor bar 18, carries a suitable anode 28.
Fig. 2 of the plan illustrates the cycle of the alternating current which is applied to part 24 by generator 20. At point 0-A, blank 24 becomes cathodic and begins to cover itself with metal. For most purposes, the current density in A will be greater than that normally used.
<Desc / Clms Page number 8>
However, by using direct current only, everything else is equal. However, it should be heard naked. It is not essential to use higher currents or those normally employed when using direct current only. This will ensure an excellent re-rating of the blank, even if the current density in A @ is lower than normal.
The present invention results in a wider range of current densities than before. The only limitation is that the current density at A must not reach such a high value that the plated metal overheats or excessive gas evolution or other effects occur during the brief moment when the part is cathodic. The time from A to B can be roughly between
2 to 40 seconds. The time chosen will depend on the electrolyte to which the process is applied / the shape of the part being treated, as well as other conditions. The cathode current between A and B is figured as a constant current.
However, the current does not have to be uniform; it can be wavy or pulsating, for example by superimposing an alternating current on the direct cathode current, or the current may have a higher value at point B at point A. Usually, however, the current between A and B will be relatively constant, since a uniform current is most easily and economically obtained. At point B, the current is suddenly reversed to the value C, and part 24 is rendered anodized. As shown, the density of the anode current at C is greater than the density of the cathode current.
In most cases, it will be found that no higher anode current density is required to ensure the results advertised by the invention. However, in many cases it has been found that the density of the anode current may be the same as the density of the cathode current. The important criterion of the anodial or inverted current in C, is that it is related to the electrolyte so that a
<Desc / Clms Page number 9>
good amount of the electroplating layer is removed. The anode current is applied for a period of time ranging from about 0.5 to 10 seconds, depending on the corresponding cathode or recovery current.
The product of time by the anode current should have a Coulomb value equal to at least 10%, and preferably between 20 and 40%, of the Coulombs of the current applied during the cathode part of the cycle. The current between C and D does not have to be constant as shown: it can be wavy or pulsating or variable in any way. In D, the current is again reversed, the blank is made cathodic and the cycle begins again. In all cases, the cycle will be asymmetrical. The 0-A-B-C-D-E cycle is repeated until a suitable thickness of metal covers the blank. The blank is removed from the electrolyte 14 preferably during the CD portion of the cycle, when the part is anodic, since the polish of the plated metal is best at this time.
When the. part 24 is subjected to the current cycle shown in FIG. 2, it will be noted that the electrolyte 14dépov Vitesse between points A and B, for approximately 2 to 40 seconds. Experience has shown that the metal deposited during this time does not have a uniform quality, but an irregular quality. It has been found that the metal deposited first is of better quality and is more solid than the metal deposited afterwards; in particular, the subsequently deposited metal becomes less dense, coarser in structure and less polish and uniform. Sharp protrusions, raised spots, and corners tend to firm the deposited metal more quickly than flat areas or indentations.
When subjected to the anode portion of the cycle between points C and D, the low quality, weak metal is removed, leaving an electroplated deposit of very good metal. The "unplating" part of the cycle does not do more than remove loose metal. Experience shows that the previously deposited metal
<Desc / Clms Page number 10>
The excess material is preferably dissolved so as to remove more metal from rough corners, edges and protrusions (such as high points, knots and the like which are microscopically raised) than from flat areas and general surfaces.
Scratches, pores and other discontinuities and imperfections in the surface of a raw part are likewise unexpectedly dealt with by the overlap done in an alternating current cycle. Referring to figs. Z and 4 of the plan, these illustrate greatly enlarged cross sections of a blank 30 having a burr 32, a scuff 34 and a pore 36 composed of a relatively non-conductive inclusion, such as, for example, a grain of metal oxide, slag, coal or sand. On the part of FIG. 3, when it is subjected to the normal direct current coating, the electrolytic deposition of metal tends to strongly accelerate its growth on the burr 32, according to a well-known phenomenon.
As a result, a knot 38 is created on the burr 32, particularly if the overlap is of appreciable thickness. At the scratch 34, the electroplated metal forms an exaggerated hollow 40 which has relatively vertical flanks which are thicker than the main portion of the electroplated metal, while the hollow of the scratch is deposited at a thickness. less than in the main part of the electrolytically deposited metal. At pore 36, the electrolytically deposited metal forms a slightly thicker lip surrounding the pore without any metal being deposited in practice on the relatively non-conductive inclusion. It is evident that the surface of the plated part 30 of Fig. 3 becomes rougher as the coating is continued.
For resistance to. corrosion, the deposited metal is not satisfactory, since there are parts much thinner than the average thickness of the deposited metal and since these
<Desc / Clms Page number 11>
weaker parts will obviously give way before the average thickness of the deposited metal is attacked.
Fig. 4 of the drawing shows a plated blank 30, which shows the improvement in electrolytic deposition achieved by the use of the alternating current coating process according to the invention. When the blank 30, which has a burr 32, a scuff 34 and a pore 36, is subjected to electroplating following the alternating current cycle, a corresponding projection is electrolytically deposited on the burr 32; however, it has a larger radius and much less difference in height with the neighboring middle layer of metal than would occur with direct current overlap. No nodules form. It will be found that the metal is plated over the scratch 34-such that it almost fills the scratch. Consequently, the scratch is made less prominent.
This now results in better protection as well as a more even surface. The inclusion 36 is soon-completely covered by the method of the current invention. It will be apparent that the surfaces created by the coating according to the invention are smoother than the original surface of the raw metal. The uniformity of the plated metal is far superior to any electroplating previously produced by conventional methods. It should be understood, of course, that only small or microscopic irregularities are equalized. ' The main contours of the blank are totally followed and matched by the deposited metal.
Unexpected results, like those shown in the. fig.4, can for example be explained as follows but can also come from other causes arising from the process of this invention. After the metal has been deposited on the raw part 24 for about 2 to 40 seconds, low quality, weak metal is removed during the next anode part of the cycle and is redissolved in the immediate vicinity.
<Desc / Clms Page number 12>
of the blank. Any elevations, corners or protrusions, are "displaced" at a faster rate than the major planar regions of the electroplate. There is more metal 44 removed at the burr than on the rest of the cover.
The metal in the scratch 46 'is removed at a slower rate than the lips of the scratch or other parts of the curl.
When the cathode portion of the recovery cycle is reapplied to the blank, the concentration of the metal in the vicinity of the blank is abnormally high and therefore the recovery begins and is maintained for part of the period with a approximate 100% yield, in lots of electrolytes. The concentration of the metal in and near the scratch 34 is high enough to quickly flatten the 2 sides of the scratch, and the scratch is filled in faster than the main layer of deposit metal. However, protrusions such as 44 do not thicken much more than the main layer. Therefore, no knotting or developing effect occurs.
By being repeated, the anodid part of the cycle again reduces the protrusions in preference to scratches or scratches. other microscopic hollows and a progressively more uniform surface is thus obtained. The anode part, combined with the cathode part of the current cycle, will impart new and unforeseen characteristics to the plated metal.
Other beneficial effects ensured by. the anode part of the cycle resides in the metal ion reloading near the blank, removing low quality and weak metal. The anode part of the cycle therefore does not represent wasted energy since the recovery during the. subsequent cathode part of the cycle is activated and is more efficient as a result of the replenishment of metal in the nearby electrolyte.
<Desc / Clms Page number 13>
In practice of the invention, exceptionally favorable results have been obtained by electrolytically depositing copper, brass and silver. Electroplates of zinc, nickel, tin, cadmium and gold have been produced which are superior in many respects to those obtained by any conventional electroplating process.
In all these cases, the electrolytes used spread out those used normally. No substantial modification of the composition is necessary to obtain the advantages of the present invention. It was found that the current cycle. The alternative of this invention gives good results not only with conventional recovery electrolytes but also with electrolytes modified to better match the current to the metal to be treated. A single exception was encountered in the chromium deposit when the reverse or "displacement" current was applied, it was the raw metal which came off instead of the chromium foil.
Some examples follow, of various electrolytes, employed and metals deposited with the AC cycle according to this invention:
EXAMPLE l.-
An electrolyte containing copper 7.35 ounces per gallon (208.37 gr. Per 3.78 lit.) was prepared uncombined potassium cyanide 1.80 ounces per gallon (42.52 gr. Per 3.78 lit.). ) potassium hydroxide 2.48 ounces per gallon '' (70.3 gr. per 3.78 lit.) additional agent :. 8 ccm per gallon '(3.78 bed).
The complex shaped blank 50 shown in FIG. 5 of the drawing was covered in an electrolytic bath as shown in fig.l. Part 50 is an iron-cobalt alloy electromagnet having an approximate area of 1/12 of a square foot (0.0077 m2). The conditions set required for the electrolytic coating a thickness of copper, ranging from approximately 0.018 "to 0.020" (0.45 to 0.50 mm), having a total weight of between 28 and 33 grams. We will immediately recognize-
<Desc / Clms Page number 14>
ment that the covering of the part 50 would be very difficult if a reasonably smooth and uniform plating was required. The temperature of the electrolyte varied between 140 F and 210 F (60 to 99 C). The pH was maintained at 12 or above.
Electrode 28 was a copper anode. Part 50 was treated in the copper electrolyte, following the following cycle of alternating current:
EMI14.1
<tb>
<tb> Time <SEP> Running
<tb> Cathode <SEP> 15 <SEP> seconds <SEP> 65 <SEP> Amps <SEP> per <SEP> foot <SEP> square <SEP> (0.0929 <SEP> m2)
<tb> Anode <SEP> 3 <SEP> "<SEP> 100 <SEP>" <SEP> <SEP> "<SEP> (0.0929 <SEP> m2)
<tb>
The effective current density was 37 amps per square foot (0.0929 m2). In a plating time of 5 hours, several magnets corresponding to part 50 were coated with 3.7 and 32, ¯ gr. copper, respectively.
To ensure the same weight of copper on the electromagnets, the recovery required between 9 and 11 hours with the copper plating system known to be the fastest and usable with direct current. In addition to the faster recovery by the process of this invention, the copper foil deposited on part 50 was brighter and more even than any previously known copper plating. She was extremely adherent.
Samples of the copper coating produced by the process of this invention were removed at magnet 50 and their density was found to exceed by about 25 to 50% the density of a copper coating of equivalent thickness. - slow, as good as it would be possible to get from a direct current bath of roughly the same composition. The coppery metal prepared by the practice of this invention was flexible and much harder than conventional thong deposited copper. The latter broke easily when bent in a finger and exhibited a rough crystalline structure, while the copper foil of the present invention did not break and instead exhibited considerable elasticity when bent. in the hand.
When n
<Desc / Clms Page number 15>
From the breaking of the copper foil of this invention, it was observed that the struture was much thinner than that of the best direct current plated copper.
Various copper blanks using the AC cycle of this invention have withstood corrosion much better than conventional copper plating. Through. For example, a thickness of 0.000511 (0.0127 mm) of copper plated by direct current on steel plates offered less resistance to corrosion by a salt spray jet than a thickness of 0.00035 "(0 , 0089 mm) of copper plating produced by the process of this invention.
EXAMPLE II.-
A copper cyanide electrolyte similar to that of Example I was applied to a part identical to that shown in Fig. 5 of the plane subjected to electroplating following the cycle below.
EMI15.1
<tb>
<tb> current <SEP> time
<tb> cathode <SEP> 15 <SEP> seconds <SEP> 90 <SEP> amp. <SEP> by <SEP> foot <SEP> square <SEP> (0.0929 <SEP> m2)
<tb>
EMI15.2
anode 5 he 90 he he he he rr
The effective current density was 45 amps. per square foot (0.0929 m2). In 3, 1/2 hours, were deposited on the part 30.37 gr. of copper having a thickness of 0.012 "(0.3 mm).
The copper film had a very smooth and shiny appearance. Electrical strength testing of the copper film indicated that it was as conductive as 31 grams (thickness 0.01811, or 0.451 mm) of copper applied through the same bath for a period of 11 to 12 hours using direct current.
EMI15.3
EXAMPLE III Either the following copper-Rochelle salts electrolyte:
EMI15.4
<tb>
<tb> Cyanide <SEP> of <SEP> follow <SEP> 4 <SEP> ounces <SEP> per <SEP> gallon '<SEP> 113 <SEP> gr. <SEP> by <SEP> 3.78 <SEP> lit. <SEP>)
<tb> Sodium <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 5.1 <SEP> "<SEP> 145 <SEP>"
<tb> Sodium <SEP> carbonate <SEP> <SEP> 2 <SEP> "<SEP> 57 <SEP>"
<tb> Sodium <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 5.1 <SEP> "<SEP> (145 <SEP>")
<tb>
The electrolyte temperature was 160 F (71 C).
<Desc / Clms Page number 16>
EMI16.1
The following alternating current cycle is applied to the complex shaped piece of lp:
EMI16.2
<tb>
<tb> Current <SEP> time
<tb>
EMI16.3
cathode 14 seconds 90 8p. per foot cprrp (0.0929 m2)
EMI16.4
<tb>
<tb> anode <SEP> 3,5 <SEP> "<SEP> 120 <SEP>"
<tb>
EMI16.5
The effective density of the current is near 48 ^ per square foot (0.0929 m). The warehouse produces electrically stc: i t polished and 1J11i. Copper has a r <11,:, aissi 'high lity than c, it produces with 16 cyanide electrolyte si.n; 1-e of Examples I and II.
EXAMPLE, 17.-
EMI16.6
An electrolyte for the pitonation is prepared as follows
EMI16.7
<tb>
<tb> cyanide <SEP> of <SEP> copper <SEP> 30 <SEP> gr. <SEP> per <SEP> liter
<tb> <SEP> zinc <SEP> cyanide <SEP> 9.49
<tb> <SEP> sodium <SEP> <SEP> 56 <SEP> cyanide "
<tb>
EMI16.8
The temperature of the electrolyte is 100 F (78 C) <Rectangular steel plates with an area of 0.1 feet
EMI16.9
copper-plated c9rrÁ (0.009s m2) were coated in the brass electrolyte by using the following decreasing values:
EMI16.10
<tb>
<tb> times <SEP> are running
<tb>
EMI16.11
cathode 3 seconds 150 to 25 amD.p2r square foot (0.0929 mu}
EMI16.12
<tb>
<tb> anode <SEP> 0.8 <SEP> "<SEP> 95 <SEP> to <SEP> 67 <SEP>"
<tb>
The effective current density was 50 amps. -because
EMI16.13
square foot (0.0929 nW). An unexpected result was that the electroplated deposit was a very shiny brass. It is often possible to obtain shiny brass directly by plastic surgery; previously this has never been commercially split possible for any known coating process. Brass film tests have shown (lU it was more equal and more homogeneous than the usual 1-layer film, just as it adhered more strongly and was much more resistant to corrosion.
The brass was more compact than that obtained by direct current electroplating.
<Desc / Clms Page number 17>
EXAMPLE V.-
A zinc electrolyte was prepared with the following constituents:
EMI17.1
<tb>
<tb> <SEP> zinc <SEP> cyanide <SEP>. <SEP> 8 <SEP> ounces <SEP> per <SEP> gallon <SEP> (227 <SEP> gr. <SEP> per <SEP> 3.78 <SEP> lit.)
<tb> <SEP> sodium cyanide <SEP> 5 <SEP> "<SEP> (142 <SEP>" <SEP>)
<tb> <SEP> sodium hydroxide <SEP> 11 <SEP> "<SEP> (132 <SEP>" <SEP>)
<tb>
Rectangular sheets having an area of -0.1 square feet (0.0093 m2) were coated with zinc electrolyte under the following conditions:
EMI17.2
<tb>
<tb> current <SEP> time
<tb> cathode <SEP> 15 <SEP> seconds <SEP> 60 <SEP> amp. <SEP> by <SEP> foot <SEP> square <SEP> (0.0929 <SEP> m2)
<tb> anode <SEP> 2 <SEP> "<SEP> 65 <SEP>" <SEP> It
<tb>
The effective current density was 45 amps per square foot (0.0929 m2).
A uniform and smooth zinc deposit was produced thanks to the electroplating cycle of this. Example. The zinc surface exhibited a gloss equal to that produced by the best direct current process known today. Additionally, the zinc of this example was deposited as a thinner and more uniform coating than any other coating produced heretofore.
EXAMPLE VI. -
An electrolyte for cadmium plating had the. following composition:
EMI17.3
<tb>
<tb> <SEP> cadmium <SEP> oxide <SEP> 3,5 <SEP> ounces <SEP> per <SEP> gallon, <SEP> 99 <SEP> gr. <SEP> by <SEP> 3.78 <SEP> lit.)
<tb> <SEP> sodium <SEP> <SEP> 14.5 <SEP> "<SEP> (411 <SEP>") cyanide
<tb>
A steel part, consisting of a rectangular sheet 0.1 square foot (0.0093 m2) in area ;, was immersed in the electrolyte and plated with the following current:
EMI17.4
<tb>
<tb> times <SEP> are running
<tb> cathode <SEP> 15 <SEP> seconds <SEP> 40 <SEP> amp. <SEP> by <SEP> foot <SEP> square <SEP> (0.0929 <SEP> m2)
<tb> anode <SEP> 2 <SEP> "<SEP> 60 <SEP> Il <SEP>" <SEP> "
<tb>
The effective current density was 28 amps per square foot (0.0929 m2).
The cadmium plating produced was a notable improvement over any known cadmium plating with direct current.
The overlays were exceptionally smooth and provided a shiny, polished appearance.
<Desc / Clms Page number 18>
EMI18.1
In such a penetrator, steel samples were coated in the c! "'D1: 1ium electrolyte, under the following conditions:
EMI18.2
<tb>
<tb> current <SEP> time
<tb>
EMI18.3
cathode 15 seconds 60 1 # ap <ppr foot cprr '((0, 08;:? f) mù) 8nOde 2 if 60' 1 '1
EMI18.4
The effective current density is au5 pn. for square foot (0.0929 m2). The C ^ d "'¯1?; E obtained by following this cycle ev-'it a G 1.18 11 t, (also weighs that' 0.r001Ji te (':] 1 s? C0nfor- = 1rnt eu cycle of run previous.
E: #E. '. PLL VII.A silver electrolyte has 4t' pr0p "" l "! With I." following composition: silver cypnure ................. 40 gr. per liter
EMI18.5
potassium cyanide ............. 62.5 fi potassium cyanide in the free state 40 "potassium carbonate ........... 50"
EMI18.6
potassium hydroxide .... ...... 10 tel
The bath temperature was 80 C. The following AC cycle was used:
EMI18.7
running time
EMI18.8
<tb>
<tb> cathode <SEP>, <SEP> 20 <SEP> seconds <SEP> 15 <SEP> amp. <SEP> by <SEP> foot <SEP> square <SEP> (0.0929 <SEP> m2)
<tb> anode <SEP> 4 <SEP> "<SEP> 25 <SEP>"
<tb> (in average <SEP>)
<tb>
EMI18.9
L2 effective density of the cournnt 4t? I.t of 8 amp. p'Or catté foot (0.092? rn2).
L'8rRent dpos Fl ecti? Olj7tiaue.; Average pn r-u, of this electrolyte, by using the indicative current cyci p oeej aviit an extr <'Jordi1 "' i T'G:" S2: t Dnito. AUC11 "l 'olisS: '19 ci> ill8vl; -> gp.' 0éc <: enioue T1't" r? 1t '' 1CPSS7¯Te / t ,,,, nt rJonn / ave l'er; snt ftpit ussi brilliant that we could get it per n'inport9 ouel tr "'itel1 (' nt l: 1; cRniGue. Conmpr! .1tivRY11:, lt, l'2rent: e due to i'.11 usual direct current offered a -ppr'rpnce; ,, o: īns dump, unpleasant and Dlpte. The mrgeiJt film produced by the present invention 4tr'it eJ; cepts.c-nnel-1 st <irJ-t homogeneous , smooth and uniform The silver plating fa, '¯sawt USé' :: -: e dl) conrent the alternative of this invention would be tOl) t B ±> 1.t suitable for immediate use.
L9 =? Annuity for do'nesti- uses
<Desc / Clms Page number 19>
and others of industry and commerce would be successfully obtained by the present process without requiring any mechanical polishing or other treatment.
Many other cycles have been used for silver with equally good results. electroplating. For example, the duration was reduced from 10 to 30 seconds with a thermal current density of 15 amps. per square foot (0.0929 m2). The anode current densities increased from 50 to 150 amps per square foot (0.1929 m2) at most for time periods between 2.5 and 9 seconds. The densities of the anode current tend, with the silver, to decrease at the end of the periods. Silver plating can be accomplished by employing cathodic current densities as great as 100 amps per square foot (0.0929 m2).
EMI19.1
BXBgPLf VIII <
An aqueous solution for the gilding was prepared using the following essential elements:
EMI19.2
<tb>
<tb> or <SEP> 0.51 <SEP> ounce <SEP> per <SEP> gallon <SEP> (14 <SEP> gr. <SEP> per <SEP> 3.78 <SEP> nit)
<tb>
EMI19.3
potassium cyanide, ssiw1J at native etaA 0.38 "(il fr. The current cycle used was:
EMI19.4
<tb>
<tb> current <SEP> time <SEP> - <SEP>
<tb> cathode <SEP> 15 <SEP> seconds <SEP> '<SEP> 10 <SEP> amp. <SEP> by <SEP> foot <SEP> square <SEP> (0.0929 <SEP> m2)
<tb>
EMI19.5
. anode 2 Il 10 Il (") The effective current density was 3 amps
EMI19.6
per square foot (0.0929 m2).
The gold was electrolytically deposited on a rectangular piece of rough sawn. '' Gold was far superior to any known gilding, by direct current, in both uniformity and coloring.
The electrolytes of the preceding examples do not exhaust all the assumptions but are simple examples of the current invention. In many cases, the electrode 28 used in each solution was made of the same metal that was deposited. However, the electrode was one piece - inert, when gilding. We can perform 'electroplating A
<Desc / Clms Page number 20>
satisfactorily, according to this invention, whatever the nature of the anodes.
EMI20.1
To illustrate a further advance of the process of this invention, reference should be made to fig. 6 of the plan, which shows a rectangular piece 52 constituting a housing open at the ends. Part 52 is a common form of housing for enclosing apparatus and instruments. To cover parts identical or similar to niece 52, it was / formerly necessary to employ an anode inside.
EMI20.2
inside the frame 5 as well as the anodes around the inside of the frame. Even then, uneven f-electrolyte deposits often occurred.
By the use of the reciprocating cycle of this invention, it has been found in possibility of electrolytic coating, absolutely uniformly, the two inner and outer surfaces of a part of cpdre 5, without using an anode. c1Uelconaue located inside or without. resort to other expedients that waste time. The copper plating of a corresponding sawn case
EMI20.3
to 18 room 5? a '') rodl1Í t a smooth and shiny coating on both the interior and exterior surfaces of the part, em-
EMI20.4
bending only outer anodes. The part was not expected to be so well plated with exterior anodes only.
An important feature of the invention is
EMI20.5
tituée by the better distribution of <uàt> 1 1¯; cvf ', harm is provided by the alternating current cycle of this invention including the electroplating of the parts of figs. 5 and 6 gives a
EMI20.6
example. The densities of the electrolytic coil are usable even with parts of complicated surface, are much higher than would be possible by using direct current.
EMI20.7
The electrolytic deposits produced by the invention have mechanical as well as chemical properties superior to those of the coating produced by conventional methods.
<Desc / Clms Page number 21>
sics; they are therefore advantageous in many applications requiring the best properties obtainable for the electrolytically deposited metal. Automotive hardware, which is subject to friction and is exposed to moisture and noxious gases, can be successfully covered with a more durable and corrosion-resistant plating by the process of the present invention.
It will be noted that domestic applications, subject to heating, to food acids and others. corrosive influences, will likely last longer, and with better results, if manufactured in the manner set forth herein. Polishing or mechanical grinding can be omitted in many cases, particularly in copper plating, silver plating and brass plating, given that the plated part will have been found to be as shiny as could be. obtain any mechanical polishing operation.
Engraving dies, galvanos, molds for plastics and the like can be prepared, like parts of complicated shapes, by electrolytically coating with metal, according to the present invention, raw parts of graphite bodies. or carbon, wax or resin mother models, stamped with a surface conductive coating of graphite or metallic powder, to create a plating much more durable and much more wear resistant than this. which can be ensured by any known electroplating process. The plated metal will be much harder and more resistant to corrosion, under service conditions, than a metal deposited on a regular basis.
The pattern will be followed faithfully without excessive overlap of corners and protrusions. We will therefore obtain printing plates and matrices of extended use.
Regardless of the shape, size or use of the part, all electroplating operations should be successful when conducted with alternating current, following the teachings of the present invention.
AT
<Desc / Clms Page number 22>
The alternating current coating of the present invention can be practiced in any type of device or apparatus commonly used in electroplating.
Rubber covered steel containers will generally be found to work well, although wood, glass or other materials can be used. The parts to be treated can be suspended from a fixed support or from a mobile conveyor. The size of the apparatus brought no difficulty. Alternating current cycle electroplating has been implemented equally effectively in small bare glass vessels in large vessels with capacity. several hundred gallons of electrolyte.
It will be appreciated that alloys as well as simple metals can be electrolytically deposited by the present alternating current process. A single piece can be covered with several successive deposits of metal in any desired proportions.
The electrolyte can be stirred or distributed according to well-known practices in electroplating. It has been found desirable to maintain a clean electrolyte, for example by filtering or a similar operation, since the electrolytic deposits have such a polished surface that any solid impurity, coming from the electrolyte and deposited on the plated work, is bea.ucoup more apparent than in ordinary electroplating. The temperature of the electrolyte can be changed to suit the requirements of the recovery. The current cycle works at both boiling water temperatures and below ambient temperatures.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.