BR112012008978B1 - Método para realizar eletrodeposição de cilindro pelo uso de um banho de deposição de alumínio ou liga de alumínio - Google Patents
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Abstract
"método para realizar eletrodeposição de cilindro pelo uso de um banho de deposição de alumínio ou liga de alumínio". é provido um método de eletrodeposição de cilindro no qual uma falha de deposição e uma falha de adesão tal como bolha ou delaminação são menos propensas a ocorrer, independente da quantidade de peças de trabalho a ser depositadas, e4 é possível obter um depósito uniforme sem área queimada nem falha no brilho. o método compreende usar um banho de deposição de alumínio ou liga de alumínio para conduzir eletrodeposição de cilindro, e é caracterizado pela rotação, agitação e oscilação de um anodo (6) disposto dentro de um cilindro (4) no qual uma peça de trabalho a ser depositada foi disposta, aplicar uma tensão entre o anodo e um catodo disposto na parede interna do cilindro, e girar, agitar ou oscilar o cilindro.
Description
“MÉTODO PARA REALIZAR ELETRODEPOSIÇÃO DE CILINDRO PELO USO DE UM BANHO DE DEPOSIÇÃO DE ALUMÍNIO OU LIGA DE ALUMÍNIO”
CAMPO TÉCNICO [0001] A presente invenção diz respeito a um método de deposição de cilindro e, particularmente, a um método de eletrodeposição de cilindro de alumínio ou liga de alumínio para pequenas partes tais como pernos e parafusos.
FUNDAMENTOS DA TÉCNICA [0002] O relatório descritivo do pedido de patente japonês No. Sho 49130 (Documento de patente 1) descreve um método e aparelho para suportar rotacionalmente um cilindro em um tanque de deposição. O aparelho de deposição descrito no documento tem um cilindro configurado para receber peças de trabalho, um catodo inserido no cilindro e configurado para entrar em contato com as peças de trabalho, e um anodo colocado fora do cilindro.
[0003] A figura 6 é uma vista seccional transversal mostrando esquematicamente um exemplo de um aparelho de deposição de cilindro usado em um método de eletrodeposição de cilindro convencional. Como mostrado na figura 6, o aparelho de eletrodeposição de cilindro convencional 100 tem um cilindro 104 rotacionalmente suportado em um tanque de deposição 102. Peças de trabalho W são recebidas dentro do cilindro 104. Além do mais, catodos 106 são colocados dentro do cilindro 104 e configurados para entrar em contato com as peças de trabalho W recebidas no cilindro 104. Por outro lado, um anodo 108 é colocado no tanque de deposição 102, mas fora do cilindro 104. Para deposição, enquanto o cilindro está sendo rotacionado, uma tensão é aplicada entre o anodo 108 e os catodos 106, e assim uma corrente passa entre o anodo 108 e as peças de trabalho W em contato com os catodos 106.
LISTA DE CITAÇÃO
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 7/68 / 28
LITERATURA DE PATENTE [0004] Literatura de patente 1: Relatório descritivo do pedido de patente japonês No. Sho 49-130
SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMAS TÉCNICOS [0005] Quando eletrodeposição é conduzida pelo uso do aparelho de deposição de cilindro descrito no relatório descritivo do pedido de patente japonês No. Sho 49-130, um potencial catódico é aplicado nas peças de trabalho, pela colocação das peças de trabalho em contato com os catodos inseridos no cilindro. Dessa maneira, quando a quantidade das peças de trabalho no cilindro é pequena, existe um problema em que contato suficiente dos catodos com as peças de trabalho e contato suficiente das peças de trabalho uma com a outra não são garantidos, causando falha de continuidade elétrica em algumas das peças de trabalho. Mesmo quando ocorre falha de continuidade elétrica somente em uma do grande número das peças de trabalho, ocorre fenômeno bipolar, causando pontos nus, falha de adesão, e deposição não uniforme, de forma que revestimentos metalizados favoráveis não podem ser obtidos. Além do mais, quando a quantidade de peças de trabalho é grande, a quantidade total da corrente elétrica necessária para a deposição é aumentada, e a tensão do banho também aumenta. Esta grande corrente passa do anodo para fora do cilindro através de aberturas providas em uma parede do cilindro. Consequentemente, surge um problema de que a corrente concentra nas aberturas, de forma que ocorre depósito anormal do metal de deposição denominado depósito queimado.
[0006] Em particular, deposição de alumínio e deposição de liga de alumínio não aquosa apresentam um problema em que o ocorre o facilmente fenômeno bipolar e, quando ocorre falha de contato em peças de trabalho, pontos nus e falha de adesão ocorrem acentuadamente.
[0007] Dessa maneira, um objetivo da presente invenção é prover um
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 8/68 / 28 método de eletrodeposição de cilindro que é menos propenso a pontos nus e falha de adesão tais como bolhas e descamação, e que possibilita obter revestimentos metalizados uniformes livres de depósitos queimados ou brilho inadequado, independente da quantidade das peças de trabalho.
[0008] Em particular, um objetivo da presente invenção é prover um método de eletrodeposição de cilindro capaz de metalizar eficientemente alumínio ou uma liga de alumínio em peças de trabalho.
SOLUÇÃO PARA OS PROBLEMAS [0009] Para solucionar os problemas supradescritos, a presente invenção provê um método para realizar eletrodeposição de cilindro pelo uso de um banho de deposição de alumínio ou liga de alumínio, o método compreendendo uma etapa de rotacionar, oscilar ou vibrar um anodo colocado dentro de um cilindro que recebe peças de trabalho, ao mesmo tempo rotacionando, oscilando ou vibrando o cilindro, com uma tensão sendo aplicada entre o anodo e um catodo provido em uma superfície de parede interna do cilindro.
[00010] De acordo com a presente invenção assim configurada, as peças de trabalho recebidas no cilindro tornam-se eletricamente contínuas para o catodo provido na superfície de parede interna do cilindro. O cilindro é rotacionado, oscilado ou vibrado. Além do mais, o anodo é colocado no cilindro, e é rotacionado, oscilado ou vibrado por uma unidade de acionamento do anodo.
[00011] De acordo com a presente invenção assim configurada, o catodo é provido na superfície de parede interna do cilindro. Consequentemente, a continuidade elétrica entre peças de trabalho e o catodo é suficientemente garantida. Além do mais, o anodo é colocado no cilindro, e é rotacionado, oscilado ou vibrado pela unidade de acionamento do anodo. Consequentemente, aumento excessivo na tensão do banho pode ser impedido. Em decorrência disto, revestimentos metalizados favoráveis podem
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 9/68 / 28 ser obtidos, independente da quantidade de peças de trabalho.
[00012] Na presente invenção, o banho de deposição de alumínio ou liga de alumínio é preferivelmente um banho de deposição de alumínio não aquoso ou um banho de deposição de liga de alumínio não aquoso.
[00013] Na presente invenção, exemplos preferidos do banho de deposição de alumínio não aquoso ou do banho de deposição de liga de alumínio não aquoso incluem os seguintes banhos.
[00014] Um banho de deposição de Al compreende (A) um haleto de alumínio, e (B) um ou dois ou mais compostos selecionados do grupo consistindo em Haletos de N-alquilpiridínio, haletos de N-alquilimidazólio, haletos de N,N’-alquilimidazólio, haletos de N-alquilpirazólio, haletos de N,N’-alquilpirazólio, haletos de N-alquilpirrolidínio, haletos de N,Nalquilpirrolidínio e líquidos iônicos de ânions inorgânicos contendo flúor, ânions orgânicos e similares tais como BF4-, PF6-, TFSI- e BOB-.
[00015] Quando o banho de deposição de Al compreende, por exemplo, um ou ambos de (C) um haleto de zircônio e (D) um haleto de manganês, um banho de deposição de liga Al-Zr, um banho de deposição de liga Al-Mn, ou um banho de deposição de Al-Zr-Mn pode ser obtido. Quando o banho de deposição de Al compreende um metal sem ser esses metais, um banho de liga de Al com o metal contido é obtido.
[00016] O haleto de alumínio (A) usado na presente invenção é representado por AlX3, onde X é um halogênio tais como flúor, cloro, bromo ou iodo. Cloro ou bromo é preferível. Cloro é mais preferível por questão de economia.
[00017] Os haletos de N-alquilpiridínio usados como o composto (B) na presente invenção podem ter um grupo alquila nos seus esqueletos de piridínio como um substituinte e, por exemplo, são representados pela fórmula geral seguinte (I):
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 10/68 / 28 (i) [Fórmula 1]
X- [00018] (na fórmula, R1 é um grupo alquila linear, ramificado ou cíclico com 1 a 12 átomos de carbono, e preferivelmente um grupo alquila linear ou ramificado com 1 a 5 átomos de carbono; R2 é um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila linear, ramificado ou cíclico com 1 a 6 átomos de carbono, e preferivelmente um grupo alquila linear ou ramificado com 1 a 3 átomos de carbono; e X é um átomo de halogênio, que é mais preferivelmente um átomo de bromo por questão de reatividade).
[00019] Exemplos específicos dos haletos de N-alquilpiridínio incluem cloreto de N-metilpiridínio, brometo de N-metilpiridínio, cloreto de Netilpiridínio, brometo de N-etilpiridínio, cloreto de N-butilpiridínio, brometo de N-butilpiridínio, cloreto de N-hexilpiridínio, brometo de N-hexilpiridínio, cloreto de 2-metil-N-propilpiridínio, brometo de 2-metil-N-propilpiridínio, cloreto de 3-metil-N-etilpiridínio, brometo de 3-metil-N-etilpiridínio, e similares.
[00020] Os haletos de N-alquilimidazólio e os haletos de N,N’alquilimidazólio usados como o composto (B) na presente invenção são, por exemplo, representados pela fórmula geral seguinte (II):
[Fórmula 2] r4 + Ύ X- ...... (II) \
R3
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 11/68 / 28 [00021] (na fórmula, R3 é um grupo alquila linear, ramificado ou cíclico com 1 a 12 átomos de carbono, e preferivelmente um grupo alquila linear ou ramificado com 1 a 5 átomos de carbono; R4 é um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila linear, ramificado ou cíclico com 1 a 6 átomos de carbono, e preferivelmente um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila linear ou ramificado com 1 a 3 átomos de carbono; e X é um átomo de halogênio, que é mais preferivelmente um átomo de bromo por questão de reatividade).
[00022] Exemplos específicos dos haletos de N-alquilimidazólio e dos haletos de N,N’-alquilimidazólio incluem cloreto de 1-metilimidazólio, brometo de 1-metilimidazólio, cloreto de 1-etilimidazólio, brometo de 1etilimidazólio, cloreto de 1-propilimidazólio, brometo de 1-propilimidazólio, cloreto de 1-octilimidazólio, brometo de 1-octilimidazólio, cloreto de 1-metil-
3-etilimidazólio, brometo de 1-metil-3-etilimidazólio, cloreto de 1,3dimetilimidazólio, brometo de 1,3-dimetilimidazólio, cloreto de 1,3dietilimidazólio, brometo de 1,3-dietilimidazólio, cloreto de 1-metil-3propilimidazólio, brometo de 1-metil-3-propilimidazólio, cloreto de 1-butil-3butilimidazólio, brometo de 1-butil-3-butilimidazólio, e similares.
[00023] Os haletos de N-alquilpirazólio e os haletos de N,N'alquilpirazólio usados como o composto (B) na presente invenção são, por exemplo, representados pela fórmula geral seguinte (III):
[Fórmula 3]
X (III) [00024] (na fórmula, R5 é um grupo alquila linear, ramificado ou cíclico com 1 a 12 átomos de carbono, e preferivelmente um grupo alquila linear ou ramificado com 1 a 5 átomos de carbono; R6 é um átomo de hidrogênio ou um
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 12/68 / 28 grupo alquila linear, ramificado ou cíclico com 1 a 6 átomos de carbono, e preferivelmente um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila linear ou ramificado com 1 a 3 átomos de carbono; e X é um átomo de halogênio, que é mais preferivelmente um átomo de bromo por questão de reatividade).
[00025] Exemplos específicos dos haletos de N-alquilpirazólio e dos haletos de N,N’-alquilpirazólio incluem cloreto de 1-metilpirazólio, brometo de 1-metilpirazólio, cloreto de 1-propilpirazólio, brometo de 1propilpirazólio, cloreto de 1-butilpirazólio, brometo de 1-butilpirazólio, cloreto de 1-hexilpirazólio, brometo de 1-hexilpirazólio, cloreto de 1-metil-2etilpirazólio, brometo de 1-metil-2-etilpirazólio, cloreto de 1-metil-2propilpirazólio, brometo de 1-metil-2-propilpirazólio, cloreto de 1-propil-2metilpirazólio, brometo de 1-propil-2-metilpirazólio, cloreto de 1-butil-2metilpirazólio, brometo de 1-butil-2-metilpirazólio, cloreto de 1-hexil-2metilpirazólio, brometo de 1-hexil-2-metilpirazólio, cloreto de 1,2dimetilpirazólio, brometo de 1,2-dimetilpirazólio, cloreto de 1,2dietilpirazólio, brometo de 1,2-dietilpirazólio, e similares.
[00026] Os haletos de N-alquilpirrolidínio e os haletos de N,Nalquilpirrolidínio usados como o composto (B) na presente invenção são, por exemplo, representados pela fórmula geral seguinte (IV):
[Fórmula 4]
X ...... (IV) [00027] (na fórmula, R7 é um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila linear, ramificado ou cíclico com 1 a 12 átomos de carbono, e preferivelmente um grupo alquila linear ou ramificado com 1 a 5 átomos de carbono; R8 é um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila linear, ramificado ou cíclico com 1 a 6 átomos de carbono, e preferivelmente um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila linear ou ramificado com 1 a 3 átomos de carbono, desde que R7
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 13/68 / 28 e R8 não sejam átomos de hidrogênio simultaneamente; e X é um átomo de halogênio, que é mais preferivelmente um átomo de bromo por questão de reatividade).
[00028] Exemplos específicos do haletos de N-alquilpirrolidínio e dos haletos de N,N-alquilpirrolidínio incluem cloreto de 1-metilpirrolidínio, brometo de 1-metilpirrolidínio, cloreto de 1,1-dimetilpirrolidínio, cloreto de 1-etil-1-metilpirrolidínio, cloreto de 1-etilpirrolidínio, cloreto de 1propilpiridínio, cloreto de 1-metil-1-propilpiridínio, cloreto de 1-butil-1metilpirrolidínio, cloreto de 1-etil-1-propilpiridínio, cloreto de 1-metil-1hexilpiridínio, cloreto de 1-butilpirrolidínio, cloreto de 1-etil-1-metilpiridínio, e similares.
[00029] Além do mais, o composto (B) pode ser uma mistura de dois ou mais dos haletos de N-alquilpiridínio, haletos de N-alquilimidazólio, haletos de N,N’-alquilimidazólio, haletos de N-alquilpirazólio, haletos de N,N’alquilpirazólio, haletos de N-alquilpirrolidínio, e haletos de N,Nalquilpirrolidínio supradescritos. Além disso, o composto (B) pode ser uma mistura de dois ou mais destes com diferentes átomos de halogênio.
[00030] Na presente invenção, a razão entre o número de mols do haleto de alumínio (A) e o número de mols do composto (B) é preferivelmente em uma faixa de 1:1 a 3:1, e é mais preferivelmente 2:1. Quando a razão molar está em uma faixa como esta, é possível impedir uma reação que parece ser degradação de cátions de piridínio, imidazólio, pirazólio, ou pirrolidínio, e dessa forma impedir a degradação de um banho de deposição e falha de deposição por causa do aumento na viscosidade do banho.
[00031] O haleto de zircônio (C) usado na presente invenção é representado por ZrX4, onde X é um halogênio tais como flúor, cloro, bromo, ou iodo, e é preferivelmente cloro em termos de manuseio.
[00032] A concentração do banho do haleto de zircônio é preferivelmente 4x10-4 a 4x10-1 mol/L, e mais preferivelmente 4x10-3 a 2x10-1 mol/L. Com
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 14/68 / 28 uma concentração do banho como esta, a razão de co-deposição de Zr no revestimento metalizado com a liga Al-Zr-Mn pode ser controlada em uma faixa apropriada, e não ocorre deposição de Zr como um pó preto.
[00033] O haleto de manganês (D) usado na presente invenção é representado por MnX2, onde X é um halogênio tais como flúor, cloro, bromo, ou iodo, e é preferivelmente cloro em termos de manuseio.
[00034] A concentração do banho do haleto de manganês é preferivelmente 8x10-4 a 8x10-1 mol/L, mais preferivelmente 8x10-3 a 4x10-1 mol/L, e ainda mais preferivelmente 8x10-3 a 8x10-2 mol/L. Com uma concentração do banho como esta, a razão de co-deposição de Mn no revestimento metalizado com Al-Zr-Mn com a liga pode ser controlada em uma faixa apropriada, e não ocorre deposição de Mn como um pó preto.
[00035] O banho de eletrodeposição de Al ou o banho de eletrodeposição da liga de Al usado na presente invenção pode compreender (E) um solvente de hidrocarboneto aromático, desde que o solvente de hidrocarboneto aromático (E) não exceda 50 % em volume. O solvente de hidrocarboneto aromático (E) pode ser qualquer um, desde que o solvente de hidrocarboneto aromático seja um solvente aromático não aquoso que é solúvel no sal fundido, e que não abaixe a condutividade elétrica do sal fundido. Exemplos do solvente de hidrocarboneto aromático (E) incluem benzeno, tolueno, xileno, etilbenzeno, cumeno, tetralin, mesitileno, hemimetileno, pseudocumeno, e similares. Desses, benzeno, tolueno e xileno são preferíveis e, em particular, tolueno é mais preferível. Além do mais, a concentração do banho do solvente de hidrocarboneto aromático é preferivelmente em uma faixa não excedendo 50 % em volume, mais preferivelmente em uma faixa de 1 a 50 % em volume, e ainda mais preferivelmente em uma faixa de 5 a 10 % em volume. O uso do solvente de hidrocarboneto aromático em uma faixa como esta melhora o pó de cobertura, de forma que pode-se obter deposição uniforme. Além do mais, O uso do solvente de hidrocarboneto aromático em
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 15/68 / 28 uma faixa dessas não abaixa a condutividade elétrica ou não aumenta o risco associado com inflamabilidade.
[00036] O banho de eletrodeposição de Al ou o banho de eletrodeposição da liga de Al usado na presente invenção pode compreender (F) um ou dois ou mais polímeros orgânicos selecionados do grupo consistindo em polímeros a base de estireno e polímero a base de dieno alifático. Exemplos específicos dos polímeros a base de estireno usados como o polímero orgânico (F) incluem homopolímeros a base de estireno tais como estireno, ametilestireno, viniltolueno, e m-metilestireno; seus copolímeros; e copolímeros de um monômero a base de estireno com um outro monômero de vinila polimerizável. Exemplos do monômero de vinila incluem anidrido maléico, ácido maléico, ácido acrílico, ácido metacrílico, metacrilato de metila, metacrilato de glicidila, ácido itacônico, acrilamida, acrilonitrila, maleimida, vinilpiridina, vinilcarbazole, ésteres de ácido acrílico, ésteres de ácido metacrílico, ésteres de ácido fumárico, vinil etil eter, cloreto de vinila, e similares. Desses, ácidos α,β-carboxílicos insaturados com 3 a 10 átomos de carbono e alquil (com 1 a 3 átomos de carbono) seus ésteres são preferíveis.
[00037] Exemplos dos polímeros a base de dieno alifáticos usados como o polímero orgânico (F) incluem polímeros de butadieno, isopreno, pentadieno, ou similares; e similares. O polímero a base de dieno alifático é preferivelmente um polímero com cadeias ramificadas com uma estrutura 1,2 ou 3,4, ou um copolímero do polímero com cadeias ramificadas com um outro monômero de vinila polimerizável. Exemplos dos monômeros de vinila incluem os mesmos monômeros de vinila mencionados na descrição para o polímero a base de estireno.
[00038] O peso molecular médio do polímero orgânico (F) é preferivelmente em uma faixa de 200 a 80.000. Em particular, poliestirenos e poli-a-metilestirenos de baixo a médio peso molecular cada qual com um peso molecular médio de cerca de 300 a 5.000 são mais preferíveis, em
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 16/68 / 28 virtude da boa solubilidade em sais fundidos. A concentração do banho do polímero orgânico (F) é preferivelmente em uma faixa de 0,1 a 50 g/L, e mais preferivelmente em uma faixa de 1 a 10 g/L. Quando o polímero orgânico (F) é usado em uma faixa como esta, a deposição de dendrita pode ser impedida, e o polímero orgânico (F) apresenta um efeito de suavização da superfície, de forma que pode-se impedir a ocorrência de depósito queimado.
[00039] O banho de eletrodeposição de Al ou o banho de eletrodeposição da liga de Al usado na presente invenção pode compreender um (G) agente de brilho. O agente de brilho (G) pode ser um ou dois ou mais compostos selecionados de aldeídos alifáticos, aldeídos aromático, cetonas aromáticas, compostos heterocíclicos insaturados contendo nitrogênio, compostos de hidrazida, compostos heterocíclicos contendo S, hidrocarbonetos aromáticos com substituintes contendo S, ácidos carboxílicos aromáticos, derivados destes, ácidos carboxílicos alifáticos com ligações duplas, derivados destes, compostos de álcool acetileno, e resinas de flúor.
[00040] Os aldeídos alifáticos são, por exemplo, aldeídos alifáticos com 2 a 12 átomos de carbono, e exemplos específicos dos mesmos incluem tribromoacetaldeído, metaldeído, 2-etilexil aldeído, lauril aldeído, e similares. [00041] Os aldeídos aromáticos são, por exemplo, aldeídos aromáticos com 7 a 10 átomos de carbono, e exemplos específicos dos mesmos incluem O-carboxibenzaldeído, benzaldeído, O-clorobenzaldeído, p-tolualdeído, anisaldeído, p-dimetilaminobenzaldeído, tereftalaldeído, e similares.
[00042] As cetonas aromáticas são, por exemplo, cetonas aromáticos com 8 a 14 átomos de carbono, e exemplos específicos dos mesmos incluem benzalacetona, benzofenona, acetofenona, cloreto de tereftaloil, benzil, e similares.
[00043] Os compostos heterocíclicos insaturados contendo nitrogênio são, por exemplo, compostos heterocíclicos contendo nitrogênio com 3 a 14 átomos de carbono, e exemplos específicos dos mesmos incluem pirimidina,
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 17/68 / 28 pirazina, piridazina, s-triazina, quinoxalina, ftalazina, 1,10-fenantrolina, 1,2,3benzotriazolo, acetoguanamina, cloreto cianúrico, ácido imidazolo-4- acrílico, e similares.
[00044] Exemplos dos compostos de hidrazida incluem hidrazida maléica, hidrazida isonicotínica, hidrazida ftálica, e similares.
[00045] Os compostos heterocíclicos contendo S são, por exemplo, compostos heterocíclicos contendo S com 3 a 14 átomos de carbono, e exemplos específicos dos mesmos incluem tiouracil, amida tionicotínica, stitiana, 2-mercapto-4,6-dimetilpirimidina, e similares.
[00046] Os hidrocarbonetos aromáticos com substituintes contendo S são, por exemplo, hidrocarbonetos aromáticos com substituintes contendo S e com 7 a 20 átomos de carbono, e exemplos específicos dos mesmos incluem ácido tiobenzóico, tioindigo, tioindoxil, tioxanteno, tioxantona, 2-tiocoumarin, tiocresol, tiodifenilamina, tionaftol, tiofenol, tiobenzamida, tiobenzanilida, tiobenzaldeído, tionaftenequinona, tionafteno, tioacetonilida, e similares.
[00047] Os ácidos carboxílicos aromáticos e os derivados destes são, por exemplo, ácidos carboxílicos aromáticos com 7 a 15 átomos de carbono e derivados destes, e exemplos específicos dos mesmos incluem ácido benzóico, ácido tereftálico, benzoato de etila, e similares.
[00048] Os ácidos carboxílicos alifático com ligações duplas e os derivados destes são, por exemplo, ácidos carboxílicos alifáticos com ligações duplas e com 3 a 12 átomos de carbono e derivados destes, e exemplos específicos dos mesmos incluem ácido acrílico, ácido crotônico, ácido metacrílico, acrilato de 2-etilexila, metacrilato de 2-etilexila, e similares.
[00049] Exemplos dos compostos de álcool acetileno incluem álcool propargil, e similares.
[00050] Exemplos do fluororesinas incluem resinas de trifluorocloroetileno com peso molecular médio de 500 a 1.300, e similares.
[00051] A concentração do banho do agente de brilho (G) é
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 18/68 / 28 preferivelmente em uma faixa de 0,001 a 0,1 mol/L, e mais preferivelmente em uma faixa de 0,002 a 0,02 mol/L. Quando o agente de brilho (G) é usado em uma faixa como esta no banho de eletrodeposição de Al ou no banho de eletrodeposição da liga de Al usado na presente invenção, pode-se obter um efeito de suavização. Em decorrência disto, mesmo quando a deposição é conduzida com uma alta densidade de corrente, não é formada deposição como mancha preta.
[00052] No banho de eletrodeposição de Al ou no banho de eletrodeposição da liga de Al usado na presente invenção, dois do solvente de hidrocarboneto aromático (E), do polímero orgânico(F) e do agente de brilho (G) podem ser usados em combinação, ou todos os três podem ser usados em combinação.
[00053] Eletrodeposição é usada como um método de deposição de cilindro usando o banho de deposição de Al, o banho de deposição da liga AlZr, o banho de deposição de liga Al-Mn, ou o banho de deposição de liga de Al-Zr-Mn da presente invenção. A eletrodeposição pode ser conduzida com uma corrente contínua ou pulsada, e uma corrente pulsada é particularmente preferível. É preferível usar uma corrente pulsada em condições em que a razão de trabalho (razão liga/desliga) é preferivelmente 1:2 a 2:1, e mais preferivelmente 1:1, o tempo ligado é 5 a 20 ms, e o temo desligado é 5 a 20 ms, em virtude de as partículas eletrodepositadas ficarem densas e planas. A temperatura do banho é geralmente em uma faixa de 25 a 120°C, e preferivelmente em uma faixa de 50 a 100°C. É preferível empregar uma condição de eletrólise tal que a densidade de corrente fique em uma faixa de 0,5 a 5 A/dm2, e preferivelmente em uma faixa de 0,5 a 2 A/dm2. O número de revoluções do cilindro é 0,5 a 10 rpm, e preferivelmente 0,5 a 2 rpm. O número de revoluções do anodo é 10 a 200 rpm, e preferivelmente 50 a 100 rpm.
[00054] Note que, no entanto, o banho de deposição de Al não aquoso e o
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 19/68 / 28 banho de liga de deposição de Al da presente invenção são seguros, mesmo quando em contato com oxigênio ou água. Entretanto, é desejável conduzir a eletrodeposição em uma atmosfera livre de oxigênio seca (em nitrogênio seco ou argônio seco), dos pontos de vista de manutenção de estabilidade do banho de deposição, propriedades da deposição, e similares. Além do mais, uma agitação de líquido pode ser empregada em combinação. Quando é empregada corrente de jato, agitação por onda ultrassônica, ou similares, a densidade de corrente pode ser aumentada ainda mais. Entretanto, quando as partes com formas complicadas são depositadas, é desejável conduzir a deposição por um longo período com uma baixa densidade de corrente do catodo de 0,5 a 1 A/dm2, e com agitação fraca, ou nenhuma agitação, a fim de obter um pó de cobertura preferível. O anodo pode ser Al ou um anodo insolúvel.
EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO [00055] O método de eletrodeposição de cilindro da presente invenção é menos propenso a falhas de adesão tais como pontos nus, bolhas, e descamação, e possibilita obter revestimentos metalizados uniforme livres de depósitos queimados e brilho inadequado, independente da quantidade de peças de trabalho.
[00056] Em particular, o método de eletrodeposição de cilindro da presente invenção permite que alumínio ou uma liga de alumínio seja eficientemente depositada em peças de trabalho.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS [00057] A figura 1 é uma vista frontal de um aparelho de deposição de cilindro usado em um método de eletrodeposição de cilindro da presente invenção.
[00058] A figura 2 é uma vista lateral esquerda do aparelho de deposição de cilindro usado no método de eletrodeposição de cilindro da presente invenção.
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 20/68 / 28 [00059] A figura 3 é uma vista lateral direita do aparelho de deposição de cilindro usado no método de eletrodeposição de cilindro da presente invenção. [00060] A figura 4 é uma vista seccional transversal de um cilindro.
[00061] A figura 5 é um diagrama mostrando um mecanismo de um contato elétrico do anodo para aplicar uma tensão positiva a um anodo.
[00062] A figura 6 é uma vista seccional transversal mostrando esquematicamente uma estrutura de um aparelho de deposição de cilindro usado em um método de eletrodeposição de cilindro convencional.
DESCRIÇÃO DE MODALIDADES [00063] Em seguida, será descrita uma modalidade preferida da presente invenção com referência aos desenhos anexos.
[00064] A presente invenção foi feita com base na seguinte observação. Especificamente, a observação é de que revestimentos metalizados uniformes podem ser obtidos por um método de deposição de alumínio ou liga de alumínio para conduzir deposição pelo uso de um aparelho de eletrodeposição de cilindro no qual um anodo é colocado no centro em um cilindro, um catodo é colocado em uma superfície de parede interna de um cilindro, e deposição é conduzida rotacionando, oscilando ou vibrando o anodo, e oscilando, rotacionando ou vibrando o catodo na superfície da parede do cilindro, em virtude de este método possibilitar alcançar melhoria do contato do catodo que permite que peças de trabalho fiquem sempre eletricamente contínuas, reduzindo a tensão do banho pela redução da distância intereletrodos, e uniformidade na densidade de corrente pela prevenção da concentração de uma corrente. Além do mais, a presente invenção foi feita com base também na observação seguinte. Especificamente, a observação é que a deposição conduzida com o anodo provido no cilindro ao ser rotacionado possibilita melhorar a eficiência de corrente do anodo, e impedir elevação da tensão do banho, de forma que uniformidade de revestimentos e um efeito de prevenção de depósitos queimados são intensificados ainda mais, o que permite a
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 21/68 / 28 operação com uma alta densidade de corrente.
[00065] Primeiro, com referência às figuras 1 a 5, é feita uma descrição de um aparelho de deposição de cilindro usado para realizar um método de eletrodeposição de cilindro da presente invenção. A figura 1 é uma vista frontal do aparelho de deposição de cilindro; a figura 2 é uma vista lateral esquerda do mesmo; e a figura 3 é uma vista lateral direita do mesmo. Entretanto, a figura 4 é uma vista seccional transversal de um cilindro. A figura 5 é um diagrama mostrando um mecanismo de um anodo contato elétrico para aplicar uma tensão positiva a um anodo.
[00066] Como mostrado nas figuras 1 a 3, um aparelho de deposição de cilindro 1 tem duas chapas de armação 2a e 2b, um cilindro 4 que é suportado pelas chapas de armação de forma oscilante com relação às chapas de armação, e que tem um catodo provido nele, um anodo 6 colocado em um eixo central em torno do qual o cilindro 4 oscila, um motor de acionamento do cilindro 8 que é uma unidade de acionamento do cilindro, um motor de acionamento do anodo 10 que é um unidade de acionamento do anodo, e um unidade de suprimento de energia 11 configurada para aplicar uma tensão entre o catodo e o anodo 6.
[00067] O aparelho de deposição de cilindro 1 é um aparelho de eletrodeposição de cilindro usando um anodo feito de alumínio. Neste aparelho, pequenos artigos tais como pernos ou parafusos são recebidos no cilindro 4, e o aparelho de deposição de cilindro 1 é imerso até uma posição predeterminada em um líquido de deposição em um tanque de líquido de deposição. Subsequentemente, enquanto o anodo 6 é rotacionado pela ativação do motor de acionamento do anodo 10, o cilindro 4 é oscilado em um ciclo predeterminado, e uma corrente passa entre o anodo 6 e o catodo providos no cilindro 4. Assim, deposição de alumínio ou liga de alumínio é realizada nos pequenos artigos no cilindro 4.
[00068] Nesta modalidade, a unidade de suprimento de energia 11 é uma
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 22/68 / 28 unidade de suprimento de energia pulsada configurada para aplicar uma tensão pulsada entre o catodo e o anodo 6.
[00069] As chapas de armação 2a e 2b são duas chapas planas de um isolante, e conectadas em paralelo uma com a outra por três hastes de conexão 2c, 2d e 2e. Além do mais, as chapas de armação 2a e 2b são providas com mancais para suportar de forma oscilante o cilindro 4 entre as chapas de armação 2a e 2b. Note que as chapas de armação 2a e 2b são feitas de Teflon (PTFE) nesta modalidade.
[00070] Como mostrado na figura 4, o cilindro 4 tem duas engrenagens de cilindro 12 com grandes diâmetros e sendo depositadas em ambos os lados do mesmo, uma chapa fina metálica 14 colocada para conectar essas engrenagens de cilindro 12, uma tampa do anodo 16, um terminal do catodo 18 e defletores 20.
[00071] A chapa fina 14 é dobrada em uma forma de U para formar um cilindro com uma seção transversal modelada como meio octógono. Peças de trabalho (não mostradas) são recebidas dentro do cilindro. A chapa fina 14 é uma chapa de cobre com um grande número de pequeno aberturas, e uma superfície interna da chapa fina 14 funciona como um catodo provido em uma superfície de parede interna. Em operação, um líquido de deposição escoa a favor e contra a chapa fina 14 através do grande número das pequenas aberturas na chapa fina 14.
[00072] Note que, embora o catodo seja constituído formando o próprio cilindro de um material eletrocondutor nesta modalidade, uma placa do catodo condutora pode ser anexada a uma superfície de parede interna de um cilindro formada de um isolante tal como Teflon (marca registrada) em uma modificação. Além do mais, embora a chapa fina 14 seja feita de alumínio nesta modalidade, o cilindro 4 pode ser constituído de um metal diferente tais como níquel, aço inoxidável ou titânio; carbono; ou uma resina eletrocondutora.
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 23/68 / 28 [00073] A tampa do anodo 16 é formada de cinco elementos em forma de chapa, e colocada para cobrir grosseiramente uma metade inferior do anodo 6 colocado no cilindro 4. Esta tampa do anodo 16 impede contato acidental das peças de trabalho com o anodo 6, por exemplo, no caso onde a quantidade de peças de trabalho é grande. Um grande número de pequenas aberturas é formado na tampa do anodo 16. Assim, a tampa do anodo 16 é configurada de maneira tal que uma corrente passe do anodo para as peças de trabalho através dessas pequenas aberturas. Note que a tampa do anodo 16 é feita de Teflon nesta modalidade.
[00074] O terminal do catodo 18 inclui chapas metálicas alongadas estendendo-se de ambos os lados da chapa fina 14, e é conectado a um terminal negativo da unidade de suprimento de energia 11 (figura 1).
[00075] Os defletores 20 são elementos em forma de prisma quadrangular colocados em porções de quina da chapa fina dobrada 14. Os defletores 20 formam montanhas com seções transversais triangulares dentro do cilindro 4. Por causa da formação das montanhas dentro do cilindro 4, os defletores 20 permitem boa mistura das peças de trabalho quando o cilindro 4 é oscilado.
[00076] Como mostrado nas figuras 1 a 3, o anodo 6 é um cilindro circular de Al escalonado e em forma de eixo com uma estrutura tal que os diâmetros de ambas as porções laterais sejam pequenas. Ambas as porções laterais do anodo 6 penetram nas chapas de armação 2a e 2b, respectivamente. Assim, o anodo 6 é suportado pelas chapas de armação 2a e 2b rotacionalmente com relação às chapas de armação 2a e 2b. Além do mais, uma engrenagem de acionamento do anodo 22 é anexada a uma porção escalonada do anodo 6. Em uma modificação, o anodo 6 pode ser modelado como um cilindro pela formação de um anodo oco. Alternativamente, o anodo 6 pode ser formado pela anexação de um material de anodo solúvel ou insolúvel a uma superfície de um cilindro oco formado de um plástico e/ou um metal de uma maneira intercambiável. Alumínio ou similares pode ser
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 24/68 / 28 usado para o anodo. Preferivelmente, projeções e recessos modelados como covinhas de bolas de golfe são formado em uma superfície do anodo 6.
[00077] Como mostrado na figura 3, o motor de acionamento do anodo 10 colocado em uma porção superior do aparelho de deposição de cilindro 1 aciona rotacionalmente a engrenagem de acionamento do anodo 22 via as engrenagens de transmissão 24a, 24b e 24c anexadas na chapa da armação 2b. Assim, o anodo 6 é acionado rotacionalmente.
[00078] Por outro lado, como mostrado na figura 2, o motor de acionamento do cilindro 8 colocado em uma porção superior do aparelho de deposição de cilindro 1 aciona as engrenagens de cilindro 12 via as engrenagens de transmissão 26a e 26b anexadas na chapa da armação 2a. Além do mais, protuberâncias 12a e 12b são providas nas engrenagens do cilindro 12. Quando as engrenagens do cilindro 12 giram em torno do anodo 6, as protuberâncias 12a e 12b movem-se, de forma que uma haste 28 rotacionalmente anexada na chapa da armação 2a é rotacionada. Uma porção de ponta da haste rotacionada 28 liga e desliga microchaves 30a e 30b depositadas em ambos os lados da porção de ponta. Especificamente, quando as engrenagens de cilindro 12 são rotacionadas no sentido anti-horário na figura 2, a protuberância 12a empurra uma porção da extremidade inferior da haste 28 para a esquerda, e a haste 28 é rotacionada no sentido horário. Em decorrência disto, uma porção de extremidade superior da haste 28 empurra a microchave 30a para ligar a microchave 30a. Quando a microchave 30a é ligada, a rotação do motor de acionamento do cilindro 8 é invertida e, consequentemente, as engrenagens de cilindro 12 são rotacionadas no sentido horário.
[00079] Quando as engrenagens de cilindro 12 são rotacionadas no sentido horário, a protuberância 12b empurra uma porção de extremidade inferior da haste 28 para a direita, e a haste 28 é rotacionada no sentido antihorário. Em decorrência disto, a porção de extremidade superior da haste 28
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 25/68 / 28 empurra a microchave 30b para ligar a microchave 30b. Quando a microchave 30b é ligada, a rotação do motor de acionamento do cilindro 8 é invertida e, consequentemente, as engrenagens de cilindro 12 são novamente rotacionadas no sentido anti-horário. Repetindo-se as operações supradescritas, o cilindro 4 é oscilado em uma faixa angular de aproximadamente 90°.
[00080] Em seguida, com referência à figura 5, é descrita uma estrutura de uma porção de contato elétrico do anodo.
[00081] Como mostrado na figura 5, a porção de contato elétrico do anodo tem um terminal do anodo em forma de haste 32, uma mola espiral 34 configurada para predispor o terminal do anodo 32, um elemento de contato do lado fixo 36 que é um elemento em um lado fixo e configurado para entrar em contato com o anodo 6, uma camisa isolante 38 através da qual o terminal do anodo 32 penetra, e um perno de ajuste da mola 40 configurado para ajustar a força de predisposição da mola espiral 34. Note que, em operação, a porção de contato elétrico do anodo é imersa em um líquido de deposição, e o anodo 6 desliza com relação ao elemento de contato do lado fixo 36.
[00082] O terminal do anodo 32 é um eixo escalonado de maneira tal que uma porção superior dos mesmos seja formada fina. Uma extremidade superior do terminal do anodo 32 é conectada a um terminal positivo da unidade de suprimento de energia 11, e o elemento de contato do lado fixo 36 é anexado a uma extremidade inferior do terminal do anodo 32. Além do mais, a porção superior fina do terminal do anodo 32 penetra na mola espiral 34, e uma porção escalonada do terminal do anodo 32 é configurada para encaixar uma extremidade inferior da mola espiral 34.
[00083] O elemento de contato do lado fixo 36 é feito de titânio, e é aparafusado em uma porção de extremidade inferior do terminal do anodo 32. Além do mais, uma superfície inferior do elemento de contato do lado fixo 36 é formada como uma superfície de cilindro, de forma que o elemento de contato do lado fixo 36 deslize em uma grande área de contato com uma
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 26/68 / 28 porção do anodo de pequeno diâmetro 6. O anodo 6 é rotacionado, enquanto a superfície inferior do elemento de contato do lado fixo 36 no lado fixo do contato elétrico do anodo fica em contato com o anodo 6 feito de Al em um lado móvel do contato elétrico do anodo. Em decorrência disto, uma corrente passa do terminal positivo da unidade de suprimento de energia 11 para o anodo 6, através do terminal do anodo 32 e do elemento de contato do lado fixo 36.
[00084] Note que, em uma modificação, o elemento de contato do lado fixo 36 e/ou do lado móvel do contato elétrico do anodo pode também ser formado de um material metálico resistente a corrosão tais como titânio ou uma liga de titânio.
[00085] A camisa isolante 38 é um tubo feito de Teflon, e é colocada para cobri o terminal do anodo 32 e a mola espiral 34. Entretanto, o perno de ajuste da mola 40 é um elemento em forma de perno feito de Teflon com um furo formado em um centro do mesmo. O perno de ajuste da mola 40 é formado para ser aparafusado em uma porção superior da camisa isolante 38. O terminal do anodo 32 penetra no furo do perno de ajuste da mola 40. O perno de ajuste da mola 40 é colocado de maneira tal que uma ponta do perno de ajuste da mola 40 pressione uma extremidade superior da mola espiral 34. Dessa maneira, girando o perno de ajuste da mola 40, a força de compressão da mola espiral 34 muda, o que possibilita ajustar a força de pressão do elemento de contato do lado fixo 36 no anodo 6.
[00086] Em seguida, é feita uma descrição de um exemplo do método de eletrodeposição de cilindro da presente invenção usando o aparelho de deposição de cilindro 1.
[00087] Primeiro, pequenos artigos, tais como pernos ou parafusos feitos de ferro, que são peças de trabalho, são introduzidos no cilindro 4 do aparelho de deposição de cilindro 1. Assim, cada peça de trabalho fica eletricamente contínua com o catodo pelo contato direto com a superfície de parede interna
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 27/68 / 28 do cilindro 4, ou através de outras peças de trabalho em contato com a superfície de parede interna do cilindro 4. Note que exemplos de substratos, que são peças de trabalho, incluem metais e ligas tais como vários metais incluindo níquel e cobre, bem como suas ligas, além de ferro. Entretanto, exemplos das peças de trabalho incluem pernos, porcas, arruela, pequenos produtos prensados, bem como aqueles com várias formas tais como cubóides, cilindros circulares, cilindros e esferas.
[00088] Depois que as peças de trabalho são introduzidas no cilindro 4, o aparelho de deposição de cilindro 1 é imerso até uma posição predeterminada em um tanque de deposição no qual um líquido de deposição é introduzido. Especificamente, o aparelho de deposição de cilindro 1 é imerso no líquido de deposição de maneira tal que o cilindro 4 e o anodo 6 fiquem completamente imersos no líquido de deposição, e o motor de acionamento do cilindro 8 e o motor de acionamento do anodo 10 são localizados acima de uma superfície de líquido do líquido de deposição. Note que qualquer dos banhos de deposição de alumínio não aquosos e dos banhos de deposição de liga de alumínio não aquosos anteriormente mostrados como exemplos pode ser preferivelmente usado como um banho de deposição de alumínio não aquoso ou um banho de deposição de liga de alumínio não aquoso na presente invenção.
[00089] Em seguida, o motor de acionamento do cilindro 8 e o motor de acionamento do anodo 10 são ativados. O anodo 6 é rotacionado por uma força de acionamento do motor de acionamento do anodo 10 a aproximadamente 50 a 100 rpm em torno de um eixo central do anodo 6. Por outro lado, as engrenagens de cilindro 12 do cilindro 4 são rotacionalmente acionadas por uma força de acionamento do motor de acionamento do cilindro 8 a uma velocidade rotacional de aproximadamente 1 rpm, e são osciladas de maneira tal que a direção de rotação seja invertida depois de cada rotação de aproximadamente 90°.
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 28/68 / 28 [00090] Além do mais, por exemplo, uma corrente pulsada de 50 A a 10 V é aplicada pela unidade de suprimento de energia 11 entre o terminal do anodo 32 e o terminal do catodo 18. Assim, a corrente passa através do terminal do anodo 32, do elemento de contato do lado fixo 36, do anodo 6, do líquido de deposição, das peças de trabalho, e do catodo (a superfície de parede interna do cilindro 4). Note que a corrente que passa entre o terminal do anodo 32 e o terminal do catodo 18 pode ser em vez disso uma corrente contínua. Além do mais, a temperatura do banho depende do líquido de deposição, e é estabelecida em geral de 25 a 120°C, e preferivelmente 50 a 100°C. É preferível empregar uma condição de eletrólise em que a densidade de corrente é 0,1 a 5 A/dm2, preferivelmente 0,5 a 2 A/dm2, e ainda mais preferivelmente 0.5 a 1,0 A/dm2. Note que o líquido de deposição no cilindro 4 é preferivelmente circulado durante a deposição, enquanto um filtro (não mostrado) é usado.
[00091] Além disso, quando o cilindro 4 é oscilado, as peças de trabalho no cilindro 4 são misturadas, de forma que camadas de deposição uniforme são formadas nas superfícies das peças de trabalho. Além do mais, os defletores 20 providos no cilindro 4 promovem a mistura das peças de trabalho no cilindro 4, de forma que camadas de deposição mais uniformes são formadas. Além do mais, uma vez que a superfície de parede interna do cilindro 4 constitui o catodo, a continuidade elétrica das peças de trabalho com o catodo é assegurada, de forma que o fenômeno bipolar não pode ocorrer, mesmo em um estado onde a quantidade das peças de trabalho é pequena e as peças de trabalho não ficam em contato umas com as outras. Além disso, uma vez que a tampa do anodo 16 é colocada em torno do anodo 6, as peças de trabalho não podem ficar em contato direto com o anodo 6, mesmo quando a quantidade das peças de trabalho é grande.
[00092] Além do mais, uma vez que o anodo 6 imerso no líquido de deposição é rotacionado, um fluxo do líquido de deposição é sempre criado
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 29/68 / 28 em torno d o anodo 6, de forma que um aumento anormal na tensão do banho (a tensão entre o terminal do anodo 32 e o terminal do catodo 18) pode ser impedido. Além disso, uma vez que o anodo 6 é colocado no cilindro 4 em uma posição relativamente próxima do catodo e, uma vez que as peças de trabalho são depositadas em torno do anodo 6, a área do anodo 6 exposta às peças de trabalho é aumentada, de forma que depósitos pretos e depósitos queimados atribuídos a uma corrente concentrada não podem ocorrer.
[00093] Depois um período predeterminado, a aplicação da tensão pela unidade de suprimento de energia 11 é interrompida, e o aparelho de deposição de cilindro 1 é levantado fora do tanque de líquido de deposição. Assim, a operação de deposição é completada. Este método permite a formação de deposição de alumínio ou liga de alumínio com qualquer espessura. A espessura da deposição é preferivelmente 2 qm ou mais, e mais preferivelmente 3 a 25 qm.
[00094] Em particular, um banho de liga de deposição de Al-Zr-Mn é preferível.
[Exemplos] [00095] Em seguida, é dada uma descrição de Exemplo na qual deposição foi realmente conduzida pelo uso do método de eletrodeposição de cilindro da presente invenção.
Exemplo 1 [00096] Metalização de liga de alumínio foi conduzida em pernos M8 pelo uso do aparelho de deposição de cilindro 1 (cilindro 5-kg) em que o catodo foi uma placa de Al, e o anodo foi Al. A quantidade dos pernos introduzidos variou entre 1 a 5 kg. Primeiro, para pré-tratamentos, os pernos foram submetidos a desengraxamento alcalino, limpeza alcalina eletrolítica e limpeza por ácido, e então depositada com Ni, seguido por lavagem com água. Água substituída por etanol, e então o pernos foram secos.
[00097] Como para a composição de um banho de deposição, um banho
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 30/68 / 28 de eletrodeposição da liga Al-Zr-Mn foi preparado adicionando 10 g/L de cloreto de manganês e 1 g/L de cloreto de zircônio a um banho obtido misturando e fundindo AlCl3 e brometo de 1-metil-3-propilimidazólio a uma razão molar de 2:1. Em uma atmosfera de gás nitrogênio seca, os pernos foram imersos no banho de eletrodeposição da liga Al-Zr-Mn mantida 100°C por 5 minutos. Então, deposição da liga Al-Zr-Mn foi conduzida no mesmo banho de deposição com uma corrente pulsada (razão de trabalho: 1/1, tempo ligado: 10 ms, e tempo desligado: 10 ms). As condições de deposição foram as seguintes: densidade de corrente: 1 A/dm2; tempo de deposição: 120 minutos; e temperatura do banho: 100°C. Como mostrado na tabela 1, em decorrência da deposição da liga Al-Zr-Mn, revestimentos metalizados de liga de alumínio brilhantes foram obtidos com sucesso em qualquer dos casos das quantidades introduzidas de 1 a 5 kg.
[Tabela 1]
| No. | Quantidade introduzida (kg) | Quantidade de corrente total (A) | Espessura de revestimento média (Pm) | Aparência da deposição | Adesão (Bolha*Descamação) |
| 1 | 1 | 12 | 8 | Brilhante | Nenhuma |
| 2 | 2 | 24 | 8 | Brilhante | Nenhuma |
| 3 | 3 | 36 | 8 | Brilhante | Nenhuma |
| 4 | 5 | 60 | 8 | Brilhante | Nenhuma |
Exemplo Comparativo 1 [00098] A seguir, é feita uma descrição dos resultados de um exemplo comparativo no qual deposição de liga de alumínio foi conduzida em pernos M8 pelo uso do aparelho de deposição de cilindro convencional (5 kg) mostrado na figura 6.
[00099] O catodo foi Cu, e o anodo foi uma placa de Al. A quantidade dos pernos introduzida variou entre 1 a 5 kg. Primeiro, para pré-tratamentos, os pernos foram submetidos a desengraxamento alcalino, limpeza alcalina eletrolítica e limpeza por ácido, e então metalizados com Ni, seguido por lavagem com água. Água foi substituída por etanol, e então os pernos foram secos.
[000100] Como para a composição de um banho de deposição, um banho
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 31/68 / 28 de eletrodeposição da liga Al-Zr-Mn foi preparado adicionando 20 g/L de cloreto de manganês e 1 g/L de cloreto de zircônio a um banho obtido por mistura e fusão de AlCl3 e brometo de 1-metil-3-propilimidazólio a uma razão molar de 2:1. Em uma atmosfera de gás nitrogênio seca, os pernos foram imersos no banho de eletrodeposição da liga Al-Zr-Mn mantido a 100°C por 5 minutos. Então, deposição da liga Al-Zr-Mn foi conduzida no mesmo banho de deposição com uma corrente pulsada (razão de trabalho: 1/1, tempo ligado: 10 ms, e tempo desligado: 10 ms). As condições de deposição foram as seguintes: densidade de corrente: 1 A/dm2, tempo de deposição: 120 minutos; e temperatura do banho: 100°C. Como mostrado na tabela 2, em decorrência da deposição da liga Al-Zr-Mn, somente revestimentos metalizados de liga de alumínio embaçados com pontos nus ou depósitos queimados e com fraca adesão foram obtidos em cada um dos casos das quantidades introduzidas de 1 a 5 kg.
[Tabela 2]
| No. | Quantidade introduzida (kg) | Quantidade de corrente total (A) | Espessura de revestimento média (Pm) | Aparência da deposição | Adesão (Bolha*Descamação) |
| 1 | 1 | 12 | 0 a 3 | Pontos nus | Presente |
| 2 | 2 | 24 | 0 a 3 | Pontos nus | Presente |
| 3 | 3 | 36 | 3 a 8 | não uniformidade | Presente |
| 4 | 5 | 60 | 8 | Depósitos queimados | Presente |
[000101] Como anteriormente descrito, não ocorreram nem pontos nus nem falha de deposição no Exemplo 1, em virtude de as peças de trabalho estarem sempre em contato com o catodo, mesmo quando a quantidade dos pernos introduzidos, que foram peças de trabalho, era pequena. Ao contrário, pontos nus e falha de deposição tais como falha de adesão ocorreram no exemplo comparativo 1, onde o aparelho de deposição de cilindro convencional foi usado, em virtude de o contato entre as peças de trabalho e os catodos ter sido insuficiente, quando a quantidade das peças de trabalho introduzidas foi pequena. Isto foi presumivelmente em virtude do fenômeno bipolar ocorrido em peças de trabalho com continuidade elétrica insuficiente para os catodos.
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 32/68 / 28 [000102] De acordo com o método de eletrodeposição de cilindro de alumínio ou liga de alumínio da modalidade da presente invenção, pode-se obter um revestimento metalizado uniforme livre de depósitos queimados e brilho inadequado, sem ser bastante afetado pela quantidade de peças de trabalho, e sem pontos nus ou falha de adesão tais como bolhas ou descamação. Como anteriormente descrito, a presente invenção possibilita realizar eficientemente deposição de alumínio ou de deposição de liga de alumínio de alta qualidade e, consequentemente, é de se esperar encontrar amplas aplicações, tais como partes automotivas e partes de aparelhos domésticos.
[000103] A seguir, é descrita a modalidade preferida da presente invenção. Entretanto, várias modificações podem ser feitas na modalidade supradescrita. Em particular, embora o anodo seja rotacionado no cilindro na modalidade supradescrita, o aparelho de deposição de cilindro pode ser configurado de maneira tal que o anodo seja oscilado ou vibrado.
[000104] Além disso, embora o cilindro seja oscilado ou rotacionado na modalidade supradescrita, o aparelho de deposição de cilindro pode ser configurado de maneira tal que o cilindro vibre.
LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA
I Aparelho de deposição de cilindro usado no método de eletrodeposição de cilindro da presente invenção
2a, 2b Chapa da armação
2c, 2d, 2e Haste de conexão
Cilindro
Anodo
Motor de acionamento do cilindro (unidade de acionamento do cilindro)
Motor de acionamento do anodo (unidade de acionamento do anodo)
II Unidade de suprimento de energia
Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 33/68 / 28
Engrenagem do cilindro
Chapa fina
Tampa do anodo
Terminal do catodo
Defletor
Engrenagem de acionamento do anodo
24a, 24b, 24c Engrenagem de transmissão
26a, 26b Engrenagem de transmissão
Haste
30a, 30b Microchave
Terminal do anodo
Mola espiral
Elemento de contato do lado fixo
Camisa isolante
Perno de ajuste da mola
Aparelho de eletrodeposição de cilindro convencional
Tanque de deposição
Cilindro
Catodo
Anodo
W Peça de trabalho
Claims (5)
- REIVINDICAÇÕES1. Método para realizar eletrodeposição de cilindro pelo uso de um banho de deposição de alumínio ou liga de alumínio, caracterizado pelo fato de que o método compreende uma etapa de:rotacionar, oscilar ou vibrar um anodo, ao mesmo tempo rotacionando, oscilando ou vibrando um cilindro que recebe peças de trabalho, com uma tensão sendo aplicada entre o anodo e um catodo provido em uma superfície de parede interna do cilindro;em que o anodo é colocado dentro do cilindro, e é coberto com uma tampa do anodo tendo aberturas pelas quais uma corrente passa do anodo para as peças de trabalho, tal que contato acidental das peças de trabalho com o anodo é impedido e em que a tampa do anodo circunda parcialmente o anodo
- 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o banho de deposição de alumínio ou liga de alumínio é um banho de deposição de alumínio não aquoso ou um banho de deposição de liga de alumínio não aquoso.
- 3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o banho de deposição de liga de alumínio não aquoso ou banho de deposição de liga de alumínio é um banho de deposição de alumínio não aquoso compreendendo:(A) um haleto de alumínio; e (B) um líquido iônico.
- 4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o banho de deposição de alumínio não aquoso ou o banho de deposição de liga de alumínio não aquoso é um banho de deposição de liga Al-Zr, um banho de deposição de liga Al-Mn, ou um banho de deposição de Al-Zr-Mn, que compreende:(A) um haleto de alumínio;Petição 870190008089, de 24/01/2019, pág. 35/682 / 2 (B) um líquido iônico;que ainda compreende um ou ambos de:(C) um haleto de zircônio; e (D) um haleto de manganês.
- 5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:a temperatura do banho é 25 a 120°C, a densidade de corrente média do catodo é 0,5 a 5 A/dm2, a velocidade angular do cilindro é 180 a 3600 graus/minuto, e a taxa de rotação do anodo é 10 a 200 rpm.
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