CZ286909B6 - Electrochemical process, particularly electroplating of surface layer - Google Patents

Electrochemical process, particularly electroplating of surface layer Download PDF

Info

Publication number
CZ286909B6
CZ286909B6 CZ19951447A CZ144795A CZ286909B6 CZ 286909 B6 CZ286909 B6 CZ 286909B6 CZ 19951447 A CZ19951447 A CZ 19951447A CZ 144795 A CZ144795 A CZ 144795A CZ 286909 B6 CZ286909 B6 CZ 286909B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
current
current density
structural
seconds
layer
Prior art date
Application number
CZ19951447A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ144795A3 (en
Inventor
Karl Muell
Original Assignee
Romabau Holding Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6499571&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ286909(B6) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from DE4334122A external-priority patent/DE4334122C2/de
Application filed by Romabau Holding Ag filed Critical Romabau Holding Ag
Publication of CZ144795A3 publication Critical patent/CZ144795A3/cs
Publication of CZ286909B6 publication Critical patent/CZ286909B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
    • C25D5/625Discontinuous layers, e.g. microcracked layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B17/00Methods preventing fouling
    • B08B17/02Preventing deposition of fouling or of dust
    • B08B17/06Preventing deposition of fouling or of dust by giving articles subject to fouling a special shape or arrangement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B17/00Methods preventing fouling
    • B08B17/02Preventing deposition of fouling or of dust
    • B08B17/06Preventing deposition of fouling or of dust by giving articles subject to fouling a special shape or arrangement
    • B08B17/065Preventing deposition of fouling or of dust by giving articles subject to fouling a special shape or arrangement the surface having a microscopic surface pattern to achieve the same effect as a lotus flower
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/18Electroplating using modulated, pulsed or reversing current
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
    • C25D5/605Surface topography of the layers, e.g. rough, dendritic or nodular layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/627Electroplating characterised by the visual appearance of the layers, e.g. colour, brightness or mat appearance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Description

Způsob elektrochemického, zejména galvanického, nanášení povrchové vrstvy
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu elektrochemického, zejména galvanického, nanášení povrchové vrstvy na konstrukční díl stroje pomocí stejnosměrného proudu, přičemž nejméně během počátečního impulzu elektrického napětí a/nebo elektrického proudu na ploše, která se má opatřit vrstvou, se dosáhne tvoření zárodků vylučovaného materiálu, a přičemž se následně prostřednictvím nejméně jednoho dalšího impulzu dosáhne růstu zárodků vylučovaného materiálu usazováním dalšího vylučovaného materiálu.
Dosavadní stav techniky
Takových povrchových struktur se více nebo méně dobře dosáhne chemickými leptacími procesy v návaznosti na vytvoření vrstvy nebo mechanickým opracováním, jako například broušením nebo pískováním. Na takto vytvořenou strukturu se potom nanese vrstva tvrdého chrómu. Tyto různé, pro výrobu nutné pracovní operace jsou nákladné a vyžadují komplikovanou výrobní techniku. Náklady jsou pro výrobu struktur v podstatě určovány mechanickými nebo chemickými operacemi opracování.
V oblasti vytváření struktur kovových vrstev se také používají nákladné a jen velmi těžko zvladatelné způsoby disperzního odlučování, při kterých se dosáhne specifické povrchové struktury organickými nebo anorganickými cizími látkami, které se například zapracují do vrstvy chrómu a/nebo blokují růst vrstvy chrómu během odlučovacího procesu, takže vznikají drsné povrchy. Cizí látky jsou rozptýleny, v elektrolytu.
Německý patentový spis DE 33 07 748 se týká způsobu elektrochemického vytváření vrstvy, u kterého se pro tvoření zárodku používá impulzový proud. Jestliže se použije vhodná proudová hustota, tvoří vznikající zárodky dendritickou, tj. stromečkovitou strukturu povrchů. Pod pojmem proudová hustota se rozumí střední proudová hustota na povrchu katody.
Úkolem vynálezu je vytvořit zlepšený způsob elektrochemického nanášení strukturálních kovových vrstev, které není třeba mechanicky nebo chemicky dále opracovávat, a kterým jsou vyrobitelné mnohé strukturální kovové vrstvy, jakož i zařízení k provádění tohoto způsobu.
Podstata vynálezu
Tento úkol splňuje způsob elektrochemického, zejména galvanického, nanášení povrchové vrstvy na konstrukční díl stroje pomocí stejnosměrného proudu, přičemž nejméně během počátečního impulzu elektrického napětí a/nebo elektrického proudu na ploše, která se má opatřit vrstvou, se dosáhne tvoření zárodků vylučovaného materiálu, a přičemž se následně prostřednictvím nejméně jednoho dalšího impulzu dosáhne růstu zárodků vylučovaného materiálu, a přičemž se následně prostřednictvím nejméně jednoho dalšího impulzu dosáhne růstu zárodků vylučovaného materiálu usazováním dalšího vylučovaného materiálu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že během fáze tvoření zárodků se provádí zvýšení elektrického napětí a/nebo proudu ve více stupních, doba mezi zvýšeními je mezi 0,1 a 30 sekundami, přičemž změny proudové hustoty se provádějí ve stupních od 1 až 6 mA/cm2.
Podle výhodného provedení se stupně zvyšují vždy s předem určitelnou změnou proudové hustoty o 1 až 6 mA/cm2 na stupeň z počáteční hodnoty na strukturální proudovou hustotu, přičemž doba mezi dvěma zvýšeními proudové hustoty je přibližně 0,1 až 30 sekund a proud do
-1 CZ 286909 B6 lázně přivádí v tolika stupních, dokud není dosaženo strukturální vrstvy, sestávající z usazeniny z jednotlivých nebo navzájem na sobě uložených přibližně kuličkovitých nebo stromečkovitých tělísek na povrchu a potom se přivádí ve fázi růstu zárodků během předem určitelné plynulé pracovní doby technologický proud s proudovou hustotou v oblasti od 80 % do 120 % strukturální proudové hustoty.
Strukturální vrstva se přímo galvanicky nanáší na příslušný předmět. Za tím účelem musí tento předmět mít elektricky vodivý povrch, který je zpravidla obroušen, aby poskytoval hladkou základnu pro strukturální vrstvu. Před procesem pro nanesení vrstvy se předmět podle obvyklých galvanotechnických pravidel očistí a odmastí. Ponoří se jako katoda do galvanické lázně, ve které se nachází také anoda. Vzdálenost mezi anodou a katodou se nejčastěji zvolí v rozsahu mezi 1 a 40 cm. Jako elektrolyt se výhodně používají chromové elektrolyty, zejména chromosírové směsi, chromokyselinové směsi nebo slitinové elektrolyty.
Mezi anodu a katodu se přivede technologický proud a tekoucí proud způsobí nanášení materiálu na předmět, který se má opatřit vrstvou a který je použit jako katoda. Vynález navrhuje, připojit pro tvoření zárodků kladné impulzy. Proces tvoření struktury sestává z fáze tvoření zárodku a z fáze růstu zárodku. Nejdříve se ve fázi tvoření zárodku zvyšuje technologické napětí a technologický proud ve více stupních, se vždy předem určenou změnou proudové hustoty od 1 až do 6 mA/cm2 pro jeden stupeň, z výchozí hodnoty na strukturální proudovou hustotu. Počáteční hodnota je 0 mA/cm2, může však být také vyšší, jestliže fáze tvoření zárodků následuje přímo za předcházející galvanickou technologickou fází. Doba mezi dvěma zvýšeními proudové hustoty je přibližně 0,1 až 30 sekund. Nejčastěji se používají odstupy stupňů přibližně 7 sekund. Každým proudovým skokem se tvoří nové zárodky. V opaku k impulzovému proudu vrstvy se technologický proud zde nevrací po každém kladném skoku opět zpět na nulu, nýbrž každým proudovým skokem se dále zvýší. Tím se mohou odlučovat zejména kulatější a rovnoměrnější zárodky (tělíska) na objekt, než je možné se známým způsobem impulzovým proudem. Proudové stupně se lázni přivádějí v takovém počtu, až se dosáhne usazeniny na povrchu předmětu, sestávající z jednotlivých nebo navzájem na sobě uložených kuličkovitých nebo dendritických, tj. stromečkovitých tělísek.
Je výhodné, dosáhnout s fází tvoření zárodků tloušťky strukturální vrstvy od 4 pm do 10 pm. Ktomu je zapotřebí zpravidla 10 až 240 proudových stupňů. Zejména dobrých výsledků se dosáhne s 50 až 60 stupni.
Po skončení posledního proudového stupně dosažená proudová hustota je strukturální proudová hustota. S dosažením této strukturální proudové hustoty je fáze tvoření zárodků, která představuje vlastní tvoření struktury, v podstatě uzavřena. Uspořádání vznikající struktury je závislé na mnoha parametrech, především na proudové hustotě struktury, na počtu, velikosti a časových rozestupech proudových stupňů, na teplotě lázně a na použitých elektrolytech. Změna proudové hustoty na jeden stupeň, stejně jako doba mezi dvěma zvýšeními proudové hustoty, se může během fáze tvoření zárodků měnit. Podle charakteru proudové hustoty mohou se vytvořit rozdílné povrchové struktury, které jsou hlavně vyznačeny rozdílnými hloubkami drsnosti. Ideální parametry výrobního způsobu mohou se jednoduše stanovit empiricky. Zpravidla lze říci, že při vyšší teplotě lázně a vyšším obsahu kyseliny v elektrolytu se také použije větší strukturální proudová hustota.
Tato strukturální proudová hustota činí dvoj - až trojnásobek proudové hustoty používané při normálním vytváření vrstvy stejnosměrným proudem. Při vytváření vrstvy stejnosměrným proudem se pracuje s proudovými hustotami v oblasti 15 až 60 mA/cm2. Hodnota proudové hustoty je přitom závislá na elektrolytu a na teplotě lázně. Při vytváření strukturální vrstvy jsou možné proudové hustoty v oblasti od 30 do 180 mA/cm2.
-2CZ 286909 B6
Potom následuje růstová fáze zárodků. Přitom se během určitelné skokové pracovní doby přivede technologický proud s proudovou hustotou v oblasti od 80 % až do 120 % strukturální proudové hustoty. Během plynulé pracovní doby teče přibližně rovnoměrný proud, což vede k růstu struktuiy, vytvořené na předmětu. Podle trvání plynulé pracovní doby může se tato strukturální vrstva více nebo méně razantně projevit. Růst uskutečňuje se přitom na nejvyšších bodech strukturální vrstvy rychleji, nežli na hlubokých bodech mezi tělísky, nanesenými ve fázi tvoření zárodků. Tím stane nejdříve další zvýšení drsnosti během růstové fáze zárodků. Skoková pracovní doba se nachází v oblasti od 1 do 600 sekund, výhodně činí přibližně 30 sekund.
Po uplynutí plynulé pracovní doby se technologický proud sníží na konečnou hodnotu, často na nulu. Tento pokles technologického proudu na konečnou hodnotu se může provésti skokově, je však také možný pokles plynulý. Také zde se dosáhnou se stupňovitou změnou technologického proudu dobré výsledky. Proudové stupně leží přitom výhodně v oblasti od -1 až do -8 mA/cm2 pro stupeň a doba mezi dvěma proudovými stupni se výhodně zvolí v rozsahu od 0,1 až do 1 sekundy.
V předchozím textu byly popsány tři výrobní kroky: plynulé zvýšení technologického proudu v rozsahu strukturální proudové hustoty během plynulé pracovní doby (růstové fáze zárodků) a následující zmenšení technologického proudu na konečnou hodnotu. Tyto výrobní kroky přestavují výrobní cyklus struktury. Mohou se cyklicky opakovat. To je zejména tehdy výhodné, jestliže je požadovaná silnější strukturizace povrchu. Přitom odpovídá vždy konečná hodnota předcházejícího cyklu počáteční hodnotě následujícího cyklu. Počet opakování je závislý od požadované povrchové struktury a tloušťky vrstvy. Dobré výsledky byly dosaženy s dvojnásobným až dvacetinásobným opakováním. Konečné hodnoty jednotlivých cyklů mohou být rozdílně vysoké.
Je výhodné, jestliže se předmět, na kterém se má vytvořit vrstva, ponoří již nějakou dobu před započetím výrobního procesu, do lázně, výhodně na jednu minutu. Tato čekací doba slouží především k vyrovnání teplot, to znamená, že materiál předmětu bude mít přibližně teplotu elektrolytu.
Dobrých výsledků se dosáhne, jestliže se před nanášením strukturální vrstvy za podmínek, obvyklých při normálním chromování, nanese stejnosměrným proudem základní vrstva. Toho se dosáhne tím, že na začátku vytváření vrstvy se přivede základní impulz (napěťový případně proudový impulz). Přitom se použije proudová hustota od 15 do 60 mA/cm2, což odpovídá proudovým hodnotám obvyklých při normálním chromování. Tento základní impulz má trvání přibližně 600 sekund. Aby se vyloučila změna koncentrace v důsledku předcházejícího opracování stejnosměrným proudem ve fázi mezní vrstvy před tvořením struktury, je výhodné, jestliže se po základním impulzu a před začátkem vytváření struktury zařadí bezproudová mezidoba přibližně 60 sekund.
Tento způsob se upotřebí v mnoha oblastech techniky pro konstrukční díly se speciálními konstrukčními vlastnostmi. Je známo vytváření povrchových vrstev na konstrukčních dílech prostřednictvím galvanických procesů. Často jsou kladeny určité požadavky na povrchovou strukturu obrobku, který se má opatřit povrchovou vrstvou. Například určitá depa mazacích látek musí mít válcové kluzné plochy pro ukládání mazacích prostředků. Lékařské a optické přístroje musí mít povrchy s nízkým stupněm odrazu. Určité odrazové stupně jsou také požadovány pro funkční a dekorativní používání v nábytkářském průmyslu a v průmyslu zdravotnických armatur.
V grafickém průmyslu se potřebují tiskací stroje s vlhkým třecím válcem se speciálním drsným povrchem. V tvářecí technice se mohou používat nástroje pochromované se strukturou, aby obrobek dostal strukturizovaný povrch. Například povrch plechu dostane strukturizovaný povrch při válcování pochromovanými válci se strukturou.
-3CZ 286909 B6
Zařízení k provádění popsaného způsobu sestává z galvanické lázně, obsahující elektrolytický roztok s kovovou koncentrací. Jako elektrolyt jsou výhodné chromové elektrolyty, zejména chromosírové směsi, chromokyselinové směsi, nebo slitinové elektrolyty. Jeden z výhodných elektrolytů má koncentraci od 180 až do 300 gramů oxidu chromového CrO3 na litr. K tomu se mohou přidat ještě cizí přísady, jako např. kyselina sírová H2SO4 kyselina fluorovodíková H2F2, kyselina fluorokřemičitá H2SiF6 a jejich směsi. Výhodný elektrolyt obsahuje 1 až 3,5 gramu kyseliny sírové H2SO4 na litr. Galvanická lázeň se zpravidla ohřívá, teplota elektrolytu činí výhodně 30 až 35 °C.
Do roztoku elektrolytické lázně jsou ponořeny anoda a katoda, přičemž předmět, který se má opatřit vrstvou tvoří katodu nebo alespoň část katody. Při použití chromového elektrolytu se výhodně používá platina nebo slitina olova a cínu (PbSn7) jako materiál anody. Anoda a katoda jsou spojeny se zařízením pro dodávání technologického proudu. Technologický proud je zvyšovatelný ve více stupních se vždy předem určitelnou změnou proudové hustoty od 1 až do 6 mA/cm2 pro stupeň od počáteční hodnoty na strukturální proudovou hustotu. Časové odstupy mezi dvěma proudovými zvýšeními jsou nastavitelné mezi 0,1 a 30 sekundami. Po dosažení strukturální proudové hustoty je pro předem určitelnou plynulou pracovní dobu připojitelný technologický proud s proudovou hustotou v rozsahu od 80% do 120% strukturální proudové hustoty. Aby se dosáhlo rovnoměrného vytvoření vrstvy, může býti zařízení vybaveno rotačním pohonem pro plynulé otáčení objektu. Vzdálenost mezi anodou a předmětem, který se má opatřit vrstvou, se zvolí v rozsahu od 1 do 40 cm, výhodně 25 cm.
Přehled obrázků na výkrese
Vynález bude v dalším textu blíže vysvětlen na příkladech provedení, znázorněných na výkresech.
Na obr. 1 je schématické znázornění zařízení ke galvanickému nanášení strukturálních vrstev.
Na obr. 2 je grafické znázornění časového průběhu proudové hustoty při vytváření strukturální vrstvy.
Na obr. 3 je fotografické znázornění v měřítku 200 : 1 povrchové struktury předmětu, opatřené povrchovou vrstvou vytvořenou výrobním způsobem popsaným k obr. 2.
Na obr. 4 je fotografické znázornění v měřítku 500 : 1 povrchové struktury ukázané v obr. 3.
Na obr. 5 je grafické znázornění časového průběhu proudové hustoty při výrobě strukturální vrstvy.
Na obr. 6 je znázorněno grafické znázornění časového průběhu proudové hustoty při výrobě strukturální vrstvy.
Na obr. 7 je grafické znázornění časového průběhu proudové hustoty při výrobě strukturální vrstvy.
Příklady provedení vynálezu
Obr. 1 ukazuje schématické znázornění zařízení ke galvanickému nanášení strukturálních vrstev. Nádrž naplněná elektrolytickou kapalinou 1 tvoří galvanickou lázeň. Do galvanické lázně je ponořen předmět 2, který se má opatřit vrstvou a anoda 3. Předmět, který se má opatřit vrstvou, tvoří katodu 2. Anoda 3 a katoda 2 jsou spojeny se řízeným elektrickým zdrojem 4 energie.
-4CZ 286909 B6
U zdroje 4 energie může se jednat o proudový nebo napěťový zdroj. Protože, pokud se týká elektrických vlivů, příp. proudové hustoty na katodě, jsou tyto vlivy směrodatné pro tvoření vrstvy, lze výrobní proces proudovým zdrojem přesněji kontrolovat. Použití napěťového zdroje má naproti tomu tu výhodu, že jsou menší náklady na elektrické obvodové prostředky. Pokud se jiné parametry, jako např. teplota lázně a koncentrace elektrolytu podstatně nezmění, lze výrobní proces také dobře kontrolovat napěťovým zdrojem.
Elektrický zdroj 4 energie je řízen programovatelnou řídicí jednotkou 5. Řídicí jednotkou 5 lze předem zadat libovolné průběhy napětí příp. proudu, které jsou potom automaticky přiváděny prostřednictvím zdroje 4 energie na elektrody.
Obr. 2 ukazuje grafické znázornění časového průběhu technologické proudové hustoty při výrobě strukturální vrstvy. Vodorovná osa v obr. 2 je časová osa, na svislé ose y je znázorněna proudová hustota. Přitom se jedná o příklad provedení s možným průběhem výroby, který bude přesněji popsán v následujícím textu. Obr. 3 a 4 ukazují fotografické znázornění strukturální vrstvy, vyrobené tímto způsobem.
Jako galvanická lázeň se použije elektrolyt chromosírové směsi s 200 gramy oxidu chromového CrO3 a 2 gramy kyseliny sírové H2SO4 na litr směsi. U obrobku, který se má opatřit povrchovou vrstvou se jedná o rotačně symetrický konstrukční díl, vlhký třecí válec pro tiskařský průmysl. Aby se vytvořila vhodná výchozí plocha pro strukturální pochromování, nejprve se válec, sestávající z oceli, jemně obrousí s hloubkou drsnosti Rz < pm. Na to se podle podmínek obvyklých v galvanotechnice nanese 30 pm tlustá vrstva niklu a nato se nanese 10 pm tlustá vrstva chrómu bez trhlinek. Takto připravený obrobek se otáčí v galvanické lázni pro strukturální pochromování, aby se dosáhla co nejrovnoměmější vrstva. Obrobek tvoří katodu, jako anoda se použije platinovaný titan nebo PbSn7. Vzdálenost elektrod anoda-katoda se nastaví na 25 cm.
Během první výrobní fáze 7 zůstává technologický proud odpojen. Tato fáze slouží aklimatizaci obrobku na galvanickou lázeň. Přitom převezme obrobek teplotu od elektrolytu. Po přibližně jedné minutě se zapojí stejnosměrný proud mezi anodu a katodu. Tento proud zůstává zapojen během fáze 8, která trvá asi 600 sekund. Přitom se nanese na obrobek stejnosměrným proudem základní vrstva chrómu. Použitá proudová hustota je také obvyklá při normálních chromování, totiž 20 mA/cm2. Po nanesení základní vrstvy stejnosměrným proudem následuje druhá fáze 9 bez proudu.
Potom začne vlastní výroba struktury. Během fází 10 a 11 se zvýší proudová hustota ve stupních na strukturální proudovou hustotu 14. Charakteristická data stupňů (výška proudových stupňů a časové vzdálenosti mezi dvěma proudovými kroky) se přitom během nárůstu mění. Během první fáze 10 se proud v 16 stupních zvýší na 40 mA/cm2. To odpovídá změně proudové hustoty z 2,5 mA/cm2 pro stupeň. Doba 28 mezi dvěma proudovými stupni činí 5 sekund. Potom se proudová hustota zvýší během fáze 11 v 62 dalších krocích na strukturální proudovou hustotu 100 mA/cm2, doba mezi dvěma proudovými stupni činí 6 sekund (proudová hustota, tj. její průběh, znázorněný grafem v obr. 2, není v měřítku, totéž platí pro grafy, znázorněné v obr. 3 a 6.
Poté, co se dosáhlo strukturální proudové hustoty, se tato proudová hustota udržuje během nájezdové pracovní doby 12. Přitom tekoucí stejnosměrný proud vede k růstu strukturální vrstvy vytvářené ve fázích 10 a 11. Doba trvání plynulé pracovní doby činí 60 sekund. Potom proudová hustota opět stupňovitě klesne ve 22 krocích na konečnou hodnotu 0 mA/cm2. Doba mezi dvěma proudovými kroky je přitom 4 sekundy.
Z technických důvodů a důvodu praktického použití se v případě vlhkého třecího válce v návaznosti na strukturální chromovou vrstvu, zhotovenou způsobem podle vynálezu, nanese ještě 4 až
-5CZ 286909 B6 μπι tlustá vrstva chrómu s mikroskopickými trhlinkami. Toto se provádí stejnosměrným proudem za podmínek obvyklých v galvanotechnice a nebude to zde blíže vysvětlováno.
Obr. 3 a 4 ukazují mikroskopické snímky strukturální vrstvy chrómu, která byla vytvořena způsobem popsaným k obr. 2. Strukturální vrstva sestává převážně z přibližně kuliČkovitých, jednotlivých a částečně také navzájem nad sebou ležících tělísek. Ukázaná strukturální vrstva má povrchovou drsnost Rz = 8 pm při nosném podílu 25 %. Pojem „nosný podíl“ je podle DIN 4762 také definován jako „materiálový podíl“.
Obr. 5 ukazuje časový průběh proudové hustoty dalšího způsobu pro vytvoření strukturální vrstvy. Výrobní fáze 7, 8 a 9 byly již probrány u provedení k obr. 2. V na to následující fázi 15 se proudová hustota zvýší ve 110 stejných krocích na strukturální proudovou hustotu 100mA/cm2. Doba mezi dvěma proudovými kroky činí 4 sekundy. V návaznosti na to se po krátkém bezproudovém momentu výrobní cyklus, sestávající z fází 15,16 a 17 opět opakuje.
Obr. 6 ukazuje časový průběh proudové hustoty dalšího způsobu. Po čekací fázi 7 k aklimatizaci obrobku na galvanickou lázeň následuje impulz 18 stejnosměrného proudu, který svým způsobem odpovídá impulzu 8 stejnosměrného proudu v obr. 2. V návaznosti na to následuje přímo fáze 19 tvoření zárodku, ve které se proudová hustota stupňovitě zvýší na strukturální proudovou hustotu 24. Proudová hustota se potom během plynulé pracovní doby 20 udržuje na strukturální proudové hustotě a na to, během fáze 21, plynule poklesne na konečnou hodnotu 26. Po krátké čekací době 28 následuje znovu fáze 23 tvoření zárodků se stupňovitým zvyšováním proudové hustoty až na novou strukturální proudovou hustotu 25. Přitom je počáteční proudová hodnota fáze 23 tvoření zárodků rovna konečné hodnotě 26, na kterou poklesne proudová hustota na konci předcházejícího výrobního cyklu struktury. Proudová hustota se potom během plynulé pracovní doby 27 udržuje na strukturální proudové hustotě 25 a v napojení na to skokově poklesne na novou konečnou hodnotu 0 mA/cm2.
Obr. 7 ukazuje časový průběh proudové hustoty další varianty výrobního způsobu. Výrobní fáze 8 až 9 byly již vysvětleny k obr. 2. Výrobní proud se potom během fáze 29 stupňovitě zvýší na strukturální proudovou hustotu 30. Potom se během plynulé pracovní doby 32 přivede výrobní proud s hodnotou proudové hustoty 80 % strukturální proudové hodnoty 30. Mezi tím leží bezproudá klidová doba 31. Po uplynutí plynulé pracovní doby 32 se výrobní proud během fáze 33 sníží na konečnou hodnotu. Tato konečná hodnota slouží jako počáteční hodnota pro druhý výrobní cyklus struktuiy, počínající stupňovitým nárůstem proudu ve fázi 35. Po dosažení nové strukturální proudové hustoty 36 se během plynulé pracovní doby 38 přivede výrobní proud s hodnotou 120 % strukturální proudové hustoty 36. Mezi tím je opět bezproudá klidová doba 37.

Claims (5)

1. Způsob elektrochemického, zejména galvanického, nanášení povrchové vrstvy na konstrukční díl stroje pomocí stejnosměrného proudu, přičemž nejméně během počátečního impulzu elektrického napětí a/nebo elektrického proudu se na ploše, která se má opatřit vrstvou, dosáhne tvoření zárodků vylučovaného materiálu, a přičemž se následně prostřednictvím nejméně jednoho dalšího impulzu dosáhne růstu zárodků vylučovaného materiálu usazováním dalšího vylučovaného materiálu, vyznačující se tím, že během fáze tvoření zárodků se provádí zvýšení elektrického napětí a/nebo proudu ve více stupních, doba mezi zvýšeními je mezi 0,1 a 30 sekundami, přičemž změny proudové hustoty se provádějí ve stupních od 1 až 6 mA/cm2.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se stupně zvyšují vždy s předem určitelnou změnou proudové hustoty o 1 až 6 mA/cm2 na stupeň z počáteční hodnoty na strukturální proudovou hustotu (14, 24, 25), přičemž doba (28) mezi dvěma zvýšeními proudové hustoty je přibližně 0,1 až 30 sekund a proud do lázně přivádí v tolika stupních, dokud není dosaženo strukturální vrstvy, sestávající z usazeniny z jednotlivých nebo navzájem na sobě uložených přibližně kuličkovitých nebo stromečkovitých tělísek na povrchu a potom se přivádí ve fázi růstu zárodků během předem určené plynulé pracovní doby (12, 16) výrobní proud s proudovou hustotou v rozsahu od 80 % do 120 % strukturální proudové hustoty.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že doba trvání jednotlivých stupňů je přibližně 7 sekund.
4. Způsob podle některého z předcházejících nároků laž3, vyznačující se tím, že proudová hustota se zvyšuje v 10 až 240 stupních.
5. Způsob podle některého z předcházejících nároků laž4, vyznačující se tím, že strukturální proudová hustota (14,24,25) je v rozsahu od 30 mA/cm2 do 180 mA/cm2.
6. Způsob podle některého z předcházejících nároků laž5, vyznačující se tím, že plynulá pracovní doba (12, 16) činí 1 až 600 sekund, zejména přibližně 30 sekund.
7. Způsob podle některého z předcházejících nároků laž6, vyznačující se tím, že výrobní proud se po uplynutí plynulé pracovní doby sníží na konečnou hodnotu (26).
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že výrobní proud po uplynutí plynulé pracovní doby stupňovitě klesne vždy s předem určenou změnou od -1 do -8 mA/cm2 na stupeň na konečnou hodnotu.
9. Způsob nanášení povrchové vrstvy na elektricky vodivý povrch předmětu, vyznačující se tím, že způsob podle jednoho z nároků 7 nebo 8 se cyklicky dvakrát až dvacetkrát opakuje, přičemž vždy konečná hodnota předcházejícího cyklu odpovídá počáteční hodnotě následujícího cyklu.
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že konečné hodnoty (26) proudu mají různou velikost.
11. Způsob podle alespoň některého z předcházejících nároků lažlO, vyznačující se tím, že před vytvářením struktur se přivede impulz (8, 18) stejnosměrného proudu s proudovou hustotou od 15 do 60 mA/cm2 pro vytvoření základní vrstvy.
5 12. Způsob podle alespoň některého z předcházejících nároků lažll, vyznačující se tím, že vrstva se nanáší na válcové povrchy pro zásobníky k uložení mazacích prostředků nebo na povrchy v optických, lékařských přístrojích k nastavení definovaných stupňů odrazu nebo pro funkční a dekorativní účely v nábytkářském a zdravotnickém průmyslu nebo pro vytváření povrchů s definovanou drsností ve výrobcích grafického průmyslu nebo pro vytváření 10 strukturizovaných povrchů u nástrojů.
CZ19951447A 1993-10-07 1994-10-01 Electrochemical process, particularly electroplating of surface layer CZ286909B6 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4334122A DE4334122C2 (de) 1992-04-09 1993-10-07 Verfahren zum elektrochemischen Aufbringen einer Oberflächenbeschichtung und Anwendung des Verfahrens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ144795A3 CZ144795A3 (en) 1996-07-17
CZ286909B6 true CZ286909B6 (en) 2000-08-16

Family

ID=6499571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19951447A CZ286909B6 (en) 1993-10-07 1994-10-01 Electrochemical process, particularly electroplating of surface layer

Country Status (17)

Country Link
EP (1) EP0722515B1 (cs)
JP (1) JP3293828B2 (cs)
KR (1) KR100332077B1 (cs)
CN (1) CN1044395C (cs)
AU (1) AU7784794A (cs)
BR (1) BR9405631A (cs)
CA (1) CA2172613C (cs)
CH (1) CH690273A5 (cs)
CZ (1) CZ286909B6 (cs)
DE (1) DE59405190D1 (cs)
ES (1) ES2114703T3 (cs)
FI (1) FI103674B1 (cs)
GR (1) GR3026689T3 (cs)
PL (1) PL177073B1 (cs)
SI (1) SI9420006B (cs)
SK (1) SK281999B6 (cs)
WO (1) WO1995009938A1 (cs)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19828545C1 (de) * 1998-06-26 1999-08-12 Cromotec Oberflaechentechnik G Galvanisches Bad, Verfahren zur Erzeugung strukturierter Hartchromschichten und Verwendung
US6478943B1 (en) 2000-06-01 2002-11-12 Roll Surface Technologies, Inc. Method of manufacture of electrochemically textured surface having controlled peak characteristics
CA2450283C (en) * 2001-07-05 2008-10-28 Roll Surface Technologies, Inc. Electrochemically textured surface having controlled peak characteristics and the method of manufacture
DE10255853A1 (de) 2002-11-29 2004-06-17 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Herstellung strukturierter Hartchromschichten
DE10302107A1 (de) * 2003-01-21 2004-07-29 Fuchs Technology Ag Zylinderoberfläche
DE102004019370B3 (de) 2004-04-21 2005-09-01 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Herstellung einer strukturierten Hartchromschicht und Herstellung einer Beschichtung
DE102008017270B3 (de) 2008-04-04 2009-06-04 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Strukturierte Chrom-Feststoffpartikel-Schicht und Verfahren zu deren Herstellung sowie beschichtetes Maschinenelement
AT506076B1 (de) * 2008-06-03 2009-06-15 Vassilios Dipl Ing Polydoros Verfahren zur herstellung von nanostrukturierten chromschichten auf einem substrat
EP2149447A1 (de) 2008-07-29 2010-02-03 Alcan Technology &amp; Management Ltd. Verfahren zur Herstellung einer Materialbahn mit Oberflächenstruktur
CN102877098B (zh) * 2012-10-29 2015-06-17 东莞市若美电子科技有限公司 一种多波段输出的脉冲电镀方法
EP3000918B1 (de) * 2014-09-24 2018-10-24 topocrom systems AG Verfahren zum galvanischen aufbringen einer oberflächenbeschichtung
CN105734631B (zh) * 2014-12-10 2019-03-19 上海宝钢工业技术服务有限公司 冷轧轧辊毛化处理的电镀方法
WO2017076456A1 (de) * 2015-11-05 2017-05-11 Topocrom Systems Ag Verfahren und vorrichtung zum galvanischen aufbringen einer oberflächenbeschichtung
CN110117802B (zh) * 2019-05-06 2020-05-22 浙江大学 一种多级三维微观结构的制备方法
CN111962120A (zh) * 2020-08-18 2020-11-20 重庆佰鸿机械设备有限公司 一种管件内壁表面处理工艺
EP4012074A1 (de) 2020-12-14 2022-06-15 topocrom systems AG Oberflächenbeschichtung und verfahren zu ihrer herstellung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD134785A1 (de) * 1978-01-25 1979-03-21 Hans Skilandat Verfahren zur elektrolytischen erzeugung eines kupfernen haftbelages auf kupferfolie
US4468293A (en) * 1982-03-05 1984-08-28 Olin Corporation Electrochemical treatment of copper for improving its bond strength
US5185073A (en) * 1988-06-21 1993-02-09 International Business Machines Corporation Method of fabricating nendritic materials
DE4211881C2 (de) * 1992-04-09 1994-07-28 Wmv Ag Verfahren zum elektrochemischen Aufbringen einer strukturierten Oberflächenbeschichtung

Also Published As

Publication number Publication date
SI9420006A (en) 1995-12-31
SK86195A3 (en) 1996-03-06
EP0722515A1 (de) 1996-07-24
BR9405631A (pt) 1999-09-08
CA2172613A1 (en) 1995-04-13
FI103674B (fi) 1999-08-13
DE59405190D1 (de) 1998-03-05
JPH09503550A (ja) 1997-04-08
GR3026689T3 (en) 1998-07-31
WO1995009938A1 (de) 1995-04-13
SI9420006B (sl) 2002-02-28
FI952774A0 (fi) 1995-06-06
SK281999B6 (sk) 2001-10-08
FI952774A (fi) 1995-06-06
FI103674B1 (fi) 1999-08-13
CN1115583A (zh) 1996-01-24
JP3293828B2 (ja) 2002-06-17
PL309286A1 (en) 1995-10-02
PL177073B1 (pl) 1999-09-30
EP0722515B1 (de) 1998-01-28
ES2114703T3 (es) 1998-06-01
CZ144795A3 (en) 1996-07-17
CH690273A5 (de) 2000-06-30
KR100332077B1 (ko) 2002-10-31
CN1044395C (zh) 1999-07-28
AU7784794A (en) 1995-05-01
CA2172613C (en) 2003-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ286909B6 (en) Electrochemical process, particularly electroplating of surface layer
JP6196285B2 (ja) ナノ積層黄銅合金の電気化学析出の材料および過程
US5415761A (en) Process for applying a structured surface coating on a component
Sadiku-Agboola et al. Influence of operation parameters on metal deposition in bright nickel-plating process
JP2015042789A (ja) コーティングとしてのナノ結晶金属およびアモルファス金属ならびにそれらの合金の実施方法
US6319385B1 (en) Process for electrochemically applying a surface coating
Swain et al. Use of coated microtools in advanced manufacturing: An exploratory study in electrochemical machining (ECM) context
US20120181179A1 (en) Method of electrochemical machining
WO2003046262A1 (en) Sequential electromachining and electropolishing of metals and the like using modulated electric fields
US3939046A (en) Method of electroforming on a metal substrate
US3886053A (en) Programmable pulse electroplating process
WO2001018281A1 (en) Rapid colouring process for aluminum products
US10590558B2 (en) Nanostructured aluminum alloys for improved hardness
DE4334122C2 (de) Verfahren zum elektrochemischen Aufbringen einer Oberflächenbeschichtung und Anwendung des Verfahrens
Yi et al. Morphology and growth of porous anodic oxide films on Ti-10V-2Fe-3Al in neutral tartrate solution
US6398942B1 (en) Electrochemical machining process for fabrication of cylindrical microprobe
EP2619354B1 (de) Verfahren zum entschichten von werkstücken
JPS6256240B2 (cs)
WO1998003702A1 (en) Method for obtaining a high surface finish on titanium based coatings
Zulaida et al. The Influence of Electric Current and Electrolyte Solution on Porous Characteristics on Aluminum Anodizing
CN112410836A (zh) 一种五金件表面处理工艺
k Swain Preparation of coated microtools for electrochemical machining applications
JP2005200771A (ja) クロムめっき部品の製造方法およびその実施に用いるめっき浴
JP2002167688A (ja) 摺動部材用高速めっき被膜の製造方法
JPH06272100A (ja) 黒鉛製電解加工用電極

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20051001