DE10025524A1 - Vorrichtung und Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Behandlungsgut bei elektrolytischen Prozessen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Behandlungsgut zum elektrolytischen Ätzen und Galvanisieren. DOLLAR A Beim Galvanisieren werden auch elektrisch freiliegende Oberflächenbereiche der Kontaktmittel, die meist aus Titan bestehen, metallisiert. DOLLAR A Die notwendige Entmetallisierung ist auf elektrolytischem Wege nur unvollständig möglich. Ursache hierfür ist die anodische Oxidation an der Oberfläche der Kontaktmittel. DOLLAR A Das Entmetallisierungsproblem löst die Erfindung durch die Verwendung von Edelmetallbeschichtungen der Kontaktmittel. Diese Beschichtung verhindert eine elektrisch isolierende Oxidschicht an der Oberfläche. Damit reißt die elektrische Verbindung zu der zu entfernenden Metallschicht vom Grundkörper des Kontaktmittels beim Entmetallisieren nicht ab. Die Entmetallisierung erfolgt in jedem Falle vollständig.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur elektrischen Kon­ taktierung von Behandlungsgut zum elektrolytischen Ätzen und zum Galvanisie­ ren. Derartige Behandlungen erfolgen in elektrolytischen Zellen. Das Behand­ lungsgut ist beim Ätzen anodisch und beim Galvanisieren kathodisch geschal­ tet. Entsprechend umgekehrt sind die Gegenelektroden gepolt.

Zur elektrischen Kontaktierung des Behandlungsgutes dienen in Abhängigkeit von der Art der nasschemischen Anlage elektrisch leitfähige Kontaktmittel.

In einer Tauchbadanlage sind es z. B. Klammern, die an einem Warenträger befestigt sind. Auch in Durchlaufanlagen sind Klammern als Kontaktmittel be­ kannt. Bei horizontalen Durchlaufanlagen mit plattenförmigem Behandlungsgut werden zur elektrischen Kontaktierung auch Kontaktwalzen und Kontakträder verwendet. In der Regel werden diese Kontaktmittel zumindest partiell an den metallischen Stellen zusammen mit dem Behandlungsgut elektrolytisch behan­ delt. Die anderen Oberflächen der Kontaktmittel sind meistens mit einer che­ misch beständigen und elektrisch nichtleitenden Beschichtung abgedeckt.

Die nicht abgedeckten Oberflächenbereiche der Kontaktmittel werden bei Gal­ vanisierprozessen wie das Behandlungsgut mit Metall beschichtet. Dieses muss kontinuierlich oder diskontinuierlich wieder entfernt werden. Hierzu eignet sich das elektrolytische Ätzen. Die Kontaktmittel werden somit geätzt, obwohl es sich bei der eigentlichen Behandlung um einen Galvanisierprozess handelt. Der Kontaktwerkstoff muss also sowohl für das Galvanisieren als auch für das elek­ trolytische Ätzen geeignet sein. In der Praxis werden daher Werkstoffe wie Ti­ tan, Niob oder Tantal verwendet. Sie sind elektrochemisch beständig. Allerdings bilden sie insbesondere bei anodischer Belastung eine elektrisch isolierende Oxidschicht an der Oberfläche. Man nimmt an, dass die galvanisierte Metall­ schicht auf dieser dünnen und porösen Oxidschicht aufwächst. Beim anschlie­ ßenden elektrolytischen Entmetallisieren können dann Ätzfehler auftreten. Die Oberfläche, unter der eine elektrisch isolierende Oxidschicht liegt, wird nicht oder mit geringerer Geschwindigkeit entmetallisiert, weil vermutlich die elektri­ sche Verbindung vom aufgetragenen Metall zum Kontaktmetall schlecht ist oder nahezu ganz fehlt. Elektrisch isolierte Metallbereiche in Partikelgröße bleiben auf der Oxidschicht bestehen. Teilweise haften diese Partikel an der Oxid­ schicht schlecht und werden durch Elektrolytanströmung von der Oberfläche abgelöst. Dies verunreinigt den Elektrolyt, was zu Ausschuss des Behand­ lungsgutes durch Pickelbildung an der Oberfläche derselben führen kann. Teil­ weise haften die Partikel fest an den Kontaktmitteln. Sie nehmen beim fortge­ setzten Galvanisieren an Größe zu. Dies führt nach einiger Zeit zur Unbrauch­ barkeit der betroffenen Kontaktmittel.

Als Ausweg wird versucht, die metallische Beschichtung von den Kontaktmitteln durch chemisches Ätzen zu entfernen. Bei Tauchbadanlagen lässt sich dies in speziellen Bädern, in die die Traggestelle mit den Kontaktmitteln eintauchen, realisieren. Chemische Verfahren sind im allgemeinen durch aufwendige Her­ stellung teuer. Die verbrauchte Lösung muss kostenintensiv entsorgt werden. In Durchlaufanlagen befinden sich die Kontaktmittel ortsgebunden ständig im Umlauf. Eine Trennung der Elektrolyte für das Galvanisieren und das Entmetal­ lisieren ist nahezu unmöglich. Hier müssen die beschriebenen Nachteile in Kauf genommen werden. Derartige Kontaktmittel sind zum Beispiel in den Druck­ schriften DE 198 35 332, DE 36 45 319 sowie DE 36 03 856 C2 beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile bei der Verwendung von Kontaktmitteln bei elektrolytischen Prozessen zu vermeiden.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in Patentanspruch 1 beschriebene Vorrich­ tung und durch das im Patentanspruch 4 beschriebene Verfahren.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand des Galvanisierens näher erläutert. Sie gilt mit entsprechend umgekehrter Polarität auch für das elektrolytische Ät­ zen. Die in der Regel aus elektrochemisch beständigem Material wie z. B. Titan oder Niob bestehenden Kontaktmittel sind als Klammern, Zangen, rotierende Scheiben oder Räder ausgebildet. Sie sind soweit möglich mit einem elektri­ schen Nichtleiter wie zum Beispiel einer Kunststoffbeschichtung gegen eine unbeabsichtigte Galvanisierung geschützt. Nur die kontaktgebenden Stellen sind an der Oberfläche metallisch freiliegend. Mindestens diese Stellen werden zum Zwecke der vollständigen Entmetallisierung mit einer Korrosions- Schutzschicht versehen. Bevorzugte Beschichtungswerkstoffe sind Edelmetalle oder Edelmetalllegierungen aus z. B. Gold oder Platin. Ist die mechanische Be­ anspruchung an der Kontaktstelle hoch, zum Beispiel durch Abrieb oder Scha­ ben des Galvanisiergutes beim Fassen und Loslassen, so sind harte Legierun­ gen zu verwenden. Für bestimmte Anwendungsfälle, bei denen es auf besonde­ re Abriebfestigkeit ankommt, kann auch eine Beschichtung mit speziell behan­ deltem Kohlenstoff Verwendung finden.

Beim Galvanisieren des Behandlungsgutes werden auch diese korrosions­ schutzbeschichteten Stellen der Kontaktmittel galvanisiert. Sie werden bei einer Klammerkontaktierung in einer eigenen elektrolytischen Ätzzelle der Galvani­ sieranlage wieder entmetallisiert. Durch die auch bei anodischer Polarität elekt­ risch gut leitende Korrosionsschutz-Beschichtung wird ein dauerhaft rück­ standsfreies Entmetallisieren der unerwünschten Kontaktmittelbeschichtung erreicht. Bei rotierenden Kontaktmitteln erfolgt in der Regel die Entmetallisierung jeweils während einer vollen Umdrehung. Hierfür ist das Kontaktmittel in Bezug auf das Behandlungsgut kathodisch geschaltet und mit diesem in elektri­ scher Verbindung. In Bezug auf eine gegenüber dem Behandlungsgut entfernt liegende Entmetallisierungs-Elektrode ist dasselbe rotierende Kontaktmittel a­ nodisch geschaltet. Hier findet die sofortige Entmetallisierung je Umdrehung an der vom Behandlungsgut abgewandten Seite statt. Wegen der Edelmetallbe­ schichtung erfolgt auch hier eine vollständige Entmetallisierung der freiliegen­ den Oberflächen. Eine störende Partikelbildung kann dabei vermieden werden, wenn der Elektrolyt auch auf die Bedürfnisse des Entmetallisierens eingestellt wird.

Im Vergleich zu Klammerkontakten unterliegt die das Behandlungsgut berüh­ rende Oberfläche eines rotierenden Kontaktmittels einem wesentlich höheren Abtrieb. Diesem Abrieb wird durch eine deutlich größere Schichtdicke des auf­ gebrachten Edelmetalles begegnet. Von Zeit zu Zeit werden diese Verschleiß­ teile erneuert. Der Abrieb ist in Bezug auf eine Pickelbildung auf dem Behand­ lungsgut vernachlässigbar.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung von Behandlungsgut zum elek­ trolytischen Galvanisieren und Ätzen in Tauchbadanlagen und in Durchlauf­ anlagen, dadurch gekennzeichnet, dass der metallisch blanke Bereich der Kontaktierflächen an dem Kontaktiermittel mit einer Korrosionsschutzschicht überzogen wird und somit ein rückstandsfreies elektrolytisches Abätzen der aufgetragenen Galvanisierschicht ermöglicht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosi­ onsbeschichtung der Kontaktmittel aus einem Edelmetall oder aus einer E­ delmetalllegierung besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosi­ onsbeschichtung aus einem speziell behandelten Kohlenstoff besteht.

4. Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Behandlungsgut zum elektro­ lytischen Ätzen und Galvanisieren in Tauchbadanlagen und in Durchlaufan­ lagen, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine auch bei anodischer Pola­ rität elektrisch leitfähige Korrosionsschutz-Beschichtung ein rückstandsfreies Entmetallisieren der unerwünschten Metallbeschichtung auf dem Kontakt­ mittel ermöglicht wird.