DE102014019753A1 - Borsaurefreies Nickel-Bad - Google Patents
Borsaurefreies Nickel-Bad Download PDFInfo
- Publication number
- DE102014019753A1 DE102014019753A1 DE102014019753.0A DE102014019753A DE102014019753A1 DE 102014019753 A1 DE102014019753 A1 DE 102014019753A1 DE 102014019753 A DE102014019753 A DE 102014019753A DE 102014019753 A1 DE102014019753 A1 DE 102014019753A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- coating
- aqueous bath
- nickel
- acid
- bath
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/12—Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt
- C25D3/14—Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt from baths containing acetylenic or heterocyclic compounds
- C25D3/18—Heterocyclic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/12—Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt
- C25D3/14—Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt from baths containing acetylenic or heterocyclic compounds
- C25D3/16—Acetylenic compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung eines Werkstücks, vorzugsweise bestehend aus Kupfer einer Kupferlegierung oder aus Stahl, mit einem silberfarbenen Nickelüberzug in einem wässrigen Bad, wobei der pH-Wert des wässrigen Bades zwischen 2,0 und 5,0, vorzugsweise jedoch zwischen 3,0 und 4,0, eingestellt wird.
Description
- Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung eines Werkstücks nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
- Derartige wässrige Bäder und Verfahren werden insbesondere zur Beschichtung von Kontaktelemente elektrischer Steckverbinder benötigt.
- Stand der Technik
- Die
EP 2 706 132 A1 beschreibt ein Verfahren zur Abscheidung einer Zink-Nickel-Legierung auf ein Werkstück, wobei das dabei verwendete wässrige Bad borsäurefrei ist. Als Puffersubstanzen verwendet das wässrige Bad, anstatt Borsäure, eine Mischung von organischen Säuren. Die Badbestandteile, Abscheideparameter sind in keiner Weise mit deren aus erfindungsmäßigem Nickelelektrolyt zu Vergleichen. - Abscheidung von Nickelschichten aus den sauren Bäder sind mehrere Patente bekannt (z. B.
DE 19 53 707 A1 ,JP 2001 107 284 A - Die benannten Bäder haben den Nachteil, dass die organischen Säuren nur in einem kleinen Konzentrationsbereich einsetzbar und wenig wirksam sind. Ferner müssen die Produktekonzentrationen sehr genau eingehalten werden, weil die Pufferung des Bades nicht genügend ist, was die Bäderführung schwierig gestaltet. Oder es sollte in die Bäder zur Regulierung des pH-Wertes noch zusätzlich die Borsäure eingesetzt werden. Diese Bäder sind Chlorid frei, was zu einer Senkung des Leitwertes des Elektrolyten führt.
- Die abgeschiedenen Produkte aus
DE 19 53 707 A1 zeigen häufig Poren, Anbrennungen und unerwünschte Oberflächenrauigkeiten, niedrige Duktilität, Neigung zur Rissbildung, fehlerhaftete Nickelabscheidung wegen höhere Oberflächenspannung des Elektrolyten, weil die Bäder keine organische Zusätze, bzw. des primären Glanzmittels enthalten. Aufgrund erhöhter Sprödigkeit neigen derartige Schichten vielfach zu Abplatzungen, wodurch die Anwendung solcher galvanischen Metallüberzüge begrenzt ist. - Aufgabenstellung
- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein wässriges borsäurefreies Bad zur elektrolytischen Abscheidung einer Nickel-Beschichtung auf ein Werkstück zur Verfügung zu stellen, dass einfach handhabbar ist und qualitativ hochwertige Beschichtungen erzeugt.
- So eignet sich das erfindungsgemäße wässrige Bad insbesondere zur Veredelung von elektronischen Bauteilen, wie Kontaktelementen. Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren vermeidet einige Umwelt- und Arbeitssicherheitsprobleme, die mit den bekannten borsäurehaltigen Nickelbädern auftreten können.
- Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 sowie des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Das vorgeschlagene wässrige Bad dient zur elektrolytischen Abscheidung von silberfarbenen Nickelüberzügen auf ein Werkstück. Das wässrige Bad enthält zumindest folgende Komponenten:
- – Nickelionen,
- – mindestens eine Carbonsäure,
- – Alkalisalze der mindestens einen Carbonsäure und
- – organische Netz- und Glanzmittel.
- Das erfindungsgemäße wässrige Bad enthält als Nickelquelle vorteilhafterweise Nickelchlorid und/oder Nickelsulfat und/oder Nickelsulfamat, in einer Konzentration zwischen von 40 bis 100 Gramm pro Liter (g/Liter), vorzugsweise jedoch zwischen 60–80 g/Liter.
- Das wässrige Bad enthält vorteilhafterweise mindestens eine Monocarbonsäure und/oder Dicarbonsäure und/oder Tricarbonsäure, und/oder Hydroxycarbonsäure, beispielsweise Weinsäure oder Milchsäure oder Zitronensäure oder Maleinsäure oder Adipinsäure oder Apfelsäure oder Glutarsäure oder Bernsteinsäure oder Essigsäure oder eine Glycolsäure oder eine Mischung der vorgenannten Säuren, wobei die Gesamtkonzentration der Säuren zwischen 3 bis 100, vorzugsweise jedoch zwischen 3 bis 70 Gramm pro Liter, liegt.
- Bei den Alkalisalzen handelt es sich vorzugsweise um Natrium- und/oder Kaliumsalze der Carbonsäure(n). Die liegen in einem Massenverhältnis zur Säure zwischen 5 zu 1 bis 1 zu 5 vor. Weiterhin können im wässrigen Bad Netzmittel und weitere organische Zusatzstoffe enthalten sein.
- Vorteilhafterweise enthält das wässrige Bad Ammoniumchlorid und/oder Ammoniumacetat, in einer Konzentration bis zu 50 Gramm pro Liter, was zur Bildung der Nickelmischkomplexe, wie zum Beispiel Ni(NH3)4 2+, Ni(NH3)6 2+, Ni(CH3COO)+ und damit zur Erhöhung der Leitfähigkeit des Elektrolyten führt.
- Der pH-Wert des wässrigen Bades sollte, je nach eingesetztem Komplexbildner, zwischen 2,0 bis 5,0, vorzugsweise jedoch zwischen 3,0 bis 4,0, betragen. Vorzugsweise wird der pH-Wert durch den Zusatz von Salzsäure oder einer entsprechende Carbonsäure, wie zum Beispiel von Zitronensäure, eingestellt.
- Durch die Verwendung obiger Carbonsäuren und ihre Salze stellt sich ein stabilen pH-Wert im Elektrolytvolumen sowie in einer elektrochemischen Doppelschicht an der Kathodenoberfläche ein. Dadurch werden eine Bildung basischer Nickelsalze und deren Einschlüsse in der Nickelschicht verhindert.
- Das Bad hat im ganzen angegebenen pH-Bereich eine hervorragende Stabilität. Puffereigenschaften wurden durch eine Titration des Elektrolyten mit 7 mol/L KOH überprüft.
- Es hat sich gezeigt, dass von den oben genannten Carbonsäuren bei der Weinsäure der Übergangswiderstand des Nickellüberzuges am niedrigsten war. Daher wird die Weinsäure besonders bevorzugt im erfindungsgemäßen wässrigen Bad eingesetzt.
- Als Zusatzstoffe kann das wässrige Bad Netzmittel wie beispielsweise anionische und/oder nichtionische und/oder amphotere Tenside enthalten.
- Als Anionische Tenside werden zum Beispiel die Fettalkoholsulfonate mit dem allgemeinen Aufbau R-O-SO3-X und/oder Alkylarylsulfonate mit dem allgemeinen Aufbau R-ArSO3Me verwendet.
- Bei den nichtionischen Tensiden handelt es sich beispielsweise um Stoffe auf der Basis von Polyethylen- und/oder Polypropylenoxid, inklusive der Block-Copolymere mit mindestens vier Blöcken auf der Basis von Polyethylen- und/oder Polypropylenoxid. Diese Tenside sind allgemein Schaumarm, was wichtig für elektrolytische Beschichtungsverfahren mit intensiver Rührung und beim Einsatz des wässrigen Bades in Banddurchlaufanlagen ist.
- Das Netzmittel oder die Netzmittel werden in einer gesamten Konzentration zwischen 0,1 bis 10 g/Liter, vorzugsweise jedoch in einer Konzentration zwischen 0,1 bis 5,0 g/Liter, eingesetzt.
- Das wässrige Bad wird vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 20°C bis 70°C, vorzugsweise jedoch zwischen 45°C bis 60°C, betrieben, wobei bevorzugt Stromdichten zwischen 0,5 bis 25 A/dm2, vorzugsweise jedoch zwischen 0,5 bis 20 A/dm2 (Ampere pro Quadratdezimeter) zur Anwendung kommen. Die Beschichtungszeit variiert zwischen 10 Sekunden bis zu 5 Minuten, vorzugsweise jedoch zwischen 15 Sekunden bis 3 Minuten.
- Das Nickelbad sollte vorzugsweise die bereits oben beschriebenen Glanzmittel enthalten. Für die Reduzierung der eigenen Spannungen der Beschichtung, eine Erhöhung der Duktilität und die Erhöhung des Glanzes der Beschichtung wird dem wässrigen Bad vorzugsweise das Saccharin und/oder das 1,4 Butindiol in einer Gesamtkonzentration zwischen 1,0 g/L und 0,5 mg/L (Milligramm pro Liter), zugesetzt.
- Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass insbesondere das 1,4 Butandiol zu einem höheren Übergangswiderstand des Nickelüberzuges führt, als die beim Ethylenglykol der Fall ist. Die Konzentration liegt idealerweise zwischen 0,5 bis 2 mg/L.
- Das Verfahren eignet sich sowohl für die Beschichtungen von Bändern, Trommel- sowie Gestellteilen, die insbesondere in der Elektroindustrie verwendet werden. Mit diesem Verfahren lassen sich duktile, glänzende Nickelüberzuge abscheiden.
- Der Kern der Erfindung bezieht sich auf ein wässriges borsäurefreies Bad zur elektrolytischen Abscheidung von silberfarbenen Nickelüberzügen auf ein Werkstück, wobei das wässrige Bad zumindest folgende Komponenten enthält:
- – Nickelionen,
- – mindestens eine Carbonsäure,
- – Alkalisalze der mindestens einen Carbonsäure und
- – organische Netz- und Glanzmittel.
- Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung eines Werkstücks, vorzugsweise bestehend aus Kupfer einer Kupferlegierung oder aus Stahl, mit einem silberfarbenen Nickelüberzug in einem wässrigen Bad, wobei der pH-Wert des wässrigen Bades zwischen 2,0 und 5,0, vorzugsweise jedoch zwischen 3,0 und 4,0, eingestellt wird.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2706132 A1 [0003]
- DE 1953707 A1 [0004, 0006]
- JP 2001107284 A [0004]
Claims (5)
- Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung eines Werkstücks, vorzugsweise bestehend aus Kupfer einer Kupferlegierung oder aus Stahl, mit einem silberfarbenen Nickelüberzug in einem wässrigen Bad dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert des wässrigen Bades zwischen 2,0 und 5,0, vorzugsweise jedoch zwischen 3,0 und 4,0, eingestellt wird.
- Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung eines Werkstücks nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass das wässrige Bad in einem Temperaturbereich zwischen 20°C bis 70°C, vorzugsweise jedoch zwischen 45°C bis 60°C, betrieben wird.
- Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung eines Werkstücks nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Stromdichte bei der Beschichtung in einem Bereich zwischen 0,5 bis 25 A/dm2, vorzugsweise jedoch zwischen von 0,5 bis 20 A/dm2, eingestellt wird.
- Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung eines Werkstücks nach einem der drei vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungszeit (Expositionszeit) des Werkstücks zwischen 10 Sekunden bis 5 Minuten, vorzugsweise jedoch zwischen 15 Sekunden bis 3 Minuten, liegt.
- Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung eines Werkstücks nach einem der drei vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung in einem Spannungsbereich zwischen 4 bis 6 Volt durchgeführt wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014019753.0A DE102014019753A1 (de) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | Borsaurefreies Nickel-Bad |
PCT/DE2015/100437 WO2016095896A1 (de) | 2014-12-15 | 2015-10-21 | Verfahren zur elektrolytischen abscheidung eines nickelüberzuges auf ein elektrisches kontaktelement in einem borsäurefreien elektrolytischen bad |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014019753.0A DE102014019753A1 (de) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | Borsaurefreies Nickel-Bad |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102014019753A1 true DE102014019753A1 (de) | 2016-06-16 |
Family
ID=56082259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102014019753.0A Withdrawn DE102014019753A1 (de) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | Borsaurefreies Nickel-Bad |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102014019753A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016102319A1 (de) * | 2016-02-10 | 2017-08-10 | Harting Ag & Co. Kg | Verfahren zur Beschichtung eines Kontaktelements mit einer Kupfer-Nickel-Legierung |
WO2019201623A2 (en) | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Basf Se | Composition for cobalt or cobalt alloy electroplating |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1953707A1 (de) | 1968-10-24 | 1970-11-12 | Kewanee Oil Co | Elektrolytische Abscheidung von Nickel mit hoher Geschwindigkeit |
JP2001107284A (ja) | 1999-10-01 | 2001-04-17 | Shimizu:Kk | ほう酸を含まないニッケルめっき浴 |
EP2706132A1 (de) | 2012-09-10 | 2014-03-12 | Dr. Hesse GmbH & Cie KG | Borsäurefreier Zink-Nickel-Elektrolyt |
-
2014
- 2014-12-15 DE DE102014019753.0A patent/DE102014019753A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1953707A1 (de) | 1968-10-24 | 1970-11-12 | Kewanee Oil Co | Elektrolytische Abscheidung von Nickel mit hoher Geschwindigkeit |
JP2001107284A (ja) | 1999-10-01 | 2001-04-17 | Shimizu:Kk | ほう酸を含まないニッケルめっき浴 |
EP2706132A1 (de) | 2012-09-10 | 2014-03-12 | Dr. Hesse GmbH & Cie KG | Borsäurefreier Zink-Nickel-Elektrolyt |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016102319A1 (de) * | 2016-02-10 | 2017-08-10 | Harting Ag & Co. Kg | Verfahren zur Beschichtung eines Kontaktelements mit einer Kupfer-Nickel-Legierung |
WO2019201623A2 (en) | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Basf Se | Composition for cobalt or cobalt alloy electroplating |
US11585004B2 (en) | 2018-04-19 | 2023-02-21 | Basf Se | Composition for cobalt or cobalt alloy electroplating |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2116634B1 (de) | Modifizierter Kupfer-Zinn-Elektrolyt und Verfahren zur Abscheidung von Bronzeschichten | |
EP2588645B1 (de) | Verfahren zur abscheidung einer nickel-metall-schicht | |
AT514818A1 (de) | Abscheidung von Cu, Sn, Zn-Beschichtungen auf metallischen Substraten | |
DE3012168C2 (de) | ||
DE102010013415A1 (de) | Beschichtung aus anodischem Oxid und Verfahren zum anodischen Oxidieren | |
WO2000079031A1 (de) | Saures bad zur galvanischen abscheidung von glänzenden gold- und goldlegierungsschichten und glanzzusatz hierfür | |
DE102014019753A1 (de) | Borsaurefreies Nickel-Bad | |
EP3067444B1 (de) | Abscheidung von dekorativen palladium-eisen-legierungsbeschichtungen auf metallischen substanzen | |
EP1295967A2 (de) | Verfahren zur Abscheidung einer Zink-Nickel-Legierung aus einem Elektrolyten | |
DE10052960C9 (de) | Bleifreie Nickellegierung | |
WO2015000010A1 (de) | Elektrolytbad sowie objekte bzw. artikel, die mithilfe des bades beschichtet werden | |
DE2208327A1 (de) | Verfahren zur galvanischen Metallplattierung | |
DE102014118614A1 (de) | Borsäurefreies Nickel-Bad | |
DE3149043A1 (de) | "bad zur galvanischen abscheidung duenner weisser palladiumueberzuege und verfahren zur herstellung solcher ueberzuege unter verwendung des bades" | |
DE2249037A1 (de) | Verfahren zum plattieren von kupfer auf aluminium | |
EP2989236B1 (de) | Elektrisch leitende flüssigkeiten auf der basis von metall-diphosphonat-komplexen | |
DE69311833T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von mit einer Zink-Chromlegierung galvanisierten Stahlblechen mit hervorragender Haftfestigkeit | |
DE10306823B4 (de) | Verfahren und Elektrolyt zur Hochgeschwindigkeitsabscheidung von Zink-Mangan-Legierungen | |
DE2642666A1 (de) | Verfahren und zusammensetzung zur herstellung einer galvanischen abscheidung | |
WO2015039647A1 (de) | Galvanisches bad | |
EP3415665B1 (de) | Verfahren zur galvanischen abscheidung von zink-nickel-legierungsüberzügen aus einem alkalischen zink-nickel-legierungsbad mit reduziertem abbau von additiven | |
DE1952218A1 (de) | Verfahren und Mittel zum galvanischen Verzinnen | |
DE3619386C2 (de) | ||
DE2210091A1 (de) | Elektrolyt für galvanische Nickelüberzüge | |
WO2016095896A1 (de) | Verfahren zur elektrolytischen abscheidung eines nickelüberzuges auf ein elektrisches kontaktelement in einem borsäurefreien elektrolytischen bad |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R129 | Divisional application from |
Ref document number: 102014118614 Country of ref document: DE |
|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: HARTING AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: HARTING KGAA, 32339 ESPELKAMP, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |