DE102014100862A1

DE102014100862A1 - Elektrolytisches Bad

Info

Publication number: DE102014100862A1
Application number: DE102014100862.6A
Authority: DE
Inventors: Alexander Meyerovich; Frank Brode
Original assignee: Harting AG and Co KG
Current assignee: Harting Stiftung and Co KG
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2015-08-13
Anticipated expiration: 2034-01-28
Also published as: DE102014100862B4; EP3099847A1; WO2015110099A1

Abstract

Elektrolytisches Bad, zur Abscheidung von glänzenden Silber-Nickel- Legierungen auf Substraten, bestehend aus einer wässrigen Lösung beinhaltend eine ionische Verbindung mit 15 bis 30 g/L Silberanteil, vorzugsweise Kaliumsilbercyanid, einen Nickelkomplex mit 3–15 g/L Nickelanteil, vorzugsweise Tetracyanonickelat und 10 bis 20 g/L Kaliumkarbonat.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrolytisches Bad nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Derartige elektrolytische Bäder werden zur Oberflächenbeschichtung von metallischen Werkstücken, insbesondere zur Oberflächenbeschichtung von Kontaktelementen für Steckverbinder eingesetzt.
Stand der Technik
US 2005/0035843 A1 beschreibt eine elektrolytische Abscheidung einer Silber-Nickel-Legierung auf einer metallischen Oberfläche mit einem Nickelgehalt bis zu 4 Gew.-% (Gewichtsprozent). Die hier abgeschiedene Silber-Nickel-Schicht hat eine niedrige Korrosionsbeständigkeit und einen relativ hohen elektrischen Widerstand und ist daher für die Verwendung von elektrischen Kontaktelementen stark begrenzt.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektrolytisches Bad zur Abscheidung von thermostabilen Silber-Nickel-Legierungen mit hoher Abriebfestigkeit und einem niedrigen elektrischen Widerstand zu generieren.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das hier vorgeschlagene elektrolytische Bad ist zum Abscheiden von glänzenden Silber-Nickel-Legierungsüberzügen vorgesehen. Das elektrolytische Bad besteht im Wesentlichen aus einer wässrigen Lösung mit 15 bis 30 Gramm pro Liter (g/L) Silber in Form von Kaliumsilbercyanid, 3–15 g/L Nickel in Form von Tetracyanonickelat, und 10 bis 20 g/L Kaliumcarbonat.
Vorzugsweise enthält das elektrolytische Bad 220 g/L Kaliumcyanat. Dadurch wird eine Härteerhöhung sowie eine Erhöhung des Schichtglanzes der abgeschiedenen Oberfläche und eine höhere Stromausbeute beim elektrolytischen Bad erreicht. Die Härteprüfung erfolgt nach Vickers und nach der DIN EN ISO 6507.
Vorteilhafterweise enthält das elektrolytische Bad Tenside aus der Gruppe der anionischen Tenside, der nicht-ionischen Tenside, der amphoteren Tenside oder eine Mischungen der vorgenannten Tenside. Als Tenside kommen beispielsweise in Frage:

a. Anionische Tenside wie beispielsweise Natriumpalminat, Natriumstearat, Natriumoleat, Triethanolaminstearat, Natriumsalze von Fettalkoholsulfaten wie Natriumlaurylsulfat, Natriumcetylstrearylsulfat, Sulfonsuccinate.
b. Nichtionische Tenside, beispielsweise partielle Fettsäureester, mehrwertige Alkohole, beispielsweise Glycerinmonostearat, partielle Fettsäureester des Sorbitans wie Sorbitanmonostearat oder monooleat, Sorbitansesquioleat, Ester von Polyethylenglykolsorbitan wie beispielsweise das Monolaureat, das Monostearat oder das Monooleat. Weiterhin kommen Polyhydroxyethylen-Fettalkoholether, Polyhydroxyethylen-Fettsäureester, Ethylenoxid-Propylenoxid-Blockcopolmyere oder Ethoxylierte Triglyceride in Betracht.
c. Amphotere Tenisde wie Betaine und Sulfobetaine der allgemeinen Formel
wobei n = 8 bis 18.

Das erfindungsgemäße elektrolytische Bad liefert hervorragend glänzende Silber-Nickel-Legierungsüberzüge auf metallischen Oberflächen, die sich nicht nur durch ihren Glanz auszeichnen, sondern auch durch ihre Duktilität, hohe Härte und hohe Abriebfestigkeit.
Die abgeschiedene Legierungsschicht aus dem Bad die unterliegt einer geringen Anlaufunempfindlichkeit. Dieser Effekt ist vor allem für die praktische Anwendung des vorgeschlagenen elektrolytischen Bades von Vorteil.
Außerdem wird durch die oben genannten Zusatzstoffe die Abhängigkeit der Silber-Nickel-Legierungszusammensetzung von den Arbeitsparametern des Bades, wie Stromdichte, Badtemperatur und Metallgehalte abgeschwächt. Mit dem vorgeschlagenen elektrolytischen Bad erhält man in breiteren Arbeitsbereichen eine gleichmäßige Legierungszusammensetzung. Dadurch ist das elektrolytische Bad besonders für die industrielle Produktion geeignet.
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

US 2005/0035843 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 6507 [0008]

Claims

Elektrolytisches Bad, zur Abscheidung von glänzenden Silber-Nickel-Legierungen auf Substraten, bestehend aus einer wässrigen Lösung beinhaltend • eine ionische Verbindung mit 15 bis 30 g/L Silberanteil, vorzugsweise Kaliumsilbercyanid, • einen Nickelkomplex mit 3–15 g/L Nickelanteil, vorzugsweise Tetracyanonickelat und • 10 bis 20 g/L Kaliumkarbonat.
Elektrolytisches Bad nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das elektrolytische Bad weiterhin 180 bis 220 g/L Kaliumcyanat enthält.
Elektrolytisches Bad nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das elektrolytische Bad Tenside, aus der Gruppe der anionischen und/oder der nicht-ionischen und/oder der amphoteren Tenside, oder die Mischungen der Tenside enthält.
Elektrolytisches Bad nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt der Tenside im Bereich von 0,05 bis 2,0 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,8 Gew.-% liegt.
Elektrolytisches Bad nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das der pH-Wert des elektrolytischen Bades zwischen 8,5 bis 9,5 liegt.
Elektrolytisches Bad nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Bad bei den Temperaturen von 20 bis 40°C, vorzugsweise zwischen 20 bis 25°C betrieben wird.
Elektrolytisches Bad nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Bad anorganische oder/und organische Glanzzusätze enthält.
Elektrolytisches Bad nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt der Glanzzusätze in einem Bereich zwischen 30 mg/L bis 8 g/L, vorzugsweise zwischen 100 bis 500 mg/L, liegt.
Werkstück, dessen Oberfläche in einem elektrolytischen Bad nach Anspruch 1 beschichtet ist dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche aus einer Silber-Nickelschicht (AgNi-Schicht) mit einem Anteil von 0,1 bis 0,5% Nickel besteht.
Werkstück, dessen Oberfläche in einem elektrolytischen Bad nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die abgeschiedene Silber-Nickelschicht (AgNi-Schicht) eine Härte von 130 bis 160 HV besitzt.