DE1077497B

DE1077497B - Method and device for the electrolytic deposition of a metal layer

Info

Publication number: DE1077497B
Application number: DEG17911A
Authority: DE
Inventors: William Henry Tait
Original assignee: Glacier Metal Co Ltd
Current assignee: Federal Mogul Engineering Ltd
Priority date: 1954-09-02
Filing date: 1955-09-02
Publication date: 1960-03-10
Also published as: FR1135961A; DE1036600B; GB786743A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Vorrichtungen, mittels deren auf galvanischem Wege eine Metallschicht auf einen leitenden Körper niedergeschlagen wird, wobei sich eine solche Metallschicht mit außerordentlich gleichmäßiger Dicke sowie schneller erzeugen läßt, als es mit den bisher bekannten Verfahren möglich ist.The invention relates to a method and devices by means of which galvanically a metal layer is deposited on a conductive body, whereby such a metal layer can be produced with an extremely uniform thickness and faster than with the previously known Procedure is possible.

Bekanntlich kann man die Geschwindigkeit des Niederschiagens von Metallen aus Elektrolyten steigern, indem man den Elektrolyten in ständiger Bewegung hält, um eine übermäßige Herabsetzung des Metallionengehaltes der der Kathode benachbarten Flüssigkeitsschicht sowie eine zu starke Konzentration von Metallionen in der der Anode benachbarten Flüssigkeitsschicht zu verhindern. Zu den bekannten Verfahren, mittels deren der Elektrolyt in Bewegung gehalten wird, gehört das Umpumpen des Elektrolyten zwischen der Anode und der Kathode, das Bewegen der Kathode sowie das Hindurchleiten eines neutralen Gases zwischen Anode und Kathode. Die Abseheidungsgeschwindigkeit, bei der unter Anwendung dieser bekannten Maßnahmen gerade noch ein einwandfreies Galvanisieren möglich ist, ist begrenzt, da die Bewegung nicht alle, insbesondere nicht die den Elektrodenoberflächen unmittelbar benachbarten Schichten des Elektrolyten gleichmäßig erfaßt. Ein einwandfreier Metallüberzug läßt sich bei diesen Verfahren nur mit niedrigen Abscheidungsgeschwindigkeiten erzielen.It is well known that the rate of deposition of metals from electrolytes can be increased, by keeping the electrolyte in constant motion to avoid excessive depletion of the Metal ion content of the liquid layer adjacent to the cathode and an excessive concentration to prevent metal ions in the liquid layer adjacent to the anode. To the known One of the methods by which the electrolyte is kept moving is pumping the Electrolytes between the anode and the cathode, moving the cathode and passing it through a neutral gas between anode and cathode. The deposition rate at which using perfect electroplating is still possible with these known measures is limited, because not all of the movement, in particular not those immediately adjacent to the electrode surfaces Layers of the electrolyte captured evenly. A perfect metal coating can be used achieve this process only with low deposition rates.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Abscheidungsgeschwindigkeit gegenüber den bekannten Verfahren wesentlich zu steigern und trotz der hohen .Abscheidungsgeschwindigkeit einen einwandfreien und gleichmäßigen Metallüberzug herzustellen.The object on which the invention is based is to compare the deposition rate to increase the known process significantly and despite the high .Abscheidungszahl to produce a perfect and even metal coating.

Das Verfahren zum elektrolytischen Niederschlagen einer Metallschicht auf einen leitenden Körper gemäß der Erfindung besteht darin, daß zur unmittelbaren Erneuerung der den Elektrodenoberflächen direkt benachbarten Schichten des Elektrolyten aus dem übrigen Teil des Elektrolyten mechanische Mittel dicht über der gesamten Elektrodenoberfläche gleichmäßig mit einer solchen Geschwindigkeit hinwegbewegt werden, daß die Zusammensetzung der Grenzschichten bei der gewählten Stromdichte einheitlich über die gesamten wirksamen Elektrodenoberflächen praktisch der mittleren Zusammensetzung des Elektrolyten gleicht.The method for electrolytically depositing a metal layer on a conductive body according to of the invention is that for the immediate renewal of the electrode surfaces directly adjacent Layers of the electrolyte from the remaining part of the electrolyte mechanical means tightly over it be moved evenly across the entire electrode surface at such a speed that the composition of the boundary layers at the selected current density is uniform over the entire effective electrode surfaces practically equals the average composition of the electrolyte.

Die Anode kann entweder löslich oder unlöslich sein. Bei löslichen Anoden, bei denen sich die Säureradikalionen in dem Elektrolyten mit Metallatomen aus der Anode vereinigen und diese Metallatome von der Anode trennen, wird die Bewegung des Elektrolyten vorzugsweise derart bewirkt, daß ein schneller und gleichmäßiger Austausch zwischen den der Ober-Verfahren und VorrichtungThe anode can be either soluble or insoluble. With soluble anodes, where the acid radical ions combine in the electrolyte with metal atoms from the anode and these metal atoms from Disconnect the anode, the movement of the electrolyte is preferably effected in such a way that a faster and even exchanges between those of the upper method and apparatus

zum elektrolytischen Niederschlagenfor electrolytic deposition

einer Metallschichta metal layer

Anmelder:Applicant:

The Glacier Metal Company Limited,
Alperton, Middlesex (Großbritannien)The Glacier Metal Company Limited,
Alperton, Middlesex (Great Britain)

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. PulsRepresentative: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Pulse

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,and Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Bad luck man,

Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2Patent Attorneys, Munich 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 2. September 1954Claimed priority:
Great Britain September 2, 1954

William Henry Tait, Alperton, MiddlesexWilliam Henry Tait, Alperton, Middlesex

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden(Great Britain),
has been named as the inventor

fläche der Anode und den der Oberfläche der Kathode benachbarten Elektrolytschichten erfolgt. Bei unlöslichen Anoden muß der Elektrolyt derart bewegt werden, daß die den Flächen sowohl der Anode als auch der Kathode benachbarten Elektrolytschichten schnell und gleichmäßig durch frischen Elektrolyten ersetzt werden.surface of the anode and the electrolyte layers adjacent to the surface of the cathode takes place. With insoluble Anodes, the electrolyte must be moved in such a way that the surfaces of both the anode and The electrolyte layers adjacent to the cathode are quickly and evenly replaced by fresh electrolyte will.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens umfaßt eine Rühreinrichtung aus nichtleitendem Material zum Bewegen des Elektrolyten, deren Rührflügel gemäß der Erfindung in unmittelbarer Nähe der Elektrodenoberflächen entlangstreichen. Die Anzahl der Rührflügel und die Drehgeschwindigkeit der Rühreinrichtung sind dabei derart gewählt, daß die Grenzschichten in der gewünschten Geschwindigkeit erneuert werden.An advantageous device for carrying out the method comprises a stirring device made of non-conductive Material for moving the electrolyte, whose impeller according to the invention in the immediate Stroke near the electrode surfaces. The number of impellers and the speed of rotation the stirring device are chosen so that the boundary layers in the desired Speed to be renewed.

Bei Anwendung der Erfindung kann man die Abscheidungsgeschwindigkeit des Niederschlages praktisch auf jeden gewünschten Wert steigern, ohne daß die Güte des Überzuges oder die Gleichmäßigkeit seiner Dicke beeinträchtigt wird, solange es möglich ist, die Bewegung des Elektrolyten derart durchzuführen, daß der Elektrolyt über die ganze Kathodenfläche hinweg stets Metallionen in einer Menge enthält, die ausreicht, um zu gewährleisten, daß dasUsing the invention, one can control the deposition rate of the precipitate can be increased to practically any desired value without affecting the quality of the coating or the uniformity its thickness is affected as long as it is possible to carry out the movement of the electrolyte in such a way that the electrolyte always contains metal ions in a quantity over the entire cathode surface, which is sufficient to ensure that the

909 75C.;T2909 75C.; T2

Metall auf der Kathode mit Vorrang gegenüber Wasserstoff niedergeschlagen wird, und daß bei lösi icher Anode der Elektrolyt an der Fläche der Anode r-tets Säureradikalionen in einer Menge enthält, die ausreicht, um die Anode anzugreifen und aus ihr eine ausreichende Metallmenge.herauszulösen, bzw. daß beiunlöslicher Anode eine Freisetzung in Form eines der niedergeschlagenen Metallmenge äquivalenten Gasgewichtes erfolgt.Metal is deposited on the cathode with priority over hydrogen, and that in solu Ier anode the electrolyte on the surface of the anode r-tets contains acid radical ions in an amount that sufficient to attack the anode and turn it into a sufficient amount of metal to be extracted, or that in the case of insoluble Anode a release in the form of a gas weight equivalent to the amount of deposited metal he follows.

Die Grenze für die Steigerung der Abscheidungsgeschwindigkeit ist bei jedem Galvanisierungsverfahren durch die Stromdichte gegeben, bei der noch gerade an der Anode keine Polarisationserscheinungen auftreten und das sich an der Kathode abscheidende Metall noch an der Kathodenoberfläche gebunden wird. Dieser Grenzwert der Stromdichte wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zu wesentlich höheren Werten verschoben, da nach ihm auch die den Elektroden unmittelbar benachbarten Elektrolytschichten praktisch zwangläufig erneuert werden, so daß sich eine Polarisation erst bei wesentlich höherer Stromdichte ausbilden kann. In der Praxis wird die Geschwindigkeit der Bildung des Niederschlages auch noch durch andere Faktoren begrenzt, z. B. durch die Geschwindigkeit der Betätigung des Rührers, durch die Bedingungen der Zuführung stärkerer Ströme zu den Elektroden und durch die Notwendigkeit, die Temperatur des Elektrolyten genügend niedrig zu halten. Diese Grenze liegt *bei diesem Verfahren aber wesentlich höher als bei den bekannten Verfahren. So konnten in manchen Fällen Schichten hoher Güte und großer Gleichmäßigkeit mit einer Geschwindigkeit aufgebracht werden, die etwa dem Dreißigfachen der bei bekannten Verfahren normalerweise angewendeten Geschwindigkeiten entspricht.The limit for increasing the deposition rate is in any electroplating process given by the current density at which there are still no signs of polarization at the anode occur and the metal deposited on the cathode is still bound to the cathode surface will. This limit value of the current density becomes significantly higher as a result of the method according to the invention Values shifted because, according to him, also the electrolyte layers immediately adjacent to the electrodes practically inevitably be renewed, so that a polarization is only at a much higher Can form current density. In practice, the rate of formation of the precipitate will also be still limited by other factors, e.g. B. by the speed of actuation of the stirrer the conditions of the supply of stronger currents to the electrodes and by the need for that Keep the temperature of the electrolyte low enough. However, this limit is * with this procedure much higher than with the known methods. Thus, in some cases, layers of high quality and great uniformity can be applied at a rate about thirty times that of the corresponds to speeds normally used in known methods.

Die gleichmäßige Bewegung des Elektrolyten läßt sich leichter bei Elektroden von regelmäßiger Gestalt erzielen. Die Erfindung eignet sich daher insbesondere dazu, im Wege des Galvanisierens Metallschichten auf regelmäßig geformte Metallteile aufzubringen, beispielsweise auf flache Platten, wie Abdruckplatten für Schallplatten, oder auf zylindrische Gegenstände, z. B. auf Lagerschalen.The even movement of the electrolyte leaves easier to achieve with electrodes of regular shape. The invention is therefore particularly suitable to apply metal layers to regularly shaped metal parts by means of electroplating, for example on flat plates, such as impression plates for records, or on cylindrical objects, z. B. on bearing shells.

Wenn die Kathode eine ebene Fläche besitzt, auf der die Metallschicht niedergeschlagen werden soll, sieht man vorzugsweise eine sich zu dieser Fläche parallel erstreckende flache Anode vor, während der Rührer als kreisrundes Flügelrad ausgebildet wird, von dem sich wenigstens ein Teil gleichmäßig durch den Raum zwischen der Kathode und der Anode bewegt. ■-..·.If the cathode has a flat surface on which the metal layer is to be deposited, one preferably provides a flat anode extending parallel to this surface , while the stirrer is designed as a circular impeller, of which at least a part extends evenly through the space between the cathode and the anode moved. ■ - .. ·.

Wenn es sich bei der Kathodenfläche um eine Rotationsfläche handelt, wie es z. B. bei Lagerschalen der Fall ist, und die stabförmige Anode zentral innerhalb der Kathode angeordnet ist, wird der Rührer vorzugsweise als drehbares käfigartiges Flügelrad ausgebildet und in dem ringförmigen Raum zwischen der Anode und der Kathode angeordnet.If the cathode surface is a surface of revolution, as it is, for. B. with bearing shells of Is the case, and the rod-shaped anode is arranged centrally within the cathode, the stirrer is preferred designed as a rotatable cage-like impeller and disposed in the annular space between the anode and the cathode.

Die Anode kann auch zusammen mit dem Rührer bzw. dem Flügelrad drehbar sein. Ferner kann die Anode außen kegelförmig sein, so daß sich ihr Durchmesser in Richtung auf ihr unteres Ende verringert, oder die Anode kann oberhalb des unteren Endes der Kathode enden, oder man kann diese beiden Maßnahmen gleichzeitig anwenden; diese Maßnahmen entsprechen den beim Galvanisieren zylindrischer Gegenstände üblichen Verfahren und dienen dazu, der Gefahr entgegenzuwirken, daß der auf die Kathode aufgebrachte Überzug in der Nähe des unteren Endes dicker wird als in der Nähe des oberen Endes.The anode can also be rotatable together with the stirrer or the impeller. Furthermore, the Anode be conical on the outside so that its diameter decreases towards its lower end, or the anode can terminate above the lower end of the cathode, or both of these measures can be used apply at the same time; these measures correspond to those used for electroplating cylindrical Objects customary procedures and serve to counteract the risk that the cathode applied coating becomes thicker in the vicinity of the lower end than in the vicinity of the upper end.

Bei allen Vorrichtungen, bei denen eine lösliche Anode verwendet wird, sind erfindungsgemäß Mittel vorgesehen, um die Anode automatisch während des Auflösungsvorganges vorzuschieben, so daß sich die Gestalt und die Lage der^Anodenoberfläche gegenüber der Kathode-nicht ändern.In all devices in which a soluble anode is used, agents are according to the invention provided to automatically advance the anode during the dissolution process, so that the Shape and position of the anode surface in relation to the cathode do not change.

Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen von Vorrichtungen zur Durchführung des neuen Verfahrens näher erläutert.The invention is illustrated by means of schematic drawings of several exemplary embodiments of devices for the implementation of the new method explained in more detail.

Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Metallschicht auf die Innenfläche eines zylindrischen Gegenstandes im Wege des Galvanisierens;Fig. 1 is a vertical section through an apparatus for applying a metal layer to the Inner surface of a cylindrical object by electroplating;

Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie H-II inFig. 2 is a cross section taken along line H-II in

Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführungsform einer sich auflösenden Anode, die sich bei Vorrichtungen zum Aufbringen einer Metallschicht auf die Innenfläche von zylinderförmigen oder halbzylinderförmigen Teilen verwenden läßt;Figure 3 is a vertical section through one embodiment of a dissolving anode which in devices for applying a metal layer to the inner surface of cylindrical or can use semi-cylindrical parts;

Fig. 4 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung zum Galvanisieren von flachen Gegenständen; 4 shows a vertical section through a device for electroplating flat objects;

Fig. 5 zeigt die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung im Grundriß;Fig. 5 shows the device shown in Fig. 4 in plan;

Fig. 6 zeigt eine Einzelheit der in Fig. 4 und 5 dargestellten Vorrichtung; . " .Figure 6 shows a detail of the device shown in Figures 4 and 5; . ".

Fig. 7 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Vorrichtung mit sich auflösender Anode zum Aufbringen einer Metallschicht auf einen ebenen Flansch;Figure 7 is a vertical section through a dissolving anode device for deposition a metal layer on a flat flange;

Fig. 8 ist ein Querschnitt längs der Linie XII-XII in Fig. 7.FIG. 8 is a cross section along the line XII-XII in FIG. 7.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung dient zum Aufbringen einer Metallschicht auf die zylindrische Innenfläche eines als Kathode geschalteten Gegenstandes 10 aus Metall. Der Gegenstand ist in senkrechter Stellung in einem Gefäß 11 angeordnet, das bis zu der Linie 12 mit einem Elektrolyten gefüllt ist. In dem Innenraum des Gegenstandes 10 befindet sich ein gemeinsam drehbares Anoden- und Rühreraggregat. Dieses besteht aus einer zylindrischen Metallanode 13, die an einer Antriebswelle 14 befestigt und von einem Rührer umgeben ist, der aus den Stirnplatten 15 und 16 sowie den Schaufeln oder Flügeln 17 besteht. Die untere Stirnplatte 16 ist auf einer Lagerspitze 18 drehbar gelagert, während sich die senkrecht stehende Welle 14 durch ein Lager 19 erstreckt und am oberen Ende eine Antriebsscheibe 20 trägt. Wie man am besten in Fig. 2 erkennt, liegen die Schaufeln 17 jeweils in einem kleinen gleichmäßigen Abstand sowohl von der Anode als auch von der Kathode und sind derart schräggestellt, daß der Elektrolyt bei schneller Drehung des Anoden- und Rühreraggregats in Richtung des Pfeils in Fig. 2 aus dem der Anode 13 benachbarten Ringspalt nach außen in den der Kathode 10 benachbarten Ringspalt geschleudert wird.The device shown in Fig. 1 and 2 is used to apply a metal layer to the cylindrical Inner surface of an object 10 made of metal and connected as a cathode. The item is in arranged vertical position in a vessel 11 which is filled up to the line 12 with an electrolyte is. In the interior of the object 10 there is a jointly rotatable anode and stirrer unit. This consists of a cylindrical metal anode 13 which is attached to a drive shaft 14 and is surrounded by a stirrer consisting of the end plates 15 and 16 and the blades or There are wings 17. The lower end plate 16 is rotatably mounted on a bearing tip 18, while the vertical shaft 14 extends through a bearing 19 and at the upper end a drive pulley 20 wears. As can best be seen in Fig. 2, the blades 17 are each in a small uniform Distance from both the anode and the cathode and are inclined so that the Electrolyte with rapid rotation of the anode and stirrer assembly in the direction of the arrow in FIG. 2 the annular gap adjacent to the anode 13 is thrown outward into the annular gap adjacent to the cathode 10 will.

Wenn zum Galvanisieren zylindrischer Gegenstände eine lösliche Anode verwendet werden soll,.kann man eine Anordnung gemäß Fig. 3 benutzen. Hierbei setzt sich die Anode aus zwei oder mehr einander ähnelnden Abschnitten 47 zusammen, und jeder dieser Abschnitte besitzt eine- zentrale Bohrung 48,. eine am unteren Ende vorgesehene konische Verjüngung 49, die sich bis zu der Mittelbohrung erstreckt, sowie eine entsprechende Aussparung 50 am -oberen Ende. Diese Anode, die sich selbst nicht dreht, ist von einem drehbaren Rührer 51 umsreben, dessen Bodenstück 53 auf einer feststehenden Unterlage 52 mittels einer koni-If a soluble anode is to be used for electroplating cylindrical objects, one can use an arrangement according to FIG. Here, the anode is made up of two or more similar ones Sections 47 together, and each of these sections has a central bore 48 ,. a conical taper 49 provided at the lower end, which extends up to the central bore, as well as a corresponding recess 50 at the top end. These The anode, which does not rotate by itself, is surrounded by a rotatable stirrer 51, the bottom piece 53 of which is open a fixed base 52 by means of a conical

sehen Lagerspitze drehbar gelagert ist. Das untere Ende der Anode wird durch eine an der Oberseite des Bodenstücks des Rührers ausgebildete konische Lagerspitze 54 unterstützt. Während sich die Anode allmählich auflöst, sinkt sie langsam nach unten, jedoch erfolgt im wesentlichen keine Änderung ihrer Außenform und ihres Abstandes von der nicht dargestellten Kathode. Am oberen Ende des Anodenstranges können nach Bedarf neue Anodenabschnitte hinzugefügt werden.see bearing tip is rotatably mounted. The lower end of the anode is connected to the top of the Conical bearing tip 54 formed at the bottom of the stirrer. While the anode gradually dissolves, it slowly sinks down, but there is essentially no change in its external shape and its distance from the cathode, not shown. At the upper end of the anode strand can new anode sections can be added as needed.

Die Erfindung kann auch zum Niederschlagen von Metall auf ebenen Flächen verwendet werden. Eine für diesen Zweck geeignete Vorrichtung ist in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt. Diese Vorrichtung dient zum Aufbringen einer Metallschicht auf flache Scheiben 55, wie sie z.B. als Abdruckplatten bei der Herstellung von Schallplatten Verwendung finden. Die Scheiben 55 sind an einer Brücke 56 aufgehängt, so daß sie waagerecht in einem in dem Behälter 57 befindlichen elektrolytischen Bad liegen. Die Scheiben oder Platten sind mit Hilfe von nicht dargestellten elektrischen Anschlüssen als Kathoden geschaltet. Als Anoden werden kreisrunde Scheiben 58 verwendet, die auf dem Boden des Badbehälters 57 parallel zu den Platten 55 und in gleichmäßigen Abständen von letzteren unterstützt sind. Die Anodenanschlüsse sind nicht dargestellt. Um die gewünschte Bewegung des Elektrolyten hervorzurufen, ist das Bad mit einem Rührer ausgerüstet. Dieser Rührer umfaßt eine auf eine Welle 60 aufgesetzte Nabe 59, die waagerecht liegende radiale Flügel 61 trägt. Gemäß Fig. 6 sind die Flügel 61 schräggestellt, um den erwünschten schnellen und gleichmäßigen Austausch der den Kathoden und den Anoden benachbarten Elektrolytschichten zu gewährleisten.The invention can also be used to deposit metal on flat surfaces. One apparatus suitable for this purpose is shown in FIGS. This device is used for applying a metal layer to flat disks 55, such as those used, for example, as impression plates in Production of records use. The discs 55 are suspended from a bridge 56, so that they lie horizontally in an electrolytic bath located in the container 57. The disks or plates are connected as cathodes with the aid of electrical connections (not shown). as Anodes are circular disks 58 used, which are parallel to the bottom of the bath tank 57 the plates 55 and are supported at regular intervals by the latter. The anode connections are not shown. To induce the desired movement of the electrolyte, the bath is equipped with a Equipped with stirrer. This stirrer comprises a hub 59 which is placed on a shaft 60 and which is horizontal lying radial wing 61 carries. According to Fig. 6, the wings 61 are inclined to the desired rapid and even replacement of the electrolyte layers adjacent to the cathodes and the anodes to ensure.

Eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Galvanisieren einer ebenen Fläche ist in Fig. 7 und 8 dargestellt. Diese Vorrichtung dient zum Aufbringen einer Metallschicht auf den Endflansch 62 einer mit Flanschen versehenen Lagerbuchse 63. Die Lagerbuchse 63 ist so aufgehängt, daß der Flansch 62 in waagerechter Lage in das elektrolytische Bad 64 eintaucht. Als Anode wird eine ringförmige lösliche Anode 65 verwendet, die mit Vorschubmitteln versehen ist, damit sie sich stets im gleichen Abstand von ⁴S der Kathode befindet, die durch den Flansch 62 der Lagerbuchse gebildet wird. Zu diesem Zweck ist die Anode in einem ringförmigen Hohlraum eines nichtleitenden Klotzes 66 angeordnet, der an seinem oberen Ende kleine Vorsprünge oder Klauen 67 trägt, die 5<> verhindern, daß die Anode über die Oberseite des Klotzes 66 hinausragt. Um die Anode gegen die Klauen 67 zu drücken, sind Federn 68 vorgesehen, und die Größe der Klauen 67 ist so gewählt, daß die Klauen die gleichmäßige Auflösung der Anode nicht wesentlich beeinträchtigen.Another embodiment of an apparatus for electroplating a flat surface is shown in FIGS. This device serves to apply a metal layer to the end flange 62 of a bearing bush 63 provided with flanges. The bearing bush 63 is suspended in such a way that the flange 62 is immersed in the electrolytic bath 64 in a horizontal position. An annular soluble anode 65 is used as the anode, which is provided with feed means so that it is always at the same distance of ⁴ S from the cathode, which is formed by the flange 62 of the bearing bush. For this purpose, the anode is arranged in an annular cavity of a non-conductive block 66 which has small projections or claws 67 at its upper end which prevent the anode from protruding over the top of the block 66. Springs 68 are provided to force the anode against the claws 67, and the claws 67 are sized so that the claws do not significantly interfere with the uniform dissolution of the anode.

Um die gewünschte Bewegung des Elektrolyten aufrechtzuerhalten, ist ein Rührer 69, 72 vorgesehen. Hierbei handelt es sich um ein Flügelrad ähnlich dem in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellten, das auf einer umlaufenden Welle 70 sitzt, die durch ein Lager 71 unterstützt wird. Die Flügel oder Schaufeln 61 des Rührers bewegen sich gleichmäßig durch den Raum zwischen der Anode und der Kathode und erzeugen die gewünschte schnelle und gleichmäßige Bewegung des Elektrolyten.In order to maintain the desired movement of the electrolyte, a stirrer 69, 72 is provided. This is an impeller similar to that shown in FIGS. 4, 5 and 6, which is on a rotating shaft 70, which is supported by a bearing 71. The wings or blades 61 of the Stirrers move evenly through the space between the anode and the cathode and generate the desired rapid and even movement of the electrolyte.

Wenn die Gefahr besteht, daß sich von der Anode Stücke ablösen, die durch den Elektrolyten zu der Kathode weitergetragen werden, kann man zwischen der Anode und der Kathode einen Filter vorsehen, der z. B. an dem Rührer angebracht ist. Der Filter kann als poröse Abschirmung aus feinmaschigem Material bestehen, das von dem Elektrolyten nicht angegriffen wird. Wenn mit einem Elektrolyten gearbeitet wird, bei dem man normalerweise eine von einem Beutel umgebene Anode benötigen würde, ist die Verwendung eines solchen Filters von Vorteil. Das Material dieser Abschirmung, seine Maschengröße und sein Gefüge können die gleichen sein wie bei den für den betreffenden Elektrolyten vorgesehenen Anodenbeuteln. Wenn man z. B. einen Nickelelektrolyten nach Watt benutzt, kann man ein Filtersieb aus Polyvinylchlorid oder aus dem unter der Handelsbezeichnung »Terylene« erhältlichen Material verwenden. Bei einem zylindrischen Rührer kann man den Filter bzw. die Abschirmung so anordnen, wie es in Fig. 1 und 2 bei 73 durch gestrichelte Linien angedeutet ist; bei einem flachen Rührer kann man die Abschirmung dagegen entsprechend der gestrichelten Linie 74 in Fig. 7 anordnen. Wenn der Filter in den Rührer eingebaut ist, kann man den Rührer aus zwei Teilen herstellen, die so miteinander vereinigt werden, daß das Filtermaterial zwischen diesen Teilen liegt.If there is a risk of pieces coming off the anode, which the electrolyte leads to Cathode are carried further, a filter can be provided between the anode and the cathode, the z. B. is attached to the stirrer. The filter can be used as a porous screen made of fine mesh Material that is not attacked by the electrolyte. When worked with an electrolyte where one would normally need a bag-encased anode is use such a filter is an advantage. The material of this shield, its mesh size and its structure can be the same as those provided for the electrolyte in question Anode bags. If you z. B. used a nickel electrolyte according to Watt, you can use a filter screen made of polyvinyl chloride or the material available under the trade name "Terylene". In the case of a cylindrical stirrer, the filter or the shield can be arranged as it is is indicated in Figures 1 and 2 at 73 by dashed lines; with a flat stirrer you can use the On the other hand, arrange the shielding in accordance with the dashed line 74 in FIG. 7. If the filter is in the Stirrer is built-in, the stirrer can be made from two parts, which are combined with one another, that the filter material lies between these parts.

Es sei noch bemerkt, daß sich die Erfindung nicht auf die Verwendung eines bestimmten Metalls oder Elektrolyten beschränkt. Allgemein gesprochen lassen sich die bekannten Verfahren zum Einstellen bzw. Abstimmen von Elektrolyten, z. B. durch Beifügen von Zusatzstoffen, bei den erfindungsgemäßen Verfahren ebenso anwenden wie bei den bereits bekannten Verfahren. Entsprechend lassen sich auch andere gebräuchliche Tralvanisierungstechniken anwenden; beispielsweise werden die zu galvanisierenden Gegenstände gereinigt und in manchen Fällen geätzt.It should be noted that the invention does not apply to the use of any particular metal or Electrolytes limited. Generally speaking, the known methods for setting or Adjustment of electrolytes, e.g. B. by adding additives in the method according to the invention apply as well as with the already known methods. Other common ones can also be used accordingly Apply electroplating techniques; for example the objects to be electroplated cleaned and in some cases etched.

Claims

Patent claims:

1. Process for the electrolytic deposition of a metal layer, in which to balance the concentration the electrolyte is moved, characterized in that for immediate renewal of the electrolyte layers directly adjacent to the electrode surfaces from the remaining part of the electrolyte mechanical means tightly over the entire electrode surface be moved smoothly at such a speed that the composition of the boundary layers at the selected current density uniformly over the entire effective electrode surfaces practically equals the mean composition of the electrolyte.

2. Device for the electrolytic deposition of a metal layer with a stirring device of non-conductive material for carrying out the method according to claim 1, characterized in characterized in that the edges of the agitator blades (17, 51, 61, 74) are in close proximity and parallel run to the effective surfaces of the cathode (10, 55, 62) and anode (13, 47, 58, 65), the arrangement being made in such a way that, upon actuation of the agitator, it is practical each surface element of the effective electrode surfaces in one of the selected current density corresponding rapid sequence is swept over by the edges of the agitator blades.

3. Apparatus according to claim 2, wherein the cathode has a flat surface on which the Metal layer is to be applied, and a flat anode is arranged parallel to the surface, characterized in that the stirrer is designed as an impeller (61, 74) from which

moved at least a portion through the space between the cathode (55, 62) and the anode (58, 65).

4. Apparatus according to claim 2, wherein the cathode is a surface of revolution and the anode is rod-shaped and arranged centrally within the cathode, characterized in that that the stirrer is designed as a cage-shaped impeller (17,51) and in the ring-shaped Space between the anode (13, 47) and the cathode (10) is rotatably mounted.

5. Apparatus according to claim 2 to 4 with a soluble anode, characterized in that the Stirring blades (51) are designed so that the electrolytic liquid from the one electrode adjacent layer is transported directly into the closest vicinity of the other electrode.

6. Apparatus according to claim 5, characterized by means to the anode (47) automatically accordingly the progress of their dissolution in such a way that the shape and position of the Anode surface is retained opposite the cathode.

7. Apparatus according to claim 3 and 6, characterized in that on the anode (65) an in Direction on the cathode (62) acting force (spring 68) acts, which this on non-conductive Holds systems (67) which are arranged at a fixed distance from the cathode and designed so that they do not significantly hinder the dissolution of the anode.

8. Apparatus according to claim 4 and 6, characterized in that the anode consists of tubular Sections (47), each of which at its end (49) lying in the feed direction is tapered conically up to its bore (48) and a corresponding one at its other end (50) has a conical recess for receiving the lower end of the next section, and that the end of the anode lying in the direction of advance rests against a fixed support (54).

9. Device according to one of claims 2 to 8 with a rotating together with the stirrer Anode, characterized by stirring surfaces (17) which are designed as guide surfaces and which are those of the anode (14) adjacent layers directly due to the centrifugal force acting on the liquid lead to the outside in the closest vicinity of the cathode surface (10).

10. Apparatus according to claim 2 to 8, characterized by one built into the stirrer (17) Filter (73).

Considered publications:
German Patent Nos. 735 516, 426 455;
"Galvanotechnik (formerly Pf anhauser)", 1949, pp. 1355, 1358, 1361.

For this purpose 2 sheets of drawings