DE1095614B - Verfahren zum Herstellen eines Metallgegenstandes, insbesondere eines Wellenleiters, auf galvanoplastischem Wege - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Zur Herstellung von Metallgegenständen auf galvanoplastischem Wege verwendet man öfters eine Lehre, die als Kathode in ein Galvanisierungsbad eingeführt wird; das Metall wird darauf niedergeschlagen, bis der gewünschte Gegenstand sich auf der Lehre gestaltet hat. Darauf wird der Gegenstand von der Lehre getrennt. Wenn es jedoch wegen der Gestalt der Lehre und des Gegenstandes nicht möglich ist, die Trennung ohne die Gefahr einer Beschädigung durchzuführen, was bei rohrförmigen Gegenständen und bei vielen Gegenständen verwickelter Form der Fall ist, wird die Lehre geschmolzen oder durch Einwirkung geeigneter Chemikalien gelöst.

Es ist bereits bekannt, einen dünnwandigen, für die Aufnahme verflüssigter Gase dienenden Behälter innerhalb einer Hochdruckflasche auf galvanoplastischem Wege dadurch herzustellen, daß die Innenwandung der Hochdruckflasche mit einem nichtleitenden Überzug, z. B. aus einem Wachs, Paraffin oder Harz, versehen wird, dessen Oberfläche durch Graphit leitend gemacht wird, worauf das Metall galvanisch niedergeschlagen und die Kernmasse anschließend entfernt wird. Dieses Verfahren ist aber insbesondere dann, wenn die Abmessungen des herzustellenden Gegenstandes sehr genau eingehalten werden müssen, ungeeignet, weil diese Überzugsmaterialien durch Elektrolytlösungen bekanntlich mehr oder weniger angegriffen werden.

Auch wurde vorgeschlagen, eine Lehre aus Metall herzustellen, die durch Schmelzen oder Auflösung in Säuren oder Alkali entfernt wird.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß Metalle mit einem niedrigen Schmelzpunkt wegen ihrer schlechten mechanischen Verarbeitbarkeit sich schwer zur Herstellung einer genau bemessenen Lehre eignen. Bedenken bestehen auch deshalb, weil während der Erhitzung der Lehre das Lehrenmetall sich mit dem galvanisch niedergeschlagenen Metall zu legieren geneigt ist. Eine Auflösung des Metalls durch Einwirkung von Säuren hat häufig eine Beschädigung des Gegenstandes zur Folge. Bei Anwendung einer Aluminiumlehre kann man letzteren Nachteil durch Auflösen mittels Alkali verringern; aber vor dem galvanischen Überziehungsvorgang muß die Oxydhaut entfernt werden, wobei die Lehrenoberfläche stets rauh wird. Eine von Natur geformte Oxydhaut ist nicht gleichmäßig dicht, so daß eine solche naturgeschaffene Oxydhaut weder als Nichtleiter noch als Leiter angesehen werden kann. Deshalb lassen sich keine kontinuierlichen, brauchbaren Verhältnisse schaffen. Diese naturgewachsene Haut soll daher entfernt werden. Da die Lehrenoberfläche dann eine für die Galvanisierung unerwünschte Rauheit erlangt, soll eine elektrisch nichtleitende Schicht künstlich aus Aluminium erzeugt werden. An sich ist die Entfernung eines nichtleitenden Überzuges durch ein Lösungsmittel bekannt, wonach dann der ursprünglich metallische Gegenstand erhalten bleibt.

Verfahren zum Herstellen

eines Metallgegenstandes,

insbesondere eines Wellenleiters,

auf galvanoplastischem Wege

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Zoepke, Patentanwalt,
München 5, Erh'ardtstr. 11

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 17. Mai 1956

Jan Leendert Meise, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Um einen Metallgegenstand, insbesondere einen Wellenleiter, durch galvanisches Niederschlagen auf eine Lehre aus Aluminium herzustellen, wobei die Lehre nachher durch Behandlung mit Alkali entfernt wird, wird in Abkehr von den bekannten Vorschlägen gemäß der Erfindung auf die Lehre vor dem galvanischen Niederschlagen des Metalls eine dünne, glatte, elektrisch nichtleitende, durch Behandlung mit Alkali entfernbare Schicht aufgebracht, welche Schicht darauf durch eine dünne Metallschicht leitend gemacht wird.

Da eine nichtleitende Schicht verwendet wird, kann man aus einer großen Reihe von Firniszusammensetzungen wählen, welche der Lehre eine glatte Oberfläche erteilen, die genau der gewünschten Bemessung angepaßt ist. Man kann solche Schichten auch aus Aluminiumoxyd zusammensetzen.

Viele Firnisschichten, z. B. aus Zelluloseacetat, einem Alkydharz, Polyvinylacetat, einer Kombination von Phthalatharz mit einem Harnstoflharz und eine Schicht, die durch Behandlung mit rohem Leinöl erhalten wird, lösen sich in Alkali. Falls erforderlich, kann man zur Ablösung dieser Schicht noch ein organisches Lösungsmittel verwenden.

Die leitende Metallschicht, welche auf die nichtleitende Schicht aufgebracht wird, braucht nicht in Alkali löslich zu sein; sie bleibt an dem auf der Lehre abgeschiedenen Gegenstand haften. Ein dazu geeignetes Metall ist Silber.

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Die aus Aluminium bestehende Lehre, wie diese bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird, wird durch Tauchen, Bestreichen oder Bespritzen mit einer Firnislösung und darauf erfolgende Verdampfung des Lösungsmittels mit einer nichtleitenden Firnisschicht überzogen.

Statt einer Firnisschicht kann auch eine Aluminiumoxydschicht aufgebracht werden, indem das Aluminium anodisch oxydiert wird. Die Stärke dieser Schicht braucht nicht mehr als maximal 40 μ zu betragen. Man kann eine dünne leitende Metallschicht dadurch anbringen, daß die zuvor aufgebrachte nichtleitende Schicht in bekannter Weise mit einer Lösung benetzt wird, die ein Metallsalz, z. B. ein Silbersalz, und ein Reduktionsmittel enthält.

Die Auflösung der Lehre mittels Alkali, z. B. einer Lösung von Natrium- oder Kaliumhydroxyd in Wasser, bringt gewöhnlich keine Beschädigung des auf der Lehre abgeschiedenen Gegenstandes mit sich, da die sich zum galvanischen Niederschlag eignenden Metalle, wie z. B. Kupfer, Nickel, Chrom, Silber, Eisen und Kobalt, nicht von Alkali angegriffen werden.

Das Verfahren nach der Erfindung ist insbesondere in den Fällen von Bedeutung, wo Gegenstände von komplizierten Abmessungen herzustellen sind und es daher schwierig ist, die Lehre aus einem einzigen Stück herzustellen und verschiedene Teile der Lehre durch Zusammensetzung zu einem Ganzen vereinigt werden. Da die elektrische Leitfähigkeit der Oberfläche erst durch Anbringung der Metallschicht auf der nichtleitenden Schicht herbeigeführt wird, kann man verschiedene Teile der Lehre nur unter Anwendung eines elektrisch nichtleitenden Klebemittels zusammenfügen, wozu oft dieselben Produkte verwendet werden können, die vorstehend als Firnis erwähnt sind. Die Aluminiumteile der Lehre können mit je einer Isolierschicht, z. B. einer Aluminiumoxydschicht, überzogen sein, bevor sie zusammengesetzt werden, oder sie können auch zunächst zusammengesetzt und darauf mit einer Firnisschicht überzogen werden. ''■

Das Verfahren nach der Erfindung ist von Bedeutung zur Herstellung von Wellenleitern als Stromleiter in der Hochfrequenztechnik, da sofibhe Leiter eine glatte, genau bemessene Innenoberfläche. haben müssen. Gemäß der Erfindung wird dazu eine die Form der Innenseite des herzustellenden Gegenstandes aufweisende Lehre verwendet, auf der an der Stelle der vorzusehenden Öffnungen weitere Teile aus Aluminium befestigt werden. Nach der galvanoplastischen Behandlung der Lehre werden diese Teile mit dem galvanoplastisch erzeugten Überzug mechanisch, z. B. durch Schleifen, Sägen oder Fräsen, entfernt.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Querschnitt einer Lehre nach der Erfindung, mittels deren ein mit öffnungen versehener Wellenleiter hergestellt werden kann;

Fig. 3 zeigt den entsprechenden Querschnitt eines fertiggestellten Wellenleiters.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 einen Aluminiumblock, dessen Abmessungen dem Innendurchmesser des in Fig. 3 dargestellten Wellenleiters entsprechen. 2 bezeichnet einen weiteren, in diesem Falle kleineren Aluminiumblock, der mittels der stark vergrößert angegebenen Klebeschicht 3 mit dem Block 1 zusammenhängt. Die Aluminiumblöcke 1 und 2 sind glatt poliert.

4 bezeichnet eine gleichfalls stark vergrößert angedeutete Schicht aus einem Firnis (Fig. 1) oder einer Aluminiumoxydschicht (Fig. 2), und 5 bezeichnet eine dünne Metallschicht, die ebenfalls in stark vergrößertem Maßstab angegeben ist. Wenn der Minuspol einer Stromquelle mit der Metallschicht 5 verbunden und die Lehre in ein galvanisches Bad eingeführt wird, setzt sich darauf das Metall des Wellenleiters ab, das durch 6 in Fig. 3 bezeichnet ist. Der gestrichelte Teil dieser Schicht wird darauf mechanisch entfernt und die Lehre durch Behandlung mit Alkali entfernt, so daß ein Wellenleiter nach Fig. 3 mit der Öffnung 7 entsteht, der auf der Innenseite mit der vorerwähnten Metallschicht 5 überzogen ist.

Die Klebemittelschicht 3 der Fig. 1 und 2 besteht in

ίο diesem Falle aus Zelluloseacetat und die Firnisschicht 4 der Fig. 1 gleichfalls aus Zelluloseacetat.

Die Schichten 4 der Fig. 2 sind dadurch angebracht, daß die Blöcke 1 und 2 mit dem Pluspol einer Stromquelle verbunden werden, worauf sie in ein Bad mit 125 g Schwefelsäure und 25 g Aluminiumsulfat pro Liter getaucht werden. Nach Stromdurchgang von 1,25 A/dm² während 20 Minuten hat sich eine dicke Aluminiumoxydschicht mit einer Stärke von 10 μ gebildet.

Darauf werden die auf diese Weise vorbehandelten Aluminiumteile 1 und 2 mittels einer Klebeschicht 3 zusammengeheftet.

Um die Metallschicht zur Herstellung der Lehre nach den Fig. 1 oder 2 anzubringen, wird der mit einer nichtleitenden Schicht versehene Gegenstand in eine Lösung

as von 3,75 g Silbernitrat, 3,75 g 38 Volumprozent Ammoniak und 5 ecm Formalin, von 40 Volumprozent pro Liter Wasser eingeführt.

Nach 10 Minuten hat sich eine zusammenhängende Silberschicht auf dem Gegenstand gebildet.

Diese Silberschicht wird mit dem Minuspol einer Stromquelle verbunden, und die Lehre wird in ein Bad mit 240 g Nickelsulfat (7 H₂O), 25 g Nickelchlorid (6 H₂O), 2,5 g Borsäure pro Liter getaucht, nachdem der p_H-Wert des Bades auf 5,1 eingestellt worden war durch Zusatz von Schwefelsäure oder Nickelhydroxyd.

Darauf führt man einen Strom von 2 A/dm² durch

das auf 4O⁰C erwärmte Bad, bis eine Schicht aus Nickel mit einer Stärke von etwa 2,5 mm sich auf der Lehre abgeschieden hat. Darauf wird die Lehre gemeinsam mit dem Gegenstand abgespült, die Ausstülpung wird durch Schleifen entfernt, und die Lehre mit dem Gegenstand wird dann in eine auf 100⁰C erwärmte Lösung getaucht, die 50 g Natriumhydroxyd pro Liter enthält, bis sich das Aluminium und die nichtleitende Schicht aufgelöst hat.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Metallgegen-Standes, insbesondere eines Wellenleiters, auf galvanoplastischem Wege durch Niederschlagen eines Metalls auf eine Lehre aus Aluminium, die nachher durch Behandlung mit Alkali entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Aluminiumlehre vor dem galvanischen Niederschlagen des Metalls eine dünne, glatte, elektrisch nichtleitende, durch Behandlung mit Alkali entfernbare Schicht aufgebracht und diese durch eine dünne Metallschicht leitend gemacht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtleitende Schicht eine aus Aluminiumoxyd oder einem Firnis bestehende Schicht aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als leitende Schicht in bekannter Weise eine Silberschicht aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lehre verwendet wird, die aus einer Anzahl durch Klebemittel vereinigter Teile zusammengesetzt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 zum Herstellen eines mit Öffnungen versehenen Wellenleiters, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter auf eine mit einer nichtleitenden und einer leitenden Schicht überzogene rohrförmige Aluminiumlehre, die an der Stelle der vorzusehenden Öffnungen Aus-

stülpungen besitzt, galvanisch niedergeschlagen wird und die Ausstülpungen mechanisch entfernt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 530 779.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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