DE1807481C3

DE1807481C3 - Verfahren zum partiellen Galvanisieren

Info

Publication number: DE1807481C3
Application number: DE1807481A
Authority: DE
Inventors: Karl 8000 Muenchen Butter; Willibald Dipl.-Chem. Dr. 8012 Ottobrunn Wittich
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1968-11-07
Filing date: 1968-11-07
Publication date: 1975-10-09
Also published as: FR2022793A1; DE1807481A1; US3697405A; GB1288089A; DE1807481B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum partiellen Galvanisieren mit vorangehendem Vorbehandeln von Werkstücken mittels eines die Anode tragenden und dichtend an diesem Werkstück anliegenden Galvanisierkopfes, der kontinuierlich von einem Medium durchflossen wird.

Die in der Galvanotechnik in vielen Fällen üblichen Verfahren sind standortgebunden, wobei die zu galvanisierenden Gegenstände in mit Elektrolyten gefüUte Gefäße getaucht werden. Die Größe der letzteren begrenzt die Ausmaße der Werkstücke. Um diesem abzuhelfen, ist es nach der FR-PS 1 165 583 bekannt, einen pistolenartigen Galvanisierkopf zu verwenden, bei welchem der Elektrolyt mittels einer Wasserstrahlpumpe an das partiell zu galvanisierende Werkstück herangesaugt bzw. herangedrückt wird. Der Nachteil dieser Anordnung ist die Notwendigkeit der laufenden Ergänzung der Elektrolytflüssigkeit. Dadurch, sowie durch die Verwendung eines Saugmittels, wie beispielsweise Luft, können nur Überzüge mit geringen Schichtdicken aufgebracht werden, welche zudem auf dem Grundmaterial schlecht haften; eine exakte Vorbehandlung der zu galvanisierenden Fläch-· ist nämlich nicht möglich. Auch läßt das gasförmige Saugmittel unerwünschte chemische Reaktionen und damit eine Verunreinigung sogar eines noch nicht benutzten Elektrolyten erwarten.

Ähnliche Nachteile hat auch eine Anordnung nach der US-PS 2 698 832, bei welcher ebenfalls ein partielles Galvanisieren vorgeschlagen wird, jedoch unter Wiederauffangen des an der Kathode vorbeigeführten Elektrolyten. Die dazu verwendeten zwei Behälter, nämlich ein Ein- und Ausströmbehälter, werden unmittelbar mit an das Werkstück herangebracht; die Bewegung des Elektrolyten erfolgt durch die Schwerkraft. Es ist nun sehr aufwendig, die Elektrolyt^ hälter unmittelbar an das Werkstück heranzubringen; die sie tragende Apparatur muß recht stabil ausgebildet sein. Das Größenverhältnis des transportablen Teiles dieser bekannten Galvanisiervorrichtung zu dem der gewünschten partiellen Galvanisierstelle am Werkstück ist außerdem so ungünstig, daß eine exakt definierte, also engumgrenzte, den jeweiligen Verhältnissen angepaßte Galvanisierung nahezu unmöglich erscheint

Die speziell genannten bekannten Anordnungen haben zusammen mit dem sons'igen allgemeinen Stand der Technik noch weitere Nachteile: Die Vorbehandlung der zu galvanisierenden Teile, sei es in standortgebundenen Gefäßen, sei es mittels zusätzlicher spezieller Vorbehandlungsmethoden, bedingt stets eine, wenn auch nur kurzfristige, Berührung mit der umgebenden Luft, gegebenenfalls auch mit den darin enthaltenen Staubpartikeln, so daß eine gute Bindung zumindest örtlich gefährdet ist.

Ein nach der GB-PS 727 789 bekanntes Verfahren zum partiellen Galvanisieren mit vorangehendem Vorbehandeln von Werkstücken mittels eines die Anode tragenden und dichtend an diesem Werkstück anliegenden Galvanisierkopfes, der kontinuierlich von einem Medium durchflossen wird, schaltet schon viele der genannten Nachteile aus, jedoch nicht der; Hinzutritt von Luft: Im Galvanisierkopf wird nämlich ein Unterdruck verwendet, um bei undichtem Anliegen desselben am Werkstück einen Austritt des Mediums zu verhindern. Dann aber muß in solchen Fällen ein Luftzutritt erfolgen. Bei diesem Verfahren kommt noch hinzu, daß bei ihm, wie bei den meisten anderen Verfahren, die Reinhaltung der Medien, insbesondere der Elektrolytbäder, ganz besondere Probleme aufwirft: die Verschmutzung des Elektolyten durch ausfallenden Anodenschlamm, durch Verunreinigungen aus der Luft sowie durch Abrieb mechanisch bewegter Teile innerhalb und außerhalb des Bades, bedingt also Schwierigkeiten, unter Umständen sogar eine Verfälschung der Elektrolytzusammensetzung. Letztere erfolgt auf alle Fälle durch eine Verdünnung des Bades bei Anwendung von Spülwasser sowie durch die an den Werkstücken anhaftenden Restflüssigkeiten vorangegangener Bäder.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden, wozu bei einem Verfahren /.um partiellen Galvanisieren mit vorangehendem Vorbehandeln von Werkstücken mittels eines die Anode tragenden und dichtend an diesem Werkstück anliegenden Galvanisierkopfes, der kontinuierlich von einem Medium durchflossen wird, vorgeschlagen wird, daß zur Vorbehandlung und zum Galvanisieren unterschiedliche Medien verwendet werden. In bevorzugter Ausbildung der Erfindung wird als Medium ein Elektrolyt in an sich bekannter Weise aus einem ruhenden Elektrolytbehälter mittels eines Pumpenaggregates über ein Schlauchsystem dem Galvanisierkopf zugeführt, wobei die Enden des Schlauchsystems unter entsprechendem Betätigen von Ventilen in weitere, als Medium Reinigungsflüssigkeit enthaltene Behälter getaucht oder als Medium Gas enthaltene Gasbehälter angeschlossen werden.

Durch derartige nach der Erfindung durchgeführte Verfahren wird erreicht, daß die Vorbereitung der zu galvanisierenden Werkstückoberfläche sowie deren anschließende Galvanisierung selbst ununterbrochen unter Luftabschluß in einem in sich abgeschlossenen System abläuft; eine Verunreinigung der Bäder untereinander und von außen her wird vermieden, eine optimale Elektrolytbewegung erreicht und durch eine exakte

Ausbildung des nunmehr handlichen Galvanisierkopfes eine den jeweiligen besonderen Erfordernissen entsprechende Anpassung in einfacher Weise ermöglicht.

Damit sind die bei den bekannten Verfahren auftretenden Nachteile nicht nur vermieden, sondern es wird, wie die praktische Durchführung gezeigt hat. in überraschender Weise die einwandfreie Abscheidung beliebig dicker Metallschichten ermöglicht; man kann dann am fertigen Werkstück, bei Verwendung gleicher Werkstoffe, praktisch nicht mehr feststellen, welcner Teil desselben ursprüngliches Werkstück war und welcher mittels des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung aufgebracht worden ist. Die Bindefestigkeit zwischen Grundmaterial und Galvanikschicht entspricht dann nämlich eier des Grundmaterials, wobei die GaI-vanikschicht selbst homogen ist.

Die Erfindung wird an Hand von Beispielen mittels der Zeichnung beschrieben, wobei auch noch Weiterbildungen derselben angegeben werden-, in der F i g. 1 wird schematisch eine Anordnung zur Standort- und lageunabhängigen Galvanisierung dargestellt; die F i g. 2 zeigt dann einen besonders ausgebildeten Galvanisierkopf·

In der Anordnung nach der F i g. 1 soll an einem

Kupferkessel 15 eine Schadstelle beseitigt werden. Dazu wird an den als Kathode wirkenden Kupferkessel 15 im Bereich seiner Schadstelle ein Galvanisierkopf 1 in Richtung des Pfeiles 22 gedruckt. Dabei ist es zweck mäßig, den Übergang Galvanisierkopf 1 zum Kessel 15 durch Dichtmaterialien nach außen hin abzuschließen; ein Zutritt von Luft kann dann mit Sicherheit vermieden werden.

Der Galvanisierkopf 1 wird über ein Schlauchsystem 4 bzw. dessen Enden 7, 8, 9 mit einem für den jeweiligen Verfahrensschritt gerade notwendigen, das entsprechende Medium enthaltenden Behälter 11, 12 bzw. einer Gasflasche 14 oder einem Elektrolytbehälter 2 verbunden. Ein Pumpenaggregat 3, hier als Schlauchpumpenaggregat ausgebildet, drückt die Flüssigkeit bzw. das Gas aus den jeweiligen Behältern 2, 11, 12, 14 zum Galvanisierkopf 1 und damit an den als Kathode wirkenden Kupferkessel 15. Zunächst wird also ein Ätzmittel aus dem Behälter 12 mittels des in ihn getauchten Endes 9 des Schlauchsystems 4 bei geöffnetem Ventil 5 zum Galvanisierkopi 1 gedrückt. Gleich-/eitis wird bei geschlossenem Venti¹ 6 das weitere Ende 7 des Schlauchsystcms 4 in den mit destilliertem Wasser gefüllten Behälter 11 getaucht; nach entsprechender Vorreinigung bzw. Ätzung (Behälter 12) wird zusätzlich das Ventil 6 geöffnet und destilliertes Wasser in das Schlauchsystem 4 eingesaugt. Nun kann das Ventil 5 geschlossen werden, die Zufuhr vor. Ätzmitteln aus dem Behälter 12 wird so also unterbunden und der Übergang zum destillierten Wasser aus dem Behälter 11 unter Vermeidung des Zutritts von Luft-Sauerstoff ermöglicht; die erste Umschaltung ist durchgeführt. Die Möglichkeit einer elektrolytischen Entfettung ist bei diesem Verfahren ebenfalls in einfacher Weise durchzuführen. .

Zur Durchführung des nächsten Verfahrensschrittes wird nun das Ende 9 in den Elektrolytbehälter 2 getaucht, das Ventil 5 geöffnet und nach Füllung des zugeordneten Teiles des Schlauchsystems 4 mit dem Elektrolyt das Ventil 6 geschlossen. Der Vorgang des Galvanisieren kann beginnen, wozu gleichzeitig die Ka- ft.s thode, nämlich der Kupferkessel 15, und die Anode, die sich im Galvanisierkopf 1 befindet, mit der Stromquelle 16 verbunden werden.

Der Austritt der jeweils durch den Galvanisierkopf 1 gespülten Flüssigkeit erfolg* entsprechend der Richtung des Pfeiles 23 aus dem Ende 8 des Schlauchsystems 4. Dabei kann das Ende 8 ins Freie gerichtet sein, so daß die Flüssigkeit verloren geht. Es kann aber auch zusammen mit dem Ende 7 oder 9 in den jeweils gerade benutzten Behälter getaucht sein; in diesem Fall wird dann die Flüssigkeit wieder verwendet. Es ist besonders zweckmäßig, den Elektrolytbehälter 2 in zwei Teile, Auslaßbehälter 17 und Einlaßbehälter 18. zu unterteilen und die Trennwand als Filter 19 auszubilden. Dann wird man nämlich die aus dem Galvanisierkopf 1 wieder austretende und in Richtung des Pfeiles 23 fließende Elektrolytflüssigkeit nicht in den Auslaßbehälter 17 sondern in den Einlaßbehälter 18, wie in der F i g. 1 dargestellt, leiten: dadurch wird der beim Austritt aus dem Galvanisierkopf 1 anfallende Anodenschlamm usw. im Einlaßbehälter 18 zurückgehalten; der jeweils neu in den Galvanisierkopf 1 eintretende Teil des Elektrolyten bleibt sauber.

Sollte es erforderlich sein, besonders bei lange dauernden Galvanisiervorgängen, den Elektrolyten zu erneuern, so kann man einen weiteren, nicht gezeichneten Elektrolytbehälter vorsehen und die Umschaltung wie bei den vorstehend genannten Verfahrensschritten durchführen; das gleiche gilt, falls es notwendig erscheint, zur Reinigung der zu galvanisierenden Stellen noch weitere Flüssigkeiten zu verwenden, wie beispielsweise Ammonpersulfat oder verdünnte Schwefelsäure. Auch ist es denkbar, den Wechsel von einer Flüssigkeit zur nächsten unter Zwischenschaltung eines Schutzgases, welches sich in der Gasflasche 14 befindet, durchzuführen. In diesem Fall könnte selbstverständlich der zugehörige Teil des Pumpenaggregates 3 stillgelegt werden. Auf jeden Fall wird dabei ein Badwechsel ohne Verlust und ohne Verdünnung der Badflüssigkeit erreicht, wobei den Oberflächenschutz des Werkstückes das Schutzgas übernimmt. Ein derartiges Verfahren wird man besonders beim Galvanisieren leicht oxydierbarer Metalle, wie z. B. Molybdän, Titan, Stahl, anwenden.

In Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung wird, wie in F i g. 2 in einem Beispiel dargestellt, vorgeschlagen, daß im Galvanisierkopf 1, in Fließrichtung der Medien gesehen, die Anode noch hinter der das Werkstück bildenden Kathode angeordnet ist, wodurch insbesondere die Fließrichtung des Elektrolyten entgegengesetzt zu der des elektrischen Stromes wird. Dadurch wird erreicht, daß der stets, auch bei Verwendung des Filters 19 (Fig. 1), sich bildende Anodenschlamm sich keineswegs an der Kathode absetzen kann; er bildet sich ja nun erst hinter der Kathode und wird entsprechend der Flußrichtung des Elektrolyten weggeschwemmt. Bei dem in dieser Figur dargestellten Galvanisierkopf 1 tritt der Elektrolyt entsprechend dem Pfeil 24 über ein Röhrchen 25 ein und fließt durch Bohrungen 26 (der Galvanisierkopf 1 ist in der Draufsicht kreisförmig) zur Kathode 21. Dort bildet sich eine galvanoplastische Manschette 27. Die Anode 20 befindet sich in Flußrichtung dahinter und wird über einen Anschluß 28 mit der Stromquelle (nicht gezeichnet) verbunden. Der Austritt des Elektrolyten erfolgt in Richtung des Pfeiles 29 über ein Röhrchen 30.

Durch die galvanoplastische Manschette 27 werden im vorliegenden Fall die beiden ineinandergesteckten und als Kathode 21 wirkenden Röhrchen mit einer Festigkeit miteinander verbunden, die ähnlich wie beim Schweißvorgang ist, ohne daß die durch die sonst dabei

ndige Erwärmung auftretenden Nachteile herrufen werden.

allen vorgeschlagenen Verfahren kann eine im olyten unlösüche Edelmetallelektrode, z. B. PIarwendet werden, wobei das abzuscheidende Madann nur dem Elektrolyten entnommen wird; in iuß es dann laufend in bekannter Weise ergänzt werden. Dadurch wird ebenfalls die Gefahr der Schlammabscheidung am Werkstück beseitigt; es wird außerdem erreicht, daß die Elektrode jeder beliebigen Werkstückform angepaßt und so ein entsprechend definierter Galvaniküberzug geformt werden kann. Eine gleichmäßige Beschichtung ist die Folge.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum partiellen Galvanisieren mit vorangehendem Vorbehandeln von Werkstücken mittels eines die Anode tragenden und dichtend an diesem Werkstück anliegenden Galvanisierkopfes, der kontinuierlich von einem Medium durchflossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorbehandlung und zum Glavanisieren unterschiedliehe Medien verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Medium ein Elektrolyt in an sich bekannter Weise aus einem ruhenden Elektrolytbehälter mitteis eines Pumpenaggregates über ein Schlauchsystem dem Galvanisierkopf zugeführt wird und daß die Enden des Schlauchsystems unter entsprechendem Betätigen von Ventilen in weitere, als Medium Reinigungsflüssigkeit enthaltene Behälter getaucht oder als Medium Gas enthaltene Gasbehälter angeschlossen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Pumpenaggregat Schlauchpumpen verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Galvanisierkopf, in Flußrichtung der Medien gesehen, die Anode noch hinter der das Werkstück bildenden Kathode angeordnet wird.

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