DE1904319A1

DE1904319A1 - Elektrolytloesung zum Aufplattieren von Zink

Info

Publication number: DE1904319A1
Application number: DE19691904319
Authority: DE
Inventors: Kenji Odajima; Katumi Sakurai
Original assignee: Hitachi Ltd; Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; KH Neochem Co Ltd
Priority date: 1968-01-29
Filing date: 1969-01-29
Publication date: 1969-09-25
Also published as: DE1904319B2; BE727608A; US3682789A; CH508732A; GB1201587A; FR2000932A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrolytlösung zur Aufbringung eines Zinküberzugs, insbesondere eine Elektrolytlösung zum Aufplattieren von Zink, die (1) Zinkaoetat, Zinkchlorid oder Zinksulfat, (2) Ammoniumohlorid, (3) Natrium- oder Kaliumgluconat, (4) Borsäure und (5) Glanzoder Politurmittel enthält.

Im allgemeinen wurden bisher als Elektrolytlösung zum Aufbringen eines galvanischen Zinküberzugs eine saure Zinksulf atelektrolytlösung, eine alkalische Zinkcyanidelektrolytlösung und dgl. verwendet. Die alkalische Zinkoyanid enthaltende Elektrolytlösung ist gegenüber der sauren Zinksulfatelektrolytlösung hinsichtlioh der gleichmäßigen Abscheidungsfähigkeit überlegen. Wenn Materialien komplizierter Gestalt plattiert werden sollen, wird gewöhnlich die alkalische Zinkcyanidelektrolytlösung verwendet.

Die alkalisohθ Zinkcyanidelektrolytlösung enthält jedoch sehr giftige Cyanide,und die Verwendung der Elektrolytlösung war ein unangenehmer Vorgang, ferner waren zur Beseitigung der verbrauchten Lösung hoher Kostenaufwand und viel Raum notwendig.

909839/1258

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in einer Elektrolytlösung, die keine giftigen Cyanide enthält und gegenüber einer alkalischen Zinkcyanidelektrolytlösung gleichwertig oder überlegen ist.

Eine weitere Aufgabe besteht in einer Elektrolytlösung, die unter Anwendung einfacher Maßnahmen und Vorrichtungen eine auegezeichnete Korrosionsbeständigkeit ergeben kann. Perner liefert die Erfindung eine Elektrolytlösung, mit Hilfe derer eine gute glänzende und glatte plattierte Oberfläche hergestellt werden kann.

Gemäß der Erfindung beträgt die Zinkionenkonzentration der Elektrolytlösung 10 bis 100 g/l, vorzugsweise 20 bis 50 g/l. Die Menge der Zinkionen steht in engem Zusammenhang mit der gleichmäßigen Abscheidbarkeit und der Kathodenstromleistung, und wenn Zinkionen im Überschuß angewendet werden, besteht die Gefahr, daß die gleichmäßige Abscheidungsfähigkeit schlechter wird.¹

Zu Zinksalzen gemäß der Erfindung gehören Zinkacetat, Zinkchlorid und Zinksulfat.

Eine Ammoniumchloridkonzentration der Elektrolytlösung liegt vorzugsweise bei 30 bis 150 g/l. In diesem fall wird Ammoniumohlorid als Stromdurchgangshilfsmittel verwendet, und wenn Ammoniumohlorid im Überschuß angewendet wird, wird die abgeschiedene Zinkoberfläche leicht schlechter und die Korrosionsbeständigkeit neigt ebenfalls dazu, schlechter zu werden, Wird zu viel oder zu wenig Ammoniumchlorid angewendet, so kann die Haftfähigkeit des abgeschiedenen Zinks auf der Metalloberfläche schlechter werden.

909339/1258

Eine Konzentration an Kalium- oder Natriumgluconat liegt vorzugsweise bei 30 bis 300 g/l· Die Konzentration an Natrium- oder Kaliumgluconat beträgt vorzugsweise 180 bis 220 g/l bei Anwendung von Zinkaoetat, 80 bis 120 g/l bei Anwendung von Zinkchlorid und 100 bis 140 g/l bei Anwendung von Zinksulfat. Durch Zugabe von Natrium- oder Kaliumgluconat kann eine abgeschiedene Zinkoberfläche mit gleichmäßiger Glanzverteilung erhalten werden. Auf der abgeschiedenen Zinhroberflache kann durch Behandlung mit Chromat ein Chromatüberzug mit guter Korrosionsbeständigkeit gebildet werden. Die Haftung des abgeschiedenen Zinks auf der Metalloberfläche kann schlechter werden, wenn zu wenig Gluconat verwendet wird.

Die Borsäurekonzentration liegt vorzugsweise bei 10 bis 100 g/l, insbesondere bei 15 bis 25 g/l. Borsäure wirkt als ein pH-Puffer. Durch Zugabe von H_aB0, zu der Lösung kann der Glanz des abgeschiedenen Zinks weiter verbessert werden.

Der pH-Wert liegt vorzugsweise bei 2 bis 7» insbesondere bei 4 bis 5. Der pH-Wert steht in engem Zusammenhang mit der Haftfähigkeit des abgeschiedenen Zinks auf der Metallplatte. Die Haftung wird schlechter, wenn ein zu hoher oder zu geringer pH-Wert angewendet wird. Ein zu niedriger pH-Wert steigert die Auflösung der Zinkanode_;und die Regelung der Elektrolytlösung wird schwierig.

Als Mittel zur Erzeugung von Glanz können Gelatine, Leime, Dextrine, Polyäthylenglykole oder Triäthanolamine verwendet werden.

In der folgenden Tabelle sind Beispiele der Erfindung wiedergegeben, ferner wird in der Tabelle die übliche Elektrolytlösung aus alkalischem Zinkcyanid verglichen.

909839/1258

Tabelle

Sedin- Zusätze gongen

Beispiele 3 alkalische Zinkcyanidelektro- Iytlösung

Bemerkungen

Zn(CH^CO₅)ο 100 g/l 60 g/l 120 g/l ZnCl₀ 75 g/l ZnSO. 150 g/l metallisches Zink

lösung

O CO OO CO CO

70 g/l 70 g/l 80 g/l

(NH₄)Cl Natriumglu- 220 g/l 180 g/l Kaliumconat gluconat

240 g/l

H₃BO₃ 20 g/l 20 g/l 20 g/l

glanzerzeu- Gelatine C^H₁₁-NO, leim Gelatine 1 g/1 Gelatine

gendes Mittel 1 g/l ^ ^₁ ^ 1 g/l Polyäthylengly- 0,5 g/l

Polyäthylenglykol 4 g/l

75 g/l 100 g/l

'25 g/l 45 g/l 75 g/l NaCN 120 g/l

120 g/l freie NaOH

70 g/l

20 g/l

pH-Wert

5,0

10

Gelatine 1 g/l

4,5

5,0

5,0 5,0

Temperatur 35 ^J 35 ⁰C der Elektro-

35 ⁰C

g 9 9

bedin- Stromdichte 3 A/dnT 3 A/dnT 3 A/dm'¹ gungen an der Kathode

Hattierungs- 15 min 15 min 15 min 15 min zeit

35 <€	25 ⁰C
3 A/dm²	3 A/dm²
15 min	15 min
glänzend und glatt	glatt
gut	gut

Oberflächen- glänzend ganzend glänzend glänzend eigenschaften und und und und

glatt

gut

schäften	glatt	glatt	glatt
der	Behänd- gut	gut	gut
elek-trdfcFür	• lungsfähig-
sehen	keit mit
Abschei	Chroma t
dung

gaftelle (Portsetzung)

	Zusätze	1	2	Beispiele	4	5	alkalische Zink-	Bemerkungen
Bedin-		gut	gut	3	gut	gut	cyanidelektro-
*trmi σ rm*	Haftfähig			gut			lytlösung
	keit	5,5	4,7		5,0	5,6	gut	Bemerkung 1
	Fähigkeit zur ein			5,8
Eigen schaften	heitlichen elektroly- tischen JLbschei- dung	26 h	20 h		25 h	25 h	5,5	Bemerkung 2
aex elektro lyt is daaa Abschei dung	Korrosions			23 h				•
	beständig						28 h
	keit	95 $>	75 36		95 i>	95 %		Bemerkung 3
«o	Stroanutz-			96 <£
O	wirkung						80 £
co OO	der Katho							C
co	de
co >
to
cn
0»

Bemerkung 1: Die Pähigkeit zur gleichmäßigen Abscheidung wird durch das Verhältnis von A/B wiedergegeben, wobei A und B die Dicke des Hochstromteils (high current) bzw. die des Teils geringer Stromstärke (low current) darstellen, wenn die Plattierung gemäß der Hull-Zellenmethode durchgeführt wird.

Bemerkung 2: Die Korrosionsbeständigkeit wird durch die Zeit wiedergegeben, die zum Auftreten der Zinkblume erforderlich ist, wenn eine 10 #-ige wäßrige Hatriumchloridlösung bei einem Druck von 0,7 kg/cm auf ein abgeschiedenes Zinkmaterial in einem Yersuchsbehälter bei 60 ⁰C aufgesprüht wird.

Bemerkung 3: Die Stromleistung der Kathode wird durch die tatsächliche Menge an abgeschiedenem Zink geteilt durch die theoretische abgeschiedene Zinkmenge χ 100 in $ wiedergegeben.

Wie sich eindeutig aus der Tabelle ergibt, kann hinsichtlich der Abscheidungseigenschaften, wie z.B. die Fähigkeit zur gleichmäßigen Abscheidung, Kathodenstromleistung und Korrosionsbeständigkeit, eine Zinkabscheidung erhalten werden, die der durch Anwendung einer alkalischen Zinkcyanidelektrolytlösung erhaltenen gleich oder dieses? überlegen ist. Darüberhinaus werden erfindungsgemäß keine giftigen Cyanide verwendet, die erfindungsgemäße Elektrolytlösung ist nicht giftig und leicht zu handhaben, und die Beseitigung verbrauchter Lösungen ist sehr einfach.

909839/1258

Claims

Patentansprüche

1. Elektrolytlösung zum Aufplattieren von Zink, dadurch gekennzeichnet, daß sie Zinkacetat, Zinkchlorid oder Zinksulfat, Anmoniumchlorid, Natriumgluconat oder Kaliumgluconat, Borsäure und glänzerzeugende Mittel enthält.

2. Elektrolytlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung 10 "bis 100 g/l Zinkionen, 30 his 150 g/l Ammoniumchlorid, 30 "bis 300 g/l Kaliumgluconat oder Hatriumgluconat und 10 bis 100 g/l Borsäure enthält und einen pH-Wert von 2 his 7 aufweist.

909839/1258