DE1917371B2 - Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von glatten, dichten Metallschichten - Google Patents

Description

F i g. 3 zeigt schematisch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit strahlförmig zugeführtem Elektrolyt;

F i g. 4 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Gewinnung von Kupfer;

F i g. 5 zeigt schematisch im Schnitt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens 'ur Herstellung eines Nickelzylinders;

F i g. 6 zeigt schematisch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Anwendung eines endlosen Bandes eines Schleifmittels;

F i g. 7 zeigt, schematisch im Querschnitt das erfindungsgenüiß angewandte Schleifmittel.

Wie erwähnt, besteht der größte Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß man gegenüber den bekannten Verfahren die Stromdichte und damit die Abscheidungsgeschwindigkeit des Metalls wesentlich steigern kann. Der Grenzwert der Stromdichte ist erreicht, wenn auch höhere Spannung zu keiner nennenswerten Erhöhung des Stromflusses führt. Aus dem Diagramm der F i g. 1 zeigt die obere Schulter der Kurven diesen Zustand; der danach folgende, nochmalige Anstieg der Kurve ist auf andere Kathodenreaktionen, wie Wasserzersetzung, zurückzuführen. Bei den bekannten elektrolytischen Abscheidungsverfahren ist diese Grenzstromdichte für die Praxis jedoch noch kein Maß für die erreichbare Abscheidungsgeschwindigkeit, denn bekanntlich erreicht man bei höheren Stromdichten, als sie in der Praxis bei den bekannten Verfahren angewandt werden, keine einwandfreien Abscheidungen an der Kathode mehr. Dies geht auch aus der unterbrochenen Kurve des Diagramms Fig. 1, die sich auf bekannte Verfahren stützt, hervor, wo ein beträchtlicher Unterschied zwischen der in der Praxis anwendbaren Stromdichte und der obenerwähnten Grenzstromdichte besteht. Die Kurve für das bekannte Verfahren bezieht sich auf eine Nickelabscheidung. Die ausgezogene Kurve der F i g. 1 zeigt die enorme Stromdichtesteigerung durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und darüber hinaus, daß man in der Praxis praktisch mit der Grenzstromdichte arbeiten kann. Diese Arbeitsstromdichte für das erfindungsgemäßc Verfahren liegt bei etwa 432 A/dm² gegenüber einer Arbeitsstromdichte von etwa 41,4 A/dm² und einer Grenzstromdichte von etwa 85 A/dm² bei der bekannten Nickelabscheidung.

Für die Erstellung der Kurve zum erfindungsgemäßen Verfahren in Fig. 1 wurde ein Schleifmittel angewandt, welches aufgebaut war aus einem offenen Kunstseidengewebe mit etwa 8 Fäden pio cm und einer Kunststoffbindemittelschicht für das Tonerdeschleifkorn mit einer Körnung von etwa 37 um. Der Anpreßdruck des Schleifmittels an die sich bildende Metalloberfläche betrug rund 1,75 kg/cm² bei einer linearen Laufgeschwindigkeit des Schleifmittels von etwa 300 m/min.

Der Träger für das Schleifmittel ist vorzugsweise durchlässig für den Elektrolyt und hat zumindest eine Porosität in der Größenordnung von 6,5 Shefieldcinheiten (Ringdurchmesser 67 mm). Die Unterlage sollte zumindest einigermaßen kompressibel und verformbar sein, damit sich das Schleifmittel an unregelmäßige Kathodenflächen und Metallschichten anschmiegen kann.

Um dauernd frischen Elektrolyt an die Abscheidungsfläche heranzutransportieren, sollte das Schleifmittel möglichst viel Flüssigkeit mitnehmen können.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform weist es kleine Höhen oder Vertiefungen auf, die in der Ar) eines Becherwerks Elektrolyt über die Arbeitsfläche zuführen. Grundsätzlich kann man als Unterlage füi das Schleifmittel offene Gewebe oder Netze, nichtgewebte Produkte, zusammengedrückt oder nicht zusammengedrückt, offenzdlige Schaumstoffe, schwammartige Materialien u. dgl. anwenden (US-PS RE 21 852, US-PS 30 20139, 32 56 075, 33 34 041).

ίο Alle diese bekannten Schleifmittel, soweit sie nicht elektrisch leitend sind, sind für das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar.

Nach der Anordnung der F i g. 2 befindet sich in der Wanne 10 der Elektrolyt 11, die Anode 12 und die Kathode 13. Als Kathode ist der zu überziehende Gegenstand geschaltet. In unmittelbarer Nähe der Oberfläche 14 der Kathode 13 befindet sich das Schleifmittel, welches in der Ausführungsform nach F i g. 2 aus einem Zylinder 15 aus porösem ungewebtem Fasermaterial 16 besteht, in welchem Schleifkorn 17 fixiert ist. Der Zylinder 15 wird über Schaft 18 und Motor 19 gedreht. Gegebenenfalls kann man dem Zylinder noch eine auf- und abgehende Bewegung verleihen. Motor 19 mit Schaft 18 und Zylinder 15 ist auf der Unterstützung 21 entsprechend verschiebbar angeordnet, um den ausreichenden Anpreßdruck des Schleifmittels an die Kathodenfläche zu gewährleisten.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 soll ein zylindrischer Stab 25 am einen Ende 26, 26' überzogen werden. Die Drehung des Stabes 25 erfolgt über das Spannfutter 27, Schaft 28 und Motor 29. Die Bleianode 30 auf einer Stützplatte 31 wird über den Schaft 33 und Motor 32 in Drehbewegung gehalten.

Die Anode 30 ist mit einer Schleifscheibe 34 belegt und mit der Schraube 37 an der Anode fixiert. Die Schleifscheibe besteht hier aus einer netzartigen Unterlage 35 und Schleifkorn 36. Der Elektrolyt 38 gelangt aus dem Behälter 39 über Pumpe 40 und Leitung 41 auf die zu überziehende Fläche 26, 26' und wird von den Poren des Schleifmittels 34 aufgenommen und weitertransportiert.

Die Anordnung nach Fig.4 dient zur Abscheidung von Kupfer aus einem Kupfersulfatelektrolyt.

Im Behälter 50 befindet sich der Elektrolyt 51 und die inerte über 53 drehbare scheibenförmige Bleianode 52; auf dieser liegt eine Schleifscheibe 54 auf, die in schleifendem Kontakt mit dem sich abscheidenden Kupfer 55 auf der Kathodenunterlage 56 steht. Der Anpreßdruck zwischen Schleifscheibe und Kupfer kann entsprechend eingestellt werden.

Die F i g. 5 zeigt nun eine Ausführungsform der Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, um einen Nickelzylinder herzustellen. In dem Behälter 60 befindet sich der Elektrolyt 61 und der drehbare Dorn 62 aus korrosionsbeständigem Stahl als Kathode. Um später eine Trennung des Nickelzylinders von dem Dorn zu ermöglichen, ist er im allgemeinen mit einer Metalltrennschicht versehen. Der Stromanschluß geschieht in diesem Fall über die Bürste 64. Ein erweiterbarer, geteilter Ring 65 dient als Anode; um dem Elektrolyt den Zutritt zu der Kathode zu gewähren, muß dieser Ring 65 Öffnungen 66 aufweisen. In der ringförmigen Anode 65 befindet sich nun in schleifendem Kontakt mit dem sich abscheidenden Nickel 68 das Schleifmittel 67. Der Anpreßdruck des Schleifmittels auf das sich abscheidende Nickel wird wie üblich eingestellt.

Nach Erreichen der gewünschten Wandstärke des Nickelzylinders wird die Abscheidung abgebrochen und der Nickelzylinder aus der Anordnung herausgezogen.

Die F i g. 6 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Metallraffination. In dem Behälter 70 befindet sich der Elektrolyt 71 und die Anode 72 aus dem zu reinigenden Metall. Das reine Metall 78 wird an der Kathode 73 abgeschieden und steht in dauerndem schleifenden Kontakt mit dem endlosen Schleifband 74, welches über die Umlenkrollen 75, 76 und über die Antriebsrolle 77 läuft.

F i g. 7 zeigt nun eine schematisierte Teilansicht im Schnitt eines erfindungsgemäß anwendbaren Schleifbandes. Das nichtgewebte Fasermaterial 85, z. B. aus Polyäthylenterephthalat, ist an seinen Kreuzungsstellen mit dem Kleber 86 gebunden. Das Schleifkorn 87 wird an den Fasern 85 durch den Kleber 86 gehalten. Zwischen der Kathode 89 und der sich bildenden Metallfläche 90 einerseits und andererseits den Faserstücken werden kleine Kammern 88 gebildet, die den Elektrolyttransport bewirken.

Wie erwähnt, bewirkt die erfindungsgemäße Anwendung eines Schleifmittels während des Abscheidungsvorgangs die weitgehende Beseitigung der Diffusions- und Polarisationsschicht, darüber hinaus beeinflußt das Schleifmittel die Kristallisation des sich abscheidenden Metalls, indem die Anzahl der Kristallisationskeime um ein Vielfaches erhöht und ein gleichmäßiges Wachstum an diesen Kristallisationskeimen gewährleistet wird. Mikroskopische Untersuchungen der erfindungsgemäß erhaltenen Metallabscheidungen zeigen, daß die Wachstunisachsen der Kristalle im wesentlichen parallel zu der Unterlage liegen und die Kristalle nicht säulcnartig oder dendritisch aus der Oberfläche herauswachsen, wie dies bei bekannten Verfahren oft beobachtet werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Beanspruchung der sich abscheidenden Metallschicht mit einem Schleifmittel kommt es zu Kratzmustern, die die oben dargelegte Wirkung auf das Kristallwachstum haben. Diese Kratzmuster lassen sich bereits bei einer 2000fachen Vergrößerung erkennen. Obwohl prinzipiell die Ausbildung von derartigen Kratzmustern verhindert werden könnte, ist dies doch in der Praxis nicht notwendig im Hinblick auf die damit verbundene schwierige Einstellung und Aufrechterhaltung des geeigneten Anpreßdruckes zwischen Schleifmittel und sich aufbauender Metallfläche. Auch hat das Kratzmuster keine in irgend einer Weise geartete Qualitätsverschlechterung des erzeugten Metallgegenstandes zur Folge.

Grundsätzlich läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren für die Abscheidung all der Metalle anwenden, die man elektrolytisch aus ihren Lösungen abzuscheiden vermag. In erster Linie eignet sich jedoch das erfindungsgemäße Verfahren für die Abscheidung von Nickel, Kupfer, Zinn und Aluminium. Die Relativbewegung zwischen der sich bildenden Metallschicht und dem Schleifmittel kann beliebig sein und zwar linear und/oder drehend und/oder hin- und hergehend. Dabei ist es ohne Belang, ob sich das Schleifmittel über der sich aufbauenden Metallschicht bewegt oder jedoch die Kathode eine Relativbewegung gegen die stationäre Anode ausführt. Bei Bedarf können jedoch sowohl Kathode als auch Anode gegeneinander bewegt werden.

Im allgemeinen arbeitet man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer inerten Anode. Es ist aber auch insbesondere bei der elektrolytischen Raffination möglich, mit einer selbstverzehrenden oder

5 Opferanode zu arbeiten. In diesem Fall weist das erfindungsgcmäße Verfahren noch den Vorteil auf, daß gleichzeitig mit der Einwirkung auf die Kathode auch eine Aktivierung der Anode erfolgt, die die Auflösungsgeschwindigkeit erhöhl. Dies gilt insbesondere

ίο bei der Zinnraffination, wo der Abtransport der gelösten Stoffe aus der Anode ein wesentlicher Faktor der (jesamteleklrolyse ist. Die Aktivierung der Anode kann unter den gleichen Bewegungsbedingungen wie die der Kathode stattfinden, jedoch können auch andere Bewegungsbedingungen zur Anwendung kommen.

Die Gründung wird noch an den folgenden Beispielen näher erläutert.

B e i s ρ i e 1 1

Als reibende Mittel in einer Vorrichtung nach F i g. 2 diente ein Schleifmaterial, dessen Unterlage ein Nylongewebe, offenmaschig, Maschengröße etwa

0,84 mm, war. Das Bindemittel für Tonerdeschleifkorn, Körnung 37 μιη, bestand aus einem Phenolharzkleber. Dies ist ein handelsübliches Schleifmittel für maximalen Materialabtrag. Das Schleifmittel war etwas abgestumpft worden, indem 7 min unter einem Anpreßdruck von 1,4 kg/cm² und einer Umfangsgeschwindigkeit von 300 m/min an korrosionsbeständigem Stahl, Spezifikation 304, geschliffen wurde (Das Schleifmittel entsprach in etwa US-PS Re 21 852). Aus diesem Schleifmittel wurde eine Scheibe — Durchmesser 178 mm, Dicke 1,6 mm — auf eine Bleischeibe als Anode gleicher Größe fixiert. Als Elektrolyt diente eine Lösung von 370 g/l Ni-So₄ · 6H₂O und 15 g/l Borsäure mit 77° C, der mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 1,9 I/min

dem Schleifmittel zugeführt wurde. Zur Untersuchung wurde als Kathode ein Stab aus Stahl der Spezifikation 1018, Durchmesser 12,7 mm, angewandt. Drehgeschwindigkeit des Stabes betrug 40 UpM entgegengesetzt der Drehrichtung der Anode.

Die Abscheidung erfolgte bei einem Anpreßdruck von 1,75 kg/cm², einer Schleifscheibengeschwindigkeit von 30 m/min und einer Stromdichte von etwa 232 A/dm².

Man erhielt nach einer Abscheidungszeit von

5 min eine Schicht mit einer Stärke von 83 μιη aus haftendem, glänzendem einschlußfreiem Nickel.

Beispiel 2

In Abwandlung des Beispiels 1 wurde in diesem Fall eine Scheibenumdrehungsgeschwindigkeit von nur 3 m/min angewandt. Die erhaltene Schicht war vergleichbar dick und dicht, jedoch wesentlich weniger glänzend. Wurde die Umfangsgeschwindigkeit

der Scheibe auf etwa 300 m/min und die Stromdichte auf etwa 870 A/dm* erhöht, so erhielt man nach 5 min einen kompakten glatten glänzenden Überzug mit einer Stärke von 1,42 mm.

Beispiel 3

In Abwandlung des Beispiels 1 wurde das angewandte Schleifmittel zum Abstumpfen 11 min bei

ΥΊ

einem Anpreßdruck von 1,4 kg/cm² und einer Um- wurde eine Messingkathode, Durchmesser 12,7 mm,

fangsgeschwindigkeit von 91 m/min gegen den korro- gegen eine Bleianode mit einer Umfangsgeschwindig-

sionsbesländigen Stahl der Spezifikation 304 gepreßt. keit von etwa 91 m/min bei leichtem Anpreßdruck

Die Abscheidung geschah dann auf einem Stahl der und einer Stromdichte von 1880A/dm^a 5 min überzo-

Spezifikation 1018. 5 gen. Man erhielt einen dünnen weißlichen Metall-

Der Elektrolyt enthielt 100 g/l SnSO₄ und 100 g/l überzug, der sich durch Tüpfelanalyse mit Alizarin H₂SO₄. Die Strömungsgeschwindigkeit des Elektroly- als Aluminium identifizieren ließ,
ten betrug etwa 7,5 l/min. Die Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe war 3 m/min und der Kathode Beispiel 7
40 UpM. Der Anpreßdruck war so hoch, daß mit io

dem bloßen Auge erkennbare Kratzer entstanden. Ein unreiner Kupferbarren (96^fl/o Cu) wurde in

Bei der Abscheidung während 4 min bei Raumlem- eine rechteckige Form gebracht und in einer Vor-

peralur und einer Stromdichte von etwa 770 A/dm² richtung nach F i g. 6 als Anode eingesetzt. Als

erhielt man einen festhaftenden, kompakten, glatten Schleifmittel diente eine ungewebte Matte auf einem

Zinnüberzug mit einer Stärke von 32 μπι. is Nylon-Stützgewebe in Form eines endlosen Bandes

Aus der Literatur kann entnommen werden, daß mit einer Breite von 150 mm und Tonerde, Körnung

es mit einem derartigen Elektrolyt bisher immer nur 37 (im, und Kathode Elektrolytkupfer; der Elektrolyt

möglich war, Zinn dendritisch abzuscheiden, und war eine Kupfersulfatlösung.

zwar gilt dies auch bei geringeren Stromdichten. Man erhielt an der Kathode einwandfreies Elek-

20 trolytkupfer in hoher Geschwindigkeit.

^BeisP^{iel 4} Versuchsbericht

In Abwandlung des Beispiels 1 wurde ein Schleif- Um zu zeigen, daß eine perforierte Kunststoffolie

mittel angewandt, dessen Unterlage ein Glasfaserge- 25 im Sinne der OS 14 46 045 und das erfindungsgemäß webe mit einer Maschenweite von etwa 2,5 mm war. angewandte Schleifmittel zu völlig unterschiedlichen Nach 24 h Trocknen bei etwa 149° C betrug die Ergebnissen führen, wurden folgende Versuche Knoop-Härte des Harzes 40. Die Anode bestand aus durchgeführt:

Blei, Umfangsgeschwindigkeit der Anode Als Versuchsanordnung diente eine Zelle mit starr

2300 in/min. Elektrolyt: 100 g/l SnSO₄ und 100 g/l 30 montierter Anode und darüber an einer drehbaren H₀SO₄, Strömungsgeschwindigkeit etwa 7,5 l/min. Welle eine Montageplatte, mit der die vertikal ver-Di"c Kathode war aus Stahl, Spezifikation 1018, stellbare Kathode in Berührung stand. Die Kathode Durchmesser 12,7 mm, 40 UpM. und Anode standen sich im wesentlichen gegenüber.

Nach einer Abscheidung von 5 min bei Raumtem- Die Montageplatte diente dazu, einerseits das erfinperatur und einer Stromdichte von etwa 1180 A/dm² 35 dungsgemäße Schleifmittel und andererseits eine Focrhielt man eine hochglänzende kompakte festhaf- He im Sinne des Standes der Technik aufzunehmen,
tende Zinnschicht mit einer Stärke von über Der Elektrolyt wurde erhalten, indem auf 20 000

0 4 mm Gewichtsteile Wasser 8500 Gewichtsteile Ni-

SO₄ · 6H₂O, 800 Teile H₃BO₃ und 4 Teile Saccharin

B e i s ρ i e 1 5 4° kamen. Arbeitstemperatur des Elektrolyten 65

± 5° C; Anode: Nickelblech mit der Kathode zuge-

Es wurde die Vorrichtung nach F i g. 5 angewandt. kehrter Fläche von etwa 12,9 cm², Montageplatte: Kathode: korrosionsbeständiger Stahl, Schleifmittel: Polyvinylchloridscheibe, Durchmesser 178 mm, ungewebte Bahn aus Polytherephthalsäure-äthylen- Stärke 12,7 mm, die über den Außenbereich 108 glykolester (»Dacron«) — 50 mm Länge, 40 den —, 45 Bohrungen mit einem Durchmesser zwischen etwa Bindemittel für das Schleifkorn: Acrylnitril-Mel- 3,8 und 6J5 mm aufwies. Diese Bohrungen dienten aminharz durch Spritzauftrag zur Verbindung der dazu, um dem Elektrolyten einen entsprechenden Fasern an ihren Kreuzungsstellen und Phenolharz- Zutritt zu der der Kathode zugekehrten Anodenkleber durch Walzauftrag unter einem Druck von fläche zu gestatten. Umdrehungsgeschwindigkeit der etwa 2,8 kg/cm² woraufhin dieses lockere Faserma- 50 Welle 100 UpM, so daß sich in der Mitte der Katerial von etwa 19 mm auf etwa 1,6 mm zusammen- thode eine Oberflächengeschwindigkeit des reibengedrückt, dann 2 h bei etwa 122° C getrocknet, 15 den Mediums von etwa 50 m/min ergab, min bei etwa 156° C gehärtet wurde; Porenvolumen Kathode: Korrosionsbeständiger Stahlstab, Durch-

85⁰O mit zahlreichen durchgehenden öffnungen; messer 12,7 mm. Knoop-Härte des Harzes 43, Schleifkorn: Aluminium- 55 1. Erfindungsgemäßes Schleifmittel:
oxid Körnung 37 μπι. Nadelfilz (XU 94 Kendall Company) aus Nylonfa-

Elektrolyt: 370 g/l NiSO₄ · 6H₂O und 15 g/l Bor- sern 6 den, 210 g/m², Stärke 2,68 mm. Dieser Filz säure. Strömungsgeschwindigkeit etwa 1,9 l/min. wurde durch Walzauftrag mit einem Gemisch von

In diesem Fall wurde die Relativbewegung da- 1170 Teilen Polyurethanharz (40 «/0 Feststoffgehalt) durch erreicht, daß die Kathode bewegt und die 60 und 500 Teilen Siliciumcarbidschleifkom (grit 1000) Anode und das Schleifmittel fixiert waren. Die Ab- versehen. Das Härten des Bindemittels erfolgt in 3 h Scheidungsgeschwindigkeit für eine Nickelschicht von bei 21° C und 50% relativer Feuchte und anschlieetwa 1,25 mm betrag das etwa 50fache üblicher Ab- ßend 5 h bei 121° C. Aus diesem Material wurde Scheidungen; ^e'^ne Scheibe, Durchmesser 178 mm, herausgeschnit-

65 ten und auf der Montageplatte befestigt. Beispiel 6 2. Als perforierte Kunststoffolie nach dem Stand

Unter Anwendung der Vorrichtung nach Fig.2 der Technik diente eine Scheibe, 178mm Durchmes- und eines Elektrolyten, enthaltend 0,6 kg/I AlCl₈, ser, aus einer 0,76 mm starken Polypropylenfolie. In

diese wurden entsprechend der Montageplatte Bohrungen eingebracht. Nach dem Bohren der Kunststoffscheibe wurde sie bei 149 + 5° C unter einem Druck von etwa 140 kg/cm² abgepreßt zur Entfernung der Grate. Die so bearbeitete Scheibe wurde dann auf die Montageplatte montiert und mit einem geringen Anpreßdruck von etwa 0,35 kg/cm² (aufgebracht durch das Kathodengewicht) an die Kathode angelegt.

Mit der Kunststoffplatte erhielt man zufriedenstellende Metallabscheidungen bei einer Nennstromdichte von 50 A/dm² entsprechend einer Effektiv-Stromdichte von etwa 25 A/dm². Bei einer Nennstromdichte von 75 A/dm² war der Niederschlag an den Kanten verbrannt und bei einer Nennstrom-

dichte von 100 A/dm² erhielt man ähnliche Erscheinungen. Die effektive Stromdichte unter Berücksichtigung der Plattenstärke entsprach nur 30 A/dm² für die beiden Nennstromdichten 75 bzw. 100 A/dm².

Unter gleichen Arbeitsbedingungen erhielt man mit dem erfindungsgemäß angewandten Schleifmittel bis zu Nennstromdichten von 200A/dm² entsprechend Effektiv-Stromdichten von 130 A/dm² hochglänzende Schichten.

Vergleicht man nun die Ergebnisse der perforierten Platte und des erfindungsgemäß angewandten Schleifmittels, so zeigen sich hinsichtlich der Abscheidungsgeschwindigkeit und damit der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ganz beträchtliche Unterschiede.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

nähme gestattet jedoch nicht die Erhöhung der AbPatentansprücheScheidungsgeschwindigkeit auf Grund einer Erhö- hung der Stromdichte für glatte, dichte Metallab-

1. Verfahren zur elektrolytischen Herstellung Scheidungen. . ..
von glatten, dichten Metallschichten auf einer 5 DieDT-AS 12 17 171 betnfft em Glatt-oder Lapp-Unterlage mit hoher Abscheidungsgeschwindig- werkzeug für das Innenschlichten von rohrförmigen keil und bei hoher Stromdichte, wobei während Körpern oder zylindrischen Bohrungen wobei Teile des Abscheidens die Oberfläche der sich bilden- der dem Hohlquerschnitt entsprechenden Mantelden Metallschicht durch eine Relativbewegung fläche des Räumwerkzeugs mit einem Schleifmittel dieser Oberfläche gegenüber einem reibenden ₁₀ besetzt sind. Bei diesem Verfahren geht es um e.ne Mittel mechanisch beansprucht und dauernd fri- mechanische Abarbeitung von Untermaß, gle.chzemg scher Elektrolyt mit hoher Strömungsgeschwin- kombiniert mit einem Matenalauftrag bei Übermaß, digkeit herangeführt wird, dadurch ge- Es ist also dabei nicht eine elektrolytische Metallabkennzeichnet, daß man als reibendes Mittel scheidung zur Gewinnung eines harten, dichten und ein vorzugsweise durchlässiges Schleifmaterial 15 g!a«en Metallgegenstandes angestrebt, es werden anwendet hier nur Oberfiächenrauhigkeiten eingeebnet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Die Erfindung geht nun aus von der elektrolytikennzeichnet, daß man ein Schleifmaterial an- sehen Herstellung von glatten, dichten Metallschichwendet, dessen Träger eine nichtgewebte Faser- ten auf einer Unterlage mit hoher Abscheidungsgebahn oder ein offenes Gewebe ist. 20 schwindigkeit unter hoher Stromdichte, wobei während des Abscheidens die Oberfläche der sich bildenden Metallschicht durch eine Relativbewegung dieser Oberfläche gegenüber einem reibenden Mittel me-

chanisch beansprucht und dauern·.! trischer Elektro-

25 lyt mit hoher Strömungsgeschwindigkeit herangeführt -,vird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, daß man als reibendes Mit-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektroly- tel ein vorzugsweise durchlässiges Schleifmaterial antischen Herstellung vor. glatten, dichten Metall- wendet. Bevorzugt wird ein Schleifmaterial, dessen schichten auf einer Unterlage mit hoher Abschei- 30 Träger eine nichtgewebte Faserbahn oder ein offenes dungsgeschwindigkeit und bei hoher Stromdichte, Gewebe ist.

wobei während des Abscheidens die Oberfläche der Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich für alle

sich bildenden Metallschicht durch eine Relativbewe- möglichen Arten von elektrolytischer Metallabscheigung dieser Oberfläche gegenüber einem reibenden dung einschließlich des Galvanisieren, der elektroly-Mittel mechanisch beansprucht und dauernd frischer 35 tischen Raffination und der Galvanoplastik anwen-Elektrolyt mit hoher Strömungsgeschwindigkeit her- den. Durch das erfindungsgemäße Verfahren gelingt angeführt wird. es, die Arbeitsstromdichte von z. B. für Verzinnen

Die bekannten Verfahren zur elektrolytischen Ab- üblich etwa 1,1 A/dm² wesentlich zu steigern, nämscheidung von Metallen erreichen im allgemeinen lieh 7. B. auf etwa 2150 A/dm². Durch diese reibende nur geringe Abscheidungsgeschwindigkeit. Die Ab- 40 Bearbeitung der sich bildenden Metalloberfläche Scheidungsgeschwindigkeit läßt sich theoretisch nach der Erfindung erfolgt dauernd nicht nur eine durch Erhöhung der Stromdichte verbessern, jedoch Beseitigung der Polarisationsschicht, sondern auch ist es nach den bekannten Verfahren nicht möglich, eine Aktivierung der in der Oberfläche liegenden bei erhöhten Stromdichten und damit größeren Ab- Kristallite, welche ihrerseits wieder zu einer bescheidungsgeschwindigkeiten tatsächlich zu dichten, 45 schleunigten Abscheidung führen. Diese Aktivierung glatten und kompakten Metallschichten zu kommen. beruht möglicherweise auch auf Versetzungen und Ein die Abscheidungsgeschwindigkeit begrenzender Beeinflussungen des Kristallitaufbaus, die als Kristal-Faktor ist die Polarisationsschicht auf der Kathode. Iisationskeirne für die nachfolgend abgeschiedenen Es zeigte sich aber auch, daß Erhöhung der Metallio- Schichten wirken. Die Abscheidung beim erfindungsnenkonzentration, der Elektrolyttemperatur, Intensi- 50 gemäßen Verfahren erfolgt viel gleichmäßiger, weil vierung der Elektrolytbewegung und dergleichen üb- eine wesentlich größere Anzahl an »Kristallisationsliche Maßnahmen zu keiner nennenswerten Erhö- keimen« an der Abscheidungsfläche zur Verfugung hung der Abscheidungsgeschwindigkeit führen. steht und außerdem eventuell auftretende Oberflä-

Die US-PS 12 14 271, 14 73 060, 14 73 154 und chenrauigkeiten sofort wieder ausgeglichen werden. 17 86 592 betreffen Verfahren zur mechanischen Be- 55 Durch die dauernde Bewegung im Grenzbereich von einflussung der abgescniedenen Fläche zur Erhöhung Metall und Elektrolyt wird die Zufuhr von Metallioder Materialdichte, jedoch wurde bisher durch der- nen und die Abfuhr von Anionen begünstigt. Dieser artige Maßnahmen weder die Möglichkeit geschaf- Vorgang wird durch die dauernde Zufuhr von frifen, mit höherer Stromdichte zu arbeiten, noch die schem Elektrolyt mit hoher Geschwindigkeit weiter Abscheidungsgeschwindigkeit zu erhöhen, wenn 60 unterstützt,
dichte, kompakte Metallagen erhalten werden sollen. Die Erfindung wird an den Figuren weiter erläu-

Die DT-OS 14 46 045 (US-PS 33 13 715) betrifft tert.

ein Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung und Fig. 1 ist ein Diagramm, in dem die Spannung ge-

Reinigung von Metalloberflächen unter Anwendung gen die Stromdichte bei bekannten und dem erfineines weichen Dielektrikums, welches über das zu 65 dungsgemäßen elektrolytischen Abscheidungsverfahbehandelnde Werkstück ziemlich sanft überbürstet. ren gezeigt ist;

Als weiches Dielektrikum dient ein Filz oder eine ge- Fig. 2 zeigt scheinJtisch die Durchführung des er-

gebenenfalls perforierte Kunststoffplatte. Diese Maß- findungsgemäßen Verfahrens in einem Elektrolyt;