DE1925648B2 - Verfahren zum stromlosen erzeugen von metallueberzuegen - Google Patents
Verfahren zum stromlosen erzeugen von metallueberzuegenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum stromlosen Erzeugen von Metallüberzügen aus wäßrigen Metallisierungsbädern,
die zu dem freien Metall reduzierbare Ionen des Überzugsmetalls und ein Reduktionsmittel
sowie antikatalytische Stoffe in einer Konzentration von IQr* bis 1O2MoI/! enthalten, wobei die Metallbeschichtung
der Werkstücke in einem die Badflüssigkeit enthaltenden Behälter durchgeführt wird, aus dem die
Badflüssigkeit zur Entfernung von in dem Bad gebüdeten und/oder in dieses eingeschleppten Feststoff-Badverunreinigungen
kontinuierlich oder diskontinuierlich abgezogen und einem Abscheider zugeführt wird.
Die Beschichtung von metallischen oder nichtmetallisehen
Werkstücken mit Überzugsmetallen, wie z. B. Nickel, erfolgt bekanntlich in Metallisierungsbädern, die
neben den Metallionen des Überzugmetalls und einem Reduktionsmittel, wie z. B. Natriumhypophosphit, noch
weitere Zusätze, wie Komplexbildner, die mit den Metallionen Komplexe bilden, Glanzbildner, antikatalytische
Stoffe, auch Stabilisatoren genannt, zur Stabilisierung
des Bades usw., enthalten. Aus DT-AS 12 54 935 und DT-AS 12 37 399 sind wäßrige Bäder zur chemischen
Abscheidung von borhaltigen Metallüberzügen aus Nickel, Kobalt. Eisen oder Zink bekannt, welche das
Überzugmetall in Form einer im Bad löslichen Bohrwasserstoffverbindung zusammen mit dem Reduktionsmittel
und antikatalytischen Stoffen enthält, die aus mindestens einer im Bad löslichen Verbindung des
Cadmiums, Thalliums, Zinns, Arsens, Antimons, Wismuts, Selens, Bleis und/oder Tellurs in einer Konzentration
bis zu 2000 mg/1 je Verbindung enthält Durch den Zusatz dieser Verbindungen zu dem Metallisierungsbad
soll die Reaktionsausbeute und/oder die Abscheidungsgeschwindigkeit
gesteigert werden.
Bei den bekannten Metallisierungsverfahren erfolgt die Metallbeschichtung der Werkstücke in einem die
Badflüssigkeit enthaltenden Behälter, aus dem die Badflüssigkeit zur Entfernung der in dem Bad als
Reaktionsprodukte gebüdeten und in dieses eingeschleppten Feststoff-Bad verunreinigungen kontinuierlich
oder diskontinuierlich abgezogen werden muß. Bei stärkerer Anreicherung der als Niederschläge oder
Schwebstoffe vorliegenden Badverunreinigungen bildet sich in dem Bad eine große Anzahl aktiver Keime, an
denen unerwünschte Reaktionen ablaufen, wodurch eine Verarmung des Bades an den für die Metallisierung
benötigten wertvollen Stoffen und gegebenenfalls sogar eine spontane Badzersetzung hervorgerufen wird. Die
Badverunreinigungen können sich außerdem an den zu metallisierenden Werkstückflächen ablagern, wodurch
eine unerwünschte Rauhigkeit der aufgebrachten Metallüberzüge erhalten wird. Um diese nachteiligen
Auswirkungen zu vermeiden, ist es daher erforderlich, die als Niederschläge und Schwebstoffe im Bad
enthaltenen Verunreinigungen laufend aus dem Bad zu entfernen.
Bei den bekamen Verfahren zum stromlosen Erzeugen von Metallüberzügen ist es trotz des Zusatzes
von antikatalytischen Stoffen nicht möglich, die unerwünschte Metallisierung der mit der Badflüssigkeit
in Kontakt kommenden Oberflächen der Apparaturteile, insbesondere des Badbehälters und des der
Abscheidung der Badverunreinigungen dienenden Abscheiders, zu verhindern. Die Konzentration der
antikatalytischen Stoffe im Metallisierungsbad wird naturgemäß auf die optimalen Abscheidungsbedingungen
des Bades eingestellt. Eine Änderung dieser Konzentration würde zu unbefriedigenden Egebnissen
bei der Metallbeschichtung und auch zu unbefriedigenden Eigenschaften der Metallüberzüge führen. Bisher
mußte daher im Hinblick auf die Erzielung möglichst optimaler Abscheidungsbedingungen eine unerwünschte
Metallisierung der Oberflächen der Apparaturteile in Kauf genommen werden.
Werden für die Abscheidung der Badverunreingigungen Filter verwendet, so kommt es an den Filtereinsätzen
bzw. den Filtergeweben sowie an den sich bildenden Filterkuchen zu unerwünschten Abscheidungen des
wertvollen Überzugsmetalls. Da die meisten Niederschläge und Schwcbsiüuc öfi Sehr SChwcf iilificiuär
sind, müssen häufig noch besondere Filterhilfsmittel verwendet werden, an denen es ebenfalls zu Abscheidungen
des Überzugmetalls kommt, da auch diese Einrichtungen mit der Badflüssigkeit in Kontakt
kommen.
Um die unerwünschten Metallabscheidungen in den Abscheidern zu unterdrücken, ist e* bekannt, die aus
dem Bad abgezogene heiße Badlösung zunächst zu kühlen, bevor sie dem Abscheider bzw. dem Filter s
zugeführt wird. Diese Verfahrensweise ist äußerst aufwendig, zumal die gefilterte Badlösung anschließend
wieder auf die Badtemperatur erwärmt weiden muß, bevor sie in das Bad zurückgeführt wird.
Es ist außerdem bekannt, filtrierbare Niederschläge und Schwebstoffe mit Hilfe eines Schwerefeldes aus
einer Lösung zu entfernen, was durch Einsatz einer Zentrifuge geschehen kann. Auch hier ist eine
unerwünschte Ablagerung des Überzugmetalls auf den mit der Badlösung in Kontakt kommenden Flächen der
Zentrifuge und insbesondere am Filterkuchen bisher nicht zu vermeiden gewesen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu beheben und ein Verfahren
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich auf den Werkstücken einwandfreie Metallüberzüge
aufbringen lassen, ohne daß die Apparateflächen, mit denen die Badflüssigkeit in Kontakt kommt, wie
insbesondere die Wandungen des Badbehälters und/ oder des Abscheiders, nennenswert metallisiert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Badflüssigkeit und den mit ihr in
Berührung kommenden Apparaturteilen des Behälters und/oder des Abscheiders eine Relativgeschwindigkeit
von mehr als 03 m/s aufrechterhalten wird.
Erfindunsgemäß wurde gefunden, daß die unerwünschte Metallisierung der Apparaturteile zumindest
nahezu vollständig dadurch unterdrückt werden kann, daß bei Zusatz der antikatalytischen Stoffe zugleich die
genannte Relativgeschwindigkeit zwischen der Badflüssigkeit und den mit ihr in Berührung kommenden
Apparaturteilen eingestellt wird. Untersuchungen haben gezeigt, daß die antikatalytische Wirkung der
Stabilisatoren und damit auch die Metallabscheidung abhängig ist von der relativen Strömungsgeschwindigkeit
zwischen Badflüssigkeit und Apparaturteilen. Wird diese Relativgeschwindigkeit auf über 0,9 m/s eingestellt,
so lassen sich in der Praxis die zu erheblichen Metallverlusten führenden Metallabscheidungen an den
Oberflächen der Apparaturteile wirksam unterdrücken. Als antikatalytische Stoffe können hierbei die herkömmlichen
Stoffe, wie z. B. Salze des Bleis, Schwefels, Antimons, Chroms usw., eingesetzt werden. In verfahrensmäßig
besonders zweckmäßiger Weise läßt sich die genannte Relativgeschwindigkeit dadurch bewirken, so
daß die Badflüssigkeit und'oder die mit ihr in Berührung kommenden Teile des Behälters oder des Abscheiders
durch Vibratoren in Schwingungen versetzt werden. Beispielsweise ist es möglich, den gesamten Badbehälter
in Schwingungen zu versetzen, so daß die Relativgeschwindigkeit zwischen den Behälterwandungen und
der Badflüssigkeit über 0,9 m/s beträgt. Es versteht sich, daß das Verfahren so durchgeführt werden muß, daß
diese Relativgeschwindigkeit nur dort vorliegt, wo keine Abscheidungen des Überzugmetalls auftreten sollen
und daß demgemäß zwischen dem zu beschichtenden Werkstück und der Badflüssigkeit keine solche Relativgesch
Bindigkeit vorliegen darf.
Andererseits kann die genannte Relativgeschwindigkeit
der Badflüssigkeit gegenüber den gegebenenfalls ruhenden Abscheiderteilen auch durch Bewegung der
Badflüssigkeit mittels eines Schleuderrades oder eines Hydrozyklon erreicht werden. Eine besonders gute
Filterwirkung läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erzielen, daß man als Abscheider
eine Zentrifuge verwendet, wobei die Arbeitsbedingungen so eingestellt werden, daß die genannte Relativgeschwindigkeit
zwischen der Badflüssigkeit und den hiermit in Berührung kommenden Flächen der Zentrifuge
sowie der in der Zentrifuge abgeschiedenen Stoffe aufrechterhalten wird. Hierdurch läßt sich eine durchgreifende
Abscheidung der Badverunreinigungen ohne nennenswerte Metallisierung der Zentrifuge und der
abgeschiedenen Badverunreinigungen selbst dann erreichen, wenn die Badflüssigkeit ohne vorherige Abkühlung,
also etwa mit der Betriebstemperatur, der Zentrifuge zugeführt wird.
Anstelle einer Zentrifuge kann aber auch ein ruhender Abscheider, z. B. ein Hydrozyklon, eingesetzt
werden, wobei auch in diesem Fall die Betriebsbedingungen so eingestellt werden müssen, daß die
erforderliche Relativgeschwindigkeit erhalten wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt in vorteilhafter Weise eine kontinuierliche Verfahrensdurchführung,
bei welcher aus dem Bad verunreinigte Badflüssigkeit kontinuierlich abgezogen und nach Abscheidung
der Verunreinigungen wieder kontinuierlich denn Bad zugeführt wird. Dabei empfiehlt es sich, die Menge an
sich bildenden Feststoff-Bestandteilen kontinuierlich zu messen und den durch den Abscheider hindurchzuleitenden
Teil der Badflüssigkeit in Abhängigkeit, von dieser Menge automatisch zu steuern. In gleicher Weise
ist es möglich, die Konzentrationen an Ionen des Überzugmetalls und an antikatalytischen Sloffen kontinuierlich
zu messen und die erforderlichen Konzentrationen entsprechend automatisch zu steuern.
Durch Versuche wurde festgestellt, daß Metallisierungsbäder, die antikatalytische Stoffe in dem angegebenen
Konzentrationsbereich enthalten, unter den üblichen Arbeitsbedingungen stabil sind und gut
arbeiten, daß jedoch bei der angegebenen Relativgeschwindigkeit von mehr als 0,9 m/s sich eine so
geänderte Diffusionsgeschwindigkeit für die antikatalytischen Stoffe einstellt, daß an den dieser Relativgeschwindigkeit
ausgesetzten Oberflächen das Bad nicht mehr arbeitet, so daß an diesen Stellen die dort
unerwünschte Metallisierung unterdrückt wird. Da entsprechend auch die Verluste an den wertvollen
Badbestandteilen erheblich vermindert werden, läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei guten
Verfahrensergebnissen außerordenlich wirtschaftlich durchführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich für das Aufbringen von beliebigen stromlos abscheidbaren
metallischen Überzügen, wie Nickel, Kupfer, Messing, Zink, Cadmium, Zinn, Silber usw., mit Erfolg anwenden.
Es ist besonders geeignet für dis kontinuierliche und
automatisch gesteuerte Verfahrensführung. Hierbei sollte die Konzentration an antikatalytischen Stoffen
während des Verfahrens möglichst konstant gehalten werden. Die Bestimmung der Konzentrationen an
antikatalytischen Stoffen sowie an Feststoff-Badverunreinigungen läßt sich z. B. photometrisch mit einem oder
mehreren Betriebsdurchlauf-Photometern oder elektrometrisch mit Potentiometern kontinuierlich durchführen
und über mit diesen Meßgeräten gekoppelte Regler, beispielsweise Grenzwertregler, steuern und justieren.
Die Menge an Feststoff-Bestandteilen in dem Bad kann beispielsweise mit einen- Durchflußtrübungsmesser
kontinuierlich bestimmt werden, wobei über an sich bekannte Steuer- und Regeleinrichtungen aus dem
Badbehälter Badflüssigkeil kontinuierlich abgezogen und dem Abscheider zugeführt wird. Ebenso kann man
den pH-Wert, das Redox-Potential und die Temperatur für Steuerungs- und Regelungszwecke kontinuierlich
messen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel einer für die Verfahrensdurchführung geeigneten Anlage näher erläutert.
In einem Arbeitsbehälter 1 für ein Metallisierungsbad
3 befinden sich die zur Metallisierung eingehängten Werkstücke 2 Die Badflüssigkeit wird im Betrieb
kontinuierlich von einer Pumpe 5 über eine Leitung 4 aus dem Behälter 1 abgezogen und durch eine Leitung 6,
in der Meßsonden 7 bis 12 eingebaut sind, zu einem Regelventil 13 gefördert Hinter dem Regelventil 13 ist
in der Leitung 6 ein umschaltbares 3-Wegeventil 14 angeordnet, mit welchem die Badflüssigkeit wechselweise
einer der beiden Zentrifugen 15 oder 16 zugeführt werden kann, um von den Feststoff-Badverunreinigungen
gereinigt zu werden. Die gereinigte Badflüssigkeit wird über Ablaufleitungen 17 und 18 in den Arbeitsbehälter
1 zurückgeführt.
Die Meßsonde 7 ist ein Meßwertgeber für die Temperatur, die Meßsonde 8 für den pH-Wert, die
Meßsonde 9 für den Metallgehalt, die Meßsonde 10 für die Konzentration an antikatalytischen Stoffen, die
Meßsonde Il für dit: Trübung und die Meßsonde 12 für
das Redox-Potential der Badflüssigkeit. Die Meßsonden sind an einen Prozeßrechner 19 angeschlossen, der mit
Optimierungsfunktionen programmiert ist. Der Rechner steuert und regelt die Badheizung 20, die
Dosierpumpen 21 und 22 für den Zulauf aus einem Laugenbehälter 23 oder einem Säurebehälter 24, die
Dosierpumpe 25 für die Zugabe von Metall-Regenerierungslösung aus einem Behälter 26, die Dosierpumpe 27
ίο für die Zugabe einer Antikatalytlösung aus dem
Behälter 28, die Dosierpumpe 29 für die Zugabe von Reduktionsmittel aus einem Behälter 30. Außerdem
wird von dem Prozeßrechner 19 aus der Trübungskonzentration (Meßwert der Sonde 11), der abgelaufenen
Betriebszeit und der Menge, die durch einen Volumenzähler 31 ermittelt wird, das 3-Wegeventil 14 umgeschaltet
und damit der Arbeitszyklus für die beiden Zentrifugen 15 und 16 gesteuert.
Der Arbeitsbehälier 1 stehtauf schwingungsisolierten
Unterlagen 32 und hat einen oder mehrere Vibratoren 33, die den Behälter 1 während des Betriebs in
Schwingungen versetzen, derart, daß zwischen den mit der Badflüssigkeit in Berührung kommenden Behälterwandungen
und der Badflüssigkeit eine Relativgeschwindigkeit von mehr als 0,9 m/s aufrechterhalten
wird. Der Betrieb der Zentrifugen erfolgt unter entsprechenden Arbeitsbedingungen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zum stromlosen Erzeugen von Metallüberzügen aus wäßrigen Metallisierungsbä- S
dem, die zu dem freien Metall reduzierbare Ionen des Überzugmetalls und ein Reduktionsmittel sowie
antikatalytische Stoffe in einer Konzentration von
10^ bis 10"2 Mol/l enthalten, wobei die Metallbeschichtung
der Werkstücke in einem die Badflüssigkeit enthaltenden Behälter durchgeführt wird, aus
dem die Badflüssigkeit zur Entfernung von in dem Bad gebüdeten und/oder in dieses eingeschleppten
Feststoff-Badverunreinigungen kontinuierlich oder diskontinuierlich abgezogen und einem Abscheider
zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Badflüssigkeit und den mit ihr in
Berührung kommenden Apparaturteilen des Behälters und/oder des Abscheiders eine Relativgeschwindigkeit
von mehr als 0,9 m. s aufrechterhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Relativgeschwindigkeit
dadurch bewirkt wird, daß die Badflüssigkeit und/oder die mit ihr in Berührung kommenden Teile
des Behälters oder des Abscheiders durch Vibratoren in Schwingungen versetzt wird bzw. werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung der Badverrunreinigungen
mittels einer Zentrifuge durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Relativgeschwindigkeit
der Badflüssigkeit gegenüber den gegebenenfalls ruhenden Abscheiderteilen durch Bewegung der
Badflüssigkeit mittels eines Schleuderrades oder eines Hydrozyklons erreicht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an sich
bildenden Feststoff-Bestandteilen kontinuierlich gemessen und der durch den Abscheider hindurchzuleitende
Teil der Badflüssigkeit in Abhängigkeit von dieser Menge cUtomatisch gesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentrationen
an Ionen des Überzugmetalls und an antikatalytisehen
Stoffen kontinuierlich gemessen und die erforderlichen Konzentrationen entsprechend automatisch
gesteuert werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691925648 DE1925648C3 (de) | 1969-05-20 | 1969-05-20 | Verfahren zum stromlosen Erzeugen von Metallüberzügen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691925648 DE1925648C3 (de) | 1969-05-20 | 1969-05-20 | Verfahren zum stromlosen Erzeugen von Metallüberzügen |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1925648A1 DE1925648A1 (de) | 1970-11-26 |
| DE1925648B2 true DE1925648B2 (de) | 1977-09-08 |
| DE1925648C3 DE1925648C3 (de) | 1978-11-30 |
Family
ID=5734659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19691925648 Expired DE1925648C3 (de) | 1969-05-20 | 1969-05-20 | Verfahren zum stromlosen Erzeugen von Metallüberzügen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1925648C3 (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2441666A1 (fr) * | 1978-11-16 | 1980-06-13 | Prost Tournier Patrick | Procede de depot chimique d'or par reduction autocatalytique |
-
1969
- 1969-05-20 DE DE19691925648 patent/DE1925648C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1925648C3 (de) | 1978-11-30 |
| DE1925648A1 (de) | 1970-11-26 |
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |