DE2008368C - Verfahren zum kontinuierlichen galvanischen Herstellen von versilberten Kupfer , Kupfer Legierungs oder Eisen Nickel Legierungs Drahten - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Messingbeschichtung in einem Kupfer und Zink in einem Gewichtsverhältnis zwischen 50 : 50 und 95 : 5 enth iienden Cyanidbad vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, uadurch gekennzeichne;, daß die erste Silberschicht in einem Cyanidbad mit 0.1 bis 10 g/l Silber während einer Zeit von 5 bis 60 Sekunden aufgebracht wird.

4. Verfahren na~h Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Silberschicht in einem Cyanidbad mit 15 bis 6Og₁ ¹I SiiDer aufgebracht wird

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Ziehbehandlung eine Temperaturbehandlung bei ZfM) bis 700⁰C und gegebenenfalls eine weitere 7iehbehandlung vorgenommen wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen galvanischen Herstellen von versilberten Kupfer-, Kupfer-Legierungs- oder Eiscn-Nickel-Legierungs-Drähten. Solche Drähte finden häufig als Leitungsdrähte in elektronischen Geräten Verwendung. Im Vergleich zu reinen Kupferdrähten sind sie bei ausreichender Lötbarkeit selbst nach längerer Lagerung korrosionsbeständiger als diese, und im Vergleich zu reinen Silberdrähten besitzen sie bei ausreichender Leitfähigkeit eine höhere mechanische Festigkeit als diese.

In herkömmlicher Weise werden versilberte Kupferdrähte dadurch hergestellt, daß entweder auf die Kernader eine Silberschicht auf mechanischem Wege unter Druck aufgebracht und der so versilberte Draht dann einer Temperatur- und 2!iehbehandlung unterwerfen wird, oder daß die Silberschicht auf die Kernader galvanisch atifgebracht wird. Das eine, nur äußerst schwierig kontinuierlich durchzuführende Verfahren ergibt ungleichmäßige Silberschichten, das andere Verfahren ist nicht nur in den Bedingungen der F-Iektroiiyse äußerst schwer kontrollierbar, sondern ergibt auch diesem gegenüber eine Silberbeschichtung geringerer Oberüachenglätte und ist wegen der dabei erforderlichen, vorhergehenden Ziehbehandlung des Kerndraht*^ wenig produktiv.

lit·· die galvanische Herstellung von verzinkten Kupfcr.lrühten ist es bekannt, diese nach ihrer Verzinnung einer mehrstufigen Temperatur- und Zieiibehandiung zu unterwerfen. Es ist auch bekannt, auf Kupfergegenstände eine doppelte Silberschicht, galvanisch aufzubringen, wobei die erste Silbe-rscnichi aus einem Bad mit geringer Silberkonzentration abgeschieden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum kontinuierlichen galvanischen Herstellen von versilberten Kupfer-, Kupfer-Legierungs- oder Eisen-Nickel-Legierungs-Drähten zu schaffen, da> im Vergleich zu den vorbekannten Verfahren die Erzielung einer dauerhaften Silberbeschichtung guter Glätte und gleichmäßiger, regelbarer Schichtstärke zu la !.U.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Errindung vorgeschlagen, daß auf die gegebenenfalls vorpolierten, 111 einem Alkalibad vorentfetieten und in einer wäßrigen Aikalicyaniriiösung vorae'auchten Drahte galvanisch eine Messingschicht, in für sich bekannter Weise eine erste Silberschicht aus einem Bad mit geringer Silberkonzentration und eine zweite Silberschicht aus einem Bad mit hoher Silberkonzen;ration aufgebracht und abschließend eine fur sich bekannte Temperatur- und Ziehbehandlung vorgenommen wird.

Unter Hinwei- auf die Zeichnung, die in schematischer Darstellung eine Anlage zur Durchführung dieses erfindu.ngsgemäßen Verfahrens zeig¹., wird-dabei in zweck mäßiger Weise wie folgt vorgegangen. Der zunächs' in einer Bearbeitungsstation α auf den gewünschten Durchmesser gezogene Kerndraht wird anschließend in einer Bearbeitungsstation/? obeiflächenbehandelt. so insbesondere poliert, um ihm eine glatte Oberfläche zu geben. In einer nachfolgenden Bearbeitungsstation c wird der Draht dann beispielsweise mittels eines Alkalibades entfettet und für die anschließende Messingbeschichtung durch Eirtauchen beispielsweise in eine wäßrige Alkalicyanidlösung vorbereitet. In der Bearbeitungsstation derfolgt dann die Messingbeschichtung, die vorzugsweise in einem Kupfer ijnd Zink in einem Gewichtsverhältnis zwischen 50: 50 und 95 : 5 enthaltenden Cyanidbad vorgenommen wird, um eine Messingschicht einer Stärke zwischen 0,1 und 15 [im zu erhalten. Durch diese Messingbeschiclitung wird für die anschließend.

zweistufig erfolgende Silbeibeschichtung das für die abschließende Temperatur- und Ziehbehandlung wichtige Haftungsvermögen an dem Kupferdraht geschaffen, denn der Zinkbestandteil dieser Messingschicht verhindert ein Vordringen von Sauerstoff zu dem Kupfcrdraht. Andererseits wird das Haftungsvermögen der Silberbeschichtung an der Messingbeschichtung dadurch begünstigt, daß die Silberbeschichtung zweistufig aufgebracht wird, und zwar wird zunächst in der folgenden Bearbeitungsstation e auf die Messingschicht eine erste Silberschicht aus sinem Bad mit geringer Silberkonzentration aufgebracht, auf welche dann in der weiteren Bearbeitungsstation /eine zweite Silberschicht aus einem Bad mit hoher Silberkonzentration aufgebracht wird. Die Aufbringung der ersten Silberschicht wird vorzugsweise in einem Cyanidbad mit 0,1 bis 10 g/l Silber während einer Zeit von 5 bis 60 Sekunden vorgenommen, während diejenige der zweiten Silberschicht in einem Cyanidbad mit 15 bis 60 g/l Silber vorgenommen werden sollte.

Der so versilberte Kupfcrdraht wird dann in der Bearbeilungsstation f> gezogen, um der galvanisch aufgebrachten Silberbcschichtung eine für die weitere Temperatur- und Ziehbchandlung bearbeitungsgiin-

siige Beschaffenheit zu geben. Der versilberte Kupfertiraht wird in der folgenden Eearbeitungssiation h beispielsweise mittels eines Induktionsverfahrens auf eine Temperatur zwischen 200 und 7OG⁰C erwärmt ι,ιηΙ schließlich in der letzten Bearbeuungsstation / tin- oder mehrmalig auf den gewünschten Durchmesser μίzogen. Das Ausmaß dieser letzten Ziehbehandlung L-; abhängig von den für den versilberten Draht t:!-wünschten Eigenschaften, so insbesondere von der für diesen erwünschten Zugfestigkeit, Bruchdehnung und elektrischen Leitfähigkeit. Diese Eigenschaften erfahren natürlich bereits ein§ Beeinflussung durch di? Steuerung der Aufbringung der zweiten Silberschicht,

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für g;i Kanisch-versilberte Kupfer-, Kupfer-Legierungs^ oder 'Msen-Nickel-Legierungs-Drähte zeichnet 'sich Jama durch eine einfache und kontinuierliche Diirch-

:rbarkeit aus, die auch individuelle Qualitätsanformgen aufs Einfachste einsteuern läßt. Da in der

■ ■>" 'ien Verfahrensstufe eine erst durch die Messing-

■ -ehichtung ermöglichte Temperatur- und Zieh-

aiuilurig vorgenommen wird, besitzen die verwerten Drähte eine äußerst glatte Oberfläche.

Ausführungsbeispiel 1

!in sauerstofffreier Kupferdraht mit einem Durchsser von 2,0 mm wurde zunächst um 2 μηι vorpoliert. .:.:nn lü Sekunden lang in eine 10° „ige wäßrig : ciiwefelsäurelösung mit einer Temperatur von 60 C ;ei;i licht und anschließend mit Wasser gewaschen. Her Draht wurde dann über 2 Minuten unter Verwendung einer 25 g/I Cu, 10 g/l Zn und 6 g/l CN entminenden Cyanidbades mit einer Messingschiclu geschichtet, wobei mit einer Stromdichte von 2 A/dm² «arbeitet wurde. Nach einem Waschen mit Wasser ■-■■iirde dann auf den Draht galvanisch eine erste Silberschicht aus einem Cyanidbad mit 2 g/l Ag und 20 g/i freies CN bei einer Stromdichte .-on 5 A/dm² während einer Zeit von 10 Sekunden und anschließend wahrend 20 Minuten eine zweite Silberschicht aus einem Cyinidbad mit 30 g/l Ag rnd 12 g/I freiem CN bei einer Stromdichte von 1.6 A/dm² aufgebracht. Der Draht wurde dann auf einen Durchmesser von 1.05 mm gezogen, mittels eines Induktionsverfahrens auf eine Temperatur zwischen 200 und 700⁰C erwärmt und schließlich auf einen Durchmesser von 1,0 mm gc/.ogen. Der erhaltene Kupferdraht besaß eine Zugfestigkeit von 28 kg/mm², eine Bruchdehnung von 18"/,,, eine elektrische Leitfähigkeit von 102°/₀, gemessen nach der Norm JACS, und eine 10 μιη dicke Silberbeschichtung. Diese Silberbeschichtung löste sich nach einer einstündigen Erhitzung des Drahtes in Luft auf 400⁰C und bei einem dann vorgenommenen Verdrehen des Drahtes nicht ab.

Alisführungsbeispiel 2

Ein saucrstofffreicr Kupferdraht mit einem Durchmesser von 5,0 mm wurde zunächst um 5 μιη Stärke poliert und anschließend 30 Sekunden lang in eine IO°/_oige wä&rigc Kaliumcyanidlösung mit einer Temperatur von 15"C getaucht. Die folgende Messingbeschichtung wurde vorgenommen mittels eines 30 g/l Cu, 7 g/l Zn und 12 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbades bei einer Stromdichte von 2 A/dm². Nach dem Waschen mit Wasser wurde auf den Draht zunächst eine erste Silberschicht aus einem 3 g/l Ag und 20 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad während i-iniT Zeil von 10 Sekunden bei einer Stromdichte von 5 A/dm- und anschließend eine zweite Silberschicht aus einem 30 g/l Ag und 12 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad während 25 Minuten bei eir.tr Stromdichte von 1.6 A dm² aufgebracht. Der Draht wurde dann auf einen Durchmesser von 1.12 nun gezogen, durch. Erhitzung in Luft während 40 Minuten bei 290^rC behandelt und schließlich auf einen Durchmesser von 1,0 mm gezogen. Der Draht besaß eine Zugfestigkeit von 33 kg/mm-, eine Bruchdehnung ίο von 2%, eine elektrische Leitfähigkeit von 100,2%, gemessen nach der JACS, und eine 5 am dicke Silherbeschichtung. Diese Silberbeschichtung löste sich unter den Beanspruchungen des Ausf ühiungsber· pie!> 1 ebenfalls nicht von dem Draht.

Ausführimiisbei'-pie! 3

Ein sauerstofffreier Kupferdran mit einem LH:r-:''■■-messer von 5.0 mm wurde um 5 urn jiäT'ko p-. i:c:i

«o und anschließend 30 Sekunden lang in eine i^\„it:e wäßrige Kaliumcyanid-Lösung mit einer "Umpcratur von ^5⁰C getaucht. Anschließend wurde dann eine Messingschicht aus einem 30 g:I Cu, 7 g/i Zn und 12 g 1 freies CN enthaltenden Cyanidbad während

»5 einer Zeit von 3 Minuten bei einer Stromdichte von 2 A.'dm² aufgebracht. Nach dem Waschen ™>l Wasser wurde auf den Draht eine erste Silbers*-:;:·.'!! aus einem 3 g'l Ag und 20 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad während 10 Sekunden bei einer Stromdichte von 5 A/dm² und danach eine zweite Silberschicht aus einem 30 g, I Ag und 12 g/l freies CN enthaltender Cyanidbad während 25 Minuten bei einer Stromdichte von 1,6 A/dm² aufgebracht. Der Draht wurde dann auf einen Durchmesser von 1.12 mm gezogen. 40 Minuten lang in Luft bei 295°C behandelt und schließlich auf einen Durchmesser von 1.0 mm gezogen. Er besaß eine Zugfestigkeit von 2?. kg/mm-, eine Bruchdehnung von 2%, eine elektrische Leitfähigkeit von 100%, gemessen nach der Norm JACS.

und eine 5 μιη dicke Silberbeschichtung. Diese Silberbeschichtung löste sich wiederum nicht unier den Bedingungen des Ausführungsbeispiels 1.

Ausführungsbeispiel 4

Ein 8% Zinn enthaltender Phosphorbronze-Draht mit einem Durchmesser von 2,0 mm wurde um 2 μηι Stärke poliert unij dann 5 Sekunden lang in eine 5ü%ige Salzsäure-Lösung mit einer Temperatur von 30"C getaucht. Nach dem Waschen mH Wasser wurde auf den Draht galvanisch eine Messingschicht aus einem 20 g/l Cu und5 g/l Zn enthaltenden Cyanidbad mit einer Stromdichte von 2 A/dm² aufgebracht. Nach einem ν eiteren Waschen mit Wasser wurde dann eine erste Silberschicht aus einem 6 g/l Ag und 15 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad wahrend 10 Sekunden bei einer Stromdichte von 5 A/dm² und schließlich eine zweite Silberschicht aus einem 30 g/l Ag und 10 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad während 20 Minuten bei einer Stromdichte von 1,6 A/dm² aufgebracht. Der Draht wurden dann auf einen Durchmesser von 1,05 mm gezogen, mittels eines Induktionsverfahrens auf eine Temperatur /wischen 200 und 700^uC erwärmt und abschließend auf einen Durchmesser von 1,0 mm gezogen. Er besaß eine Zugfestigkeit von 42 kg/mm², eine Bruchdehnung von 10%, eine elektrische Leitfähigkeit von 13%, gemessen nach der Norm JACS, und eine ΙΟμηι dicke Silber-

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beschichtung. Auch diese Silber, .-schichtung löste erste Silberschicht aus einum 6 g/l Al und 18 p/1 freies

sich unter den Bedingungen des Ausfü!'rungsbcispicls I CN enthaltenden Cyanidbad mit einer Temperatur

nicht ab. von 25'C während 30 Sekunden und dann eine

/weite Silberschicht aus einem 40 g/l Ag und 16 g/l

Aiisführungsbcispiel 5 b freies CN enthaltenden Cyanidbad mit einer Temperatur von 30 C während 8 Minuten bei einer

Ein 48% Fe und 52% Ni enthaltender Eisen- Stromdichte von 1,6 A/dm² aufgebracht. Der Draht

Nickel-Draht wurde unter Ultraschalleinwirkung auf wurden dann auf einen Durchmesser von 0,45 mm

einen Durchmesser von 0,5 mm gezogen und an- gezogen und schließlich 1 Stunde lang bei 700⁰C

schließend in einer 10%igen wäßrigen NaOH-Lösung io geglüht. Er besaß eine Zugfestigkeit von 57 kg/mm²,

bei einer Stromdichte von 10 A/dm* anodisch entfettet. eine Bruchdehnung von 14%, eine elektrische Lcit-

Auf diesen Draht wurde dann eine Messingschicht aus fähigkeit von 11 %, gemessen nach der Norm JACS

einem 21 g/l Cu, 4 g/l Zn und 2 g/l freies CN ent- und eine 7 μπι dicke Silberbeschichtung. Auch dies«

haltenden Cyanidbad mit einer Temperatur von 27°C Silberbeschichtung löste sich nicht unter den Bedin

während 4 Minuten aufgebracht. Dann wurde eine 15 gungen des Ausführungsbeispiels I.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum koniinu'erlichen galvanischen Herstellen von versilberten Kupfer-, Kupfer-Legierungs- oder Eisen-Nickel-Legierungs-Drähien, dadurch gekennzeichnet, daß auf die gegebenenfalls vorpolierten, in einem Alkalibad \orentfetteten und in eine wäßrige Alkalicyanid-Lösuns vorgelauchten Drähte galvanisch eine Messingschicht, in für sich bekannter Weise eine erste Silberschicht aus einem Bad mit geringer Silberkonzentraiion und eine zweite Silberschicht au, einem Bad mit hoher Silberkonzentration aufgebracht und abschließend eine für sich bekannte Temperatur- und Ziehbehandlung vorgenommen