DE2103261A1

DE2103261A1 - Etching or pickling metals or synthetic resins - using ultrasonic vibrations

Info

Publication number: DE2103261A1
Application number: DE19712103261
Authority: DE
Inventors: Werner 4501 Hasbergen Wessel
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1971-01-25
Filing date: 1971-01-25
Publication date: 1972-08-10

Abstract

The material and/or the etching or pickling agent is subjected to ultrasonic vibrations. The material exchange is rapid, and the etching is promoted by cavitation. The process is suitable for pretreatment of synthetic resin surfaces to be metallised. It can also be used in metallographic analysis.

Description

Verfahren zum Anätzen oder Beizen von Werkstücken aus Metall oder Kunststoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anätzen oder Beizen von Werkstücken aus Metall oder Kunststoff, bei dem das Werkstück in einem geeigneten Ätzmittel behandelt wird.Process for the etching or pickling of workpieces made of metal or Plastic The invention relates to a method for etching or pickling workpieces made of metal or plastic, in which the workpiece in a suitable etchant is treated.

Zum Anätzen von Metallproben, beispielsweise von Schliffen zur metallographischen Prüfung des Metallgefüges, ist es bekannt, die Meßproben je nach dem, ob eine Korngrenzätzung oder eine Kornflächenätzung vorgenommen werden soll, mit konzentrierter oder verdünnter Säure oder Lauge anzuätzen, in-dem man die Metallprobe in die Säure oder Lauge hineinlegt und dort eine bestimmte Zeit beläßt. Durch die Ätzung werden die in der Schliffebene liegenden Flächen der regellos orientiert angeordneten Kristallite unterschiedlich stark angegriffen. Dieser Ätzungsprozeß kann sehr langwierig sein und dauert bei Reinaluminium wegen der geringen Verunreinigung der Korngrenzen und damit der geringen Angriffsflächen bis zu einer Stunde.For the etching of metal samples, for example from sections to metallographic Examination of the metal structure, it is known to measure the samples depending on whether a grain boundary etch or a grain surface etching is to be carried out, with concentrated or diluted To etch acid or base by placing the metal sample in the acid or base and leave it there for a certain period of time. The etching removes the in the ground plane lying surfaces of the randomly oriented crystallites differ heavily attacked. This etching process can be very tedious and takes a long time Pure aluminum because of the low level of contamination of the grain boundaries and thus the low level of contamination Attack surfaces up to an hour.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit dem es möglich ist, solche Ätzungen in wesentlich kürzerer Zeit durchzuführen.The invention is based on the object of finding a method with which it is possible to carry out such etchings in a much shorter time.

D e Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren eingangs erwähnter Art das Ätzmittel und/oder das Werkstück durch Ultraschall in Schwingungen versetzt wird.The object is achieved in that in a method initially of the type mentioned, the etchant and / or the workpiece by ultrasound is set in vibration.

Nit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es gelungen, eine Ätzung an Reinaluminium, die bisher bis zll einer Stunde dauert; in wenigen Minuten durchzuführen. Die Erklärung für diese unerwartete Verkürzung der Ätzzeit ist wohl darin zu suchen, daß durch die hohe Relativgeschwindigkeit zwischen der Metallprobe und dem Ätzmittel der Austausch der verbrauchten Ätzlösung gegen frische Ätzlösung beschleunigt wird. Außerdem wird der Abtransport der Metallionen durch an der Oberfläche entstehende Gasbläschen bewirkt, die durch Kavitation entstehen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß mikroskopische Gefügeerscheinungen bei Netallproben, wie Versetzung, Kleinwinkelkorngrenzen etc., sichtbar gemacht werden können.With the aid of the method according to the invention it has been possible to etch of pure aluminum, which previously took up to one hour; to be carried out in a few minutes. The explanation for this unexpected shortening of the etching time can probably be found in that due to the high relative speed between the metal sample and the etchant the replacement of the used etching solution with fresh etching solution is accelerated. In addition, the metal ions generated on the surface are transported away Causes gas bubbles that are created by cavitation. Another advantage of the invention Method is that microscopic structural phenomena in metal samples, such as dislocation, Small-angle grain boundaries, etc., can be made visible.

Zur Durchführung des Verfahrens verwendet man zweckmäßigerweise ein Ultraschallgerät, wie es zum Rinigen von Metallschliffen mit Alkohol oder anderen Reinigungsmitteln bekannt ist. Dieses Gerät besteht aus einem Schwingungserzeuger und einem mit diesem verbundenen Gefäß, in dem sich das Ätzmittel befindet. Das Gefäß mit dem Ätzmittel wird durch den Schwingungserzeuger in Schwingungen versetzt, während das in dem Gefäß befindliche Werkstück auf Grund seiner Masseträgheit in Ruhe bleibt. Es kann aber auch von Vorteil sein, die Probe an den Schwingungserzeuger anzuschließen und in die unbewegte Ätzflüssigkeit einzuführen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn es sich um Werkstücke mit geringer Nasse handelt, beispielsweise von Werkstücken aus KunStstoff. Das Anätzen von Kunstoff hat sich insbesondere dann bewährt, wenn die Werkstücke aus Kunststoff auf galvanischem Wege an ihrer Oberfläche metallisiert werden sollen (z. B.To carry out the process, it is expedient to use a Ultrasonic device like it for cleaning metal joints with alcohol or others Detergents is known. This device consists of a vibration generator and a vessel connected to this, in which the etchant is located. That The vessel with the etchant is set in vibration by the vibration generator, while the workpiece located in the vessel is in Calm remains. However, it can also be advantageous to send the sample to the vibration generator to be connected and introduced into the immobile etching liquid. This is particular then advantageous when it comes to workpieces with little wetness, for example of workpieces made of plastic. The etching of plastic has especially then proven when the workpieces made of plastic are galvanically applied of their Surface are to be metallized (e.g.

Kühlergrill für Kraftfahrzeuge, Armaturen für Wasserleitungen, etc.).Radiator grilles for motor vehicles, fittings for water pipes, etc.).

Die Erfindung ist an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail using three exemplary embodiments.

1. Eine Netallprobe aus 99,5 %igem Aluminium wird in das mit dem Schwingungserzeuger verbundene Gefäß eingebracht, das mit einer Lösung aus 0,5 % Flußsäure, einige Tropfen Salpetersäure und Wasser gefüllt ist. Der Schwingungserzeuger versetzt das Gefäß und die Ätzflüssigkeit in Schwingungen von ca. 40 kHz. Nach ca. 2 - 3 Minuten ist der Atzvorgang beendet und die Probe kann metallographisch untersucht werden.1. A metal sample made of 99.5% aluminum is placed in the one with the vibration generator A connected vessel was introduced, which was filled with a solution of 0.5% hydrofluoric acid, a few drops Nitric acid and water is filled. The vibrator moves the vessel and the etching liquid in vibrations of approx. 40 kHz. After approx. 2 - 3 minutes it is the etching process is ended and the sample can be examined metallographically.

2. Bei der Ätzung von Kunststoff ist es von Vorteil, das Kunststoffteil an den Schwingungserzeuger anzuschließen und damit in Schwingungen zu versetzen. In das Gefäß wird beispielsweise bei Polypropylen ein Gemisch aus Schwefelsäure und Phosphorsäure mit 25 - 30 g/l Chromsäureanhydrid eingefüllt. Auch hierbei wird die Ätzdauer wesentlich verkürzt. Das Anätzen ist bei Kunststoffen notwendig, um die Oberfläche aufzurauhen, so daß die elektrolytisch abgeschiedene Metallschicht einen guten Halt hat. Bei der Herstellung von elektrischen Kabeln mit einem Kunststoffmantel und einer auf dem Kunststoffmantel aufgebrachten Metallabschirmung läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft anwenden. Das Kabel wird in einem kontinuierlichen Verfahren nach dem Aufbringen der Kunststoffschicht in das Ätzbad eingebracht, wobei entweder das Kabel und/oder das Ätzmittel in Schwingungen von ca. 40 kHz versetzt wird. Nach dem Ätzen wird das an der Kabeloberfläche haftende Ätzmittel durch intensives Spülen entfernt und die Oberfläche in bekannter Weise aktiviert. Anschließend wird kontinuierlich die Metallschicht, beispielsweise eine Kupferschicht, auf der Oberfläche abgeschieden.2. When etching plastic, it is advantageous to use the plastic part to be connected to the vibration generator and thus set it to vibrate. In the case of polypropylene, for example, a mixture of sulfuric acid is placed in the vessel and phosphoric acid with 25-30 g / l chromic anhydride. Here too will the etching time is significantly reduced. Etching is necessary for plastics to roughen the surface so that the electrodeposited metal layer has a good grip. In the manufacture of electrical cables with a plastic sheath and a metal shield applied to the plastic jacket can do that Use the method according to the invention particularly advantageously. The cable comes in one continuous process after the application of the plastic layer in the etching bath introduced, either the cable and / or the etchant in Vibrations of approx. 40 kHz are added. After the etching, this will be on the cable surface adhering etchant removed by intensive rinsing and the surface in known Way activated. Then the metal layer is continuously, for example a copper layer deposited on the surface.

3. Beim Beizen von metallischen Halbzeugen wird das Gefäß mit der Beizlösung in Schwingungen von oberhalb 25 kHz versetzt. Die Beizzeit wird durch die Ultraschwingungen wesentlich verkürzt. Außerdem wird vermieden, daß sich der Beizschlamm auf dem Halbzeug absetzt.3. When pickling metallic semi-finished products, the vessel with the Pickling solution set in vibrations of more than 25 kHz. The pickling time is through the ultrasonic vibrations are significantly shortened. It is also avoided that the Pickling sludge settles on the semi-finished product.

Claims

Claim

Process for the etching or pickling of workpieces made of metal or Plastic in which the workpiece is treated in a suitable etchant, characterized in that the etchant and / or the workpiece by ultrasound is set in vibration.