DE2228811A1

DE2228811A1 - Verfahren zum Burstenelektroplattieren von Metall mit erhöhten Abscheidungsge schwindigkeiten

Info

Publication number: DE2228811A1
Application number: DE19722228811
Authority: DE
Inventors: Die Anmelder Sind
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-06-14
Filing date: 1972-06-13
Publication date: 1972-12-21
Also published as: IT958329B; FR2141928A1; BR7203794D0; US3751343A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Bürstenelektroplattieren, insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Elektroplattieren unter Anwendung von Bürstenplattiertechniken, womit sich das Elektroplattieren mit höheren Abscheidungsgeschwindigkeiten durchführen läßt, als sie mit bekannten Bürstenplattierverfahren und -vorrichtungen erhältlich waren. In der üblichen Form hat das Werkzeug eine Elektrode oder einen Endteil, die bzw. der gegenüber einem zu plattierenden Werkstück anodisch und zum elektrolytischen Ätzen oder Reinigen kathodisch gemacht wird. Pie Elektrode wird mit einer porösen, dielektrischen Stoffhülle umgeben und per Hand über eine Oberfläche gerieben, während die Hülle mit Elektrolyt gesättigt ist.

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Obwohl das Bürstenplattieren in vielen Anwendungsfällen erfolgreich war, ist es auf die Verwendung niedriger Stromdichten und einer niedrigen Metallabscheidegeschwindigkeit beschränkt. Zum Beispiel scheidet sich aus einer Standardkupferplattierlösung nach der Bürstenplattiertechnik Metall gut ab, wenn das Plattieren bei etwa k Volt und 10 Ampere durchgeführt wird. Wenn jedoch die Spannung auf etwa 7»5 bis 10V und die Stromstärke auf etwa 35 A angehoben werden, ergibt sich eine Abscheidung von amorphem Kupfer statt einer eigentlichen Kupferplattierung. Ähnliche Schwierigkeiten trifft man bei anderen Metallen an. Daher ist die Abscheidegeschwindigkeit, die von der Stromstärke abhängt, begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bürstenelektroplattiervorrichtung und ein entsprechend verbessertes Verfahren anzugeben, womit erhöhte Metallabscheidungsgeschwindigkeiten im Vergleich mit bekannten Vorrichtungen und Verfahren erhältlich sind.

Gegenstand der Erfindung, womit hinsichtlich der Vorrichtung diese Aufgabe gelöst wird, ist eine Bürstenelektroplattiervorrichtung mit einer Elektrode mit einer porösen, dielektrischen Hülle, die im Betrieb mit dem Elektrolyt befeuchtet und auf der Oberfläche des Werkstücks reibend bewegt wird, mit dem Kennzeichen, daß die Hülle zu einer Relativbewegung gegenüber der Elektrode montiert ist, um kontinuierlich durch die Elektrode an dieser reibend bewegt zu werden, wenn die Elektrode als ganze relativ zum Werkstück bewegt wird.

Die Geschwindigkeit, mit der die Hülle an der Elektrode

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reibt, ist groß im Vergleich mit der Geschwindigkeit, mit der sich das ganze Werkzeug relativ zu einem Werkstück bewegt. Die Relativbewegung der Hülle liegt in einer im wesentlichen zu den Oberflächen der Elektrode und des Werkstückes parallelen Richtung und kann irgendeiner Bahn wie z. B. einer reversiblen, linearen Strecke oder einer kreisförmigen oder elliptischen Schleife folgen. Die Bewegung ist vorzugsweise vibrierend, wobei die Amplitude der relativen Vibrationsbewegung zwischen der Elektrode und der Hülle klein im Vergleich mit den Abmessungen der Hülle ist.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Bürstenelektroplattieren, bei dem eine Anode mit einer Hülle aus porösem, dielektrischen Material in Gegenwart eines die Hülle tränkenden Elektrolyts über ein kathodisches Werkstück bewegt wird, mit dem Kennzeichen, daß die Hülle in eine Relativbewegung gegenüber und eine Reibung an der Anode gleichzeitig mit der Bewegung der Anode relativ zum Werkstück versetzt wird.

Die Erfir'.ung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Aasführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen!

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der relativen Stellungen eines anodischen Bürstenplattierwerkzeuges, eines kathodischen Werkstücks und einer porösen dielektrischen Hülle gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, eines Handwerkzeugs gemäß der Erfindung;

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Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. k einen teilweisen senkrechten Mittelschnitt des Werkzeugs nach Fig. 2;

Fig. 5 einen teilweisen senkrechten Mittelschnitt der Anode nach Fig. 2 mit einer bevorzugten Form der Hülle;

Fig. 6 einen teilweisen senkrechten Mittelschnitt der Anode nach Fig. 2 mit einer anderen Art der Hülle;

Fig. 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Aufbringung einer Vibrationskraft auf ein kathodisches Werkstück anstatt auf das Bürstenwerkzeug; und

Fig. 8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer abgewandelten Form der Aufbringung einer Vibrationskraft auf die Anode eines Bürstenwerkzeugs.

Nach Fig. 1 fördert eine Pumpe 10 Elektrolyt aus einem Behälter 11 in ein Rohr 12, das sich durch ein allgemein mit 13 bezeichnetes isoliertes Handwerkzeug erstreckt. Das Werkzeug endet in einer Anode 14, die in bekannter Weise mit einer Gleichstromquelle 15 verbunden ist, deren anderer Anschluß gemäß der Darstellung geerdet ist. Eine poröse dielektrische Hülle 16 wird von der Anode 14 getragen und im Betrieb über ein kathodisches Werkstück 17 hin gebürstet, das bei 18 geerdet ist, um den elektrischen Kreis

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mit der Gleichstromquelle zu schließen. Die Relativbewegung der Hülle 16 gegenüber der Anode 14 und dem Werkstück 17 ist durch den doppelt gespitzten Pfeil 20 angedeutet. Sie wird vorzugsweise durch schnelles Bewegen der Anode 14 oder des Werkstücks 17 in einer geschlossenen oder linearen Bahn bewirkt, die im Vergleich mit den Abmessungen des Werkzeugs und Werkstücks von geringen Abmessungen sein kann. Der Elektrolyt läuft vom Werkstück 17 in einen Sammelbehälter 21 ab, aus dem ihn die Pumpe 22 durch eine Leitung 23 mit einem Filter 2k zum Behälter 11 zurückfördert.

Die Fig. 2, 3 und k erläutern eine bevorzugte Ausführungsform dss Bürstenwerkzeugs und der Vibrationsmittel zur Schaffung der nötigen Relativbewegung zwischen einer Hülle und der Werkzeuganode. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Bewegung durch eJLnen bekannten Luftantriebsmotor 26 mit einem Handgriff 27 erzeugt, der mit einem Rohr 28 mit einem Anschlußstück 30 zum Verbinden mit einer Druckluftquelle ausgerüstet ist, womit der Motor 26 betrieben wird» Ein fingerbetätigter Hebel 31 wirkt auf ein» Ventiletange 32, die den Betrieb des Motors 26 steuert· Der (nicht besonders dargestellte) Rotor des Motors 26 treibt eine Welle 33 an.

Der Motor treibt so einen zylindrischen Antriebskopf 3k an, der eine obere Muffe 35 zur Aufnahme der Motorwelle 33 aufweist, woran er durch Haiteschrauben 36 befestigt ist (Fig. k). Eine untere Muffe 37 im Kopf 34» deren Achse gegenüber der Achse der Muffe 35 versetzt ist, trägt ein Kugellager mit einer äußeren Laufbahn 38, die einen Preßsitz in der Muffe 37 aufweist, und einer inneren Laufbahn 39t die einen Preßsitz um einen verjüngten oberen Endteil 4i einer Spindel k2 aufweist. Bei dieser Anordnung kann die.

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Spindel 42 frei im Lager der Muffe 37 rotieren und läuft gleichzeitig in einer Umlaufbahn mit dem Kopf 34 um die Achse der Welle 33 um, so daß sich die gewünschte Bewegung der Spindel 42 ergibt. Ein oder mehrere Löcher 43 können im Kopf 34 (Fig. 4) gebohrt sein, um den Kopf auszuwuchten und eine Kompensation für die exzentrische Montage der Spindel 42 vorzunehmen. Die Verwendung von solchen Löchern 43 kann das' Ausmaß der Vibration der Bürstenvorrichtung reduzieren, die auf die Spindel 42 übertragen wird, falls dies nötig oder erwünscht sein sollte.

Die Spindel 42 hat unten einen mit Gewinde versehenen Zapfen 44 verringerten Durchmessers, der in eine zentrale Gewindeöffnung in einer Elektrode oder Anode 45 mit Perforationen 46 eingreift. Eine Blockiermutter 47 hält die Spindel 42 und die Elektrode 45 fest zusammen. Eine poröse, kompressible, dielektrische Hülle 48 umfaßt die Elektrode 45 und wird durch irgendein geeignetes Mittel, z, B* ein druckempfindliches Band, an Ort und Stelle gehalten. Die Hülle 48 hat «ine los· Verbindung mit der Elektrode 45, um einen Schlupf zwischen den beiden Teilen zu ermöglichen. Auch ist die Oberfläche der Elektrode 45 vorzugsweise flach und glatt, um die Reibung zwischen der Elektrode und der Hülle 48 möglichst gering zu halten. Die Hülle 48 erstreckt sich über die Oberfläche der Elektrode 45» wie Fig* 2 zeigt» und kann al»· einem gewebten oder ungewebten Stoff, wie z. B. Baumwolle, Flanell» Filz, Leinen und dergleichen bestehen. Ein bevorzugter Stoff ist, insbesondere zum Chromplattieren, aus Polyesterfasern zusammengesetzt, da diese Fasern eine gute Beständigkeit gegenüber einem Angriff durch Chromsäure aufweisen.

Elektrolyt wird durch ein flexibles Rohr 50 einem Be-

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hälter in Form einer Kappe 51 zugeführt, der den Elektrolyt nach unten durch die Perforationen 46 und um die Elektrode 45 in die poröse Hülle 48 lenkt. Die Kappe 51.wird teilweise durch das Rohr 50 und teilweise durch die Elektrode 45 gehalten. Die Kappe weist eine Übermaßöffnung 52 zur Ermöglichung der Bewegung der Spindel 42 auf. Die Elektrode 45 und die Spindel 42 rotieren nicht um ihre eigenen Achsen, sondern werden als Ganzes durch den Kopf 34 auf einer geschlossenen Kreisbahn bewegt» Eine Rotation der Elektrode 45 wird durch ein isoliertes elektrisches Kabel 53 verhindert, das mit der Elektrode 45 verbolzt ist und dieser elektrischen Strom zuführt. Das Kabel 53 wird mit dem Rohr 50 durch ein Band 5^ gehalten, das in einigen Windungen um das Rohr 50, das Kabel 53 und den Handgriff 27 des Bürstenwerkzeugs gewickelt ist. Das Band 54 ist flecibel, Reibungs- oder Maskierband zur Ermöglichung einer Bewegung der Elektrode 45 gegenüber dem Rest des Werkzeugs 13·

Im Betrieb kann der Motor 26 die ¥elle 33 mit z. B. etwa 700 bis etwa 2000 U/min antreiben, was von der Abmessung und/oder dem Umriß eines Werkstücks abhängt. Dies ergibt eine schnelle Bewegung der Elektrode 45 mit solcher Geschwindigkeit, daß die Hülle 48 mit der Frequenz der Bewegung der Elektrode nicht mitkommen kann, so daß ein Schlupf zwischen den beiden auftritt; das führt also zu einer Bewegung der Hülle 48 relativ zur Elektrode 45 aufgrund des Trägheitsmoments der Hülle, die mit Elektrolyt gesättigt ist, und ebenfalls aufgrund der Reibung zwischen der Hülle und dem Werkstück. Auch zeigt die Innenseite der Hülle 48 (die zur Elektrode 45 gewandt ist) nach der Benutzung mehr Abnutzung und Abrieb als die Außenseite der Hülle. Als z. B. die Welle 33 mit etwa 2000 U/min rotierte,

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wurde ein Punkt auf der Elektrode 45 in einer geschlossenen elliptischen Bewegungsbahn beobachtet, deren großer Durchmesser 6,35 mm und deren kleiner Durchmesser 4,76 mm betrug. Gleichzeitig beobachtete man, daß sich die Hülle 48 auf einer geschlossenen elliptischen Bahn bewegte, deren großer Durchmesser 4,76 mm und deren kleiner Durchmesser 3,175 mm betrug. Die Elektrode war quadratisch mit 63,5 mm Kantenlänge; so erwies sich die Amplitude der relativen Vibrationsbewegung zwischen der Hülle und der Elektrode als klein im Vergleich mit der Abmessung der Elektrode.

Der Elektrolyt wird mit einer Geschwindigkeit von z. B. 3,785 1 je 2 bis 5 Minuten für eine quadratische Elektrode von 63,5 mm Kantenlänge gepumpt. Ein Durchschnittsstrom von Elektrolyt zu dieser Elektrode ist 4,785 1 je 3 Minuten. Wenn der Elektrolyt aus dem Rohr 50 und der Kappe 51 strömt, erreicht er durch und um die plattenförmige Anode 45 herum sowie durch die Hülle 48 ein Werkstück und dann durch die Schwerkraft einen geeigneten Sammelbehälter, wie den Behälter 21 in Fig. 1 _r aus dem er wieder in Umlauf gebracht werden kann. Der Arbeiter bewegt das ganze Werkzeug relativ langsam, z. B. mit einer Geschwindigkeit von 76,2 bis 3O4,8 mm/sec,über eine zu plattierende Oberfläche hin.

Die Fig. 5 und 6 erläutern den Anodenteil des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 mit verschiedenen Arten von Hül-,len. In jeder Figur ist der lichte Abstand zwischen der Anode und der Hülle und zwischen den Teilen einer Hülle zum besseren Verständnis übertrieben. Gleiche Teile wie die in Fig. 2 tragen gleiche Bezugsziffern.

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Form der Hülle, die all-

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gemein mit 55 bezeichnet ist und einen Dreischicht- oder Sandwichaufbau aufweist. Eine Filzschicht 56 berührt die Oberfläche der Anode 45 und erstreckt sich längs deren Seiten nach oben. Eine gewebte oder ungewebte Stoffschicht berührt die Schicht 56 und erstreckt sich nach oben weiter längs der Behälterkappe 51 (wobei Öffnungen für das Rohr und das Kabel 53 freibleiben) bis zu einem Sammelpunkt an der Welle 33· Eine Gazeschicht oder Netzkappe 58 umfaßt sowohl die Stoffschicht 57 als auch die Filzschicht 56 und ist zusammen mit der Stoffschicht 57 um die Welle 33 durch einen Strang oder Faden 59 befestigt. Die Schichten 56, und 58 können aus irgendwelchen für die Abdeckung 48 gemäß Fig. 2 offenbarten Materialien bestehen. Die Filzschicht 56 ist dichter, jedoch dünner als die Stoffschicht 57. Die Gazeschicht oder Netzkappe 58 dient in erster Linie dem Halten und Zusammenhalten der Teile.

Bei dieser bevorzugten Art der Hülle haben die Filzschicht 56, die Stoffschicht 57 und die Netzkappe 58 vorzugsweise alle eine gewisse Beweglichkeit relativ zueinander, wobei der Betrag der Bewegung eines Teils relativ zum angrenzenden folgenden Teil in einer Richtung von der Elektrode 45 weg abnimmt. Die Kompressibilität der Hülle nach Fig. 5 ermöglicht weiter, daß sie auch als stoßdämpfendes Medium dient.

In Fig. 6 umfaßt die Hülle ein allgemein mit 61 bezeichnetes Polster aus Kunstharzmaterial mit Kanälen 62 zum Durchlassen des Elektrolyts. Jedes gegenüber dem Elektrolyt und der Elektrolytwirkung inerte Material läßt sich dazu verwenden. Vorzugsweise ist das Kunstharzmaterial ausreichend elastisch, so daß ein sich nach oben ,erstreckender

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zylindrischer Teil 62 in einem nach innen gewandten Rand 63 enden kann, der über die Behälterkappe 51 schnappt und das Polster lose an seiner Stelle hält. Geeignete Harze umfassen Polyamidharz, Polyvinylharze, wie z. B. Polyvinylchlorid und Polyvinylazetat, Polyäthylen, Polypropylen, Polyacrylatester und dergleichen. Auch Polyurethane können wegen ihrer Rauheit und Abriebbeständigkeit verwendet werden. Ein bevorzugtes Kunstharz ist Polytetrafluoräthylen (Teflon) wegen seines niedrigen Reibungskoeffizienten.

Das Werkstück kann anstelle der Anode in Vibration versetzt werden. Fig. 7 erläutert schematisch, wie sich das erreichen läßt. Das Werkzeug nach diesem Ausführungsbeispiel ist das gleiche, wie es in Fig. 1 gezeigt und im Zusammenhang damit beschrieben wurde, und daher werden in Fig. 7 für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. Ein Werkstück 65 ist geeignet an einem Vibrationstisch 66 durch Niederhalteklammern 67, die mit dem Tisch durch Bolzen fest verbunden sind, oder durch andere Mittel, wie z. B. ein magnetisches Spannfutter, befestigt. Das Werkstück 65 ist bei 68 geerdet. Ein allgemein mit 70 bezeichneter Rahmen trägt in bekannter Weise den Tisch 66 über federnde Mittel, wie z. B. Federn 71. Ein üblicher elektrischer oder pneumatischer Vibrator 72 bekannter Bauart ist mit dem Boden des Tisches 66 verbunden. Wenn der Elektrolyt durch das Rohr 12, die Anode 14 und die Hülle 16 zum Werkstück 6^ strömt, wird die Hülle gegenüber sowohl der Anode 14 als auch dem Werkstück 65 in Vibration versetzt.

Fig. 8 erläutert eine weitere Ausführungsart der Erfindung, nach der man die Anode vibrieren läßt. Ein Motor 73 versetzt eine Welle 7k mit einem daran befestigten exzentrischen Gewicht 75 in Rotation. Der Motor 73 kann elek-

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trisch betrieben werden, doch zieht man ©inen pneumatisch betriebenen Motor als Sicherheitsmaßnahme für das Betriebspersonal vor. Ein Querzapfen 79 hält einen verjüngten Halsteil einer rohrförmigen Kupplung 76 an der Welle 7^ fest, wobei die Kupplung eine nach unten geöffnete Muffe 77 aufweist. Ein Kugellager mit einer äußeren Laufbahn 78 ist im Preßsitz in der Muffe 77 angeordnet und wird weiter durch einen Rückhaltering 80 an seiner Stelle gehalten, der zu einer inneren Nut in der Muffe passend ausgebildet ist. Die innere Laufbahn 81 des Kugellagers ist im Preßsitz um den verjüngten Endteil einer Spindel 82 angebracht, die geeignet an einer Anode 83 mit Perforationen 8k befestigt ist. Die Spindel 82 und die Anode 83 können in einer ähnlichen Weise wie die Spindel hZ und die Anode 45 in Fig. miteinander verbunden sein. Die Anode 83 hat eine poröse, dielektrische Hülle 85 und wird elektrisch positiv durch ein Kabel 86 gespeist, das mit der Anode verbolzt und an eine Gleichstromquelle 87 angeschlossen ist. Ein Rohr 88 führt Elektrolyt zu einer Behälterkappe 90, die den Elektrolyt nach unten durch und um die Anode 83 in die Hülle 85 und auf ein Werkstück 9I lenkt, das bei 92 geerdet ist.

Im Betrieb bewirkt das exzentrische Gewicht 75 eine Vibration der rotierenden Welle lh in einer Umlaufbahnart, welche Vibration auf die Spindel 82 übertragen wird. Die Spindel kann relativ zur Welle 74 frei rotieren und ist an einer Eigenrotation durch das Kabel 86 gehindert. Die schnelle Bewegung der Welle 74 bewirkt eine Relativbewegung der Hülle 85 gegenüber der Anode 83 und führt zu einem schnellen Reiben an der Anode 83 und in Berührung mit dem Werkstück 91 auch an diesem.

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Elektrolytlösungen bilden keinen Bestandteil der Erfindung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich zum Plattieren jedes Metalles verwenden, wofür es eine Bürstenelektroplattierlösung gibt, z. B. Kupfer, Nickel, Chrom, Kobalt, Silber, Gold, Zink, Zinn, Blei, Eisen, Platin, Antimon und dergleichen. Die Vorrichtung läßt sich ebenfalls zum elektrolytischen Reinigen, Ablösen bzw. Abstreifen und dergleichen verwenden, wobei die Werkzeugelektrode dann die Kathode und das Werkstück die Anode ist. Die Anode kann gegenüber dem Elektrolytangriff entweder löslich oder unlöslich sein. Lösliche Anoden aus Nickel, Kupfer, Kadmium, Silber und Gold können verwendet werden. Unlösliche Anoden umfassen Titan oder Tantal mit einem Überzug aus Platin oder Rhodium und Blei zum Chromplattieren.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern. Mit Teilen sind Gewichtsteile gemeint.

Beispiel 1

Eine Stahlplatte wurde zum Elektroplattieren durch Entfetten der beschädigten Zone mittels Väschens mit einer Lösung aus Natriumhydroxid vorbereitet und anschließend, wie bekannt, elektrolytisch gereinigt und aktiviert. Eine Kupferelektrolytlösung aus:

Kupfersulfat 907,2 g

Schwefelsäure 226,8 - 283,5 g

Wasser zum Auffüllen bis auf 3,785 1

wurde anfänglich mit einem Standardbürstenwerkzeug, d. h.

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einem Werkzeug verwendet, bei dem keine Stoffhülle relativ zu einer Anode wie nach der Erfindung bewegt wird. Bei etwa k Volt und 10 Ampere lief der Betrieb des Standardbürstenwerkzeugs glatt und störungsfrei» Nach 5 Minuten wurde das Elektroplattieren unterbrochen, und die kupferplattierte Zone wurde leicht mit einer Sandscheibe mit hOO Körnern pro Flächeneinheit poliert. Die Kupferplattierschicht wurde schnell durchdrungen, und nacktes Metall lag frei, was zeigte, daß nur eine extrem dünne Kupferplattierung niedergeschlagen war. Diese Kupferplattierung würde einen geringen Widerstand gegenüber Rosten und Korrosion gegeben haben.

Es wurde mit der gleichen Kupferelektrolytlösung und dem gleichen Standardbürstenwerkzeug ein Elektroplattiervorgang mit erhöhten Spannungen und Stromstärken durchgeführt. Sobald die Spannung auf etwa 7,5 bis 10 Volt und die Stromstärke auf etwa 35 Ampere stiegen, ergaben sich beträchtliche Branderscheinungen. Auf der Stahlplatte trat eine dunkelbraune Schmierschicht auf, die sich einfach abwischen ließ, was zeigte, daß das Kupfer nicht am Stahl festhaftete.

Mit der gleichen Kupferelektrolytlösung wurde nun das Werkzeug nach Fig. 2 verwendet, wobei der Arbeiter das Werkzeug über die zu plattierende Oberfläche hin führte. Die Spannung und Stromstärke wurden bei diesem Werkzeug erhöht, bis 20 Volt und 50 Ampere erreicht wurden, was die Grenzwerte für die verwendete Gleichrichteranlage bedeutete. Der Plattiervorgang ging ohne Branderscheinungen vor sich. Es gab auch kein Anzeichen, daß nicht auch noch größere Spannungen und Stromstärken hätten verwendet werden können. Dieser Plattiervorgang dauerte 5 Minuten. Die plat-

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tierte Fläche wurde dann mit einer Sandscheibe von 150 Körnern je Flächeneinheit poliert, d. h, also einem rauheren Vorgang als mit einer Scheibe mit JfOO Körnern je Flächeneinheit ausgesetzt. Nach 30 Sekunden ergab sich noch kein Durchdringen der Kupferplattierung.

Beispiel 2

Eine Nickelelektrolytlösung wurde verwendet, die folgende Zusammensetzung hattes

Nickelsulfat 1247,4 g

Nickelchlorid 170,1 g

Borsäure 141,7 g

Wasser zum Auffüllen bis 3,785 1

Kerblinien, Kratzer und Löcher wurden absichtlich in der zu plattierenden Fläche der Stahlplatte des Beispiels 1 angebracht. Das Werkzeug nach Fig. 2 wurde verwendet, und dann wurde Elektrolyt mit einer Geschwindigkeit von etwa 31785 je 3 Minuten zum Werkzeug gepumpt. Man erhöhte die Spannungen und Stromstärken am Werkzeug, bis die Grenze der Anlage, nämlich 20 Volt und 50 Ampere, erreicht war. Der Plattiervorgang dauerte 5 Minuten.

Die Kerblinien, Kratzer und Löcher waren ausgefüllt und konnten auch nach einer Endbearbeitung durch Polieren nicht gesehen werden. Die niedergeschlagene Metallschicht war so dick, daß selbst nach Entfernen eines Teils dieser Schicht durch Polieren die ursprünglichen Kratzer, Kerblinien und Löcher noch mit Metallniederschlag ausgefüllt

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300	g
1,25	e
15	S
5	S
^o	e

waren. Aus diesem Grund braucht ein Arbeiter beim Poliervorgang längst nicht so vorsichtig aus Furcht zu sein, etwa die ganze Nickelplattierung zu beseitigen.

Beispiel 3

Es wurde eine Chromelektrolytlösung folgender Zusammensetzung verwendet:

Chromsäure Schwefelsäure Trichloressigsäure Dreiwertiges Chrom

(wie z. B. aus Chromsulfat) Natriumhydroxid

Wasser zum Auffüllen bis auf 1 Liter.

Als das Werkzeug nach Fig. 2 mit einer anderen Gleichrichteranlage verwendet wurde, erhielt man eine ausgezeichnete Chromplattierung auf einer Fläche einer Stahlplatte, selbst wenn die Spannung und die Stromstärke bis auf 18 Volt bzw. 90 Ampere angehoben wurden. Chrom wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,381 mm/h niedergeschlagen. Wenn ein Standardhandbürstenwerkzeug mit dieser Lösung bei 12,5 Volt und 35 Ampere auf der gleichen Fläche verwendet wurde, erhielt man eine Chromplattierung mit einer Geschwindigkeit von nur 0,051 mm/h.

Obwohl die Erfindung durch eine Theorie nicht begrenzt werden soll, ist zu postulieren, daß die erhöhte Niederschlagsgeschwindigkeit, die man erfindungsgemäß erhält, we-

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nigstens teilweise wegen der Erneuerung des Elektrolyten in dem Film der Anodenoberfläche mit viel höherer Geschwindigkeit als beim normalen Bürstenplattieren möglich ist. Bei Gegenwart von Elektrolyt entfernt der Schlupf der Hülle relativ zur Anode mit einer daraus resultierenden Reibung der Anode und auch des kathodischen Werkstücks, wenn die Hülle dieses während eines Plattiervorganges berührt, die unerwünschten Produkte der Elektrolyse und vermeidet eine Passivierung und Polarisierung der Anode und Kathode. Das Reiben entfernt physikalisch Gase und unerwünschte Verunreinigungen, Niederschläge und verbrauchten Elektrolyt von der Anode und ebenso von der zu plattierenden Oberfläche.

Das Reiben mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit sichert, daß die elektrolytische Wirkung auf Oberflächen stattfindet, die in einem sauberen Zustand und im wesentlichen frei von Gas gehalten werden. Auch wird ständig frischer Elektrolyt zugeführt.

Die Relativbewegung einer Hülle gegenüber der Anodenplatte und vorzugsweise ebenso gegenüber dem kathodischen Werkstück ermöglicht die Erzeugung einer gleichmäßigen Abscheidung hoher Qualität mit wesentlich höheren Geschwindigkeiten als denen, die bisher beim Bürstenplattieren möglich waren.

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Claims

Patentansprüche

1. Bürstenelektroplattiervorrichtung mit einer Elektrode mit einer porösen, dielektrischen Hülle, die im Betrieb mit dem Elektrolyt befeuchtet und auf der Oberfläche des Werkstücks reibend bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (16, 48, 55, 61, 85) zu einer Relativbewegung gegenüber der Elektrode (i4, 45, 83) montiert ist, um kontinuierlich durch die Elektrode an dieser reibend bewegt zu werden, wenn die Elektrode als ganze relativ zum Werkstück (17, 65, 9i) bewegt wird.

2« Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Vibrationsantrieb (26, 72, 73) zum Erzeugen einer relativen Vibrationsbewegung (vorzugsweise mit einigen hundert Vibrationen je Minute) zwischen der Elektrode (45, 14, 83) und dem Werkstück (17> 65, 91 ) und damit der Reibbewegung infolge der Relativbewegung zwischen der Hülle (16, 48, 55, 61, 85) und der Elektrode.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Bewegung der Hülle (16, 48, 55, 61, 85) relativ zur Elektrode (45, 14, 83) im Vergleich mit den Abmessungen der Elektrode in der Ebene dieser Bewegung klein ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsbewegungen einer geschlossenen Umlaufbahn folgen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da-

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durch gekennzeichnet, daß die Elektrode (45, 83) Perforationen (46, 84) aufweist und den Bode; einer Behälterkammer bildet, die von einer über der Elektrode montierten Kappe (51, 90) umfaßt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus Stoff (48, 85) vorzugsweise aus Polyesterfasern besteht, der lose um die Elektrode (45, 83) gewickelt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (55) aus einer inneren Filzschicht (56) in Berührung mit der Elektrode (45), einer Stoffschicht (57) über der Filzschicht und einer äußeren Gazedeckschicht (58) besteht.

8. Verfahren zum Bürstenelektroplattieren, bei dem eine Anode mit einer Hülle aus porösem, dielektrischem Material über ein kathodisches Werkstück hin in Gegenwart eines die Hülle tränkenden Elektrolyts bewegt wird, dadurch gekennzeichnet , daß man eine Relativbewegung der Hülle gegenüber der Anode und ein Reiben an der Anode gleichzeitig mit einer Relativbewegung der Anode gegenüber dem Werkstück hervorruft.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle zusätzlich zu ihrer allgemeinen Bewegung über dem Werkstück mit der Anode ähnlich bewegt wird, um auf dem Werkstück zu reiben.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9.» dadurch gekennzeichnet, daß man die Hülle sich relativ zur Anode mit einer Umlaufbahnvibrationsbewegung einer Frequenz von mindestens einigen hundert Vibrationen je Minute bewegen läßt.

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