DE2522926C3 - Process for the continuous electroplating of elongated aluminum material - Google Patents
Process for the continuous electroplating of elongated aluminum materialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Galvanisieren von langgestrecktem Aluminiummaterial, wie Bänder, Stäbe oder Drähte.The invention relates to a method for the continuous electroplating of elongated aluminum material, like ribbons, rods or wires.
Aus der GB-PS 440608 ist es bekannt. Aluminium für das galvanische Abscheiden von Metall in einer Phosphorsäurelösung vorzubehandeln. Im Anschluß an diese anodische Vorbehandlung erfolgt dann die eigentliche Galvanisierung. In der GB-PS 440608 wird ausdrücklich empfohlen, die anodische Vorbehandlung in einem Phosphorsäue enthaltenden Elektrolyten vorzunehmen, der frei von Sulfationen ist. Weiterhin ist aus der DT-PS 825 193 für die Herstellung von Mehrschichtenblechen aus Aluminium bekannt, das Grundblech vorher in konzentrierte Salpetersäure zu tauchen und dann eine anodische Behandlung in Phosphorsäure vorzunehmen.It is known from GB-PS 440608. Aluminum for the electrodeposition of metal in one Pre-treat phosphoric acid solution. Following this anodic pretreatment, the actual electroplating. GB-PS 440608 expressly recommends anodic pretreatment in an electrolyte containing phosphoric acid that is free of sulfate ions. Furthermore, from DT-PS 825 193 for the production known from multilayer sheets made of aluminum, the base sheet previously in concentrated nitric acid to dive and then to have an anodic treatment in phosphoric acid.
Aufgabe der Erfindung ist es, für die anodische Vorbehandlung eines langgestreckten Aluminiummaterials, welches kontinuierlich galvanisiert werden soll, ein Verfahren aufzuzeigen, bei dem durch die anodische Vorbehandlung Aluminiumoxid bei hohen Stromdichten und innerhalb kurzer Zeiten aufgelöst werden kann.The object of the invention is, for the anodic pretreatment of an elongated aluminum material, which is to be galvanized continuously to demonstrate a process in which the Anodic pretreatment aluminum oxide dissolved at high current densities and within a short period of time can be.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Maßnahmen. This problem is solved by the measures contained in the characterizing part of claim 1.
Die Schaltung eines galvanisch zu überziehenden Metalls als Mittelleiter ist an sich bekannt, z. B. aus US-PS 1517910.The circuit of a metal to be galvanically coated as a center conductor is known per se, e.g. B. off U.S. Patent 1517910.
Die Konzentration des für die anodische Vorbehandlung verwendeten Bades an Phosphorsäure beträgt 20 bis 50%, beispielsweise 37%, und K) bis 25%. H2SO4, beispielsweise 18% H2SO4. Eine Badtemperatur von 80 bis 95° C reicht im allgemeinen aus, und bei einer Stromdichte von K)O A/dm2 ist die Vorbehandlung in etwa 5 bis 6 Sekunden beendet. Höhere Badtemperaturen können angewendet werden, beispielsweise bis zum Siedepunkt des Bades.The concentration of phosphoric acid used for the anodic pretreatment is 20 to 50%, for example 37%, and K) to 25%. H 2 SO 4 , for example 18% H 2 SO 4 . A bath temperature of 80 to 95 ° C. is generally sufficient, and at a current density of K) OA / dm 2 , the pretreatment is completed in about 5 to 6 seconds. Higher bath temperatures can be used, for example up to the boiling point of the bath.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren liegt das Aluminiummaterial als Mittelleiter in dem, anouischen "> Vorbehandlungsbad vor. Das heilit, daß im Metallabscheidungsbad Anoden und in dem Vorbehandlungsbad Kathoden vorliegen, die an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind. Es ist dabei nicht erforderlich, Gleit- oder Rollkontakte zwischen dem ίο Aluminiummaterial und der elektrischen Stromquelle zu verwenden, und die Nachteile, die auf Grund von Korrosion bei den bekannten Verfahren des Standes der Technik auftraten, bei denen solche Gleit- oder Rollkontakte zwischen dem Aluminiummaterial und i) einer elektrischen Stromquelle erforderlich waren, fallen fort.In the method according to the invention, the aluminum material is located as the central conductor in the anouic "> Pre-treatment bath. That cures that in the metal deposition bath Anodes and cathodes in the pretreatment bath, which are connected to a direct current source are connected. It is not necessary to have sliding or rolling contacts between the ίο aluminum material and the electric power source to use, and the disadvantages due to Corrosion occurred in the known methods of the prior art, in which such sliding or Rolling contacts were required between the aluminum material and i) an electrical power source, fall away.
Nach der anodischen Behandlung kann zusätzlichAfter the anodic treatment can be added
eine chemische Behandlung in einer wäßrigen Lösung einer starken Mineralsäure vorgenommen werden.a chemical treatment in an aqueous solution a strong mineral acid.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, nach der anodischen Behandlung zusätzlich eine Zinkat- oder Stannatbehandlung vorzunehmen. Nach einer bevorzugtenIt can also be advantageous to additionally perform a zincate or stannate treatment after the anodic treatment to undertake. According to a preferred
Ausführungsform wird vor der Entschicht galvanisch eine Bronzevorschicht aufgebracht, wobei an dieEmbodiment, a bronze pre-coat is applied by electroplating prior to the stripping, with the
r> Anoden an beiden Bädern das gleiche Potential geigt wird. Dabei werden die Elektroden im Bad für den Bronzeniederschlag und die Metallabscheidung mit dem positiven Anschluß einer Stromquelle und eine Elektrode in dem heißen Säurebad mit dem negativenr> anodes at both baths showed the same potential will. The electrodes in the bath for the bronze deposit and the metal deposition are also used the positive connection of a power source and an electrode in the hot acid bath with the negative
in Anschluß der Stromquelle verbunden.connected in port of the power source.
Eine Verzinkung kann beispielsweise unter Verwendung folgender Badzusammensetzung durchgeführt werden:Galvanizing can be carried out using the following bath composition, for example will:
40 g/l ZnSO4 7 H1O
r, 106 g/l NaOH40 g / l ZnSO 4 7 H 1 O
r, 106 g / l NaOH
40 g/l KHC4H4O,,,40 g / l KHC 4 H 4 O ,,,
wobei noch 10 g/l KCN zugefügt werden können. Dabei
ist eine Badtemperatur von 40° C und eine Verweilzeit von 2 Sekunden ausreichend.
Wird eine Verzinnung vorgenommen, so kann diese mit einem ßad aus10 g / l KCN can also be added. A bath temperature of 40 ° C. and a residence time of 2 seconds are sufficient.
If tinning is carried out, this can be done with a ßad
50 g/l K2SnO,-3 H2O50 g / l K 2 SnO, -3 H 2 O
1,5 g/l H1BO1'1.5 g / l H 1 BO 1 '
erfolgen, wobei eine Verweilzeit von 2 Sekunden und 4-, eine Badtemperatur von 45° C zweckmäßig ist.take place, with a residence time of 2 seconds and 4 -, a bath temperature of 45 ° C is appropriate.
Für das Aufbringen einer Bronzevorschicht wendet man vorzugsweise ein wäßriges Bad folgender Zusammensetzung an:An aqueous bath of the following composition is preferably used to apply a bronze preliminary layer at:
140 g/l K2SnO3-3 H2O
w 36,5 g/l CuCn
75,5 g/l KCN
7,5 g/l KOH.140 g / l K 2 SnO 3 -3 H 2 O
w 36.5 g / l CuCn
75.5 g / l KCN
7.5 g / l KOH.
Dabei ist eine Temperatur von 40° C und eine Verweilzeit von 2 bis 3 Sekunden bei einer Stromdichte υ, von 20 bis 35 A/dm2 ausreichend.A temperature of 40 ° C. and a dwell time of 2 to 3 seconds at a current density υ of 20 to 35 A / dm 2 are sufficient.
Das kontinuierliche Galvanisieren kann zweckmäßig mit hohen Stromdichten in der Größenordnung von 70 bis 80 A/dm: im Galvanisierungsbad vorgenommen werden, wenn das Bad gerührt wird. Dies b0 kann man durch ein Bewegen des Ahiminiummaterials bezwecken, z. B. indem das Material durch einen zentral im Bad angeordneten Ring bewegt und der Ring zum Schwingen gebracht wird. Der Ring kann aus Polytetrafluoräthylen bestehen und an einem exb5 zentrisch zur Antriebswelle eines Elektromotors angebrachten Arm angeordnet sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Aluminiummaterial mit einer Frequenz von 5 bis 15 Zyklen pro Sekunde bewegt wird.Continuous electroplating can expediently be carried out with high current densities of the order of 70 to 80 A / dm : in the electroplating bath when the bath is stirred. This b0 can be done by moving the Ahiminiummaterials, z. B. by moving the material through a ring located centrally in the bath and causing the ring to vibrate. The ring can consist of polytetrafluoroethylene and be arranged on an arm which is attached ex b5 centrally to the drive shaft of an electric motor. It is advantageous if the aluminum material is moved at a frequency of 5 to 15 cycles per second.
Fig. 1 und 2 zeigen schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und1 and 2 schematically show an apparatus for carrying out the method according to the invention, and
Fig. 3 eine Form einer Vorrichtung, um dJ.s Aluminiummateria! im Metallabscheidungshad in Schwingung zu versetzen.Fig. 3 shows a form of a device to d J .s aluminum materia! to vibrate in the metal deposition.
Fig. I zeigt das Flüssigkontaktprinzi;,. das einfach gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann. Es sind drei Bäder vorhanden, die jeweils eine entsprechende Lösung enthalten, und das Aluminiummaterial S bewegt sich durch sie in Richtung des Pfeiles. Im ersten (am weitesten links gelegenen) Bad 10 findet das elektrolytische Reinigen des Aluminiummaterials statt, im zweiten Bad 11 wird das Aluminiummaterial nicht-;lektrolytisch mit einem Konditionierer behandelt, während die Metallabscheidung im dritten Bad 12 durchgeführt wird. Das Bad 11 zum Konditionieren kann beim Abscheiden bestimmter Metalle, welche mit reinem Aluminium kompatibel sind, d. h. direkt überzogen werden können, weggelassen werden. Zink kann auf diese Weise auf Aluminium abgeschieden werden.Fig. I shows the liquid contact principle; which can be easily applied in accordance with the present invention. There are three baths, each containing a corresponding solution, and the aluminum material S moves through them in the direction of the arrow. The electrolytic cleaning of the aluminum material takes place in the first (furthest left) bath 10, in the second bath 11 the aluminum material is treated electrolytically with a conditioner, while the metal deposition is carried out in the third bath 12. The bath 11 for conditioning can be omitted when depositing certain metals which are compatible with pure aluminum, ie which can be coated directly. In this way, zinc can be deposited on aluminum.
In dem ersten und dritten Had sind entsprechende Elektroden 13 und 14 angeordnet, die entsprechend mit dem negativen und positiven Anschluß einer Stromquelle verbunden sind. Im Betrieb fließt Strom von der Stromquelle von der Elektrode 14, der Anode, durch die Lösung zum Aluminiummaterial im Bad 12, welches daher die Kathode ist. Der Strom fließt dann durch das Aluniiniummaterial zum Bad 10, verläßt das Aluminiummaterial und fließt zur Elektrode 13 und dann zur Stromquelle. Im Bad 10 ist das Aluminiummaterial anodisch und die Elektrode kathodisch. Die Elektrode 13 kann aus Blei. Graphit oder rostfreiem Stahl sein.Corresponding electrodes 13 and 14 are arranged in the first and third had, which correspond to are connected to the negative and positive terminals of a power source. Electricity flows during operation from the power source from the electrode 14, the anode, through the solution to the aluminum material in the Bath 12, which is therefore the cathode. The current then flows through the aluminum material to the bath 10, leaves the aluminum material and flows to electrode 13 and then to the power source. In the bathroom 10 the aluminum material is anodic and the electrode is cathodic. The electrode 13 can be made of lead. Be graphite or stainless steel.
Fig. 2 zeigt die Anwendung des Flüssigkontaklprinzips in Verbindung mit einem weiteren Abschcidungsschritt. Gleiche Teile haben gleiche Bezugszahlen wie in Fig. 1, und es ist zu sehen, daß der einzige Unterschied gegenüber Fig. ! darin besteht, daß ein zweites Abscheidungsbad 20 vorgesehen ist. sowie eine entsprechende weitere Elektrode 21. die mit dem positiven Anschluß der Stromquelle verbunden ist.2 shows the application of the liquid contact principle in connection with a further deposition step. Like parts have like reference numerals as in Fig. 1, and it can be seen that the only one Difference from Fig.! is that a second deposition bath 20 is provided. as a corresponding further electrode 21. which is connected to the positive terminal of the power source.
F.ine Anordnung dieser Art würde verwendet werden, wenn das bevorzugte Verfahren gemäß der Erfindung das elektrolytische Reinigen in dem heißen Säurebad 10. das Verzinken oder Verzinnen im Bad 11, das Aufbringen eines Bronzeniederschlages im Bad 12 und die Metallabscheidung, insbesondere Zinnabscheidung, im Bad 20 umfaßt.An arrangement of this type would be used in the preferred method according to the invention electrolytic cleaning in the hot acid bath 10. galvanizing or tinning in the bath 11, the application of a bronze deposit in the bath 12 and the metal deposition, in particular Tin deposition, included in the bath 20.
Fig. 3 zeigt schließlich schemalisch ein Verfahren, das Aluminiummaterial im Metallabscheidungsbad zu schütteln. Das Aluminiummaterial S läuft durch einen Ring 30, der zweckmäßig aus Polytetrafluoräthylen besteht und an einem Ende eines Armes 31 befestigt ist, der in der Badwand bei 32 schwenkbar gelagert ist. Das andere Ende des Armes ist exzentrisch auf einer Scheibe 33 auf der Welle eines Antriebes, z. B. eines nicht dargestellten Elektromotors, angeordnet. Der Ring 30 ist zweckmäßig auf dem halben Wege im Bad angeordnet, und es hat sich herausgesteiit, daß Schwingungen mit einer Amplitude von ungefähr 10 bis 15 mm bei einer Frequenz von Kl Zyklen/s die Stromdichte stark erhöhen, die im Plattierungsbad angewandt werden kann. Wenn der Draht nicht auf diese Weise in Schwingung versetzt wird oder wenn die Lösung im Bad nicht geschüttelt wird, wäre eine längere Abscheidungszeit erforderlich, die durch ein längeres Bad oder eine geringere Materialgeschwindigkeit erreicht wird.Finally, FIG. 3 schematically shows a method of shaking the aluminum material in the metal deposition bath. The aluminum material S runs through a ring 30, which is suitably made of polytetrafluoroethylene and is attached to one end of an arm 31 which is pivotably mounted at 32 in the bath wall. The other end of the arm is eccentric on a disk 33 on the shaft of a drive, e.g. B. an electric motor, not shown, arranged. The ring 30 is conveniently located halfway in the bath and it has been found that vibrations having an amplitude of about 10 to 15 mm at a frequency of 1 ½ cycles / sec greatly increase the current density which can be applied in the plating bath. If the wire is not vibrated in this way, or if the solution in the bath is not shaken, a longer deposition time would be required, which is achieved with a longer bath or slower material velocity.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
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