DE2811596C2

DE2811596C2 - Verfahren zur Herstellung partiell galvanisierter Stifte

Info

Publication number: DE2811596C2
Application number: DE19782811596
Authority: DE
Inventors: Alexander Dr. 6454 Erlensee Weser
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1978-03-17
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1983-12-08
Also published as: DE2811596B1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung partiell galvanisierter Stifte, insbesondere zur Herstellung von auf der Kopffläche platinierter Zündkerzenmittelelektroden, durch galvani- so sehe Abscheidung von Platinmetallen aus einer Salzschmelze auf die nicht abgedeckten Kopfflächen der zu plattierenden Stifte.

Für Zündkerzenelektroden, insbesondere für die Mittelelektrode, wird ein Material benötigt, das einen hohen Schmelzpunkt und eine gute Leitfähigkeit für Elektrizität und Wärme besitzt. Außerdem muß es beständig gegen die Erosion durch den elektrischen Funken und hochtemperaturfest sein. Wichtig ist auch eine hohe Korrosionsfestigkeit gegen den Brennstoff und Brennstoffzusätze bei hohen Temperaturen. Diese Forderungen werden von Unedelmetallen nur sehr unvollständig erfüllt, so daß man insbesondere für hochwertige Zündkerzenelektroden schon frühzeitig Platinmetalle verwendete.

Wegen des teuren Edelmetalls war man darauf bedacht, die erforderliche Menge so gering wie möglich zu halten und sich auf die zündwesentlichen Oberflächenteile zu beschränken. Es ist bekannt, das Edelmetall in Form flacher Plättchen oder kleiner Stifte auf der Trägerelektrode aus Unedelmetall zu befestigen, vorzugsweise durch Schweißen. Der Verschweißvorgang ist jedoch aufwendig und bringt viele Schwierigkeiten in bezug auf die Güte der Schweißnaht mit sich. Außerdem ist der Materialeinsatz von Platin immer noch verhältnismäßig hoch.

Es war daher naheliegend, Versuche zur Abscheidung relativ dünner Schichten von Platin auf die Kopffläche von Elektrodenstiften durchzuführen, insbesondere auf galvanischem Wege, doch stand bisher kein Verfahren zur Verfügung, mit dem unter den Bedingungen des Einsatzes als Zündkerzenelektroden genügend haftfeste und dicke Schichten erhalten werden können.

Das Aufbringen genügend haftfester und dicker Platinmetallschichten auf Unedelmetallträgern ist erst neuerdings möglich geworden durch die Entwicklung von Salzbädern auf Cyanidgrundlage zur galvanischen Abscheidung der Platinmetalle. Bisher gibt es jedoch kein Verfahren mit dem es möglich ist, aus cyanidischen Salzschmelzen partielle MetaJIbeschichtungen auf den Kopfflächen von metallischen Stiften durchzuführen.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu finden, das es gestattet, durch galvanische Abscheidung von Platinmetallen aus einer Salzschmelze die Kopfflächen von Unedelmetallstiften partiell zu beschichten, so daß genügend haftfeste und dicke Platinschichten auf den Stiften entstehen, um für den Einsatz als Zündkerzenmittelelektroden brauchbar zu sein.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß, dadurch gelöst, daß die Stifte in entsprechende Bohrungen einer auf der Oberfläche passivierten Metallscheibe guter elektrischer Leitfähigkeit gesteckt, das eine Ende der Stifte durch Anlegen einer Metallplatte kontaktiert, die Kopfseite der Stifte mit einer guthaftenden , elektrisch nichtleitenden und gegen die Salzschmelze resistenten Paste abgedeckt und diese Paste an den zu beschichtenden Flächen auf dem Kopfteil der Stifte entfernt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können guthaftende Platinschichten von z, B. 50—80 μχη Stärke auf den Kopfflächen der Mittelelektrodenstifte abgeschieden werden, die vorzugsweise aus einer Eisennikkellegierung mit ca. 50% Nickel bestehen. Die Kopffläche hat dabei normalerweise einen Durchmesser von 1,5 mm. Als Material für die zu beschichtenden Stifte können jedoch alle Metalle Verwendung finden, die sich in der Salzschmelze beschichten lassen, wie z. B. Eisen, Nickel, Kupfer, Titan, Wolfram, Molybdän und deren Legierungen.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben:

Die beispielsweise etwa 10 mm langen und 2 mm dicken Stifte aus einer Eisennickellegierung werden nach herkömmlichen Methoden, z. B. mit Trichloräthylen entfettet und von anhaftenden Verunreinigungen befreit. Eine plattenförmige etwa 8 mm dicke Halterung aus beispielsweise Aluminium, die so mit etwa 2 mm starken Bohrungen versehen ist, daß möglichst viele Stifte eingeschoben werden können, wird in einer oxydierenden Schmelze passiviert. Neben Aluminium kommen für diese Halterungen auch andere gut leitfähige und passivierbare Metalle in Frage. Diese Passivierung hat zur Folge, daß keine Platinabscheidung auf dieser Halterung während der Elektrolyse erfolgt und der Elektrolysestrom nur über die zu beschichtenden Stifte fließt. Diese in beliebigen Abmessungen und Formen ausgebildete Halterung kann vielmals verwendet und bei Bedarf stets wieder erneut passiviert werden.

Nach dem Bestücken dieser Halterung mit den Stiften, wobei jeweils beide Stiftenden die Halterung überragen, wird eine Kontaktierungsplatte aus Kupfer oder Aluminium auf die eine Seite der Halterung geschraubt, so daß alle Stifte kontäktiert werden. Auf der anderen Seite der Halterung wird auf die Stiftenden und die Zwischenräume eine streichfähige Paste aufgebracht, die gut haftet, elektrisch nichtleitfähig und gegen die Salzschmelze resistent ist. Vorzugsweise verwendet man eine Paste, die neben normalen Verunreinigungen 80 bis 90% feines Siliziumdioxidpulver, Rest Wasserglas enthält. Diese Paste muß die aus der Halterung herausragenden Stifte vollständig bedekken. Danach wird die Paste eine bis zwei Stunden an der Luft bei 80 bis 120° C getrocknet.

Anschließend wird die getrocknete Paste so weit abgeschliffen, bis alle zu beschichtenden Kopfflächen

der Stifte metallisch blank vorliegen. Dieses Abschleifen bat den weiteren Vorteil, daß man eine für die Haftung der abzuscheidenden Platinschicht sehr günstige Oberflächenbeschaffenheit der Kopfflächen erreich,·.

Die Halterung samt Stiften und Koniaklplatte wird dann in die Beschichtungskammer der Abscheidevorrichtung eingeschleust und bei etwa 650⁰C in einer Ausheizkammer aufgeheizt In einer platinhaltigen Cyanidschmelze (70% NaCN, 30% KCN) wird dann bei einer Temperatur von ca. 540⁰C und einer Stromdichte von rund 20 mA/cm² das Platin abgeschieden. In

1,5 Stunden erreicht man dabei eine Schichtdicke von etwa 50 um.

Die Abbildung zeigt schematisch eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Stifte 1 stecken in den Bohrungen 2 einer Halterung 3 und werden mit einer verschraubten Kontaktplatte 4 rückseitig kontaktiert. Auf der Vorderseite der Halterung 3 befindet sich die Abdeckpaste 5, die nur die zu beschichtenden Kopfflächen 6 der Stifte 1 freiläßt Eine Platinabscheidung erfolgt nur auf diesen Kopfflächen 6.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung partiell galvanisierter Stifte, insbesondere zur Herstellung von auf der Kopffläche platzierter Zündkerzenmittelelektroden, durch galvanische Abscheidung von Platinmetallen aus einer Salzschmelze auf die nicht abgedeckten Kopfflächen der zu galvanisierenden Stifte, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte in entsprechende Bohrungen einer auf der Oberfläche passivierten Metallscheibe gesteckt, das eine Ende der Stifte durch Anlegen einer Metallplatte kontaktiert, die Kopfseite der Stifte mit einer guthaftenden, elektrisch nichtleitenden und gegen die Salzschmelze resistenten Paste abgedeckt und diese Paste an den zu beschichtenden Kopfflächen der Stifte entlernt wird und diese Kopfflächen galvanisch beschichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Paste aus 70 bis 95% Siliziumdioxidpulver, Rest Wasserglas, eingesetzt wird.

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