DE3139641C2 - Galvanisches Bad zur Verwendung mit unlöslichen Anoden zur Abscheidung halbglänzender, duktiler und spannungsfreier Nickelüberzüge und Verfahren zu deren Abscheidung - Google Patents

Abstract

Galvanische Bäder zur Erzeugung halbglänzender, duktiler Nickelüberzüge niedriger Spannung in einem Galvanisierverfahren, bei dem unlösliche Anoden verwendet werden. Nickelsalze, wie z.B. Nickelsulfat und Nickelcitrat, können als Nickelmetall-Quelle verwendet werden. Spezifische organische Glanzmittel und Netzmittel werden in dem Bad verwendet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein galvanisches Bad zur Verwendung mit unlöslichen Anoden zur Abscheidung halbglänzender, duktiler und spannungsfreier Nikkeiüberzüge, das jeweils mindestens ein Nickelsalz, ein Leitsalz, ein organisches Glanzmittel und ein Netzmittel enthält, und ein Verfahren zur Abscheidung derartiger Nickelüberzüge.

Auf dem Gebiet der galvanischen Nickelsysteme ist es üblich, lösliche Anoden zu verwenden. Die Verwendung löslicher Anoden wurde vorgeschrieben, weil man bisher glaubte, daß organische Additive in dem Bad in Gegenwart unlöslicher Anoden abgebaut wurden. Ferner ist bekannt, daß die Spannung des Nickelüberzugs durch unlösliche Anoden ungünstig beeinflußt wird. Aus verschiedenen wirtschaftlichen Gründen wäre es aber außerordentlich erwünscht, unlösliche Anoden in einem System zur galvanischen Abscheidung von Nickel verwenden zu können, ohne daß Abbau der Additive oder Spannung in den Nickelüberzügen auftreten.

Als Beispiele für US-Patentschriften, die die galvanische Abscheidung von Nickel betreffen, seien genannt: 22 28 991:24 09 119; 24 09 120; 24 85 149 und 29 98 360. Gemäß diesen Patentschriften und eine übliche oder modifzierte sich verbrauchende Anode verwendet. Siehe z. B. US-PS 22 28 991, Seite 2, Spalte 2, Zeilen 53 bis 64.

Ein Bad, das zur Verwendung mit unlöslichen Anoden geeignet ist, ist das aus der DE-OS 22 15 738 bekannte, eingangs beschriebene Bad. Es enthält ein schwefelfreies Glanzmittelsystem aus 3-Hexin-2,5-diol und eine Verbindung aus der Gruppe Formaldehyd, Chloral und Bromal. In Verbindung mit diesem Glanzmittelsystem kann das Bad zusätzlich irgendein anionisches Netzmittel, einschließlich ein schwefelhaltiges enthalten. Als unlösliche Anoden werden typischerweise Bleianoden verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgleiches Bad zu schaffen, das nur eine Verbindung als Glanzmittel enthält und zu besseren Ergebnissen hinsichtlich Duktilität und niedriger Spannung der Überzüge führt. Darüber hinaus soll ein Verfahren zum Betreiben dieses Bades angegeben werden.

Die Aufgabe wird durch das Bad des Anspruchs 1 und das Verfahren des Anspruchs 3 gelöst Eine bevorzugte Ausführungsform des Bades nach Anspruch 1 ist im Anspruch 2 angegeben.

Das Bad kann mit hohen Stromdichten betrieben werden, um Nickelüberzüge zu erzeugen, die spannungsfrei sind. Als Werkstoff für die unlöslichen Anoden kann z. B. platiniertes Titan, platiniertes Tantal, platiniertes Niob sowie Platin verwendet werden. Außerdem können Titananoden, die einen Überzug gemischter Oxide, wie Rutheniumdioxid-Titandioxid-Überzüge haben, verwendet werden.

Das Bad kann folgende Zusammensetzung aufweisen:

Bestandteil

Konzentration
(g/l)

Nickelsalz
Leitsalz

o-Formylbenzolsulfonsäure
Kalium-Perfluoroalkylsulfonate

30bisl05(alsNi)
20 bis 100
0,25 bis 3,0
0,02 bis 0,2

Die bevorzugten Quellen für das Nickelmetall sind 2s Nickelsulfat, Nickelcitrat und Nickelcarbonat Diese Salze werden zweckmäßigerweise in einer Menge von 135 bis 470 g/l eingesetzt, um die gewünschte Nickelkonzentration zu erhalten.

Die Menge an Borsäure oder Zitronensäure als Leitsalz liegt im Bereich von 22,5 bis 45 g/l. Die Verwendung von Borsäure wird besonders bevorzugt.

Vorteilhafterweise wird der pH des Bades auf einen

Wert im Bereich von 2 bis 5, vorzugsweise 2,5 bis 4,5 eingestellt. Die Verbindungen, die zur pH-Wertcinstellung eingesetzt werden, schließen Nickelcarbonat, Schwefelsäure, Kaliumeitrat und Zitronensäure ein.

Das Bad wird bei Badtemperaturen im Bereich von 46 bis 57° C und bei Stromdichten von bis zu 107,64 A/dm², vorzugsweise im Bereich von 10,76 bis 64,59 A/dm² betrieben.

Die Erfindung wird nun anhand einer Ausführungsform veranschaulicht.

Beispiel

Es wurde ein galvanisches Bad mit folgenden Bestandteilen hergestellt:

Vor der Verwendung des Bades wurde ausreichend Nickelcarbonat zugegeben, um das Bad auf einen pH-Wert von 2,5 einzustellen. Das Bad wurde mit platinierten Titananoden zum Vernickeln von Werkslücken mit Kupferoberflächen bei einer Badtemperatur von 55°C und einer Stromdichte von 53,82 A/dm² verwendet. Der resultierende Nickelüberzug war halbglänzend und duktil. Weitere Analysen zeigten niedrige Spannung des Überzuges an. Während der Verwendung des Bades wurde praktisch kein Abbau organischer Additive festgestellt.

Bestandteil	Konzentration
	(g/l)
Nickelsulfat	75 (als Ni)
Borsäure	40
o-Formylbenzolsulfonsäure	1,5
Gemisch von	0,1
Kalium-Perfluoroalkylsulfonaten

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Galvanisches Bad zur Verwendung mit unlöslichen Anoden zur Abscheidung halbglänzender, duktiler und spannungsfreier Nickelüberzüge, das jeweils mindestens ein Nickelsalz, ein Leitsalz, ein organisches Glanzmittel und ein Netzmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es als Leitsalz Borsäure oder Zitronensäure, als Glanzmittel o-Formylbenzolsulfonsäure und als Netzmittel ein Gemisch von Kalium-Perfluoroalkylsulfonaten enthält.

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen pH-Wert im Bereich von 2,0 bis 5,0 hat.

3. Verfahren zur galvanischen Abscheidung halbglänzender, duktiler und spannungsfreier Nickelüberzüge unter Verwendung eines Bades nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad bei Stromdichten bis zu 107,64 A/dm² und Badtemperaturen im Bereich von 46 bis 57° C betrieben wird.