DE3147426C2

DE3147426C2 - Device for partial electroplating

Info

Publication number: DE3147426C2
Application number: DE19813147426
Authority: DE
Inventors: Shinji Hekinan Aichi Itakura; Keiichi Nagoya Aichi Kano; Tsutomu Nishio Aichi Onda
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1984-02-09
Also published as: DE3147426A1

Abstract

Eine Galvanisiervorrichtung zum Galvanisieren eines ringförmigen Werkstücks (25) umfaßt ein unteres Element (11) mit einem senkrechten Kanal (16), einer Auslaßöffnung (17) und einer oberen Öffnung am Kanal und einer Fläche (15) für das Werkstück um die obere Öffnung herum, ein am unteren Element lösbar angebrachtes oberes Element (12), mit einem zweiten senkrechten Kanal (27) mit einer Einlaßöffnung (28) und einer unteren Öffnung, die der oberen Öffnung zugewandt ist und einen größeren Durchmesser als diese hat, eine oberhalb des Innenrandabschnitts des Werkstücks angeordnete positive Elektrode (30), einen Steuermechanismus für die Stromverteilung von der positiven Elektrode zum Innenrandabschnitt und eine mit dem Werkstück verbundene negative Elektrode, wobei ein galvanisches Bad der Einlaßöffnung unter Druck zugeführt wird.An electroplating apparatus for electroplating an annular workpiece (25) comprises a lower member (11) having a vertical channel (16), an outlet opening (17) and an upper opening on the channel and a surface (15) for the workpiece around the upper opening , an upper element (12) releasably attached to the lower element, having a second vertical channel (27) with an inlet opening (28) and a lower opening facing and larger in diameter than the upper opening, one above the inner edge portion a positive electrode (30) disposed on the workpiece, a control mechanism for current distribution from the positive electrode to the inner peripheral portion, and a negative electrode connected to the workpiece, with an electroplating bath being supplied to the inlet port under pressure.

Description

4545

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum partiellen Galvanisieren des inneren Randbereichs von ringförmigen Werkstücken mit im Kreislauf geführtem Elektrolyten.The invention relates to a device for partially electroplating the inner edge area of ring-shaped workpieces with circulating electrolytes.

Es sind zahlreiche verschiedene Vorrichtungen zum Galvanisieren bekannt. Es hat sich jedoch gezeigt daß mit Hilfe der herkömmlichen Galvanisiervorrichtungen ein innerer Randbereich eines ringförmigen Werkstücks nicht mit gleichförmiger Dicke bei hoher Geschwindigkeit galvanisiert werden kann.Numerous different electroplating devices are known. However, it has been shown that an inner edge region of an annular workpiece with the aid of conventional electroplating devices cannot be plated with a uniform thickness at high speed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung zum partiellen Galvani- bo sieren derart auszubilden, daß der innere Randbereich eines ringförmigen Werkstücks mit gleichförmiger Dicke bei hoher Geschwindigkeit galvanisierbar ist.The invention is based on the object, the generic device for partial galvanizing bo Sieren form such that the inner edge portion of an annular workpiece having a uniform thickness at a high speed is electroplated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the device according to claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawings and will be described below explained in more detail It shows

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zum partiellen Galvanisieren; -■'■' ■'■Fig. 1 is a sectional view of a first embodiment a device for partial electroplating; - ■ '■' ■ '■

Fig.2 eine Draufsicht auf ein Unterteil der Vorrichtung gemäß F i g. 1; undFig.2 is a plan view of a lower part of the Device according to FIG. 1; and

F i g. 3 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum partiellen Galvanisieren. F i g. 3 shows a sectional illustration of a second embodiment of the device for partial electroplating.

Im folgenden wird zunächst auf die F i g. 1 und 2 eingegangen. Die darin dargestellte Galvanisiervorrichtung 10 weist ein Gehäuse 14 auf, zu dem ein Oberteil 12 und ein Unterteil 11 gehören. Das Oberteil 12 ist lösbar mit dem Unterteil 11 verbunden. Für die Fluiddichtheit dieser Verbindung sorgt ein Dichtungselement 13.In the following, reference is first made to FIG. 1 and 2 received. The electroplating device shown therein 10 has a housing 14 to which an upper part 12 and a lower part 11 belong. The upper part 12 is detachable connected to the lower part 11. A sealing element 13 ensures the fluid-tightness of this connection.

Im Unterteil 11 sind ein senkrechter Kanal 16 und ein waagerechter Kanal 18 ausgebildet Der waagerechte Kanal 18 verläuft senkrecht zum senkrechten Kanal 16 und steht einerseits in Strömungsverbindung mit dem senkrechten Kanal 16 und andererseits mit einer Auslaßöffnung 17, die im Unterteil 11 ausgebildet istIn the lower part 11 are a vertical channel 16 and a horizontal channel 18 formed. The horizontal channel 18 runs perpendicular to the vertical channel 16 and is on the one hand in flow connection with the vertical channel 16 and on the other hand with a Outlet opening 17 which is formed in the lower part 11

Um die obere Kanalöffnung des senkrechten Kanals 16 herum ist eine konische bzw. kegelige Fläche 15 mit einer gewissen Neigung ausgebildet, so daß darauf ein zu galvanisierendes, ringförmiges Werkstück 25 angeordnet werden kann. Im Unterteil 11 sind ferner drei senkrechte Löcher 19,20 und 21 ausgebildet, die gleiche Winkelabstände in Umfangsrichtung haben. In die Löcher 19, 20 und 21 ist jeweils eine Kathode bzw. negative Elektrode 22 bzw. 23 bzw. 24 eingesetzt. Diese drei Elektroden bilden eine kathodische Stromzuführung, und die oberen Enden aller drei Elektroden 22,23 und 24 stehen etwas aus der kegeligen Fläche 15 vor, so daß sie das ringförmige Werkstück 25 abstützen. Die Elektroden 22, 23 und 24 sind elektrisch mit dem negativen Pol einer nicht dargestellten Stromquelle verbunden. Ein mittiges Loch 26 im ringförmigen Werkstück 25 ist über dem senkrechten Kanal 16 des Unterteils 11 angeordnetA conical or conical surface 15 is provided around the upper channel opening of the vertical channel 16 formed a certain inclination, so that an annular workpiece 25 to be electroplated is arranged thereon can be. In the lower part 11 three vertical holes 19, 20 and 21 are also formed, the same Have angular distances in the circumferential direction. A cathode or a cathode is inserted into each of the holes 19, 20 and 21. negative electrode 22 or 23 or 24 used. These three electrodes form a cathodic power supply, and the upper ends of all three electrodes 22, 23 and 24 protrude somewhat from the conical surface 15, see above that they support the annular workpiece 25. The electrodes 22, 23 and 24 are electrically connected to the connected negative pole of a power source, not shown. A central hole 26 in the annular Workpiece 25 is arranged above the vertical channel 16 of the lower part 11

Im Oberteil 12 ist ein senkrechter Kanal 27 ausgebildet der einen größeren Durchmesser als der senkrechte Kanal 16 im Unterteil 11 hat Ferner ist im Oberteil 12 ein waagerechter Kanal 29 ausgebildet der senkrecht zum senkrechten Kanal 27 verläuft und in Strömungsverbindung mit einer Einlaßöffnung 28 steht.In the upper part 12 a vertical channel 27 is formed which has a larger diameter than the vertical channel 16 in the lower part 11 is also in the Upper part 12, a horizontal channel 29 is formed which runs perpendicular to the vertical channel 27 and in Flow connection with an inlet port 28 is.

In den senkrechten Kanal 27 ist eine Anode 30 eingesetzt, die elektrisch an den positiven Pol der Stromquelle angeschlossen ist. Am unteren Ende der Anode 30 ist eine Stromblende 31 aus einem nichtleitenden Werkstoff so befestigt daß diese Stromblende 31 dem oberen inneren Randbereich des ringförmigen Werkstücks 25 zugewandt ist. Die Anode 30 ist in senkrechter Richtung verstellbar, so daß dadurch die Stromverteilung auf den oberen inneren Randbereich des ringförmigen Werkstücks gesteuert werden kann. Der Elektrolyt wird der Einlaßöffnung 28 kontinuierlich zugeführt und wird umgewälzt durch den Kanal 27, den Kanal 16, den Kanal 18 und die Auslaßöffnung 17.In the vertical channel 27, an anode 30 is inserted, which is electrically connected to the positive pole of the Power source is connected. At the lower end of the anode 30 is a power screen 31 made of one non-conductive material attached so that this flow screen 31 to the upper inner edge region of the annular workpiece 25 faces. The anode 30 is adjustable in the vertical direction, so that this controls the current distribution to the upper inner edge region of the annular workpiece can be. The electrolyte is continuously fed to the inlet port 28 and is circulated through the Channel 27, channel 16, channel 18 and outlet opening 17.

In F i g. 1 bezeichnen κ den Abstand zwischen dem Steuerelement 31 und dem ringförmigen Element 25 und S den zu galvanisierenden Bereich am ringförmigen Werkstück 25. Zum Nachweis der Wirkung der beschriebenen Galvanisiervorrichtung wurde ein Chromniederschlag erzeugt. Dieser Niederschlag auf dem oberen inneren Randbereich des ringförmigen Werkstücks 25 hat eine Dicke von 22 um und eineIn Fig. 1, κ denotes the distance between the control element 31 and the annular element 25 and S denotes the area to be electroplated on the annular workpiece 25. To demonstrate the effectiveness of the electroplating device described, a chromium deposit was generated. This deposit on the upper inner peripheral portion of the annular workpiece 25 has a thickness of 22 µm and one

Ringbreite von 10,5 mm. Die Versuchsbedingungen waren folgende:Ring width of 10.5 mm. The experimental conditions were the following:

Ringförmiges Werkstück (Membran)
Außenradius
Innenradius
DickeAnnular workpiece (membrane)
Outer radius
Inner radius
thickness

Zusammensetzung des Elektrolyten
Chromsäureanhydrid
Schweäelsäure
Natrium-SiliziumfluoridComposition of the electrolyte
Chromic anhydride
Sulfuric acid
Sodium silicon fluoride

Temperatur des ElektrolytenTemperature of the electrolyte

100 mm 43 mm 2mm100mm 43mm 2mm

200 g/l 1,5 g/l 5 g/l200 g / l 1.5 g / l 5 g / l

77°C Durchmesser der Stromblende
<x 77 ° C diameter of the power shield
<x

Speisegeschwindigkeit des unter
Druck stehenden ElektrolytenFeeding speed of the under
Electrolyte under pressure

StromdichteCurrent density

53 mm
10,5 mm53 mm
10.5 mm

1,8 m/s
400 A/dm² 1.8 m / s
400 A / dm ²

Wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 zeigt,As the embodiment according to Figure 3 shows,

ίο kann eine zylindrische Anode 130 in einem Abschnitt der Innenwand des Kanals 27 angeordnet sein. Zur Steuerung der Stromverteilung auf den oberen inneren Randbereich des ringförmigen Werkstücks 25 ist es möglich, den Durchmesser der Stromblende 31 und den Abstand zu verändern.ίο can have a cylindrical anode 130 in one section the inner wall of the channel 27 can be arranged. To control the power distribution on the upper inner Edge region of the annular workpiece 25, it is possible to measure the diameter of the flow screen 31 and the To change distance.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for partial electroplating of the inner edge area of ring-shaped workpieces (25) with circulating electrolytes, characterized by a with a vertical Channel (16) provided lower part (11), which at the upper channel opening a - surface (15) for Has receiving the workpiece to be electroplated, a detachable upper part (12), its vertical Channel (27) is coaxial with the channel of the lower part, but has a larger diameter has, an anode (30, 130) arranged above the workpiece, which at its the '5 The end face facing the workpiece is a current shield made of non-conductive material (31) having

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the flow screen (31) ^{is adjustable together with ^ 0 of} the anode (30) in the vertical direction

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the anode (130) is cylindrical and is arranged in a portion of the inner wall of the vertical channel (27) in the upper part

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cathodic Power supply from at least three rod-shaped electrodes (22, 23, 24) consists of something from the Surface (15) protrude on which the annular workpiece (25) is arranged.

5. Electroplating device according to claim 4, characterized in that the electrode (22, 23, 24) have the same angular distances from each other.

6. Electroplating device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the surface (15) is conical.

7. Electroplating device according to claim 6, characterized in that the conical surface (15) is slightly inclined.