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Verfahren zur Herstellung von galvanischen Plattierungen auf Werkstücken
aus Aluminium und seinen Legierungen Es kommt häufig, besonders in der Elektrotechnik
vor, daß man Maschinenelemente aus Aluminium oder seinen Legierungen herstellt.
Dies ist hauptsächlich der Fall bei bewegten Massen, bei denen das Gewicht eine
Rolle spielt. Auch bei unbewegten Elementen, wie beispielsweise Sammelschienen,
geschieht dies, und zwar insbesondere wegen der verbesserten Wirtschaftlichkeit.
Dieser Verwendung des Aluminiums und seiner Legierungen stand bisher der relativ
hohe elektrische übergangswiderstand entgegen.
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Verbindet man beispielsweise zwei Sammelschienen aus Aluminium mit
Hilfe von Schrauben, Nieten o. dgl., so findet man an der Verbindungsstelle einen
Ohmschen Widerstand, der im Mittel goo . io-6/cm2 beträgt im Gegensatz von etwa
25 # io-6/cm2 bei Kupfer auf Kupfer. Würde man eine Kupferschiene mit einer
Aluminiumschiene in vorbeschriebener Weise zusammenklemmen, so würde der Widerstand
im Mittel 300 - 10-6i" cm2 betragen, also unverkennbar eine -Verbesserung. Nun könnte
man evtl. eine weitere Verbesserung erzielen, wenn man den Aluminiumstoß verkupfern
würde. Eingehende Versuche haben aber ergeben, daß in einem solchen Falle die notwendige
homogene Bindung zwischen den beiden Metallen fehlt. Auch beim Anlöten eines Kupferkabels
oder eines verkupferten Aluminiumkabels würde sich die gleiche Erscheinung einstellen.
Im Falle des Lötens kommt noch dazu, daß sich infolge der Löthitze die Kupferschicht
vom Muttermetall löst und es infolge der Atmosphärilien# einwirkung zu einer Elementbildung
kommt, wodurch die Lötung durch Korrosion zerstört wird.
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Diese -Schwierigkeiten beseitigt die vorliegende Erfindung dadurch,
daß auf den galvanisch zu plattierenden Gegenständen aus Aluminium eine Oxydschicht
von verschiedener bestimmter Dicke, und zwar Vorzugsweise durch anodische Oxydation
hergestellt wird. Diese Oxydschicht wird dann einer Atzung in der Weise unterworfen,
daß der Oxydfilm an den dünnen Schichten abgelöst wird. Der so vorbehandelte Gegenstand
wird dann in bekannter Weise galvanisch plattiert.
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Zur Herstellung der anodischen Oxydschicht werden Ströme verwendet
von einer derartig hohen Stromdichte, wie sie für die Herstellung anodischer Schichten
bisher nicht üblich waren. Anderseits wird mit ganz geringen Zeiten gearbeitet.
Natürlich sind sowohl Zeit und Stromverhältnisse von der, Formstärke und Zusammensetzung
des Metalles bzw. der Legierung in der üblichen Art und Weise abhängig.
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Während also die in normaler Weise hergestellte Oxydschicht glatt
und. einheitlich in der Stärke ist, so ist die vorliegende für
die
Verkupferung, Verzinküng usw..bestimmte zerklüftet, uneben, löcherig, was ja angestrebt
ist.
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In diesen Klüften, d. h. also stellenweise, ist nämlich das Muttermetall
nur mit einem hauchdünnen gleichen Film, der sich durch natürliche Oxydation gebildet
hat, versehen, und der nach Entfernung aus dem Bade weggeätzt wird, worauf das Werkstück
der bekannten galvanischen Verkupferung, Verzinkung usw. unterworfen wird. Durch
diese Vorbehandlung ist für den Strom ein vorzüglicher Durchgang geschaffen. Das
niederzuschlagende Metall füllt diese Poren ausgleichend aus, bis schließlich eine
glatte Oberfläche erzeugt ist, die direkt mit dem Muttermetall verbunden und mit
Hilfe der zerklüfteten Oxydschicht untrennbar mit demselben verankert ist.
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Die so behandelten Stöße werden nun miteinander verbunden. Eine Messung
an der Verbindungsstelle zeigt einen Widerstand -von 5o # xo--6/cma im Mittel, gleich,
ob die Reihenfolge Aluminium-Verkupferung-Verkupferung-Aluminium oder Aluininium-Verkupferung-Kupfer
ist und gleichviel, ob die Verbindung mit Befestigungsmaterial oder durch Löten
geschieht.
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Wie schon erwähnt, läßt sich dieses Verfahren nicht nur für Verkupfern,
sondern, auch für Verzinken usw. anwenden. Das Verfahren eignet sich auch für alle
solche Fälle; wo es auf eine innige Bindung zwischen Muttermetall und Plattierungsmetall
ankommt, aber das betreffende Werkstück nicht elektrischen Kontaktzwecken dient.
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Es ist bekannt, Aluminiumgegenstände, die einer Plattierung unterworfen
werden sollen; einem elektrolytischen Reinigungsverfahren zu unterwerfen, und zwar
zu dem Zwecke, die zu plattierenden Flächen zu desoxydieren, wie das ja überhaupt
als Vorbehandlung für elektrolytische Plattierungsverfahren gebräuchlich ist. Diesen
bekannten Verfahren gegenüber unterscheidet sich die Erfindung dadurch, daß ein
bestimmt gearteter Oxydüberzug erzeugt wird, der die Möglichkeit gibt, durch die
nachherige Ätzung eine, wie beschrieben, zerklüftete Oberfläche zu schaffen, die
die Verankerung und damit ein besseres Festhaften der Planierungsschicht ermöglicht.
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Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gegeben: Das
Aluminiumwerkstück wird zunächst sorgfältig entfettet und gereinigt. Darauf wird
das Blech mit Wasser schnell abgespült Hieran schließt sich nunmehr eine i bis 2
Minuten lange anodische Behandlung. Man wendet Gleich- oder Wechselstrom an, bei
6 cm Eleütrodenabstand, 6o Volt, 25 A/qdm und als Elektrolyt am besten eine .organische
Säure, z. B. 3 %ige Oxalsäure. Das mit einem dünnen Oxydüberzug versehene Metallstück
gelangt in eine Ätzlösung, die im Liter 23 g Soda und ¢5 g Natriumbikarbonat enthält
und auf 9o bis 95° C erhitzt ist. Es verbleibt darin io bis 2o Sekunden. Anschließend
wird kurz mit Wasser gewaschen und das Aluminiumwerkstück dann in das Verkupferungsbad
gebracht, nachdem der Stromkreis schon vorher geschlossen. war. Als Verkupferungsbad
verwendet man ein normales Cyankalibad. Bewährt hat sich auch eine reine io%ige
Kupfersulfatlösung.