DE675527C

DE675527C - Process for the production of strong galvanic copper coatings on iron

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Publication number: DE675527C
Application number: DER93008D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-04-02
Filing date: 1935-04-03
Publication date: 1939-05-12

Description

Verfahren zur Erzeugung starker galvanischer Kupferüberzüge auf Eisen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung dichter, homogener und äußerst fest haftender galvanischer Kupferüberzüge von beliebiger Stärke, wenigstens jedoch von o, o i mm, auf Eisen.Process for producing strong galvanic copper coatings on iron The invention relates to a method for producing dense, homogeneous and extremely firmly adhering galvanic copper coatings of any thickness, but at least of o, o i mm, on iron.

Es ist bekannt, daß es zwar leicht gelingt, verhältnismäßig sehr dünne Kupferüberzüge, insbesondere aus cyanalkalischen Bädern, festhaftend auf Eisen aufzubringen, daß aber stärkere Überzüge, d. h. solche von mindestens o,oi mm und mehr, wie sie praktisch nur in saueren Bädern hergestellt werden können, nicht sehr fest haften, sondern einer stärkeren mechanischen oder thermischen Beanspruchung nicht standhalten, ohne sich ganz oder stellenweise vom Eisen abzulösen.It is known that it is easy to achieve, relatively very thin Applying copper coatings, in particular from cyan-alkaline baths, firmly to iron, but that thicker coatings, d. H. those of at least o, oi mm and more, like her can practically only be produced in acidic baths, do not adhere very firmly, but cannot withstand higher mechanical or thermal loads, without detaching from the iron completely or in places.

Da es ferner bekannt war, daß galvanische Niederschläge von Nickel, Kobalt, Zink, Zinn u. dgl. durch eine Wärmehehandlung fest mit Eisen zu verbinden sind, lag es nahe, eine solche Behandlung auch auf galvanische Kupferniederschläge anzuwenden. Diese thermische Nachbehandlung versagte aber bei einer galvanischen Kupferauflage, und zwar besonders dann, wenn diese eine Stärke von o,oi mm oder mehr aufwies, da solche dickeren Kupferschichten bei Anwendung von über 3oo° liegenden Temperaturen sich vom Eisen abheben. Man erklärte diese Erscheinung damit, daß die große Verschiedenheit der Ausdehnungskoeffizienten beider Metalle die feste Bindung miteinander nicht zuließe. Um stärkere, aus sauren Bädern hergestellte Kupferauflagen mit Eisen fest zu verbinden, wählte man daher zur Bindung der ganzen Auflage schwache Zwischenschichten von Nickel, Kobalt u. dgl.Since it was also known that galvanic deposits of nickel, To combine cobalt, zinc, tin and the like firmly with iron by heat treatment it was obvious that such a treatment should also apply to galvanic copper deposition apply. However, this thermal post-treatment failed in the case of a galvanic one Copper plating, especially if this has a thickness of o, oi mm or exhibited more, since thicker copper layers of this type were used when over 300 ° were used Temperatures stand out from iron. This phenomenon was explained by the fact that the great difference in the expansion coefficients of the two metals the firm bond not allow each other. About stronger copper layers made from acidic baths To bind firmly with iron, therefore, weak ones were chosen to bind the whole edition Interlayers of nickel, cobalt and the like.

Es wurde nun gefunden, daß die thermische Nachbehandlung auch bei galvanischen Kupferschichten von jeder Stärke anwendbar ist, wenn letztere in geeigneter Weise aufgebracht werden, indem man in folgender «'eise verfährt: Die von allen Unreinlichkeiten und Oxyden in üblicher Weise befreite Eisenoberfläche wird zunächst einer kurzen Starkbeizung, beispielsweise mit einer etwa z % Salpetersäure enthaltenden ioo/oigen Schwefelsäure, unterworfen. Eine solche Starkbeizung ist bereits für die mechanische Bearbeitung von Metallen zwecks Ersparung von Zwischenglühungen zur Aufrauhung der Oberfläche vor dem schmelzflüssigen Aufbringen hauchdünner Schichten von Blei, Zinn o. dgl. vorgeschlagen worden; im Gegensatz zu der Reinigungsbeize, bei welcher nur der Zunder und Unreinlichkeiten weggelöst werden, ein Angriff des Metalls selbst aber nach Möglichkeit vermieden wird, und wobei das gebeizte Werkstück eine blanke und glatte Oberfläche zeigt, findet bei der Starkbeizung ein starker Angriff der eisernen Oberfläche statt. Es wurde nun gefunden, daß die Wirkung der Starkbeizung nicht lediglich in einer Aufrauhung liegt, sondern daß anscheinend dadurch irgendeine Änderung der Oberflächenstruktur, vielleicht eine Freilegung : des kristallinen Gefüges, bewirkt wird. Denn eine Aufrauhung auf anderem, z. B. 'mechanischem Wege zeigt nicht die gleiche Wirkung, und mit einer solchen kann die Aufgabe der Erfindung nicht gelöst werden.It has now been found that the thermal aftertreatment also with Electroplated copper layers of any thickness can be used if the latter is suitable May be applied by proceeding in the following manner: that of all First of all, impurities and oxides are freed of the iron surface in the usual way a short strong pickling treatment, for example with one containing about z% nitric acid 100% sulfuric acid, subjected. Such a strong stain is already for the mechanical processing of metals for the purpose of saving intermediate annealing Roughening of the surface before the molten application of wafer-thin layers have been suggested by lead, tin or the like; in contrast to the cleaning stain, in which only the tinder and impurities are removed, an attack of the Metal itself is avoided if possible, and the pickled workpiece shows a bright and smooth surface, there is a strong one in the case of strong pickling Attack of the iron surface took place. It it has now been found that the effect of the strong stain is not just a roughening, but rather that this apparently caused some change in the surface structure, maybe an exposure: the crystalline structure, is effected. Because a roughening up other, e.g. B. 'mechanical way does not have the same effect, and with one such the object of the invention cannot be achieved.

Nach dieser Starkbeizung wird die Oberfläche durch gutes Spülen bzw. Abwaschen gereinigt und sofort in einem cyanalkalischen Kupferbade mit einem möglichst wasserstofffreien Niederschlag versehen, der zweckmäßig eine Stärke von wenigstens o,ooz5 mm vaufweisen soll. Die so erhaltene Kupferschicht wird dann in einem sauren Kupferbade bis zu der gewünschten Dicke verstärkt.After this strong staining, the surface is cleaned thoroughly by rinsing or Wash off cleaned and immediately in an alkaline cyanide copper bath with one possible provided hydrogen-free precipitate, which is expediently a strength of at least o, ooz5 mm v should have. The copper layer obtained in this way is then in an acidic Copper bath reinforced to the desired thickness.

Es hat sich gezeigt, daß eine wie vorbeschrieben aufgebrachte Kupferschicht einer Erwärmung auf Temperaturen über 30o° unterworfen werden kann, ohne daß eine Ablösung der Kupferschicht eintritt, und daß die homogene Bindung des Kupfers mit dem Eisen um so inniger und fester wird, je höher die Erwärmungstemperatur gewählt wird, wobei sich Temperaturen von 50o bis 60o° als zweckmäßig erwiesen haben. Die so erhaltene Kupferauflage verträgt jede Verformung durch Biegen, Drücken, Stanzen, Ziehen.usw.It has been shown that a copper layer applied as described above can be subjected to heating to temperatures above 30o ° without a Detachment of the copper layer occurs, and that the homogeneous bond of the copper with The higher the chosen heating temperature, the more intimate and solid the iron becomes is, with temperatures of 50o to 60o ° have proven to be useful. the The copper plating obtained in this way can withstand any deformation caused by bending, pressing, punching, Pulling, etc.

Die Kupferschicht kann durch andere galvanische Niederschläge weiter veredelt werden; die Veredelung kann unmittelbar im Anschluß an die saure Verkupferung erfolgen. Durch die schließliche thermische Behandlung binden dann auch auf dem Kupfer die möglichst wasserstofffreien abgeschiedenen Veredelungsschichten, wie Nickel, Kobalt, Zinn, Silber u. dgl., sehr gut ab und ver-,teinigen sich fest miteinander.The copper layer can be continued by other galvanic deposits to be refined; the refinement can take place immediately after the acidic copper plating take place. The final thermal treatment then also binds to the Copper, the deposited refinement layers that are as free of hydrogen as possible, such as Nickel, cobalt, tin, silver and the like, come off very well and unite firmly with one another.

"°: Wie oben gezeigt, ist sowohl die Starkbeizüng von Metallen, das Aufbringen von AMpferschichten erst aus cyanalkalischem und dann aus saurem Kupferbade sowie die thermische Nachbehandlung von Metallen an sich bekannt. Es war aber weder bekannt noch vorauszusehen, daß durch die Verbindung dieser Maßnahmen sich so festhaftende und starke Kupferschichten auf Eisen würden erzeugen lassen, daß diese selbst hohen thermischen und mechanischen Beanspruchungen standhalten."°: As shown above, both the strong pickling of metals that Application of AMpfer layers first from a cyan-alkaline and then from an acidic copper bath as well as the thermal aftertreatment of metals known per se. But it wasn't known to be able to foresee that the connection of these measures will result in such firmly adhering and thick layers of copper on iron would make them even tall withstand thermal and mechanical loads.

Claims

PATIsNTANSPRÜCIII ?: I. Process for producing denser, more homogeneous and extremely firmly adhering galvanic copper coatings of any thickness (at least o, oi mm) on iron, d; a, characterized in that the iron of a strong pickling, z. B. with sulfuric acid containing nitric acid, - then only in alkaline and then copper-plated in an acid bath and finally a heating to at least 300 ° is subjected. a. Method according to claim i, characterized in that through copper plating in a cyankali copper bath, a bath that is as hydrogen-free as possible Precipitation of at least 0.00z5 mm thickness applied and this then in the acidic Copper bath is strengthened to the desired final thickness of at least 0.04 inches.