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Verfahren zum Elektropolieren von Gold und Goldlegierungen Bei den
bisher bekannten Verfahren zum elektrolytischen Polieren von Gold und hochgoldhaltigen
Legierungen bildet die weitgehende mechanische Vorbehandlung der zu polierenden
Oberfläche eine unerläßliche Voraussetzung für die Erzeugung einer befriedigenden
Glanz- oder Polierwirkung. Mit den bisher hierfür gebräuchlichen Bädern können lediglich
unwesentliche Niveauunterschiede an der Oberfläche durch Abtragen eingeebnet werden.
Es ist jedoch nicht möglich, grobgeschmirgelte Flächen oder Goldmaterialien, die
noch eine Walztextur aufweisen, ohne eine mechanische Vorbehandlung elektrolytisch
zu polieren. Da alle diese Bänder im wesentlichen auf Cyanidgrundlage zugestellt
sind, treten außerdem bei der notwendigen, verhältnismäßig langzeitigen Behandlung
dadurch Oberflächenfehler auf, daß z. B. hochkarätige Goldlegierungen leicht Ätzerscheinunc"en
aufweisen und außerdem nach Erreichen eines bestimmten Einr ebnungsgrades der Abtrag
aus den Vertiefungen ebenso groß wird wie an den erhabenen Teilen. Die Folge davon
ist, daß gerade bei langzeitiger Behandlung ohne Niveauausgleich das Oberflächenprofil
lediglich nach innen zu verlagert wird.
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Die vorliegende Erfindung geht nun davon aus, daß bei der anadischen
Behandlung von Gold und hochkarätigen Goldlegierungen diese Fehler nicht nur vermieden
werden können, sondern ein ausgezeichnoter Entgratungs- und Poliereffekt bei einwandfreiem
Hochglanz erreicht werden kann, ohne
daß eine starke Profilverjüngung
oder restierende, unvollständig abgetragene Texturkonturen auftreten, -wenn: die
Behandlung in Bädern vorgenommen wird, die im wesentlichen, aus sauren Lösungen
von Thioharnstoff bestehen.
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- Erfindungsgernäß tritt diese Wirkung der beschriebenen Bäder
überraschender-eveise dann auf, wenn Stroimbedingungen gewählt werden, die bei gegebener
Thicharnstoffkonzentration und einer dieser entsprechenden Badtemperatur zu einer
zumindest temporären Bildung eines Oberflächenfilms auf der als Anode geschalteten
zu behandelnden Oberfläche führen. Vermutlich entstehen die erfindungsgemäß gebildeten
dünnen viskosen Oberflächenfilme auf der Anode durch die Abscheidung von schw-erlöslichen
goldhaltigen Komplexsalzen ,des Thioharnstoffes mit den in der Lösung vorhandenen
Säuren bzw. sauer wirkenden Komponenten. Es wurde gefunden, daß die saure Reaktion
des Bades durch beliebige anorganische oder organische Säuren, mit besonders gutem
Ergebnis je-
doch durch Schwefelsäure, oder auch mit sauren Salzen oder deren
Gemischen, gegebenen-falls. mit Säuren, eingestellt werden ka-nn.
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Der Gehalt der Bäder an freiem Thioharnstoff kann in weiten Grenzen
schwanken, er soll jedoch erfindungsgemäß mindestens 5 gil betragen und kann
bis zur Löslichkeitsgrenze des T.hioharnstoffes gesteigert werden. Dabei kann es
unter Umständen zweckmäßig sein, die Löslichkeit des Thioharnstoffes durch Zugabe
geeigneter Substanzen, wie z. B. durch Antipyrin, noch zu erhöhen. Zu besonders
guten Ergebnissen gelangt man, wenn das Bad 15 bis 6o g Thioharnstoff im
Liter enthält. All-
gemein beschleunigen höhere Thioliarnstoffgehalte den
Vorgang der Goldabtragung erheblich, wobei allerdings die Anwendung von höheren
Strom-.dichten erforderlich ist.
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Die Bäder können nach dem Verfahren der Erfindung bei Temperaturen
bis zu ioo' betrieben werden, wobei bevorzugt im Temperaturgebiet zwischen
30 und 6o' gearbeitet wird.
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Wie bereits erwähnt, sind die Strombedingungen, insbesondere hinsichtlich
der Stromdichte, unter denen die erfinclungsgemäß für die Polierwirk-ung des Bades
unerläßliche Bildung von Oberflächenfilmen auf der Anode eintritt, von der Konzentration
an Thioharnstoff und der Arbeitstemperatur des Bades abhängig. Sie sind jedoch für
die jeweils gewählte Badzusammensetzung und Arbeitstemperatur durch ein-fache Versuche
zu ermitteln. -
In Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich beispielsweise
ein Bad folgender Zusammensetzung als besonders geeignet erwiesen: 25 g
Thioharnstoff
pro Liter, 3 ccm konzentrierte Schwefelsäure pro Liter, iog- Weinsäure pro
Liter.
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Dieses Bad ergibt bei einer Arbeitstemperatur zwischen 20 und 45'
und Strom:dichten zwischen i,- und 3,5 A/.dM2 an grobvorgeschmirgeltem Material
bereits nach einer Einwirkung von -y Minuten gut polierte Oberflächen und führt
nach - 5 Minuten Behandlungsda,uer zu hochglänzenden Flächen, die einer weiteren
Nachhehandlung nicht bedürfen. Durch eine Erhöhung des Gehaltes an-Thiohariistoff
bei gleichzeitiger Erhöhung der Stromdichte und der Temperatur lassen sich die genannten
Behandlungszeiten bei gleichen Ergebnissen hinsichtlich der Ausbildung (der Oberfläche
noch erheblich abkürzen. Hierfür kann beispielsweise ein Bad mit 5o g Thioharnstoff
pro Liter und 5 ccm Schwefelsäure pro Liter bei 5o bis 6o' und einer Stromdichte
zwischen 3,5 und 6,5A,/"dM2 benutzt werden.
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Die Verwendung von Thioliarnstoff im Zusammenhang mit dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung führt zu unerwarteten und überraschenden Ergebnissen
insofern, als man sich erfindungsgemäß einer Arbeitsweise bedient, die in -der zumindest
temporären Abscheidung von Oberflächenschichten auf dem behandelten Gut besteht
und daher in der Galvanotechnik Üblicherweise sorgfältigst vermieden wird. Es war
nicht zu erwarten, daß gerade die Entstehung eines Films von Komplexverbindungen
auf den zu polierenden Oberflächen zu so außerordentlichen Glanzwirkungen führen
konnte, wie sie die Anwendung des Verfahrens der Erfindung ermöglicht. Auch aus
der bereits in einigen Fällen vorgeschlagenenVerwendung von#Thioharnstoff für die
Herstellung von galvanischen Überzügen, z. B. fürdie Abscheidung von Glanzkupfer,
konnte, da es sich hier stets um kathodische Prozesse handelte, die überraschende
Wirku " ng von sauren Thioharnstoffbädern auf anodisch behandelte Goldlegierungen
nicht hergeleitet werden. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist
je-
doch nicht nur für ein reines Elektropolieren auch von unbearbeiteten
OberflächenmitstarkenNiveauunterschieden oder sonstig-en Texturen geeignet; es kann
vielmehr sogar unmittelbar zum Entgraten z. B. von Stanzteilen herangezogen werden.
Seither mußten beispielsweise gestanzte Rohlinge für Goldringe durch Abdrehen vom
Stanzgrat befreit werden, ehe sie einer weiteren Oberflächenveredlung unterworfen
werden konnten. Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens köniien derartige
Rohlinge nunmehr auf elektrolytischem Wege in einem Arbeitsgang entgratet und auf
Hochglanz poliert werden, so daß der früher bei der mechanischen Entgratung unvermeidbare
Edelmetallverlust praktisch völlig fortfällt. Es ist bei der Arbeitsweise des Verfahrens
nach der Erfindung möglich,'das durch Thioharnstoff abgetragene Edel-
metall
aus den' gebrauchten Bädern 'quantitativ wieder zu gewinnen.
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Von den bisher bekannten Verfahren zum elektrolytischen Polieren von
Gold und goldhaltigen Legierungen unterscheidet sich das Verfahren der Erfindung
auch da:durch außerordentlich vorteilhaft, daß die ' benutzten Bäder keine
Cy-anid-verbindungen mehr enthalten und damit vom.Gesundheitsstandpunkt aus völlig
unbedenklich sind. Es hatte auch aus diesem Grunde an Bestrebungen nicht gefehlt,
.die gesundheitlich schädlichen cyanidhaltigen Bäder in der Galvanotechnik auszuschalten;
hinsichtlich der Polierbäder für Gold und Goldlegierungen ist dieses Problem durch
das erfindungsgemäße- VelHahren nunmehr unter Er# z#I
zielung erheblicher
technischer Vorteile -
t' gelöst worden.