DK147237B - Bad til stroemloes fornikling af metal og metallegeringer, navnlig aluminium og aluminiumlegeringer, og fremgangsmaade til stroemloes fornikling under anvendelse af badet - Google Patents

Description

147237

Opfindelsen angår et bad til strømløs fornikling af metal og metallegeringer, navnlig aluminium og aluminiumlegeringer, af nikkelsalt, komplekssalte, natriumhypophosphit, en fremskyndende tilsætning i form af et vandopløseligt polyhydroxyderivat af benzol og et vandopløseligt kobbersalt som stabiliseringsmiddel.

Bade til strømløs fornikling, navnlig højeffektbade med høj udskillelseshastighed, er under bestemte betingelser, fx. lokal overophedning, for høj koncentration af reduktionsmiddel ved tilsætning af suppleringsopløsning, tilbøjelig til ustabilitet, dvs. til en mere eller mindre hurtig selvnedbrydning. Dette giver sig til kende ved en stadig tiltagende "vildudskillelse" af nikkel, navnlig på bunden og - 2 - 147237 væggene af badbeholderen. Vildudskillelsen af nikkel fører til et stigende kemikalieforbrug, til dannelse af fejlbehæftede, ru overtræk og til nødvendigheden af en hyppig rensning af badbeholderen. I ekstreme tilfælde fremkaldes ved instabilitet af badet en spontan selvnedbrydning af badet, hvilket nødvendiggør en Øjeblikkelig afbrydelse af driften.

Fra tysk almindelig tilgængelig patentansøgning 2 253 491 kendes bade til strømløs fornikling af metal, formstof og keramik, der til forøgelse af udskillelseshastigheden indeholder en bestemt mængde af en vandopløseligt polyhydroxybenzol, som kan indeholde mindst én yderligere funktionel gruppe, og som stabiliseringsmiddel eventuelt kobber i form af et vandopløseligt kobbersalt. Sådanne bade er særdeles velegnede til strømløs fornikling af genstande af stål, kobber og kobberlegeringer, også i produktionsvirksomheder. De egner sig ligeledes godt til den strømløse fornikling af aluminium og aluminiumslegeringer, hvis det drejer sig om mindre volumina og mindre produktionsmængder. Ved større bade og/eller større mængder af til fornikling bestemte dele af aluminium optræder der imidlertid vanskeligheder, som hovedsagelig er betinget af en for ringe stabilitet af badet.

Opfindelsen har til opgave at tilvejebringe bade til strømløs fornikling af metal og metallegeringer, navnlig aluminium og aluminiumlegeringer, der også er egnet til en produktionsmæssig strømløs fornikling ved stor produktionsmængde. Endvidere skal badenes stabilitet sikres under bibeholdelse af en høj udskillelseshastighed.

Denne opgave løses med et bad, som indeholder nikkelsalt, komplekssalt, natriumhypophosphit, en fremskyndende tilsætning i form af et vandopløseligt polyhydroxyderivat af benzol og et vandopløseligt kobbersalt som stabiliseringsmiddel, hvilket bad ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at det - 3 - 147237 (a) indeholder 30-150 g/1 af mindst én kompleksdanner, (b) har et indhold på 10-50 g/1 natriumhypophosphit og 5-10 g/1 fremskyndelsesmiddel, (c) har et forøget indhold af stabilisator, hvorhos der anvendes en nikkelkomplekssalt-suppleringsopløsning, som indeholder 1-5 g/1 kobber(II)-sulfat (CuSOitSI^O), og (d) under driften har et nikkelindhold på ikke under 7 g/1.

Badene ifølge opfindelsen udmærker sig ved fremragende badstabilitet under bibeholdelse af en høj udskillelseshastighed. Man får glinsende nikkelovertræk, også i større tykkelser. På de med badene ifølge opfindelsen strømløst frembragte nikkelmellemlag kan opnås særligt godt vedhængende galvanisk overtråde af fx. sølv på aluminium. En meget væsentlig fordel ved badene ifølge opfindelsen består også i, at de kan anvendes ved lavere temperaturer på 80-94*C under bibeholdelse af den høje udskillelseshastighed. Lugtgenen på grund af ammoniak er i så fald ganske særligt ringe. Ligeledes kan man med badene ifølge opfindelsen i et rationelt arbejdsforløb fremstille strømløse tykforniklinger på ca.

50um, således som det fx. er nødvendigt til flanger til kølemediumpum-per eller trykregulatorer eller til løbehjul i ringkompressorer.

Opfindelsen angår ligeledes en fremgngsmåde til strømløs fornikling af metal og metallegeringer, navnlig aluminium og aluminiumlegeringer, under anvendelse af et bad ifølge krav 1 og 2, og fremgangsmåden er ejendommelig ved det i krav 3's kendetegnende del angivne.

Til mange anvendelsesformål er det af ganske særlig fordel, at de mest forskelligartede dele af aluminiumsstøbgods og æltelegeringer, som skal forsynes med et galvanisk overtræk, fx sølv, i forvejen fornikles strømløst. Med nikkelmellemlaget opnås dels en god korrosionsbeskyttelse, dels en særlig god vedhængen af det galvaniske overtræk. Endvidere kan kobberovertrukne tråde eller trådtilslutninger, som er blevet strømløst forniklet i et bad ifølge opfindelsen, sammenloddes særlig godt med en halvleder.

Et særligt egnet fremskyndelsesmiddel er 3,4-dihydroxybenzoesyre.

Som suppleringsopløsning anvendes nikkelkomplekssaltopløsninger, fortrinsvis bestående af nikkelsulphat, mælkesyre, ammoniumsulphat, 147237 - 4 - 3.4- dihydroxybenzoesyre og kobber(XI)-sulphat.

Egnede kompleksdannere er citronsyre, glykolsyre, eddikesyre og ravsyre, malonsyre, æblesyre, propionsyre eller alkalisaltene af disse syrer. Mælkesyrer og laktater har vist sig særlig velegnede.

Badene ifølge opfindelsen anvendes med særlig fordel til fornikling af de forskelligste dele af aluminiumstøbe- og æltelegeringer, fx. antennedele, sattelitdele, kabelstikkerhuse osv. I mange tilfælde, navnlig til højfrekvensdele, bliver de strømløst forniklede aluminiumsdele derefter yderligere galvanisk forsølvet til opnåelse af en høj overfladeledningsevne. Badene ifølge opfindelsen egner sig endvidere godt til strømløs fornikling af transistorfødder· Ligeledes kan badene ifølge opfindelsen med fordel anvendes ved den strømløse fornikling med efterfølgende galvanisk forsølvning af kontaktknive af aluminium til højstrømssikringer. Tykforniklinger af flanger til kølemediumpumper og trykregulatorer samt løbehjul til ringkompressorer har vist udmærkede egenskaber.

Opfindelsen er nærmere forklaret i det følgende ved hjælp af nogle eksempler.

Eksempel 1

Genstandene af metal, fx. af kobber eller kobberlegeringer for-nikles strømløst efter en i galvanoteknikken almindelig forbehandling, i et nikkelbad med følgende sammensætning:

Nikkelsulphat NiSOi,. *6Η20 35 g/1 tri-Natriumcitrat 0585^307* 5,5Η20 100 g/1

Ammoniumsulphat (NH^^SOif 25 g/1

Natriumhypophosphit NaPH202*H20 20 g/1 3.4- dihydroxybenzoesyre (HO) 205^00011 6 g/1

Kobber(II)-sulphat CuSO^*5H20 0,05 g/1 pH-værdi 7,2-7,5

Temperatur 88-94*C Udskillelseshastighed 20-25 um/h 2

Fladebelastning af badet indtil 2 dm /1 2 3

Hvert 10. minut tilsættes til badet pr. dm vareoverflade 10 cm af en ammoniakalsk nikkelkomplekssaltopløsning (suppleringsopløsning A) 3 147237 - 5 - og 5 cm reduktionsopløsning (suppleringsopløsning B).

Suppleringsopløsningerne har følgende sammensætning: 1. Nikkelkomplekssaltopløsning (suppleringsopløsning A)

Nikkelsulphat 190 g/1 tri-Natriumcitrat 75 g/1

Ammoniumsulphat 30 g/1 3,4-dihydroxybenzoesyre 6 g/1

Kobber(II)-sulphat 2 g/1

Ammoniak 350 g/1 2. Reduktionsopløsning (suppleringsopløsning B)

Natriumhypophosphit 395 g/1 Såsnart en bestemt badtæthed er opået, bortkastes en del af elek- trolytvoluminet og erstattes med vand, så at badtætheden holdes inden 3 3 for bestemte grænser (1,051 g/cm - 1,262 g/cm ved arbejdstemperatur).

Eksempel 2

Genstandene af aluminium eller aluminiumlegeringer fornikles efter en i galvanoteknikken almindelig forbehandling strømløst i et nikkelbad med følgende sammensætning:

Nikkelsulphat NiSO^’eHgO 35 g/1 Mælkesyre CH3CHOHCOOH 50 g/1

Ammoniumsulphat (NHi^^SOij 50 g/1

Natriumhypophosphit NaPH202*H20 20 g/1 3,4-dihydroxybenzoesyre (HO)2CeHitCXDOH 6 g/1

Kobber(II)-sulphat CuSOi^’S^O 0,05 g/1 pH-værdi 7,2-7,5 Temperatur 88-94*C Udskillelseshastighed 25-35 um/h 2

Pladebelastning af badet indtil 2 dm /1 2 3

Hvert 10. minut tilsættes til badet pr. dm vareoverflade 10 cm af en ammoniakalsk nikkelkomplekssaltopløsning (suppleringsopløsning A) 3 og 5 cm reduktionsopløsning (suppleringsopløsning B).

Suppleringsopløsningerne har følgende sammensætning: - 6 - 147237 1. Nikkelkomplekssaltopløsning (suppleringsopløsning A)

Nikkelsulphat 190 g/1 Mælkesyre 50 g/1

Ammoniumsulphat 30 g/1 3,4-dihydroxybenzoesyre 6 g/1

Kobber(IX)-sulphat 2 g/1

Ammoniak 350 g/1 2. Reduktionsopløsning (suppleringsopløsning B)

Natriumhypophosphit 395 g/1 Såsnart en bestemt badtæthed er opået, bortkastes en del af elek- trolytvolund.net og erstattes med vand, så at badtætheden holdes inden 3 3 for bestemte grænser (1,051 g/cm - 1,262 g/cm ved arbejdstemperatur).

Eksempel 3

Genstandene af støbealuminium fornikles strømløst efter en i gal-vanoteknikken almindelig forbehandling. Det dertil anvendte bad har følgende sammensætning:

Nikkelsulphat ΝΐβΟι/β^Ο 35 g/1

Natriumglykolat HOCH2"000 Na 50 g/1

Ammoniumsulphat (NHi^SOi,. 50 g/1

Natriumhypophosphit NaPI^C^'^O " 20 g/1 2,3-dihydroxybenzoesyre (ΗΟ^ΟβΗ^ΟΟΟΗ 6 g/1

Kobber(II)-sulphat CuSOi/SI^O 0,05 g/1 pH-værdi 7,2-7,5 Temperatur 88-94*0 Udskillelseshastighed 25-35 μιη/h 2

Fladebelastning af badet indtil 2 dm /1 2 3

Hvert 10. minut tilsættes til badet pr. dm vareoverflade 10 cm af en ammoniakalsk nikkelkomplekssaltopløsning (suppleringsopløsning A) 3 og 5 cm reduktionsopløsning (suppleringsopløsning B).

Suppleringsopløsningerne har følgende sammensætning: - 7 - 147237 1. Nikkelkomplekssaltopløsning (suppleringsopløsning A)

Nikkelsulphat 190 g/1

Natriumglykolat 50 g/1

Ammoniumsulphat 30 g/1 2,3-dihydroxybenzoesyre 6 g/1

Kobber(II)-sulphat 2 g/1

Ammoniak 350 g/1 2. Reduktionsopløsning (suppleringsopløsning B)

Natriumhypophosphit 395 g/1 Såsnart en bestemt badtæthed er opået, bortkastes en del af elek- trolytvoluminet og erstattes med vand, så at badtætheden holdes inden 3 3 for bestemte grænser (1,051 g/cm - 1,262 g/cm ved arbejdstemperatur).

De med 50ym tykforniklede aluminiumsdele har en fremragende korrosions bestandighed mod vand og alkaliske opløsninger.

Eksempel 4

Aluminiumsgenstande skal forsølves for at blive overfladeledende med hensyn til højfrekvent strøm. Til opnåelse af et fastsiddende sølv-overtræk foretages i forvejen en strømløs fornikling af delene.

Påføringen af nikkelmellemlaget sker ved strømløs fornikling i en elektrolyt med følgende sammensætning:

Nikkelsulphat NiSOi^'e^O 35 g/1

Natriumacetat CH3COO Na 50 g/1

Ammoniumsulphat (NH^ ^SOi* 25 g/1

Natriumhypophosphit NaPH202*H20 20 g/1 2,5-dihydroxybenzoesyre (HO^CgH^COOH 6 g/1

Kobber(II)-sulphat CuS(V5H20 0,05 g/1 pH-værdi 7,2-7,5 Temperatur 88-94*C Udskillelseshastighed 25-35 μιη/h 2

Fladebelastning af badet indtil 2 dm /1 2 3

Hvert 10. minut tilsættes til badet pr. dm vareoverflade 10 cm af en ammoniakalsk nikkelkomplekssaltopløsning (suppleringsopløsning A) 3 og 5 cm reduktionsopløsning (suppleringsopløsning B).

Suppleringsopløsningerne har følgende sammensætning: - 8 - 147237 1. Nikkelkomplekssaltopløsning (suppleringsopløsning A)

Nikkelsulphat 190 g/1

Natriumacetat 50 g/1

Ammoniumsulphat 30 g/1 2,5-dihydroxybenzoesyre 6 g/1

Kobber(II)-sulphat 2 g/1

Ammoniak 350 g/1 2· Reduktionsopløsning (suppleringsopløsning B)

Natriumhypophosphit 395 g/1 Såsnart en bestemt badtæthed er opået, bortkastes en del af elek- trolytvoluminet og erstattes med vand, så at badtætheden holdes inden 3 3 for bestemte grænser (1,051 g/cm - 1,262 g/cm ved arbejdstemperatur).

På den beskrevne måde påføres i løbet af ca. 20 minutter et nikkelmellemlag med en tykkelse på 10ym.

De således behandlede dele bliver efter dekapering i 10 vol% svovlsyre og skylning i rindende vand galvanisk for-forsølvede i 10 2 sekunder ved en strømtæthed på 6-8A/dm og forsølves derefter ved en 2 strømtæthed på 1,2A/dm . Efter 15 minutter andrager lagtykkelsen 10um.

På denne måde fås et legeme med ringe vægtfylde og med et overfladelag, som i forbindelse med en udmærket vedhængen har fremragende ledningsevne for højfrekvente strømme.