EP0072986A1 - Verfahren zur Aktivierung von Titanoberflächen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Aktivierung von Titanoberflächen für das nachfolgende Plattieren mit metallischen Überzügen, mit den Verfahrensschritten Naßstrahlen, Beizen, Aktivieren, wobei die Aktivierung mit einer Lösung aus Chromsäure, Flußsäure und Hexafluorkieselsäure erfolgt.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aktivierung von Titanoberflächen für das nachfolgende Plattieren mit metallischen Überzügen, in dessen Verlauf die Oberfläche zuerst mit feinkörnigem A1₂0₃ naßgestrahlt und danach mit einer fluoridhaltigen Lösung während einer Dauer von wenigen Minuten bei Raumtemperatur behandelt wird.
• Ein solches Verfahren ist aus der GB-PS 13 07 649 bekannt. Bei diesem vorbekannten Verfahren erfolgt nach dem Naßstrahlen und Beizen eine Aktivierung in einer Essigsäure-Flußsäurelösung. Mit einem solchen Aktivierungsbad sind jedoch ausreichende Haftfestigkeiten bei nachfolgender Plattierung nicht erzielbar, da eine Wärmebehandlung nachgeschaltet werden muß.
• In der deutschen Patentanmeldung P 30 08 314.8-45 ist ein gattungsgemäßes Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem sich an das Naßstrahlen und Beizen eine Aktivierung der Oberfläche mit einer Lösung aus Chromsäure, Flußsäure und Arsen- oder Antimonverbindungen bei Temperaturen von von 35 bis 100 °C und während einer Dauer von 15 bis 50 Minuten anschließt. Dieses vorgeschlagene Verfahren gibt zwar hervorragende Hafteigenschaften beim nachfolgenden Plattieren mit metallischen Oberzügen. Bei Verwendung von Arsen- und Antimonlösung ist jedoch die Gefahr von Nebenreaktionen nicht ganz auszuschließen, die das Bad dann so verändern, daß die gewollte Aktivierungsfunktion nicht sicher gewährleistet ist. Die Kontrolle und Steuerung des Bades ist dadurch schwierig.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren so zu verbessern, daß das Aktivierungsbad genau steuerbar ist und daß es insbesondere nach größerer Standzeit ohne Schwierigkeiten zu ergänzen ist.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich an das Naßstrahlen und Beizen eine Aktivierung der Oberfläche mit einer Lösung aus Chromsäure, Flußsäure und Hexafluorkieselsäure bei Temperaturen von 35 bis 100 °C und während einer Dauer von 15 bis 50 Minuten anschließt.
• Es hat sich gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Reproduzierbarkeit der Aktivierung verbessert werden kann. Es ergeben sich Verbesserungen auch bei der Anwendung in Serienherstellung. Die Aktivierung der Titanoberfläche erfolgt dabei in der Weise, daß die Oberfläche in ihrer Rauhigkeit vergrößert wird. Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Möglichkeit gegeben, nach erfolgter Aktivierung (Aufrauhen der Oberfläche) das Titanbauteil auch längere Zeit unbehandelt zu lagern, da die sich neu bildende Oxidhaut aufgrund des Haftungsprozesses durch die vergrößerte Oberfläche für eine Weiterbehandlung unschädlich ist.
• Eine besonders nachhaltige Aktivierung ist dann erzielbar, wenn in der Lösung zur Aktivierung der Oberfläche die Bestandteile Hexafluorkieselsäure, Flußsäure und Chromsäure in folgenden Molverhältnissen (bezogen auf die Elemente) vorliegen:
• 7 ≧ F/Si ≧ 6
• 6 ≧ Cr/Si ≧ 3
• Innerhalb dieser Grenzen könnte im Rahmen eines Ausführungsbeispiels eine sehr gute Aktivierung bei folgenden Molkonzentrationen erzielt werden:
• H₂SiF₆ 0,5 Mol/1
• HF 0,3 Mol/1
• Cr0₃ 1,8 Mol/1
• Obwohl die Konzentration von der Hexafluorkieselsäure in der Aktivierungslösung für die erzielbaren Ergebnisse weniger von Bedeutung ist, ist vorteilhafterweise die Hexafluorkieselsäurekonzentration zwischen 0,1 und 2,0 Mol/1 zu wählen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind in den Unteransprüchen 4 bis 6 angegeben.
• Es zeigt sich, daß bei Anwendung dieses Verfahrens Metallschichten auf Titanoberflächen besonders haftfest abgeschieden werden können, wobei Haftfestigkeiten 70 N/mm² erreichbar sind. Wie auch beim Verfahren der älteren Anmeldung P 30 08 314.8-45 können alle Verfahrensschritte in Temperaturbereichen unter 60 °C durchgeführt werden, wodurch das zum selektriven Plattieren erforderliche Abdecken mit Wachs möglich ist. Hierdurch läßt sich das selektive Plattieren ganz erheblich vereinfachen. Schließlich besteht ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß eine Wasserstoffaufnahme des Grundwerkstoffes ausgeschlossen ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur Aktivierung von Titanoberflächen für das nachfolgende Plattieren mit metallischen überzügen, in dessen Verlauf die Oberfläche zuerst mit feinkörnigem A1₂0₃ naßgestrahlt und danach mit einer fluoridhaltigen Lösung während einer Dauer von wenigen Minuten bei Raumtemperatur behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich an diese Behandlung eine Aktivierung der Oberfläche mit einer Lösung aus Chromsäure, Flußsäure und Hexafluorkieselsäure bei Temperaturen von 35 bis 100 °C und während einer Dauer von 15 bis 50 Minuten anschließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung zur Aktivierung der Oberfläche die Bestandteile Hexafluorkieselsäure, Flußsäure und Chrom in folgenden Molverhältnisses der Elemente aufweist:

7 ≧ F/Si ≧ 6

6 ≧ Cr/Si ≧ 3.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung zur Aktivierung der Oberfläche eine Hexafluorkieselsäurekonzentration von 0,1 ≦ H₂SiF₆ ≦ 2,0 Mol/1 enthält.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hexafluorkieselsäure der Aktivierungslösung Silizium als Oxid-, Säure-, Fluorid- oder Fluorkomplex-Verbindung verwendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ^ge-kennzeichnet, daß das fluoridhaltige Beizmittel, wie an sich bekannt, eine Salpetersäure/Flußsäurelösung ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Beizmittels, wie an sich bekannt, beträgt: 400 g/1 HNO₃ und 5 g/1 HF.