EP0195995B1 - Procédé de dépôt électrolytique de couches dispersées étain-graphite ou étain-plomb-graphite et bains utilisés à cet effet - Google Patents

Procédé de dépôt électrolytique de couches dispersées étain-graphite ou étain-plomb-graphite et bains utilisés à cet effet Download PDF

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EP0195995B1
EP0195995B1 EP86103563A EP86103563A EP0195995B1 EP 0195995 B1 EP0195995 B1 EP 0195995B1 EP 86103563 A EP86103563 A EP 86103563A EP 86103563 A EP86103563 A EP 86103563A EP 0195995 B1 EP0195995 B1 EP 0195995B1
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EP
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tin
graphite
electroplating bath
lead
acid
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Georg Behringer
Klaus Otto
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Siemens AG
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Siemens AG
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D15/00—Electrolytic or electrophoretic production of coatings containing embedded materials, e.g. particles, whiskers, wires
    • C25D15/02—Combined electrolytic and electrophoretic processes with charged materials

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of tin-graphite or tin / lead-graphite layers, which are electrodeposited in a single operation with graphite powder particles embedded in an electroplating bath.
  • the invention relates to the associated bath for the electrodeposition of tin-graphite or tin / lead-graphite dispersion coatings, with a galvanizing bath from an aqueous solution of tin-II salts or tin-II and lead-II salts , in which graphite powder is distributed.
  • Tin layers can be applied by hot-dip tinning or also by means of galvanic baths. From DE-A 2 413 402 slidable tin layers for electrical sliding contacts on plug-in elements are known, in which the tin or lead layers, in particular galvanically applied, in the ball polishing process with the addition of substances which promote the sliding, such as graphite powder, in the border area incorporated into the surface and solidified at the same time cold.
  • the graphite is therefore only mechanically incorporated into the interface up to a depth of about 0.5 ⁇ m, for which purpose a separate operation is required.
  • the shape of the parts to be treated is important here, and an optimal distribution on all interfaces of the contact cannot be achieved.
  • the object of the invention is to provide an improved method for applying layers based on tin-graphite or tin / lead-graphite and the associated means.
  • the object is achieved in that a plating bath with a pH of 2 in which the graphite powder is dispersed by means of an acid-resistant substance which promotes the wetting of the powder particles by the plating bath is used, and in that temperatures of 35 ° C. are used .
  • the galvanic separation takes place at current densities of 1 to 15 A / dm 2.
  • the electroplating bath suitable for carrying out the method according to the invention has a pH s 2 and contains an acid-resistant, organic substance which promotes the wetting of the graphite powder particles.
  • the organic substance can be one or more substances from the group consisting of phenol and dibutylaniline, gelatin and cresol, cresol sulfonic acid and 2-methylpentyl sulfate, dibutyl sodium naphthalene sulfonate or sodium lauryl sulfate and sodium xanthate.
  • the graphite powder dispersed in the wetting agent preferably has a grain size distribution ⁇ 5 ⁇ m, in particular with grain sizes ⁇ 1 ⁇ m, 70% of the graphite particles being smaller than 1 ⁇ m.
  • DE-C 2 634 128 has already disclosed a bath and a process for the electrodeposition of nickel-graphite dispersion coatings from an aqueous solution of nickel sulfamate, which works on an acidic basis and contains a wetting agent suitable for acidic nickel baths.
  • nickel there are other requirements for nickel than for tin. So far it has been assumed that layers based on tin-graphite cannot be produced galvanically.
  • tin and tin-lead layers electroplated on contact pins which can also have a low antimony content, which increases the hardness of the coating, can considerably improve the abrasion resistance.
  • the required insertion force is reduced despite the high contact pressure. It could be demonstrated in detail that the resistance to abrasion in the electroplated dispersion coatings of tin-graphite or tin / lead-graphite is increased by 10 to 25 times compared to the previously known tin or tin / lead layers.
  • the metallic contacts are first subjected to a pretreatment customary in electroplating and then coated with a tin-graphite or tin / lead-graphite dispersion coating in one of the electrolytes of the composition specified below.
  • the grain size distributions given in the examples ⁇ 1-5 ⁇ m mean that 70% of the graphite particles are smaller than 1 ⁇ m.
  • the deposited tin layer contained 1.6% by weight of graphite. Abrasion resistance increased tenfold.
  • the deposited layer contained 2% by weight of graphite.
  • the abrasion resistance increased 18 times.
  • the deposited tin layer contained 1.8% by weight of C.
  • the abrasion resistance compared to a pure tin layer was increased 20 times.
  • the deposited tin / lead layer (90/10) contained 1.8% by weight of graphite and 1% by weight of antimony.
  • the abrasion resistance compared to pure tin / lead layers is increased 25 times.
  • the deposited tin / lead layer (60/40) contained 1% by weight of graphite and 1% by weight of antimony.
  • the abrasion resistance increases tenfold compared to a pure tin / lead layer.

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Claims (14)

1. Procédé de préparation de couches d'étain-graphite ou d'étain/plomb-graphite, qui sont déposées par électrolyse en une seule phase opératoire, avec des particules de poudre de graphite introduites dans un bain de dépôt par électrolyse, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un bain de dépôt par électrolyse ayant un pH inférieur ou égal à 2, et dans lequel la poudre de graphite est dispersée au moyen d'une substance qui résiste aux acides et qui favorise le mouillage des particules de poudre par le bain de dépôt par électrolyse, et à opérer à des températures inférieures ou égales à 35°C.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer le dépôt par électrolyse à des densités de courant de 1 à 15 A/dm2.
3. Bain de dépôt par électrolyse de revêtements d'étain-graphite ou d'étain/plomb-graphite durcis par dispersion, comprenant un bain de dépôt par électrolyse constitué d'une solution aqueuse de sels d'étain-II ou de sels d'étain-II et de plomb-II, dans lequel est répartie de la poudre de graphite, caractérisé en ce que le bain de dépôt par électrolyse a un pH inférieur ou égal à 2 et contient une substance organique qui résiste aux acides et qui favorise le mouillage des particules de poudre de graphite.
4. Bain de dépôt par électrolyse suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la substance organique est l'une ou plusieurs des matières choisies dans le groupe
phénol et dibutylaniline,
gélatine et crésol,
acide crésolsulfonique et sulfate de 2-méthylpentyle,
dibutylnaphtalènesulfonate de sodium ou
laurylsulfate de sodium et xanthogénate de sodium.
5. Bain de dépôt par électrolyse suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la poudre de graphite a une répartition granulométrique inférieure à 5 microns et notamment une granulométrie inférieure à 1 micron.
6. Bain de dépôt par électrolyse suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le sel d'étain-II est du sulfate d'étain, du fluoborate d'étain, du méthanesulfonate d'étain ou du méthacrylsulfonate d'étain.
7. Bain de dépôt par électrolyse suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le sel de plomb-II est du méthacrylsulfonate de plomb ou du méthanesulfonate de plomb.
8. Bain de dépôt par électrolyse suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu, en outre, un sel d'antimoine, par exemple un tartrate de potassium et d'oxyde d'antimoine-III.
9. Bain de dépôt par électrolyse suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la solution acide contient de l'acide sulfurique, de l'acide borofluorhydrique, de l'acide méthanesulfonique ou de l'acide méthacrylsulfonique.
10. Bain de dépôt par électrolyse suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il contient du sulfate d'étain à raison de 26 g de Sn/l, 140 g d'acide sulfurique/l, 5 g de phénol/l, 1 g de dibutylaniline/l et 100 g de graphite/l.
11. Bain de dépôt par électrolyse suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il contient du fluoro- bate d'étain à raison de 66 g de Sn/l, 10 g d'acide borofluorhydrique/l, 20 g d'acide borique/l, 4 g de gélati- ne/l, 6 g de crésol/1 et 100 g de graphite/l.
12. Bain de dépôt par électrolyse suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il contient du méthanesulfonate d'étain-II à raison de 70 g de Sn/l, 300 g d'acide méthanesulfonique/l, 6 g d'acide crésolsul- fonique/l, 8 g de sulfate de 2-méthylpentyle/l et 100 g de graphite/l.
13. Bain de dépôt par électrolyse suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il contient du méthacrylsulfonate d'étain-II 70 g de Sn/l, du méthacrylsulfonate de plomb-II à raison de 6 g/I de plomb, 110 g d'acide méthacrylsulfonique/l, 3 g de tartrate de potassium et d'oxyde d'antimoine-III/l, 0,5 g de dibutylnaphtalènesulfonate de sodium/l et 100 g de graphite/I.
14. Bain de dépôt par électrolyse suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il contient du méthanesulfonate d'étain-II à raison de 9 g de Sn/l, du méthanesulfonate de plomb-II à raison de 4,5 g de plomb/l, 250 g d'acide méthanesulfonate/l, 0,5 g de laurylsulfate de sodium/l, 0,1 g de xanthogénate de sodium/1 et 60 g de graphite/l.
EP86103563A 1985-03-29 1986-03-17 Procédé de dépôt électrolytique de couches dispersées étain-graphite ou étain-plomb-graphite et bains utilisés à cet effet Expired EP0195995B1 (fr)

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