EP2045364A2 - Galvanic deposition of metal layers on magnesium or magnesium alloy surfaces - Google Patents
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- C25D3/40—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper from cyanide baths, e.g. with Cu+
Definitions
- the present invention relates to a process for the electrodeposition of metal layers on magnesium or magnesium alloy surfaces.
- Magnesium has been increasingly used in the automotive and commercial aircraft and electronics industries in recent years and decades. Especially in the production of high quality products, magnesium or magnesium alloys are used to save weight.
- magnesium or magnesium alloys have the advantage over other light metals to have excellent casting properties, so that both injection and die castings can be made from appropriate magnesium alloys or magnesium with very good strength properties.
- the production of components by means of magnesium injection molding seems to be of greater interest in the future, especially in the automotive industry. In the injection molding of magnesium or magnesium alloys, these are not heated to complete melting, but only heated to about 100 ° below the melting point. Here then a thixotropic state of magnesium is reached, in which it can be injection-molded accordingly.
- the substrates produced by means of appropriate casting processes generally have to be surface-treated. This can on the one hand serve the corrosion protection of the magnesium or magnesium alloy surface, on the other hand can be correspondingly shiny or matt decorative surfaces are produced by deposition of metal layers on the surface.
- anodising methods, plasma methods or conversion coatings such as, for example, chromating are currently being offered on the market in addition to conventional galvanic coating methods such as the deposition of copper, nickel, chromium, tin and the like.
- galvanic coating processes are suitable for use on decorative surfaces.
- the anodization methods and conversion coatings mentioned above merely serve as corrosion protection and are the basis for a subsequent coating, for example by painting.
- a fundamental problem in the coating of magnesium or magnesium alloys is the oxide film forming on the substrate surface, which must be removed in the prior art by appropriate pretreatments.
- pretreatments by means of an ammonium chloride-containing phosphoric acid solution are known from the cited prior art for the removal of the oxide layer.
- the magnesium or magnesium alloy surfaces to be coated are activated with hydrochloric acid.
- Magnesium alloys commonly used in the industry are those of types AZ31 to AZ91, where AZ is the alloyed aluminum and zinc, and the trailing number indicates how high the proportion of this alloy in magnesium is.
- This object is achieved by a process for the galvanic coating of magnesium or magnesium alloy surfaces, which is characterized in that the surfaces to be coated during the entire coating process until complete coverage with a metal layer of the deposited metal are brought into contact exclusively with process solutions and rinse solutions which have a pH ⁇ pH 7, preferably ⁇ pH 8.
- magnesium is prevented from being dissolved out of the surface of the substrates to be coated. This also reduces the need for levelers, as it exists, for example, in the case of galvanic coating, in particular of high-alloy magnesium alloys such as, for example, AZ91.
- the cleaning of the substrate to be coated can be done by means of a hot degreasing.
- the substrate to be cleaned is treated at a temperature of about 70-80 ° C for 10 minutes with a suitable degreaser solution.
- the combination of different degreasers is provided in particular, the selection of the degreasers to be used being effected as a function of the contaminants present on the substrates or substrate surfaces to be coated.
- the degreasers to be used are alkaline degreasers.
- Kavitec modulus or eductor nozzles can be provided according to the invention.
- Kavitec systems are high-pressure water nozzles that support cleaning by cavitation effects.
- the substrate surface is treated with an alkaline, cyanide-free adhesive dressing.
- a Haftbeize is a Zinkatbeize, which in addition to sodium pyrophosphate (Na 4 P 2 O 7 x 10 H 2 O) zinc sulfate, sodium carbonate and sodium chloride suitable wetting agents for reducing the surface tension of Zinkatbeize.
- the described zincate pickling to be used according to the invention has a pH value determined photometrically at 30 ° C. in the range between pH 10 and 11, preferably in the range between pH 10 and 10.5.
- the substrate surface to be treated of the magnesium or magnesium alloy substrate to be coated is contacted with the zincate stain at a temperature between 60 and 80 ° C, preferably between 65 and 75 ° C.
- the exposure time is between 5 and 15 minutes, preferably between 9 and 11 minutes.
- zincate stain 100-300 g / l sodium pyrophosphate ⁇ 10 H 2 O 25-75 g / l zinc sulfate x 7 H 2 O. 3 - 6 g / l sodium carbonate 2 - 5 g / l sodium chloride 0,5 - 3 g / l wetting agent
- a wetting agent known as Nonpitter 62 A or a wetting agent known as EnPREP TTM WA can advantageously be used as wetting agent.
- combinations of different wetting agents can be used.
- the surface tension of the zincate pickling used according to the invention is ⁇ 55 mN / m.
- the specified surface tension is determined as the dynamic surface tension by means of a bubble pressure tensiometer.
- the bubble life for this determination is ⁇ 500 ms.
- a suitable measuring instrument for determining the dynamic surface tension is the Scienceline T60 from Sita-Messtechnik GmbH.
- a first metal layer is then deposited on the surface to be coated in the inventive method described here by way of example, with the optional interposition of a rinsing step Substrate surface.
- a rinsing step Substrate surface.
- different electrodeposited metal layers such as copper, nickel or chrome layers may be provided.
- the substrate surface of the magnesium or magnesium alloy substrate to be coated with a zincate layer in the manner described above is contacted with a cyanide bright copper electrolyte, for example, a CUPRALYTE 1545 electrolyte from Enthone Inc. at a temperature between 40 and 55 ° C.
- a current density between 0.5 and 2.0 A / dm 2 is set.
- a lower current density is to be provided than when using copper pieces in corresponding anode baskets.
- the voltage to be applied is in a range between 2.0 and 12.0 volts, depending on the anodes used and the substrates or substrate surfaces to be coated.
- the cyanide copper electrolyte used in the embodiment of the process according to the invention described here has a photometrically determined pH in the range between pH 11.0 and pH 12.0.
- the concentration of copper in the copper electrolyte to be used according to the invention is between 20 g / l and 50 g / l.
- the concentration of free potassium cyanide in the cyanide copper electrolyte to be used here is between 20 g / l and 35 g / l.
- the electrolyte has a maximum potassium carbonate of 120 g / l.
- the density of an electrolyte as described above is about 1.15 g / cm 3 .
- this can be supplemented according to the invention with copper (1) cyanide in order to replace the copper from the electrolyte consumption.
- copper (1) cyanide in order to replace the copper from the electrolyte consumption.
- a metered addition of potassium cyanide in the order of about 2 g per g of copper supplemented can be provided in the electrolyte used here.
- copper layers can be deposited at a deposition rate of the order of about 0.4 ⁇ m / min at a set current density of 1 A / dm 2 .
- the deposited copper layers are adherent and show a uniform gloss.
- metal layers can be applied to the thus deposited copper layers, the subsequent deposition of metal layers in both acidic and alkaline coating electrolytes being possible, insofar as the underlying magnesium or magnesium alloy layer is completely covered by a corresponding copper layer.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Metallschichten auf Magnesium- oder Magnesiumlegierungsoberflächen.The present invention relates to a process for the electrodeposition of metal layers on magnesium or magnesium alloy surfaces.
Magnesium wird in den letzten Jahren und Jahrzehnten verstärkt im Bereich der Automobilindustrie, des kommerziellen Flugzeugbaus und der Elektronikindustrie eingesetzt. Insbesondere bei der Herstellung hochwertiger Produkte werden Magnesium bzw. Magnesiumlegierungen verwendet, um Gewicht zu sparen. Hierbei haben Magnesium bzw. Magnesiumlegierungen gegenüber anderen Leichtmetallen den Vorteil, über hervorragende Gusseigenschaften zu verfügen, so dass sowohl Spritz- als auch Druckgussteile aus entsprechenden Magnesiumlegierungen oder aus Magnesium mit sehr guten Festigkeitseigenschaften hergestellt werden können. Insbesondere die Herstellung von Bauteilen mittels Magnesium-Spritzguss scheint dabei auch in Zukunft von größerem Interesse insbesondere im Bereich der Automobilindustrie zu sein. Beim Spritzgießen von Magnesium bzw. Magnesiumlegierungen werden diese nicht bis zum vollständigen Aufschmelzen erwärmt, sondern nur bis etwa 100° unter dem Schmelzpunkt erhitzt. Hierbei wird dann ein thixotroper Zustand des Magnesiums erreicht, in welchem es sich entsprechend spritzgießen lässt.Magnesium has been increasingly used in the automotive and commercial aircraft and electronics industries in recent years and decades. Especially in the production of high quality products, magnesium or magnesium alloys are used to save weight. Here, magnesium or magnesium alloys have the advantage over other light metals to have excellent casting properties, so that both injection and die castings can be made from appropriate magnesium alloys or magnesium with very good strength properties. In particular, the production of components by means of magnesium injection molding seems to be of greater interest in the future, especially in the automotive industry. In the injection molding of magnesium or magnesium alloys, these are not heated to complete melting, but only heated to about 100 ° below the melting point. Here then a thixotropic state of magnesium is reached, in which it can be injection-molded accordingly.
Für dekorative und funktionelle Anwendungen müssen jedoch die mittels entsprechender Gussverfahren hergestellten Substrate in der Regel oberflächenvergütet werden. Dies kann zum einen dem Korrosionsschutz der Magnesium- bzw. Magnesiumlegierungsoberfläche dienen, zum anderen können entsprechend glänzende oder matte Dekoroberflächen mittels Abscheidung von Metallschichten auf der Oberfläche erzeugt werden.For decorative and functional applications, however, the substrates produced by means of appropriate casting processes generally have to be surface-treated. This can on the one hand serve the corrosion protection of the magnesium or magnesium alloy surface, on the other hand can be correspondingly shiny or matt decorative surfaces are produced by deposition of metal layers on the surface.
Im Bereich der galvanischen und stromlosen Beschichtungsverfahren werden derzeit am Markt neben klassischen galvanischen Beschichtungsverfahren wie dem Abscheiden von Kupfer, Nickel, Chrom, Zinn und dergleichen Anodisierverfahren, Plasmaverfahren oder Konversionsbeschichtungen wie beispielsweise die Chromatierung angeboten.In the field of electroplating and electroless plating processes, anodising methods, plasma methods or conversion coatings such as, for example, chromating are currently being offered on the market in addition to conventional galvanic coating methods such as the deposition of copper, nickel, chromium, tin and the like.
Für die Anwendung bei dekorativen Oberflächen eignen sich zurzeit nur galvanische Beschichtungsverfahren. Die zuvor erwähnten Anodisierverfahren und Konversionsbeschichtungen dienen lediglich als Korrosionsschutz und Grundlage für eine anschließende Beschichtung, beispielsweise durch Lackieren.At present, only galvanic coating processes are suitable for use on decorative surfaces. The anodization methods and conversion coatings mentioned above merely serve as corrosion protection and are the basis for a subsequent coating, for example by painting.
Galvanische Verfahren zur Beschichtung von Magnesium bzw. Magnesiumlegierungen sind bereits seit Jahren bekannt. So werden beispielsweise in
Ein grundsätzliches Problem bei der Beschichtung von Magnesium oder Magnesiumlegierungen ist der sich auf der Substratoberfläche bildende Oxidfilm, welcher im Stand der Technik durch entsprechende Vorbehandlungen entfernt werden muss.A fundamental problem in the coating of magnesium or magnesium alloys is the oxide film forming on the substrate surface, which must be removed in the prior art by appropriate pretreatments.
So sind beispielsweise aus dem genannten Stand der Technik zur Entfernung der Oxidschicht Vorbehandlungen (Aktivierungen) mittels einer ammoniumchlorwasserstoffhaltigen Phosphorsäurelösung bekannt. In anderen Verfahren werden die zu beschichtenden Magnesium- bzw. Magnesiumlegierungsoberflächen mit Chlorwasserstoffsäure aktiviert.For example, pretreatments (activations) by means of an ammonium chloride-containing phosphoric acid solution are known from the cited prior art for the removal of the oxide layer. In other processes, the magnesium or magnesium alloy surfaces to be coated are activated with hydrochloric acid.
In der Industrie häufig verwendete Magnesiumlegierungen sind solche vom Typ AZ31 bis AZ91, wobei AZ für die zulegierten Aluminium und Zink steht und die nachgestellte Zahl angibt, wie hoch der Anteil dieser Zulegierung am Magnesium ist.Magnesium alloys commonly used in the industry are those of types AZ31 to AZ91, where AZ is the alloyed aluminum and zinc, and the trailing number indicates how high the proportion of this alloy in magnesium is.
Allen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist gemein, dass sie jeweils nur für bestimmte Magnesiumlegierungen hinreichende Beschichtungsergebnisse zeigen. Darüber hinaus sind vielfach Porenbildungen bei der Galvanisierung von Magnesium zu beobachten, welche zu Schichtabplatzungen der aufgetragenen Metallschichten führen können.All methods known from the prior art have in common that they show sufficient coating results in each case only for certain magnesium alloys. In addition, many pores in the galvanization of magnesium are too observe, which can lead to Schichtabplatzungen the applied metal layers.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur galvanischen Beschichtung von Magnesium- oder Magnesiumlegierungen anzugeben, welches für eine Vielzahl von unterschiedlichen Magnesiumlegierungen zu einem hinreichenden Beschichtungsergebnis führt und die aus dem Stand der Technik bekannte Porenbildung vermeidet.It is therefore an object of the present invention to provide a method for the galvanic coating of magnesium or magnesium alloys, which leads to a variety of different magnesium alloys to a sufficient coating result and avoids the known from the prior art pore formation.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur galvanischen Beschichtung von Magnesium- oder Magnesiumlegierungsoberflächen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die zu beschichtenden Oberflächen während des gesamten Beschichtungsprozesses bis zur vollständigen Bedeckung mit einer Metallschicht des abzuscheidenden Metalls ausschließlich mit Prozesslösungen und Spüllösungen in Kontakt gebracht werden, welche einen pH-Wert ≥ pH 7, bevorzugt ≥ pH 8 aufweisen. This object is achieved by a process for the galvanic coating of magnesium or magnesium alloy surfaces, which is characterized in that the surfaces to be coated during the entire coating process until complete coverage with a metal layer of the deposited metal are brought into contact exclusively with process solutions and rinse solutions which have a pH ≥ pH 7, preferably ≥ pH 8.
Überraschenderweise wurde herausgefunden, dass der Verzicht auf saure Verfahrensschritte zu deutlich verbesserten Abscheideergebnissen führt. So lassen sich bei Verzicht auf saure Prozessschritte eine Vielzahl von unterschiedlichen Magnesiumlegierungen galvanisch beschichten, ohne dass es zu Porenbildung, Blistering oder Ablösungen kommt.Surprisingly, it has been found that dispensing with acidic process steps leads to significantly improved separation results. In the absence of acidic process steps, a large number of different magnesium alloys can be galvanically coated without pore formation, blistering or detachment occurring.
Durch das Vermeiden von sauren Behandlungslösungen wird verhindert, dass Magnesium aus der Oberfläche der zu beschichtenden Substrate herausgelöst wird. Hierdurch verringert sich auch der Bedarf an Einebnern, wie er beispielsweise bei der galvanischen Beschichtung insbesondere von hochlegierten Magnesiumlegierungen wie beispielsweise AZ91 besteht.By avoiding acidic treatment solutions, magnesium is prevented from being dissolved out of the surface of the substrates to be coated. This also reduces the need for levelers, as it exists, for example, in the case of galvanic coating, in particular of high-alloy magnesium alloys such as, for example, AZ91.
Besonders gut funktioniert das Verfahren auf der Magnesiumlegierung AU-LITE. Hier kann auf die Einebnung beinahe gänzlich verzichtet werden.The process works particularly well on the magnesium alloy AU-LITE. Here can be dispensed with the leveling almost entirely.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens unterteilt sich dieses in drei Verfahrensschritte. Diese Verfahrensschritte sind:
- Reinigen des zu beschichtenden Substrats aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung;
- Beizen des zu beschichtenden Substrats mit einer Zinkatbeize;
- Aufbringen einer ersten Metallschicht auf das Substrat.
- Cleaning the magnesium or magnesium alloy substrate to be coated;
- Pickling the substrate to be coated with a zinc stain;
- Applying a first metal layer to the substrate.
Die Reinigung des zu beschichtenden Substrats kann mit Hilfe einer Heißentfettung erfolgen. Hierbei wird das zu reinigende Substrat bei einer Temperatur von ca. 70 - 80°C für 10 Minuten mit einer geeigneten Entfetterlösung behandelt. Hierbei ist insbesondere die Kombination unterschiedlicher Entfetter vorgesehen, wobei die Auswahl der einzusetzenden Entfetter in Abhängigkeit der auf den zu beschichtenden Substraten bzw. Substratoberflächen vorhandenen Verschmutzungen erfolgt. Grundsätzlich handelt es sich bei den einzusetzenden Entfettern jedoch um alkalische Entfetter.The cleaning of the substrate to be coated can be done by means of a hot degreasing. Here, the substrate to be cleaned is treated at a temperature of about 70-80 ° C for 10 minutes with a suitable degreaser solution. In this case, the combination of different degreasers is provided in particular, the selection of the degreasers to be used being effected as a function of the contaminants present on the substrates or substrate surfaces to be coated. In principle, however, the degreasers to be used are alkaline degreasers.
Um eine hinreichende Entfernung der anhaftenden Verschmutzungen von den Substratoberflächen zu erreichen, kann erfindungsgemäß der Einsatz eines Kavitec-Modulus oder von Eduktordüsen vorgesehen sein. Bei Kavitec-Systemen handelt es sich um Hochdruckwasserdüsen, welche die Abreinigung durch Kavitationseffekte unterstützen.In order to achieve a sufficient removal of the adhering contaminants from the substrate surfaces, the use of a Kavitec modulus or eductor nozzles can be provided according to the invention. Kavitec systems are high-pressure water nozzles that support cleaning by cavitation effects.
Zur Entfernung grober Verschmutzungspartikel aus den Entfettern oder Entfetterlösungen kann der Einsatz von entsprechenden Filtersystemen erfindungsgemäß vorgesehen sein.To remove coarse dirt particles from the degreaser or degreaser solutions, the use of appropriate filter systems may be provided according to the invention.
Im Anschluss an die zuvor beschriebene Reinigung der Substratoberfläche erfolgt nach einem optionalen Spülschritt in der hier beschriebenen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Behandlung der Substratoberfläche mit einer alkalischen, zyanidfreien Haftbeize. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine solche Haftbeize eine Zinkatbeize, welche neben Natriumpyrophosphat (Na4P2O7 x 10 H2O) Zinksulfat, Natriumcarbonat und Natriumchlorid geeignete Netzmittel zur Herabsetzung der Oberflächenspannung der Zinkatbeize aufweist. Die beschriebene erfindungsgemäß einzusetzende Zinkatbeize weist einen photometrisch bei 30°C bestimmten pH-Wert im Bereich zwischen pH 10 und 11, bevorzugt im Bereich zwischen pH 10 und 10,5 auf.Following the above-described cleaning of the substrate surface, after an optional rinsing step in the embodiment of the method according to the invention described here, the substrate surface is treated with an alkaline, cyanide-free adhesive dressing. In one embodiment of the invention, such a Haftbeize is a Zinkatbeize, which in addition to sodium pyrophosphate (Na 4 P 2 O 7 x 10 H 2 O) zinc sulfate, sodium carbonate and sodium chloride suitable wetting agents for reducing the surface tension of Zinkatbeize. The described zincate pickling to be used according to the invention has a pH value determined photometrically at 30 ° C. in the range between pH 10 and 11, preferably in the range between pH 10 and 10.5.
Die zu behandelnde Substratoberfläche des zu beschichtenden Magnesium- oder Magnesiumlegierungssubstrates wird mit der Zinkatbeize bei einer Temperatur zwischen 60 und 80°C, bevorzugt zwischen 65 und 75°C kontaktiert. Die Expositionszeit beträgt hierbei zwischen 5 und 15 Minuten, bevorzugt zwischen 9 und 11 Minuten.The substrate surface to be treated of the magnesium or magnesium alloy substrate to be coated is contacted with the zincate stain at a temperature between 60 and 80 ° C, preferably between 65 and 75 ° C. The exposure time is between 5 and 15 minutes, preferably between 9 and 11 minutes.
Ein Beispiel für eine erfindungsgemäß einzusetzende Zinkatbeize ist im Folgenden angegeben:
In der zuvor beschriebenen Zinkatbeize kann vorteilhafterweise als Netzmittel ein als Nonpitter 62 A bekanntes Netzmittel oder ein als EnPREP TTM WA bekanntes Netzmittel eingesetzt werden. Darüber hinaus können Kombinationen unterschiedlicher Netzmittel eingesetzt werden.In the zincate stain described above, a wetting agent known as Nonpitter 62 A or a wetting agent known as EnPREP TTM WA can advantageously be used as wetting agent. In addition, combinations of different wetting agents can be used.
Es hat sich herausgestellt, dass besonders gute Abscheideergebnisse erhalten werden, wenn die Oberflächenspannung der erfindungsgemäß eingesetzten Zinkatbeize ≤ 55 mN/m ist. Hierbei wird die angegebene Oberflächenspannung als dynamische Oberflächenspannung mittels eines Blasendrucktensiometers bestimmt. Als Blasenlebensdauer für diese Bestimmung werden ≤ 500 ms zugrunde gelegt. Ein geeignetes Messgerät zur Bestimmung der dynamischen Oberflächenspannung ist das Scienceline T60 der Sita-Messtechnik GmbH.It has been found that particularly good deposition results are obtained when the surface tension of the zincate pickling used according to the invention is ≤ 55 mN / m. Here, the specified surface tension is determined as the dynamic surface tension by means of a bubble pressure tensiometer. The bubble life for this determination is ≤ 500 ms. A suitable measuring instrument for determining the dynamic surface tension is the Scienceline T60 from Sita-Messtechnik GmbH.
Durch die Behandlung mit einer entsprechenden Zinkatbeize bildet sich auf der zu beschichtenden Magnesium- oder Magnesiumlegierungsoberfläche eine haftvermittelnde Zinkatschicht aus.By treatment with a corresponding Zinkatbeize forms on the surface to be coated magnesium or magnesium alloy an adhesion-promoting Zinkatschicht.
Im Anschluss an die zuvor beschriebenen Behandlung der Oberfläche mit einer als Haftbeize dienenden Zinkatbeize erfolgt in dem hier beispielhaft beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren unter optionaler Zwischenschaltung eines Spülschrittes anschließend eine Abscheidung einer ersten Metallschicht auf der zu beschichtenden Substratoberfläche. Hierbei können unterschiedliche galvanisch abgeschiedene Metallschichten wie beispielsweise Kupfer-, Nickel- oder Chromschichten vorgesehen sein. Nachfolgend wird beispielhaft die Abscheidung einer Kupferschicht auf dem in der zuvor beschriebenen Art vorbehandelten Magnesium- bzw. Magnesiumlegierungssubstrat beschrieben.Subsequent to the above-described treatment of the surface with a zincate stain serving as an adhesive stain, a first metal layer is then deposited on the surface to be coated in the inventive method described here by way of example, with the optional interposition of a rinsing step Substrate surface. In this case, different electrodeposited metal layers such as copper, nickel or chrome layers may be provided. The deposition of a copper layer on the magnesium or magnesium alloy substrate pretreated in the manner described above will be described below by way of example.
Die mit einer Zinkatschicht in der vorbeschriebenen Weise zu beschichtende Substratoberfläche des Magnesium- oder Magnesiumlegierungssubstrates wird mit einem zyanidischen Glanzkupferelektrolyten, beispielsweise einem Elektrolyten des Typs CUPRALYTE 1545 der Enthone Inc. bei einer Temperatur zwischen 40 und 55°C kontaktiert. Zur Abscheidung der Kupferschicht wird eine Stromdichte zwischen 0,5 und 2,0 A/dm2 eingestellt. Hierbei ist erfindungsgemäß bei der Verwendung von Platten- oder Knüppelanoden eine geringere Stromdichte vorzusehen, als bei der Verwendung von Kupferstücken in entsprechenden Anodenkörben.The substrate surface of the magnesium or magnesium alloy substrate to be coated with a zincate layer in the manner described above is contacted with a cyanide bright copper electrolyte, for example, a CUPRALYTE 1545 electrolyte from Enthone Inc. at a temperature between 40 and 55 ° C. For the deposition of the copper layer, a current density between 0.5 and 2.0 A / dm 2 is set. Here, according to the invention, when using plate or billet anodes, a lower current density is to be provided than when using copper pieces in corresponding anode baskets.
Die anzulegende Spannung liegt in Abhängigkeit der verwendeten Anoden sowie der zu beschichtenden Substrate bzw. Substratoberflächen in einem Bereich zwischen 2,0 und 12,0 Volt. Der in der hier beschriebenen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte zyanidische Kupferelektrolyt weist einen photometrisch bestimmten pH-Wert im Bereich zwischen pH 11,0 und pH 12,0 auf.The voltage to be applied is in a range between 2.0 and 12.0 volts, depending on the anodes used and the substrates or substrate surfaces to be coated. The cyanide copper electrolyte used in the embodiment of the process according to the invention described here has a photometrically determined pH in the range between pH 11.0 and pH 12.0.
Die Konzentration an Kupfer in dem erfindungsgemäß einzusetzenden Kupferelektrolyten beträgt dabei zwischen 20 g/l und 50 g/l. Die Konzentration an freiem Kaliumzyanid in dem hier einzusetzenden zyanidischen Kupferelektrolyten liegt zwischen 20 g/l und 35 g/l. Darüber hinaus weist der Elektrolyt einen maximalen Kaliumcarbonat von 120 g/l auf. Die Dichte eines wie zuvor beschriebenen Elektrolyten liegt bei ca. 1,15 g/cm3.The concentration of copper in the copper electrolyte to be used according to the invention is between 20 g / l and 50 g / l. The concentration of free potassium cyanide in the cyanide copper electrolyte to be used here is between 20 g / l and 35 g / l. In addition, the electrolyte has a maximum potassium carbonate of 120 g / l. The density of an electrolyte as described above is about 1.15 g / cm 3 .
Zur Regenerierung des eingesetzten Kupferelektrolyten kann dieser erfindungsgemäß mit Kupfer(1)-Cyanid ergänzt werden, um aus dem Elektrolytenverbrauch das Kupfer zu ersetzen. Hierbei werden ca. 1,4 g/l Kupfer(1)-Cyanid pro 1 g/l zu ergänzenden Kupfergehalt benötigt. Zur Einstellung des Gehaltes an freiem Kaliumcyanid kann in dem hier eingesetzten Elektrolyten eine Zudosierung von Kaliumcyanid in einer Größenordnung von ca. 2 g pro g ergänzten Kupfers vorgesehen sein.For the regeneration of the copper electrolyte used, this can be supplemented according to the invention with copper (1) cyanide in order to replace the copper from the electrolyte consumption. In this case, about 1.4 g / l copper (1) cyanide per 1 g / l required to supplement copper content. To adjust the content of free potassium cyanide, a metered addition of potassium cyanide in the order of about 2 g per g of copper supplemented can be provided in the electrolyte used here.
Aus einem wie zuvor beschriebenen Kupferelektrolyten können auf den in der zuvor beschriebenen Weise vorbehandelten Substratoberflächen der Magnesium- oder Magnesiumlegierungssubstrate Kupferschichten mit einer Abscheidegeschwindigkeit in der Größenordnung von ca. 0,4 µm/min bei einer eingestellten Stromdichte von 1 A/dm2 abgeschieden werden.From a copper electrolyte as described above, in the substrate surfaces of the magnesium or magnesium alloy substrates pretreated as described above, copper layers can be deposited at a deposition rate of the order of about 0.4 μm / min at a set current density of 1 A / dm 2 .
Die abgeschiedenen Kupferschichten sind haftfest und zeigen einen gleichmäßigen Glanz.The deposited copper layers are adherent and show a uniform gloss.
Auf die so abgeschiedenen Kupferschichten können erfindungsgemäß weitere Metallschichten aufgebracht werden, wobei die anschließende Abscheidung von Metallschichten sowohl in sauren als auch in basischen Beschichtungselektrolyten erfolgen kann, insofern die darunter liegende Magnesium- oder Magnesiumlegierungsschicht vollständig mit einer entsprechenden Kupferschicht bedeckt ist.According to the invention further metal layers can be applied to the thus deposited copper layers, the subsequent deposition of metal layers in both acidic and alkaline coating electrolytes being possible, insofar as the underlying magnesium or magnesium alloy layer is completely covered by a corresponding copper layer.
Claims (4)
dadurch gekennzeichnet, dass
die zu beschichtenden Oberflächen während des gesamten Beschichtungsprozesses bis zur vollständigen Bedeckung mit einer Metallschicht des abzuscheidenden Metalls ausschließlich mit Prozesslösungen und Spüllösungen in Kontakt gebracht werden, welche einen pH-Wert ≥ pH 7, bevorzugt ≥ pH 8 aufweisen.Process for the galvanic coating of magnesium or magnesium alloy surfaces with a metal layer,
characterized in that
the surfaces to be coated during the entire coating process to complete coverage with a metal layer of the metal to be deposited are brought into contact only with process solutions and rinsing solutions, which have a pH ≥ pH 7, preferably ≥ pH 8.
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DE102010062357B4 (en) | 2010-12-02 | 2013-08-14 | Innovent E.V. | Apparatus and method for producing a magnesium-containing substrate coated with at least one anticorrosion layer |
CN105543919B (en) * | 2015-12-18 | 2017-11-10 | 沈阳理工大学 | The method that Mg alloy surface forms plating conductive coating by physical vapour deposition (PVD) |
DE102018216317A1 (en) * | 2018-09-25 | 2020-03-26 | Thyssenkrupp Ag | Process for the modification of hot-dip galvanized surfaces |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4351713A (en) * | 1979-08-22 | 1982-09-28 | Thomas Steel Strip Corp. | Electro-co-deposition of corrosion resistant nickel/zinc alloys onto steel substrates |
DE4136442A1 (en) * | 1991-11-06 | 1993-05-13 | Henkel Kgaa | METHOD FOR DEGREASING AND CLEANING METALLIC SURFACES, AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS |
JP3715743B2 (en) * | 1997-04-15 | 2005-11-16 | 株式会社神戸製鋼所 | Manufacturing method of Mg alloy member |
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