NO147994B

NO147994B - Fremgangsmaate til fremstilling av en elektrolytisk utfelling og pletteringsopploesning til utfoerelse av fremgangsmaaten

Info

Publication number: NO147994B
Application number: NO772115A
Authority: NO
Inventors: Edward Paul Harbulak
Original assignee: M & T Chemicals Inc
Priority date: 1976-06-17
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1983-04-11
Also published as: FR2355095A1; AU2348677A; CA1081649A; SE419774B; IT1117000B; ZA77893B; DK267977A; FR2355095B1; NL7706721A; AU508247B2; AR218244A1; DE2718285A1; US4046647A; SE7703058L; NZ183709A; GB1518780A; NO772115L; NO147994C; BR7703142A; BE855424A

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og

et pletteringsbad som angitt i innledningen til krav 1 resp. 2.

En rekke fremgangsmåter er tatt i bruk innen forniklings-industrien for oppnåelse av besparelser av nikkel samt reduserte omkostninger. Noen av fremgangsmåtene omfatter å

redusere tykkelsen av nikkelutfellingen, erstatte nikkel helt eller delvis med kobolt i de tilfeller hvor kobolt er billigere eller lettere tilgjengelige og i den senere tid, elektroplettering av nikkel/jern-, kobolt/jern- og nikkel/kobolt/jernlegeringer hvori opptil 60% av pletteringen kan inneholde relativt billig jern. Imidlertid er det nødvendig, når plette-ringens tykkelse blir redusert, å bruke mer effektive eller "kraftige" nikkel-glanstilsatser eller høyere konsentrasjoner av glanstilsatse*", slik at den grad av blankhet som forniklings-industrien er blitt vant til, kan oppnås. De "kraftige" nikkel-glanstilsatser eller høy konsentrasjon av glanstilsats er riktig-nok istand til å frembringe den ønskede blankhet og utjevning,

men kan ikke desto mindre ha uakseptable bivirkninger. For eksempel kan nikkelpletteringen skalle av eller oppvise sterk spenning eller sprøhet, mindre mottagelighet for senere kromplettering, uklarheter (hazes), redusert dekkevne eller " spredning"

ved lav strømtetthet eller stripedannelse og udekket plate, dvs. områder hvor der ikke dannes noen plettering.

Skjønt elektrolytisk utfelling av nikkel/jern-, kobolt/jern-eller nikkel/kobolt/jern-legeringer på mange måter har stor likhet med elektrolytisk utfelling av nikkel, idet lignende utstyr og driftsforhold anvendes, så byr allikevel elektroplettering med jernholdige legeringer av nikkel og eller kobolt på visse spesielle problemer. F.eks. er det et krav ved elektrolytisk utfelling av jernlegeringer av nikkel og/eller kobolt at jernet i den elektrolytiske pletteringsoppløsning overveiende bør være toverdig jern i stedet for treverdig. Ved en pH-verdi på

ca. 3,5 vil der utfelles basiske ferrisalter som kan tilstoppe anodeposene og filtrene og gi ru elektrolytiske utfellinger. Det er derfor fordelaktig å forhindre utfelling av eventuelle basiske ferrisalter. Dette kan oppnås ved tilsetning av egnede kompleksdannende, chelatdannende, antioksyderende eller reduserende midler til det jernholdige elektrolytiske pletteringsbad, som beskrevet av Koretzky i US-PS 3 354 059,. av Passal i US-PS 3 804 726 ellar av Clauss o.a. i US-PS 3 806 429,, Skjønt disse kompleksdannende eller chelatdannende midler er nødvendige for å skaffe en løsning på problemet med ferriioner, kan bruken av disse medføre uønskede bivirkninger. De kan forårsake en reduksjon i utjevningen av utfellingen og kan også gi stripete, uklare eller matte utfellinger som dessuten kan oppvise trinn eller helligdager, dvs. områder som ikke er plettert eller bare er meget tynt plettert sammenlignet med andre partier av utfellingen.

For å overvinne de skadelige virkninger av høye konsentrasjoner av glanstilsatser eller "kraftige" glanstilsatser, eller for å motvirke de uønskede bivirkninger av jern eller jernopp-løsende substanser når disse er tilstede i elektrolytiske nikkel-og/eller kobolt- eller jernholdige nikkel- og/eller kobolt-pletteringsbad, er det i US-PS 2 654 703 blitt foreslått å til-sette forskjellige sulfinsyrer eller salter derav. Uheldigvis er sulfinsyrer og deres salter ustabile og utsatt for hurtig oksydering av luftens oksygen til de tilsvarende sulfonsyrer eller sulfonatsalter, og i denne tilstand er de ikke lenger virkningsfulle med hensyn til å overvinne de forskjellige ovennevnte bivirkninger . Bruken av sulfinsyrer eller deres salter

reduserer dessuten utfellingens jevnhet betraktelig.

Det er en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe fremgangsmåter og pletteringsbad for elektrolytisk utfelling av nikkel, kobolt eller binære eller ternære legeringer av nikkel, kobolt og jern som i større grad kan tåle høye konsentrasjoner av glanstilsatser. Det er ytterligere en hensikt med oppfinnelsen å skaffe utfellinger av nikkel, kobolt eller binære eller ternære legeringer av nikkel, kobolt og jern, karakterisert ved økt duktilitet, blankhet, dekkevne og evne til utjevning og skjuling av striper. Enda en hensikt med oppfinnelsen er å overvinne de problemer som forårsakes av tilstedeværelsen av jern eller jernoppløsende stoffer i elektrolytiske bad til plettering av jernholdige nikkel- og/eller kobolt-legeringer. Andre hensikter med oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende detaljerte beskrivelse.

Den foreliggende oppfinnelse går ut på at der i pletterings-oppløsningen foreligger 5 • 10 ~<6> - 0,5 mol/l av et/^-substituert, "^-substituert eller ^, Y-dobbeltsubstituert sulfon med følgende generelle strukturformel:

hvor R betyr laverealkyl, fenyl eller lavere^lkylfenyl,

R<1> betyr hydrogen, R eller gruppen

R" betyr halogen, - OR, -SO^H eller et salt derav eller -COOH eller salter eller estre derav;

a, b, c og e er uavhengige av hverandre og lik 1 eller 2, idet a dog kan være lik null når R" er -COOH.

Badene ifølge den foreliggende oppfinnelse kan også inneholde en effektiv mengde av en eller flere av de følgende tilsetninger:

a) Glanstilsatser av klasse I

b) Glanstilsatser av klasse II

c) Antigropdannende midler eller fuktemidler.

Uttrykket "glanstilsatser av klasse I" slik det anvendes

i fremstillingen og er definert i Modern Electroplating, Third Edition, med F. Lowenheim som redaktør, er ment å skulle innbefatte aromatiske sulfonater, sulfonamider, sulfonimider, sul-finater, etc, foruten alifatiske eller aromatisk-alifatiske alken- eller acetylen-umettede sulfonater, sulfonamider, sulioni-mider, etc. Spesielle eksempler på slike pletteringstilsatser er:

(1) natrium-o-sulfobenzimid

(2) dinatrium-1,5-naftalen-disulfonat

(3) trinatrium-1,3,6-naftalen-trisulfonat

(4) natriumbenzen-monosulfonat

(5) dibenzen-sulfonimid

(6) natriumallysulfonat

(7) natrium-3-klor-2-buteh-l-sulfonat

(8) natrium-^-styren-sulfonat

(9) natrium-propargyl-sulfonat

(10) monoallylsulfamid

(11) diallylsulfamid

(12) allylsulfonamid

Slike pletteringstilsatser, som kan anvendes alene eller i egnede kombinasjoner, bør fortrinnsvis anvendes i mengder på

0,5 - 10 g/l. De gir de fordeler som er beskrevet i den ovenfor nevnte publikasjon, og som er velkjente for alle som er be-vandret i forniklingsfaget.

Uttrykket "glanstilsats av klasse II" slik det anvendes

i denne fremstilling og er beskrevet i Modern Electroplating, Third Edition, med F. Lowenheim som redaktør, er ment å skulle innbefatte slike pletteringstilsatser som f.eks. reaksjons-produktene av epoksyder med<x-hydroksy-acetylenalkoholer, f.eks. dietoksylert 2-butyn-l;4-diol eller dipropoksylert 2-butyn-l,4-diol, andre acetylenforbindelser, N-heterocykliske forbindelser, fargestoffer, etc. Spesielle eksempler på slike pletteringstilsatser er:

(1) 1,4-di-(^-hydroksyetoksy)-2-butyn

(2) 1,4-di- (/3-hydroksy-Y-klorpropoksy) -2-butyn

(3) 1,4-di-( if-,V-epoksypropoksy)-2-butyn

(4) 1,4-di-(^-hydroksy-V-butenoksy)-2-butyn

(5) 1,4-di-(2'-nydroksy-4'-oksa-6<1->heptenoksy)-2-butyn

(6) N-(2,3-diklor-2-propenyl)-pyridiniumklorid

(7) 2,4,6-trimetyl-N-propargyl-pyridiniumbromid

(8) N-allylkinaldiniumbromid

(9) 2-butyn-l,4-diol

(10) propargylalkohol

(11) 2-metyl-3-butyn-2-ol

(12) kinaldyl-N-propansulfonsyrebetain

(13) kinaldindimetylsulfat

(14) N-allylpyridiniumbromid

(15) isokinaldyl-N-propansulfonsyrebetain

(16) isokinaldindimetylsulfat

(17) N-allylisokinaldinbromid

/18) 1,4-di-(^-sulfoetoksy)-2-butyn

(19) 3-(^-hydroksyetoksy)-propyn

(20) 3- -hydroksypropoksy) -propyn

(21) 3-(/5-sulfoetoksy)-propyn

(22) fenosafranin

(23) fuksin

Når den anvendes alene eller i kombinasjon, fortrinnsvis

i mengder på 5 - 1000 mg/l, kan en glanstilsats av klasse II gi ingen synlig virkning på den elektrolytiske utfelling, eller den kan gi finkornede utfellinger med halvglans. He heste resultater

oppnås imidlertid når glanstilsatser av klasse II anvendes sammen med en eller flere glanstilsatser av klasse I for å

skaffe optimal utfellingsglans, blankhetsgrad, utjevning, strøm-tetthetsområde for blankplettering ,• dekning av lav strømtetthet etc.

Uttrykket "antigropdannende middel eller fuktemiddel" slik det anvendes i den foreliggende fremstilling, er ment å skulle innbefatte et materiale som tjener til å hindre eller redusere gassgropdannelse. Et antigropdannende middel som anvendes alene eller i kombinasjon, fortrinnsvis i mengder på 0,05 - 1 g/l,

kan også tjene til å gjøre badene mere forenlige med forurensninger som f.eks. olje, fett, etc. ved sin emulgerende, disper-gerende eller oppløsende virkning på slike forurensninger, og derved fremme oppnåelsen av bedre utfellinger. Foretrukne antigropdannende midler omfatter natriumlaurylsulfat, natriumlauryl-etersulfat og natriumdialkylsulfosuksinater.

De nikkelforbindelser, koboltforbindelser og jernforbindelser som anvendes for å skaffe nikkel-, kobolt- og jernioner for elektrolytisk utfelling av nikkel, kobolt eller binære eller ternære legeringer av nikkel, kobolt og jern (f.eks. nikkel/kobolt-, nikkel/jern-, kobolt/jern- og nikkel/kobolt/jern-legeringer), blir typisk tilsatt som sulfat-, klorid-, sulfamat- eller fluoborat-salter, Sulfat-, klorid-, sulfamat- eller fluoborat-salter av nikkel eller kobolt anvendes i de elektrolytiske plette-ringsoppløsninger ifølge oppfinnelsen i konsentrasjoner som er tilstrekkelige til å gi nikkel- og/eller koboltioner i konsentrasjoner på 10 - 150 g/l. Når jernforbindelsene, f.eks. jernsulfat, jernklorid etc, tilsettes de nikkel- og/eller kobolt-holdige elektrolytiske pletteringsoppløsninger ifølge oppfinnelsen, anvendes de i mengder som er tilstrekkelige til å gi jernioner i konsentrasjoner på 0,25 - 25 g/l. Forholdet mellom nikkel-og/eller koboltioner og jernioner kan ligge i området 50: 1 til 5:1.

Jernionene i de elektrolytiske pletterings°PPlØsninger ifølge oppfinnelsen kan også tilføres gjennom bruk av jernanoder isteden-for ved tilsetning av jernforbindelser. Hvis f.eks. en viss prosentuell andel av den samlede anodeoverflate i et elektrolytisk pletteringsbad for nikkel består av jernanoder, vil der etter en viss elektrolyseperiode være blitt innført tilstrekkelig jern i badet ved kjemisk eller elektrokjemisk oppløsning av jernanodene til å skaffe den ønskede konsentrasjon av jernioner.

Pletteringsbadene ifølge oppfinnelsen som inne-

holder nikkel, kobolt, nikkel og kobolt, nikkel og jern, kobolt og jern eller nikkel, kobolt og jern, kan dessuten inneholde 30-60 g/l, fortrinnsvis ca. 45 g/l, borsyre eller et annet buffermiddel til å regulere pH-verdien (f.eks. t:i-l ca.

2,5-5, fortrinnsvis ca. 3-4) og å hindre brenning som følge av høy strømtetthet.

Når der foreligger jernioner i pletteringsbadene ifølge oppfinnelsen, er det for å gjøre jernionene oppløselige ønskelig å innlemme ett eller flere midler som virker kompleksdannende, chelatdannende, antioksyderende eller reduserende på jern eller gjør jern oppløselig, f.eks. sitronsyre, maleinsyre, glutarsyre, glukonsyre, askorbinsyre, isoaskorbinsyre, mukonsyre, glutamin-syre, glykollsyre eller" åspartinsyre "eller lignende syrer eller disses salter. Disse midler, som virker kompleksdannende eller oppløsende på jern, kan foreligge i pletteringsoppløsningen i konsentrasjoner på 1 - 100 g/l, naturligvis avhengig av hvor meget jern som er tilstede i pletteringsbadet.

For å hindre "brenning" i områder med høy strømtetthet, skaffe en jevnere temperaturregulering av oppløsningen og regulere mengden av jern i de jernholdige legeringsutfellinger kan der anvendes omrøring av oppløsningen. Omrøring med luft, mekanisk omrøring, pumping, omrøring ved hjelp av katodestaver og andre måter til omrøring av oppløsningen er alle tilfredsstillende. Dessuten kan badene arbeide uten omrøring.

Driftstemperaturen av pletteringsbadene ifølge

oppfinnelsen kan ligge på 40 - 85°C, fortrinnsvis på 50 - 70°.

Den gjennomsnittlige katodestrømtetthet kan ligge i området 50 - 1200 A/m<2>, og 300 - 600 A/m<2> gir et optimalt område.

Typiske vandige nikkelholdi<g>e elektrolytiske pletteringsbad (som kan anvendes i kombinasjon med virksomme mengder samvirkende-tilsetninger) innbefatter følgende bad, hvor alle konsentrasjoner er i g/l med mindre noe annet er angitt:

Når jernsulfat (FeS04 -7H20) innlemmes i det foregående bad, vil konsentrasjonen være ca. 2,5 - 125 g/I.

Når jernsulfat (FeSC^-Tl^O) innlemmes i det foregående bad, vil konsentrasjonen være ca. 2,5 - 125 g/l.

Når jernsulfat (FeS04'7H20) innlemmes i det foregående bad, vil konsentrasjonen være på ca. 2,5 - 125 g/l.

Når jernsulfat (FeS04«7H20) er innlemmet i det foregående bad,v il konsentrasjonen være på ca. 2,5 - 125 g/l.

pH-verdien av de typiske sammensetninger i tabell V kan ligge på ca. 3-5 og fortrinnsvis ca. 4.

Når jernsulfat (FeS04"7H20) innlemmes i de foregående bad, vil konsentrasjonen ligge på 2,5 - 125 g/l.

Når jernsulfat (FeS04"7H20) innlemmes i bad med sammensetning som angitt ovenfor, er det ønskelig i tillegg å innlemme ett eller flere midler som virker kompleksdannende, chelatdannende eller oppløsende på jern, idet middelet anvendes i konsentrasjoner på ca. 1 - 100 g/l, naturligvis avhengig av den foreliggende jernkonsentrasjon.

Det vil være klart at de ovennevnte bad kan inneholde forbindelser i mengder som ligger utenfor det område som defineres av de angitte foretrukne minimums- og maksimumsverdier, men at den mest tilfredsstillende og økonomiske drift vanligvis oppnås når forbindelsene er tilstede i badene i de angitte mengder.

pH-verdien av alle de foregående, belysende, vandige sammensetninger som inneholder nikkel, kobolt, nikkel og kobolt, nikkel og jern, kobolt og jern, eller nikkel, kobolt og jern, kan under pletteringen vedlikeholdes på 2,5 - 5,0 og fortrinnsvis på mellom 3,0 og 4,0. Under driften av badet kan pH-verdien normalt ha en tilbøyelighet til å stige, og den kan reguleres ved hjelp av syrer som f.eks. saltsyre, svovelsyre etc.

Anoder som anvendes i de ovennevnte bad, kan bestå av de bestemte enkle metaller som det pletteres med ved katoden,

f.eks. nikkel eller kobolt ved plettering med henholdsvis nikkel og kobolt. Ved plettering med binære eller ternære legeringer, f.eks. nikkel og kobolt, kobolt og jern, nikkel og jern eller nikkel, kobolt og jern, kan anodene bestå av de respektive separate metaller opphengt på egnet måte i badet som stenger, strimler eller små biter i titankurver. I slike tilfeller inn-

stilles forholdet mellom anodeoverflåtene av de forskjellige metaller i overensstemmelse med den spesielle legeringssammen-setning som ønskes ved katoden. For plettering med binære eller ternære legeringer kan der også som anoder anvendes legeringer

av de respektive metaller i et vektforhold mellom metallene svarende til det prosentvise vektforhold mellom de samme metaller i den ønskede utfelte legering på katoden.

Disse to typer av anodesystemer vil vanligvis gi en stort sett konstant ionekonsentrasjon av de respektive metaller i badet. Hvis der med anoder av legeringer med fast metallforhold skulle forekomme en viss ubalanse mellom metallionene i badet, kan der fra tid til annen utføres justeringer ved tilsetning av egnede korrigerende konsentrasjoner av..de individuelle metallsalter. Alle anoder er vanligvis dekket på egnet måte med stoff- eller plastposer av ønsket porøsitet for å redusere til et minimum tilførselen til badet av.metallpartikler, anodeslim etc. som kan vandre til katoden enten mekanisk eller elektroforetisk og gi ruhet i utfellingen på katoden.

De underlag som utfellingene ifølge oppfinnelsen

som inneholder nikkel, kobolt, nikkel og kobolt, nikkel og jern, kobolt og jern eller nikkel, kobolt og jern, kan påføres på,

kan være av metall eller metall-legeringer av den art som vanligvis forsynes med pletteringsbelegg og benyttes i faget, f.eks. nikkel, kobolt, nikkel-kobolt, kobber, tinn, messing, etc. Andre typiske underlagsmaterialer som gjenstander som skal pletteres, fremstilles fra, omfatter jernholdige metaller, f.eks. stål, kobber, kobberlegeringer som messing, bronse etc. og zink, spesielt i form av kokillestøpestykker på zinkbasis, og alle disse metaller kan bære pletterte skikt av andre metaller, f.eks. av kobber. Grunnmetallunderlagene kan være gitt en rekke overflatebehandlinger avhengig av det endelige utseende som ønskes som i sin tur er avhengig av slike faktorer som glans, skinn, utjevning, tykkelse etc. av den elektrolytiske utfelling av kobolt, nikkel og/eller jern som påføres underlagene.

Skjønt der kan oppnås elektrolytiske utfellinger av nikkel, kobolt, nikkel og kobolt, nikkel og jern, kobolt og jern eller nikkel, jern og kobolt under anvendelse av de ovennevnte para-metre, kan glansen, utjevningen, duktiliteten og dekkevnen være utilfredsstillende eller utilstrekkelig for en bestemt anvendelse. Dessuten kan utfellingen være uklar eller matt og også oppvise striper og trinn, avskalling samt dårlig mottagelighet for krom. Disse forhold kan spesielt oppstå etter tilsetning av for store kompletterende mengder av glanstilsatser av klasse II

eller ved bruk av spesielt "kraftige" glanstilsatser av klasse II. Når det gjelder jernholdige pletteringsbad som dessuten inneholder midler som virker oppløsende på jern, kan jernet eller jernoppløsningsmidlene også medføre et tap i utjevning og glans, eller de kan føre til uklare, matte eller stripete utfellinger. Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det opp-daget at det ved tilsetning til et vandig, surt pletteringsbad for elektroplettering med nikkel, kobolt, nikkel og kobolt, nikkel og jern, kobolt og jern, eller nikkel, jern og kobolt,

er mulig å rette på de foran nevnte ulemper ved tilsetning eller innlemmelse av visse sulfoner som er forenlige med badet/og som har visse / B- og/eller V-substituerte undergrupper. Dessuten tillater de sulfonforbindelser som skal anvendes ifølge oppfinnelsen, bruken av høyere konsentrasjoner enn normalt av glanstilsatser av klasse II, hvorved det blir mulig å oppnå en høyere grad av glans og utjevning uten uønskede striper, helligdager, sprøhet etc. som vanligvis må ventes under disse forhold.

Disse badoppløselige sulfoner er karakterisert ved den følgende strukturformel:

hvor R betyr laverealkyl, fenyl eller laverealkvlfenyl,

R' betyr hydrogen, R eller gruppen

R" betyr halogen, -0H, S03H eller salter eller estre derav og a,b,c og e er uavhengige av hverandre og lik 1 eller 2, idet a dog kan være lik null når R" er -COOH.

Det er underforstått at R også kan inneholde undergrupper som f.eks. klorid, bromid, hydroksy, alkoksy, etc. som er forenlige med badet, men som ikke i seg selv bidrar til virkningen av den /& - eller Y -substituerte eller , y-dobbelt-substituerte sulfonmolekyldel, nemlig

men enten er inerte med hensyn til den elektrolytiske pletterings-oppløsning eller gir øket oppløsning i badet av grunnsulfonet. Typiske eller representative forbindelser som har den ovennevnte generaliserte formel, er angitt nedenfor uten at dette må oppfattes som noen begrensning: 2-hydroksyetyl-mety1sulfon 2,3-dihydroksypropyl-metylsulfon 3-hydrbksypropyl-metylsulfon bis (2-hydroksyletyl)-sulfon 1,3-bis(metylsulfonyl)propan-2-ol l-etylsulfonyl-3-metylsulfonyl-propan-2-ol 2-(metylsulfonyl)etansulfonsyre-natriumsalt 3-(2-hydroksyetylsulfonyl)-propansyre 2,3-dihydroksypropyl-fenylsulfon 2- (p-tolylsulfonyl)-etansulfonsyre 3-(p-tolylsulfonyl)-propansulfon- syre

Av de ovennevnte forbindelser er de følgende spesielt nyttige ved utførelse av den foreliggende oppfinnelse:

2- hydroksyetyl-metylsulfon

2,3-dihydroksypropyl-metylsulfon

3- hydroksypropyl-metylsulfon

2-(metylsulfonyl)etansulfonsyre

2,3-dihydroksypropyl-fenylsalfon

2- (p-tolylsulfonyl)etansulfonsyre

3- sulfosulfolan

1,3-bis(metylsulfonyl)propan-2-ol

De beta-substituerte, gamma-substituerte og beta/gamma-dobbeltsubstituerte sulfoner som anvendes ifølge den foreliggende oppfinnelse, er usedvanlige ved at de ikke virker som glanstilsatser i seg selv slik som glanstilsatser av klasse I eller II gjør. De bør derfor ikke betraktes som glanstilsatser, men snarere som tilsetninger hvis funksjon i badet er å overvinne uklarheter, striper, avskalling, trinndannelse og helligdager.

I tillegg kan der oppnås en forbedring av utfellingens dekning og jevnhet ved lav strømtetthet ved tilsetning av disse forbindelser til pletteringsbad inneholdende nikkel, kobolt, nikkel/kobolt, nikkel/jern, kobolt/jern eller nikkel/ kobolt/jern.

De beta-substituerte, gamma-substituerte og beta/gamma-dobbeltsubstituerte sulfoner anvendes i pletteringsbad-

ene i konsentrasjoner på 5'10 ^ - 0,5 mol/l og fortrinnsvis på 1-10~<5> - 0,1 mol/l.

De følgende eksempler er gjengitt for å belyse oppfinnelsen og gi fagfolk en bedre forståelse av de forskjellige utførel-sesformer og sider ved oppfinnelsen. Eksemplene tjener således ikke til definisjon av beskyttelsesområdet.

Eksempel 1 ( Sammenligning) .

Et vandig nikkel/jern-pletteringsbad med

følgende sammensetning ble fremstilt:

En polert messingplate ble oppskrapt med en eneste horisontal passasje av smergelpapir med 4/o-korn for å gi et ca. 1 cm bredt bånd i en avstand på ca. 2,5 cm fra den hedre kant av platen og parallelt med denne. Den rensede plate ble deretter plettert i en 267 ml's Hull-celle med en cellestrøm på 2A i 10 min. under anvendelse av den ovennevnte oppløsning og magnetisk omrøring. Den resulterende nikkel/jern-utfelling var skinnende og godt utjevnet fra det område hvor strømtett-heten var 250A/m 2, til den kant av prøveplaten hvor strømtett-heten var høy. I det område der strømtettheten var lavere enn 250 A/m 2, oppviste imidlertid utfellingen trinndannelse og en regnbuefarget uklarhet, samtidig som den var tynn som følge av dårlig dekning ved lav strømtetthet.

-3

Ved tilsetning av 5,3*10 mol/l (o,5 g/l) av dimetyl-sulfon (CI^-SO^-CH^) til pletteringsoppløsningen og gjentagelse av pletteringsforsøket ble der oppnådd en nikkelutfelling som var identisk med den som opprinnelig ble oppnådd, hvilket tyder på at sulfon-molekyldelen i seg selv er uten virkning når det gjelder å overvinne de uklarheter, stripedannelser og trinndannelser som anvendelsen av dette pletteringsbad medførte.

Eksempel 2

Et vandig nikkel/jern-pletteringsbad ble frem-

stilt og utprøvet på samme måte som beskrevet i eksempel 1.

Den resulterende utfelling led av de samme mangler som beskrevet foran.

-3

Ved tilsetning av 1,8*10 mol/l (0,25 g/l) av 3-(metyl-sulfonyl) -propanol (CH3-S02-CH2-CH2-CH2OH) til prøveoppløsningen og gjentagelse av pletteringsforsøket oppnådde man at den resulterende nikkel/jern-utfelling hadde en ensartet glans over hele strømtetthetsområdet og var fri fra alle uklarheter, striper, trinndannelse og dårlig dekning ved lav strømtetthet, noe som viser virkningen av det gamma-hydroksy-substituerte sulfon.

Eksempel 3.

Der ble fremstilt et vandig nikkelpletteringsbad

med følgende sammensetning:

Med den ovennevnte oppløsning ble der fremstilt en utfelling under anvendelse av den samme fremgangsmåte og de samme betingelser som beskrevet i eksempel 1. Utfellingen var dis-kontinuerlig, dvs. den bestod av små adskilte "øyer" eller flekker av "rimaktig" nikkel på 0,1 - 1 eller 2 mm. Denne tilstand var forårsaket av en altfor høy konsentrasjon av "kraftig" glanstilsats av klasse II, nemlig 3-(y5 -hydroksyetoksy)-propyn.

Ved tilsetning av 3,2"10~<2> mol/l (5,0 g/l) av bis (2-hydroksyetyl)sulfon (HO-CH2-CH2-S02-CH2-CH2-OH) til pletterings-oppløsningen og gjentagelse av pletteringsforsøket, ble der oppnådd en nikkelutfelling som var skinnende og glansfull og dessuten helt kontinuerlig fra et strømtetthetsområde på ca.

60 A/m 2 til høy-strømtetthetsområdet ved kanten av prøve-platen, dvs. ca. 1200 A/m 2. Det beta-hydroksy-substituerte sulfon overvinner således de skadelige virkninger av over-drevne mengder av glanstilsatser av klasse II som kan bli tilsatt pletteringsbadet enten ved et uhell eller i et forsøk på

å oppnå større blankhet eller en høyere grad av utjevning.

Eksempel 4

Et vandig pletteringsbad for nikkel og kobolt

med følgende sammensetning ble fremstilt:

En polert messingsplate ble oppskrapt ved en eneste horisontal passasje av smergelpapir med 4/0-korn for å gi et ca. 1 cm. bredt bånd i en avstand på ca. 2,5 cm. fra den nedre kant av platen og parallelt med denne. Den rensede plate ble deretter plettert i en 267 ml's Hull-celle med en cellestrøm på 2A i 10 min. under anvendelse av den ovennevnte oppløsning og magnetisk omrøring. Den resulterende utfelling av nikkel/jern-legering var blank, men nokså tynn og uten noen utjevning i området med lavere strømtetthet enn 120 A/m o. Utfellingen i området fra ca. 120 til 500 A/m 2 var sterkt stripet og oppviste trinndannelse, dårlig utjevning og en regnbuefarget uklarhet, mens utfellingen i området fra ca. 500 A/m 2 til høy-strømtetthetsområdet langs kanten av prøveplaten var blankt og glansfullt med utmerket utjevning.

Ved tilsetning av 3,2'10 _ 3 mol/l (0,5 g/l) av 2,3-dihydroksypropyl-metylsulfon (CH^S02-CH2-CHOH-CH2OH) til pletteringsopp-løsningen og gjentagelse av pletteringsforsøket, ble der oppnådd en utfelling av nikkel/jern-legering som var skinnende, glansfull og fullstendig fri for uklarheter, striper, eller trinndannelse over hele prøveplatens strømtetthetsområde. Dessuten oppviste utfellingen god duktilitet.

Eksempel 5

Et vandig pletteringsbad for nikkel og kobolt

med følgende sammensetning ble fremstilt:

Med den ovennevnte oppløsning ble der fremstilt en utfelling av nikkel/kobolt-legering under anvendelse av den samme fremgangsmåte og de samme betingelser som beskrevet i eksempel 1. Den resulterende utfelling var blank i et strømtetthetsområde fra ca. 40 A/m <2>til høy-strømtetthetsområdet langs kanten av prøveplaten. Ved lavere strømtetthet enn 40 A/m 2 oppviste utfellingen en tett blågrå uklarhet.

Ved tilsetning av 4,6 ' 10~<4> mol/l (0,1 g/l) av 1,3-di (metylsulfonyl)-propan-2-ol (CHjSO^CH^CHOH-Cf^-SC^-Cf^) til pletteringsoppløsningen og gjentagelse av pletteringsforsøket ble der oppnådd en nikkel/kobolt-legering som var blank over hele prøveplatens strømtetthetsområde og uten tegn til gjen-værende blågrå uklarhet.

Eksempel 6

Et vandig pletteringsbad for nikkel, kobolt og jern med følgende sammensetning ble fremstilt:

Med den ovennevnte oppløsning ble der fremstilt en utfelling av nikkel/kobolt/jern-legering under anvendelse av den samme fremgangsmåte og de samme betingelser som beskrevet i eksempel 1. Den resulterende utfelling var blank over hele prøveplatens strømtetthetsområde. Imidlertid oppviste platen spredte områder med regnbuefargete uklarheter i et strømtett-hetsområde fra ca. 150 A/m 2til høy-strømtetthetsområdet langs kanten av platen, samtidig som der var områder med striper og trinndannelse. Langs den kant av platen hvor strømtettheten var høy, var utfellingen sprukket p.g.a. strekkspenninger^ samtidig som den spontant skallet av p.g.a. kraftige spenninger. Dessuten var utfellingen ekstremt sprø.

Ved tilsetning av 7,97<*>10~<4> mol/l (0,228 g/l) av 2-(p-tolylsulfonyl)-etansulfonsyrenatriumsalt

til pletteringsoppløsningen og gjentagelse av pletterings-forsøket var den resulterende nikkel/kobolt/jern-legering ensartet skinnende over hele strømtetthetsområdet av prøveplaten. Striper, trinndannelser, regnbuefargede matte uklarheter, avskalling og spenningssprekker var fullstendig eliminert, og der gjenstod bare et lite uklart og "rimaktig" område nær den magnetiske rørestav hvor omrøringen var særlig kraftig. Ved økning av konsentrasjonen av 2-(p-tolylsulfonyl)-etansulfon-syrenatriumsalt til 1,6*10 mol/l (0,456 g/l) elimineres selv denne ubetydelige ufullkommenhet i utfellingen. I tillegg vitnet utfyllingen og utviskingen av ripene fra smergelpapiret om en bedre utjevning av utfellingen.

Eksempel 7

Et vandig nikkelpletteringsbad med følgende

sammensetning ble fremstilt:

En polert messingplate ble oppskrapt ved en eneste horisontal passasje av smergelpapir med 4/0-korn for å gi et ca. 1 cm bredt bånd i en avstand på 2,5 cm fra den nedre kant av platen oy parallelt med denne. Den rensede plate ble deretter plettert i en 267 ml's Hull-celle med cellestrøm på 2A i 10 min. under anvendelse av den ovennevnte oppløsning og magnetisk omrøring. Den resulterende prøveplate var i alt vesentlig blottet for utfelling (dvs. platen var ubelagt) i strømtetthetsområdet fra null til ca. 160 A/m 2. Der hvor der forelå en utfelling (dvs. i områder med større strømtetthet enn 160 A/m 2), var utfellingen skinnende og glansfull.

Ved tilsetning av 2,2<*>10"<3> mol/l (0,5 g/l) av 3-(p-tolylsulfonyl)-propansyre

til pletteringsoppløsningen og gjentagelse av pletteringsfor-søket ble der oppnådd en nikkelutfelling som forble skinnende, og området med strømtetthet under 160 A/m 2, som tidligere var blottet for utfelling, var dekket med en sunn, blank nikkel-utf elling .

Claims

1. Fremgangsmåte til elektrolytisk utfelling av nikkel, kobolt og/eller binære eller ternære legeringer av metaller valgt fra gruppen nikkel, jern og kobolt, omfattende å føre strøm fra en anode til en katode gjennom en vandig, sur plet-teringsoppløsning som inneholder minst én komponent valgt fra nikkelforbindelser, koboltforbindelser og jernforbindelser som skaffer nikkel-, kobolt- og jernioner for elektrolytisk utfelling av nikkel, kobolt, nikkel/kobolt-legeringer, kobolt/jern-legeringer og nikkel/jern/kobolt-legeringer, i tilstrekkelig lang tid til at der dannes en metall-utfelling på katoden, karakterisert ved at der i oppløsningen foreligger 5.10 - 0,5 mol/1 av et g-substituert, y-substituert eller et 8,y-dobbeltsubstituert sulfon med følgende generelle strukturformel: hvor R betyr laverealkyl, fenyl eller laverealkylfenyl, R' betyr hydrogen, R eller gruppen R" betyr halogen, -OH,-S03H eller et salt derav eller -COOH eller salter eller estre derav; a, b, c og e er uavhengige av hverandre og lik 1 eller 2, idet a dog kan være lik null når R" er -COOH.

2. Vandig, sur pletteringsoppløsning til utførelse av en fremgangsmåte som angitt i krav 1, idet oppløsningen inneholder minst én komponent valgt fra nikkelforbindelser, kobolt-forbindelser og jernforbindelser som skaffer nikkel-, kobolt- og jernioner for elektrolytisk utfelling av nikkel, kobolt, nikkel/kobolt-legeringer, nikkel/jern-legeringer, kobolt/jern-legeringer eller nikkel/kobolt/jern-legeringer, karakterisert ved at der i oppløsningen foreligger 5*10 - 0,5 mol/l av et B-substituert, ysubsti-tuert piler et 6,y-dobbeltsubstituert sulfon med følgende generelle strukturformel: hvor R betyr laverealkyl, fenyl eller laverealkylfenyl, R' betyr hydrogen, R eller gruppen R" betyr halogen, -0H, -SO^H eller et salt derav eller -COOH eller salter eller estre derav; a, b, c og e er uavhengige av hverandre og lik 1 eller 2, idet a dog kan være lik null når R" er -COOH.