NO880020L - Anordning for aa kontrollere i en bevegelsesmodus kontinuiteten av et metallbelegg paa en metalltraad av forskjellig natur. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for å kontrollere i en bevegelsesmodus kontinuiteten av et metallbelegg på en metalltråd av forskjellig natur og elektro-kjemisk potensiale.

US patent nr. 4 492 615 vedrører en prosess for å dekke en stor lengde av metall med et metall-lag som fester seg til dette, ved hjelp av elektrolyse i en kontinuerlig modus og ved en høy bevegelseshastighet.

Denne prosessen anvendes særlig for nikkelpletering av tråder av aliminium eller aliminiumlegeringer som er tilsiktet å bli anvendt særlig som elektriske ledere. Faktisk gir et slikt belegg trådene et lavt nivå av kontaktmotstand som forblir stabilt over tid og tillater kopperet med fordel å erstattes av aliminium for fremstilling av de fleste enkelttråds eller flertrådsledere for industriell bruk eller hjemmebruk.

For at nivået av stabilitet hva angår kontaktmotstand imidlertid skal opprettholdes over tid, er det nødvendig at belegget er i så kontinuerlig tilstand som mulig.

Ettersom tykkelsen av nikkel generelt er meget liten og av størrelsesorden av en mikron, trengs det kun et flyktig uhell på produksjonslinjen eller dårlig behandlig eller pakking av den produserte tråd, for at belegget skal lide av uensartet-heter eller brudd i dette, slik at kontinuiteten av belegget avbrytes. Det er derfor av interesse å tilveiebringe en anordning som gjør det mulig å kontrollere kontinuiteten av belegget, og som kan tjene både som en godtagelsetest for brukeren, og som et kvalitetskontrollmiddel for produsenten.

Det vil være åpenbart, p.g.a. produktets form og den måte som det oppnås, at anordningen må være slik at den kan anvendes i en bevegelig modus og således kan gi en øyeblikkelig respons. De vanlige metoder som anvendes for å kontrollere kontinuiteten av beleggene på en metalltråd involverer en nå generelt bruk av kjemiske reaksjonsmidler og er derfor i alt vesentlig diskontinuerlige. Dessuten anvendes de kun på koppertråder som er tinnpletert, nikkelpletert, eller sølvpletert, og ikke på nikkel-pleterte aliminiumstråder.

Det er av denne grunn at søkerne har ettersøkt og utviklet en anordning for å kontrollere, i en bevegelig modus, kontinuiteten av et metallbelegg på en metalltråd, hvilken anordning kjennetegnes ved at den omfatter: - en celle av elektrisk isolerende materiale, hvis sidevegger er forsynt med to åpninger som er således anbrakt at den tråd som skal kontrolleres som passerer mellom samme, bringes i kontakt med en elektrolyttoppløsning som i det minste delvis fyller nevnte celle, og hvor i den følsomme delen av en referanseelektrode er nedsenket, - en elektrisk kontakt som glir på tråden som avgis fra cellen, og - et millivoltmeter som er koblet dels separat til kontakten og til elektrolytten, og dels til et registrerings-middel.

Således omfatter anordningen i følge oppfinnelsen først en celle, dvs. en beholder, som kan eller ikke trenger å være lukket av et deksel og som er laget av et materiale slik som glass eller plastmateriale eller et metall som er dekket innvendig med et isolerende belegg. Beholderen er på side-veggene av denne forsynt med to åpninger som har tettnings-midler og innenfor hvilke tråden som skal kontrollerest passerer. Den inneholder en oppløsning av elektrolytt i en tilstrekkelig mengde til at tråden kan fullstendig nedsenkes. Oppløsningen som skal være kjemisk og fysisk inært, med hensyn til tråden og materialet som danner cellen, er fortrinnsvis en vandig løsning av borsyre i et konsentrasjonsnivå mellom 1 g/l og mettning ved denne temperatur som kan motstås av referanseelektroden.

Den følsomme enden av en referanseelektrode som eksempelvis kan være en mettet merkuroklorid (kalomel) elektrode er dyppet i denne oppløsningen. En glidende elektrisk kontakt er anbrakt på tråden som avgis fra cellen. Elektroden og kontakten er forbundet med et millivoltmeter på en slik måte at de er i stand til å måle potensial-forskjellen mellom tråden og referanseelektroden, hvilken måling kontinuerlig sendes til et registeringsmiddel.

Millivoltmeteret må ha en høy inngangsimpedans, fortrinnsvis høyere enn 10 for derved å oppnå en sakte degradering i referanseelektroden og følgelig drift i måleresultatene. Konfigurasjonen av den kurve som oppnåes ved registrerings-middelet angir hvorvidt belegget er kontinuerlig eller ikke.

Faktisk er det blitt observert, enten kurven skyldes en måling som utføres på en tråd når den avgis fra tanken hvor i belegget frembringes, og som derfor bærer spenning, eller en belagt tråd som ikke bærer noen spenning, som kommer fra en lagerrull, at kurven hadde visse karakteristikka som var relatert til kvaliteten av belegget.

I særdeleshet, i det førstnevnte tilfellet, så lenge som belegget er uensartet, er potensialforskjellen ustabil, hvilket avsløres ved oscillasjoner av større eller mindre størrelse uten av særlig frekvens, mens så snart belegget er blitt homogent, vil potenisalforskjellen stabilisere seg. Således, ved fremstillingen av belegget, er det mulig å finne driftsbetingelser som gjør det mulig å oppnå den stabilitetén og følgelig en passende kvalitet for tråden.

I det andre tilfellet bemerkes det at der også er variasjoner i potensiale på en dårlig dekket tråd, mens det potensiale er konstant på en tråd av høy kvalitet.

De vedlagte tegninger illustrerer oppfinnelsen.

Figurene 1 og 2 tilsvarer respektive anordningene som anvendes for å kontrollere dels en tråd som fører spenning, avgitt fra beleggingsbadet, og dels en tråd som ikke fører spenning, som kommer fra en lagerrull. Figur 3 viser potensialkurven som oppnåes på en beleggings-linje ved å variere styrken av avsettingsstrømmen. Figur 4 viser kurvene hva angår potensiale og grad av belegging av en tråd i avhengighet av strømstyrken ved hvilken den blir behandlet.

Figur 5 viser et mikrofotografi av et belegg.

I det der vises til figur 1, er der vist et dekkings eller beleggingsbad 1, gjennom hvilket tråden 3 passerer i den retning som er angitt med pilen 2, og anordningen i følge oppfinnelsen omfatter en celle 4 som er forsynt med tet-tningsmidler 5, og inneholder en oppløsning 6 hvor i en referanseelektrode 7 er dyppet, en elektrisk kontakt 8 som glir mot tråden, et millivoltmeter 9 som er koblet separat til referanseelektroden og til kontakten, og et registrer-ingsmiddel 10 for å fremvise resultatet av kontrolleringsoperasjonen. Anordningen omfatter også en rensetank 11 for å fjerne oppløsningen fra tråden, og et trådtørkingssystem 12.

I det der vises til figur 2, er der vist den samme anordning som er beskrevet ovenfor, hvilken ikke lenger forsyner seg med den tråd som avgis fra beleggingsbadet 1, men en belagt tråd som kommer fra en rull 13, i det tråden så vikles på rullen 14 etter kontrolleringsoperasjonen.

Figur 3 som er relatert til produksjonskontroll, viser verdiene hva angår potensiale i volt relativt den mettede merkuroklorid (kalomel) elektroden, som er gitt av registrer-ingsmiddelet i avhengighet av tid og de forskjellige strøm- styrkene som tilføres trinnene for å danne et nikkelbelegg på en tråd av aliminium eller aliminiumlegering, med en diameter lik 0,51 mm, som beveger seg med en hastighet lik 100 meter pr. minutt, i henhold til den prosess som er angitt i US patent 4 492 615, nemlig suksessivt å føre tråden inn i et flytende strømtilførselsmiddel som inneholder nikkelklorid, borsyre og fluorsyre og så gjennom et beleggingsbad basert på nikkelsulfamat som også inneholder borsyre og nikkelklorid.

Tre områder, som angitt ved 1, 2, 3, kan fremheves i henhold til de økende verdier hva angår strømstyrke: - område 1: ved lav styrke oscillerer potensialet. Ved nærmere studium har det oppnådde nikkel et lavt nivå av dekkingskapasitet. - område 2: fra 30 ampere stiger potensialet hurtig og det registrerte signalet oscillerer meget. Det tilsvarer en ugunstig modifikasjon i den kjemiske natur av avsetningen. - område 3: for styrker nær 80 ampere, blir det registrerte signalet meget stabilt og varierer ikke lenger når styrken øker, hvilket angir at dekningsgraden er på et maksimum.

På basis av disse registreringer, for hver bestemte situasjon som innvolverer en beleggning, uansett substratets natur, diameteren derav og dets bevegelseshastighet, er det mulig å bestemme de opptimale betingelser hva angår strømtetthet for å tilveiebringe et homogent belegg som tilfredsstiller den ønskede funksjon.

Figur 4 som er relatert til en nikkelpletert tråd som avvikles fra en lagerrull, gir kurven A hva angår potensial i mV i avhengighet av strømstyrken i ampere som tråden blir utsatt for ved dens behandlig, mens kurve B gir dekningsgraden a = nikkeloverflateareal/substratoverflateareal, i avhengighet av de samme strømstyrker. De kurvene viser korrelasjonen som eksisterer mellom målt potensiale og dekningsgraden. Det vil særlig observeres, når dekningen oppnår 100$, at potensialet ikke lenger varierer. Således, ved å måle potensialnivået og verifisere graden av stabilitet for samme, er det mulig å utlede fra dette at tråden sam-svarer med de krav til kontinuitet for belegget som gis av brukeren.

Figur 5 er et mikrofotografi med den forstørrelse lik 3000 av en tråd på hvilken dekningsgraden er nær 100$.

Oppfinnelsen finner anvendelse ved kontrollering, mens i bevegelse, av et hvilket som helst metallsubstrat som er dekket med et annet metall, særlig nikkelpleterte alimimiums-tråder, i hvilket henseende der er et ønske om å være sikker med hensyn til beleggets kontinuitet og kvalitet og nærmere bestemt hva angår elektriske ledere.

Claims (6)

1. Anordning for å kontrollere i en bevegelsesmodus kontinuiteten av et metallbelegg på en metalltråd (3) av forskjellig natur, karakterisert ved at den omfatter: - en celle (4) av elektrisk isolerende materiale, hvis sidevegger er forsynt med to åpninger (5) som er således anbrakt at tråden som skal konntrolleres, som passerer mellom disse, bringes i kontakt med en oppløsning (6) av elektrolytt som i det minste delvis fyller nevnte celle og hvor i den følsomme delen av en referanseelektrode (7) er nedsenket, - en elektrisk kontakt (8) som glir på den tråden som avgis fra cellen, og - et millivoltmeter (9) som er koblet dels separat til kontakten og til elektroden, og dels til et registrerings-middel (10).

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at oppløsningen er ledende og ikke angriper den belagte tråden og cellen.

3. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at oppløsningen er borsyre på et konsentrasjonsnivå mellom 1 g/l og mettning ved driftstemperaturen.

4. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den anvendes for kontrollering av nikkelpleterte tråder av aliminium eller aliminiumlegering, beregnet for elektrisk bruk.

5. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den anvendes for kontrollering av en tråd som avgis fra beleggningsbadet.

6. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den anvendes for kontrollering av en belagt tråd fra en lagerrull.