DE1807481A1 - Galvanisierverfahren - Google Patents

Description

Die in der Galvanotechnik üblichen Verfahren sind zumeist standortgebunden, wobei die zu galvanisierenden Gegenstände in mit Elektrolyten gefüllte Gefäße getaucht werden. Die Größe der letzteren begrenzen die Ausmaße der Werkstücke. Um diesem abzuhelfen ist es nach der französischen Patentschrift 1 I65 583 bekannt, einen pistolenartigen Galvanisierkopf zu verwenden, bei welchem der Elektrolyt mittels einer Wasserstrahl-

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pumpe an das partiell zu galvanisierende Werkstück herangesaugt bzw. herangedrückt wird. Der Nachteil dieser Anordnung ist die Notwendigkeit der laufenden Ergänzung der Elektrolytflüssigkeit. Dadurch, sowie durch die Verwendung eines Saugmittels, wie beispielsweise Luft, können nur überzüge mit geringen Schichtdicken aufgebracht werden, welche zudem auf dem Grundmaterial schlecht haften; eine exakte Vorbehandlung der zu galvanisierenden Fläche ,ist nämlich nicht möglich. Auch läßt das gasförmige Saugmittel unerwünschte chemische Reaktionen und damit eine Verunreinigung sogar eines noch nicht benutzten Elektrolyten erwarten.

Ähnliche Nachteile hat auch eine Anordnung nach der USA-Patentschrift 2 698 832, bei welcher ebenfalls ein partielles Galvanisieren vorgeschlagen wird, jedoch unter Wiederauffangen des an der Kathode vorbeigeführten Elektro lyten. Die dazu verwendeten zwei Behälter, nämlich ein Ein- und ein Ausströmbehälter, werden unmittelbar mit an das Werkstück herangebracht; die Bewegung des Elektrolyten erfolgt durch die Schwerkraft. Es ist nun sehr aufwendig, die Elektrolytbehälter unmittelbar an das Werkstück heranzubringen; die sie tragende Apparatur muß recht stabil ausgebildet sein. Das Größenverhältnis des transportablen Teiles dieser bekannten Galvanisiervorrichtung zu dem der gewünschten partiellen Galvanisierstelle am Werkstück ist außerdem so ungünstig, daß eine exakt definierte, also eng umgrenzte, den jeweiligen Verhältnissen angepaßte Galvanisierung nahezu unmöglich erscheint.

Die speziell genannten, bekannten Anordnungen haben zusammen mit dem sonstigen allgemeinen Stand der Technik noch weitere Nachteile: die Vorbehandlung der zu galvanisierenden Teile, sei es in standortgebundenen Gefäßen, sei es mittels zusätzlicher spezieller Vorbehandlungs-

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methoden« bedingt stets eine, wenn auch nur kurzfristige, Berührung mit der umgebenden Luft, gegebenenfalls auch mit den darin enthaltenen Staubpartikeln, so daß eine gute Bindung zumindest örtlich gefährdet ist. Hinzu kommt, daß bei den meisten Verfahren die Reinhaltung der Elektrolytbäder erhebliche Probleme aufwirft: die Verschmutzung des Elektrolyten durch ausfallenden Anodenschlamm, durch Verunreinigungen aus der Luft, sowie durch Abrieb mechanisch bewegter Teile, innerhalb und außerhalo des Bades, bedingt also Schwierigkeiten, unter Umständen sogar eine Verfälschung der Elektrolytzusammensetzunß. Letztere erfolgt auf alle Fälle durch eine Verdünnung λ

des Bades bei Anwendung von Spülwasser sowie durch die an den Werkstücken anhaftenden Restflüssi^keiten vorangegangener Bäder.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden, wozu bei einem Verfahren zum partiellen Galvanisieren mittels eines die Anode tragenden und vom Elektrolyten durchflossenen Qalvanisierkopfes vorgeschlagen wird, daß das Verfahren kontinuierlich unter Luft- bzw. Sauerstoffabschluß abläuft. In bevorzugter Ausbildung der Erfindung wird der Elektrolyt aus einem ruhenden Elektrolytbehälter mittels eines Pumpenaggregates über ein Schlauchsystem dem Galvanisierkopf zugeführt, wobei die Enden des Schlauch- { systems unter entsprechendem Betätigen von Ventilen in weitere (beispielsweise mit ReinigungsflUssigkeiten gefüllte) Behälter getaucht oder mit Gasbehältern verbunden werden.

Durch ein derartiges nach der bevorzugten Ausbildung der Erfindung durchgeführtes Verfahren wird erreicht, daß die Vorbereitung der zu galvanisierenden Werkstückoberfläche sowie deren anschließende Galvanisierung selbst ununterbrochen unter Luftabschluß in einem in sich abgeschlossenen

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BAD ORIGINAL

System abläuft; eine Verunreinigung der Bäder untereinander und von außen her wird vermieden, eine optimale Elektrolytbewegung erreicht und durch eine exakte Ausbildung des nunmehr handlichen Galvanisierkopfes eine den Jeweiligen besonderen Erfordernissen entsprechende Anpassung in einfacher Weise ermöglicht.

Damit sind die bei den bekannten Verfahren auftretenden Nachteile nicht nur vermieden, sondern es wird, wie die praktische Durchführung gezeigt hat, in überraschender Weise die einwandfreie Abscheidung beliebig dicker Metallschichten ermöglicht; man kann dann am fertigen Werkstück, bei Verwendung gleicher Werkstoffe, praktisch nicht mehr feststellen, welcher Teil desselben ursprüngliches Werkstück war und welcher mittels des Galvanisierverfahrens aufgebracht worden ist. Die Bindefestigkeit zwischen Grundmaterial und Galvanikschicht entspricht dann nämlich der des Grundmaterials, wobei die Galvanikschicht selbst homogen ist.

Die Erfindung wird anhand von Beispielen mittels der Zeichnung beschrieben, wobei auch noch Weiterbildungen derselben angegeben werden; in der Fig. 1 wird schematisch eine Anordnung zur Standort- und lageunabhängigen Galvanisierung dargestellt; die Fig. 2 zeigt dann einen besonders ausgebildeten Galvanisierkopf.

In der Anordnung nach der Fig. 1 soll an einem Kupferkessel 15 eine Schadstelle beseitigt werden. Dazu wird an den als Kathode wirkenden Kupferkessel 15 im Bereich seiner Schadstelle ein Galvanisierkopf 1 in Richtung des Pfeiles gedrückt. Dabei ist es zweckmäßig, den übergang Galvanisierkopf 1 zum Kessel 15 durch Dichtmaterialien nach außen hin abzuschließen; ein Zutritt von Luft kann dann mit Sicherheit vermieden werden.

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BAD ORiGiNAi.

Der Galvanisierkopf 1 wird über ein Schlauchsystem 4 bzw. dessen Enden 7*8,9 mit einem für den jeweiligen Verfahrensschritt gerade notwendigen Behälter 11,12 bzw. einer Gasflasche 14 oder einem Elektrolytbehälter 2 verbunden. Ein Pumpenaggregat J>, hier als Schlauchpumpenaggregat ausgebildet, drückt die Flüssigkeit bzw. das Gas aus den jeweiligen Behältern 2,11,12,14 zum Galvanisierkopf 1 und damit an den als Kathode wirkenden Kupferkessel 15. Zunächst wird also ein Ätzmittel aus dem Behälter 12 mittels des in ihn getauchten Endes 9 des Schlauchsystems 4 bei geöffnetem Ventil 5 zum Galvanisierkopf 1 gedrückt. Gleich- λ zeltig wird bei geschlossenem Ventil 6 das weitere Ende 7 des Schlauchsystems 4 in den mit destilliertem Wasser gefüllten Behälter 11 getaucht; nach entsprechender Vorreinigung bzw. Ätzung (Behälter 12) wird zusätzlich das Ventil 6 geöffnet und destilliertes Wasser in das Schlauchsystem 4 eingesaugt. Nun kann das Ventil 5 geschlossen werden, die Zufuhr von Ätzmitteln aus dem Behälter 12 wird also unterbunden und der übergang zum destillierten Wasser aus dem Behälter 11 unter Vermeidung des Zutrittes von Luft-Sauerstoff ermöglicht} die erste Umschaltung ist durchgeführt. Die Möglichkeit einer elektrolytischen Entfettung ist bei diesem Verfahren ebenfalls in einfacher Weise durchzuführen. . {

Zur Durchführung des nächsten Verfahrensschrittes wird nun das Ende 9 in den Elektrolytbehälter 2 getaucht, das Ventil 5 geöffnet und nach Füllung des zugeordneten Teiles des Schlauchsystems 4 mit dem Elektrolyt das Ventil 6 geschlossen. Der Vorgang des Galvanisieren kann beginnen, wozu gleichzeitig die Kathode, nämlich der Kupferkessel 15, und die Anode, die sich im Galvanisierkopf 1 befindet, mit der Stromquelle verbunden werden.

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Der Austritt der jeweils durch den Galvanisierkopf 1 gespülten Flüssigkeit erfolgt entsprechend der Richtung des Pfeiles 25 aus dem Ende 8 des Schlaüchsystems 4. Dabei kann das Ende 8 ins Freie, gerichtet sein, so daß die Flüssigkeit verloren geht. Es kann aber auch zusammen mit dem Ende 7 oder 9 in den Jeweils gerade benutzten Behälter getaucht sein; in diesem Fall wird dann die Flüssigkeit wieder verwendet. Es ist besonders zweckmäßig, den Elektrolytbehälter 2 in zwei Teile, Auslaßbehälter 17 und Einlaßbehälter 18, zu unterteilen und die Trennwand als Filter 19 auszubilden. Dann wird man nämlich die aus dem Galvanisierkopf 1 wieder austretende und in Richtung des Pfeiles 2.5 fließende ElektrolytflUssigkeit nicht in den Auslaßbehälter 17 sondern in den Einlaßbehälter 18, wie in der Fig. 1 dargestellt, leiten: dadurch wird der beim Austritt aus dem Galvanisierkopf 1 anfallende Anodenschlamm etc* im Einlaßbehälter 18 zurückgehalten; der jeweils neu in den Galvanisierkopf 1 eintretende Teil des Elektrolyten bleibt sauber.

Sollte es erfordernd! sein, besonders bei lange dauernden Galvanisiervorgängen, den Elektrolyten zu erneuern, so kann man einen weiteren nicht gezeichneten Elektrolytbehälter vorsehen und die Umschaltung wie bei den weiter oben genannten Verfahrensschritten durchführen; das gleiche gilt, falls es notwendig erscheint zur Reinigung der zu galvanisierenden Stellen noch weitere Flüssigkeiten zu verwenden, wie beispielsweise Ammonpersulfat oder verdünnte Schwefelsäure. Auch ist es denkbar, den Wechsel von einer Flüssigkeit zur nächsten unter Zwischenschaltung eines Schutzgases, welches sich in der Gasflasche 14 be- / findet, durchzuführen. In diesem Fall könnte selbstverständlich der zugehörige Teil des Pumpenaggregates jj still gelegt werden. Auf jeden Fall wird dabei ein Badwechsel ohne Verlust und ohne Verdünnung der BadflUssigkeit erreicht, wobei den Oberflächenschutz des Werkstückes das Schutzgas

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übernimmt. Ein derartiges Verfahren wird man besonders beim Galvanisieren leicht oxydierbarer Metalle anwenden, wie z.B, Molybdän, Titan, Stahl.

In Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung wird, wie in Fig. 2 in einem Beispiel dargestellt, vorgeschlagen, daß am Galvanisierkopf 1 die Fließrichtung des Elektrolyten entgegengesetzt zu der des elektrischen Stromes ist, unter entsprechender Anordnung von Anode 2o und Kathode 21. Dadurch wird erreicht, daß sich der stets, auch bei Verwendung des Filters (Fig. 1), bildende Anodenschlamm keineswegs an der Kathode absetzen kann; er bildet sich ja nun erst hinter der Kathode und wird entsprechend der Flußrichtung des Elektrolyten weggeschwemmt. Bei dem in dieser Figur dargestellten Galvanisierkopf I tritt der Elektrolyt entsprechend dem Pfeil 24 über ein Röhrchen 25 ein und fließt durch Bohrungen 26 (der Galvanisierkopf 1 ist in der Draufsicht kreisförmig) zur Kathode 21. Dort bildet sich eine galvanoplastische Manschette 27. Die Anode 2o befindet sich in Flußrichtung dahinter und wird über einen Anschluß 28 mit der Stromquelle (nicht gezeichnet) verbunden. Der Austritt des Elektrolyten erfolgt in Richtung des Pfeiles 29 über ein Röhrchen j5o.

Durch die galvanoplastische Manschette 27 werden im vorliegenden Fall die beiden ineinandergesteckten und als Kathode 21 wirkenden Röhrchen mit einer Festigkeit miteinander verbunden, die ähnlich wie beim SchweißVorgang ist, ohne daß die durch die sonst dabei notwendige Erwärmung auftretenden Nachteile hervorgerufen werden.

In einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß eine im Elektrolyten unlösliche Edelmetallelektrode, z.B. Platin, verwendet wird, wobei das abzuscheidende Material dann nur dem Elektrolyten entnommen wird; in ihm muß es dann

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laufend in bekannter Weise ergänzt werden. Dadurch wird ebenfalls die Gefahr der Schlammabscheidung am Werkstück beseitigt; es wird außerdem erreicht, daß die Elektrode jeder beliebigen Werkstückform angepaßt und so ein entsprechend definierter GalvanikUberzug geformt werden aknn, Eine gleichmäßige Beschichtung ist die Folge.

- Patentansprüche -

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Verfahren zum partiellen Galvanisieren mittels eines die Anode tragenden und vom Elektrolyten durchflossenen Galvanisierkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß es kontinuierlich unter Luft- bzw. Sauerstoffabschluß abläuft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus einem ruhenden Elektrolytbehälter (2) mittels eines Pumpenaggregates (3) über ein Schlauchsystem (4) dem Galvanisierkopf (l) zugeführt wird und daß die Enden (7,8,9) des Schlauchsystems (4) unter entsprechendem Betätigen von Ventilen (5» 6) in weitere (beispielsweise mit Reinigungsflüssigkeiten gefüllte) Behälter (11,12) getaucht oder mit Gasbehältern (Gasflasche l4) verbunden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenaggregat (3) aus Schlauchpumpen gebildet ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt vom

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Galvanisierkopf (l) wieder zum Elektrolytbehälter (2) zurückgeleitet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Galvanisierkopf (1) über Dichtmaterial an die Kathode, beispielsweise einen Kessel (I5) angedrückt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß (Fig.2) im Galvanisierkopf (1) die Flußrichtung des Elektrolyten entgegengesetzt zu der des elektrischen Stromes ist, wobei sich die Anode (2o) noch hinter der Kathode (21) befindet.

7· Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch g e kennzei chnet, daß eine im Elektrolyten unlösliche Edelmetallelektrode verwendet und das abzuscheidende Material dann nur dem Elektrolyten entnommen wird.

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