CH619739A5

CH619739A5 - Process and appliance for making a non-conductive porous grinding body electroconductive

Info

Publication number: CH619739A5
Application number: CH1302175A
Authority: CH
Inventors: Kiyoshi Inoue
Original assignee: Inoue Japax Res
Priority date: 1974-10-25
Filing date: 1975-10-07
Publication date: 1980-10-15
Also published as: JPS5819745B2; NL169092B; RO71718A; NO753270L; NL7512355A; CS189722B2; DD121609A5; NO145442C; JPS5149129A; DK443275A; NO145442B; NL169092C

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Elektrischleitendmachen eines elektrisch nichtleitenden porösen Schleifkörpers zur Herstellung einer elektrochemischen Schleifwerkzeug-Elektrode, unter Anwendung des chemischen Plattierens, bei dem der poröse Schleifkörper mit einer Lösung für chemisches Plattieren imprägniert wird, welche Lösung ein Reduktionsagens und ein Salz aus dem Metall, das durch Niederschlag einen metallischen Überzug auf den Wänden von unter sich verbundenen Poren des Schleifkörpers bilden soll, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte Menge der Lösung für eine Dauer innerhalb der Poren belassen wird, die genügend lang ist, damit die Metallkomponenten in der Lösung ausgefällt werden, dass dann die verbrauchte Lösung aus den Poren entzogen wird, während gleichzeitig eine wenigstens angenähert gleiche Menge frischer Lösung in die Poren hineingeführt wird,

und dass darauf dieser gesamte Verfahrensschritt für eine bestimmte Anzahl Male wiederholt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der verbrauchten Lösung verbleibende Metallkomponente elektrochemisch getrennt und zurückgewonnen wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Komponente der Lösung sedimentiert wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch eine Plattierungskammer (10, 110) mit Haltemitteln (3a, 103a) für den porösen Schleifkörper (3, 103), ferner durch einen an die Plattierungskammer angeschlossenen Zylinder (4, 110) mit einem Kolben (7, 107) zur Zufuhr der chemischen Plattierungslösung, welcher Zylinder ausserdem mit wenigstens einem Vorratsbehälter (11, 12, 134) für die chemische Plattierungslösung verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter einen ersten Behälter (11) für die Lösung des Metallsalzes und einen zweiten Behälter (12) für das Reduktionsagens umfasst, und dass in der Zuleitung (13) zum Zylinder (4) jedem dieser Behälter zugeordnete Absperrventile (1 ja, 12a) vorhanden sind, um das Mischverhältnis von Reduktionsagens und Lösung des Metallsalzes zur Bildung der Plattierungslösung einzustellen.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattierungskammer (10, 110) mit einem Behandlungsbehälter (16) für die Wiedergewinnung der verbrauchten Lösung verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (4) über eine Leitung (24) mit Absperrventilen (5a, Sb) und mit elektromagnetisch gesteuerten Ventilen (26b, 26c) sowohl mit einer oberen als auch mit einer unteren Partie der Plattierungskammer (10) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsbehälter (16) zwei mit einer Stromquelle (19) verbundene Elektroden (17, 18) und Mittel (20) zur Entfernung des Metalls aus der verbrauchten Lösung aufweist.

9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Entfernung des Metalls ein verschiebbares, elektrisch leitendes Endlosband (20) ist, das elektrisch leitend mit der Kathode (18) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsbehälter (16) mit einem Sedimentationsbehälter (23) zur Sedimentation der sedimentierenden Komponenten verbunden ist.

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Werkzeugelektroden für elektrochemisches Schleifen (EC-AM) aus einem elektrisch nichtleitenden porösen Schleifkörper gemäss dem
Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Das elektrochemische Schleifen ist ein Bearbeitungsverfah ren, bei dem zwei verschiedene Bearbeitungsvorgänge in Kom bination gleichzeitig an einem Werkzeug ablaufen: Die elek trolytische Auflösung des Werkstoffs vom leitenden Werkstück durch Leiten eines elektrischen Stroms hoher Dichte zwischen dem Werkstück und einer Werkstückelektrode durch einen Elektrolyt hindurch, der als elektrochemisches Bearbeitungsmittel dient; und das von der Werkzeugoberfläche an der Werkstückoberfläche vorgenommene mechanische Schleifen bzw. Abtragen. Bei der Feinbearbeitung nach der eigentlichen
Bearbeitung kann nur das mechanische Bearbeiten, und zwar unter Verwendung desselben Werkzeugs, benutzt werden, um dem bearbeiteten Schleifkörper eine glänzende Oberfläche zu verleihen. Für das Werkzeug (Elektrode) werden eine gute elektrische Leitfähigkeit und eine gute mechanische Wirkung angestrebt.

Bisher entwickelte typische Werkzeugelektroden für derar tige Bearbeitungsverfahren sind Scheiben mit Metall-Diamant
Haftverbindung oder sonstige Schleifscheiben, die eine ver hältnismässig gute Leitfähigkeit haben. Diese Schleifkörper neigen nämlich dazu, sich ziemlich schnell vom leitenden Sub strat zu lösen, so dass das Werkzeug einen beträchtlichen Abrieb während des Bearbeitungsvorgangs erfährt. Ausserdem sind sie verhältnismässig teuer in der Herstellung und schlecht in der Formbarkeit.

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten ist in Erwägung gezogen worden, eine nichtelektrische Technologie oder che misches Plattieren für die Werkzeugherstellung vorzusehen.

Diese Technologie kann wirksam angewendet werden, um den kommerziell erhältlichen Schleifkörpern, die eine ausreichende Haftfestigkeit und sonstige Vorteile haben, jedoch elektrisch nicht oder nur sehr schlecht leitend sind, elektrische Leitfähig keit zu verleihen. Der Schleifkörper mit den untereinander verbundenen inneren Poren wird mit einer Lösung für chemisches Plattieren imprägniert, so dass eine leitende Beschichtung sich auf den Wandabschnitten der Poren durch chemisches Reduzieren eines Metalls auf der Lösung aufbaut. Bei den bestehenden Herstellungsverfahren wird jedoch die Lösung für chemisches Plattieren kontinuierlich durch den Schleifkörper gedrückt, z.B. eine Schleifscheibe, indem eine Druckdifferenz an den entgegengesetzten Seiten des porösen Körpers einwirkt.

Die Lösung fliesst daher schnell durch den Schleifkörper, so dass nur ein kleiner Teil davon zu einer chemischen Reduktion im Inneren des Schleifkörpers führt, weshalb die Lösung wiederholt umlaufen muss, bis eine gewünschte Menge oder Dicke der Metallbeschichtung auf den Poren-Wänden erreicht wird. Die Metallreduktion aus der Lösung kann auch in den Umlauf-Leitungen und -Gefässen auftreten, so dass ein beträchtlicher Anteil des Reduktionsmetalls der Lösung ausserhalb des leitend zu machenden Schleifkörpers verbraucht wird. Ausser dem niedrigen Wirkungsgrad und dem unwirtschaftlichen Verbrauch der Lösung für chemisches Plattieren hat diese bestehende Technologie den Nachteil, dass die Vorrichtung schnell verunreinigt wird und damit zu besonderen Wartungsschwierigkeiten führt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes derartiges Verfahren zu schaffen, so dass das chemische Plattieren eines porösen Schleifkörpers, um diesen leitend zu machen, wirksamer und wirtschaftlicher als bisher durchgeführt werden kann und Werkzeugelektroden für chemisches Schleifen mit gleichmässiger hervorragender Qualität hergestellt werden können, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Das Verfahren gemäss der Erfindung ist gekennzeichnet

durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann jeder kommerziell erhältliche Schleifkörper behandelt werden. Es kann sich also um einen glasierten, Silikat-, Gummi-, gummiverstärkten, harzigen, harzigen-verstärkten, Schellack- oder Oxychlorid-Schleifkörper vom Siliziumkarbid, Borkarbid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Zinkoxid, Titanoxid, Diamant usw.

handeln. Ein Körper mit einer derartigen Zusammensetzung von Schleif- und Bindemittel und ferner mit einer Korngrösse kleiner als 100 Maschenweiten-Einheiten und einer Porosität von 10 bis 60% wird vorzugsweise zur Herstellung eines leistungsfähigen Werkzeugs für elektrochemisches Schleifen verwendet.

Die Lösung für chemisches Plattieren enthält üblicherweise ein Reduktionsmittel und ein Salz eines zu reduzierenden Metalls. Eine solche flüssigkeit wird vorzugsweise unmittelbar vor dem Imprägnieren des Schleifkörpers in einer noch zu beschreibenden Weise gemischt. Daraus folgt, dass für jeden Impräguierzyklus die vorgegebene Menge einer hochwirksamen Lösung in den Poren für ein vorbestimmtes Zeitintervall eingeschlossen wird, nämlich bis das Reduktionsmetallsalz darin im wesentlichen erschöpft ist, nachdem das Metall auf die Porenwandabschnitte des Schleifkörpers reduziert worden ist.

Dem chemischen Plattieren können in bekannter Weise verschiedene Vorbehandlungen vorausgehen, und zwar Reinigen, Sensibilisieren und Aktivieren.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens weist die Merkmale gemäss dem kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 4 auf.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer anderen Vorrichtung ähnlich der von Fig. 1 mit einer zusätzlichen Einrichtung zum Ändern der Imprägnierungsrichtung der Lösung für chemisches Plattieren;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer Abwandlung von Fig. 2; und
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Vorrichtung.

Gemäss Fig. 1 bilden ein trichterförmiges Gefäss 1 und ein
Verschlussdeckel 2, die dicht zusammengehalten sind, eine
Kammer 10 für chemisches Plattieren, in dem ein poröser
Schleifkörper 3 in Form einer Scheibe, die leitend zu machen ist, durch einen elastischen Haltering 3a so gehalten ist, dass die Kammer 10 in einen oberen und in einen unteren Raum aufgeteilt ist, wie im einzelnen aus der Zeichnung ersichtlich ist. Ein Flüssigkeitseinlass la am Boden des Gefässes 1 ist an eine obere Öffnung 4a eines Zylinders 4 angeschlossen, der intermittierend eine Lösung für chemisches Plattieren unter
Druck an die Kammer 10 abgibt. Ein Rückschlagventil 5 befindet sich an der oberen Öffnung des Flüssigkeitseinlasses la, um ein Rückströmen der Flüssigkeit in den Zylinder 4 zu verhindern.

Ein zweites Rückschlagventil 6 ist an einer Flüssig keitseinlassöffnung 4b des Zylinders 4 vorgesehen. Ein Kolben
7 ist im Zylinder 4 hin- und herbeweglich gelagert und durch
Drehen einer Kurbel 8 antreibbar, mit der eine Kolbenstange
9 über einen Kurbelzapfen 8a verbunden ist. Behälter 11 und
12, die getrennt zwei verschiedene Sätze von Bestandteilen einer Lösung für chemisches Plattieren enthalten, sind mit dem
Zylinder 4 über die Einlassöffnung 4b und einer Leitung 13 verbunden, wobei Absperrorgane 1 1a und 12a zum Einstellen des Mischverhältnisses dieser Bestandteile vorgesehen sind.

Der Verschlussdeckel 2 hat eine Gebläseöffnung 2a mit einem Gebläse 14 und eine Auslassöffnung 2b, die über eine Leitung 15 zu einem Lösungsbehandlungsbehälter 16 führt, um in diesen verbrauchte Lösung von der Kammer 10 abzulassen.

Zwei Elektrolysierelektroden 17 und 18 befinden sich im Behälter 16 und sind mit dem positiven bzw. negativen Anschluss einer Gleichstromquelle 19 verbunden. Die Kathode 18 ist inBerührung mit einem beweglichen endlosen Band oder Sieb 20 zum Aufnehmen des Metallniederschlags aus der verbrauchten Lösung und zum Abtransport aus dem Behälter 16 zum Aufbereiten. Der Lösungsbehandlungsbehälter 16 ist über eine Leitung 21 mit einem Absperrorgan 22 an einen Absetzbehälter 23 angeschlossen, wo die verbrauchte Lösung zur Rückgewinnung einer weiteren Komponente eine Sedimentation erfährt.

Während des Betriebs wird durch Drehen der Kurbelscheibe 8 eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 7 im Zylinder 4 hervorgerufen. Solange der Kolben 7 eine Abwärtsbewegung ausführt, entsteht ein Unterdruck im Raum oberhalb des Kolbens 7 im Zylinder 4. Infolgedessen ist das Rückschlagventil 5 geschlossen und das Rückschlagventil 6 offen, und die Lösung wird aus der Leitung 13 abgesaugt. Wenn ein Plattieren mit Kupfer vorgenommen werden soll, kann der Behälter 11 eine Lösung aufnehmen, die Kupfersulfat, Kaliumnatriumtartrat und Natriumhydroxid enthält, während der Behälter 12 Formalin als Reduktionsmittel aufnehmen kann. Die Absperrorgane lla und 12b sind so eingestellt, dass die beiden getrennten Bestandteile in den Zylinder 4 mit einem gewünschten Mischverhältnis gesaugt werden können. Das eigentliche Mischen erfolgt dann im Zylinder 4.

Die Menge der in den Zylinder 4 gesaugten Lösung hängt von der Verdrängung des Kolbens 7 ab. Da diese Verdrängung bzw. dieser Hub genau vorgegeben werden kann, kann damit auch die Menge auf einen Sollwert eingestellt werden.

Wenn der Kolben 7 sich aufwärts zu bewegen beginnt, ist das Rückschlagventil 6 wegen des Überdrucks im Zylinderraum geschlossen, während das Rückschlagventil 5 geöffnet wird. Die Menge der Lösung für chemisches Plattieren, die im Zylinder 4 aufbewahrt wird, wird jetzt unter Druck in die Behandlungskammer 10 gepresst. Ein kleiner Teil davon kann durch den Schleifkörper 3 hindurchgedrückt werden, während der übrige Teil völlig den Schleifkörper 3 füllt, so dass Metall auf die Wandungen der untereinander verbundenen Poren des Schleifkörpers 3 niedergeschlagen wird.

Wie bereits erwähnt wurde, gehen dem chemischen Plattieren Vorbehandlungen voraus, die in der Technologie des chemischen Plattierens gut bekannt sind. Normalerweise wird der Schleifkörper nach einer sorgfältigen Reinigung mit einer Lösung von Zinn(II)-chlorid imprägniert, um darauf Niederschläge von Zinn(II)-Ionen zu bilden (Sensibilisierung). Nach dem Waschen wird der Schleifkörper mit einer Lösung von Palladiumchlorid imprägniert, um Niederschläge von Palladium darauf als Aktivator oder Katalysator (Reduktionskeime) zu bilden, um das Metall für chemisches Plattieren aufzunehmen. Diese Vorbehandlungen, d.h. Reinigen, Sensibilisieren und Katalysieren, können mit getrennten Bädern entsprechend der Praxis des chemischen Plattierens durchgeführt werden.

Nach einem vorgegebenen Hub zum oberen Ende des Zylinders 4 kommt der Kolben 7 zur Ruhe und kann dann für ein vorgegebenes Zeitintervall festgehalten werden, um die imprägnierte Lösung in den Poren des Schleifkörpers 3 einzuschliessen, bis der Metallgehalt darin im wesentlichen erschöpft ist.

Der Kolben 7 kann dann abwärts zurückbewegt werden, um unverbrauchte Lösung in derselben vorgegebenen Menge in den Zylinder 4 von der Versorgungsleitung 13 anzusaugen. Da das Formalin sofort eine reduzierende Wirkung zeigt, ist es wünschenswert. es getrennt von anderen Bestandteilen zu lagern und diese erst unmittelbar vor dem Einleiten in den Schleifkörper 3 in der angegebenen Weise zu mischen.

Eine beispielhafte Lösung für chemisches Kupferplattieren enthält 10 g/l von Kupfersulfat (2,56 g/l von Kupfer), 50 g/l von Kaliumnatriumtartrat, 15 g/l von Natriumhydroxid und 25 cm3/l von Formalin (38 % Formaldehyd oder Methanal). Unter Verwendung einer derartig zusammengesetzten Lösung und mit einer Vorrichtung gemäss Fig. 1 wurde ein poröser Schleifkörper 3 mit einer gegebenen Menge dieser Lösung imprägniert und in diesem 4 min lang gehalten, wonach die Lösung abgeleitet wurde. Die abfliessende Lösung war klar und enthielt 0,6 g/l Kupfersulfat (160 mg/l Kupfer), 50 g/l Kaliumnatriumtartrat, 14 g/l Natriumhydroxid und 9 g/l Formalin.

Die verbrauchte Lösung wurde durch die Leitung 15 zum Sammeln in den Behälter 16 geleitet, wobei Wasserstoff und andere gasförmige Reaktionsprodukte aus der Kammer 10 mittels des Gebläses 14 in der Leitung 2a abgesaugt wurden.

Ein einziger Plattierzyklus entsprechend einem einzigen Hub der Hin- und Herbewegung des Kolbens 7 ist nicht imstande, den Schleifkörper 3 hinreichend leitend zu machen.

Daher wird die Erneuerung der Lösung in der Kammer 10 durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 7 eine vorgegebene Anzahl mal durchgeführt, und zwar je nach Art, Grösse und Werkstoff des leitend zu machenden Schleifkörpers 3.

Die verbrauchte Lösung im Behälter 16 wird elektrolysiert.

Aus der Lösung elektrolytisch niedergeschlagenes Kupfer auf dem Band 20 wird zu einem Aufbereitungsort transportiert.

Die Kupferkonzentration von 160 mg/l in der Lösung kann auf 0,2 mg/l herabgesetzt werden.

Bei geöffnetem Absperrorgan 22 wird die behandelte Lösung durch die Leitung 21 in den Absetzbehälter 23 abgelassen, wo durch Zugabe von 40 g Kaliumchlorid/Liter der Lösung eine Sedimentation von Kaliumtartrat durchgeführt wird, aus der Kaliumnatriumtartrat zurückgewonnen werden kann.

Die Hauptkomponenten der Plattierlösung können so im wesentlichen zurückgewonnen werden, so dass das erfindungsgemässe Verfahren wirtschaftlich und ohne Umweltverschmutzung durchführbar ist.

Obwohl die Lösungsimprägnierung immer in derselben Richtung beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1 erfolgt, kann diese Richtung für jeden oder für einige Imprägnierzyklen geändert werden. Dies kann mit der Vorrichtung von Fig. 2 erfolgen. Das Ausführungsbeispiel von Fig. 2 hat eine Flüssigkeitsspeiseleitung 24 und eine Abflussleitung 25, die jeweils als Kanäle ausgebildet sind und mit der Behandlungskammer
10 wie gezeigt in Verbindung stehen, wobei die Kanäle eine elektromagnetisch betätigte Absperrorganstation 26 durchlaufen. Ein periodisches Erregen einer Spule 26a synchron zum Verdrängen durch den Kolben 7 öffnet Absperrorgane 26b und 26c abwechselnd, um die Richtung der Imprägnierlösung durch den Schleifkörper 3 in der Kammer 10 periodisch umzusteuern.

Die Vorrichtung von Fig. 2 hat auch ein Lösungssammelgefäss 27 mit einer Vakuumpumpe 28, die synchron mit dem Kolben 7 betätigt wird, um die intermittierende Lösungserneuerung durch den Schleifkörper 3 in der Behandlungskammer 10 zu erleichtern. Ein Rückschlagventil 29 ist in der Abflussleitung 25 vorgesehen.

Die in Fig. 3 abgebildete Behandlungskammer 10 hat drei Leitungen 30, 31 und 32, die mit deren Ober-, Unter- und seitlichen Seite verbunden sind. Diese Leitungen dienen abwechselnd als Zu- und Ableitungen, und beliebige zwei von ihnen können als abwechselnde Zu- und Ableitungen benutzt werden, je nach der Art des leitend zu machenden Schleifkörpers, um bei diesem ein optimales Imprägnierplattieren zu ermöglichen. Es ist ferner möglich, ein Druckgas (vorzugsweise ein Inertgas) über die Leitung 32 zuzuführen und die Lösung über die Leitung 30 oder 31 abzulassen, oder wahlweise ein Absaugen über die Leitung 32 zum Entfernen der verbrauchten Lösung vor dem Einlass frischer Lösung während des nächsten Imprägnierzyklus vorzunehmen.

In der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung bildet ein Zylinder
110 eine Behandlungskammer, in der ein zu behandelnder Schleifkörper 103, wieder in Form einer Scheibe, auf einem Haltering 103a gelagert ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Scharnieranordnung 133 vorgesehen, um die Scheibe 103 mit einer damit verbundenen Achse 103b gegen den Haltering
103a zu positionieren.

Die Schleifscheibe 103 unterteilt auch hier die Kammer 110 in einen oberen und einen unteren Raum 1101 und 110in. Im unteren Raum 110in befindet sich ein Kolben 107, der zwischen zwei Stellungen hin- und herbeweglich ist, die durch eine Linie 107 und eine Strichpunktlinie 107 angedeutet sind.

Die Kammer 110 hat eine Einlassöffnung 110a, eine Überlauföffnung 1 10b und Ablassöffnungen 1 10c und 110d. Die Einlassöffnung 1 10a ist mit einem Vorratsbehälter 134 für Plattierlösung über ein Rückschlagventil 135 und ein handbetätigtes Absperrorgan 136 verbunden. Die Ablassöffnung 1 10c hat ein handbetätigtes Absperrorgan 137, das normalerweise geschlossen ist.

Beim Betrieb wird nach dem Positionieren der Schleifscheibe 103 das Absperrorgan 136 als erstes geöffnet und dann der Kolben 107 in die Stellung 107 abgesenkt, damit Lösung für chemisches Plattieren in den unteren Raum 11011 der Kammer angesaugt werden kann. Das Absperrorgan 136 wird dann geschlossen, und der Kolben 107 wird aufwärts um einen Weg A 1 bewegt, der etwas länger als die Dicke der Schleifscheibe 103 ist, und zwar in eine in Strichlinie angedeutete Stellung 107;2. Der sich im Raum 11011 entwickelnde Druck bewirkt ein Durchimprägnieren der Schleifscheibe 103 mit der Plattierlösung.

Da die Innenflächen der Schleifscheibe 103 bereits während der oben erwähnten Vorbehandlung katalysiert worden sind, wird die porenimprägnierende Lösung reduziert, um Metallniederschläge auf den katalysierten Wandteilen der Poren zu erzeugen, und das chemische Plattieren findet im gesamten porösen Bereich der Schleifscheibe 103 statt.

Wenn eine Abnahme oder ein Ausbleiben von reduktionsbedingten Blasen beobachtet wird, was die praktische Erschöpfung der Plattierkomponente anzeigt, kann der Kolben 107 um den Abstand Al aufwärts bewegt werden, um die imprägnierte Lösung zu erneuern und die erneuerte Lösung innerhalb der Schleifscheibe 103 während eines nächsten vorgegebenen Zeitintervalls eingeschlossen zu halten, bis eine derartige Erschöpfung auftritt. Die verbrauchte Lösung fliesst ab über die Überlaufleitung 1 10b in einen Sammelbehälter (nicht gezeigt) von der oben beschriebenen Bauart. Der Zyklus wird wiederholt, bis der Kolben 107 die Stellung 107 erreicht, wonach die Schleifscheibe 103 zum Waschen und Trocknen herausgenommen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Elektrischleitendmachen eines elektrisch nichtleitenden porösen Schleifkörpers zur Herstellung einer elektrochemischen Schleifwerkzeug-Elektrode, unter Anwendung des chemischen Plattierens, bei dem der poröse Schleifkörper mit einer Lösung für chemisches Plattieren imprägniert wird, welche Lösung ein Reduktionsagens und ein Salz aus dem Metall, das durch Niederschlag einen metallischen Überzug auf den Wänden von unter sich verbundenen Poren des Schleifkörpers bilden soll, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte Menge der Lösung für eine Dauer innerhalb der Poren belassen wird, die genügend lang ist, damit die Metallkomponenten in der Lösung ausgefällt werden, dass dann die verbrauchte Lösung aus den Poren entzogen wird, während gleichzeitig eine wenigstens angenähert gleiche Menge frischer Lösung in die Poren hineingeführt wird,

und dass darauf dieser gesamte Verfahrensschritt für eine bestimmte Anzahl Male wiederholt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der verbrauchten Lösung verbleibende Metallkomponente elektrochemisch getrennt und zurückgewonnen wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Komponente der Lösung sedimentiert wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch eine Plattierungskammer (10, 110) mit Haltemitteln (3a, 103a) für den porösen Schleifkörper (3, 103), ferner durch einen an die Plattierungskammer angeschlossenen Zylinder (4, 110) mit einem Kolben (7, 107) zur Zufuhr der chemischen Plattierungslösung, welcher Zylinder ausserdem mit wenigstens einem Vorratsbehälter (11, 12, 134) für die chemische Plattierungslösung verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter einen ersten Behälter (11) für die Lösung des Metallsalzes und einen zweiten Behälter (12) für das Reduktionsagens umfasst, und dass in der Zuleitung (13) zum Zylinder (4) jedem dieser Behälter zugeordnete Absperrventile (1 ja, 12a) vorhanden sind, um das Mischverhältnis von Reduktionsagens und Lösung des Metallsalzes zur Bildung der Plattierungslösung einzustellen.
6. Vorrichtung nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattierungskammer (10, 110) mit einem Behandlungsbehälter (16) für die Wiedergewinnung der verbrauchten Lösung verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (4) über eine Leitung (24) mit Absperrventilen (5a, Sb) und mit elektromagnetisch gesteuerten Ventilen (26b, 26c) sowohl mit einer oberen als auch mit einer unteren Partie der Plattierungskammer (10) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsbehälter (16) zwei mit einer Stromquelle (19) verbundene Elektroden (17, 18) und Mittel (20) zur Entfernung des Metalls aus der verbrauchten Lösung aufweist.
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Entfernung des Metalls ein verschiebbares, elektrisch leitendes Endlosband (20) ist, das elektrisch leitend mit der Kathode (18) verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsbehälter (16) mit einem Sedimentationsbehälter (23) zur Sedimentation der sedimentierenden Komponenten verbunden ist.

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Werkzeugelektroden für elektrochemisches Schleifen (EC-AM) aus einem elektrisch nichtleitenden porösen Schleifkörper gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Das elektrochemische Schleifen ist ein Bearbeitungsverfah ren, bei dem zwei verschiedene Bearbeitungsvorgänge in Kom bination gleichzeitig an einem Werkzeug ablaufen: Die elek trolytische Auflösung des Werkstoffs vom leitenden Werkstück durch Leiten eines elektrischen Stroms hoher Dichte zwischen dem Werkstück und einer Werkstückelektrode durch einen Elektrolyt hindurch, der als elektrochemisches Bearbeitungsmittel dient; und das von der Werkzeugoberfläche an der Werkstückoberfläche vorgenommene mechanische Schleifen bzw. Abtragen. Bei der Feinbearbeitung nach der eigentlichen Bearbeitung kann nur das mechanische Bearbeiten, und zwar unter Verwendung desselben Werkzeugs, benutzt werden, um dem bearbeiteten Schleifkörper eine glänzende Oberfläche zu verleihen. Für das Werkzeug (Elektrode) werden eine gute elektrische Leitfähigkeit und eine gute mechanische Wirkung angestrebt.

Bisher entwickelte typische Werkzeugelektroden für derar tige Bearbeitungsverfahren sind Scheiben mit Metall-Diamant Haftverbindung oder sonstige Schleifscheiben, die eine ver hältnismässig gute Leitfähigkeit haben. Diese Schleifkörper neigen nämlich dazu, sich ziemlich schnell vom leitenden Sub strat zu lösen, so dass das Werkzeug einen beträchtlichen Abrieb während des Bearbeitungsvorgangs erfährt. Ausserdem sind sie verhältnismässig teuer in der Herstellung und schlecht in der Formbarkeit.

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten ist in Erwägung gezogen worden, eine nichtelektrische Technologie oder che misches Plattieren für die Werkzeugherstellung vorzusehen.

Diese Technologie kann wirksam angewendet werden, um den kommerziell erhältlichen Schleifkörpern, die eine ausreichende Haftfestigkeit und sonstige Vorteile haben, jedoch elektrisch nicht oder nur sehr schlecht leitend sind, elektrische Leitfähig keit zu verleihen. Der Schleifkörper mit den untereinander verbundenen inneren Poren wird mit einer Lösung für chemisches Plattieren imprägniert, so dass eine leitende Beschichtung sich auf den Wandabschnitten der Poren durch chemisches Reduzieren eines Metalls auf der Lösung aufbaut. Bei den bestehenden Herstellungsverfahren wird jedoch die Lösung für chemisches Plattieren kontinuierlich durch den Schleifkörper gedrückt, z.B. eine Schleifscheibe, indem eine Druckdifferenz an den entgegengesetzten Seiten des porösen Körpers einwirkt.

Die Lösung fliesst daher schnell durch den Schleifkörper, so dass nur ein kleiner Teil davon zu einer chemischen Reduktion im Inneren des Schleifkörpers führt, weshalb die Lösung wiederholt umlaufen muss, bis eine gewünschte Menge oder Dicke der Metallbeschichtung auf den Poren-Wänden erreicht wird. Die Metallreduktion aus der Lösung kann auch in den Umlauf-Leitungen und -Gefässen auftreten, so dass ein beträchtlicher Anteil des Reduktionsmetalls der Lösung ausserhalb des leitend zu machenden Schleifkörpers verbraucht wird. Ausser dem niedrigen Wirkungsgrad und dem unwirtschaftlichen Verbrauch der Lösung für chemisches Plattieren hat diese bestehende Technologie den Nachteil, dass die Vorrichtung schnell verunreinigt wird und damit zu besonderen Wartungsschwierigkeiten führt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes derartiges Verfahren zu schaffen, so dass das chemische Plattieren eines porösen Schleifkörpers, um diesen leitend zu machen, wirksamer und wirtschaftlicher als bisher durchgeführt werden kann und Werkzeugelektroden für chemisches Schleifen mit gleichmässiger hervorragender Qualität hergestellt werden können, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Das Verfahren gemäss der Erfindung ist gekennzeichnet **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.