CH673846A5

CH673846A5 -

Info

Publication number: CH673846A5
Application number: CH283487A
Authority: CH
Inventors: Kurt F Dr Buechel
Original assignee: Technolizenz Ets
Priority date: 1987-07-25
Filing date: 1987-07-25
Publication date: 1990-04-12
Also published as: DE3825255A1; AT399166B; ATA189688A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anode für galvanische Bäder, mit einem Kern aus einem gut leitfähigen Material und einer Aussenschicht aus Blei, sowie auf eine Verwendung dieser Anode.

Bei der galvanischen Abscheidung von Metallen, z. B. von Chrom, werden unter anderem Anoden aus Blei verwendet, an denen allerdings je nach der Verfahrensführung verschiedene Oxi-dationsreaktionen ablaufen. Die Effekte reichen von der erwünschten Bildung gut leitfahiger Bleisuperoxyde bis zur Ausbildung des unerwünschten Bleichromats und einer mehr oder weniger raschen Abtragung der Bleianode. Diese Probleme in den Griff zu bekommen war bisher sehr schwer, weil je nach der durchzuführenden Beschichtung verschiedene Verfahrensparameter zu wählen sind, die einander zu widersprechen scheinen.

Da sich insbesondere bei Reinblei schlecht leitendes Bleichro-mat im Chrombad bildet, wird in der Regel Hartblei mit einem Gehalt von 6 bis 8% Antimon verwendet. Auch Legierungen von Blei mit 6 bis 10% Zinn oder mit geringen Mengen (0,5 bis 1%) Silber oder 0,2% Tellur finden in der Praxis Verwendung. Besonders für fluoridhaltige Bäder werden zinnhaltige Bleianoden anstelle von Antimonblei empfohlen.

Insbesondere bei der Beschichtung grossflächiger oder sehr langer Teile, wie z.B. von Platten, Rohren, Walzen oder dergleichen hatte man mit dem Problem zu kämpfen, dass Blei schlecht leitfähig ist. Die Stromzuführung an einem Ende einer langen bzw. grossflächigen Anode fuhrt daher an deren anderem Ende zu weit geringeren Stromdichten, so dass die Erzielung einer gleichmässigen Schicht schwierig bis unmöglich wurde. Auch die mechanische Festigkeit grossflächiger oder sehr langer Bleianoden Iässt zu wünschen übrig.

In vielen Fallen ist auch der mechanische Zustand der Anoden mitentscheidend für ihre Haltbarkeit in den verschiedenen Elektrolyten.

Man hat sich nun bisher so beholfen, dass entweder ein Trä-5 gerkern aus Kupfer oder Aluminium galvanisch mit Blei beschichtet wurde - die relativ dünne Bleischicht wurde aber leider trotz optimaler Verfahrensführung rasch abgetragen, was ein häufiges Auswechseln der Anode erfordert; oder es wurde über ein Kupfer- oder Aluminiumrohr ein dickerwandiges Bleirohr geschoben to und so quasi mechanisch verankert. Das Eindringen von Elektrolyt zwischen die beiden Anodenteile konnte jedoch nie ganz verhindertwerden und führte zu Korrosion und verschlechtertem Stromübergang. Ausserdem platzte der Bleimantel durch thermische und mechanische Belastung häufig von der Seele ab, i5 wodurch keine genaue Fixierung mehr möglich war. Durch die schlechten Leitereigenschaften von Blei findet auch im Kern der Anode eine ziemlich starke Temperaturerhöhung des Anodenmaterials statt, wodurch sich das Blei im Elektrolyten ausdehnt, bis es schliesslich vom Kern abrutscht oder sogar abschmilzt. 20 Beschädigungen eines Kupfer-Blei-Verbundes führen auch zur Auflösung vom Kupfer im Elektrolyten, wodurch der Chrom-Elektrolyt verunreinigt und nicht mehr funktionsfähig wird.

Erfindungsgemäss wird nun eine Anode der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei der das Blei auf dem Kernmaterial auf-25 gelötet ist. Vorzugsweise ist die Bleischicht wenigstens 1, insbesondere 3 bis 5 Millimeter stark, bzw. enthält es etwa 3 bis etwa 5 Prozent Antimon.

Das Kernmaterial besteht bevorzugt aus Kupfer oder Aluminium und ist ebenfalls vorzugsweise wenigstens 1, insbesondere 3 3o bis 5 Millimeter stark. Sofern es sich um eine Aluminiumlegie-rung im Kern handelt, enthält sie beispielsweise 3 bis 5% Magnesium und gegebenenfalls 0,5 bis 1% Silizium.

Die Verlötung erfolgt zweckmässig dadurch, dass zwischen dem Kern und der Bleischicht eine Zinn- oder Zinnlegierungs-35 schicht als Lotmetall vorgesehen ist.

Die erfindungsgemässe Anode hat ein um 20 oder sogar mehr Prozent geringeres Gewicht als herkömmliche Anoden und besitzt trotzdem bessere Wirksamkeit.

Es besteht ein optimaler Verbund zwischen dem Aluminium-40 Kern und dem Bleimantel; daraus resultiert eine wesentlich bessere Leitfähigkeit, die Wasserstoffentwicklung ist geringer, eine Aufheizung der Anode findet nicht mehr statt; schliesslich erhält man eine höhere Stromausbeute und schnellere Abscheidung aufgrund des herabgesetzten Übergangswiderstandes zwischen Seele 45 und Mantel.

Durch all diese Vorzüge bildet sich auf der Anode anstelle des schlecht leitenden Bleichromats, das immer wieder abgetragen werden muss, eine gleichmässige, gut leitende Superoxydschicht. Der Verschleiss der Anode wird dadurch geringer und ihre 50 Lebensdauer erhöht sich beträchtlich. Des weiteren ist das Eindringen von Elektrolyt zwischen Seele und Aluminiumkern sowie dessen Zerstörung nicht mehr möglich.

Durch den guten physikalischen Verbund kann die ursprünglich flache Verbundanode je nach Bedarf verformt oder verbogen 55 werden, ohne dass die Bleischicht abplatzt. Damit sind dem individuellen technischen Einsatz kaum Grenzen gesetzt. Kerndicke und -breite sowie Bleimanteldicke und -breite können je nach Bedarf unterschiedlich gewählt werden. Die Anoden können bis zu einer Länge von vielen Metern hergestellt werden. 60 Aufgrund des geringeren Gewichtes und der Einsatzmöglichkeit von Plattenanoden lässt sich die einzusetzende Anodenfläche stark vergrössern, was wiederum eine Verbesserung der Leitfähigkeit im Bad mit sich bringt.

Der Aluminiumkern wird - wie an sich bekannt - zwecks Ver-65 bindung mit dem Bleimantel zunächst mit einer metallischen Schicht (1 bis 100 u.) versehen, mit Metallen aus der Eisengruppe, vorzugsweise mit Nickel. Diese Grundschicht hat die Aufgabe, als Haftgrund und als DifFusionssperre für die anschliessende Zinn

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673 84i oder Zinnlegierungsschicht (1 bis 100 li) zu dienen. Die Zinnschicht oder ähnliches hat die Aufgabe, die Lötfahigkeit zwischen Aluminiumkern und Bleimantel zu ermöglichen. Die Verlötung zwischen verzinntem Aluminiumkern und Bleiplatte wird unter Anwendung von Druck und Temperatur (100 bis 250, vorzugsweise 200 °C) vorgenommen.

Besonders bei rohrförmigen Elektroden mag das Einbringen des Lötmetalles in den schmalen Spalt zwischen der Metallseele (Kupfer oder Aluminium) und dem Bleimantel zuweilen schwierig sein. Für solche Fälle wird vorgeschlagen, die Verbindung durch Vakuumlöten vorzunehmen, was eine besonders feste und sichere Verbindung - auch bei sehr schmalen Spalten zwischen Kern und Mantel - ergibt.

Aluminium-Blei-Verbund-Anoden können bei allen Bädern der Eisengruppe, hauptsächlich bei Nickelbädern, als Hilfsanoden verwendet werden, vorzugsweise allerdings mit einer Rein-blei-Ummantelung und/oder einem Kupferkern, da sich Legie-s rungsbestandteile bei diesen Bädern störend auswirken würden. Vor allen Dingen im Motorenbereich werden Aluminiumteile partiell vernickelt mit einer Kupferhilfsanode, die galvanisch mit etwa 100 ji. verbleit ist. In diesem Fall musste man bisher diese Technik anwenden, da Reinblei sehr weich ist und man auf die io Überschubtechnik, die derzeit bei legiertem Blei angewandt wird, nicht zurückgreifen konnte. Im Fall der vorliegenden Erfindung spielt die Härte des Bleimantels aber keine Rolle.

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Claims

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1. Anode für galvanische Bäder, mit einer Aussenschicht aus Blei und einem Kern aus einem besser leitföhigen Material, dadurch gekennzeichnet, dass das Blei auf dem Kernmaterial aufgelötet ist.

2. Anode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blei wenigstens 1, vorzugsweise 3 bis 5 Millimeter Wandstärke aufweist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Anode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blei 3 bis 7% Antimon enthält.

4. Anode nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial aus Kupfer, einer Aluminiumlegierung oder Aluminium besteht und vorzugsweise wenigstens 1, insbesondere 3 bis 5 Millimeter stark ist.

5. Anode nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 3 bis 5% Magnesium und gegebenenfalls 0,5 bis 1% Silizium besteht.

6. Anode nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kern und Aussenschicht eine Zinn- oder Zinnlegierungsschicht als Lotmetall vorgesehen ist.

7. Verfahren zum Herstellen einer Anode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auf einen Kern aus leitendem Material ein Bleimantel aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Bleimantel und der Kern getrennt voneinander hergestellt und anschliessend durch Vakuumlöten miteinander verbunden werden.

8. Verwendung einer Anode nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Hilfsanode in einem galvanischen Vernickelungsbad.

9. Verwendung einer Anode nach Anspruch 8 mit einem Reinbleimantel als Hilfsanode in einem galvanischen Vernickelungsbad.