EP0048794A1 - Verwendung von kugelförmigen Füllkörpern für galvanische Bäder sowie Verfahren zur Herstellung dieser Füllkörper und von Anodenbehältern - Google Patents

Abstract

Kugelförmige Füllkörper (3) für in galvanische Bäder einzusetzende Anodenbehälter (1) bestehen aus zu Kugeln umgeformten Drahtstücken aus Anodenwerkstoff. Sie werden vorteilhaft dadurch hergestellt, daß von einem Draht Stücke vorbestimmter Länge abgetrennt und dann diese Drahtstücke durch mechanische Bearbeitung, vorteilhaft durch Pressen, in die Kugelform gebracht werden.

Description

• Die Erfindung betrifft kugelförmige Füllkörper für in galvanische Bäder einzusetzende Anodenbehälter sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
• In galvanischen Hochleistungsanlagen werden für zyanidische Bäder hochreine Anodenmetall-Füllkörper, z.B. aus Kupfer, und für saure Bäder legierte Füllkörper, z.B. Kupfer mit Phosphor legiert, verwendet. Beim Galvanisieren von Druckzylindern, Leiterplatten oder anderen elektronischen Geräteteilen kommen häufig Hilfsanoden in Form von Titankörben, die mit den entsprechenden Metall-Füllkörpern gefüllt sind, zum Einsatz. Dabei ist es wichtig, daß diese Hilfsanoden über ihre gesamte Fläche eine gleiche Füllung aufweisen, damit während des ganzen Betriebes ein möglichst gleiches Abscheidungsgewicht und eine gleiche Abscheidungsfläche gewährleistet sind, die für exakte Auflageschichten von ausschlaggebender Bedeutung sind. Mit den in bekannter Weise verwendeten Granalien aus Elektrolyt-Kupfer-Schrott oder Abschnittsstücken von Kupferdrahten werden diese Forderungen nicht erfüllt. Die hierbei sich ergebenden ungleichen Kontaktflächen führen auch zu unterschiedlichen Abscheidungsflächen. Diese sperrigen Füllkörper begünstigen häufig auch eine Brückenbildung an den Einfüllöffnungen und im Innern der Anodenkörbe. Mit diesem bekannten Füllkörper ist es vor allem wegen der unkontrollierbaren Beschickung notwendig, die galvanische Anlage täglich für einen bestimmten Zeitraum außer Betrieb zu setzen. Fällt dann während dieser Auffüllphase die Betriebstemperatur ab, dann muß die Anlage vor Inbetriebnahme wieder aufgeheizt werden, wodurch häufig mehrstündige Betriebsausfälle entstehen. Mit kugelförmigen Füllkörpern aus entsprechenden Werkstoffen (GB-PS 357 977; US-PS 33 00 396) konnten die Beschickungsschwierigkeiten weitgehend behoben werden. Werden die Kugeln aber im Gießverfahren hergestellt, dann bildet sich auf der Kugeloberfläche aber eine mehr oder weniger starke Gußhaut, die zudem noch unregelmäßig auf der Oberfläche verteilt ist. Die elektrolytische Leitfähigkeit dieser meist oxydierten Gußhaut ist stark vermindert, weshalb sich auf diesen Kugeln ungleichmäßige Abtragungen und Aushöhlungen einstellen. Die bekannten Füllkörper-Kugeln eignen sich daher zum Galvanisieren von hochwertigen elektronischen Geräteteilen nicht gut, weil mit ihnen keine gleichmäßig dünnen Auflageschichten, die sich auch über größere Flächen, mit oder ohne Zwischenräume, erstrecken, erzielt werden können. Werden nach einem anderen Vorschlag (DE-GM 19 85 826) Granalien aus Elektrolyt-Kupfer-Schrotten zu kugeligen Formkörpern umgeformt, dann entstehen keine homogen verdichtete Kugelformen, sondern sehr unterschiedlich zusammengesetzt und mit Spalten und Rissen versehene Schrottkugeln, die eine ungleichförmige Oberfläche aufweisen. Eine unregelmäßige und ungleichförmige Kugeloberfläche begünstigt aber ein ungleichmäßiges Abtragen des Werkstoffes und ein verstärktes Aushöhlen der Kugeloberfläche. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, kugelförmige Füllkörper für Anodenbehälter zu schaffen, die aus durchgehend homogener Masse bestehen und deren gleichmäßig geformte Oberfläche frei von Oxyd- od.dgl. Belagschichten ist.
• Zur Lösung dieser Aufgabe bestehen die kugelförmigen Füllkörper gemäß der Erfindung aus zu Kugeln umgeformten Drahtstücken aus Anodenwerkstoff.
• Ein Verfahren zum Herstellen dieser Füllkörper ist dadurch gekennzeichnet, daß von einem aus einem Anodenwerkstoff bestehenden Draht Stücke vorbestimmter Länge abgetrennt und dann diese Drahtstücke durch mechanische Bearbeitung in eine Kugelform gebracht werden.
• Zweckmäßig werden die Drahtstücke in die Kugelform gepreßt.
• Gleichmäßig geformte und geschichtete Kugeln ergeben gleiche Abscheidungsflächen und im wesentlichen auch gleiches Füllgewicht. Auch bei weitgehendem Verbrauch der Kugeln kommt es nicht zu zusammengebackenen Füllungszonen, so daß sich ein ununterbrochener Betrieb ohne Ausfallzeiten erreichen läßt. Die umgeformten Drahtstücke aus homogenem Anodenwerkstoff ergeben geometrisch genau definierte Kugelkörper, die frei von nachteiliger Guß- bzw. Oxydhaut sind. Die mechanische Bearbeitung führt zu einem homogenen, gleichmäßig verdichteten und verfestigten Werkstoffgefüge. Daraus ergibt sich eine gute elektrische Kontakteigenschaft und ein gleichmäßiges Abtragen des Anodenwerkstoffes rund um die Kugel. Die erfindungsgemäßen Kugeln können aus jedem Anodenwerkstoff und Legierungen daraus bestehen. Auch phosphorhaltige Werkstoffe lassen sich auf diese Weise gut in Kugelform bringen.
• Der Durchmesser der Füllkörperkugeln ist vorteilhaft so ausgelegt, daß die Kugeln einzeln durch die Beschickungsöffnung des Anodenbehälters rollen und ihr Durchmesser etwas kleiner als die Tiefe, jedoch größer als die halbe Tiefe des Anodenbehälters ist. Die gebräuchlichsten Kugeldurchmesser sind daher 5-30 mm, vorzugsweise 10-15 mm. Sind somit die Kugeln so groß, daß stets nur eine einzige Kugel durch die Beschickungsöffnung geht, so kann es zu keinen Sperrungen kommen. Die Kugeln in den angegebenen Größen bilden auch nur eine Stapelschicht. Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn die Kugeln einer Füllung eines Anodenbehälters gleich groß sind.
• Der zu Kugeln umzuformende Draht kann auf übliche Weise durch Walzen, Gießen oder Preßen hergestellt werden. Je nach dem Verwendungszweck wird er aus reinem oder legiertem Metall bestehen. Der Drahtdurchmesser läßt sich versuchsweise ermitteln. Erfahrungsgemäß liegt er etwa 20% unter dem des Kugeldurchmessers. Die fortlaufend vom Draht abgeschnittenen-Zylinderstücke gelangen anschließend zwischen Preßwerkzeuge, die fortlaufend Kugeln preßen und auswerfen. Mit diesem einfachen und vorteilhaften Herstellungsverfahren lassen sich die Kugeln vollautomatisch und daher kostengünstig herstellen.
• Die Zeichnung zeigt einen Teil eines Anodenbehälters im Schnitt mit den erfindungsgemäßen Füllkörpern.
• In einem Anodenkorb 1 aus einem Titandrahtgeflecht 2 sind Füllkörperkugeln 3 eingefüllt. Da der Durchmesser d der Kugeln geringfügig kleiner als die Tiefe t des Korbes ist, kommt es zu einer einschichtigen Aufstapelung der Kugeln. Auch wenn diese Kugeln dabei etwas versetzt bzw. verschoben sind, ist infolge der gleichmäßig gerundeten Oberfläche der Kugeln die Kontaktfläche stets die gleiche. Durch die Kugelform werden sich die Füllkörper auch beim Nachfüllen stets lückenlos und ohne Sperrung einordnen und so einen gleichmäßigen Füllstand ermöglichen.

Claims (3)

1. Kugelförmiger Füllkörper für in galvanische Bäder einzusetzende Anodenbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus zu Kugeln umgeformten Drahtstücken aus Anodenwerkstoff bestehen.

2. Verfahren zum Herstellen von kugelförmigen Füllkörpern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von einem aus einem Anodenwerkstoff bestehenden Draht Stücke vorbestimmter Länge abgetrennt und dann diese Drahtstücke durch mechanische Bearbeitung in eine Kugelform gebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtstücke zu Kugeln gepreßt werden.

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