NO833930L - Fremgangsmaate og apparat for elektrolytisk aa fjerne elektrolytisk avsatte lag av nikkel, krom eller gull fra overflaten av et metallunderlag - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved elektrolytisk fjernelse av galvanisk avsatte nikkel-/krom- eller gullag fra overflaten av et kobbergrunnmetall eller kobberlegerings-grunnmetall og et apparat for utførelse av fremgangsmåten.

Ved fremstilling av gjenstander som er dekket med et galvanisk avsatt nikkel-, krom- eller gullag, kan det hende at på grunn av feil under elektrolysen, ved poleringsprosesseri eller av andre grunner bør det ytre nikkel-, krom- eller gullag fjernes.

Den galvaniske fjernelse av et elektrolytisk avsatt ytre

lag kan utføres i elektrolysebad som er istand til å oppløse det lag som skal fjernes. Under en slik elektrolytisk fjernelse kan det forekomme at laget av krom, nikkel eller gull allerede er blitt fjernet fra visse overflateområder på grunn av lagets ujevne tykkelse, mens det fremdeles er tilstede innen andre områder. I slike tilfeller bør elektrolysen fortsettes, og ved den fortsatte elektrolyse er det fri grunnmetall involvert, og dets ytre overflate kan bli ujevnt korrodert. Dette innebærer at når et galvanisk av-

satt lag fjernes, kan overflaten av grunnmetallet også bli beskadiget, hvilket øker produksjonstapene.

I 30 til 40% av tilfellene er grunnmetallets overflate

blitt beskadiget efter at det opprinnelig galvanisk avsatte lag er blitt fjernet, og beskadigelsen er slik at gjenstanden bør vrakes, mens de øvrige gjenstander på ny kan anvendes bare efter en ytterligere overflaterensing og polering.

Denne andel er selvfølgelig avhengig av typen av gjenstandene og av den krevede overflatejevnhet.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en fremgangsmåte ved hjelp av hvilken det galvaisk avsatte nikkel-, krom- eller gullag kan fjernes uten å beskadige eller i merk-bar grad å beskadige grunnmetallets overflate.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved å utnytte den erkjennelse at den elektrolytiske fjerning bør utføres under slike forhold som gjør at grunnmetallets (eller bærermetallets) overflate holdes passivert under det lag som skal fjernes. I dette tilfelle vil den overflate som frilegges under fjern-elsen, ikke lenger ta del i elektrolyseprosessen, den elektriske strøm som strømmer gjennom denne overflate vil bli vesentlig redusert, og et plutselig fall i strømstyrken vil indikere slutten av fjernelsesprosessen.

For elektrolytisk fjernelse av et nikkel-, krom- eller gullag fra overflaten av et grunnmetall av kobber eller en kobberlegering forekommer disse forhold dersom den naturlige spenning (dvs. når ingen ytre spenning påføres) for det lag som skal fjernes, er negativ i forhold til badet, og grunnmetallets naturlige spenning er positiv også i forhold til badet. Dersom gjenstanden tilkobles som en anode under den elektrolytiske fjernelsesprosess, vil det ytre lag bli elektrolytisk fjernet, hvorefter grunnmetallets overflate blir passivert. Badets sammensetning skal velges slik at dette krav tilfredsstilles. Ifølge forsøk som er blitt ut-ført ifølge oppfinnelsen, oppviser bad med 20-60 volum% svovelsyre og 10-50 volum% fosforsyre og/eller en organisk syre slike egenskaper, og slike bad gjør at grunnmetallet får en porefri, passiv overflate under elektrolysen.

Det er kjent innen den angjeldende teknikk at under et galvanisk avsatt gullag finnes i alminnelighet et galvanisk avsatt nikkelmellomlag. Dersom oppgaven bare består i å fjerne gullaget uten å påvirke nikkellaget som befinner seg under dette, bør badets spenning reguleres slik at gullets spenning i forhold til badet er negativ og nikkelspenningen i forhold til badet positiv. I dette tilfelle bør konsentrasjonen av svovelsyre i badet ligge mellom 40 og 60 volum%.

Den organiske syre som kan anvendes i tillegg til svovel-syren, kan være eddiksyre, oxaleddiksyre, melkesyre eller maleinsyre. Dersom ingen fosforsyre anvendes, bør konsentrasjonen av den organiske syre i badet reguleres slik at den blir minst 15 volum%.

Efter at det galvanisk avsatte, ytre lag er blitt fjernet, vil elektrolyseprosessens karakteristikk forandres til passivering, og dette antydes ved et plutselig fall i strømstyrken. Når fremgangsmåten utføres, bør strømstyrken overvåkes, og fremgangsmåten kan avsluttes når et plutselig strømfall iakttas.

Det plutselige strømfall kan anvendes for automatisk styring av den elektrolytiske fjernelsesprosess.

Et apparat som er blitt konstruert for å utføre den foreliggende fremgangsmåte, omfatter en likestrømskraft-kilde som er koblet til anode- og katodeelektroder i badet, og en strømavføler for å overvåke den virkelige strømverdi, og ifølge oppfinnelsen er avføleren koblet til inngangen til et sammenligningsinstrument som har en referanseinngang som står i forbindelse med en stabilisert referansekilde, mens sammenligningsinstrumentets utgang er koblet direkte eller via en forsterker til en strømbryter som er anordnet i elektrolysekretsens strømbane. Terskelskiftings-nivået for sammenligningsinstrumentet reguleres til en verdi som er slik at skiftingen finner sted dersom strømstyrken avtar vesentlig (f.eks. av størrelsesordenen to desimaler), og strømbryteren vil bryte elektrolysekretsen ved at den reagerer på en slik skifting.

Den tekniske løsning ifølge oppfinnelsen gjør det mulig elektrolytisk å fjerne uønskede nikkel-, krom- eller gullag uten de tap som oppstår ved vanlige fjernelsesmetoder, og kravet til arbeidsinnsats og energiforbruk vil også bli redusert.

Oppfinnelsen vil nu bli beskrevet i forbindelse med eksempler og eksempler på utførelsesformer av oppfinnelsen under henvisning til den ledsagende tegning. På denne viser Fig. 1 spennings- strømkurvekarakteristikken for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og Fig. 2 blokkdiagrammet for apparatet ifølge oppfinnelsen for utførelse av fremgangsmåten.

Ved fremgangsmåtens utførelse anbringes gjenstanden som er forsynt med en nikkel-, krom- eller gullag som skal fjernes, i et elektrolysebad. Badet omfatter svovelsyre, eddiksyre og fortrinnsvis fosforsyre.

En foretrukken sammensetning av badet med fosforsyrling er:

Sammensetningen for et annet mulig bad er:

Et foretrukket bad for å fjerne gull har følgende sammensetning:

Sammensetningen for et ytterligere foretrukket bad er:

De forskjellige tilsetningsmidler påvirker glansen for den passive overflate som er tilbake efter at det ytre lag er blitt fjernet. Nærværet av oxaleddiksyre i en konsentrasjon av opp til 15 g/l sikrer en kontinuerlig glans ved fjernelse av gull.

Selvfølgelig kan foruten de eksempler på bad som er

gitt ovenfor, en rekke andre bad anvendes hvori konsentrasjonen av svovelsyre ligger mellom 20 og 60 volum% og konsentrasjonen av den organiske syre og/eller fosforsyrling mellom 10 og 50 volum%.

I badet med en sammensetning som angitt ovenfor vil strømmen bli regulert til en verdi som svarer til polarisasjons-kurven for grunnmetallet. slik at den faller innenfor det midlere område av dens horisontale avsnitt. Under elektrolysen vil nikkel-, krom- eller gullag bli fjernet på lig-

nende måte som ved en poleringsprosess. Da lagets tykkelse i alminnelighet er uhomogen, kan det forekomme at innen visse områder er laget allerede blitt fjernet, mens en del av laget fremdeles er tilbake innen andre områder. Grunnmetallets frie overflate blir passivert, og det således dannede passive lag er elektrisk ikke ledende, og av denne grunn kan bare en meget lav strømstyrke strømme gjennom dette.

Kurven for spenningen i forhold til strømmen under

en slik elektrolyseprosess er vist på Fig. 1. Ut fra et

o~ ppstartingstidspunkt t o vil strømmen være maksimal, I mai, es •, ved en spenning U^. Denne tilstand varer inntil tidspunktet t^da det galvanisk avsatte lag blir fjernet fra overflaten. På grunn av passivering av grunnmetallet vil strømmen avta kontinuerlig og spenningen øke inntil den når et maksimum av Umaks " P^ tidspunktet vil strømmen være ved sin minste verdi, I mi. n. På dette tids- punkt er det opprinnelig3e nikkel-, krom- eller gullag blitt fullstendig fjernet. En typisk verdi for kvotienten I mak, s. /I mi. n. er ca. 100.

På Fig. 2 er blokkdiagrammet for et apparat ifølge oppfinnelsen for å utføre den foreliggende fremgangsmåte vist. Apparatet omfatter en galvanisk krafttilførselsinn-retning 1 som via en strømbryter 2 er koblet til anode- og katodeelektroder hhv. 4 og 5 som er neddykket i et bad 3. Strømmen påvises ved hjelp av en motstand 6. En stabilisert kilde som innbefatter en motstand 7 og en zener-diode 8,

er koblet til krafttilførselsinnretningens 1 utgang. Et potensiometer 9 er koblet til den stabiliserte kildes utgang. Strømbryteren 2 har en reguleringsinngang 10 som direkte eller via en forsterker er koblet til utgangen fra et sammenligningsinstrument 11. Dette har en signalinngang som er koblet til den strømavfølende motstand 6, og en referanseinngang som er koblet til potensiometerets 9 glider. Potensiometerets 9 nedre terminal danner null-potensialet for sammenligningsinstrumentets 11 krafttilførsel.

Under bruk tilveiebringer strømbryteren 2 en lukket bane for strømmen som tilføres badet 3. Dersom strømmen synker til under det minste nivå Im^n / vil spenningen ved sammenligningsinstrumentets 11 signalinngang 12 falle til under referansespenningen, hvorved sammenligningsinstrumentet 11 vil skifte over og styre strømbryteren 2 slik at denne bryter badets 3 krets. På dette tidspunkt er den elektrolytiske fjernelsesprosess avsluttet. Det foretrekkes at et egnet tone-, og/eller stemmesignal dannes sammen med manøvreringen av strømbryteren,2.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved elektrolytisk fjernelse av et galvanisk avsatt nikkel-, krom- eller gullag fra overflaten av et grunnmetall av kobber eller kobberlegering, karakterisert ved at elektrolysen utføres i et bad som omfatter svovelsyre i en konsentrasjon av 20-60 volum% og fosforsyre og/eller en organisk syre i en konsentrasjon av 10-50 volum%, idet det anvendes et bad med en slik karakteristikk at den naturlige spenning for laget som skal fjernes, i forhold til badet er negativ og at den naturlige spenning for grunnmetallet i forhold til badet er positiv, idet verdien for den elektriske strøm i løpet av elektrolysen påvises og strømbanen brytes når strøm-verdien synker til under en på forhånd bestemt terskelverdi som er vesentlig lavere enn strømstyrken ved begynnelsen av elektrolysen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes en organisk syre bestående av eddiksyre, oxaleddiksyre, melkesyre eller maleinsyre.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det for å fjerne et gullag anvendes et bad som omfatter svovelsyre i en konsentrasjon av minst 40 volum%.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at det anvendes et bad som er fritt for fosforsyre og som har en konsentrasjon av organisk syre av minst 15 volum%.

5. Apparat for elektrolytisk fjernelse av et galvanisk påført nikkel-, krom- eller gullag fra overflaten av et grunnmetall av kobber eller kobberlegering, omfattende en krafttilførselsinnretning, en strømbryter som er koblet til krafttilførselsinnretningens utgang, og et par elektroder som er neddykket i badet -og via strømbryteren koblet til krafttilførselsinnretningen, karakterisert ved at en strømavføler er innført i utgangsbanen for krafttilfø rselsinnretningen (1) og' er koblet til et sammenligningsinstruments (11) signalinngang (12), idet sammenligningsinstrumentet (11) har en referanseinngang (13) som er koblet til en referansekilde, og idet sammenligningsinstrumentets (11) utgang er koblet til strømbryterens (2) styringsinngang.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at strømavføleren består av en motstand (6) og at referansekilden omfatter en stabilisator som innbefatter et potensiometer (9) og et serieelement av en motstand (7) og en zener-diode (8), idet elementet er koblet til krafttilførselsinnretningens (1) utgang.