186150. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nikkel, króm vagy aranyrétegek elektrolitikus eltávolítáára réz vagy rézötvözetek felületéről és berendezés az eljárás foganatosítására
186 150 2 A találmány tárgya eljárás nikkel, króm vagy arany rétegek elektrolitikus eltávolítására réz vagy rézötvözetek felületéről és berendezés az eljárás foganatosítására. Az iparban nikkel-, króm- vagy aranybevonatú tárgyak gyártása sorári előfordul, hogy tökéletlen galvanizálás, hibás polírozás vagy egyéb okok miatt a külső nikkel-, króm- vagy aranybevonatot el kell távolítani. A bevonat galvanikus eltávolítása nikkelt, krómot vagy aranyat oldó elektrolitok felhasználásával történik. Az elektrolízis során a bevonat változó rétegvastagsága miatt előfordul, hogy a felület egyes részeiről a króm-, nikkel vagy aranyréteg már eltávozott, más részeken azonban még megtalálható. Az elektrolízist ezért tovább kell folytatni, és ekkor már a szabadon maradt alapfém is részt vesz az elektrolitikus folyamatban, felülete egyenetlenül lemaródik. A bevonat eltávolításakor tehát az alapfém felülete károsodik, ami a selejtveszteségeket növeli. Az esetek mintegy 30-40 százalékában a galvanikus rétegeltávolítás után a megtámadott felületű darabok véglegesen selejtesekké váltak, fennmaradó részük pedig csak utólagos csiszolás és polírozás után vált újrafelhasználhatóvá. A fenti arány természetesen felhasználási területtől és a megkövetelt felületi simaságtól függően változik. A találmány feladata olyan eljárás létrehozása, amely a galvanikusan felvitt króm, nikkel vagy arany bevonatok elektrolitikus eltávolítását a hordozó fém felületének károsodása nélkül vagy lényegesen kisebb mértékű károsodása mellett képes elvégezni. A kitűzött feladatot a találmány szerint arra a felismerésre alapozva oldjuk meg, amely szerint az elektrolitikus leoldást olyan körülmények mellett kell végezni, amelyek az eltávolítandó rétegek alatt lévő fémfelületre passzíváié hatást gyakorolnak. Ezen feltétel fennállása esetén a már eltávolított rétegek alatt szabaddá vált fémfelület nem vesz részt az elektrolitikus folyamatban, rajta nagyon kis áram folyik, ezért a felület eróziójának mértéke lényegesen kisebb, mint a még leoidatlan króm, nikkel vagy arany rétegeknél. A króm, nikkel vagy arany réteg teljes eltávolítása után az elektroliton átfolyó áram értéke ugrásszerűen lecsökken, és ez jelzést ad az eltávolítási folyamat befejeződéséről. Ezek a körülmények réz vagy rézötvözetek felületén galvanikusan létesített nikkel, króm vagy arany rétegek esetén akkor jönnek létre, ha a fürdőhöz képest az eltávolítandó réteg természetes potenciálja (tehát amikor külső villamos feszültséget nem alkalmazunk) negatív, az alapfém pedig pozitív. Ha ekkor az elektrolízis során a bevont fémtárgyat adónként kapcsoljuk, a bevonati réteg eleklrolitikusan távozik, és ezt követően az alapfém lényegesen kisebb áramsűrüség mellett passziválódik. A fürdő összetételét ezen feltételnek megfelelően kell megválasztani, ilyen tulajdonságokkal vizsgálataink szerint a kénsavat 20-60 térfogatszázalékban és foszforsavat és/vagy egy szerves savat 10-50 térfogatszázalékban tartalmazó fürdők rendelkeznek, amelyek az alapfém elektrolízisekor pórusmentes passzíváit felületet létesítenek. Mint ismeretes galvanikus aranybevonatok alatt galvanikus nikkel rétegeket szoktak kialakítani. Ha a feladat csak az aranyréteg eltávolítása és a nikkel ésintetlenül hagyása, akkor a fürdő potenciálját úgy kell beállítani, hogy hozzá képest az arany negatív, a nikkel pedig pozitív legyen. Ez esetben a kénsav koncentrációját 40 és 60 térfogatszázalék közé kell beállítani. A kénsav mellett alkalmazható szerves sav ecetsav, oxálsav, tejsav vagy maleinsav lehet. Amennyiben foszforsavat nem használunk, a szerves sav koncentrációját legalább 15 térfogatszázalékra kell választani. A galvanikusan felvitt réteg eltávolításakor az elektrolitikus folyamat passziválásba megy át, amit az áramerősség hirtelen csökkenése jelez. Az eljárás során tehát figyelni kell az áramerősség értékét, és annak hirtelen lecsökkenése esetén a folyamat befejezhető. Alapfémként rezet és rézötvözeteket vagy rezezett acélt, illetve rezezett spiáter öntvényt használunk. Az áram lényeges lecsökkenése az elektrolitikus eltávolítás automatizálására is felhasználható. Az eljárás foganatosítására alkalmas berendezés tartalmaz egyenáramú galván tápegységet, amely a fürdőbe helyezett anód- és katódelektródokhoz csatlakozik, továbbá az átfolyó áram nagyságát figyelő áramérzékelőt, és a találmány szerint az áramérzékelő komparátor bemenetéhez csatlakozik, a komparátor referencia bemenete stabilizált referencia feszültségforrással van összekötve, és kimenete közvetlenül vagy erősítőn keresztül az elektrolizáló áramkörbe iktatott árammegszakítóhoz csatlakozik. A komparátor billenési szintje olyan, hogy az állapotváltozás az elektroliton átfolyó áram lényeges (pl. 2 nagyságrendnek megfelelő) lecsökkenésekor következik be, és ennek hatására az árammegszakító az áramkört bontja. A találmány szerinti megoldás lehetővé teszi a felesleges króm-, nikkel- vagy aranyréteg eltávolítását a hagyományos eljárásokkal járó selejtveszteség nélkül, kisebb élőmunkaráfordítás és kevesebb energiafelhasználás mellett. A találmányt a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra az eljárásra jellemző feszültség és áram idődiagramja, és a 2. ábra a találmány szerinti berendezés tömbvázlata. Az eljárás során az eltávolítandó króm-, nikkelvagy aranybevonatot tartalmazó tárgyat gaivánfürdőbe helyezzük. A fürdő kénsavat és ecetsavat, továbbá előnyösen foszforsavat tartalmaz. A foszforsav tartalmú fürdő összetétele: foszforsav 30-60 tf% kénsav 40-20 tf% ecetsav 30-20 tf% Egy másik előnyös fürdő összetétele: kánsav 30 tf% ecetsav 40 tf% víz 30 lf°/o Arany eltávolítására egy előnyös fürdő összetétele: foszforsav 600 ml 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
