147151. lajstromszámú szabadalom • Elektroformálás módosított egyenárammal
2 147.151 Egy 2 mm falvastagságú üreges formadarabnak részből való elkészítése az eddig használatos módon való előállításánál, tehát egyenáramnnal savas rézfürdőiből való leválasztásnál, kb. 78 óra gyártási időt tesz szükségessé. Figyelembe vesszük ezen idő1 kiszámításánál, hogy a kétvegyértékű savanyú rézfürdőből amper óránként 13 mikron választható le és a gyakorlati tapasztalatok szerint 2 Amp/dm2 áramsűrűséget a jó minőség fenntartása érdekében nem célszerű túllépni. Ezzel szemben periodikusan megszakított egyenáram vagy kisfrekvenciás, max. 60 periódusú, váltóárammal szuperponált egyenáram alkalmazása esetén a szakirodalomból is közismert rhodán adalékos ciános fürdőkben 10—15 Amp/dm2 áramsűrűség alkalmazható. Mivel itt egyvegyértékű rezet választunk le 26 mikron/Amperóra sebességgel, a 2 mim falvastagság előállítása 7V2—'5 óra üzemidőt igényel. Amennyiben azonban a leválasztáshoz periodikusan fordított egyenáramot alkalmazunk ultrahanggal szuperponálva, úgy a leválasztási sebességet 50 Amp/dm2 és még nagyobb áramsűrűségek alkalmazásával oly mértékig tudjuk fokozni, hogy a 2 mm rézréteg előállítási idejét IV2 órára, vagy rövidebb időre is le tudjuk szorítani. Megjegyezzük, hogy fenti idő-adatok mind a savanyú, mánd a ciános fürdőknél 98%-os katódikus hatásfok mellett értendők, amit megfelelő galvanizálási körülményeik megválasztása esetén gyakorlatilag biztosítani lehet. A galvánréteg leválasztásához a bejelentés szerint alkalmazott áramnemekre vonatkozó jellemző adatok a következők: A periodikusan megszakított egyenáram időlefolyását mutatja az 1. ábra. A megszakítás ideje (ta ) célszerűen változtatható a galvanizálása idő (tjj) 1/20 és 1/2 ideje között. Amennyiben a fürdő összetételét oly módon választjuk meg, hogy a megszakítást időszak alatt a passziválódás az elektródákon részben vagy egészben megszűnjön, úgy az áramsűrűséget az egyenárammal üzemeltetett fürdő 2—4-szeresére lehet emelni. Ez az áramnem elsősorban olyan fürdőkkel kombinálható, ahol megfelelő depassziváló összetétel biztosítható, pl. ciános rézfürdőkkel. A kisfrekvenciás váltóárammal szuperponált egyenáram alkalmazása esetén olyan váltóáramokat alkalmazunk, melyeknek periódus-száma 1 és 60 Hz között változik. E kombinált áramnemek időlefolyását mutatja a 2. ábra. A szuperponált váltóáram amplitúdóját úgy lehet megválasztani, hogy abban a félperiódusban, amikor az egyenáram és váltóáram egymás hatását megsemmisítik, az eredő áram 0 lesz. Ilyenkor lényegileg ugyanaz a galvanikus hatás keletkezik, mint amit az előzőekben kifejtett ós 1. ábrán szemléltetett áramnemnél tapasztaltunk. Amennyiben azonban a szuperponált váltóáram amplitúdóját oly mértékig növeljük, hogy az eredő áram ciklikusan a galvanizálandó tárgyon pozitív áramot is biztosítson, akikor e pozitív periódusban a negatívban felvitt fém. egy része visszaoldódik, a depassziváló hatás erőteljesebb lesz és így a szokásos egyenáramú megoldással szeműben az áramsűrűség egész 2—7-szeresig növelhető. E hatások különösen jól érvényesülnek az 1—10 periódusú áramoknál és a galvánfürdők nagyobb csoportjára alkalmazható, mint pl. nikkelfürdőknél és vasfürdőknél is, de ugyanúgy a ciános és savanyú réz-, horgany-, kadmium-, valamint a ciános ezüst- és aranyfürdőknél. Előnyösen alkalmazható ez az áramfajta, ha a váltóáram amplitúdóját úgy választjuk meg, hogy a visszaoldás effektív árama elérje, vagy meg-haladja a galvanizálás effektív áraimiának 5%-át. Különösen jó eredményt adtak azok a kísérletek, ahol a visszaoldás effektív árama a galvanizálás effektív áramának 10—40%-át tette ki. A periodikusan fordított egyenárammal való galvanizálással járó előnyöket a szakirodalom részletesen ismerteti. Ennek az eljárásnak azonban hátrányos tulajdonsága az elektroformázás területén, hogy a gyakorlatilag alkalmazható áramsűrűségnek itt is, a periodikusan megszakított vagy váltóárammal szuperponált egyenáramhoz hasonlóan, felső határa van, mely pl. ciános rézfürdőnél 10—15 Amp/dm2 körül van. Vastagabb — több mm vastagságú — rétegek előállításánál azonban gyakran kívánatos a gyártási időt tovább rövidíteni. Ilyen különösen nagy sebességgel leválasztott tömör rétegek előállítására szolgál a periodikusan fordított egyenáram ultrahanggal szuperponálva. Az alkalmazott frekvenciák 5 és 50 kilociklus között vannak és különösen 15—25 kilociklusú frekvenciák mutatkoztak igen előnyösnek. Az ultrahang alkalmazása a galvanotechnikában önmagában ismeretes eljárás, mikor is magnetosztrikciós elv alapján rezgésibe hozott membránok segítségével mozgatjuk meg a galvánfürdőt. A találmány szerinti teljesen újszerű eredményt azonban azáltal érjük el, hogy a periodikusán fordított egyenáramot és az ultrahangot kombináljuk. E kettő kombinálásával 50 Amp/dm2 és még nagyobb áramsűrűségek alkalmazhatók. Megfelelő fürdő-összetétel, katódikus és anódikus idők megválasztása esetén a leválasztott réteg tükörfényes felületűvé válik. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás fémnek elektrolízis útján, módosított egyenárammal való leválasztására, azzal jellemezve, hogy az elektrolízishez periodikusan megszakított egyenáramot vagy kisfrekvenciás váltóáramra szuperponált egyenáramot, vagy pedig egyidejűleg ultrahangot és periodikusan fordított egyenáramot használunk. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy olyan periodikusan megszakított egyenáramot használunk, melynél a megszakítási idő a galvanizálás! idő 5 és 50%-a között változik. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a leválasztáshoz 1 és 60 Hz közötti frekvenciájú váltóáramra szuperponált egyenáramot használunk oly módon, hogy az eredő áramnak az elektrolízis anódikus szakaszára eső coulomb mennyisége a katódikus szakasz coulomb mennyiségének legalább 5%-a. de legfeljebb 75%-a.
