202936. lajstromszámú szabadalom • Eljárás többrétegű fémbevonat kialakítására alumíniumból, vagy ötvözeteiből készült tárgyak felületén
1 HU 202 936 B 2 meknek, például ezüstnek, palládiumnak, ródiumnak, aranynak, krómnak stb. elektrolitikus úton történő leválasztását. Kísérleteink során felismertük, hogy forrasztható fémbevonat kialakításához a savas ónelektrolitból nem csupán tiszta ón, hanem fényes ón-bizmut ötvözetek is leválaszthatók, ha bizmutforrásként nátrium- vagy kálium-glükonátos bizmutkomplexet vagy perklórsavas bizmutsót alkalmazunk. Ezzel megakadályozható, hogy az alapelektrolitba a fényes leválasztást kizáró nitrát- és kloridionok jussanak. A találmány tárgya a fentiek alapján eljárás többrétegű fémbevonat kialakítására alumíniumból és ötvözeteiből készült tárgyak felületén cink-cinkötvözet segédréteg, nikkel közbelső réteg és adott esetben további, galvanikus úton felvitt fémréteg leválasztásával. A találmány értelmében az alumíniumból és ötvözeteiből készült tárgyak felületén a) ismert módon, cementálással cinkréteget választunk le, b) a cinkréteg oldható részét ismert összetételű savas leoldófürdővel eltávolítjuk, c) erre ismert módon, cementálással 80-120 g/1 alkáli-hidroxidot, 30-50 g/1 cink-oxidot, 0,1-15 g/1 rezet és/vagy nikkelt és/vagy kobaltot, 80-120 g/1 alkáli-glükonátot tartalmazó fürdőből mikrokristályos szerkezetű, homogén cinkötvözet segédréteget választunk le, d) majd erre galvanikus úton 30-50 g/1 nikkelt, 40-60 g/1 alkáli-glükonátot tartalmazó fürdőből, 5,5-6,5 pH-értéknél 10-20 |±m vastagságú nikkelréteget választunk le, e) majd adott esetben ezt galvanikus úton további fémréteggel látjuk el. Úgy találtuk, hogy előnyös, ha az a) lépésben 20-80 g/1, célszerűen 50 g/1 cink-oxidot, 150-350 g/1 alkáli-hidroxidot, célszerűen 250 g/1 nátrium-hidroxidot, 10-100 g/1, célszerűen 50 g/1 alkáli-glükonátot tartalmazó elektrolitot alkalmazunk. A találmány egy előnyös megvalósítási módja szerint a bevonandó, alumíniumból vagy alumínium-ötvözetből készült tárgyon fémtiszta felületet hozunk létre. Ehhez először zsírtalanítjuk a felületet, majd lúggal, előnyösen 10-15 t%-os nátronlúggal leoldjuk az alumínium-oxidokat. Ezután öblítést végzünk, és végül savas páccal kezeljük a felületet. A savas pác összetétele a kezelendő alapfém összetételétől függően változó. Tiszta vagy kisötvözésű alumínium esetén 50 térf% salétromsavból, 25 térf% kénsavból és vízből álló pácot, míg magas ötvözésű alumínium esetén 75 térf% salétromsavból és 25 tréf% hidrogén-fluoridból álló pácot alkalmazunk. A fémtiszta felületet ezután a találmány értelmében cinkötvözet segédréteggel látjuk el. A segédréteget két lépcsőben választjuk le, az első lépcsőben magas lúgtartalmú cink-elektrolittal aktiváljuk a felületet. A „magas lúgtartalmú” kifejezés alatt azt értjük, hogy az elektrolit lúgtartalma több, mint 100 g/1. Az alkalmazott elektrolit a fent ismertetett komponenseken kívül tartalmazhat még további komplexképzőként 5-50 g/1, előnyösen 30 g/1 K-Na-tartarátot, valamint egyéb szokásos adalékokat, mint például alkil-fenol-poliglikolétert, például TRITON X-t (Rohm and Haas, USA gyártmány) 0,2-1,0 g/1, előnyösen 0,5 g/1 koncentrációban. Az aktiválást 15-40 °C-on, előnyösen környezeti hőmérsékleten, melegítés vagy hűtés nélkül végezzük, oly módon, hogy a munkadarabot a fenti fürdőbe mártjuk mintegy 15—180 mp időtartamra. A kirakódott durva cinkréteget - öblítés után - savas páccal visszaoldjuk. A savas pác tiszta vagy kisötvözésű alumínium esetén 50 térf% salétromsavból és 50 térf% vízből áll, magasötvözésű alumínium esetén pedig 50 térf% salétromsavat, 10 térf% hidrogén-fluoridot és 40 térf% vizet tartalmaz. A savas pácolás után választjuk le a végleges segédréteget. A segédréteg leválasztását ötvözőfémeket tartalmazó cink- elektrolitból végezzük, amely az említett összetevőkön kívül tartalmazhat még alkil-fenolpoliglikol-étert, például TRITON X-t (Rhom and Haas, USA gyártmány) 0,2-1,0 g/1, előnyösen 0,5 g/1 koncentrációban, továbbá legfeljebb 50 g/1, előnyösen 30 g/1 kálium-nátrium-tartarátot és legfeljebb 60 g/1, előnyösen 30 g/1 trietanol-amint is. A cinket előnyösen ZnS04 vagy ZnO formájában, a nikkelt előnyösen NiS04*7H20, a kobaltot előnyösen CoS04*7H20, a rezet előnyösen CuS04*5H20 formájában adagoljuk. A cinkötvözet segédréteget 15-40 °C-on, előnyösen környezeti hőmérsékleten, melegítés vagy hűtés nélkül, 15-180 másodpercig tartó bemártással alakítjuk ki. A munkadarabot ezután egyszer vagy többször leöblítjük, és nikkel közbenső réteggel látjuk el. A nikkelréteget galvanikus úton, 5,5-6,5 pH-jú elektrolitból választjuk le. Az elektrolitban a nikkelt előnyösen Ni- S04*7H20 formájában alkalmazzuk. Az elektrolit tartalmazhat még kálium- vagy nátrium-kloridot 5- 30g/l, előnyösen 10-20 g/1 koncentrációban a nikkel ötvözésére kobaltot 0,1-5 g/1, előnyösen 1 g/1 koncentrációban, például CoSC>4*7H20 formájában; magnéziumot 0-30 g/1, előnyösen 10 g/1 koncentrációban, például magnézium-szulfát formájában, továbbá egyéb adalékanyagokat, így például p-klór- benzolszulfamidot 0,05-1 g/1, előnyösen 0,3 g/1 koncentrációban, fluorozott felületaktív anyagot, például FC-98-at (Minnesota Mining and Manufacturing Co., Minnesota, USA gyártmány) 0,1-1 g/1, előnyösen 0,2 g/1 koncentrációban. Az elektrolit pH-ja 5,5-6,5. A leválasztást 40-60 'C hőmérsékleten, 1-5 A/dm2 áramsűrűségnél végezzük, és mintegy 5-20 mikron vastagságú tömör nikkelréteget hozunk létre. A kapott nikkelréteg kiváló alapot képez forrasztható, és más fémbevonatok galvanikus úton történő leválasztásához. Forrasztható fémrétegként előnyösen ón-bizmut réteget választunk le, kialakíthatunk azonban más fém-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
