DE19503901A1 - Partial coating of hollow cylindrical components - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum partiellen galvanischen Beschichten der Außen- und Innenflächen ein- oder beidseitig offener hohlzylinderförmiger Teile mit Metallen oder Metallegierungen, insbesondere von Buchsen zur Anwendung in der Elektrotechnik und Elektronik, durch Inberührungbringen der gurtartig auf einem Träger befestigten, aufrechtstehenden und kathodisch geschalteten Teile mit der zu beschichtenden Seite mit einem Elektrolyten auf einem saugfähigen, elektrisch nichtleitenden Elektrolytträger, der mit einer Anode in Verbindung steht. Außerdem betrifft sie eine entsprechende Vorrichtung zum partiellen galvanischen Beschichten hohlzylinderförmiger Teile.The invention relates to a method for partial galvanic coating of the outer and inner surfaces or with hollow cylindrical parts open on both sides Metals or metal alloys, especially of bushings for use in electrical engineering and electronics Contact the belt-like on a carrier fortified, upright and cathodically connected Share with the side to be coated with a Electrolytes on an absorbent, electrical non-conductive electrolyte carrier with an anode in Connection is established. It also affects a corresponding one Device for partial galvanic coating hollow cylindrical parts.
Die partielle elektrochemische Beschichtung von Buchsen und anderen Hohlkörpern für die Elektrotechnik und Elektronik erfolgt bisher in Galvanisiertrommeln oder Vibrationsgefäßen, wo sie galvanisch vollständig vergoldet werden. Das Gold hat die Aufgabe eine dauerhaft zuverlässige hohe elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten, zum anderen dient es als sogenannte Löthilfe für die spätere Weiterverarbeitung in elektronischen Bauteilen. Das Hauptproblem der beschriebenen Fertigungsmethode liegt darin, daß die als Schüttgut behandelten Teile auch an den Stellen beschichtet werden, wo das Gold keine Funktion erfüllen muß. Neben dem dadurch entstehenden unnötigen Goldverbrauch erfüllen dünne Goldschichten an der Lötseite ihre Aufgabe als Löthilfe nicht in dem Maße, wie beispielsweise Zinn oder Zinn/Blei- Überzüge, zumal diese aus Kostengründen nicht so dünn wie Goldschichten aufgebracht werden müssen.The partial electrochemical coating of bushings and other hollow bodies for electrical engineering and electronics So far, this has been done in electroplating drums or Vibratory vessels where they are completely gold-plated will. The gold has a permanent job reliable high electrical conductivity too guarantee, on the other hand it serves as a so-called soldering aid for later processing in electronic Components. The main problem of the described Manufacturing method is that the bulk treated parts are also coated at the points where gold does not have to function. Besides that emerging unnecessary gold consumption meet thin Gold layers on the soldering side do their job as a soldering aid not to the extent that tin or tin / lead Coatings, especially since they are not as thin as for cost reasons Gold layers must be applied.
Aus der EP-PS O 044 990 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum partiellen galvanischen Beschichten von Stiften und Zungen für elektrische Kontakte bekannt, indem die Teile gurtartig auf einer Transportkette aus einzelnen Halteelementen befestigt und partiell in den Elektrolyten eingetaucht werden. Bei zylinderförmigen Hohlteilen, besonders wenn sie einseitig geschlossen sind, ist dieses Verfahren nicht anwendbar, da der Elektrolyt nicht ausreichend Zeit hat in die Hohlräume einzudringen und so vor allem die Innenbeschichtung fehlerhaft ausfällt.EP-PS 0 044 990 describes a method and a method Device for the partial galvanic coating of Pins and tongues for electrical contacts known by the parts belt-like on a transport chain from individual Holding elements attached and partially in the electrolyte be immersed. With cylindrical hollow parts, especially if they are closed on one side, this is Method not applicable because the electrolyte is not has enough time to penetrate the cavities and so especially the inside coating is faulty.
Erschwerend kommt hinzu, daß durch einen sogenannten "Sacklocheffekt" eingeschlossene Luft das Eindringen des Elektrolyten in das Innere behindert. Dadurch wird die Prozeßsicherheit nicht gewährleistet. Dieser Nachteil tritt sowohl bei der Behandlung in Bandgalvanisieranlagen auf, als auch bei Werkstücken auf Gestellen, beispielsweise bei eingetauchten Magazinen.To make matters worse, a so-called "Blind hole effect" trapped air the penetration of the Electrolytes hindered inside. This will make the Process security not guaranteed. This disadvantage occurs both during treatment in coil galvanizing plants, as well as on workpieces on frames, for example at immersed magazines.
In der DE-PS 37 30 740 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur partiellen galvanischen Beschichtung von Kontaktstiften und Kontaktkämmen beschrieben, indem man diese Teile kontinuierlich an einem mit einem Elektrolyten getränkten, mit eine Anode verbundenen Elektrolytträger vorbeiführt, der vorzugsweise aus einem Kunststoff- Fasergewebe besteht. Mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung sind allerdings nicht die Innenflächen von hohlzylinderförmigen Teilen beschichtbar. Das gilt auch für eine Vorrichtung nach der DE-PS 38 39 223, wo die Teile ebenfalls an einem Elektrolytträger entlanggeführt werden.In DE-PS 37 30 740 a method and a Device for the partial galvanic coating of Contact pins and contact combs described by these parts continuously on one with an electrolyte impregnated electrolyte carrier connected to an anode passes, which is preferably made of a plastic There is fiber tissue. With this procedure and this However, the device is not the inner surfaces of hollow cylindrical parts coatable. This also applies to a device according to DE-PS 38 39 223, where the parts also be guided along an electrolyte carrier.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum partiellen galvanischen Beschichten der Außen- und Innenflächen ein- oder beidseitig offener hohlzylinderförmiger Teile mit Metallen oder Metallegierungen durch Inberührungbringen der gurtartig auf einem Träger befestigten, aufrechtstehenden und kathodisch geschalteten Teile mit der zu beschichtenden Seite mit einem Elektrolyten auf einem saugfähigen, elektrisch nichtleitenden Elektrolytträger zu entwickeln, mit dem die partielle Beschichtung auch der Innenflächen bis zu einer vorbestimmten Höhe schnell und zuverlässig erreicht werden kann. Außerdem sollte eine entsprechende Vorrichtung entwickelt werden.It was therefore an object of the present invention Process for partial galvanic coating of the Outside and inside surfaces open on one or both sides hollow cylindrical parts with metals or Metal alloys by contacting the belt-like attached to a support, upright and cathodic switched parts with the side to be coated with an electrolyte on an absorbent, electrical to develop non-conductive electrolyte carrier with which the partial coating of the inner surfaces up to one predetermined height can be reached quickly and reliably can. In addition, an appropriate device be developed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Teile auf den elastisch verformbaren Elektrolytträger aufgedrückt werden, daß dem Elektrolytträger fortwährend Elektrolyt zu- und abgeführt wird, und daß die Teile schrittweise auf dem Elektrolytträger weiterbewegt werden, wobei der Druck und die Elektrolytzuführung so bemessen werden, daß an der Andrückstelle eine mit Elektrolyt gefüllte Einbuchtung im Elektrolytträger entsteht, die eine Benetzung des Elektrolyten mit den Teilen bis zur vorbestimmten Höhe gewährleistet.This object is achieved in that the Parts on the elastically deformable electrolyte carrier be pressed that the electrolyte carrier continuously Electrolyte is supplied and discharged, and that the parts be moved gradually on the electrolyte carrier, the pressure and the electrolyte supply are measured in this way be that at the pressure point one with electrolyte filled indentation in the electrolyte carrier, the one Wetting the electrolyte with the parts up to guaranteed predetermined height.
Vorzugsweise wird der Elektrolytträger in Schwingungen im Bereich des Ultraschalls oder der elektrischen Niederfrequenz versetzt.Preferably, the electrolyte carrier is vibrated in the Area of ultrasound or electrical Low frequency offset.
Beim Aufdrücken der hohlzylinderförmigen Teile mit der zu
beschichtenden Seite auf den Elektrolytträger, der aus
einem saugfähigen, elastisch verformbaren Material besteht,
bildet sich eine Einbuchtung aus, die sich mit dem
Elektrolyten füllt, wenn die Elektrolytzu- und -abführung
so geregelt wird, daß stets genügend Elektrolyt im
Elektrolytträger vorhanden ist. Durch die Kapillarwirkung
innerhalb des hohlzylinderförmigen Teiles, das
normalerweise einen Innendurchmesser von weniger als 2,5 mm
aufweist, und die Kapillarwirkung zwischen Außenfläche des
Teiles und der Innenfläche der Einbuchtung kann die
Steighöhe des Elektrolyten erhöht werden. Durch Variation
des Aufpreßdrucks und der Elektrolytmenge im
Elektrolytträger kann die Elektrolytbenetzung bis zu einer
vorbestimmten Höhe an den Teilen erreicht werden. Dabei ist
es in vielen Fällen nicht unbedingt notwendig, daß die
Beschichtung innen und außen gleich hoch ist. Durch die
schrittweise Fortbewegung der Teile wird erreicht, daß
stets frischer Elektrolyt zur Verfügung steht und damit
eine gleichmäßig dicke Beschichtung erzielbar ist.When pressing the hollow cylindrical parts with the side to be coated onto the electrolyte carrier, which consists of an absorbent, elastically deformable material, an indentation is formed which fills with the electrolyte if the electrolyte supply and discharge is regulated so that always there is enough electrolyte in the electrolyte carrier. Due to the capillary action within the hollow cylindrical part, which normally has an inner diameter of less than 2.5 mm, and the capillary action between the outer surface of the part and the inner surface of the indentation, the rising height of the electrolyte can be increased. By varying the pressure and the amount of electrolyte in the
Electrolyte carrier, the electrolyte wetting can be achieved on the parts up to a predetermined height. In many cases, it is not absolutely necessary for the coating to be the same inside and outside. The gradual movement of the parts ensures that fresh electrolyte is always available and thus a uniformly thick coating can be achieved.
Vorzugsweise scheidet man auf diese Weise Gold und Goldlegierungen ab.Gold and are preferably separated in this way Gold alloys.
Zur Durchführung dieses Verfahrens verwendet man vorteilhafterweise eine Vorrichtung, bestehend aus einem mit einer Anode verbundenen bandförmigen Elektrolytträger aus einem saugfähigen, elektrisch nichtleitendem Material, der über ein Verteilungssystem mit einem Elektrolyten getränkt werden kann, und einem kathodisch geschalteten Träger, auf dem die Teile gurtartig befestigt sind. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Elektrolytträgers elastisch verformbar ist und eine gute Speicherfähigkeit für den Elektrolyten besitzt.One uses to carry out this method advantageously a device consisting of a band-shaped electrolyte carrier connected to an anode made of an absorbent, electrically non-conductive material, that via a distribution system with an electrolyte can be soaked, and a cathodically connected Carrier on which the parts are attached like a belt. The Device is characterized in that the material of the electrolyte carrier is elastically deformable and one has good storage capacity for the electrolyte.
Vorzugsweise besteht der Elektrolytträger aus filzartig vernetzten natürlichen oder künstlichen Fasern.The electrolyte carrier preferably consists of felt-like cross-linked natural or artificial fibers.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die mit den zu beschichtenden Teilen in Berührung kommende Oberfläche des Elektrolytträgers mit aufrechtstehenden Fasern oder Noppen versehen ist. Diese beispielsweise 1,5 bis 2 mm langen Noppen oder Fasern dringen in die Hohlräume der Teile ein und verdrängen ein entsprechendes Luftvolumen, so daß der Elektrolyt leichter in das Innere der Teile eindringen kann. Diese Ausgestaltung des Elektrolytträgers ist besonders dann erforderlich, wenn die hohlzylinderförmigen Teile einseitig geschlossen sind.Furthermore, it is advantageous if the with the coating parts coming into contact with the surface of the Electrolyte carrier with upright fibers or knobs is provided. This, for example, 1.5 to 2 mm long Nubs or fibers penetrate the cavities of the parts and displace a corresponding volume of air, so that the Electrolyte penetrate more easily inside the parts can. This configuration of the electrolyte carrier is especially necessary if the hollow cylindrical Parts are closed on one side.
Die Abbildung zeigt schematisch eine beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Sie zeigt die auf einem Träger (1) aufgegurteten hohlzylinderförmigen Teile (2), die auf einem Elektrolytträger (3) aufgedrückt werden. Der Elektrolytträger (3) besteht aus einem Kunstfaserfilz und ist mit Noppen (4) versehen. Beim Aufdrücken der Teile (2) auf dem Elektrolytträger (3) bilden sich Einbuchtungen aus, die sich mit dem Elektrolyten (5) füllen, der die Teile (2) innen und außen benetzt. Der Elektrolytträger (3) ist mit einem Ultraschallerzeuger (6) und einer Anode (7) aus platiniertem Titan verbunden. Die Elektrolytzu- und -abführung erfolgt über ein Verteilersystem (8).The figure shows schematically an exemplary embodiment of the device according to the invention. It shows the hollow cylindrical parts ( 2 ) taped onto a carrier ( 1 ) which are pressed onto an electrolyte carrier ( 3 ). The electrolyte carrier ( 3 ) consists of a synthetic fiber felt and is provided with knobs ( 4 ). When the parts ( 2 ) are pressed onto the electrolyte carrier ( 3 ), indentations form which fill with the electrolyte ( 5 ), which wets the parts ( 2 ) inside and outside. The electrolyte carrier ( 3 ) is connected to an ultrasound generator ( 6 ) and an anode ( 7 ) made of platinized titanium. The electrolyte is supplied and removed via a distribution system ( 8 ).
Folgendes Beispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren
näher erläutern:
Einseitig geschlossene Kontaktbuchsen von 12 mm Länge, 1,5
mm Außenmesser und 0,8 mm Innendurchmesser sollen etwa
1,5 mm hoch innen und außen vergoldet werden. Dazu werden
die Buchsen gemäß Abbildung auf einen Träger aufgegurtet
und auf einen mit Borsten versehenen Elektrolytträger aus
Kunststoff aufgedrückt. Das saure Goldbad (pH = 4,4)
enthielt 2 g/l Gold. Bei 50°C wurde mit einer Stromdichte
von 1 A/dm² und 2,6 V Spannung gearbeitet. Nach 5 Minuten
erhält man eine Schichtdicke von etwa 1,5 µm Gold, wobei
der Hub- und Senkvorgang der Buchsen oder des
Elektrolytträgers einen Rhythmus von 5 Sekunden besitzt.The following example is intended to explain the process according to the invention in more detail:
One-sided closed contact sockets of 12 mm length, 1.5 mm outer knife and 0.8 mm inner diameter should be gold-plated approximately 1.5 mm high inside and outside. To do this, the sockets are taped onto a carrier as shown in the illustration and pressed onto an electrolyte carrier made of plastic with bristles. The acidic gold bath (pH = 4.4) contained 2 g / l gold. At 50 ° C, a current density of 1 A / dm² and 2.6 V voltage was used. After 5 minutes, a layer thickness of approximately 1.5 μm gold is obtained, the lifting and lowering process of the bushings or the
Electrolyte carrier has a rhythm of 5 seconds.
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