DE2008368B2

DE2008368B2 - Verfahren zum kontinuierlichen galvanischen Herstellen von versilberten Kupfer-, Kupfer- Legierungs- oder Eisen Nickel-Legierungs-Drähten

Info

Publication number: DE2008368B2
Application number: DE19702008368
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro; Hirose Takashi; Nikko Tochigi Kamata (Japan)
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1969-02-22
Filing date: 1970-02-23
Publication date: 1972-11-02
Also published as: GB1246781A; JPS4916707B1; DE2008368A1

Description

stige Beschaffenheit zu geben. Der versilberte Kupferdraht wird in der folgenden Bearbeitungsstation ή beispielsweise mittels eines Induktionsvsrfahrens auf eine Temperatur zwischen 200 ucd 700° C erwärmt und schließlich in der letzten Bearbeitungsstation/ ein- oder mehrmalig auf den gewünschten Durchmesser gezogen. Das Ausmaß dieser letzten Ziehbehundlung ist abhängig von den für den versilberten Draht erwünschteu Eigenschaften, so insbesondere von der für diesen erwünschten Zugfestigkeit, Bruchdehnung und elektrischen Leitfähigkeit. Diese Eigenschaften erfahren natürlich bereits eine Beeinflussung durch die Steuerung der Aufbringung der zweiten Silberschicht. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für galvanisch-versilberte Kupfer-, Kupfer-Legierungsodcr Eisen-Nickel-Legierungs-Drähte zeichnet sich damit durch eine einfache und kontinuierliche Durchführbarkeit aus, die auch individuelle Qualitätsanforderungen aufs Einfachste einsteuern läßt. Da in der letzten Verfahrensstufe eine erst durch die Messingbeschichtung ermöglichte Temperatur- und Zichbehandlung vorgenommen wird, besitzen die versilberten Drähte eine äußerst glatte Oberfläche.

Ausführungsbeispiel 1

Ein sauerslofffreier Kupferdraht mit einem Durchmesser von 2,0 mm wurde zunächst um 2μηι vorpoliert, dann 10 Sekunden lang in eine 10%ige wäßrige Schwefelsäurelösung mit einer Temperatur von 60° C getaucht und anschließend mit Wasser gewaschen. Der Draht wurde dann über 2 Minuten unter Verwendung einer 25 g/l Cu, 10 g/l Zn und 6 g/l CN enthaltenden Cyanidbades mit einer Messingschicht beschichtet, wobei mit einer Stromdichte von 2 A/dm² gearbeitet wurde. Nach einem Waschen mit Wasser wurde dann auf den Draht galvanisch eine erste Silberschicht aus einem Cyanidbad mit 2 g/l Ag und 20 g/l freies CN bei einer Stromdichte von 5 A/dm² während einer Zeit von 10 Sekunden und anschließend während 20 Minuten eine zweite Silberschicht aus einem Cyanidbad mit 30 g/l Ag und 12 g/l freiem CN bei einer Stromdichte von 1,6 A/dm² aufgebracht. Der Draht wurde dann auf einen Durchmesser von 1,05 mm gezogen, mittels eines Induktionsverfahrens auf eine Temperatur zwischen 200 und 700° C erwärmt und schließlich auf einen Durchmesser von 1,0 mm gezogen. Der erhaltene Kupferdraht besaß eine Zugfestigkeit von 28 kg/mm², eine Bruchdehnung von 18°/₀, eine elektrische Leitfähigkeit von 102 °/o. gemessen nach der Norm JACS, und eine 10 μπι dicke Silberbeschichtung. Diese Silberbeschichtung löste sich nach einer einstündigen Erhitzung des Drahtes in Luft auf 400° C und bei einem dann vorgenommenen Verdrehen des Drahtes nicht ab.

Ausführungsbeispiel 2

Ein sauerstofffreier Kupferdraht mit einem Durchmesser von 5,0 mm wurde zunächst um 5 μπι Stärke poliert und anschließend 30 Sekunden lang in eine 10°/₀ige wäßrige Kaliumcyanidlösung mit einer Temperatur von 15° C getaucht. Die folgende Messingbeschichtung wurde vorgenommen mittels eines 30 g/l Cu, 7 g/l Zn und 12 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbades bei einer Stromdichte von 2 A/dm². Nach dem Waschen mit Wasser wurde auf den Draht zunächst eine erste Silberschicht aus einem 3 g/l Ag und 20 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad während einer Zeit von 10 Sekunden bei einer Stromdichte von SA/dm* und anschließend eine zweite Silberschicht aus einem 30 g/l Ag und 12 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad während 25 Minuten bei einer Stromdichte von 1,6 A/'dm² aufgebracht. Der Draht wurde dann auf einen Durchmesser von 1,12 mm gezogen, durch Erhitzung in Luft während 40 Minuten bei 290° C behandelt und schließlich auf einen Durchmesser von 1,0 mm gezogen. Der Draht besaß eine Zugfestigkeit von 33 kg/mm², eine Bruchdehnung ίο von 2⁰I₀, eine elektrische Leitfähigkeit von 100,2%, gemessen nach der JACS, und eine 5 μπι dicke Silberbeschichtung. Diese Silberbeschichtung löste sich unter den Beanspruchungen des Ausführungsbeispiels 1 ebenfalls nicht von dem Draht.

Ausführungsbeispiel 3

Ein sauerstoff freier Kupferdraht mit einem Durchmesser von 5,0 mm wurde um 5 μιη Stärke poliert

ao und anschließend 30 Sekunden lang in eine 10%ige wäßrige Kaliumcyanid-Lösung mit einer Temperatur von 15°C getaucht. Anschließend wurde dann eine Messingschicht aus einem 30 g/l Cu, 7 g/l Zn und 12 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad während einer Zeit von 3 Minuten bei einer Stromdichte von 2 A/dm² aufgebracht. Nach dem Waschen mit Wasser wurde auf den Draht eine erste Silberschicht aus einem 3 g/l Ag und 20 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad während 10 Sekunden bei einer Stromdichte von 5 A/dm² und danach eine zweite Silberschicht aus einem 30 g/l Ag und 12 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad während 25 Minuten bei einer Stromdichte von 1,6 A/dm² aufgebracht. Der Draht wurde dann auf einen Durchmesser von 1,12 mm gezogen, 40 Minuten lang in Luft bei 295° C behandelt und schließlich auf einen Durchmesser von 1,0 mm gezogen. Er besaß eine Zugfestigkeit von 22 kg/mm², eine Bruchdehnung von 2 %, eine elektrische Leitfähigkeit von 100%, gemessen nach der Norm JACS, und eine 5 μΐη dicke Silberbeschichtung. Diese Silberbeschichtung löste sich wiederum nicht unter den Bedingungen des Ausführungsbeispiels 1.

Ausführungsbeispiel 4

Ein 8% Zinn enthaltender Phosphorbronze-Draht mit einem Durchmesser von 2,0 mm wurde um 2 μιη Stärke poliert und dann 5 Sekunden lang in eine 50%ige Salzsäure-Lösung mit einer Temperatur von 30° C getaucht. Nach dem Waschen mit Wasser wurde auf den Draht galvanisch eine Messingschicht aus einem 20 g/l Cu und5 g/l Zn enthaltenden Cyanidbad mit einer Stromdichte von 2 A/dm² aufgebracht. Nach einem weiteren Waschen mit Wasser wurde dann eine erste Silberschicht aus einem 6 g/l Ag und 15 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad während 10 Sekunden bei einer Stromdichte von 5 A/dm² und schließlich eine zweite Silberschicht aus einem 30 g/l Ag und 10 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad während 20 Minuten bei einer Stromdichte von 1,6 A/dm² aufgebracht. Der Draht wurden dann auf einen Durchmesser von 1,05 mm gezogen, mittels eines Induktionsverfahrens auf eine Temperatur zwischen 200 und 700°C erwärmt und abschließend auf einen Durchmesser von 1,0 mm gezogen. Er besaß eine Zugfestigkeit von 42 kg/mm², eine Bruchdehnung von 10%, eine elektrische Leitfähigkeit von 13 %, gemessen nach der Norm JACS, und eine 10 μιη dicke Silber-

beschichtung. Auch diese Silberbeschichtung löste sich unter den Bedingungen des Ausführungsbeispiels 1 nicht ab.

Ausführungsbeispiel 5

Ein 48% Fe und 52% Ni enthaltender Eisen-Nickel-Draht wurde unter Ultraschalleinwirkung auf einen Durchmesser von 0,5 mm gezogen und anschließend in einer 10%igen wäßrigen NaOH-Lösung bei einer Stromdichte von 10 A/dm² anodisch entfettet. Auf diesen Draht wurde dann eine Messingschicht aus einem 21 g/l Cu, 4 g/l Zn und 2 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad mit einer Temperatur von 27° C während 4 Minuten aufgebracht. Dann wurde eine

erste Silberschicht aus einem 6 g/l Al und 18 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad mit einer Temperatur von 25° C während 30 Sekunden und dann eine zweite Silberschicht aus einem 40 g/l Ag und 16 g/l freies CN enthaltenden Cyanidbad mit einer Temperatur von 30° C während 8 Minuten bei einer Stromdichte von 1,6 A/dm² aufgebracht. Der Draht wurden dann auf einen Durchmesser von 0,45 mm gezogen und schließlich 1 Stunde lang bei 700° C

ίο geglüht. Er besaß eine Zugfestigkeit von 57 kg/mm², eine Bruchdehnung von 14%, eine elektrische Leitfähigkeit von 11%, gemessen nach der Norm JACS, und eine 7 μηι dicke Silberbeschichtung. Auch diese Silberbeschichtung löste sich nicht unter den Bedin-

is gungen des Ausführungsbeispiels 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

zinnung einer mehrstufigen Temperatur- und Zieh- Patentansprüche: behandlung zu unterwerfen. Es ist auch bekannt, auf Kupfergegenstände eine doppelte Silberschicht

1. Verfahren zum kontinuierlichen galvanischen galvanisch aufzubringen, wobei die erste Silberschight Herstellen von versilberten Kupfer-, Kupfer- 5 aus einem Bad mit geringer Silberkonzentration Legierungs- oder Eisen-Nickel-Legierungs-Dräh- abgeschieden wird.

ten, dadurch geke nnzeich net, daß auf Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein die gegebenenfalls vorpolierten, in einem Alkalibad Verfahren zum kontinuierlichen galvanischen Hervorentfetteten und in eine wäßrige Alkalicyanid- stellen von versilberten Kupfer-, Kupfer-Legierungs-Lösung vorgetauchten Drähte galvanisch eine io oder Eisen-Nickel-Legierungs-Drähten zu schaffen, Messingschicht, in für sich bekannter Weise eine das im Vergleich zu den vorbekannten Verfahren die erste Silberschicht aus einem Bad mit geringer Erzielung einer dauerhaften Silberbeschichtung guter Silberkonzentration und eine zweite Silberschicht Glätte und gleichmäßiger, regelbarer Schichtstärke aus einem Bad mit hoher Silbe-tconzentration auf- zuläßt.

gebracht und abschließend eine für sich bekannte 15 Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung

Temperatur- und Ziehbehandlung vorgenommen vorgeschlagen, daß auf die gegebenenfalls vorpolier-

wird. ten, in einem Alkalibad vorentfetteten und in einer

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- wäßrigen Alkalicyanidlösung vorgetauchten Drähte zeichnet, daß die Messingbeschichtung in einem galvanisch eine Messingschicht, in für sich bekannter Kupfer und Zink in einem Gewichtsverhältnis so Weise eine erste Silberschicht aus einem Bad mit zwischen 50: 50 und 95: 5 enthaltenden Cyanidbad geringer Silberkonzentration und eine zweite Silbervorgenommen wird. schicht aus einem Bad mit hoher Silberkonzentration

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- aufgebracht und abschließend eine für sich bekannte zeichnet, daß die erste Silberschicht in einem Temperatur- und Ziehbehandlung vorgenommen wird. Cyanidbad mit 0,1 bis 10 g/l Silber während 35 Unter Hinweis auf die Zeichnung, die in schematieiner Zeit von 5 bis 60 Sekunden aufgebracht wird. scher Darstellung eine Anlage zur Durchführung dieses

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, wird dabei in zeichnet, daß die zweite Silberschicht in einem zweckmäßiger Weise wie folgt vorgegangen. Der Cyanidbad mit 15 bis 60 g/l Silber aufgebracht zunächst in einer Bearbeitungsstation α auf den wird. 30 gewünschten Durchmesser gezogene Kerndraht wird

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, anschließend in einer Bearbeitungsstation b oberdadurch gekennzeichnet, daß nach einer Zieh- flächenbehandelt, so insbesondere poliert, um ihm eine behandlung eine Temperaturbehandlung bei 200 glatte Oberfläche zu geben. In einer nachfolgenden bis 700° C und gegebenenfalls eine weitere Zieh- Bearbeitungsstation c wird der Draht dann heibehandlung vorgenommen wird. 35 spielsweise mittels eines Alkalibades entfettet und für

die anschließende Messingbeschichtung durch Eintauchen beispielsweise in eine wäßrige Alkalicyanid-

lösung vorbereitet. In der Bearbeitungsstation d erfolgt

dann die Messingbeschichtung, die vorzugsweise in 40 einem Kupfer und Zink in einem Gewichtsverhältnis

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum konti- zwischen 50: 50 und 95: 5 enthaltenden Cyanidbad nuierlichen galvanischen Herstellen von versilberten vorgenommen wird, um eine Messingschicht einer Kupfer-, Kupfer-Legierungs- oder Eisen-Nickel-Legie- Stärke zwischen 0,1 und 15 μΐη zu erhalten. Durch rungs-Drähten. Solche Drähte finden häufig als diese Messingbeschichtung wird für die anschließend Leitungsdrähte in elektronischen Geräten Verwendung. 45 zweistufig erfolgende Silberbeschichtung das für die Im Vergleich zu reinen Kupferdrähten sind sie bei abschließende Temperatur- und Ziehbehandlung wichausreichender Lötbarkeit selbst nach längerer Lage- tige Haftungsvermögen an dem Kupferdraht geschafrung korrosionsbeständiger als diese, und im Ver- fen, denn der Zinkbestandteil dieser Messingschicht gleich zu reinen Silberdrähten besitzen sie bei verhindert ein Vordringen von Sauerstoff zu dem ausreichender Leitfähigkeit eine höhere mechanische 50 Kupferdraht. Andererseits wird das Haftungsvermögen Festigkeit als diese. der Silberbeschichtung an der Messingbeschichtung

In herkömmlicher Weise werden versilberte Kupfer- dadurch begünstigt, daß die Silberbeschichtung zweidrähte dadurch hergestellt, daß entweder auf die stufig aufgebracht wird, und zwar wird zunächst in Kernader eine Silberschicht auf mechanischem Wege der folgenden Bearbeitungsstation e auf die Messingunter Druck aufgebracht und der so versilberte Draht 55 schicht eine erste Silberschicht aus einem Bad mit dann einer Temperatur- und Ziehbehandlung unter- geringer Silberkonzentration aufgebracht, auf welche worfen wird, oder daß die Silberschicht auf die, . dann in der weiteren Bearbeitungsstation / eine zweite Kernader galvanisch aufgebracht wird. Das eine, nur Silberschicht aus einem Bad ,mit hoher Silberäußerst schwierig kontinuierlich durchzuführende Ver- konzentration aufgebracht wird. Die Aufbringung fahren ergibt ungleichmäßige Silberschichten, das 60 der ersten Silberschicht wird vorzugsweise in einem andere Verfahren ist nicht nur in den Bedingungen Cyanidbad mit 0,1 bis 10 g/l Silber während einer der Elektrolyse äußerst schwer kontrollierbar, sondern Zeit von 5 bis 60 Sekunden vorgenommen, während ergibt auch diesem gegenüber eine Silberbeschichtung diejenige der zweiten Silberschicht in einem Cyanidbad geringerer Oberflächenglätte und ist wegen der dabei mit 15 bis 60 g/l Silber vorgenommen werden sollte,
erforderlichen, vorhergehenden Ziehbehandlung des 65 Der so versilberte Kupferdraht wird dann in der Kerndrahtes wenig produktiv. Bearbeitungsstation g gezogen, um der galvanisch

Für die galvanische Herstellung von verzinkten aufgebrachten Silberbeschichtung eine für die weitere Kupferdrähten ist es bekannt, diese nach ihrer Ver- Temperatur- und Zieh behandlung bearbeitungsgün-