DE894799C - Verfahren zur Durchfuehrung von elektrolytischen Vorgaengen, insbesondere zum Niederschlagen von Metallen aus Elektrolyten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Durchführung von elektrolytischen Vorgängen, insbesondere zum Niederschlagen von Metallen aus Elektrolyten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Niederschlagen von Metallen aus Elektrolyten und -bezweckt, einen Überzug von gegenüber bekannten Verfahren erheblicher Verfeinerung des abgeschiedenen Gefüges zu erzielen, ferner die bei der Elektrolyse unerwünschte Erscheinung der Depolarisation zu unterbinden.
• Es wurde :bereits vorgeschlagen, die Depolarisationserscheinungen dadurch zu verhindern, daß man eine kurzfristige Umkehrung des regulär fließenden Arbeitsstromes vornahm (USA.-Patentschrift 1909 7i5). Hierbei treten jedoch, weil der Arbeitsstrom für die Dauer des umgepolten Stromes ausgeschaltet ist, Störungen der Abschei-dung ein, d.ie zu der bekannten Sch.ichtenbilJung führen. Man .hat auch an Stelle der Umkehrung eine kurzfristige Unterbrechung,des Stromes oder eine kurzfristige Senkung der Stromdichte vorgenommen. Eine solche Maßnahme kann aber die Depolarisationserscheinungen während der Elektrolyse nicht beheben.
• Das gleiche gilt für einen anderen Vorschlag (USA.-Patentschrift r 534 70,9) , hei -dann eine Verfeinerung des Niederschlages mittels pulsierender Schwächung und Steigerung der Stromdichte .durch zeitliche Änderung .des äußeren Widerstandes m,it geringen Perioden erfolgt.
• Es ist auch bereits bekannt, dem elektrolysierenden Gleichstrom einen Wechselstrom zu überlagern. Bei einer solchen Überlagerung sind, auch wenn die Perioden des MVechselstromes länger gewählt werden als bei dem üblichen Wechselstrom, jeweils die Arbeitsperiode, in der der resultierende Strom 1VIeta1,1 niederschlagen kann, und die, in welcher entgegengesetzt :gerichteter Strom fließt, gleich lang. Die Wirkung Hiervon ist, daß schuppige \T:iederschläge entstehen (vgl. Oberflächentechnik 1930, S. 202), die mit abnehmendem Verhältnis der Dauer von Gleichstrom- und Wechselstromperioden immer mehr eine matte, muhe Beschaffenheit der Oberfläche zeigen.
• Abweichend hiervon wird nach der Erfindung dem .in -üblicher Weise durch das Bad fließenden Arbeitsstroim periodisch ein zweiter Strom von höherer oder nie dnigerer Spannung m-it umgekehrter Polarität entgegengeschaltet, ohne daß der reguläre Arbeitsstrom während der nur sehr kurzen Dauer der Gegenstromgebung ausgeschaltet wird. Die Zeitdauer der Gegenstromgebung .beträgt höchstens 6o Sekunden und ist immer von derderArbeitsstromgebung verschieden, vorzugsweise wesentlich kürzer als diese, beispielsweise 6 Sekunden Arbeitsstrom -und i Sekunde :Gegenstrom. Hierdurch ist es möglich, bei Wahl eines Gegenstromes von einer geringeren Stromdichte als derjenigen des Arb:eitsstrom:es eine Verfeinerung des abgeschiedenen Gefüges zu erzielen und in Fällen, in :denen die Stromstärke .des Gegenstromes !höher ist als die des Arbeitsstromes, die Depolari.sation wirksam zu unterbinden.
• Die zur Durchführung :des neuen Verfahrens vorzugsweise benutzten Schaltungen sind aus den in den Abbildungen dargestellten Schaltschemata ersichtlich. In beiden Abbildungen sind das elektrolytische Bad durch die Anoden- An i und An 2 sowie die Kathode K dargestellt.
• Gemäß Abb. i arbeitet die Stromquelle B i in bekannter Weise über den regelbaren Widerstand W i und das Amperemeter A r auf .die Anode An i, die durch :die Leitungsbrücke L mit der zweiten Anode An :2 verbunden ist. Der Strom fließt von den Anoden durch ,das Bad zur Kathode K und zur Batterie zurück.
• Durch einen automatisch regulierbaren Schalter S getrennt, liegt an diesem normalen Stromkreis ein zweiter Stromkreis, der durch hie Stromquelle B 2 gespeist wird. Die Pole dieser zweiten Stromquelle sind in ,bezug auf Kathode und Anode des Bades :denen der ersten Stromquelle entgegengesetzt geschaltet.
• Im Falle des Kontaktschlusses des Schalters S fließt ein Teildes -1 --Stromes über folgenden Weg: Batterie B 2 von Pluspol, automatisch regelbarer Schalter S, Kathode K, von Miinuspol, regulierbarer Widerstand W 2, Amperemeter A 2 zu Anode An 2 (s. Abb. i).
• Sowohl die Amperemeter A i und A 2 wie die Voltmeter V i und V2 sind Drehspulinstrumente mit Nullpunkt in der Mitte.
• Entnimmt .man den erforderlichen Gleichstrom nur aus einer Stro:mqueille, so wird die .in Abb. 2 dargestellte Schaltung verwendet. Falls das Verhältnis der Eadspannungen durch die Widerstände W i und W 2 so einsgestellt wind, daß die Spannung .des von der Batterie B gelieferten Arbeitsstromes höher ist:als die des Gegenstromes, so findet bei Kontaktschluß des Schalters S eine entsprechende Herabsetzung der Stromdichte unter .Beibehaltung der Polarität des Bades statt. Werden die Widerstände so eingeregelt, daß die Spannung des Gegenstromes höher ist als die des Badstromes, so :erfolgt während der kurzen Dauer des Kontaktschlusses eine Überkompensation, wodurch bleichzeitig der Wasserstoff, welcher sich wähnend der Elektrolyse an der Kathode bildet, wieder ausgetrieben wird.
• Die Stärke des Gegenstromes kann an den Amperemetern A i und A 2 abgelesen wenden. Je nach den Polarisationsverhältnissen der einzelnen Bade:lektrolyte bzw. der abzuscheidenden Metalle werden die Perioden der Gegenstromgebung sowie derjenigen der Arboitsstromgebun:g kürzer oder länger eingestellt.
• Das neue Verfahren wird z. B. wie -folgt :durchgeführt: Das zu behandelnde Werkstück wird in üblicher Weise in den Elektrolyten des Bades eingebracht. Wenn die Elektrolyse eingesetzt hat, wird durch ein automatisch betätigtes Relais ein Tauchschaltergeschlossen, der den zweiten Stromkreis mit umgekehrten Polzeichen an das Bad anlegt. Die Spannung dieses zweiten Stromkreises wird durch einen Widerstand auf :die gewünschte Höhe eingestellt. Nach Ablauf der Dauer des Gegenstromstoßes öffnet .das automatische Relais den Kreis des zweiten Stromes wieder -und schaltet damit den Gegenstrom von dem Biaid ab. Dieses Spiel des Ein- und Aussrhaltens wird so lange wiederholt, bis die Elektrolyse beendigt ist. Die Einschaltd2uer überschreitet niemals die Dauer von 6o Sekunden. Beispiel i Eisenblech wird in einem sauren Zinkbad 30 Minuten lang in der Weise verzinkt, :daß dem Ba-dstrom periodisch alle 5 Sexkunden i Sekunde lang ein Gegenstrom entgegengeschaltet wurde, dessen Spannung .derart geregelt ist, daß sie 0,3 Volt höher liegt als die Badspannung. In der Weise verzinkte Bleche zeigen sich beim Vergleich mit in üblicher Weise verzinkten Blechen diesen überlegen in bezug auf Roinheit und Korrosionsbeständigkeit des Zinkniederschlages. Beispiel 2 Bei der Abscheidung von Kupfer bei :hoher Stromdichte fällt das ausgeschiedene Metall leicht schwammig, dunkel und wenig haftfest aus. Schlägt man Kupfer z. B. aus einer sauren Lösung in der Weise nieder, däß man den Arbeitsstrom periodisch durch einen :Gegenstrom, dessen Spannung o,2 Volt niedriger ist als .die Ba:dspannun.g, entgegen.schaltet, so erhält Iman auch bei hoher Stromdichte einen neinmetallischen >Überzug von hoher Güte und Haftfestigkeit.
• Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt, sondern kann auf .alle elektrolytischen Vorgänge angewendet werden, z. B. sowohl s,uf Elektrolysen von gelösten Salzen 'wie auf solche von Schmelzflüssen, insbesondere auch zur Entfettung und Reinigung von (verschmutzten) Metalloberflächen. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ergibt sich bei der Formierung und Aufladung von Akkumulatoren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Durchführung von elektrolytischen Vorgängen, insbesondere zum Niederschlagen, Entfetten und Reinigen von Metallen, dadurch gekennzeichnet, @daß dem .in üblicher Weise durch -das Bad fließenden Arbeitsstrom periodisch ein zweiter Strom von höherer ade niiger@er. Spannung und umgekehrter Polarität entgegengeschaltet wird, ohne,daß ,der reguläre Arhei@sstrom während der nu@kuz@e-r-@ Dauer vöri""höchstens 6o Sekunden der Gegenstromgebung ausgeschaltet wird. a. Verfahren nach Anspruch i, @dadurch gekennzeichnet, daß iaden#de-rbes#-&tromg-ebung--un#d==-der=--G°genstnom#gebung-=-varb verschiedener-- --Da-uer--s@ind,-_=@-arzugr,;vei:se die Gegenstromperiode wesentlich kürzer .ist als die Arbeitsstromperiode.