DE2008606A1 - Apparat fur die kontinuierliche Be handlung von elektrolytisch zu beeinflussen dem Metalldraht und Verfahren zur kontinuier liehen Behandlung von elektrolytisch zu beeinflussenden Metalldrahten - Google Patents
Apparat fur die kontinuierliche Be handlung von elektrolytisch zu beeinflussen dem Metalldraht und Verfahren zur kontinuier liehen Behandlung von elektrolytisch zu beeinflussenden MetalldrahtenInfo
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Description
2QQ8606
8, 2-chome, Maronouchi, Chiyoda-ku, L/ach
Apparat für die kontinuierliche Behandlung von elektrolytisch zu beeinflussendem Metalldraht und Verfahren zur
kontinuierlichen Behandlung von elektrolytisch zu beeinflussenden Metalldrähten
Die Erfindung bezieht sich auf einen Apparat und auf ein
Verfahren für die kontinuierliche Behandlung elektrolytisch zu beeinflussender Metalldrähten und zwar elektrolytisch
polierter und/oder elektrolytisch plattierter Metalldrähte.
Elektrolytisch zu behandelnde Drähte, werden in den bekannten
Apparaten geradlinig oder nach einer Zickzack-Linie duroh
eine elektrolytische Zelle geführt, was zur Folge hat, daβ
bei einer lang andauernden Behandlung eine verhältnismäßig lange elektrolytische Zelle benötigt wird. Wenn außerdem
eine Vielzahl von Drähten gleichzeitig behandelt werden soll, so muß die Zelle auch eine verhältnismäßig große Breite aufweisen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Apparate liegt
darin, daß sie wegen der benötigten großen Elektrolytmenge
nicht gerade wirtschaftlich sind, Ihre Instandhaltung Schwierigkeiten bereitet und der Wirkungsgrad verhältnismäßig
gering iat.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Mtngel zu beseitigen und einen Apparat zur Verfugung zu
stellen, der trotz kontinuierlicher Behandlung einen guten Wirkungsgrad erreichen läßt.
Ein Apparat, der diese Aufgabe lust, 1st gekennzeichnet durch
mindestens ein Kontakte für die eine Elektrode bildendes PUhrungsrollenpaar für den zu behandelnden Draht und einen
zwischen den Führungsrollen angeordneten, mindestens eine als Anode oder als Kathode verwendbare Elektrodenplatte in
sich aufnehmenden Elektrolytbehälter, der durch sdt Abstand
von seinen Sohmalseiten angeordnete, zu diesen parallel lau -fende Wände in mehrere Räume aufgeteilt 1st, und dadurch,
daβ sowohl die Schmalseiten als auch die Wände Durohtrittssohlltze aufweisen und die außenliegenden Räume an einen
innenliegenden Raum über ein an sich bekanntes Umlaufsystem derart angeschlossen sind, daß das Niveau der ElektrolytflUsslgkeit im innen liegenden Raum auf konstanter Höhe gehalten werden kann. Ein derart gestalteter Apparat kann
sowohl für das elektrolytische Polieren als auch fUr die Elektro-Plattierung von Metalldrähten verwendet werden. Abgesehen davon, daß die eingangserwihnten Nachteile ausgeschaltet sind, ist ein solcher Apparat ganz besonders zweckmäßig, wenn Metalldrähte, die zu plattleren sind, mehrfach
durch einen Elektrolyten hindurchgezogen werden müssen, um «Ine Vielzahl von Plattlerungssohlchten aufbringen zu können.
Die verschiedenen Plattierungssohichten haften sehr gut auf dem Draht und aneinander, wenn der Draht zunächst durch einen
Behälter hindurch-und dann noch ein oder mehrere Male durch
den Behälter hindurchgezogen wird, wobei die Oberfläche durch FlUsslgkeitsdusohen oder Spritzwasser dann feuoht gehalten
wird« wenn sich der Draht außerhalb des Elektrolytbehälters
befindet.
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Zweckmäßig ist es, dafür zu sorgen, daß jede Führungsrolle
am Umfang alt einer Vielzahl von Rillen versehen 1st. Die FUhrungsrollen bzw. Führungsrollen-Paare können horizontal
oder vertikal angeordnet sein, wenngleich es besonders zweokmäflig ist, die Drehachsen der FUhrungsrollen lotrecht anzuordnen. ZeckmKßig ist es weiterhin, dafür zu sorgen, daß die
durch die Drehachsen der FUhrungsrollen festgelegte Ebene Symmetrieebene zweier Elektrolytbehäfcer ist. Unabhängig von
Mitteln, die einen Draht feucht halten, während er außerhalb eines bzw. außerhalb mehrerer Elektrolytbehälter bewegt wird,
sollte dafür gesorgt werden, daß dem bzw. den Elektrolytbehältern Vorbehandlungs- und Nachbehandlungsbehälter zugeordnet sind. Ist die durch die Drehachsen der FUhrungsrollen
festgelegte Ebene Syametrieebene zweier Elektrolytbehälter,
dann sind die Vor- und die Nachbehandlungsbehälter praktisch in der gleichen lotrechten Ebene angeordnet, so daß auch
dadurch in einer Fabrikhalle od.dgl. zur Verfügung stehende Raum sehr gut ausgenutzt werden kann.
Die Erfindung wird anhand der ein AusfUhrungsbeispiel eines
erflndungsgeaäß ausgebildeten Apparates veranschaulichenden
Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
Pig* 3 eine perspektivische Darstellung der FUhrungsrollen
■it einen Metalldraht, und
Fig* 4 «ine perspektivische Darstellung zweier benachbarter Elektrolytbehälter mit einem nur schematisch
angedeuteten Metalldraht.
Flg. 1 und 2 zeigen einen Elektrolytbehälter 1, elektrisch leitende FUhrungsrollen 2, Wellen 3 der FUhrungsrollen 2,
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Dipl.-lng. Heinx Lewer, Pctentanwolt D — 8 München 81, CoiitTiaittafc« 81 · Telefon: (0B11) 48 38 20
Rillen 4 am Umfang der Führungsrolle!! 2, einen zu behandelnden, im Falle einer normalen Elektro-Plattierung als
Kathode und bei elektrolytischem Polieren als Anöde eingesetzten Draht 5» In den Elsktrolytbehältern 1 angeordnete
Elektrodenplatten 6, welche im Falle der Elektro-Plattierung als Anoden und beim elektrolytischen Polieren als Kathoden
eingesetzt sind» mit den Führungsrollen 2 elektrisch verbundene und von diesen drehbare elektrische Kontakte 7» eine
elektrische Leitung 8, eine elektrische Stromquelle 9 fUr die Elektrolyse, eine Abwickelhaspel 10, Vorbehandlungsvorrichtungen 11 und 12, Nachbehandlungsvorrichtungen 13
und 14 und eine Aufwickelhaspel 15.
r Fig. 3 zeigt die FUhrungsrollen 2a und 2b während des Be-
]' handlungsvorganges, deren Umfange eine Vielzahl von Rillen
4 aufweisen, so daß der zu behandelnde Draht 5 beim Umwik-
] kein in diesen Rillen liegt und, während sich die FUhrungs-
rollen 2a und 2b drehen, in Richtung der Pfeile bewegt wird.
' Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung eines Elektro-
j lytbehälters 1, durch den der zu behandelnde Draht in Rieh-
• tung der Pfeile bewegt wird.
; Der als AusfUhrungsbeispiel dargestellte Apparat enthält
; zwei parallel nebeneinander und in den Bewegungsrichtungen
; des Drahtes 5 angeordnete Elektrolytbehälter la und Ib,
deren Stirnflächen, bzw. Schmalseiten die FUhrungsrollen 2a und 2b vertikal und drehbar gelagert zugeordnet sind.
Diese FUhrungsrollen 2a und 2b sind Über Kontakte 7 mit den Elektroden der elektrischen Stromquelle 9 verbunden,
«rührend die Elektrolytbehälter la und Ib ebenso mit der
Stromquelle 9 über die Elektrodenplatten 6 verbunden sind. Zwischen den Drahteintritts- und Drahtaustrittsstellen
jedes Behälters sind zwei Trennwände 16 vorgesehen, die mit
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Dipt.-Ing. Heini less«, Pal«fiton*s:t D —8 Miindien 3\, Cosimast'üfe« 81 - Te!efon: (08Π) 18 38 20
verhältnismäßig geringem Abstand von den Schmalseiten 17 angeordnet sind. Jede Trennwand 16 und jede Schmalseite 17
ist mit schmalen Schlitzen 18 bzw. 19 für das Hindurchtreten des Drahtes versehen. Der Draht wird so durch die Schlitze
18 und 19 geführt und fortbewegt, daß er weder die Trennwände 16, noch die Schmalseiten 17 der Behälter berührt. Der
im von den Trennwänden 16 abgegrenzten mittlere! Teil jedes Behälters 1 befindliche Elektrolyt dringt zwar durch einen
Schlitz 18 in einen Raum 20, wird aber mittels eines an sich bekannten, in den Zeichnungen nicht dargestellten Umlaufsystems zwecks erneuter Verwendung in den mittleren Teil
des Elektrolytbehälters zurückgebracht. Durch zweokmä0ige
Wahl der Sehlitzmaße und der Mittel des Umlaufsyatems kann
der Verlust des Elektrolyten vermieden werden.
Der von der Abwickelhaspel 10 abgezogene bzw. gelieferte
Draht 5 (Pig.1 und 2) geht zunächst durch die Vorbehandlungsbäder 11 und 12 und wird dann zur untersten Rille 4a
der FührungsroIlen 2a geführt, gleitet durch den filektrolytbehälter la zur untersten Rille 4b der Führungsrolle 2b,
um dann auf dem Rückweg durch den Elektrolytbehälter Ib zur
zweituntersten Rille 4c der Führungsrolle 2a zu gelangen.
Der Metalldraht 5 gleitet dann wieder von der Führungsrolle
2a durch den Elektrolytbehältör la, über die Führungsrolle
2b in den Elektrolytbehälter Ib usw. bis zur obersten Rille
4z der Führungsrolle 2b, anschließend dann durch die Nachbehändlungsbäder 15 und 14 und wird dann auf die Aufwickelhaspel 15 aufgerollt.
In der oben erwähnten Anordnung der Erfindung sind die Elektroj-ytbehälter, Schlitze und Führungsrollen als hintereinander angeordnet beschrieben. Dasselbe Prinzip kann bei
parallel zueinander angeordneten Elementen (Elektrolytbe-
109838/144 3
halter, Schlitze und Führungsrollen) angewendet werden. Auf
diese Weise wird der Draht 5 während seines Öle1tens durch
die Elektrolytbehälter la und Ib einer elektrolytischen Behandlung unterzogen.
BrflndungsgemäB kann eine sehr wirkungsvolle und einwandfreie Behandlung erzielt werden, wie aus den nachstehenden
Beispielen zu ersehen 1st.
Bin 2 ram starker, auf eine Abwickelhaspel aufgerollter Meesingdraht (Cu 65£* Zn 35$) wurde abgewickelt, für mehrere
Sekunden in NaOH-Lösung getaucht, mit Wasser gewasohen und
dann erfindungsgemäß im Plattierungsapparat einer Nickel-Plattierung unterzogen.
Die aua rostfreien Stahlrollen bestehenden FUhmngarollen
Mit einem Durchmesser von 25 cm wurden mit einer Oesohwindigkeit von 15 U/min gedreht, um die Drehgeschwindigkeit
von 11,8 a/mln zu erhalten« Die Länge der Nickel-Plattie*
tmngsbäder in Jedem der beiden Behälter betrug 5 m und der
Draht wurde 30 aal hin- und hergeführt, so daβ die gesamte
Liege de» eingetauchten Drahtes 300 m (30 Stufen χ 2 Behälter χ 5m) betrug. Die zugefUhrte Stromstärke betrug 5 A/dm2
bei einer 100*-igeη Leistungsfähigkeit, so dafl die Stärke
des sä Meesingdraht haftenden Nl oke!Überzugs 25 micron war.
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.-Ing, | Heinz | leuer. | Pctsrtanwall | D | -8 | München | 81, | Cosimastfafs· | 81 | • Telefon: | 2U08606 | |
Dipl | - 7 | - | (0611)483820 | |||||||||
Um mittels einer für die Herstellung von Niekel-plattiertem
Messingdraht bekannten Plattierungsmethode denselben Produktions-Prozentsatz wie oben zu erreichen, wäre zumindest
die außergewöhnliche Länge des Plattierungsbehälters von 300 m nötig, anderenfalls würde der Prozentsatz bei denselben
Bodenflächen-Ausmaßen wie im gezeigten Beispiel ungefähr l/60 des oben Erreichten betragen.
Ein 20 mm starker, auf eine Abwickelhaspel 10 aufgerollter Stahldraht wurde fUr mehrere Sekunden in eine Ortho-Natrlumsilikat-Lösung
eingetaucht, mit Wasser gewaschen und dann zwecks Kupfer-Elektro-Platt*erung für eine Minute der Wirkung
eines 20 g/l Kupfercyanid und 43 g/l Aurikaliumcyanld
enthaltenden Elektrolyts unterzogen und erneut mit Wasser
gewaschen, dann einer haftenden Zinn-Plattierimg unterzogen,
mit Wasser gewaschen, getrocknet und auf die Aufwickelhaspel 15 aufgerollt. Die erwähnte Zinn-Piattierung erfolgte wie
nachstehend erläutert:
Das Plattierungsbad enthielt nur 120 g/l Aurikaliumstannat. Die FUhrungsrollen 2 hatten einen Durchmesser von 25 cm,
waren aus Titanium hergestellt und wurden mit einer Geschwindigkeit
von 15 U/min gedreht, so daß die Durchlaufgeschwindigkeit des Kupfer-plattierten Stahldrahtes ebenfalls
11,8 m/min betrug. Die Badlänge in jedem Behandlungsbehälter war auch 5 m und der Draht wies 30 stufenweise
Windungen auf, so daS die gesamte Länge des eingetauchten
Drahtes ebenfalls 300 m (30 Stufen χ 2 Behälter χ 5m) betrug. Die zugeführte Stromstärke betrug 283 A/dm bei einer 85#-
igen Leistungsfähigkeit, so daß die Stärke der Zinnplattie·
rung auf dem Kupfer-plattierten Draht 10,5 Mikron betrug.
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Um mittels einer bekannten, für zinnplattierten Stahldraht verwendeten Plattierungsmethode denselben Produktions-Prozentsatz zu erreichen, wäre zumindest die außergewöhnliche
Länge von 300 m für den Plattierungsbehälter, sowie eine erheblich größere Breite der Behälter nötig, besonders dann,
wenn eine Vielzahl von Elektro-Plattierungen durchgeführt wird. Jedoch, bei gleichbleibenden Behälterausmaßen würde
die Produktivität nur ungefähr 1/50 der oben genannten betragen.
j PUr dieses Beispiel wurde derselbe Elektro-Plattierungs-
! apparat und dieselbe Durchlaufgeschwindigkeit des Drahtes,
j wie in Beispiel 2 angeführt, für eine Kadmium-Plattierung
verwendet. Ein Messingdraht von 1,5 mm Durchmesser wurde j auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 vorbehandelt, mit
\ Kupfer plattiert und in einem 30 g/l Kadmiumoxyd und 120 g/l
Natriumcyanid enthaltenden Bad einer starken Kadmiumpiattie-
: rung unterzogen, wobei die Stromstärke 565 A/dm betrug, !
um eine 35 Mikron starke gleichmäßige Kadmiumplattlerung !
. des Drahtes unter denselben Plattierungsbedingungen wie
in Beispiel 1 zu erhalten.
Der durch Beispiel ? erhaltene zinnplattierte Stahldraht und der durch Beispiel 3 erreichte Kadmium-plattierte Messingdraht sind als frei von Oberflächenrissen befunden
worden und weisen Oleichmäßigkeit und hohe Adhäsion auf.
Au* der vorerwähnten Beschreibung geht hervor, daB für diese
Erfindung keine solch aufwendige Ausrüstungen mit recht grofier Bodenoberfläche wie für bekannte Verfahren notwendig
•ind, und daß durch diese Erfindung große wirtschaftliche
und technische Vorteile erzielt werden können, indem die
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Dipl.-Ing. Heinz lesser, PöUmtanvrolt D —8 München 81, Cosimastralje 81 · Telefon: (0811) 48 3820
Qualität des plattierten Drahtes besser und der Arbeitswirdungsgrad erheblich höher ist.
Ein reiner, 3 mm starker, auf einer Abwickelhaspel 10 aufgerollter Kupferdraht wurde für 20 Sekunden in Äthyltrichloriddampf entfettet, dann in einem erfindungsgemäßen Polierep- ·
parat poliert, mit Wasser gewaschen, getrocknet und aufgerollt. Die elektrolytische Polierung erfolgte wie nachstehend;
Als Elektrolyt wurde Phophorsäure (spezifisches Gewicht
1*5 g/cnr) verwendet, wobei er bei 25°C und einer Stromspannung von 1,6 V erzeugt wurde. Die PUhrungsrollen 2 des
erfindungsgemäßen Polierapparates waren aus Titan hergestellt, hatten einen Durchmesser von 25 cm und wurden mit einer
Geschwindigkeit von 5*1 U/min gedreht, so daß die Durchlaufgeschwindigkeit des Drahtes 4 m/min betrug. Es wurden zwei
Behandlungsbehälter verwendet, wobei die Länge des Behandlungsbades innerhalb Jeden Behälters 1 m betrug, und der Draht
30 stufenweise Umwindungen aufwies, so daß die gesamte Länge
des in den Elektrolyten eingetauchten. Drahtes 60 m (30 Stufen
χ 2 Behälter χ Im) erreichte.
Die Tauchdauer (Polierdauer) wird mit Hilfe der oben erwähnten Faktoren errechnet: 60 m : 4 m/min » 15 min.
Daraus geht hervor, daß der erfindungsgemäße Apparat einen außergewöhnlich hohen Wirkungsgrad aufweist, da er eine elektrolytische Sohnellpolierung von nur 15 Minuten bei einer
Durchlaufgeschwindigkeit von 4 m/min und einem 1 Meter langen
Behälter erlaubt. Für dieses Beispiel war ein Kupferdraht mit großem Durahmesser und großer elektrischen Leitbarkeit verwendet worden. Werden DrKhte mit kleiner elektrischen LeIt-
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Dipi.-Ing. Heini leuer. Pottmtotiwolt 0 — 8 Mur.dimi 81. Coiimastroft· 81 ■ Telefon; (0611) 48 38 20
barkeit und kleinerem Durchmesser, wie z.B. aus Stahl, behandelt,
so treten noch andere Vorteile auf, denn bei einer langwierigen elektrolytischen Polierung von Stahldrähten
in einem bekannten Apparat ist es nötig, an verschiedenen Stellen Kontakte für die Stromzufuhr zum als Elektrode verwendeten
Draht vorzusehen, so daß sich die Kosten für die Ausrüstung erhöhen.
Diese Erfindung beseitigt also, wie oben erwähnt, den Nachteil der bekannten Apparate, der darin besteht, dafl ein sehr
großer Apparat mit großer Bodenfläche benötigt wird, und bringt erhebliche Vorteile, Indem die Qualitätskontrolle bei
elektrolytlachen Behandlungen viel leichter ist, außerdem
ein hoher Wirkungsgrad und große Einsparungen erzielt werden können, die Qualität des elektrolytisch behandelten Drahtes
verbessert wird, ferner besonders die Anode (bei Elektro-Plattierung) leicht und ständig ergänzt werden kann, und
indem die bei einem gewöhnlichen Apparat für lang andauernde Behandlungen benötigten Zwischenkontakte der Elektrode durch
die mit Rillen versehenen PUhrungsrollen ersetzt werden können.
Der Anwendungsbereich des erindungsgemäßen Apparates ist sehr groß, der Apparat kann für alle Arten von elektrolytIschen
Behandlungen verwendet werden und durch entsprechende Wahl des Elektrolyts, der Zahl der Rillen an den Pührungsrollen,
der Durohlaufgeachwindigkeit des Drahtes und des Anschlusses
an dl· Stromquelle jeden beliebigen elektrolytisch behandelten
Draht erzeugen.
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Claims (6)
- PatentansprücheΊ./Apparat für die kontinuierliche Behandlung von elektrolytisch zu beeinflussendem Metalldraht, der mindestens aus einem Elektrolytbehälter besteht, dem Führungsmittel für den Draht zugehddriet sind, gekennzeichnet durch mindestens ein Kontakte für die eine Elektrode bildendes PUhrungsrollenpaar (2j2a,2b) für den Draht (5) und einen zwischen den Führungsrollen angeordneten, mindestens eine als Anode oder als Kathode verwendbare Elektrodenplatte (6) in sich aufnehmenden Elektrolytbehälter (1;la,Ib),der durch mit Abstand von seinen Schmalselten (17) angeordnete, zu diesen parallel laufende Trennwände (16) in mehrere Räume aufgeteilt ist, und dadurch, daß sowohl die Schmalseiten (17) als auch die Trennwände (16) mindestens je rlnen Durshtrit-ts· schlitz (l8jl9) aufweisen, und die außen liegenden Räume an einen innen liegenden Raum (20) über ein an sich bekanntes Umlaufsystem derart angeschlossen sind, daß das Niveau der Elektrolytflüssigkeit im innen liegenden Raum (20) auf konstanter Höhe gehalten werden kann.
- 2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzel chnet, daß jede Führungsrolle (2a,?b) am Umfang mit einer Vielzahl von Rillen (h) versehen ist.
- 3. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen (j5) der FUhrungsrollen (2j2a,2b) lotrecht angeordnet sind.
- 4. Apparat nach einem oder mehreren der Ansprtiohe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Drehachsen (j5) der FUhrungsrollen (2;2a,2b)u a β 3ΤΓηΤΐΤ2OU8606Oifrf-In«. Heinz Ιμμτ. PoUntofiwolt D — 8 Mön*«n 81. Cotimastraft· 81 · Telefon: (0811) 48 38 20- 12 -festgelegte Ebene Symtnetrieebene zweier Elektrolytbehälter (1) let.
- 5. Apparat nach einen oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet* daß dem bzw. den Elektrolytbehältern Vorbehandlunge-und Nachbehandlungs-Behälter (11,12113,I1O zugeordnet sind.
- 6. Verfahren für die kontinuierliche Behandlung von elektrolytisch zu beeinflussenden Metalldrähten, d a d u r ο h gekennzeichnet, daß ein zu behandelnder Draht mehrfach durch mindestens einen Elektrolytbehälter hindurchgeführt und dabei ständig in feuohtem Zustand gehalten wird.109838/U43Leerseite
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1970
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