WO2016095895A1 - Method for depositing a nickel-tungsten alloy on an electric contact element - Google Patents

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WO2016095895A1
WO2016095895A1 PCT/DE2015/100435 DE2015100435W WO2016095895A1 WO 2016095895 A1 WO2016095895 A1 WO 2016095895A1 DE 2015100435 W DE2015100435 W DE 2015100435W WO 2016095895 A1 WO2016095895 A1 WO 2016095895A1
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coating
contact element
acid
electrical contact
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PCT/DE2015/100435
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Alexander Meyerovich
Helmut RIECHMANN
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Harting Ag & Co. Kg
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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25D17/10—Electrodes, e.g. composition, counter electrode
    • C25D17/12—Shape or form

Definitions

  • the invention is based on a method for coating electrical contact elements with a nickel-tungsten alloy.
  • Such nickel-tungsten coatings are used in particular for contact elements for connectors. electrical
  • Contact elements are for example from EP 25 698 25
  • ammonium-containing and is operated at an alkaline pH.
  • Deposition rate from. A compensation can by
  • the object of the invention is to propose an electrolytic bath for the deposition of a nickel-tungsten coating, which runs stable and a low tungsten content in the
  • the bath according to the invention is particularly suitable for the coating of electrical contact elements, since the coatings deposited therewith are particularly hard and have good electrical conductivity and excellent resistance to corrosion and abrasion.
  • the proposed electrolytic bath avoids some environmental, occupational safety and
  • titanium mixed oxide anodes are preferably used as the anodes.
  • the method can be operated particularly reliably with such an anode.
  • tungsten be incorporated into the coating (alloy) of extremely low content, up to a maximum of 10 weight percent and below.
  • Particularly preferred tungsten contents are from 0.5 to 7.5% by weight inclusive.
  • a low tungsten content ensures in particular a crack-free and corrosion-resistant coating. In addition, this reduces the electrical resistance.
  • the electrolytic bath according to the invention serves to deposit a silver-colored nickel-tungsten alloy on electrical
  • the electrolytic bath contains at least the following components:
  • nickel source for the bath for example, nickel chloride and / or nickel sulfate and / or nickel sulfamate and / or nickel acetate is used in a total concentration of 10 to 50 g / liter (grams per liter). Tungsten is added to the bath in the form of sodium tungstate at a concentration of 10 to 20 g / liter.
  • a carboxylic acid can be used as a carboxylic acid.
  • Hydroxycarboxylic acid such as lactic acid, citric acid, tartaric acid, maleic acid, adipic acid, malic acid, glutaric acid, succinic acid, acetic acid, glycolic acid or a mixture of the aforementioned acids can be selected.
  • amino acids such as aspartic acid, glutamic acid, the amino acids
  • Aminoacetic acid or a mixture of the aforementioned acids proved.
  • concentration of the acid (s) is preferably from 30 to 60 grams per liter of the bath.
  • alkali metal salts in particular sodium / potassium salts, salts of the corresponding carboxylic acids and / or mixtures thereof in a mass ratio to the acid of 5: 1 to 1: 5 are used.
  • the electrolytic bath preferably also contains wetting agents and the additional organic additives.
  • the mass ratio of nickel to tungsten should ideally be between 1 to 0.4 to 1 to 1.5.
  • the electrolytic bath is free of ammonium or ammonium chloride.
  • the pH should preferably, depending on the used
  • the pH is adjusted by adding hydrochloric acid or / and a corresponding carboxylic acid, such as acetic acid.
  • a carboxylic acid and its salts By using a carboxylic acid and its salts, a stable pH in the electrolytic bath and in the electrochemical double layer at the
  • the electrolytic bath has excellent stability throughout the specified pH range.
  • the buffer properties were checked by a titration of the electrolyte with 7 moles per liter of KOH.
  • Transition resistance of the nickel-tungsten alloy causes.
  • the electrolytic bath conventional wetting agents, such as anionic, nonionic and amphoteric surfactants or their Containing mixtures.
  • anionic surfactants used are, for example, the fatty alcohol sulfonates having the general structure RO-SO3-X or the alkylarylsulfonates having the general structure R-ArSOsMe.
  • the nonionic surfactants are usually substances based on polyethylene, polypropylene oxide, including the block copolymers having at least four blocks based on polyethylene, polypropylene oxide. These surfactants are generally low in foam, which is important for an electrolytic
  • Coating method with intensive stirring and in particular in the use of the electrolytic bath in belt conveyor systems is.
  • the wetting agent is used in a concentration of 0.1 to 10 g / liter, but preferably in a concentration of 0, 1 to 5.0 g / liter.
  • the bath is ideally operated in a temperature range of 20 to 75 ° C, but preferably in a temperature range of 40 to 60 ° C.
  • the preferred current density is from 0.5 to 15 A / dm 2 (amps per square decimeter). It is particularly preferable to adjust the current density from 7.0 to 12.5 A / dm 2 .
  • the coating time is ideally from 10 seconds to 5 minutes, but preferably from 15
  • the bath voltage is ideally from 4 to 6 volts. From this electrolyte, coatings with a tungsten content of 0.5 to 20 percent by mass, ideally from 1, 0 to 10 percent by mass, can be deposited.
  • the nickel-tungsten bath should preferably be the one already above
  • electrolytic bath preferably saccharin and / or
  • Benzoic acid sulfimide sodium salt and / or aromatic sulfonates such as trisodium naphthalene-1, 3,6-trisulfonate and / or products from the
  • Group of sulfonic acid amides such as benzenesulfonamide and 2-butyne-1, 4-diol, in a concentration of 0.2 g / L and 4.0 g / L (grams per liter) was added.
  • Concentration is preferably from 0.5 to 2 mg / L.
  • the pH of the electrolytic bath is set at 3.0 and 5.5, but more preferably at 3.5 and 4.5.
  • the process is therefore carried out in the acidic pH range.
  • the method is suitable both for the coatings of tapes, drum and frame parts, which are used in particular in the electrical industry.
  • the coatings have an unexpectedly high
  • the core of the invention relates to a method of coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy, wherein the contact element made of copper, a copper alloy or steel, wherein the coating in an electrolytic bath with the composition
  • pH of the electrolytic bath is adjusted from 3.0 to 5.5, but more preferably from 3.5 to 4.5.
  • the electrolytic bath used does not contain ammonium. This is particularly advantageous for environmental and health reasons.
  • the method described here is optimized for the coating of conductive materials, in this case for the coating of electrical contact elements.
  • the essence of the invention relates to a process for coating an electrical contact element with a crack-free nickel-tungsten coating, the tungsten content being from 0.5 to 10% by mass, and more preferably from 0.5 to 7.0% by mass.
  • the contact element consists of copper, a copper alloy or steel, wherein the coating is carried out in an electrolytic ammonium-free bath in the acidic pH range and wherein the pH of the electrolytic Bath of 3.0 and 5.5, more preferably from 3.5 and 4.5, is set.
  • the electrolytic bath used does not contain ammonium. This is particularly advantageous for environmental and health reasons.

Abstract

The invention relates to a method for coating an electric contact element with a crack-free nickel-tungsten coating, the tungsten part having 0.5 bis 10 mass %,preferably from 0.5 to 7.0 mass %. Said contact element is made of copper, a copper alloy or steel, and the coating is produced in an electrolytic, ammonium-free bath and the pH value of the electrolytic bath is less than 6.0. The used electrolytic bath does not contain ammonium. This is particularly advantageous, in particular with respect to the environmental and health.

Description

Verfahren zur Abscheidung einer Nickel-Wolfram-Legierung auf ein elektrisches Kontaktelement  Process for depositing a nickel-tungsten alloy on an electrical contact element
Beschreibung description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Beschichtung von elektrischen Kontaktelementen mit einer Nickel-Wolfram-Legierung.  The invention is based on a method for coating electrical contact elements with a nickel-tungsten alloy.
Derartige Nickel-Wolfram-Beschichtungen werden insbesondere bei Kontaktelementen für Steckverbinder eingesetzt. Elektrische Such nickel-tungsten coatings are used in particular for contact elements for connectors. electrical
Kontaktelemente sind beispielsweise aus der EP 25 698 25 Contact elements are for example from EP 25 698 25
A1 bekannt. A1 known.
Bei Kontaktelementen, die im industriellen Maßstab hergestellt werden, werden von der Fachwelt häufig so genannte„High-Speed- Beschichtungsverfahren" bevorzugt. Bei diesem Verfahren werden hohe Stromdichten benötigt. In the case of contact elements that are produced on an industrial scale, experts often prefer so-called "high-speed coating processes." This process requires high current densities.
Stand der Technik State of the art
Aus der DE 10 2012 109 057 B3 ist bereits eine Nickel-Wolfram- Beschichtung für Kontaktelemente bekannt. Dieses Bad ist  From DE 10 2012 109 057 B3 a nickel-tungsten coating for contact elements is already known. This bath is
ammoniumhaltig und wird bei einem alkalischen pH-Wert betrieben. ammonium-containing and is operated at an alkaline pH.
Wird ein solches Bad bei höheren Temperaturen betrieben, kann es zu einer erhöhten Ammoniakemission kommen. Dadurch wird das If such a bath is operated at higher temperatures, it may lead to increased ammonia emission. This will do that
Arbeitsumfeld in entsprechenden Beschichtungsstraßen belastet. Mit zunehmendem Alter des Bades nimmt außerdem die Work environment loaded in corresponding coating lines. As the age of the bath increases, so does the
Abscheidegeschwindigkeit ab. Eine Kompensation kann durch Deposition rate from. A compensation can by
Erhöhung der Arbeitstemperatur erfolgen. Dies wiederum erhöht aber auch die Ammoniakemission. Increase of the working temperature. This in turn increases the ammonia emission.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass obige Beschichtungsverfahren einen hohen Wolframgehalt in der Beschichtung bewirken. Dies führt zu hohen elektrischen Widerständen, was gerade bei Kontaktelementen für Steckverbinder nachteilig ist. In practice, it has been found that the above coating methods bring about a high tungsten content in the coating. this leads to high electrical resistances, which is disadvantageous especially for contact elements for connectors.
Aufgabenstellung task
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin ein elektrolytisches Bad zur Abscheidung einer Nickel-Wolfram-Beschichtung vorzuschlagen, welches stabil läuft und einen niedrigen Wolframgehalt in der  The object of the invention is to propose an electrolytic bath for the deposition of a nickel-tungsten coating, which runs stable and a low tungsten content in the
Beschichtung ermöglicht. Coating possible.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. The object is solved by the characterizing features of independent claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Advantageous embodiments of the invention are in the
Unteransprüchen angegeben. Subclaims specified.
Das erfindungsgemäße Bad eignet sich in besonderer Weise zur Beschichtung von elektrischen Kontaktelementen, da die hiermit abgeschiedenen Überzüge besonders hart sind und eine gute elektrische Leitfähigkeit sowie eine hervorragende Korrosions- und Abriebbeständigkeit aufweisen. Das vorgeschlagene elektrolytische Bad vermeidet einige Umwelt-, Arbeitssicherheits- und The bath according to the invention is particularly suitable for the coating of electrical contact elements, since the coatings deposited therewith are particularly hard and have good electrical conductivity and excellent resistance to corrosion and abrasion. The proposed electrolytic bath avoids some environmental, occupational safety and
Beschichtungsqualitätsprobleme, die mit den bekannten Nickel- Wolfram-Bädern auftreten können. Coating quality problems that can occur with the known nickel-tungsten baths.
Bei dem hier gezeigten Verfahren werden als Anoden bevorzugt Titanmischoxidanoden verwendet. Versuche haben gezeigt, dass das Verfahren mit einer solchen Anode besonders zuverlässig betrieben werden kann. In the method shown here, titanium mixed oxide anodes are preferably used as the anodes. Experiments have shown that the method can be operated particularly reliably with such an anode.
Von besonderer technischer Bedeutung ist es, dass Wolfram in die Beschichtung (Legierung) mit außerordentlich niedrigem Gehalt, bis maximale 10 Gewichtsprozente und niedriger, eingebaut wird. Besonders bevorzugte Wolframanteile liegen von 0,5 bis einschließlich 7,5 Gewichtsprozent. Ganz besonders vorteilhaft ist ein Wolframanteil von 0,5 bis einschließlich 3,5 Gewichtsprozent. Of particular technical importance is that tungsten be incorporated into the coating (alloy) of extremely low content, up to a maximum of 10 weight percent and below. Particularly preferred tungsten contents are from 0.5 to 7.5% by weight inclusive. Especially advantageous is a tungsten content of 0.5 to 3.5% by weight inclusive.
Ein niedriger Wolframanteil gewährleistet insbesondere eine rissfreie und korrosionsbeständige Beschichtung. Außerdem wird dadurch der elektrische Widerstand verringert. A low tungsten content ensures in particular a crack-free and corrosion-resistant coating. In addition, this reduces the electrical resistance.
Das erfindungsgemäße elektrolytische Bad dient zur Abscheidung einer silberfarbenen Nickel-Wolfram-Legierung auf elektrischen The electrolytic bath according to the invention serves to deposit a silver-colored nickel-tungsten alloy on electrical
Kontaktelementen. Das elektrolytische Bad enthält mindestens folgende Komponenten: Contact elements. The electrolytic bath contains at least the following components:
- Nickelionen und Wolframionen  - Nickel ions and tungsten ions
- Mindestens eine Aminosäure und /oder eine Carbonsäure At least one amino acid and / or one carboxylic acid
- Alkalisalze mindestens einer Carbonsäure und - Alkali salts of at least one carboxylic acid and
- Organische Zusätze, wie Netz- Glanzmittel, Stressminderer und Einebner.  - Organic additives, such as wetting agents, stress reducers and levelers.
Als Nickelquelle für das Bad dient beispielsweise Nickelchlorid und/oder Nickelsulfat und/oder Nickelsulfamat und/oder Nickelacetat, in einer Gesamtkonzentration von 10 bis 50 g/Liter (Gramm pro Liter). Wolfram wird dem Bad in Form von Natriumwolframat, in einer Konzentration von 10 bis 20 g/Liter zugefügt. Als Carbonsäure, kann As the nickel source for the bath, for example, nickel chloride and / or nickel sulfate and / or nickel sulfamate and / or nickel acetate is used in a total concentration of 10 to 50 g / liter (grams per liter). Tungsten is added to the bath in the form of sodium tungstate at a concentration of 10 to 20 g / liter. As a carboxylic acid, can
Monocarbonsäure, Dicarbonsäure, Tricarbonsäure, Monocarboxylic acid, dicarboxylic acid, tricarboxylic acid,
Hydroxycarbonsäure wie Milchsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Maleinsäure, Adipinsäure, Apfelsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure, Essigsäure, Glycolsäure oder eine Mischung der vorgenannten Säuren gewählt werden. Hydroxycarboxylic acid such as lactic acid, citric acid, tartaric acid, maleic acid, adipic acid, malic acid, glutaric acid, succinic acid, acetic acid, glycolic acid or a mixture of the aforementioned acids can be selected.
Besonders vorteilhaft hat sich die Zugabe von Aminosäuren wie beispielsweise die Asparaginsäure, die Glutaminsäure, die Particularly advantageous is the addition of amino acids such as aspartic acid, glutamic acid, the
Aminoessigsäure oder eine Mischung der vorgenannten Säuren erwiesen. Die Konzentration der Säure(n) liegt vorzugsweise von 30 bis 60 Gramm pro Liter des Bades. Als Alkalisalze, insbesondere Natrium / Kaliumsalze, werden Salze der entsprechenden Carbonsäuren und/oder deren Gemische in einem Massenverhältnis zur Säure von 5: 1 bis 1 :5 eingesetzt. Das elektrolytische Bad enthält vorzugsweise außerdem Netzmittel und die zusätzlichen organischen Zusatzstoffe. Aminoacetic acid or a mixture of the aforementioned acids proved. The concentration of the acid (s) is preferably from 30 to 60 grams per liter of the bath. As alkali metal salts, in particular sodium / potassium salts, salts of the corresponding carboxylic acids and / or mixtures thereof in a mass ratio to the acid of 5: 1 to 1: 5 are used. The electrolytic bath preferably also contains wetting agents and the additional organic additives.
Das Massenverhältnis von Nickel zu Wolfram sollte idealerweise zwischen 1 zu 0,4 bis 1 zu 1 ,5 liegen. Vorteilhafterweise ist das elektrolytische Bad frei von Ammonium bzw. Ammoniumchlorid. The mass ratio of nickel to tungsten should ideally be between 1 to 0.4 to 1 to 1.5. Advantageously, the electrolytic bath is free of ammonium or ammonium chloride.
Der pH-Wert sollte vorzugsweise, je nach eingesetztem The pH should preferably, depending on the used
Komplexbildner, von 3 bis 5,5, vorzugsweise jedoch von 3,5 bis 4,5, betragen. Vorzugsweise wird der pH-Wert durch Zugabe von Salzsäure oder/und einer entsprechenden Carbonsäure, wie zum Beispiel Essigsäure, eingestellt. Durch die Verwendung einer Carbonsäure und ihrer Salze stellt sich ein stabilen pH-Wert im elektrolytischen Bad sowie in der elektrochemischen Doppelschicht an der Complexing agent, from 3 to 5.5, but preferably from 3.5 to 4.5, amount. Preferably, the pH is adjusted by adding hydrochloric acid or / and a corresponding carboxylic acid, such as acetic acid. By using a carboxylic acid and its salts, a stable pH in the electrolytic bath and in the electrochemical double layer at the
Kathodenoberfläche ein. Dadurch werden eine Bildung basischer Salze und Einschüsse von Nickel- und Wolframsalzen in der Nickel-Wolfram- Schicht verhindert. Cathode surface. This prevents the formation of basic salts and shots of nickel and tungsten salts in the nickel-tungsten layer.
Das elektrolytische Bad hat im ganzen angegebenen pH-Bereich eine hervorragende Stabilität. Die Puffereigenschaften wurden durch eine Titration des Elektrolyten mit 7 Mol pro Liter KOH überprüft. The electrolytic bath has excellent stability throughout the specified pH range. The buffer properties were checked by a titration of the electrolyte with 7 moles per liter of KOH.
Es hat sich gezeigt, dass von allen eingesetzten Carbonsäuren die Weinsäure einen maximalen Effekt bezüglich der Senkung des It has been shown that of all the carboxylic acids used, the tartaric acid has a maximum effect on the reduction of
Übergangswiderstandes der Nickel-Wolfram-Legierung bewirkt. Transition resistance of the nickel-tungsten alloy causes.
Als Zusatzstoffe kann das elektrolytische Bad übliche Netzmittel, wie anionische, nichtionische und amphotere Tenside oder deren Mischungen enthalten. Als Anionische Tenside dienen zum Beispiel die Fettalkoholsulfonate mit dem allgemeinen Aufbau R-O-SO3-X oder die Alkylarylsulfonate mit dem allgemeinen Aufbau R-ArSOsMe. As additives, the electrolytic bath conventional wetting agents, such as anionic, nonionic and amphoteric surfactants or their Containing mixtures. The anionic surfactants used are, for example, the fatty alcohol sulfonates having the general structure RO-SO3-X or the alkylarylsulfonates having the general structure R-ArSOsMe.
Bei den nichtionischen Tensiden handelt es sich üblicherweise um Stoffe auf der Basis von Polyethylen-, Polypropylenoxid, inklusive der Block-Copolymere mit mindestens vier Blöcken auf der Basis von Polyethylen-, Polypropylenoxid. Diese Tenside sind im Allgemeinen Schaumarm, was wichtig für ein elektrolytisches The nonionic surfactants are usually substances based on polyethylene, polypropylene oxide, including the block copolymers having at least four blocks based on polyethylene, polypropylene oxide. These surfactants are generally low in foam, which is important for an electrolytic
Beschichtungsverfahren mit intensiver Rührung und insbesondere bei der Verwendung des elektrolytischen Bades in Banddurchlaufanlagen ist. Coating method with intensive stirring and in particular in the use of the electrolytic bath in belt conveyor systems is.
Das Netzmittel wird in einer Konzentration von 0,1 bis 10 g/Liter, vorzugsweise jedoch in einer Konzentration von 0, 1 bis 5,0 g/Liter, eingesetzt. The wetting agent is used in a concentration of 0.1 to 10 g / liter, but preferably in a concentration of 0, 1 to 5.0 g / liter.
Das Bad wird idealerweise in einem Temperaturbereich von 20 bis 75°C, vorzugsweise jedoch in einem Temperaturbereich von 40 bis 60°C, betrieben. The bath is ideally operated in a temperature range of 20 to 75 ° C, but preferably in a temperature range of 40 to 60 ° C.
Die bevorzugte Stromdichte liegt von 0,5 bis 15 A/dm2 (Ampere pro Quadratdezimeter). Besonders bevorzugt ist es die Stromdichte von 7,0 bis 12,5 A/dm2 einzustellen. Die Beschichtungszeit liegt idealerweise von 10 Sekunden bis 5 Minuten, vorzugsweise jedoch von 15 The preferred current density is from 0.5 to 15 A / dm 2 (amps per square decimeter). It is particularly preferable to adjust the current density from 7.0 to 12.5 A / dm 2 . The coating time is ideally from 10 seconds to 5 minutes, but preferably from 15
Sekunden bis 3 Minuten. Seconds to 3 minutes.
Die Badspannung liegt idealerweise von 4 bis 6 Volt. Aus diesem Elektrolyten können Beschichtungen mit einem Wolframgehalt von 0,5 bis 20 Massenprozent, idealerweise von 1 ,0 bis 10 Massenprozent, abgeschieden werden. Das Nickel-Wolfram-Bad sollte vorzugsweise die bereits oben The bath voltage is ideally from 4 to 6 volts. From this electrolyte, coatings with a tungsten content of 0.5 to 20 percent by mass, ideally from 1, 0 to 10 percent by mass, can be deposited. The nickel-tungsten bath should preferably be the one already above
beschriebenen Glanzmittel enthalten. Für die Reduzierung der described brightener included. For the reduction of
Eigenspannungen der Beschichtung, eine Erhöhung der Duktilität und die Erhöhung des Glanzes der Beschichtung werden dem Residual stresses of the coating, an increase in the ductility and the increase in the gloss of the coating are the
elektrolytischen Bad vorzugsweise Saccharin und/oder electrolytic bath preferably saccharin and / or
Benzoesäuresulfimid Natriumsalz und/oder aromatische Sulfonate wie Trinatriumnaphthalin-1 ,3,6-trisulfonat und/oder Produkte aus der Benzoic acid sulfimide sodium salt and / or aromatic sulfonates such as trisodium naphthalene-1, 3,6-trisulfonate and / or products from the
Gruppe der Sulfonsäureamide wie Benzolsulfonamid und 2-Butin-1 ,4- Diol, in einer Konzentration von 0,2 g/L und 4,0 g/L (Gramm pro Liter), zugesetzt. Group of sulfonic acid amides such as benzenesulfonamide and 2-butyne-1, 4-diol, in a concentration of 0.2 g / L and 4.0 g / L (grams per liter) was added.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass das 2-Butin-1 ,4-Diol zu einem höheren Übergangswiderstand der Nickel-Wolfram-Legierung führt als dies beim Zusatz von Ethylenglykol der Fall ist. Die Surprisingly, it has been found that the 2-butyne-1, 4-diol leads to a higher contact resistance of the nickel-tungsten alloy than is the case with the addition of ethylene glycol. The
Konzentration beträgt vorzugsweise von 0,5 bis 2 mg/L. Concentration is preferably from 0.5 to 2 mg / L.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung eines The inventive method for coating a
Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung schlägt die Contact element with a nickel-tungsten alloy beats the
Beschichtung des Kontaktelements, bestehend aus Kupfer, einer Coating of the contact element, consisting of copper, a
Kupferlegierung oder aus Stahl, in einem elektrolytischen Bad vor. Der pH- Wert des elektrolytischen Bades wird von 3,0 und 5,5, besonders bevorzugt jedoch von 3,5 und 4,5, eingestellt. Das Verfahren wird also im sauren pH-Bereich durchgeführt. Copper alloy or steel, in an electrolytic bath before. The pH of the electrolytic bath is set at 3.0 and 5.5, but more preferably at 3.5 and 4.5. The process is therefore carried out in the acidic pH range.
Für das Verfahren wird vorzugsweise das oben beschriebene For the method, preferably the one described above
elektrolytische Bad verwendet. used electrolytic bath.
Das Verfahren eignet sich sowohl für die Beschichtungen von Bändern, Trommel- sowie Gestellteilen, die insbesondere in der Elektroindustrie verwendet werden. Die Überzüge haben eine unerwartet hohe The method is suitable both for the coatings of tapes, drum and frame parts, which are used in particular in the electrical industry. The coatings have an unexpectedly high
Korrosionsbeständigkeit und verhalten sich im Verschleißtest Corrosion resistance and behave in the wear test
hervorragend. Mit diesem Verfahren lassen sich rissfreie, glänzende Nickel-Wolfram-Beschichtungen abscheiden, die auch bei einer outstanding. With this method can be crack-free, shiny Nickel-tungsten coatings deposit, which is also at a
Schichtstärke von ca. 5 pm, im Gegensatz zum bisherigen Stand der Technik, nicht abblättern. Layer thickness of about 5 pm, in contrast to the prior art, do not peel off.
Der Kern der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung, wobei das Kontaktelement aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder aus Stahl besteht, wobei die Beschichtung in einem elektrolytischen Bad mit der Zusammensetzung The core of the invention relates to a method of coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy, wherein the contact element made of copper, a copper alloy or steel, wherein the coating in an electrolytic bath with the composition
- Nickelionen und Wolframionen  - Nickel ions and tungsten ions
- Mindestens eine Aminosäure und/oder eine Carbonsäure  At least one amino acid and / or one carboxylic acid
- Alkalisalze mindestens einer Carbonsäure und  - Alkali salts of at least one carboxylic acid and
- Organische Zusätze, wie Netz- Glanzmittel, Stressminderer und Einebner  - Organic additives, such as wetting agents, stress reducers and levelers
durchgeführt wird und wobei der pH-Wert des elektrolytischen Bades von 3,0 bis 5,5, besonders bevorzugt jedoch von 3,5 bis 4,5, eingestellt wird. and wherein the pH of the electrolytic bath is adjusted from 3.0 to 5.5, but more preferably from 3.5 to 4.5.
Es ist zu erwähnen, dass das verwendete elektrolytische Bad kein Ammonium enthält. Dies ist insbesondere aus Umwelt- und Gesundheitsgründen besonders vorteilhaft. It should be noted that the electrolytic bath used does not contain ammonium. This is particularly advantageous for environmental and health reasons.
Das hier beschriebene Verfahren ist zur Beschichtung von leitenden Materialien, in diesem Fall zur Beschichtung von elektrischen Kontaktelementen, optimiert. The method described here is optimized for the coating of conductive materials, in this case for the coating of electrical contact elements.
Der Kern der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einem rissfreien Nickel-Wolfram- Überzug, wobei der Wolframanteil von 0,5 bis 10 Mas.%, besonders bevorzugt jedoch von 0,5 und 7,0 Mas.% liegt, wobei das Kontaktelement aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder aus Stahl besteht, wobei die Beschichtung in einem elektrolytischen ammoniumfreien Bad im sauren pH-Bereich durchgeführt wird und wobei der pH-Wert des elektrolytischen Bades von 3,0 und 5,5, besonders bevorzugt jedoch von 3,5 und 4,5, eingestellt wird. The essence of the invention relates to a process for coating an electrical contact element with a crack-free nickel-tungsten coating, the tungsten content being from 0.5 to 10% by mass, and more preferably from 0.5 to 7.0% by mass. wherein the contact element consists of copper, a copper alloy or steel, wherein the coating is carried out in an electrolytic ammonium-free bath in the acidic pH range and wherein the pH of the electrolytic Bath of 3.0 and 5.5, more preferably from 3.5 and 4.5, is set.
Es ist zu erwähnen, dass das verwendete elektrolytische Bad kein Ammonium enthält. Dies ist insbesondere aus Umwelt- und Gesundheitsgründen besonders vorteilhaft. It should be noted that the electrolytic bath used does not contain ammonium. This is particularly advantageous for environmental and health reasons.

Claims

Ansprüche claims
1 . Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung, wobei das elektrische 1 . Process for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy, wherein the electric
Kontaktelement aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder aus Stahl besteht  Contact element made of copper, a copper alloy or steel
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
- die Beschichtung in einem elektrolytischen, ammoniumfreien Bad durchgeführt wird und  - The coating is carried out in an electrolytic, ammonium-free bath and
- dass das Beschichtungsbad im sauren Bereich bei einem pH- Wert kleiner als 6,0 eingestellt wird.  - That the coating bath in the acidic range at a pH value is set to less than 6.0.
2. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung nach Anspruch 1 2. A method for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy according to claim 1
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der pH-Wert des elektrolytischen Bades von 3,0 bis 5,5,  the pH of the electrolytic bath is 3.0 to 5.5,
vorzugsweise von 3,5 bis 4,5 eingestellt wird.  is preferably adjusted from 3.5 to 4.5.
3. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung nach einem der vorstehenden Ansprüche 3. A method for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy according to any one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass dem elektrolytischen Bad Nickelionen, die vorzugsweise von Nickelchlorid und/oder Nickelsulfat und/oder Nickelsulfamat und/oder Nickelacetat stammen, in einer Konzentration zwischen 10 bis 50 Gramm pro Liter zugeführt werden und  Nickel ions, preferably derived from nickel chloride and / or nickel sulphate and / or nickel sulphate and / or nickel acetate, are fed to the electrolytic bath in a concentration of between 10 and 50 grams per liter, and
dass dem elektrolytischen Bad Wolframionen, die vorzugsweise von Natriumwolframat stammen, in einer Konzentration zwischen 10 bis 20 Gramm pro Liter zugeführt werden. tungsten ions, preferably derived from sodium tungstate, in a concentration between 10 to 20 grams per liter.
4. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung nach Anspruch 3 4. A method for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy according to claim 3
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Massenverhältnis von Nickelionen zu Wolframionen  the mass ratio of nickel ions to tungsten ions
im elektrolytischen Bad von 1 zu 0,4, bis 1 zu 1 ,5, eingestellt wird.  in the electrolytic bath from 1 to 0.4, to 1 to 1, 5, is set.
5. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung nach einem der vorstehenden Ansprüche 5. A method for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy according to any one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
dem elektrolytischen Bad eine Aminosäure, vorzugsweise eine Asparaginsäure und/oder eine Glutaminsäure und/oder eine  the electrolytic bath, an amino acid, preferably an aspartic acid and / or a glutamic acid and / or a
Aminoessigsäure, in einer Konzentration von 0,5 bis 20 g/Liter zugeführt wird.  Aminoacetic acid, in a concentration of 0.5 to 20 g / liter is supplied.
6. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung nach einem der vorstehenden Ansprüche 6. A method for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy according to any one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
dem elektrolytischen Bad mindestens eine Monocarbonsäure, eine Dicarbonsäure, eine Tricarbonsäure, Hydroxycarbonsäure wie Milchsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Maleinsäure, Adipinsäure, Apfelsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure, Essigsäure, Glycolsäure, oder eine Mischung der vorgenannten Säuren in einer Konzentration von 20 bis 60 g/Liter zugeführt wird.  at least one monocarboxylic acid, one dicarboxylic acid, one tricarboxylic acid, hydroxycarboxylic acid such as lactic acid, citric acid, tartaric acid, maleic acid, adipic acid, malic acid, glutaric acid, succinic acid, acetic acid, glycolic acid, or a mixture of the aforementioned acids in a concentration of 20 to 60 g / Liter is supplied.
7. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass 7. A method for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy according to any one of the preceding claims characterized in that
dem elektrolytischen Bad Alkalisalze, insbesondere Natrium / Kaliumsalze mit mindestens einer Carbonsäure und/oder deren Gemische in einer Konzentration von 20 bis 150 g/Liter,  alkali salts, in particular sodium / potassium salts, with at least one carboxylic acid and / or mixtures thereof in a concentration of 20 to 150 g / liter,
vorzugsweise jedoch in einer Konzentration von 40 bis 100 g/Liter, zugeführt wird und das Massenverhältnis von Salz zu Säure von 5: 1 bis 1 :5 eingestellt wird.  however, preferably in a concentration of 40 to 100 g / liter, and the mass ratio of salt to acid of 5: 1 to 1: 5 is set.
8. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung nach einem der vorstehenden Ansprüche 8. A method for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy according to any one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
dem elektrolytischen Bad organische Zusätze, wie Netz- Glanzmittel, Stressminderer und Einebner zugeführt werden.  the electrolytic bath organic additives, such as wetting agents, stress reducers and levelers are supplied.
9. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung nach einem der vorstehenden Ansprüche 9. A method for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy according to any one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
dem elektrolytischen Bad als ein Glanzträger und als ein  the electrolytic bath as a glossy carrier and as a
Stressminderer Benzoesäuresulfimid Natriumsalz und/oder  Stress reducer Benzoesäuresulfimid sodium salt and / or
Produkte aus der Gruppe der Sulfonsäureamide, vorzugsweise Benzolsulfonamid und/oder Saccharin und/oder aromatische Sulfonate wie Trinatriumnaphthalin-1 ,3,6-trisulfonat, oder eine Mischung der vorgenannten Chemikalien in einer Konzentration von 0,2 g/L und 4,0 g/L zugeführt werden.  Products from the group of sulfonic acid amides, preferably benzenesulfonamide and / or saccharin and / or aromatic sulfonates such as trisodium naphthalene-1, 3,6-trisulfonate, or a mixture of the aforementioned chemicals in a concentration of 0.2 g / L and 4.0 g / L are supplied.
10. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung nach einem der vorstehenden Ansprüche 10. A method for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy according to any one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, dass in dem elektrolytischen Bad die Netzmittel in einer Konzentration von 0, 1 bis 10 g/Liter, vorzugsweise jedoch in einer Konzentration von 0,1 bis 5,0 g/Liter, eingestellt werden. characterized in that in the electrolytic bath, the wetting agents are adjusted in a concentration of 0, 1 to 10 g / liter, but preferably in a concentration of 0.1 to 5.0 g / liter.
1 1 . Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 1. Process for coating an electrical contact element according to one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das elektrische Kontaktelement in dem elektrolytischen Bad mit einer Nickel-Wolfram-Legierung überzogen wird, wobei in die Legierung Wolfram bis maximal 10 Gewichtsprozent eingebaut wird.  the electrical contact element is coated in the electrolytic bath with a nickel-tungsten alloy, wherein tungsten is incorporated into the alloy to a maximum of 10 weight percent.
12. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements nach vorstehendem Anspruch 12. A method for coating an electrical contact element according to the preceding claim
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Wolframanteile in der Legierung von 0,5 bis einschließlich 7,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise jedoch von 0,5 bis einschließlich 3,5 Gewichtsprozent eingestellt wird.  the tungsten content in the alloy is adjusted from 0.5 to 7.5% by weight inclusive, but preferably 0.5 to 3.5% by weight inclusive.
13. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements nach einem der vorstehenden Ansprüche 13. A method for coating an electrical contact element according to one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
auf das elektrische Kontaktelement eine Nickel-Wolfram-Legierung und anschließend auf die Nickel-Wolfram-Legierung eine weitere Beschichtung abgeschieden wird.  On the electrical contact element, a nickel-tungsten alloy and then on the nickel-tungsten alloy, a further coating is deposited.
14. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung nach einem der vorstehenden Ansprüche 14. A method for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy according to any one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das elektrolytische Bad bei Temperaturen von 20 bis 75°C, vorzugsweise jedoch von 40 bis 60°C, betrieben wird. the electrolytic bath at temperatures of 20 to 75 ° C, but preferably from 40 to 60 ° C, operated.
15. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung nach einem der vorstehenden Ansprüche 15. A method for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy according to any one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Beschichtung des elektrischen Kontaktelements bei einer Stromdichte von 0,5 bis 15 A/dm2, vorzugsweise jedoch von 7,0 bis 12,5 A/dm2, durchgeführt wird. the coating of the electrical contact element at a current density of 0.5 to 15 A / dm 2 , but preferably from 7.0 to 12.5 A / dm 2 , is performed.
16. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung nach einem der vorstehenden Ansprüche 16. A method for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy according to any one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das elektrische Kontaktelement von 10 Sekunden bis zu 5 Minuten, vorzugsweise jedoch von 15 Sekunden bis zu drei Minuten, beschichtet wird.  the electrical contact element is coated from 10 seconds to 5 minutes, but preferably from 15 seconds to three minutes.
17. Verfahren zur Beschichtung eines elektrischen Kontaktelements mit einer Nickel-Wolfram-Legierung nach einem der vorstehende Ansprüche 17. A method for coating an electrical contact element with a nickel-tungsten alloy according to one of the preceding claims
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Beschichtung in einem elektrolytischem Bad mit  the coating in an electrolytic bath with
Titanmischoxidanoden durchgeführt wird.  Titanmischoxidanoden is performed.
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