EP1408141A1 - Process for galvanic deposition of bronze - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Bronzen, mit welchem das zu beschichtende Substrat in einem sauren Elektrolyten, der zumindest Zinn- und Kupferionen, eine Alkylsulfonsäure und ein Netzmittel aufweist, metallisiert wird sowie die Darstellung eines derartigen Elektrolyten.The present invention relates to a process for the electrodeposition of Bronzes, with which the substrate to be coated in an acidic electrolyte, at least tin and copper ions, an alkyl sulfonic acid and a wetting agent has, is metallized and the representation of such an electrolyte.
Verfahren zur Abscheidung von Zinn wie auch Zinnlegierungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden in der Praxis auf Basis unterschiedlichster Elektrolyttypen bereits vielfach eingesetzt. Weit verbreitet ist der Einsatz von Verfahren zur Abscheidung von Zinn und/oder Zinnlegierungen aus cyanidischen Elektrolyten. Derartige Elektrolyte sind jedoch in nachteiliger Weise hochgiftig, was ihren Einsatz aus Umweltgesichtspunkten problematisch macht, so daß seit einigen Jahren die Entwicklung cyanidfreier Elektrolyte wie beispielsweise Elektrolyte auf der Basis von Pyrophosphat oder Oxalat, die in einem pH-Bereich von 5 bis 9 arbeiten, vorangetrieben wird. Jedoch auch derartige Verfahren weisen wirtschaftliche sowie technische Nachteile auf, von denen hier die verhältnismäßig langsamen Abscheidegeschwindigkeiten erwähnt seien.Process for the deposition of tin as well as tin alloys are from State of the art known and are in practice based on a variety of Electrolyte types already widely used. Widely used is the use of Process for the deposition of tin and / or tin alloys from cyanidic Electrolyte. However, such electrolytes are disadvantageously highly toxic, which makes their use from an environmental point of view problematic, so that since a few years ago the development of cyanide-free electrolytes such as Electrolytes based on pyrophosphate or oxalate, which are in a pH range from 5 to 9 working, being driven forward. However, such methods also have economic and technical disadvantages, of which the proportionate slow deposition rates are mentioned.
Aus diesen Gründen geht derzeit die Entwicklung verstärkt in die Richtung, Verfahren zur Abscheidung von Zinn und/oder Zinnlegierungen aus sauren Elektrolyten bereitzustellen, da zum einen zweiwertiges Zinn in sauren Elektrolyten sehr leicht zum metallischen Zinn reduziert werden kann, was zu besseren Abscheidegeschwindigkeiten bei qualitativ gleichwertigen Überzügen führt, und zum anderen wird hierdurch der nachteilige Einfluß der alkalischen Elektrolyten auf die Substrate, wie beispielsweise keramische Bestandteile von Baugruppen, verhindert.For these reasons, development is currently moving in the direction of process for the deposition of tin and / or tin alloys from acidic electrolytes because on the one hand bivalent tin in acidic electrolytes very can be easily reduced to metallic tin, resulting in better deposition rates on qualitatively equivalent coatings, and on the other is thereby the adverse influence of alkaline electrolytes on the substrates, such as ceramic components of assemblies prevented.
So sind aus der EP 1 111 097 A2 und der US 6,176,996 B1 saure Elektrolyte und Verfahren zur Abscheidung von qualitativ hochwertigem Zinn- oder Zinnlegierungen mit einer höheren Abscheidegeschwindigkeit bekannt. Es handelt sich hierbei um Elektrolyte, die zumindest zwei zweiwertige Metallsalze einer organischen Sulfonsäure aufweisen und aus denen lötfähige sowie korrosionsbeständige Überzüge abgeschieden werden, die, beispielsweise als Ersatz für bleihaltige, lötbare Überzüge, in der Elektrotechnik zur Herstellung von Leiterplatten etc. verwendet werden.For example, EP 1 111 097 A2 and US Pat. No. 6,176,996 B1 disclose acidic electrolytes and Process for the separation of high quality tin or tin alloys known at a higher deposition rate. These are to electrolytes containing at least two divalent metal salts of an organic Have sulfonic acid and from which solderable and corrosion resistant Coatings are deposited, which, for example, as a substitute for leaded, solderable coatings, in electrical engineering for the production of printed circuit boards etc. be used.
Derartige Verfahren haben jedoch ihre Grenzen bei der Abscheidung von Zinn-Kupferlegierungen mit hohen Kupfergehalten, wie den sogenannten "echten" Bronzen, die einen Kupfergehalt von mindestens 10% aufweisen. So können beispielsweise durch den großen Potentialunterschied zwischen Zinn und Kupfer höhere Oxidationsgeschwindigkeiten des zweiwertigen Zinns entstehen, wodurch dieses in sauren Elektrolyten sehr leicht zu vierwertigem Zinn oxidiert wird. In dieser Form ist Zinn im sauren jedoch nicht mehr elektrolytisch abscheidbar und somit dem Verfahren entzogen, was zu einer ungleichmäßigen Abscheidung beider Metalle und zur Herabsenkung der Abscheidegeschwindigkeit führt. Zusätzlich ist die Oxidation zu vierwertigem Zinn mit einer starken Schlammbildung verbunden, die eine stabile Arbeitsweise und eine lange Lebensdauer des sauren Elektrolyten verhindern kann. Zudem ist durch solche Verunreinigungen die Ausbildung eines haftfesten sowie porenfreien Überzugs nicht mehr gewährleistet.However, such processes have their limits in the deposition of tin-copper alloys with high copper contents, such as the so-called "real" Bronzes with a copper content of at least 10%. So can for example, by the large potential difference between tin and copper higher oxidation rates of bivalent tin arise, causing this is very easily oxidized to tetravalent tin in acidic electrolytes. In In this form, however, tin is no longer electrolytically separable in the acidic state and thus deprived of the process, resulting in uneven deposition Both metals and the lowering of the deposition rate leads. In addition, the oxidation to tetravalent tin with a strong sludge formation connected, the stable operation and long life of the acidic Electrolytes can prevent. In addition, by such impurities the Formation of an adherent and non-porous coating no longer guaranteed.
Bedingt durch derartige verfahrenstechnische Nachteile gibt es bislang kein großes Anwendungsgebiet für elektrolytisch abgeschiedene Bronzeüberzüge. Gelegentlich werden Bronzeüberzüge in der Schmuckindustrie als Ersatz für teures Silber oder Allergien auslösendes Nickel eingesetzt. Ebenso gewinnen Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Bronzen auch in einigen technischen Bereichen, beispielsweise in der Elektrotechnik zur Beschichtung von Elektronikbauteilen oder im Bereich Maschinenbau und/oder Verfahrenstechnik zur Beschichtung von Laufund Reibschichten, an Bedeutung. Als Nickelersatz werden hierbei jedoch vorwiegend Weißbronze oder sogenannte "unechte Bronzen" abgeschieden, deren Kupfergehalt verfahrensbedingt sehr niedrig gehalten werden kann.Due to such procedural disadvantages, there is no great Field of application for electrolytically deposited bronze coatings. Occasionally are bronze coatings in the jewelry industry as a substitute for expensive silver or Allergies triggering nickel used. Likewise win procedure to the electrolytic deposition of bronzes also in some technical fields, For example, in electrical engineering for the coating of electronic components or in the field of mechanical engineering and / or process engineering for the coating of running and Friction layers, in importance. As a nickel substitute here, however predominantly white bronze or so-called "fake bronzes" deposited, whose Copper content can be kept very low due to the process.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abscheidung von Bronzen anzugeben, welches gegenüber den im Stand der Technik bekannten Verfahren eine gleichmäßige Abscheidung von zumindest Zinn und Kupfer nebeneinander aus einem sauren Elektrolyten bei wesentlich höheren Abscheidegeschwindigkeiten ermöglicht. Zudem sollen mit Hilfe dieses Verfahrens haftfeste sowie porenfreie Bronzeüberzüge mit hohen Kupfergehalten sowie unterschiedlichen dekorativen und mechanischen Eigenschaften abgeschieden werden.The invention is therefore based on the object of specifying a method for the deposition of bronzes, which allows a uniform deposition of at least tin and copper next to each other from an acidic electrolyte at much higher deposition rates over the methods known in the art. In addition, with the help of this method, adherent and non-porous bronze coatings with high copper contents and different decorative and mechanical properties should be deposited.
Weiterhin soll ein saurer Elektrolyt zur Abscheidung derartiger Bronzeüberzüge bereitgestellt werden, der einen hohen Gehalt an zweiwertigen Kupferionen aufweisen kann, gegenüber oxidationsbedingter Schlammbildung stabil ist, über einen verlängerten Zeitraum einsatzbereit sowie wirtschaftlich und umweltverträglich ist.Furthermore, an acidic electrolyte for the deposition of such bronze coatings be provided, which have a high content of bivalent copper ions can be stable to oxidation-induced sludge formation over a extended period of time, and is economically and environmentally sound.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Elektrolyten ein aromatisches, nichtionisches Netzmittel zugegeben wird.The object is inventively achieved by a method of the type mentioned, which is characterized in that the electrolyte is an aromatic, nonionic wetting agent is added.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Bronzen bereitgestellt, wobei unter Einsatz eines Elektrolyten, einer Anode aus einer Kupfer-Zinn-Legierung und einer Kathode verbunden, mit dem zu beschichtenden Substrat, die Beschichtung unter Durchleiten von Gleichstrom erfolgt. Weiterhin wird mit der Erfindung ein insbesondere für dieses Verfahren einsetzbarer Elektrolyt sowie die durch dieses Verfahren erhältlichen Überzüge bereitgestellt.With the present invention, a method for electrodeposition provided by bronzes, wherein using an electrolyte, an anode made of a copper-tin alloy and a cathode connected to the coating substrate, the coating while passing through DC he follows. Furthermore, with the invention, in particular for this method usable electrolyte and the coatings obtainable by this method provided.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die im Stand der Technik bekannten Nachteile mit der Bereitstellung einer neuartigen Zusammensetzung des Elektrolyten beseitigt und auf diese Weise erheblich bessere Abscheidungsergebnisse erzielt. Zudem wird die Durchführung vereinfacht und wirtschaftlicher gestaltet. Auch dies liegt vornehmlich in der vorteilhaften Zusammensetzung des Elektrolyten begründet. So wird beispielsweise das Verfahren bei Raumtemperatur beziehungsweise zwischen 17 bis 25°C durchgeführt und das zu beschichtende Substrat im stark sauren Milieu bei einem pH-Wert von < 1 metallisiert. In diesem Temperaturbereich ist der Elektrolyt besonders stabil. Außerdem fallen keine Kosten zum Aufheizen des Elektrolyten an und ebensowenig müssen die metallisierten Substrate zeit- und kostenintensiv abgekühlt werden. Zudem werden unter anderem bedingt durch den pH-Wert und die vorteilhafte Zugabe zumindest eines aromatischen, nichtionischen Netzmittels Abscheidegeschwindigkeiten von 0,25 µm/min bei einer Stromdichte von 1 A/dm2 erreicht. Diese kann durch die Erhöhung des Metallgehalts bis 7 A/dm2 in der Gestellanwendung und für Durchzugsanlagen gar bis 120 A/dm2 erhöht werden. Somit werden je nach Anlagentyp anwendbare Stromdichten in einem Bereich von 0,1 bis 120 A/dm2 erreicht.By the method according to the invention the disadvantages known in the prior art are eliminated with the provision of a novel composition of the electrolyte and achieved in this way significantly better deposition results. In addition, the implementation is simplified and made more economical. This too is mainly due to the advantageous composition of the electrolyte. Thus, for example, the process is carried out at room temperature or between 17 to 25 ° C and the substrate to be coated in a strongly acidic medium at a pH of <1 metallized. In this temperature range, the electrolyte is particularly stable. In addition, there are no costs for heating the electrolyte and also the metallized substrates need not be cooled down in a time and cost intensive manner. In addition, deposition rates of 0.25 μm / min are achieved at a current density of 1 A / dm 2 , inter alia due to the pH value and the advantageous addition of at least one aromatic, nonionic wetting agent. This can be increased by the increase of the metal content up to 7 A / dm 2 in the rack application and for pass-through systems even up to 120 A / dm 2 . Thus, applicable current densities in a range of 0.1 to 120 A / dm 2 are achieved depending on the type of system.
Insbesondere durch die Zugabe zumindest eines aromatischen, nichtionischen Netzmittels zum Elektrolyten, wird überraschenderweise die Benetzung der zu metallisierenden Oberflächen vor allem von komplexeren Substraten erheblich verbessert. Das hat vorteilhafterweise zur Folge, daß durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht nur wesentlich höhere Abscheidegeschwindigkeiten erreicht werden, sondern daß zudem die durch das Verfahren erzielten Überzüge gleichmäßig und qualitativ hochwertig sind, eine sehr gute Haftfestigkeit aufweisen sowie durchgehend porenfrei sind.In particular, by the addition of at least one aromatic, nonionic Wetting agent to the electrolyte, surprisingly, the wetting of the metallizing surfaces especially of more complex substrates considerably improved. This advantageously has the consequence that through the use of not only significantly higher deposition rates be achieved, but that also by the method achieved coatings are uniform and high quality, a very good Have adhesive strength and are completely free of pores.
Ein weiterer Vorteil des eingesetzten aromatischen, nichtionischen Netzmittels ist, daß durch die vorteilhaften Benetzungseigenschaften während des Verfahrens der Elektrolyt und/oder das Substrat im Elektrolyten nur wenig bis gar nicht bewegt werden muß, um die gewünschten Abscheidungsergebnisse zu erzielen, so daß auf den Einsatz von zusätzlichen Vorrichtungen zum Bewegen des Elektrolyten verzichtet werden kann. Außerdem laufen bedingt durch den vorteilhaften Einsatz des aromatischen, nichtionischen Netzmittels beim Herausnehmen der metallisierten Substrate aus dem Elektrolyten die Elektrolytrückstände besser von den Substraten ab, was zu verringerten Verschleppungsverlusten und somit zu geringeren Verfahrenskosten führt.Another advantage of the aromatic, nonionic wetting agent used is that by the advantageous wetting properties during the process of Electrolyte and / or the substrate in the electrolyte little to no movement must be in order to achieve the desired deposition results, so that to the use of additional devices for moving the electrolyte can be waived. In addition, run due to the advantageous use of the aromatic, nonionic wetting agent when removing the metallized substrates from the electrolyte the electrolyte residues better of the substrates, resulting in reduced carry-over losses and thus to lower process costs leads.
Besonders vorteilhaft ist die Zugabe von 2 bis 40 g/l eines oder mehrerer aromatischer, nichtionischer Netzmittel, wobei besonders bevorzugt β-Naphtholethoxylat und/oder Nonylphenolethoxylat eingesetzt werden. Particularly advantageous is the addition of 2 to 40 g / l of one or more aromatic, nonionic wetting agent, with particular preference β-naphtholethoxylate and / or Nonylphenolethoxylat be used.
Das vorgeschlagene Verfahren ist mithin in vorteilhafterweise wirtschaftlich und gegenüber den cyanidischen Prozessen umweltfreundlich.The proposed method is thus advantageously and economically environmentally friendly to the cyanidic processes.
Optional ist auch der zusätzliche Einsatz eines oder mehrerer im Stand der Technik bekannten anionischer und/oder aliphatischer, nichtionischer Netzmittel möglich, sofern diese die vorteilhafte Wirkungsweise des aromatischen, nichtionischen Netzmittels unterstützen oder sogar verstärken. Vorzugsweise werden diesbezüglich Polyethylenglykole und/oder anionische Tenside als anionische und/oder aliphatische, nichtionische Netzmittel dem Elektrolyten zugegeben.Optionally, the additional use of one or more in the state of Technique known anionic and / or aliphatic, nonionic wetting agents possible, provided that the advantageous mode of action of the aromatic, support or even reinforce nonionic wetting agent. Preferably In this regard, polyethylene glycols and / or anionic surfactants as anionic and / or aliphatic, nonionic wetting agents to the electrolyte added.
Wie bereits voranstehend dargestellt, wird das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere durch die besondere Zusammensetzung des Elektrolyten gekennzeichnet. Dieser enthält im wesentlichen Zinn- und Kupferionen, eine Alkylsulfonsäure und ein aromatisches, nichtionisches Netzmittel. Optional können zusätzlich Stabilisatoren und/oder Komplexbildner, anionische und/oder nichtionische, aliphatische Netzmittel, Antioxidationsmittel, Glanzmittel sowie weitere Metallsalze im Elektrolyten enthalten sein.As already shown above, the method according to the invention in particular by the special composition of the electrolyte characterized. This contains essentially tin and copper ions, a Alkyl sulfonic acid and an aromatic, nonionic wetting agent. Optionally additionally stabilizers and / or complexing agents, anionic and / or nonionic, aliphatic wetting agents, antioxidants, brighteners as well be included in the electrolyte further metal salts.
Die hauptsächlich zur erfindungsgemäßen Abscheidung von Bronze in den Elektrolyten eingebrachten Metalle - Zinn und Kupfer - können vornehmlich als Salze von Alkylsulfonsäuren, vorzugsweise als Methansulfonate oder als Salze von Mineralsäuren, vorzugsweise als Sulfate vorliegen. Als Zinnsalz wird besonders bevorzugt das Zinnmethansulfonat im Elektrolyten verwendet, welches vorteilhafterweise in einer Menge von 5 bis 195 g/l Elektrolyt, vorzugsweise 11 bis 175 g/l Elektrolyt dem Elektrolyten zugegeben wird. Dies entspricht einem Einsatz von 2 bis 75 g/l, vorzugsweise 4 bis 67 g/l an zweiwertigen Zinnionen. Als Kupfersalz wird besonders bevorzugt das Kupfermethansulfonat im Elektrolyten verwendet, welches vorteilhafterweise in einer Menge von 8 bis 280 g/l Elektrolyt, vorzugsweise 16 bis 260 g/l Elektrolyt dem Elektrolyten zugegeben wird. Dies entspricht einem Einsatz von 2 bis 70 g/l, vorzugsweise 4 bis 65 g/l an zweiwertigen Kupferionen.The mainly for the inventive deposition of bronze in the Electrolytes introduced metals - tin and copper - can primarily as Salts of alkylsulfonic acids, preferably as methanesulfonates or as salts of Mineral acids, preferably present as sulfates. As tin salt becomes special preferably the Zinnmethansulfonat used in the electrolyte, which advantageously in an amount of 5 to 195 g / l of electrolyte, preferably 11 to 175 g / l electrolyte is added to the electrolyte. This corresponds to a mission from 2 to 75 g / l, preferably 4 to 67 g / l of divalent tin ions. When Copper salt is particularly preferably the Kupfermethansulfonat in the electrolyte used, which is advantageously in an amount of 8 to 280 g / l electrolyte, preferably 16 to 260 g / l electrolyte is added to the electrolyte. This corresponds to an input of 2 to 70 g / l, preferably 4 to 65 g / l of bivalent Copper ions.
Da die Abscheidegeschwindigkeit im sauren Milieu deutlich höher ist, wird dem Elektrolyten eine Säure, bevorzugt eine Mineral- und/oder eine Alkylsulfonsäure in Mengen von 140 bis 382 g/l Elektrolyt, vorzugsweise 175 bis 245 g/l Elektrolyt, zugegeben. Als besonders vorteilhaft stellte sich der Einsatz von Methansulfonsäure heraus, da diese zum einen eine vorteilhafte Löslichkeit der Metallsalze bedingt und zum anderen aufgrund ihrer Säurestärke die Einstellung des für das Verfahren benötigten pH-Wertes vorgibt beziehungsweise erleichtert. Zudem hat die Methansulfonsäure die vorteilhafte Eigenschaft, wesentlich zur Stabilität des Bades beizutragen.Since the deposition rate in the acidic environment is much higher, the Electrolytes an acid, preferably a mineral and / or an alkylsulfonic acid in Amounts of 140 to 382 g / l electrolyte, preferably 175 to 245 g / l electrolyte, added. The use of methanesulfonic acid turned out to be particularly advantageous out, as these on the one hand, an advantageous solubility of the metal salts conditional and on the other hand, due to their acidity, the setting of the for the Required process pH or facilitates. In addition has the methanesulfonic acid the advantageous property, essential to the stability of Bades contribute.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird dem Elektrolyten zumindest ein zusätzliches Metall und/oder Chlorid zugegeben. Vorteilhafterweise liegen die Metalle in Form ihrer löslichen Salze vor. Insbesondere die Zugabe von Zink und/oder Wismut beeinflußt die Eigenschaften der abgeschiedenen Überzüge im besonderem Maße. Die in den Elektrolyten eingebrachten Zink und/oder Wismut Metalle können vornehmlich als Salze von Alkylsulfonsäuren, vorzugsweise als Methansulfonate oder als Salze von Mineralsäuren, vorzugsweise als Sulfate vorliegen. Als Zinksalz wird besonders bevorzugt das Zinksulfat im Elektrolyten verwendet, welches vorteilhafterweise in einer Menge von 0 bis 25 g/l Elektrolyt, vorzugsweise 15 bis 20 g/l Elektrolyt dem Elektrolyten zugegeben wird. Als Wismutsalz wird besonders bevorzugt das Wismutmethansulfonat im Elektrolyten verwendet, welches vorteilhafterweise in einer Menge von 0 bis 5 g/l Elektrolyt, vorzugsweise 0,05 bis 0,2 g/l Elektrolyt dem Elektrolyten zugegeben wird.According to a further feature of the invention, the electrolyte is at least added an additional metal and / or chloride. Advantageously, lie the Metals in the form of their soluble salts. In particular, the addition of zinc and / or bismuth affects the properties of the deposited coatings in the special size. The zinc and / or bismuth introduced into the electrolyte Metals can be used primarily as salts of alkylsulfonic acids, preferably as Methanesulfonates or as salts of mineral acids, preferably as sulfates available. The preferred zinc salt is the zinc sulfate in the electrolyte used, which is advantageously in an amount of 0 to 25 g / l electrolyte, preferably 15 to 20 g / l electrolyte is added to the electrolyte. When Bismuth salt is most preferably bismuth methanesulfonate in the electrolyte used, which is advantageously in an amount of 0 to 5 g / l electrolyte, preferably 0.05 to 0.2 g / l of electrolyte is added to the electrolyte.
Weiterhin können dem Elektrolyten verschiedene Zusätze, wie beispielsweise Stabilisatoren und/oder Komplexbildner, Antioxidationsmittel sowie Glanzmittel, welche üblicherweise in sauren Elektrolyten zur Abscheidung von Zinnlegierungen verwendet werden, zugegeben werden.Furthermore, the electrolyte various additives, such as Stabilizers and / or complexing agents, antioxidants and brighteners, which usually in acidic electrolytes for the deposition of tin alloys can be added.
Insbesondere der Einsatz geeigneter Verbindungen zur Stabilisierung des Elektrolyten ist eine wichtige Voraussetzung für eine schnelle sowie qualitativ hochwertige Abscheidung von Bronzen. Vorteilhafterweise werden dem Elektrolyten als Stabilisatoren und/oder Komplexbildner Gluconate zugegeben. Hierbei hat sich im erfindungsgemäßen Verfahren der bevorzugte Einsatz von Natriumgluconat als besonders vorteilhaft herausgestellt. Die Konzentration der Stabilisatoren und/oder Komplexbildner beträgt 0 bis 50 g/l Elektrolyt, vorzugsweise 20 bis 30 g/l Elektrolyt. Als Antioxidationsmittel werden bevorzugt Verbindungen aus der Klasse der Dihydroxybenzole beispielsweise Mono- oder Polyhydroxyphenylverbindungen wie Brenzcatechin oder Phenolsulfonsäure verwendet. Die Konzentration der Antioxidationsmittel beträgt 0 bis 5 g/l Elektrolyt. Vorteilhafterweise enthält der Elektrolyt Hydrochinon als Antioxidationsmittel.In particular, the use of suitable compounds for the stabilization of the electrolyte is an important requirement for fast and high quality Deposition of bronzes. Advantageously, the electrolyte as Stabilizers and / or complexing agents added gluconates. This is in the Process according to the invention, the preferred use of sodium gluconate as particularly advantageous. The concentration of stabilizers and / or Complexing agent is 0 to 50 g / l electrolyte, preferably 20 to 30 g / l electrolyte. As the antioxidant compounds are preferred from the class of Dihydroxybenzenes for example mono- or polyhydroxyphenyl such Catechol or phenolsulfonic acid used. The concentration of Antioxidant is 0 to 5 g / l electrolyte. Advantageously, the Electrolyte Hydroquinone as antioxidant.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht die Abscheidung von Bronzen auf unterschiedlichen Substraten. So können beispielsweise alle üblichen Materialien zur Herstellung elektronischer Bauteile verwendet werden. Ebenso werden durch das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere harte und verschleißfeste Bronzeüberzüge auf Materialien wie Gleitlager etc. abgeschieden. Auch in den Bereichen der dekorativen Beschichtung zum Beispiel von Armaturen und Schmuck etc. wird das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft eingesetzt, wobei sich in diesen Bereichen besonders vorteilhaft die Abscheidung von Vielstofflegierungen, welche Zinn, Kupfer, Zink und Wismut enthalten, auswirkt.The implementation of the method according to the invention enables the deposition of bronzes on different substrates. For example, everyone can conventional materials are used for the production of electronic components. Likewise, by the inventive method in particular hard and Wear-resistant bronze coatings on materials such as plain bearings etc. deposited. Also in the areas of decorative coating, for example of fittings and jewelery, etc., the method according to the invention is advantageously used, which is particularly advantageous in these areas, the deposition of Multi-alloy containing tin, copper, zinc and bismuth, affects.
Ein ganz besonderer Vorteil ist, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sogenannte "echte" Bronzen abgeschieden werden können, die einen Kupfergehalt > 60% aufweisen, wobei der Kupferanteil je nach gewünschter Eigenschaft bis zu 95 Gew.-% betragen kann. Zusätzlich hat das Verhältnis des Kupferanteils zum Zinnanteil im Elektrolyten einen maßgeblichen Einfluß auf die Eigenschaften wie Härte und Farbgebung der Bronzeüberzüge. So werden bei einem Verhältnis Zinn/Kupfer von 40/60 silberfarbene Überzüge, sogenannte Weißbronzen abgeschieden, die verhältnismäßig weich sind. Bei einem Verhältnis Zinn/Kupfer von 20/80 entstehen gelbgoldfarbene Überzüge, sogenannte Gelbbronzen, und bei einem Verhältnis Zinn/Kupfer von 10/90 entstehen rotgoldfarbene Überzüge, sogenannte Rotbronzen.A very particular advantage is that with the method according to the invention so-called "real" bronzes can be deposited, which have a copper content > 60%, the copper content depending on the desired property up to May be 95 wt .-%. In addition, the ratio of copper content to Tin content in the electrolyte has a significant influence on the properties Hardness and color of bronze coatings. So be at a ratio Tin / copper of 40/60 silver-colored coatings, so-called white bronzes deposited, which are relatively soft. At a tin / copper ratio from 20/80 arise yellow gold colored coatings, so-called yellow bronzes, and at a tin / copper ratio of 10/90 produces red gold-colored coatings, so-called red bronzes.
Darüber hinaus ist auch die Abscheidung von zinnreichen Weißbronzen mit einem Kupfergehalt ≥ 10% möglich.In addition, the deposition of tin-rich white bronzes with a Copper content ≥ 10% possible.
Je nach dem gewünschten Aussehen der Bronzeüberzüge werden dem Elektrolyten neben einem unterschiedlichen Kupfergehalt, zusätzlich Additive wie beispielsweise Glanzbildner zugegeben. Vorteilhafterweise enthält der Elektrolyt Glanzbildner aus der Klasse der aromatischen Carbonylverbindungen und/oder α, β-ungesättigten Carbonylverbindungen. Die Konzentration der Glanzmittel beträgt 0 bis 5 g/l Elektrolyt.Depending on the desired appearance of the bronze coatings are the Electrolytes in addition to a different copper content, in addition to additives such as For example, brighteners added. Advantageously, the electrolyte contains Brighteners from the class of aromatic carbonyl compounds and / or α, β-unsaturated carbonyl compounds. The concentration of brighteners is 0 to 5 g / l electrolyte.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden einige bevorzugte Ausführungsformen dargestellt, auf die sich die Erfindung jedoch nicht beschränken läßt.For a more detailed explanation of the invention are some preferred Embodiments illustrated, to which the invention, however, not restrict.
Der Grundelektrolyt des erfindungsgemäßen stark sauren Elektrolyten umfasst im
wesentlichen (pro I des Elektrolyten)
Optional können dem Elektrolyten weitere Bestandteile (pro 1 des Elektrolyten)
zugegeben werden:
Um eine bestimmte Farbgebung der abgeschiedenen Bronzeüberzüge zu
erreichen, wird der Elektrolyt durch Variation der einzelnen Bestandteile wie im
folgenden beispielhaft aufgeführt hergestellt. Zusätzliche Angaben zu den
entsprechenden Verfahrensbedingungen sowie weitere Eigenschaften der
einzelnen Überzüge sind der Tabelle 1 zu entnehmen.
Zur Verbesserung der Härte und/oder Duktilität der abgeschiedenen Bronzeüberzüge
werden dem Elektrolyt wie im folgenden beispielhaft aufgeführt
unterschiedliche Gehalte an Zink und/oder Wismut zugegeben. Zusätzliche
Angaben zu den entsprechenden Verfahrensbedingungen sowie weitere
Eigenschaften der einzelnen Überzüge sind der Tabelle 1 zu entnehmen.
Mit den vorstehenden beispielhaften Elektrolytzusammensetzungen wurden
Überzüge mit bestimmten Eigenschaften unter den in der nachfolgenden Tabelle
aufgeführten Verfahrensbedingungen abgeschieden.
Anteile in Gew.-%
Proportions in% by weight
Claims (29)
dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten ein aromatisches nichtionisches Netzmittel zugegeben wird.A process for the electrodeposition of bronzes, with which the substrate to be coated is metallized in an acidic electrolyte comprising at least tin and copper ions, an alkylsulfonic acid and a wetting agent,
characterized in that an aromatic nonionic wetting agent is added to the electrolyte.
dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt ein aromatisches, nichtionisches Netzmittel aufweist.An electrolyte for the electrodeposition of bronzes, containing at least tin and copper ions, an alkyl sulfonic acid and a wetting agent,
characterized in that the electrolyte comprises an aromatic, nonionic surfactant.
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