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Charakteristik von cyanidischen Kupferverfahren |
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Kupferüberzüge aus cyanidischen Bädern sind eine nicht ersetzbare Variante der galvanischen Kupferabscheidung.
Trotz der Giftigkeit der Cyanidbäder kann dieses nicht durch andere Verfahren wie z. B. Pyrophosphatbäder oder andere alkalische cyanidfreie Verfahren ersetzt werden, da speziell Zinkdruckgußteile oder andere Metalle mit einem niedrigeren Potential nicht problemlos bearbeitet werden können. In cyanidischen Elektrolyten - bei ausreichendem freien Cyanidgehalt - ist die Dissoziationskonstante so hoch, dass eine chem. Abscheidung durch den Potentialunterschied nicht stattfinden kann. Grund dessen können diese Materialien in cyanidischen Verfahren mit einer ausgezeichneten Haftung bearbeitet werden. Außerdem greifen hydroxidfreie Elektrolyte mit Zusätzen von Tartraten oder Gluconaten das Grundmetall in den meisten Fällen nicht an.
Das Verfahren ist ebenfalls für die Massengalvanisierung in Glocken- oder Trommel- sowie Vibrationssystemen hervorragend geeignet und bietet eine gute Grundlage für Mehrschichtsysteme.
Cyanidische Kupferverfahren werden häufig als Zwischenschicht aufgebracht vor der weiteren Beschichtung mit sauer Kupfer, Halbglanz- oder Glanznickel, Chrom, Gold usw. Hauptsächlich werden Zinkdruckgußteile in diesen Elektrolyten vorverkupfert oder Armaturenteile aus poliertem Messing, die gelötet sind , um eine verbesserte Haftung bei der anschließenden weiteren Vernickelung zu gewährleisten. Werden Zinkdruckgußteile nach der cyanidischen Vorverkupferung sauer verkupfert, so sollte eine Expositionszeit von 10 Minuten nicht unterschritten werden. Sollen Zinkdruckgußoberflächen jedoch direkt anschließend vernickelt, so ist je nach Geometrie der Ware und Zusammensetzung des Elektolyten mindestens eine Expositionszeit von 8 Minuten zugrunde zu legen.
Kupferüberzüge, abgeschieden aus cyanidischen Elektrolyten ohne Zusätze sind sehr grobkristallin und zeigen eine rote, matte Farbe. Solche zusatzfreien Überzüge sind allenfalls anwendbar als Kupferstrike vor der eigentlichen stärkeren Verkupferung. Kupferstrikebäder benötigt man zur Abscheidung eines äußerst dünnen Kupferüberzuges bei einer Galvanisierzeit von ca. 30 Sec. zur besseren Haftung der anschließend aufgebrachten Überzüge. Solche Kupferstrikes werden auch zur Anschlagverkupferung auf Aluminium verwendet, das vorher stromlos mit einer Zinkatschicht versehen wurde.
Zur Abscheidung stärkerer Schichten ist es notwendig, dass Kornverfeinerungsmittel zugesetzt werden, um gleichmäßig homogene Kupferüberzüge zu erhalten. Solche Kornverfeinerungsmittel sind im wesentlichen zwei Gruppen von Zusätzen. Zum einen werden Sulfite zugesetzt die eine gleichmäßige Färbung und Homogenität der Niederschläge bewirken. Die andere Zusatzgruppe besteht aus Tartraten oder Gluconaten, die überwiegend in Hochleistungselektrolyten eingesetzt werden. Diese Gruppe bewirkt eine äußerste Feinkörnigkeit der Niederschläge was für eine Glanzabscheidung von ausschlaggebender Bedeutung ist. Tartrate und Gluconate besitzen außerdem eine gute Pufferwirkung so dass mit nicht so hoher Alkalität gearbeitet werden muß, was sich bei der Bearbeitung von Zinkdruckguß besonders auszeichnet. Die anwendbaren Stromdichten werden durch Tartrate oder Gluconate ca. 20 - 40 % erhöht. Ebenfalls besteht die Möglichkeit der Absenkung des freien Cyanidgehaltes auf einen Minimalwert.
Es besteht die Möglichkeit auf Kaliumcyanid- oder Natriumcyanidbasis zu arbeiten. Bäder auf Kaliumcyanidbasis haben bei höheren Badtemperaturen ( 60 - 70o C.) eine höhere Stromausbeute und anwendbare Stromdichte. Jedoch ist die Glanzbildung geringer und im allgemeinen sind sie aggressiver im Angriff auf Zinkdruckgußoberflächen. Auf Basis von Natriumcyanid arbeitende Verfahren haben eine wesentlich bessere Glanzbildung und sind allgemein toleranter auf Zinkverunreinigungen durch bearbeiteten Zinkdruckguß. Weiterer Vorteil der Bäder auf Natriumcyanidbasis ist die Senkung erhöhter Carbonatgehalte durch einfaches ausfrieren.
Cyanidische Hochleistungs-Kupferverfahren sollten mit Stromunterbrechung, Stromumpolung oder dergleichen betrieben werden. Besonders bewährt hat sich Pulsplating evtl. mit periodischer oder kontinuierlicher Polaritätsumkehrung. Pulsplating ohne Polaritätsumkehrung bietet besonders bei der Bearbeitung von Zinkdruckguß entscheidende Vorteile, da hierbei keine anodische Phase anfällt. Die gewählte Expositionszeit steht voll für die Kupferabscheidung zur Verfügung was bei gleicher Stromdichte einen ca. 20 - 25 % stärkeren Niederschlag ausmacht. Entscheidend für die Anwendung von Pulsplating ist jedoch die Tatsache, dass erheblich höhere Stromdichten angewendet werden können.
Eine ausreichende Badbewegung ist zur Erzielung von glänzenden Niederschlägen notwendig. Es sollte zweckmäßigerweise eine Warenbewegung oder ausreichende Flüssigkeitsbewegung sein. Luftbewegung sollte wegen der Geruchsbelästigung und der Gefahr zusätzlicher Carbonatbildung nicht angewendet werden.
Kontinuierliche Filteration sollte wie bei anderen Hochleistungsverfahren ebenfalls eingesetzt werden. Bei hohen Strombelastungen empfiehlt sich auch der Einsatz von Anodenbeuteln. Zur Abscheidung von gleichmäßig glänzenden cyanidischen Kupferschichten werden überwiegend zwei Glanzbildnersysteme in Verbindung mit einem speziellen Netzmittel verwendet. Das Glanzbildnersystem besteht meistens aus einem anorganischen Grundglanzmittel und einem organischen Glanzbildner mit dem Netzmittel die für den effektiven Glanzgrad verantwortlich sind. |