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DE3131367C2 - Verfahren und Elektrode zur galvanoplastischen Herstellung formbildender Metallwerkzeuge - Google Patents

Verfahren und Elektrode zur galvanoplastischen Herstellung formbildender Metallwerkzeuge

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DE3131367C2
DE3131367C2 DE19813131367 DE3131367A DE3131367C2 DE 3131367 C2 DE3131367 C2 DE 3131367C2 DE 19813131367 DE19813131367 DE 19813131367 DE 3131367 A DE3131367 A DE 3131367A DE 3131367 C2 DE3131367 C2 DE 3131367C2
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DE
Germany
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model
tubes
electrode
distance
electrolyte
Prior art date
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Application number
DE19813131367
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English (en)
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DE3131367A1 (de
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Tatyana Kasimovna Klimovsk Moskovskaja oblast' Khudoberdina
Maxim Lvovič Levit
Oleg Vadimovič Moskau/Moskva Padalko
Igor Valerievič Tsvetkov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EKSPERIMENTAL'NYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT METALLOREZUSCICH STANKOV MOSKAU/MOSKVA SU
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EKSPERIMENTAL'NYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT METALLOREZUSCICH STANKOV MOSKAU/MOSKVA SU
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Publication date
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Publication of DE3131367A1 publication Critical patent/DE3131367A1/de
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00Electroforming
    • C25D1/10Moulds; Masks; Masterforms

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

Das Verfahren zur galvanoplastischen Herstellung formbildender Metallwerkzeuge besteht im folgenden: Man fördert den Elektrolytstrom in den Raum (H) zwischen dem Modell (6) und der Elektrode (1) und legt dann das Modell (6) und die Elektrode (1) an die Stromquelle, wobei eine Abscheidung des Metalls auf dem Modell (6) stattfindet. Die Abscheidung geschieht in einem stark verwirbelten Elektrolytstrom bei Reynoldschen Zahlen von ca. 1,0 10 ↑4 bis ca. 6 10 ↑4, bei einer Stromdichte an dem Modell (6) von ca. 50 bis ca 350 A/dm ↑2 und einem Wert des Abstandes (H) zwischen Modell (6) und der Elektrode (1) von ca. 10 bis ca. 100 mm.

Description

wert an flachen Abschnitten der Modellkathode.
Die höchstzulässige Stromdichte ist durch die jeweilige Elektrolyseführung begrenzt, und ihre Erhöhung führt zu Störungen der Niederschlagsstruktur, d. h. zum Ausschuß. Deshalb stellt man die Stromdichte derart ein, daß sie an hervorstehenden Abscnnitten den höchstzulässigen Wert nicht übersteigt, wodurch aber die Stromdichte an den übrigen Flächen der Modellkathode vermindert wird. Hierbei nimmt die Stromdichte in den Vertiefungen der Modellkathode noch mehr ab, was die notwendige Dauer der elektrolytischen Abscheidung einer Metallschicht erforderlicher Dicke mehrfach erhöht So dauert zum Beispiel die galvanische Herstellung einer Kupferelektrode für eine elektroerosive Maschine 400 bis 500 Stunden, je nach der Kompliziertheit der Arbeitsfläche des Modells. Bei komplizierter Form des Modells ist der Wert der Kathodenstromdichte auf 2—3 A/dm2 beschränkt Eine Erhöhung dir Stromdichte über 10 A/dm2 hinaus führt dazu, daß das Metall auf der Kathode vorzugsweise in Form von Dendriten an den hervorstehenden Abschnitten des Modells und in Form einer Schaumpulvermasse, bestehend aus kleinen, schwach untereinander verbundenen Teilchen, abscheidet
Aus der US-PS 37 04 220 ist ein Verfahren zur galvanoplastischen Herstellung von Sieben und Wellhüllen bekannt bei dem zur Erzielung einer gleichmäßigen Dicke des elektrolytischen Niederschlages das Modell an den Minuspol der Stromquelle und eine als Drahtbündel (Bürste) ausgeführte Anode an den Pluspo) der Stromquelle angeschlossen wird. Die Abscheidung des Metalls auf dem Modell in dem Elektrolyten erfolgt bjpi Verstellung der anodisch gepolten Bürste gegenüber dem ModelL
Dieses Verfahren stellt eine Abart der elektrolytischen Einreibung dar, deshalb kann es nicht effektiv zur Herstellung von Werkzeugelektroden für elektroerosive Maschinen benutzt werden, da bei dem bekannten Verfahren die elektrolytische Abscheidung in einem kleinen Volumen ohne Erneuerung des Elektrolyten erfolgt, was die Führung des Prozesses bei hohen Stromdichten erschwert
Aus dem japanischen Patent 38-12 823 ist ein Verfahren zur galvanoplastischeh Herstellung von metallischen formbildenden Werkzeugen, zum Beispiel Kupferelektroden für elektroerosive Maschinen, bekannt bei dem ein Eiektrolytstrom durch einen engen Spalt (unter 1 mm) zwischen der profilierten und anodisch gepolten Gegenelektrode und dem kathodisch gepolten Modell durchgepumpt wird. Hierbei findet eine Abscheidung des Metalls auf dem Modell bei einer Stromdichte an diesem von 400 bis 1000 A/dm2 statt Der Abstand zwischen der Gegenelektrode und dam Modell wird durch Verstellung der Gegenelektrode auf ein von der Größe des Abstandes abhängiges Steuersignal konstant gehalten.
Dieses bekannte Verfahren gestattet die Erzielung einer gleichmäßigen Dicke des auf dem Modell abgeschiedenen Metalls bei hoher Leistungsfähigkeit Jedoch wird zur Durchführung desselben eine um den Wert des Elektrodenabstandes korrigierte Profilanode benötigt was einen erhöhten Arbeitsaufwand bedeutet.
Die Erfindung geht aus von einem solchen bekannten Verfahren zur galvanoplastischen Herstellung formbildender Metallwerkzeuge unter Zuführung eines Elektrolytstroms in den Spalt zwischen Modell und Gegenelektrode, und es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, eine Senkung der Herstellungskosten der Werkzeuge sowie
eine Verbesserung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften und der Gleichmäßigkeit des Metallniederschlags auf der Oberfläche des Modells zu erzielen.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst daß mit einem stark' verwirbelten Elektrolytstrom bei Reynoldschen Zahlen von 1,0 · ΙΟ4 bis 6 · 10*. bei kathodischen Stromdichten von 50 bis 350 A/dm2 und einem Abstand zwischen Modell und Gegenelektrode von 10 bis 100 mm gearbeitet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine wesentliche Steigerung der Leistungsfähigkeit des Prozesses bei der Herstellung formbildender Werkzeuge mit sphärischen Flächen. Der stark verwirbelte Elektrolytstrom mit Reynoldschen Zahlen von 1,0 · 104 bis 6 · 104 gestattet die hohen Stromdichten von 50 bis 350 A/dm2 am ModelL Die Grenzen des Bereiches der Reynoldschen Zahlen des Elektrolytstroms ergeben sich daraus, daß bei Re-Zahlen unter 1,0 · 104 und hohen Stromdichten ab ca. 50 A/dm die hergestellte Metallschicht nicht die nötige Qualität hat insbesondere keine porenfreie, feinkristalline und gleichmäßige Struktur, und daß bei Reynoldschen Zahlen über 6 - 104 bei Einhaltung des vorgegebenen Größenbereiches für den Abstand H zwischen dem Modell und der Gegenelektrode wegen der im großen Spalt entstehenden verschiedenen hydrodynamischen Erscheinungen eine ungleichmäßige Metallschicht erhalten wird.
Bei anodischer Polung des Modells ist es zweckmäßig, den Abstand zwischen dem Modell und der Gegenelektrode 3- bis lOmal zu vermindern. Dies führt zu einer Vergleichsmißigung der Dicke der auf dem Modell abgeschiedenen Metallschicht und beseitigt das Dendritenwachstum. Eine Verminderung des Abstandes um weniger als das 3fache bewirkt eine nur schwache Vergleichmäßigung der Dicke der abgeschiedenen Metallschicht und beseitigt nicht das Dendritenwachstum. Eine Verminderung des Abstands von mehr als um das lOfache führt zur Entstehung von Kurzschlüssen und Betriebsstörungen.
Bei einer Verminderung des Abstandes zwischen dem Modell und der Gegenelektrode ist es ratsam, die Elektrolytförderung zu unterbrechen, weil dies eine Vergrößerung der Dicke der Diffusionsschicht des Elektrolyten auf der Modeiloberfläche bewirkt was wiederum zu einer Erhöhung der selektiven Losungsfähigkeit der Dendriten auf der Oberfläche des Modells führt und den Effekt des Dickenausgleichs der auf dem Modell abgeschiedenen Metallschicht verstärkt
Vorteilhaft ist die Verwendung einer Elektrode in so Form von Röhren .und ein minimaler Abstand zwischen den Wänden der Rohren gemäß der Ungleichung
Hierin bedeuten:
a — minimaler Abstand zwischen den Wänden der Röhren,
D — Au Bendurchmesser der Röhren.
Die Röhren werden bis zur Berührung mit der Bearbeuungsfläche des Modells abgesenkt und fixiert, und die fixierten Röhren werden dann um den Wert des Abstandes zwischen dem Modell und der Gegenelektrode angehoben, den man gemäß der Ungleichung H> 2a ermittelt worin H der Abstand zwischen dem Modell und der Elektrode und a der minimale Abstand
5 6
zwischen den Wänden der Hohlröhren ist Dann wird schicht erfolgt in einem stark verwirbelten Elektrolyt-
der Elektrolytstrom durch die Röhren in den Spalt zwi- strom bei Reynoldschen Zahlen Ae=25 000 und einer
sehen dem Modell und der Gegenelektrode zugeführt Stromdichte an dem Modell 6 von 100 A/dm2. Dabei
und über die Spalte zwischen den Wänden der Röhren wird eine Kupferabscheidungsgeschwindigkeit von
und den Spalt am Umfang der Bearbeitungsfläche des 5 0,4 mm/h erzielt, was 6- bis lOmal mehr als bei der elek-
Modells abgeführt trolytischen Abscheidung in einem galvanischen Bad ist.
Eine aus Röhren bestehende Gegenelektrode wirkt Zum Ausgleichen der Dicke der Kupferschicht 7 und
wegen der Glättungswirkung des Elektrolyten wie eine zur Beseitigung des Dendritenwachstums verringert
massive Elektrode, so daß sich eine gleichmäßige Stärke man, wie in den Diagrammen gemäß Fig. 2 gezeigt,
des elektrischen Feldes auf der Modelloberfläche und to periodisch und kurzdauernd den Abstand H zwischen
im Ergebnis eine Erhöhung der Gleichmäßigkeit der dem Modell 6 und der Gegenelektrode 1 auf ein Fünftel
abgeschiedenen Metallschicht ergibt bei gleichzeitiger Umpolung von Modell 6 und Gegen-
Die Zuführung des Elektrolyten durch die Röhren elektrode 1 sowie Unterbrechung der Elektrolytförde-
und seine Ableitung über die Spalte zwischen den Wan- rung. Der Verlauf des Stroms / über der Zeit τ ergibt
den der Röhren vermeidet die Bildung von Stauungszo- 15 sich aus F i g. 2, der Abstand //im Spalt aus F i g. 2a und
nen an den Ecken des Modells und bewirkt eine gleich- der Elektrolytdurchsatz aus F i g. 2b. Dabei ist T die
mäßige Verwirbelung des Elektrolyten auf der Arbeits- Dauer eines vollen Zyklus (Periode), η die Dauer eines
fläche des Modells. Hinstromimpulses, Ti die Dauer eines Rückstromimpul-
Um eine möglichst große Zahl von Röhren innerhalb ses, Hmvt der maximale Abstand zwischen Modell 6 und
des vorgegebenen Grundrisses unterzubringen, sind 20 Gegenelektrode 1 (10 mm), Hm„ der minimale Abstand
diese zweckmäßigerweise derart angeordnet daß die zwischen Modell 6 und Gegenelektrode 1 (2 mm).
Achsen jeweils drei aneinander anliegender Röhren in Während der Dauer T\ des Hinstromimpulses findet
der Projektion auf die zu diesen Achsen senkrechte beim Abstand H1711x die Abscheidung des Metalls auf
Ebene Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks bilden. Die- dem Modell 6 in dem Elektrolytstrom statt; während der
se Anordnung der Hohlröhren begünstigt ebenfalls eine 25 Dauer η des Rückstromimpulses findet beim Abstand
gleichmäßigere Stärke des elektrischen Feldes auf der HWi„ eine selektive Auflösung der Dendriten auf dem
Modelloberfläche und die Verhinderung von Stauungs- Modell statt
zonen, was die Gewinnung einer gleichmäßigeren Dicke Die Unterbrechung der Elektrolytförderung während
der abgeschiedenen Metallschicht ermöglicht des Rückstromimpulses trägt zur selektiven Auflösung
Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschrei- 30 der Dendriten bei, besonders auf Modellen mit feinem
bung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnun- Profil, weil hierbei die Dicke der Diffusionsschicht in
gen weiter erläutert Es zeigt den Vertiefungen vergrößert wird. Die Gleichmäßigkeit
F i g. 1 schematisch einen Teil einer Maschine zur gal- der Abscheidung bzw. der Auflösung des Metalls bei der
vanoplastischen Herstellung formbildender Metall- Elektrolyse steht in direkter Abhängigkeit von dem
werkzeuge für die Elektroerosionsbearbeitung im Be- 35 Wert des Abstandes H zwischen dem Modell 6 und der
reich von Modell und Gegenelektrode, Gegenelektrode 1, wodurch sich die selektive Auflösung
F i g. 2 den Verlauf des Stromes (I) über der Zeit (r), der Dendrite während des Rückstromimpulses erklären
F i g. 2a den Abstand (H) zwischen dem Modell und läßt Neben der Beseitigung des Dendritwachstums finder Gegenelektrode über der Zeit (r), det ein Ausgleich der Dicke der abgeschiedenen Kup-
Fig.2b die Eiektrolytzufuhr zum Raum zwischen 40 ferschicht7statt
dem Modell und der Gegenelektrode über der Zeit (r), Die Dauer Τ\ des Hinstromimpulses betrug 60 Sekun-
F i g. 3 schematisch einen Teil einer Maschine zur gal- den und die Dauer n des Rückstromimpulses 10 Sekun-
vanoplastischen Herstellung formbildender Metall- den.
werkzeuge für die eiektroerosive Bearbeitung bei einer In einem anderen Einsatzfall erfolgte die Abschei-
anderen Ausführung der Gegenelektrode, 45 dung der Kupferschicht 7 in einem stark verwirbelten
F i g. 4 den Querschnitt nach Linie IV-IV in F i g. 3. Elektrolytstrom der Reynoldschen Zahl Ke=50 000 bei
F i g. 1 zeigt die glavanoplastische Herstellung einer einer Stromdichte an dem Modell von 200 A/dm2. Die Kupferwerkzeugelektrode für die eiektroerosive Bear- Kupferabscheidungsgeschwindigkeit betrug 0,6 mm/h, beitung eines Preßwerkzeugs für Glasvasen. Hierzu ist Die Abscheidung des Kupfers während T\ erfolgte bei auf einem Model! 6 eine Kupferschicht 7 abzuscheiden, so einem Abstand Hmax= 10 mm zwischen dem Modell und Diesem gegenüber ist eine Gegenelektrode 1 aus nicht- der Gegenelektrode und die Dendritenbeseitigung währostendem Stahl angeordnet welche über eine Strom- rend Tz bei einem Abstand Hmm=2 mm und bei Unterzuleitung 2 an den Pluspol einer Stromquelle ange- brechung der Elektrolytförderung,
schlossen ist Die Stromzuleitung 2 ist in einem Gehäuse F i g. 3 zeigt die galvanoplastische Herstellung einer 3 untergebracht das sie vor Einwirkung des Elektroly- 55 Kupferwerkzeugelektrode für die eiektroerosive Bearten in der Zone, wo Oxydationsvorgänge stattfinden, beitung eines Preßwerkzeugs für Elektrorasiergehäuse. schützt Ein Kunststoffdeckel 4 drückt die Gegenelek- Hier ist die Gegenelektrode eine Vielzahl von in einem trode 1 an die Stromzuleitung 2. Titanhohlkörper 8 eingefaßten Kupferröhren 9. Der mi-
Die Gegenelektrode 1 ist von kovexer Schalenform, nimale Abstand zwischen den Wänden der Röhren 9
in deren Fläche Öffnungen für die Zufuhr eines Sulfat- 60 . , .„ , TI , . , „ „^ D „„„,-. u „,„u - n
elektroden ausgeführt sind. Das Modell 6 des Preß- Wlrd Semaß der Ung'elchung «*T «ewahlt wobel D
Werkzeugs für eine Glasvase ist an den Minuspol der der Röhrenaußendurchmesser ist
Stromquelle angeschlossen. Der Spalt zwischen der Ge- Der Hohlkörper 8 ist an dem Pluspol der Stromquelle
genelektrode 1 und dem Modell hat eine Höhe angeschlossen und dient als Stromzuleitung für die Röh-
H= 15 mm. 65 ren 9. Das Modell tO ist an den Minuspol der Stromquel-
Der Elektrolyt strömt in Richtung der Pfeile durch die Ie angeschlossen und auf dem Kunststofftisch 11 der
öffnungen in den Raum H zwischen dem Modell 6 und elektrochemischen Maschine befestigt
der Gegenelektrode 1. Die Abscheidung der Kupfer- Die Röhren werden bis zur Berührung mit der Bear-
7 8
beitungsfläche des Modells gesenkt und in dem Hohlkörper 8 auf beliebige bekannte Art fixiert. Dann werden die fixierten Röhren 9 über dem Modell 10 um den Abstand H angehoben. Der Abstand H ist gemäß der Ungleichung //>2a gewählt, d. h., er darf nicht kleiner als der Röhrenaußendurchmesser sein.
In den Hohlkörper 8 wird Elektrolyt gefördert, der durch die Röhren 9 in den Spalt //gelangt und über die Räume zwischen den Außenflächen der Röhren und den Umfang der Bearbeitungsfläche des Modells 10 abgeleitet wird. Dabei geschieht die Abscheidung des Kupfers auf dem Modell 10 in einem stark verwirbelten Elektrolytstrom bei Reynoldschen Zahlen von I1O-IO4 bis 6 · 104, bei Stromdichten an dem Modell von 50 bis 350 A/dm2 und einem Abstand //zwischen dem Modell und der Gegenelektrode von 10 bis 100 mm.
Die aus einer Vielzahl von Röhren bestehende Gegenelektrode wirkt wie eine massive Elektrode mit teilweise profilierter Arbeitsfläche, was eine gleichmäßige Stärke des elektrischen Feldes an der Oberfläche des Modells 10, die Beseitigung von Dendriten und die Erhöhung der Gleichmäßigkeit der Dicke der abgeschiedenen Schicht gewährleistet. Die Zufuhr des Elektrolyten durch die Röhren 9 und seine Ableitung über die Räume zwischen diesen gestattet die Beseitigung von Stauungszonen an den Ecken des Modells und eine gleichmäßige Verwirbelung des Elektrolyten auf der Oberfläche des Modells 10. Die Zahl der Röhren 9 wählt man maximal in dem vorgegebenen Grundriß des Modells; hierzu ordnet man diese derart an, daß die Achsen von jeweils drei benachbarten Röhren in der Projektion auf die zu diesen Achsen senkrechte Ebene Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks bilden.
Im genannten Fall der Herstellung einer Werkzeugelektrode für die elektroerosive Bearbeitung eines Preßwerkzeugs für ein Elektrorasierergehäuse wurde eine Gegenelektrode aus in einem Abstand von 3 mm voneinander angeordneten Kupferröhren 6x1 mm verwendet. Die Bearbeitungsfläche des Modells beträgt 1 dm2, die Fläche seiner Projektion auf die zur Modellachse senkrechte Ebene beträgt 0,3 dm2, der Formschwierigkeitsfaktor, ausgedrückt durch die Beziehung der Tiefe zur Breite, beträgt 1 bis 1,5, der minimale Krümmungshalbmesser der Oberfläche beträgt 3 mm. Die Abscheidungszeit einer Kupferschicht von 1 bis 3 mm beträgt 16 Stunden, und zwar bei einer Stromdichte an dem Modell von 50 A/dm2, bei Reynoldschen Zahlen des Eiektrolytstromes Äe=5 ■ 104 und bei einem Abstand H zwischen dem Modell und der Gegenelektrode von 10 mm. '
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
55
eo

Claims (5)

1 2 für elektronische Geräte hergestellt werden. Patentansprüche: Die Galvanoplastik gestattet, in abfalloser Ferti gungstechnik wirtschaftlich und mit hoher Präzision so-
1. Verfahren zur galvanoplastischen Herstellung wohl Kleinteile als auch formschwierige Großteile, oft formbildender Metallwerkzeuge unter Zuführung 5 mit einmaligen physikalisch-mechanischen Eigenschafeines Elektrolytstroms in den Spalt zwischen Modell ten, herzustellen. Jedoch hat die Galvanoplastik auch und Gegenelektrode, dadurch gekenn- Mängel, die ihr Anwendungsgebiet und ihre Effektivität zeichnet, daß mit einem stark verwirbelten Elek- einschränken.
trolytstrom bei Reynoldschen Zahlen von 1,0 · 104 Die wesentlichsten Mängel der Galvanoplastik sind
bis 6 ■ 104, kathodischen Stromdichten von 50 bis 10 die Ungleichmäßigkeit der abgeschiedenen Schicht und
350 A/dm2 und einem Abstand (H) zwischen Modell die große Dauer des Metallabscheidungsvorgangs. Da-
(6) und Gegenelektrode (1) von 10 bis 100 mm gear- bei sind diese Mangel der Galvanoplastik eng miteinan-
beitet wird. der verknüpft Das Ausmaß dieser Erscheinungen hängt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- stark von der Form des Modells ab.
zeichnet daß bei anodischer Polung des Modells (6) 15 Zur Berechnung der Niederschlagsdicke dient das Fader Abstand zwischen Modell (6) und Gegenelektro- radaysche Gesetz, wonach die Dicke des Überzuges dide (1) 3- bis lOmal vermindert wird. rekt proportional der Stromdichte, dem elektrochemi-
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn- sehen Äquivalent, der Stromausbeute und der Dauer zeichnet daß die Elektrolytförderung bei Verminde- der Elektrolyse und umgekehrt proportional der spezifirung des Abstandes (H) zwischen Modell (6) und 20 sehen Masse des abzuscheidenden Mertalls ist Die Be-Gegenelektrode (1) unterbrochen wird. rechnung vermittelt jedoch nur eine Vorstellung von
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch der mittleren Dicke des Niederschlags, und selbst auf gekennzeichnet, daß eine Elektrode in Form von Flachkathoden, die in gleicher Entfernung zu den Ano-Röhren (9) verwendet ein minimaler Abstand (a) den angeordnet sind, können sich Stromdichte und die zwischen den Wänden der Röhren gemäß der Un- 25 Schichtdicke ungleichmäßig verteilen. An den Ecken gleichung und dem Rand ist die Stromdichte wesentlich größer als
der Mittelwert (sogenannter Randeffekt), was durch die
> _D^ Konzentration der Kraftlinien des elektrischen Feldes
~ 2 ' an scharfen Kanten hervorgerufen ist
30 In noch höherem Maße ist eine ungleichmäßige
wobei a den minimalen Abstand zwischen den Wan- Stromverteilung bei der Elektrolyse auf Profilmodellkaden der Röhren und D den Röhrenaußendurchmes- thoden zu beobachten, und zwar wegen des unterser bedeuten, eingestellt wird, dann die Röhren bis schiedlichen Widerstandes zwischen der Anode und den zur Berührung mit der Bearbeitungsfläche des Mo- verschiedenen Abschnitten des als Kathode geschaltedells (6) abgesenkt und festgemacht werden, die fest- 35 ten Profilmodells und folglich der verschiedenen Stromgemachten Röhren (9) um den Betrag des Abstandes dichten an diesen Abschnitten erklärt Solch eine Vertei- (H) zwischen dem Modeil (6) und der Gegenelektro- lung des Niederschlags wird als Primärverteilung bede (1), der gemäß der Ungleichung H>2a ermittelt zeichnet und ist nur beim Fehlen der Kathodenpolarisaist, worin //den Abstand zwischen Modell und Ge- tion möglich.
genelektrode bedeutet gehoben, der Elektrolyt- 40 Die elektrolytische Abscheidung des Metalls ist von strom über die Röhren (9) zugeführt und über die Änderungen des Kathodenpotentials während des Vor-Spalten zwischen den Röhren (9) und über den Spalt ganges entsprechend der Stromdichte begleitet Solch (H) am Umfang der Arbeitsfläche des Modells (6) eine Verteilung wird als Sekundärverteilung bezeichnet; abgeleitet wird. sie ist immer gleichmäßiger als die Primärverteilung.
5. Elektrode zur Durchführung des Verfahrens 45 Der Grad der Umverteilung des Stromes und des Menach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, tails auf der Kathodenfläche im Sinne einer größeren daß die Röhren (9) derart angeordnet sind, daß die Gleichmäßigkeit hängt vom Streuungsvermögen des Achsen jeder drei nächstliegenden Röhren (9) in der Elektrolyten ab. Er wird quantitativ als »Abweichung« Projektion auf die zu diesen Achsen senkrechte Ebe- (in Prozenten) der Metallverteilung von der primären ne Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks bilden. 50 Stromverteilung abgeschätzt
Auf die Gleichmäßigkeit der Niederschlagverteilung
hat auch die Elektrolyttemperatur Einfluß. Eine erhöhte
Temperatur vermindert die Kathodenpolarisation, und zwar bei hohen Stromdichten in geringerem Maße als
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ver- 55 bei niedrigen. Dies erklärt sich dadurch, daß die Stromfahren zur galvanoplastischen Herstellung von metalli- ausbeute mit Zunahme der Stromdichte abnimmt und sehen formbildenden Werkzeugen und auf eine Elektro- der freiwerdende Wasserstoff intensiv die Elektrolytde zur Durchführung dieses Verfahrens. Die nach der schicht neben der Kathode durchmischt, was ihre PoIa-Erfindung herzustellenden formbildenden Profilwerk- risation vermindert. Der Einfluß der Durchmischung ist zeuge sind zum Beispiel Gesenkeinsätze und Preßwerk- 60 näherungsweise der gleiche wie bei erhöhter Temperazeuge für Gummi, iCunststoffe, Gießkokillen für leicht- tür, d. h., sie verschlechtert die Gleichmäßigkeit der Me-'; schmelzende Legierungen oder Werkzeugelektroden tallverteilung auf der Fläche der Modellkathode.
', für elektroerosive und elektrochemische Maschinen. Die Form der Modellkathode beeinflußt auch die
! :■/ Auch können nach der Erfindung im Maschinenbau, in Dauer der elektrolytischen Abscheidung einer Metall-
'M der elektrotechnischen, elektronischen und in anderen 65 schicht bestimmter Dicke. Wie gesagt, ist die Stromdichte Industriezweigen dünnwandige Teile mit komplizierter te an Profilmodellkathoden nicht konstant. An hervor-
> ■' Form, zum Beispiel Düsen verschiedener Konfiguration, stehenden Abschnitten kann sie einige Male größer und
' K Verkleidungen, Reflektoren oder Abschirmkammern in Vertiefungen einige Male kleiner sein als der Mittel-
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4442961A1 (de) * 1994-12-02 1996-06-05 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur freiformenden Herstellung von dreidimensionalen Bauteilen

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NICHTS-ERMITTELT

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