DE2652476C2

DE2652476C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Metallüberzuges auf Metallwerkstücken durch Naß-Aufprallplattieren

Info

Publication number: DE2652476C2
Application number: DE2652476A
Authority: DE
Inventors: Lester Northport N.Y. Coch
Original assignee: Waldes Kohinoor Inc
Current assignee: Waldes Kohinoor Inc
Priority date: 1976-06-10
Filing date: 1976-11-18
Publication date: 1983-01-13
Also published as: FR2354390B1; GB1577676A; SE435071B; DE2652476A1; CA1079004A; JPS52150741A; SE7702785L; IT1114801B; NL7702832A; JPS5622944B2; US4162680A; BE852832A; ES458156A1; FR2354390A1; US4062990A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren /ur Herstellung eines Metallüberzuges auf Metallwerkstücken nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Verfahren zum Überziehen von Metallwerkstücken aus Eisen oder anderen unedlen Metallen mit einem vorzugsweise nichtrostenden Metallüberzug durch mechanisches Naß-Aufprallplattieren eines Metallpul vers sind in jüngerer Ausgestaltung beispielsweise in den US-PS 36 90 935 und 37 76 186 beschrieben. Bei den mechanischen Naß'Aufprallplauierverfahren kommen in einem Verfahrensdurchgang für die Behandlung einer Werkstückcharge im wesentlichen drei Haupttypen an wäßrigen Behandlungsflüssigkeiten vor. Zum Reinigen der Werkstückcharge, der meistens eine das spätere Aufplattieren des Metallpulvers fördernde Prallkörpermenge zum Beispiel aus Glaskugeln hinzugefügt wird, wird eine vorzugsweise eine anorganische Reinigungs-

säure enthaltende Reinigungsflüssigkeit angewendet, der häufig nach erfolgter Reinigung der Werkstöckcharge £in wasserlösliches Metallsalz, zum Beispiel Kupfersulfat, und Schwefelsäure zugegeben wird, um auf den gereinigten Werkstücken vor dem Plattieren mit dem Metallpulver einen Vorüberzug aus dem Metall des Metallsalzes zu bilden. Das eigentliche Aufplattieren eines Metallpulvers von zum Beispiel Zink, Kadmium, Kupfer, Aluminium oder auch Edelmetall erfolgt in einer PlattierungsflüssiöKeit, die das Metallpulver, eine Promotorchemikalie wie zum Beispiel ein wasserlösliches Zinnsalz und gegebenenfalls für die Erzeugung einer glätten Plattierung ein Dispergierungsmittel enthält und durch eine Pufferchemikalie wie zum Beispiel zitronensaures Natrium auf einen für das Plattieren geeigneten pH-Wert zwischen 2.S und 3,5 eingestellt ist Bei der bekannien unterbrochenen Verfahrensweise wird nach dem Reinigen mit einer Reinigungsflüssigkeit für das Plattieren ein gesonderte Plattierungsflüssigkeit angewendet. Bei der zum Beispiel aus der US-PS 35 31 315 bekannten ununterbrochenen Verfahrensweise wird in einem Verfahrens durchgang die Reinigungsflüssigkeit nach de. Werkstückreinigung mit Metallpulver und den sonstigen zum Plattieren der Werkstücke benötigten Substanzen ergänzt und als Plattierungsflüssigkeit weitervenvendet. Bei beiden Verfahrensvarianten erfolgt nach dem Plattieren, verschiedentlich bei der unterbrochenen Verfahrensweise auch zwischen dem Reinigen und dem Plattieren, ein ein- und mehrmaliges Spülen der Werkstücke mit mehr oder minder reinem Wasser als Spulflüssigkeit.

Bei den mechanischen Naß-Aufprallplattierverfahren der beiden vorgenannten Hauptvarianten wie auch anderer Typen ist es bisher als nicht durchführbar angesehen worden, eine für das Plattieren einer Werkstückcharge gebrauchte Plattierungsflüssigkeit ohne vorherige Reinigung und Wiederaufarbeitung zu einer frischen Plattierungsflüssigkeit nochmals zum Plattieren einer Werkstückcharge anzuwenden, weil es nicht für mög..ch gehalten wurde, mit einer in einem Verfahrensdurchgang gebrauchten Plattierungsflüssigkeit wegen der in ihr enthaltenen, aus dem ausgeführten Plattierungsvorgang stammenden Verunreinigungen in einem nächsten Verfahrensdurchgang eine unbeein-Irächtigte Plattierungswirksamkeit der Plattierungsflüssigkeit und eine befriedigende Plattierungsqualität des Überzuges aus dem Metallpulver zu erhalten. Bei allen bekannten und gebräuchlichen mechanischen Naß-Aufprallplattierverfahren hat man daher die in einem so Verfahrensdurchgang gebrauchte Plattierungsfkissigkeit als verbraucht beziehungsweise als unbrauchbar gewordenen Verfahrensabfluß in die Kanalisation oder in Gewässer abgeleitet und beim nächsten Verfahrensdurchgang durch eine neue, frische Plattierungsflüssig- keit ersetzt. Einerseits hat der Einsatz einer neuen Plattierungsflüssigkeit für jeden Verfahrensdurchgang einen hohen und kostspieligen Bedarf an Platiierungssubstanzen und -chemikalien und einen groäcn Wasserverbrauch zur Folge, vor allem führt andererseits das Ableiten der als nicht wiederverwendbar angesehenen Plattierungsflüssigkeit nach jedem Verfahrensdurchgang zu dem großen Problem der Umweltverunreinigung durch chemikalienhakige, giftige Verfahrensabflüsse.

Auch die bei den mechanischen Naß-Aufprallplattierverfahren angewendete Spülfliissigkeit. die sich mit den von den Werkstücken abzuwaschenden gebrauchten Chemikalien und Salzen anreichert, hat man nicht als beliebig oft verwendbar gehalten, sondern in regelmäßigen Absländen als verbraucht und unbrauchbar gewordenen Verfahrensabfluß abgeleitet, wodurch ebenfalls das Problem der Umweltverunreinigung entstand und ein hoher Verbrauch an Frischwasser verursacht wurde. Es wird zwar in der allgemeinen Buchliteratur beschrieben, daß bei industriellen Prozessen mit Behandlungsbädern durch eine Wiederverwendung von Prozeßlösungen Wasser eingespart und der Abwasseranfall vermindert und das Problem der Umweltvsrunreinigung durch giftige Abwasser gemildert werden kann. Es wird jedoch ebenfalls die mehrmalige Verwendung einer Badlösung mit der Notwendigkeit verbunden und mit der Bedingung verknüpft, daß möglichst reine Chemikalien und möglichst rein gehaltene Badlösungen verwendet werden und die Einschleppung von Verunreinigungen vermieden wird und daß eine bereits gebrauchte Badlösung vor einer erneuten Verwendung gereinigt wird, und wegen der trotz Reinigung on salzhaltigen Betriebswässern eintretenden Anreich"PJng an löslichen Salzen wird einer wiederholten Verwendung und Reinigung eine Grenze gesetzt, bei der salzhaltige Betriebswässer zu verwerfen sind und daher als verbraucht abgeleitet werden müßten oder durch kostspielige Aufbereitung mit einem Ionenaustauscher in salzfreies Wasser zurückgeführt werden müßten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mechanisches Naß-Aufprallplattiervenahren zu schaffen, mit dem es möglich ist, bei zyklischer Verfahrensdurchführung zur Behandlung einzelner Werkstückchargen in aufeinanderfolgenden Verfahrensdurchgängen jegliches Ableiten von gebrauchten Behandlungsflüssigkeiten und damit das Problem einer Umweltvergiftung zu vermeiden und gebrauchte Behandlungsflüssigkeiten, ohne Beeinträchtigung der Plattierungsleistungsfähigkeit und Plattierungsqualität des Verfahrens in jedem Zyklus, beliebig oft wiederverwenden zu können und hierdurch auch den Verbrauch an Chemikalien und anderen benötigten Substanzen sowie auch !en Bedarf an frischem Wasser stark herabzusetzen. Aufgabe der Erfindung ist weiterhin die Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Diese Aufgabe wird in erster Linie duich das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der gefundenen Erkenntnis, daß die beim mechanischen Naß-Aufprallplattierverfahren in einem Verfahrensdurchgang gebrauchten Behandlungsflüssigkeiten entgegen der bisher herrschenden Auffassung nicht als verbraucht abgeleitet werden müssen, sondern trotz der in ihnen in dem Verfahrppsdurchgang entstehenden Verunreinigungen beliebig oft für weitere Verfahrensdurchgänge ohne wesentlich beeinträchtigte Wirksamkeit und Qualhot der Plattierung wiederverwendet werden können, wenn namentlich die Plattierungsflüssigkeit in der erfindungsgemäßen Weise wiederverwendet wird und bei Erreichen eines best'.nmten Niveaus ihrer Plattierungsleistungsfähigkeit rektifiziert beziehungsweise gereinigt wird, wonach die Plattierungsflüssigkeit wieder für eine Mehrzahl von Verfahrenszyklen weiterverv-cndct werden kann. Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend noch näher beschrieben.

Bei der ununterbrochenen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zunächst als saure Reinigungsflüssigkeit zum Reinigen der Werkstück-

charge angewendete Behandlungsflüssigkeit unter Zugabe von Metallpulver und sonstigen Plattierungssubstanzen und bei Einstellung auf einen für das Plattieren geeigneten pH-Wert als Plattierungsflüssigkeit zum Plattieren der Werkstückcharge weiterverwendel und nach dem Plattierungsvorgang in einem Speicherbehälter aufgefangen und zur Wiederverwendung für die Behandlung einer nächsten Werkstückcharge in den nächsten Verfahrensdurchgang rezirkuliert. Hierbei wird der Elehandlungsflüssigkeit für die Reinigung eine den dafür erforderlichen Säuregehalt wiederherstellende Ergän/'.ungsmengc an Reinigungssäure zugegeben und danach für das Plattieren die die Mindestmenge für die gewünschte Plattierungsschichtdicke übersteigende Metallpulvermenge nebst Ergänzungsmengen an sonstigen Plattierungssubstanzen hinzugefügt. Ebenso wird das zum Spülen der plattierten Werkstückcharge angewendete Spülwasser in einem separaten Speicherbehälter aufgefangen und in den nächsten Verfahrensdurchgang zum Spülen der nächsten Werkstückcharge rezirkuliert. Bei der unterbrochenen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die gesondert als saure Fteinigungsflüssigkeit und als Plattierungsflüssigkeit mit passend eingestelltem pH-Wert angewendeten Behandlungsflii.'.sigkeiten nach dem Reinigungsschritt beziehungsweise nach dem Plattierungsschritt in zwei getrennten Speicherbehältern aufgefangen und zur Wiederverwendung für die Behandlung einer nächsten Werkstückcharge in die entsprechenden Behandlungsschritte des nächsten Verfahrensdurchganges rezirku- jo liert, wobei der Reinigungsflüssigkeit die Ergänzungsmenge an Reinigungssäure und der Plattierungsflüssigkeit die die notwendige Mindestmenge überschreitende Metallpulvermenge sowie die Ergänzungsmengen an sonstigen Plattierungssubstanzen und -chemikalien zugegeben werden. Die beispielsweise zum Spülen der plattierten Werkstückcharge gebrauchte Spülflüssigkeit wird in einem drinen Speicherbehälter aufgefangen und zur Wiederverwendung für die Spülung einer nächsten Werkstückcharge in den entsprechenden Spülschritt des nächsten Verfahrensdurchganges rezirkuliert.

Durch die Weiterverwendung der nicht aufgebrauchten Chemikalien, die in der als Reinigungs- und Plattierungsflüssigkeit wiederverwendeten Behandlungsflüssigkeit beziehungsweise in den gesondert zum Reinigen und Plattieren wiederverwendeten Behandlungsflüssigkeit noch enthalten sind und nur durch Ergänzungsmengen aufgefüllt werden, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch einen außerordentlichen sparsamen und wirtschaftlichen Verbrauch an Reinigungs- beziehungsweise Plattierungschemikalien aus. Da zu keiner Zeit während der zyklisch aufeinanderfolgenden Verfahrensdurchgänge gebrauchte Behandlungsflüssigkeiten als verbrauchte, giftige Verfahrensabflüsse abgeleitet werden, wird das Problem der Umweltverunreinigung durch solche Verfahrensabflüsse gänzlich vermieden. Ferner zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch einen außerordentlich geringen Frischwasserverbrauch aus, da nur die während eines Verfahrensdurchganges durch Verdampfung oder durch Austragung mit den plattierten und gespülten Werkstücken entstehenden Wasserverluste wieder ersetzt zu werden brauchen. Hierbei kann vorteilhafterweise die während eines Verfahrensdurchganges verlorengehende Wassermenge der durch- gehend oder gesondert zum Reinigen und zurr. Plattieren angewen-Jeten Behandlungsflüssigkeit mit gebrauchter Spülflüssigkeit ergänzt werden und die Fehlmenge an Spülflüssigkeit durch Frischwasser ersetzt werden.

Aus der zur Rezirkulierung gespeicherten Plattierungsflüssigkeit setzen sich die in Suspension befindlichen Metallpartikel und andere feste Partikel auf dem Boden des .Speicherbehälters ab, aus dem die von dem abgesetzten und aus dem Speicherbehälter entfernbaren Schlamm sich trennende wäßrige Lösung zur Wiederverwendung im nächsten Verfahrensdurchgang abgezogen werden kann. Die gebrauchte Plattierungsflüssigkeil ist unbegrenzt oft in aufeinanderfolgenden Verfahrensdurchgängcn und rrotz ihrer in Lösung befindlichen Verunreinigungen ohne Schädigung der Plattierung während jedes Verfahrensdurchganges wiederverwendbar, wenn das Verunreinigungsniveau überwacht wird und erfindungsgemäß nach mehreren Verfahrensdurchgängen eine Reinigung der Plattierungsflüssigkeit durch Rektifi r.icrung vorgenommen wird, sobald die Verunreinigungen eine bestimmte Konzentration erreichen und die Fiatiierungsieistungv fähigkeit der Plattierungsflüssigkeit auf ein bestimmtes Mindestniveau abgesunken ist. Nach der Rektifizierung kann die Plattierungsflüssigkeii dann wieder für eine Mehrzahl von Verfahrensdurchgängen abgewendet werden. Erfindungsgemäß wird die periodische Reinigung der Plattierungsflüssigkeit durch Rektifizieren dann vorgenommen, wenn ihre Plattierungsleistungsfähigkeit bei der Werkstückplattierung mit der ununterbrochenen Verfahrensweise zwischen 100 und 95% und mit der unterbrochenen Verfahrensweise zwischen 100 und 90% abgesunken ist. Maßsiab für die Plattierungsleistungsfähigkeit, die bei voller Ausnutzung der für das Verfahren verwendeten Chemikalien und Plattierungsmetalle unter anderem von der Oberfläche und Dichte der zu plattierenden Werkstückcharge, dem Volumen der Werkstückcharge und des drehbaren Behandlungsbehälters und der angewendeten mechanischen Energie abhängig ist. ist das Verhältnis der tatsächlich auf den Werkstücken entstehenden Plaitierungsschichtdickc zu der vorgesehenen, beabsichtigten Schichtdicke. Der Zeitpunkt der periodischen Reinigung der Plattierungsflüssigkeit kann auch danach bestimmt werden, daß andere ausgewählte Leistungseigenschaften auf ein vorbesiimmtes Niveau abgesunken sind, wie zum Beispiel der als Minimum akzeptierbare Grad des Glanzes oder der Färbung der plattierten Werkstücke. Beim Erreichen des vorbestimmten Mindestniveaus der Plattierungsleistungsfähigkeit wird die Plattierungsflüssigkeit dadurch rektifiziert und gereinigt, daß durch Hinzufügung einer Base, wie zim Beispiel Natronlauge, ihr pH-Wert auf etwa 8,5 umgekehrt wird und die aufgelösten Metalle als unlösliche Präzipitate ausgefällt werden, die von der Flüssigkeit getrennt werden können. Nach dieser Rektifizierung wird die Flüssigkeit durch Hinzufügen einer Säurelösung, wie zum Beispiel Schwefelsäure, auf einen pH-Wert von 6 oder weniger zurückgebracht wonach die Plattierungsflüssigkeit wieder für viele weitere Verfahransdurchgänge verwendet werden kann, bis der Rektifizierungsprozeß wiederholt wird. Die chemisch getrennten und ausgefällten Metsilbestandteile können nach einer Rückumwandlung in ein geeignetes lösliches Salz, wie zum Beispiel Zinnsulfat, oder in ein elementares Metall, wie zum Beispiel Zink, weiterverwendet werden. In gleicher Weise wird auch die Spülflüssigkeit bei der Speicherung für die Wiederverwendung in einem nächsten Verfahrensdurchgang von absetzbarem Schlamm aus suspendierten festen Partikeln getrennt und von Zeit zu Zeit

durch Rektifizierung gereinigt, wobei die den Reinigungszeitpunkt bestimmende Konzentration an gelösten Verunreinigungen bei der Spülflüssigkeit wesentlich geringer sein kann, so daß die Spülflüssigkeit öfter wiederverwendet werden kann als die Plattierungsflüs- ■-, sigkeit. bevor eine Rektifizierungsreinigung des Spülwassers notwendig wird. Wird das erfindungsgemäße Verfahren in der unterbrochenen Verfahrensweise mit einer von der Plattierungsflüssigkeit gesonderten Reinigungsflüssigkeit zum Reinigen und gegebenenfalls Bilden eines Vorüberzuges zum Beispiel mit Kupfer eines wasserlöslichen Kupfersalzes, ausgeführt, wird auch diese Behandlungsflüssigkeit in dem zugeordneten Speicherbehälter von absetzbarem Schlamm aus festen Partikeln getrennt und analog wie die Plattierungsflüs- r, sigkeit periodisch nach einer Wiederverwendung in mehreren Verfahrensdurchgängen durch Rektifizieren gereinigt. Die erfindungsgemäße Wiederverwendung und periodische Rektifizierungsreinigung der zum Reinigen und Fiaiiieren angewcnueien Behanuiungs- >n flüssigkeiten macht es möglich und ökonomisch, daß ebenso wie das Metallpulver auch die zum Reinigen und beim Plattieren benötigten verschiedenen Chemikalien und Salze in den jeweiligen Behandlungsschritten in solchen Mengen angewendet werden können, die ?·> wesentlich größer sind als diejenigen Mengen, die in den jeweiligen Behandlungsschritten tatsächlich verbraucht werden, beispielsweise mii Überschußmengen von wenigstens I bis 75%. Denn die nicht in einem Verfahrensdurchgang aufgebrauchten Chemikalien jn werden mit der rezirkulierten, wiederverwendeten Beha.idlungsflüssigkeit im nächsten Verfahrensdurchgang weiterverwendet.

In der Tabelle 1 sind die Verunreinigungsgehalte der Plattierungsflüssigkeit aufgeführt, bei deren Erreichen ji vorzugsweise die periodische Rektifizierungsreinigung der Plattierungsflüssigkeit vorgenommen wird, um ihre abgesunkene Plattierungsleistungsfähigkeit wieder über 100% anzuheben. Durch chemische Ausfällung des Metallgehalts mittels eines zugesetzten Alkali und durch mechanische Beseitigung des Ausfällungsniederschlages wird die Plattierungsflüssigkeit so weit gereinigt,daß ihr Metallgehalt auf weniger als 200 000 Teile pro Million herabgesetzt ist. In der Tabelle 2 sind die Verunreinigungsgehalte der Spülflüssigkeit aufgerührt, bei deren Erreichen vorzugsweise eine Rektifizierungsreinigung der Spülflüssigkeit vorgenommen wird. Da die meisten entstehenden Verunreinigungen mit der Plattierungsflüssigkeit in den ihr zugeordneten Speicherbehälter abgeführt werden, erreicht die Spülflüssigkeit erst nach einer größeren Anzahl von Verfahrensdurchgängen die aufgeführten Verunreinigungsgehalte und braucht die Spülflüssigkeit wesentlich weniger oft durch Rektifizieren gereinigt zu werden.

Zur Illustrierung der Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens in der erwähnten unterbrochenen Verfahrensweise sind in der Tabelle 3 die bei einem praktischen Fall mit Zink als Plattierungsmetall durch Analysen ermittelten Werte für die Plattierungsleistungsfähigkeit und für den Zinkgehalt (sowohl in Lösung als auch in fester Dispersion) der Plattierungsflüssigkeit in aufeinanderfolgenden Verfahrensdurchgängen aufgeführt Nach jeweils 6 eine Gruppe bildenden Zyklen beziehungsweise Verfahrensdurchgängen erfolgte eine Reinigung der Plattierungsflüssigkeit durch Rektifizieren. Wie ersichtlich ist steigt die Plattierungsleistungsfähigkeit in den ersten drei oder vier Zyklen jeder Gruppe sogar außerordentlich an und beginnt sie danach erst abzusinken. Noch im 6. Zyklus jeder Gruppe ist die Plaltierungsleistungsfähigkeit trotz mehrmaliger Wiederverwendung nahezu so gut wie im ersten Zyklus. Dies beruht trotz der in der gebrauchten Plattierungsflüssigkeit enthaltenen Verunreinigung auf der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglichten ökonomischen, verlustlosen Anwendung von Metallpulver und Chemikalien in überdosierten Mengen bei jedem Verfahrensdurchgang. Nach dem 6. Zyklus einer jeden Gruppe konnte der Zinkgehalt der Plattierungsflüssigkeit durch Rektifizieren leicht auf weniger als 20 000 Teile pro Million herabgesetzt werden, wonach die Plattierungsflüssigkeit für weitere ständige Verwendung bis zur nächsten periodischen Rektifizierung wieder geeignet war. Festgestellt wurde, daß das erfindungsgemäße Verfahren besonders bedeutungsvoll ist zum Plattieren von Werkstückchargen mit einer Gesamtdichte von nur 80 bis 240 kg/m^J. Es ist bisher in der Praxis als unmöglich oder unpraktikabel angesehen worden. WerkMÜckcnargeri mii einer derart niedrigen Dichte zu plattieren, und nur für ökonomisch gehalten worden, das mechanische Naß-Aufprallplattieren mit Werkstückchargen mit einer Gesamtdichte von wenigstens 480 kg/m¹ durchzuführen. Die Anwendbarkeit von Werkstückchargen mit wesentlich kleinerer Gesamtdichte beim erfindungsgemäßen Verfahren beruht darauf, daß ökonomisch und verlustlos Metallpulvermengen angewendet werden können die wenigstens 50% größer sind als die für die Erzeugung einer Plattierungsschicht mit vorgesehener, gewünschter Schichtdicke erforderliche Mindestmenge. Zum Beispiel kann die Überschußmenge an Metallpulver so groß sein, daß sie die Konzentration des Metallpulvergehaltes in der Plattierungsflüssigkeit auf wenigstens 2,6 g pro Liter anhebt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens hat die kennzeichnenden Merkmale des Unteranspruchs zum Hauptanspruch und wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nachstehend kurz erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Gesamtansicht der Vorrichtung.

Fig. 2 einen den Behandlungsbehälter enthaltenden Teil der Vorrichtung der F i g. 1 in Seitenansicht,

Fig. 3 zwei Einzelteile für den Behandlungsbehälter in der F i g. 2,

Fig.4 eine andere Ausführungsform des Behandlungsbehälters in Stirnansicht,

Fig. 5 den Behandlungsbehälter der Fig. 4 mit teilweise geöffneter Stirnseite,

Fig.6 einen Längsschnitt des Behandlungsbehälters der Fig.4 während eines bestimmten Behandlungsschrittes.

Die Vorrichtung enthält zunächst die folgenden bekannten Bestandteile. Ein drehbarer Behandlungsbehälter 1 hat zum Befallen mit Werkstücken und Prallkörpern eine Tür 2 mit einer Öffnung 21, die zum Ablassen nur von Behandlungsflüssigkeit mit einem Siebdeckel 22/4 und während der Werkstückbehandlung mit einem Deckel 22fl verschließbar ist. Ein unter dem Behandlungsbehälter angeordneter Trog 3 mit einem Auffangsieb 26 für behandelte Werkstücke ist über eine Venturi-Vorrichtung 17 und eine Leitung 18 für den Transport von Prallkörpern mit einer Förderflüssigkeit mit einem Hochbehälter !9 verbunden, aus dem die Prallkörper durch eine Ablaßöffnung 20 mit einem Ventil 34 wieder in den Behandlungsbehälter eingefüllt

werden können und aus dem die Förderflüssigkeit durch eine Leitung 36 mit einem Sieb 35 in einen Vorratsbehälter 37 weiterfließt, der eine Tür 27 zum Ablassen von Absetzschlamm hat. Für den Transport der Prallkörper vom Trog 3 zum Hochbehälter 19 wird die Förderflüssigkeit dem Vorratsbehälter 37 durch eine Leitung 24 mit einer Pumpe 25 entnommen. Durch Ventile 9 und 28 sind Flüssigkeiten in den Behandlungsbehälter einfUI'bar. Der alternativ auch anwendbare Behandlungsbehälter der F i g. 4 bis 6 hat eine kippbare. Rotationsachse und eine Stirnseite, die aus einer eine Perforation 408 aufweisenden festen Halbplatte 401 und einer ebenfalls perforierten, um ein Scharnier 406 •bklappbaren und mit Klammern 403 bis 405 gegen den Behälterumfang 410 festspannbaren Halbplatte 402 besteht. Die Stirnseite hat in der Mitte eine öffnung 409 ium Einführen von Flüssigkeit in den Behandlungsbehälter mittels einer Leitung 600. Zum Beladen des Behandlungsbehällers mit einer Werkstückcharge wird sigkeit bestimmten Speicherbehälter die Chemikalien für die periodische und sogleich in diesem Speicherbehälter ausführbare Rektifizierungsreinigung der Plattierungsflüssigkeit einführen zu können. Der dabei chemisch ausgefällte Schlamm kann ebenfalls durch die untere Tür dieses Speicherbehälters abgelassen und entfernt werden. Nach einer Rückführung zum Beispiel von Plattierungsflüssigkeit aus dem zugeordneten Speicherbehälter in den Behandlungsbehälter kann ein aufgetretener Verlust an Plattierungsflüssigkeit durch Einführen einer Ergänzungsmenge an Spülflüssigkeit aus dem der Spülflüssigkeit zugeordneten Speicherbehälter in den Behandlungsbehälter nachgefüllt werden. Die dadurch entstehende Fehlmenge an Spülflüssigkeit kann dann während des Spülvorganges in dem Behandlungsbehälter durch Einleiten von Frischwasser über das Einlaßventil 28 ersetzt werden. Mit den a¹ * einem Verfahrensdurchgang in den Speicherbehältern aufgefangenen Behandlungsflüssigkeiten erfolgt in den

402 2£cffr!£t {Fig. 5). 2;ϊ entsprechenden Behänd!^|jn^cisschr!ttcp

Während der Werkstückbehandlung wird die Rotationsachse so geneigt, daß die perforierte Stirnseite «ufwärts gerichtet ist. Zum Spülen der Werkstücke bei drehendem Behandlungsbehälter und geschlossener Halbplatte 402 wird die Rotationsachse in die Lage der Fig. 6 geneigt. Das gebrauchte Spülwasser 601 fließt durch die Perforation aus dem Behandlungsbehälter ab. Die gespülte Werkstückcharge 610 und die gegebenenfalls angewendeten Prallkörper werden durch die umgekehrt zur Fig. 5 nach unten gedrehte abschwenkbare Halbplatte 402 ausgeschüttet.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält die Vorrichtung je nach der Anzahl der angewendeten Behandlungsflüssigkeiten (Reinigungsflüssigkeit. Plattierungsflüssigkeit, ein oder mehrere während eines Verfahrensdurchganges verwendete Spülflüssigkeiten) mehrere Speicherbehälter 90 bis 93. in denen die während eines Verfahrensdurchganges gebrauchten Behandlungsflüssigkeiten gesondert aufgefangen und zur Wiederverwendung in den gleichen Behandlungsschritten des nächsten Verfalirensdurchganges gespeichert werden. Hierzu führt von dem Trog 3 eine Auffangleitung 5 mit einem Ventil 4 und einer Pumpe 6 über Ventile 70 bis 73 und Verteilerleitungen 80 bis 83 zu den einzelnen Speicherbehältern. Von den mit Ventilen 10 bis 13 versehenen Ablaßleitungen 30 bis 33 der Speicherbehälter führt eine Rückführungsleitung 7 über eine Pumpe 8 und über das Einlaßventil 9 zum Behandlungsbehälter zurück. Unterhalb der Ablaßleitungen 30 bis 33 besitzen die Speicherbehälter türartig verschließbare Auslaßöffnungen 150 bis 153 zum Entfernen von Schlamm, der sich während der Speicherung der Behandlungsflüssigkeiten aus den in Suspension mitgeführten festen Partikeln in den Speicherbehältern absetzt. Die Speicherbehälter besitzen verschließbare Einfüllöffnungen 160 bis 163. um zumindest in den zum Auffangen der Plattierungsflüs-

Tabelle 3

Verfahrensdurchganges das Reinigen, gegebenenfalls die Vorüberzugbildung mit dem Metall eines Metallsalzes, das Plattieren und das Spülen der nächsten Werkstückcharge, wobei aber die den wiederverwendeten Behandlungsflüssigkeiten neu zuzufügenden Mengen an frischer Reinigungssäure, anderen frischen lösbaren Chemikalien und frischem Plattierungsmetallpulver gegenüber dem allerersten Verfahrensdurchgang verringert werden können, weil die rezirkulierten

jo Behandlungsflüssigkeiten noch unverbrauchte, wiederverwendbare Überschußmengen der vorgenannten Substanzen aus dem vorangegangenen Verfahrensdurchgang enthalten.

^J5 Tabelle 1

Metallart

Gesamtverunreinigungsgehalt.
in Suspension oder aufgelöst,
in ppm (Teile pro Million)

Zink oder Kadmium
Kupfer
Zinn
Eisen

Tabelle 2

130000 bis 180000
unwesentlich
unwesentlich
12 000 bis 18000

Metallart

Gesamiverunreinigungsgehalt.
in Suspension oder aufgelöst,
in ppm

Zink oder Kadmium

Kupfer

Zinn

Eisen

5000 bis 9000
unwesentlich
unwesentlich
1000 bis 2 000

Zyklus

1. Gruppe
Zinn RL.

2. Gruppe
Zinn RL.

3. Grepn
Zinn

1. 0 100% entfällt entfällt

(vollkommen frisch)

I. entrant nicht ermittelt 21,61 100%

(nach Rektifikation)

11	Fortsetzung	1. Gruppe Zinn	26 52	476	PL.	12	RL.
Zyklus	33,75			109%		-
2.	52.50	PL	2. Gruppe Zinn	118%	3. Gruppe Zinn	129%
3.	71,25	102%	36,30	136%	32,80	117%
4.	82,50	162%	57,00	109%	43,13	100%
5.	105.00	189%	75,75	95%	63,38	100%
b	149%	90,00	danach Rektifikation	63,38	danach Rektifikation
	98%	101,25	60.10
	danach Rektifikation

$n der Tabelle bedeuten:

fcinn = Zinngehalt in ppm (Teile pro Million) vor der Plattierung odervorHinzufugungfrischerChemikalien.

f.!-. — P!ii!i!enjri^os!s!sluri°si2hi^aKeit, üu^edrückt durch dss Vsrhä!tni^c der "em^^n^p ^pr⁷i^piU^pr! Zinkplattierungsdicke in μπι zur angestrebten Zinkplattierungsdicke in μπι.

»>ie Gruppen 4 bis 15 gaben Ergebnisse, die den Ergebnissen der3. Gruppe entsprechen; dies zeigt, daß nach lter dritten Gruppe ein Zustand ungefähren Gleichgewichts erreicht war.

Hierzu 2 Blati Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Metallüberzuges auf Metallwerkstücken durch NaO-Aufprallplat- s tieren eines Metallpulvers, bei dem während eines Verfahrensdurchganges in einem bewegten Behandlungsbehälter eine mit wäßriger Reinigungssäure gereinigte Werkstückcharge in einer das Metallpulver und Plattierungschemikalien enthaltenden Plattierungsflüssigkeit plattiert wird und nach Ablassen der Plattierungsflüssigkeit aus dem Behandlungsbehälter mit Spülflüssigkeit gespült wird, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Verfahrensdurchgang für die Behandlung einer Werkstückchar- ge mit bestimmter Gesamtoberfläche gebrauchte Plattierungsflüssigkeit und gebrauchte Spülflüssigkeit beim Ablassen aus dem Behandlungsbehälter in getrennten Speicherbehältern aufgefangen werden, daß die p»speicherten Flüssigkeiten zur Wiederver-Wendung für die Behandlung einer neuen Werkstückcharge in den entsprechenden Behandlungsschritten eines nächsten Verfahrensdurchganges in den Behandlungsbehälter zurückgeleitet werden, wobei der Plattierungsflüssigkeit für die Verwendung im ersten und jedem weiteren Verfahrensdurchgang eine Metallpulvermenge hinzugefügt wird, welche wenigstens I bis 75% größer ist als die für eine vorgesehene gleichmäßige Plattierungs-Schichtdicke auf der Gesamtoberfläche der Werk-Stückcharge notwendige Metallpulvermenge, und wobei nur die während der Verfahrensdurchgänge entstandenen Flüssi&keitsvc rüste durch Frischwasser ergänzt werden, urd daß dip in aufeinanderfolgenden Verfahrensdurchgäng .1 wiederverwendete Plattierungsflüssigkeit nach Absinken ihrer Plattierungsleistungsfähigkeit bei der Werkstückplattie rung auf ein bestimmtes Mindestniveau durch chemische Ausfällung des Metallgehaltes gereinigt und danach weiterverwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die zur Reinigung der Werkstückcharge angewendete Reinigungsflüssigkeit nach Hinzufügung des Metallpulvers als Plattierungsflüssigkeit mit einem für das Plattieren eingestellten pH-Wert weiterverwendet und danach aufgefangen wird und unter Zugabe einer solchen Ergänzungsmenge an Reinigungssäure, die den für eine Reinigung einer neuen Werkstückcharge erforderlichen Säuregehalt wiederhergestellt, als Reinigungs- und Plattierungsflüssigkeit im nächsten Verfahrensdurchgang wiederverwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß für das Reinigen und Plattieren einer Werkstückcharge gesondert eine Reinigungsflüssigkeil und eine auf einen pH-Wert für das Plattieren eingestellte Plattierungsflüssigkeit verwendet werden und beide Flüssigkeiten getrennt aufgefangen «nd für das Reinigen bzw Plattieren einer neuen Werkstückcharge im nächsten Verfahrensdurchgang jeweils unter Zugabe einer Ergänzungsmenge an Reinigungssäure zur Reinigungsflüssigkeit, die den für die Reinigung der neuen Werkstückcharge erforderlichen Säuregehalt wiederherstellt, wiederverwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungsflüssigkeit periodisch gereinigt wird, wenn ihre Plattierungsleistungsfihigkeit bei der Werkstückplattierung, ausgedrückt als Verhältnis der tatsächlich auf den Werkstücken entstehenden Plattierungsschichtdicke zur vorgesehenen Schichtdicke, zwischen 100 und 95% oder zwischen 100 und 90% abgesunken ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungsflüssigkeit durch Zusatz eines Alkali gereinigt wird und ihr Metallgehalt durch mechanische Beseitigung des Au "füllungsniederschlages auf weniger als 20 000 Teile pro Million herabgesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die während eines Verfahrensdurchganges auftretende ι Verluste an Plattierungsflüssigkeit mit gebrauchter Spülflüssigkeit ergänzt werden und die Fehlmenge an Spülflüssigkeit durch Frischwasser ersetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Werkstückcharge mit einer Gesamtdichte zwischen 80 und 240 kg/m^J angewendet wird und zum Plattieren eine Metallpulvermenge, die wenigstens um 50% die zum Auftragen einer Plattierungsschicht auf den Werkstücken mit vorgesehener Schichtdicke erforderliche Mindestmenge übersteigt vorzugsweise die Konzentration des Metallpulvergehaltes in der Plattierungsflüssigkeit auf wenigstem 2,6 Gramm pro Liter anhebt, zugesetzt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Behandlungsbehälter, der Einlasse und Auslässe für die zum Reinigen. Plattieren und Spülen einer Werkstückcharge angewendeten Behandlungsflüssigkeiten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß für jede aus dem Behandlungsbehälter (1) abzulassende Behandlungsflüssigkeit ein gesonderter Speicherbehälter (90 bis 93) vorgesehen ist. der durch eine absperrbare Auffangleitung (S) und eine absperrbare Ruckführungsleitung (7) mit dem Auslaß respektive dem Einlaß des Behandlungsbehälter«, verbunden ist und unterhalb des Anschlusses der Rückführungsleitung eine Auslaßöffnung zum Entfernen von abgesetztem Schlamm besitzt, wobei wenigstens der Speicherbehälter für die Plattierungsflüssigkeit eine Einfüllöffnung zum Einführen von Chemikalien für die Plattierungsflüssigkeitsreinigung aufweist.