Utspädd svavelsyra och saltsyra inverkar ej lösande på koppar förutsatt att inte luften inte har tillträde. Tillträder luft så löses kopparn långsamt av dessa båda syror. Salpetersyra löser koppar med en hög hastighet. Svavelsyra som är koncentrerad angriper inte koppar i kallt tillstånd, däremot om den uppvärms löser den koppar under utveckling av svavelsyrlighet. Även ammoniak angriper koppar under luftens inverkan. Svavelhaltiga organiska ämnen färgar koppar svart under bildning av kopparsulfat ”svavelkoppar”.

Den galvaniska utfällda kopparn är mer känslig för att oxider
än den valsade massiva kopparn.

De vanligaste kopparbaden
är i dag alkaliska cyanid- baserade, sura sulfat baserade, kemiska utan ström, tartrat baserade alkaliska. Vilka av de nämnda baden man väljer beror på vilken typ av material man metall belägger. Många koppar bad har också olika koncentrationer beroende på vilken sorts material man tänker att ytbehandla, samt de arbetar med olika strömtätheter.

Genom elektrolysen I det arbetande badet sker alltid en viss vattensöderdelning, varvid väte uppkommer vid katoden (godsytan) och en avsöndring av syre vid anoderna som vid alla elektrolyser.

Denna syre uppkomst,
är mycket reaktiv och kan i viss mån oxidera de närvarande cyanidjonerna. Reaktionsförloppet förlöper över cyanat till ammonium, myrsyrade salter, karbonater och andra föreningar. Genom den stora mängden alkali sker en alltmer stigande avgång av ammoniak som lätt känns igen på lukten.

Kopparstrike

Är ett kopparbad som används för att förkoppra aluminium
“zinklegeringar” efter att man har gett aluminiumet dess zinkat skikt. Här skall man tänka på att använda sig utav pre- kontakt så aluminium ytan erhålls en koppar utfällning direkt. Varför man belägger aluminium med koppar istället för kemnickel beror på att man vill ha en hög ledningsförmåga i ytbeläggningen, innan man ex. belägger det med ett silver skikt.

Sammansättning:

* utföres i två moment

Fri cyanid
    Kontrollerar effektiviteten, spridningen förmågan, ström utbytet vid
                      pläteringen och anod polarisationen.

Karbonat      
Verkar som en buffert åt lösningen och reducerar anodpolarisationen.
                      Värden över 90-120 g/l reducerar strömutbytet. Karbonat skall endast
          tillsättas vid ny badberedning.

Rohcelle salt
                   
Förbättrar anod korrosionen och som en korn förfinare, är även
                      behjälplig att öka strömubytet. Skall efter bad analys vara 45 g/l.

Temperatur   En allt för hög temperatur i cyanidiska Rochcelle salt bad, ger en ökning
                      av effektiviteten av både anod och katod verkan, tillföljd att den fria
                cyaniden omvandlas snabbare till karbonat. Även en kraftig agitationen    ger denna egenskap.

Kontroll / Skötsel

Kontroll och skötsel av anslags kopparbadet, så finns det en del parametrar att tänka på, framförallt vid ytbehandling på aluminium.

Det
är mycket viktig att förhållandena är riktiga i badet, eftersom det är känslig vid störningar vilket visar sig genom att det bildas blåsor i skikten.

Det som
är av störst betydelse är den fria cyaniden, vilket har som uppgift att lösa metallcyaniden som bildas vid anoden, därför skall ett vist överskott av fri cyanid i form av natrium eller kaliumcyanid finnas i badet.

Metallcyaniden kan inte gå i lösning om halten fri cyanid är för låg. En hög cyanid halt i förhållande till metallhalten får heller inte uppstå då det sker en vätejons – koncentration för höjning i badet vilket visar sig genom att det sker en livlig vätgasutveckling i badet.

Resultatet blir då ett mindre utbyte av ström för att en metallutfällning skall kunna äga rum, den kan avbrytas helt och hållet. Cyaniden måste kontrolleras ofta då förhållandena är så snäva i anslags kopparbaden. Varken en för hög halt eller för låg halt får innehållas, detta gäller
även koppar halten också.

pH-värdet måste också kontrolleras eftersom det inverkar på metallutfällningen kristallstruktur.

Det skall aldrig vara högre än 12. Jag skulle vilja att rekommendera en analys minst två gånger dagen vid uppstart av badet för att på sätt få en känsla om hur badet arbetar och förbrukas.

Felorsaker

Alkaliska cyanidbaserade bad,

Cyanidens uppgift:

Koppar- I
– cyaniden ingår i badet som ett komplex med alkaliecyaniden och bildar med T.ex. kaliumcyanid K₂(CuCn)₃

K₂
(Cu Cn)₃®
2K⁺ + Cu (Cn)₃

Cu(Cn)₃^2-® Cu⁺
+ 3(Cn)^–

Cu⁺
+ e^–® Cu metal

Vid anoden sker följande reaktion som förnyar badet metall innehåll.

Cn^–
+ Cu metal® Cu Cn + e^–

Fel tabell för cyanidiska kopparbad

Elektrolytisk och kemisk ytbehandling band II

Kemnickel strike

Strike skikten skall vara runt 2,5-50 my och det egentliga skikt uppbyggnaden sker i det efterkommande kemnickelbadet. Man erhåller ingen nämnvärd förbättring av korrosionskyddet om man använder sig av ett strike skikt från ett alkalisk nickelbad utan endast det att man spar efterkommande bad. Alkaliska kemnickel bad skall kunna upplösa zinkatskiktet om de arbetar med ett pH runt 8 och temp 88-93
°C (Ex Nichem 1100 Ph
9,0-9,5 temp 35
°C).

Kritisk
är vid processen följande pH, Temp, Kemi och filtrering detta resulterar till en bra vidhäftning.

Kemnickelbad

Dessa bad arbetar vid ett pH-värde runt 4-4,8. De innehåller både drag och tryckspänningar 8,000-25,000 för mellanfosfor. Högfosfor har 5,00-4,000 tryckspänningar. Lågfosfor har endast tryckspänningar.

Både låg och högfosfor har mera duktila skikt an vad mellanfosfor bad har.

Med att baden åldras så blir baden alltmera aggressiva mot aluminiumet med resultatet att sprickor och flagor kan uppstå. Orsaken är att sulfat anjonen ökar med åldringen av badet.

Gränsvärdena för zink innehåll i kemnickel badet ligger på 60-100 ppm .

Värmebehandling under 1-2 h vid en temperatur på 190-210 °C ökar vidhäftningen samtidigt som

Vätet avlägsnas. Man erhåller här en vidhäftning runt
300-400 Mpa.

Aluminium och aluminiumlegeringar

Aluminiumets har låg vikt och goda korrosionsegenskaper. Metallens densitet
är 2,7 g/cm³, vilket är en tredjedel av stålets. Aluminium är, liksom titan och krom, utpräglat passiverbart. Det passiva skiktet är grunden för de goda korrosions egenskaperna. Aluminium är beständigt i ett ganska snävt pH-område kring neutral punkten och hat god härdighet mot luftföroreningar och mot saltvatten. Däremot angrips aluminium häftigt både i starkt sura och i starkt alkaliska lösningar. Ett undantag
är salpetersyra, under vars inverkan aluminium upprätthåller och förstärker passivskiktet, vilket förhindrar angrepp.

Aluminiumlegeringar som skall gjutas innehåller nästan alltid kisel i höga halter runt 7-17 %.

För att öka aluminiumets hållfasthet så tillsätts Mangan, Magnesium, Kisel, Zink och Koppar.

Detta sker genom kallbearbetning och dessa tillsatser kan uppgå till
10 %.

Se vidare för konstruktion i Aluminium. Konstruktions – Materiallära MNC handbok Utgiven av SIS Svensk Industri Standard:

Exempel på vissa legeringar

Plastisk formad Aluminium produkter:

Ej härdbara legeringar

Härdbara legeringar.

Anmärkningar

1)Al min                 
2)Cr 0,15               
3)Bi0,5 + Pb1,0

4) Bi0,4
+Pb0,4      59 Ti + Zr)
0,2        6) cr0,2

7)Cr0,2 + (Mn + Cr) 0,5)
                     
8)för elektriska ändamål

ISO = Beteckning enligt Internationell Organisation for standarsdization.

AA = Beteckning enligt aluminium Association (USA).

GA = Beteckning enligt Gränges.

Beteckning                                              

Referenser:

Anders Sundman egen ref.

SGF Lärobok i Elektrolytisk och Kemisk Ytbehandling band 1 sidan 125 kap 9,1./ sidan 288 kap 16.

ASM Handbook Volume 5 Surface Engineering.

WWW.finishing.com.

Fredric A Lowenheim Modern Electroplating page 596.

Anodic Oxidation of Aluminium and its Alloys.

WWW.pfonline.com.

Metal and Finishing Guide book 2000.

ASTM B
253.