Alkalisches Bad zum galvanischen Abscheiden niederkarätiger rosa- bis gelbfarbener Goldlegierungsschichten

Beschreibung

[0001] Alkalisches Bad zum galvanischen Abscheiden niederkarätiger rosa- bis gelbfarbener Goldlegierungsschichten

[0002] Die Erfindung betrifft ein alkalisches Bad zum galvanischen Abscheiden niederkarätiger rosa- bis gelbfarbener Goldlegierungsschichten mit einem Gehalt an löslichem Goldzyanid, löslichem Kupferzyanid und Kaliumkarbonat bzw. Kaliumhydrogenkarbonat. Dabei werden korro- ; sionsbeständige Schichten im Bereich von 13 bis 18 Karat abgeschieden.

[0003] Zur Herstellung niederkarätiger rosa- und gelbfarbener Goldlegierungsüberzüge wurden bisher Bäder verwendet, die neben komplexen Gold- und Kupferzyaniden noch Kadmium und Chelatbildner enthalten (DE- AS 2221159). Solche Bäder arbeiten im allgemeinen in einem pH-Bereich von 7,5 - 12 und enthalten außerdem freies Zyanid, leitfähige Salze, wie z.B. Karbonate, und Puffersalze, wie z.B. Phosphate. Sie liefern bei günstigen Arbeitsbedingungen glänzende rosafarbene oder gelbe Legierungsniederschläge guter Qualität. Diese Bäder haben jedoch den gravierenden Nachteil, daß sie Kadmium enthalten, das physiologisch nicht unbedenklich ist und durch andere Stoffe ersetzt werden muß.

[0004] Bekannt sind auch Goldbäder, die neben Gold noch Zink und andere Legierungsmetalle, insbesondere auch Kupfer, als lösliche Salze enthalten. Mit solchen galvanischen Bädern lassen sich bisher jedoch keine rosafarbenen oder gelben niederkarätigen Goldlegierungsschichten herstellen, sondern nur hochkarätige bzw. mißfarbige Schichten.

[0005] In der DE- OS 2342691 wird ein zyanidisches alkalisches Weißgoldbad beschrieben, das neben Kaliumgoldzyanid und Kaliumzinkzyanid Kaliumnickelzyanid und Dikaliumhydrogenphosphate bei pH-Werten von 9 - 13 enthält. Mit diesen Bädern lassen sich jedoch keine niederkarätigen Goldlegierungsschichten herstellen.

[0006] Aus der DE- OS 2244434 ist ein galvanisches Goldlegierungsbad bekannt, das neben Kaliumgoldzyanid noch Kupfersulfat und gegebenenfalls ein Zinksalz enthalten kann. Man erhält jedoch auch mit diesen Bädern, die bei pH-Werten von 3 - 10 arbeiten und Aldehyde, Diamine und arsenige Säure als essentielle Bestandteile enthalten, keine niederkarätigen Goldlegierangsschichten.

[0007] In der DE- OS 2754207 wird ein Goldlegierungsbad beschrieben, das Kalinmgoldzyanid, Zinksulfat und Natriumkarbonat enthält und bei pH 4,9 betrieben wird. Aus diesem Bad werden grüne Niederschläge abgeschieden.

[0008] Weiterhin ist(DE- AS 1033987)ein Goldlegierungsbad bekannt, das Kaliumgoldzyanid, Kupfer, Zink und Nickel in Form ihrer Äthylendiaminteträssigsäuresalze enthält. Bei pH 8 und einer Temperatur von 60°C erhält man 19 karätige Legierungsüberzüge, die graustichig sind.

[0009] Mit keinem der hier angeführten galvanischen Goldlegierungsbäder auf der Basis Gold, Kupfer, Zink war es bisher möglich, niederkarätige rosa- bis gelbfarbene Schichten zu erzeugen.

[0010] Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alkalisches Bad zum galvanischen Abscheiden niederkarätiger rosa- bis gelbfarbener Goldlegierungsschichten mit einem Gehalt an löslichem Goldzyanid, löslichem Kupferzyanid und Kaliumkarbonat bzw. Kaliumhydrogenkarbonat zu finden, das korrosionsbeständige, physiologisch unbedenkliche Schichten von 13 - 18 Karat liefert.

[0011] Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelößt, daß das Bad 7,5 - 40 g/1 Zink als komplexes Zyanid enthält.

[0012] Bewährt haben sich Bäder, die 3 - 10 g/1 Gold als Alkaligoldzyanid, 5 - 35 g/1 Kupfer als Alkalikupferzyanid und 2,5 - 20 g/1 Kaliumkarbonat und/oder Kaliumhydrogenkarbonat enthalten. Vorzugsweise enhalten solche Bäder 10 - 30 g/l Zink als K₂(Zn(CN)₄).

[0013] Zur Herstellung rosafarbener Goldlegierungsschichten werden den Bädern vorteilhafterweise noch 5 - 25 g/1 eines Alkalisalzes einer Phosphor- und/oder Phosphonsäure zugesetzt, zur Herstellung gelber Goldlegierungsschichten 0,5 - 5 g/1 Ammoniak und/oder ein Amin.

[0014] Bewährt haben sich auch Bäder, die 0,2- 1,5 g/1 einer Selen- und/oder Arsenverbindung als Glanzzusatz ent- halten. Der Zusatz von Chelatbildnern, wie Athylendiaminteträssigsäure oder anderer Aminokarbonsäuren, in Mengen von 5 - 20 g/l, ist in manchen Fällen ebenfalls empfehlenswert. Als Arbeitstemperatur hat sich der Bereich von 50 bis 75°C, insbesondere 60 - 75°C, und als pH-Wert der Bereich von 8 - 12, insbesondere 9 - 10 bewährt.

[0015] Die erfindungsgemäßen Bäder ermöglichen es, trotz verschiedenen Karatgehalts der Schichten von 13 - 18 Karat, je nach Badzusammensetzung und Arbeitsbedingungen, einen konstanten gleichmäßigen Rosafarbton oder Gelbfarbton zu erzeugen. Selbst bei einem Feingehalt von 14 kt wird bei Kupfergehalten von 30 bis 40 Gew% ein angenehmer rosa Farbton (3 - 4 N) erzielt, der bei diesen hohen Kupfergehalten überraschend ist. Auch bei stark schwankendem Goldgehalt im Bad zwischen 3 und 10 g/1 und einem Zinkgehalt zwischen 2 und 15% im Überzug wird ein nahezu konstanter Rosafarbton geliefert. Die abgeschiedenen Schichten weisen dabei eine gute Duktilität auf.

[0016] Es ist überraschend, daß durch die Mitabscheidung von Zink aus galvanischen zyanidischen Gold-/Kupferbädern ein Rosafarbton bzw. auch ein gelber Farbton erzielt werden kann, nachdem allgemein bekannt ist, daß die Mitabscheidung von Zink in größeren Mengen aus Gold-/Kupferbädern zu mißfarbenen, graustichigen und extrem spröden Schichten führt, im Gegensatz zu Kadmium.

[0017] Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Bad näher erläutern:

1. Aus einem Bad mit 8 g/l Gold als K(Au(CN)₂), 30 g/l Kupfer als K₂(Cu(CN)₄), 40 g/l Zink als K₂(Zn(CN)₄), 5 ^g/¹ K₂CO₃, ⁰,3 g/l H₂Se 0₃ und 8 g/l K₂HPO₄ werden bei 60°C, einem pH-Wert = 9 und Stromdichten von 0,6 - 1 A/dm² rosafarbene Au/Cu/Zn-schichten mit einem Feingehalt von 13-15 kt abgeschieden.

2. Aus einem Bad mit 5 g/l Gold, 7,5 g/l Kupfer und 20 g/l Zink als K₂(Zn(CN)₄), das außerdem 5 g/l K₂CO₃, 0,3 g/l H₂SeO₃ und 16 g/l Kaliumtripolyphosphat enthält, werden bei 65°C, pH = 9,5 und Stromdichten zwischen 1,2 und 1,8 A/dm² 18-karätige rosafarbene Schichten abgeschieden, die ca. 5 Gew% Zink enthalten.

3. Ein Bad mit 4 g/l Gold, 7,5 g/l Kupfer, 10 g/l K₂CO₃, 0,9 g/l H₂SeO₃ und 5 g/l 1- Hydroxyäthan-1, 1-diphosphonsäure ermöglicht bei 75°C und Stromdichten zwischen 1,0 und 1,3 A/dm² die Abscheidung von 16-karätigen Au/Cu/Zn-schichten mit rosa Farbe.

4. Ein Bad mit 4 g/l Gold als K₂(Au(CN)₂), 20 g/1 Kupfer als K₂(Cu(CN)₄), 20 g/l Zn als K₂(Zn(CN)₄), 13 g/l K₂CO₃, 18 g/1 KHCO₃ und 2 ml/1 24%iger Ammoniak ermöglicht bei pH = 10, einer Temperatur von 60°C und einer Stromdichte von 0,8 - 1,2 A/dm² die Abscheidung von 18-karätigen, gelben (2 N) Goldlegierungs- überzügen.

[0018] Die Robustheit und Langzeitstabilität der erfindungsgemäßen Bäder erlaubt einen störungsfreien Betrieb in der Praxis, da auch schwankende Metallgehalte bei konstanten Stromdichten zu gleichbleibenden Schichten führen.

Ansprüche

1. Alkalisches Bad zum galvanischen Abscheiden niederkarätiger rosa- bis gelbfarbener Goldlegierungsschichten mit einem Gehalt an löslichem Goldzyanid, löslichem Kupferzyanid und Kaliumkarbonat bzw. Kaliumhydrogenkarbonat, dadurch gekennzeichnet, daß es 7,5 - 40 g/l Zink als komplezes Ziaksyanid enthält.

2. Alkalisches Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß; es 3 - 10 g/l Gold, 5 - 35 g/l Kupfer und 2,5 - 20 g/l Kaliumkarbonat und/oder Kaliumhydrogenkarbonat enthält.

3. Alkalisches Bad nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es 10 _- 30 g/l Zink als K₂(Zn(OH)₄) enthält.

4. Alkalisches Bad nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenazeichnet, daß es 5 - 25 g/l eines Alkalisalzes einer Phosphor-und/oder Phosphonsäure enthält.

5. Alkalisches Bad nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es an Stelle eines Phosphor- und/oder Phosphonsäuresalzes 0,5 - 5 g/l Ammoniak und/oder ein Amin enthält.

6. Alkalisches Bad nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,2 - 1,5 g/l einer Selen- und/oder Arsenverbindung enthält.

7. Alkalisches Bad nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 5 - 20 g/l eines Chelatbildners enthält.

8. Alkalisches Bad nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es bei pH = 8 - 12 und bei einer Temperatur von 50 - 75°C betrieben wird.