AT107152B - Verfahren zur Herstellung von Chromüberzügen auf elektrolytischem Wege. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von   Chromüberzügen   auf elektrolytischem Wege. 



   Die elektrolytische Abscheidung von metallischem Chrom zum Zwecke der Herstellung von Schutzüberzügen auf andern Metallen, besitzt ein grosses Interesse infolge der grossen Säurefestigkeit und mechanischen Härte des Chroms. Einer weiteren Verarbeitung von Chrom- überzügen an Stelle der bekannten   Vernicklungen   steht aber als Übelstand im Wege, dass das Chrom sich im allgemeinen nur als grauer, pulveriger Niederschlag absetzt, der sich nur mit besonderen Poliermitteln bestenfalls bis zu einem Metallglanz polieren   lässt.   an dem aber nie der Hochglanz zu erzielen ist, wie man ihn bei Vernieklungen durch leichte Behandlung auf einem Schwabbel ohne weiteres erhält. Der Grund hiefür liegt in der so   geschätzten   Härte des Chroms.

   Zwar gelingt es auf hochpolierten   Kupfer- oder Messingfläehen aueh hoeh-   glänzende   Chromniederschläge   in ganz dünnen Schichten zu erzielen, doch lassen diese infolge ihrer geringen Dicke es an einer genügenden Schutzwirkung fehlen. Lässt man den Strom länger wirken. um diekere Schichten zu erzielen, so werden diese wieder grau. Auf Eisen lässt sich im Gegensatz zu Kupfer und Messing auch nicht einmal in dünneren Schichten ein   hochglänzender   Niederschlag erzielen.

   Die Lösung des Problems   hochglänzende   Überzüge von Chrom in genügender Mitteldicke zu erzielen, hat ein besonders   grosses wirtschaftliches   Interesse, da nur durch die Befriedigung der Forderung nach einem glänzenden Aussehen der Niederschläge eine allgemeine Verbreitung der Chromierung an Stelle der Vernicklung gewährleistet ist. 



   Die   österreichische   Patentschrift Nr. 48 306 sucht dieses Problem zu lösen, indem Bäder von Chromsäure angewendet werden, welche Chromoxyd in einem Gewiehtsverhältnis von Chromsäure zu Chromoxyd von 2 : 1 und 1 : 1 enthalten. Besonders glänzend sollen die Niederschläge werden, wenn das   Gewichtsverhältnis   der Chromsäure zu Chromoxyd im Bade mehr als 2 : 1, etwa bis 3 : 1 beträgt. Die Einhaltung dieser Bedingungen ist jedoch äusserst schwierig und erfordert eine dauernde sorgfältige Regulierung des Bades, so dass hiedurch für die Praxis ganz erhebliche Schwierigkeiten entstehen und die Anwendbarkeit   dieser Bäder hiedurch   sehr in Frage gestellt sein dürfte. 



   Es hat sich nun gezeigt, dass dieses Ziel viel leichter und mit grosser Betriebssicherheit zu erreichen ist, wenn gewisse, durch Azidität, Temperatur und Reduktionsgrad gegebene Bedingungen eingehalten werden, die dadurch charakterisiert sind, dass einerseits der Niederschlag völlig oxydfrei sein und anderseits unter Bedingungen entstehen   muss, I, welche pinen     gleichmässigen   Ansatz der Metallkeime gestatten. 



   Geht man zum Zwecke der Abscheidung des Metalles von der Chromsäure oder von der Lösung der Chromate bzw. Bichromate aus, so ist es bekannt, dass in diesen Lösungen an der Kathode eine stufenweise Reduktion auftritt, bis die sich an der Kathode absetzenden Oxyde (bzw. Hydroxyde) zum Metall reduziert sind. Der an der Kathode sich abspielende Vor- 
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 schon von vorneherein auf einen möglichst hohen Reduktionsgrad zu halten und es empfiehlt sich, daher Bäder anzuwenden, welche im wesentlichen aus   2-3-wertigen   Oxyden des
Chroms bestehen und die Chromsäure oder Chromate garnicht oder in geringfügigen Mengen enthalten. 



   Wenn auch Erwärmung und Ansäuerung in gleicher Weise oxydierend auf das Bad wirken, so besteht zwischen den, durch beide Massnahmen hervorgerufenem Effekt doch ein wesentlicher Unterschied, nämlich der, dass bei erhöhter Temperatur (bereits merklich bei
30  C) der Ansatz der Metallkeime sich in auffallender Weise regelmässig und gleichmässig gestaltet, so dass der Niederschlag nicht nur oxydfrei, sondern auch spiegelnd und blank wird. 



   Es hängt dies offenbar mit der Art der gleichzeitig stattfindenden Wasserstoffentwicklung   zu.   sammen, der bei höherer Temperatur und nicht zu hohen Stromdichten in grösseren, nicht mehr so feinen   Bläschen,   als bei Zimmertemperatur   entweieht.   Erst bei weiterer Steigerung der Stromdichte wird seine Entwicklung wieder so lebhaft, dass dann auch wieder ein Pulvrig- werden des Metallniedersehlages auftritt.

   Diese Temperaturerhöhung hat jedoch ihre Grenzen, die dadurch gegeben wird, dass bei Erwärmung das Bad sich, wie ausgeführt, hinaufoxydiert und somit, um eine Metallabscheidung überhaupt zu bekommen, immer wieder höhere Strom- dichten erforderlich sind, welche entweder die   gleichmässige   Abscheidung behindern oder wieder infolge ihrer Stromwärme die Lösung immer noch weiter hinaufoxydieren, so dass das Bad nach kurzer Zeit völlig verdorben ist.

   Man wird infolgedessen zweckmässig nicht Über   500 C   hinausgehen und braucht dies umsoweniger, je höher der Reduktionsgrad und je geringer die   ursprüngliche   Ansäuerung-des Bades ist, die jedoch schon von vorneherein so stark gehalten sein muss, dass die durch Temperaturerhöhung bewirkte Ansäuerung nicht etwa noch nicht aus- reicht, um die Hydroxyde zu zerstören. 



   Die Bedingungen für die Erzielung völlig   hochglänzender   Niederschläge sind also ein möglichst hoher Reduktionsgrad des Bades, zweitens eine geringe Ansäuerung von vorneherein und drittens eine Temperaturerhöhung. Jede dieser Bedingungen allein ist nicht imstande, das Bad so arbeiten zu lassen, dass blanke, hochglänzende Niederschläge entstehen, wohl aber die gleichzeitige Einhaltung dieser drei Bedingungen in der Weise, wie dies ausgeführt worden ist, und seine experimentelle Bestätigung gefunden hat. 



   Bemerkt sei noch bei der Wichtigkeit eines hohen Reduktionsgrades für das Bad, dass es sich gezeigt hat, dass derartige Lösungen in sehr befriedigender Weise gewonnen werden, wenn Chromsäurekristalle oder chromsaure Salze bis zu einer Temperatur, bei der sie freiwillig   Sauerstoff abgeben, also sich reduzieren, unter möglichstem Luftabschluss und Vermeidung von zu starkem Rühren geschmolzen und dann, wenn sie zu sintern anfangen, in Wasser   abgeschreckt bzw. aufgelöst werden. 



   Ausführungsbeispiele : Will man einen grauen dichten   Chromn1ederschlag   erzielen, so nimmt man eine beispielsweise nach vorstehendem Verfahren oder auf andere Weise reduzierte 

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   Chromsäurelösung,   säuert sie nur ein wenig mit einigen Tropfen Schwefelsäure an, hält die Temperatur ungefähr auf 15  C und elektrolysiert. 



   Will man einen hochglänzenden blanken Chromniederschlag erzielen, so nimmt man die gleiche Lösung, erwärmt auf 40-50 C und säuert so lange an bis der Niederschlag völlig hochglänzend ist. 



   Die Spannungen, welche anzuwenden sind, liegen im ersteren Falle zwischen 3, 2 und 6 Volt. je nach der Grösse der Warenoberfläehe und Elektrodenentfernung ; zwischen 3,8 und 6 Volt in letzterem Falle. Die Stromdichten betragen im ersteren Falle auf Eisen bis zu 2   Amp. jdm2,   auf Messing und Kupfer   bis zu 4 Amp./ds hinab   ; im zweiten Falle mindestens das Doppelte.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Chromüberzügen auf elektrolytischem Wege, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung aus Lösungen erfolgt, welche gleichzeitig einen hohen Reduktionsgrad, schwache Ansäuerung und. wenn hochglänzende Überzüge erhalten werden sollen, auch noch eine erhöhte Temperatur aufweisen 2. Verfahren zur Herstellung von einen hohen Reduktionsgrad besitzenden Lösungen für die Chromabscheidung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch Schmelzen von Chromsäure oder Chromaten bis zur REduktionstemperatur und Auslaugen bzw. Auflösen mit Wasser hergestellt werden.