CH647821A5 - Verfahren zur elektrolytischen abscheidung von schichten von nickellegierungen mit legierungselementen. - Google Patents
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Description
647821
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Claims (2)
1. Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Schichten von Nickellegierungen mit Legierungselementen aus einem Elektrolyt auf Sulfosalizylsalz-Basis, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrolytisch zu beschichtende Gegenstand nach dem Entfetten zuerst mittels einer Aktivierungslösung abgespült wird, dann elektrolytisch aktiviert wird, wonach er zunächst abgespült und dann in einem Elektrolyt, der Salze der Legierungselemente in einer Konzentration von 0,001 bis 0,25 • 103 mol • nr3 und ein ionogenes und/ oder nichtionogenes Benetzungsmittel in einer Konzentration von 0,002 bis 0,04-103 mol • nr3, und weiter glanzbildende Zusätze in einer Konzentration von 0,01 bis 2,0 g/1 enthält, elektrolytisch metallisiert wird.
2. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, in dem die Legierungselemente Molybdän, Wolfram und Phosphor sind, in dem die Aktivierungslösung Sulfosalizylsäure enthält, in dem die elektrolytische Aktivierung in einer Nickelchloridlösung geschieht, in dem die Spüllösung zusätzlich ein Halogenid in einer Konzentration von 0,01 bis 0,2 • 103 mol • nr3, in dem das ionogene und/oder nichtionogene Benetzungsmittel Lauryl-natriumsulphat ist und in dem als glanzbildende Zusätze Saccharin oder Kumarin eingesetzt werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Schichten von Nickellegierungen mit Legierungselementen, besonders mit solchen Elementen, die die Eigenschaften der elektrolytisch abgeschiedenen Dünnoder Grobschichten verbessern, wie z.B. Molybdän, Wolfram und Phosphor.
Bisher gelingt es nicht, die Schichten von Nickellegierungen mit Legierungselementen, z.B. mit Molybdän oder mit Wolfram erfolgreich abzuscheiden. Die Legierungsschichten von Nickel mit anderen Elementen scheidet man aus Elektrolyten auf Sulphatbasis, die schwache Azidität aufweisen ab, oder aus alkalischen Elektrolysebädern, die Ammoniak und organische Säure enthalten. Die abgeschiedenen Schichten von diesen Legierungen sind durch hohen Spannungs wert charakterisiert, womit sie brüchig werden und ihre Haftfestigkeit zum Grundmaterial ungenügend ist. Aus den oben erwähnten Gründen scheint ihre Ausnutzung in der Praxis problematisch zu sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der oben angeführten Nachteile des Standes der Technik ein verbessertes Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Schichten von Nickellegierungen mit Legierungselementen, insbesondere mit Molybdän, Wolfram und Phosphor zu entwickeln, das aus einem Elektrolyt auf Sulfosalizylsäuresalz-Basis durchgeführt ist.
Das erfmdungsgemässe Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Schichten von Nickellegierungen mit Legierungselementen ist im vorangehenden Patentanspruch 1 charakterisiert. Mittels des erfindungsgemässen Verfahrens kann man übliche technische Materialien, z.B. Stähle, Kupferlegierungen, Nickel überziehen. An metallisierten Gegenständen kann man Dünn- bis Grobschichten aus Legierungsmaterialien mit einer Stärke von 0,5 [im bis ein paar Millimeter erzeugen. Die abgeschiedenen Schichten sind durch gute Haftfestigkeit und durch gute mechanische Eigenschaften gekennzeichnet, ihre Mikrohärtezahl bewegt sich in den Grenzen von 300 bis 800 HM bei gleichzeitig niedrigem Niveau der Makrospannung, die einen Wert von 50 bis 150 MPa hat. Die vorerwähnten Legierungen kann man zur Herstellung funktioneller galvanischer Schichten auf stark beanspruchten Maschinenelementen anwenden, die einer hohen adhesiven Abnutzung ausgesetzt sind. Die Legierungen kennzeichnen sich auch durch eine gute Korrosionsbeständigkeit.
Nachstehend soll das erfmdungsgemässe Verfahren anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
Beispiel 1
Die Welle eines Elektromotors mit einer Minustoleranz von 0,06 mm wurde nach der Entfettung in 8%iger Sulfosalizylsäure abgespült. Danach wurde sie bei einer Temperatur von 25°C aktiviert und weiter in einer Nickelchloridlösung mit einem pH-Wert von 2,0 kathodisch aktiviert. Die elektrolytische Abscheidung wurde in einem Elektrolyt, der 0,75 • 103 mol • m-3 von Nickelsulfosalizylat, 0,005 • 103 mol • nr3 von Natriummolybdänat, 0,04-103 mol • m-3 von Nickelbromid und 1,2 g/1 von Saccharin enthielt, durchgeführt. Die abgeschiedene Schicht des Legierungsmetalls, die bei mittlerer Stromdichte von 7 A.dnr2 abgeschieden wurde, hatte einen Gehalt von 2,4% Molybdän. Ihre Mikrohärte war 490 HM.
Beispiel 2
Ein Bremszylinder wurde nach dem Entfetten in 5%iger Fluoroborsäure bei einer Temperatur von 20°C abgespült. Danach wurde er in einer Nickelchloridlösung mit einem pH-Wert von 2,5 elektrolytisch aktiviert. Die Abscheidung der Legierungsschicht Nickel-Wolfram selbst wurde in einem Elektrolyt mit einer Zusammensetzung von 0,70 • 103 mol • nr3 Nickelsulfosalizylat, 0,05 • 103 mol - m-3 Kaliumjodid, 0,3 • 10 mol • m-3 Borsäure und 0,01 • 103 mol • m-3 Natriumwolframat durchgeführt. Bei kathodischer Stromdichte von 2,5 A.dnr2 wurde eine Schicht mit einer Dicke von 15 um abgeschieden. Die abgeschiedene Schicht hatte einen Gehalt von 3,1% an Wolfram. Ihre Mikrohärte war 730 HM.
Beispiel 3
(Vergleichsbeispiel)
Ein Stahlblech wurde nach der Entfettung in 8%iger Sulfosalizylsäure abgespült. Danach wurde es bei einer Temperatur von 25°C aktiviert, und dann in einer Nickelchlorid-Lösung mit einem pH-Wert von 2,0 kathodisch aktiviert. Die Abscheidung selbst wurde in einem Elektrolyt, der 0,8 • 103 mol • m-3 von Nickelsulfosalizylat, 0,05 • 103 mol • nr3 von phosphoriger Säure (H3PO3), 0,05 • 103 mol • m-3 von Kalium-bromid, 0,8 g/1 von Saccharin, 0,1 g/1 von Kumarin und 0,5 g/1 von Dipropyl-Naphthalinsulfonsäure enthielt, durchgeführt. Mittels des angeführten Verfahrens wurde eine Schicht mit einer Dicke von 30 jj.m abgeschieden. Ihre Mikrohärte, die einen Wert von 738 HM betrug, stieg infolge thermaler Exposition bei einer Temperatur von 450°C und erreichte einen Wert von 1020 HM.
Beispiel 4
Ein Kugellagerring, der eine Minustoleranz von 0,1 mm auswies, wurde entfettet, und nach der Abspülung in 10%iger Sulfosalizylsäure bei einer Temperatur von 20°C aktiviert. Danach wurde er in einer Nickelchloridlösung mit einem pH-Wert von 2,5 kathodisch aktiviert, danach wurde er in einem Elektrolyt, der 0,71 • 103 mol • m-3 Nickelsulfosalizylat, 0,10- 103mol*nr3Eisen(II)-Sulfosalizylat,0,05- 103mol-nr3 Kaliumbromid, und 0,2 g/1 Natrium-Laurylsulfat enthielt, elektrolytisch metallisiert. Bei mittlerer kathodischer Stromdichte von 6 A- dnr2 wurde eine Nickel-Eisen-Legierungs-schicht mit einer Dicke von 0,2 mm, die 14,1% Eisen enthielt, aufgetragen. Nach dem Nachschleifen auf geforderte Abmessungen wurde der Kugellagerring für seine Funktion benutzt.
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