DE102021126252A1 - Layer system and method for producing a layer system - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schichtsystem, umfassend eine Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel und eine alkalische Zink-Nickel-Schicht. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrats, Reinigen des Substrats, Aufbringen einer Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel auf dem gereinigten Substrat, und Aufbringen einer alkalischen Zink-Nickel-Schicht auf der Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel.The present invention relates to a layer system comprising a layer of chemically deposited nickel and an alkaline zinc-nickel layer. The present invention also relates to a method for producing a layer system, the method comprising the following steps: providing a substrate, cleaning the substrate, applying a layer of chemically deposited nickel to the cleaned substrate, and applying an alkaline zinc-nickel layer the layer of electroless nickel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schichtsystem sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems.The invention relates to a layer system and a method for producing a layer system.

Es ist bekannt, galvanische Überzüge auf Bauteilen aus metallischen Werkstoffen, wie zum Beispiel Stahl, Druckguss, Aluminium, Messing oder Buntmetallen, abzuscheiden, um einen Korrosionsschutz zu bewirken. Eine häufig verwendete Beschichtung hierfür ist zum Beispiel eine Zink-Schicht. Zwar lässt sich durch eine Zink-Schicht eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit erreichen, jedoch ist deren Beständigkeit nicht immer ausreichend und es treten Probleme mit Kontaktkorrosion auf, insbesondere in Kombination mit Aluminium. Eine weitere Schicht für den Korrosionsschutz ist eine Zink-Nickel-Schicht. Zink-Nickel-Schichten sind im Vergleich zu herkömmlichen Zink-Schichten weniger problematisch in Hinblick auf Kontaktkorrosion und weisen eine erhöhte Korrosions- und Temperaturbeständigkeit auf. Bei sehr aggressiven Umweltbedingungen und tribologischer Beanspruchung ist jedoch auch die Langlebigkeit der Zink-Nickel-Schichten nicht immer zufriedenstellend.It is known to deposit galvanic coatings on components made of metallic materials, such as steel, die-casting, aluminum, brass or non-ferrous metals, in order to provide protection against corrosion. A frequently used coating for this is, for example, a zinc layer. Although increased corrosion resistance can be achieved with a zinc layer, its resistance is not always sufficient and problems with contact corrosion occur, especially in combination with aluminum. Another layer for corrosion protection is a zinc-nickel layer. Compared to conventional zinc layers, zinc-nickel layers are less problematic with regard to contact corrosion and have increased corrosion and temperature resistance. With very aggressive environmental conditions and tribological stress, however, the longevity of the zinc-nickel layers is not always satisfactory.

Derartige bekannte Schichtsystemen weisen jedoch eine nur geringe Beständigkeit gegen Säuren sowie einen verhältnismäßig geringen Korrosionsschutz bei aggressiver Umgebungsluft auf. Zudem findet bei mechanischer Belastung ein vorzeitiger Verschleiß statt.However, such known layer systems have only a low resistance to acids and a relatively low level of protection against corrosion in aggressive ambient air. In addition, premature wear occurs under mechanical stress.

Daher besteht ein Bedarf an einem Schichtsystem mit einem verbesserten Korrosionsschutz und einer guten thermischen Beständigkeit, welches die oben genannten Nachteile des Standes der Technik überwindet. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schichtsystem bereitzustellen, mit welchem sich ein verbesserter Korrosionsschutz und eine gute thermische Beständigkeit erzielen lassen.There is therefore a need for a layer system with improved corrosion protection and good thermal stability, which overcomes the above-mentioned disadvantages of the prior art. It is therefore an object of the present invention to provide a layer system with which improved corrosion protection and good thermal stability can be achieved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Schichtsystem gemäß Anspruch 1. Das erfindungsgemäße Schichtsystem umfasst eine Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel und eine alkalische Zink-Nickel-Schicht.This object is achieved according to the invention by a layer system according to claim 1. The layer system according to the invention comprises a layer of chemically deposited nickel and an alkaline zinc-nickel layer.

Es hat sich herausgestellt, dass die Kombination aus einer Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel und einer alkalischen Zink-Nickel-Schicht ein Schichtsystem ergibt, dass eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und eine gute thermische Belastbarkeit aufweist. Die chemische Abscheidung der Nickelschicht kann ein Substrat sehr konturgenau abbilden und lässt sich sehr gut mit der alkalischen Zink-Nickel-Schicht kombinieren, sodass die Verbesserung der Oberflächeneigenschaften auch bei komplexen Oberflächenstrukturen gleichmäßig erzielt werden kann. Zudem hat sich gezeigt, dass sich damit verbesserte Eigenschaften bei mechanischer Belastung, eine verbesserte Säurebeständigkeit, sowie ein wesentlich verbesserter Korrosionsschutz bei nachträglichen Montagen realisieren lässt.It has been found that the combination of a layer of chemically deposited nickel and an alkaline zinc-nickel layer results in a layer system that has excellent corrosion resistance and good thermal stability. The chemical deposition of the nickel layer can reproduce a substrate with very precise contours and can be combined very well with the alkaline zinc-nickel layer, so that the improvement in surface properties can be achieved evenly, even with complex surface structures. In addition, it has been shown that improved properties under mechanical stress, improved acid resistance and significantly improved corrosion protection can be achieved with subsequent assemblies.

Bezüglich hierin genannter Normen sei angemerkt, dass, sofern nichts anderes angegeben ist, die jeweils zum 1. Mai 2019 geltende Fassung gemeint ist.With regard to the standards mentioned herein, it should be noted that, unless otherwise stated, the version applicable as of May 1, 2019 is meant.

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und nachfolgend näher beschrieben. Es versteht sich, dass die nachfolgenden Aspekte beliebig miteinander kombinierbar sind, sofern kein logischer Widerspruch besteht.Preferred embodiments of the present invention are described in more detail in the dependent claims and below. It goes without saying that the following aspects can be combined with one another as desired, provided there is no logical contradiction.

Es ist bevorzugt, dass das Schichtsystem ein Substrat umfasst, dass aus einem Metall oder einer Metalllegierung besteht, und wobei die Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel mit dem Metall des Substrats in Kontakt ist.It is preferred that the layer system comprises a substrate consisting of a metal or a metal alloy and wherein the layer of chemically deposited nickel is in contact with the metal of the substrate.

Auch wenn es grundsätzlich denkbar ist, zwischen der Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel und der alkalischen Zink-Nickel-Schicht weitere Zwischenschichten einzufügen, ist es bevorzugt, dass die Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel und die alkalische Zink-Nickel-Schicht miteinander in Kontakt stehen, insbesondere indem die Zink-Nickel-Schicht direkt auf der Nickel-Schicht abgeschieden ist.Even if it is fundamentally conceivable to insert further intermediate layers between the layer of chemically deposited nickel and the alkaline zinc-nickel layer, it is preferable for the layer of chemically deposited nickel and the alkaline zinc-nickel layer to be in contact with one another. in particular in that the zinc-nickel layer is deposited directly on the nickel layer.

Ferner ist es bevorzugt, wenn die Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel eine Dicke von 10 bis 15 µm aufweist. Bei Schichtdicken kleiner als 10 µm für die Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel besteht die Gefahr, dass Korrosionsschutz und thermische Beständigkeit nur in geringem Ausmaß verbessert sind. Grundsätzlich sind Schichtdicken von größer als 20 µm für die Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel möglich. Jedoch tritt keine weitergehende Verbesserung des Korrosionsschutzes und der thermischen Beständigkeit auf, sodass Schichtdicken von über 15 µm für die Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel wirtschaftlich nicht bevorzugt sind. Außerdem besteht die Gefahr, dass sich bei Schichtdicken von über 50 µm Spannungen in der Schicht bilden, sodass es zu Abplatzungen kommen kann.Furthermore, it is preferred if the layer of chemically deposited nickel has a thickness of 10 to 15 μm. In the case of layer thicknesses of less than 10 μm for the layer of chemically deposited nickel, there is a risk that corrosion protection and thermal resistance are improved only to a small extent. In principle, layer thicknesses of greater than 20 μm are possible for the layer of chemically deposited nickel. However, there is no further improvement in the protection against corrosion and the thermal stability, so that layer thicknesses of more than 15 μm for the layer of chemically deposited nickel are not economically preferred. In addition, there is a risk that if the layer is thicker than 50 µm, stresses will form in the layer, which can lead to spalling.

Vorzugsweise weist die Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel einen Phosphorgehalt von größer gleich 10,0 Gew.-% auf. Mit einem solchen Phosphorgehalt können eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit, eine hohe Härte und Haftfestigkeit sowie ein ansprechendes Aussehen des Schichtsystems erzielt werden. Besonders bevorzugt ist der Phosphorgehalt größer gleich 10,0 Gew.-%, da sich dann die Eigenschaften des Schichtsystems in Hinblick auf Härte, Duktilität, Korrosions- und Säurebeständigkeit besonders vorteilhaft erzielen lassen.Preferably, the layer of chemically deposited nickel has a phosphorus content of greater than or equal to 10.0% by weight. With such a phosphorus content, very good corrosion resistance, high hardness and adhesive strength, as well as an attractive appearance of the Layer system can be achieved. The phosphorus content is particularly preferably greater than or equal to 10.0% by weight, since the properties of the layer system with regard to hardness, ductility, corrosion resistance and acid resistance can then be achieved in a particularly advantageous manner.

Die Dicke der alkalischen Zink-Nickel-Schicht liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 15 µm. Bei Schichtdicken von kleiner als 10 µm für die alkalische Zink-Nickel-Schicht besteht die Gefahr, dass der Korrosionsschutz und die thermische Beständigkeit nur in geringem Ausmaß verbessert sind, d.h. die Kombinationswirkung mit der Nickel-Schicht nur gering ausgeprägt ist. Grundsätzlich sind Schichtdicken von größer als 20 µm für die alkalische Zink-Nickel-Schicht möglich. Jedoch tritt keine weitergehende Verbesserung für den Korrosionsschutz und die thermische Beständigkeit auf, sodass Schichtdicken von über 15 µm für die alkalische Zink-Nickel-Schicht wirtschaftlich nicht bevorzugt sind. Außerdem besteht die Gefahr, dass sich bei Schichtdicken von über 50 µm Spannungen in der Schicht bilden, sodass es zu Abplatzungen kommen kann.The thickness of the alkaline zinc-nickel layer is preferably in the range from 10 to 15 μm. With layer thicknesses of less than 10 µm for the alkaline zinc-nickel layer, there is a risk that the corrosion protection and the thermal resistance are improved only to a small extent, i.e. the combined effect with the nickel layer is only slightly pronounced. In principle, layer thicknesses of more than 20 µm are possible for the alkaline zinc-nickel layer. However, there is no further improvement in terms of corrosion protection and thermal stability, so that layer thicknesses of more than 15 μm are not economically preferred for the alkaline zinc-nickel layer. In addition, there is a risk that if the layer is thicker than 50 µm, stresses will form in the layer, which can lead to spalling.

Bezüglich der alkalischen Zink-Nickel-Schicht ist es bevorzugt, dass Nickel in einer Menge vom 5 - 15 Gew.-% vorliegt, bezogen auf 100 Gew.-% der Zink-Nickel-Schicht. Mit einem Nickelgehalt im Bereich von 5 - 15 Gew.-% lassen sich die Effekte der vorliegenden Erfindung besonders gut erzielen, insbesondere die Korrosionsbeständigkeit ist innerhalb dieses Bereichs besonders hoch. Liegt der Nickelgehalt unterhalb 5 Gew.-% oder oberhalb 15 Gew.-% kann die Zink-Nickel-Schicht an Korrosionsbeständigkeit verlieren.Regarding the alkaline zinc-nickel layer, it is preferable that nickel is present in an amount of 5-15% by weight based on 100% by weight of the zinc-nickel layer. The effects of the present invention can be achieved particularly well with a nickel content in the range of 5-15% by weight, and the corrosion resistance in particular is particularly high within this range. If the nickel content is below 5% by weight or above 15% by weight, the zinc-nickel layer can lose corrosion resistance.

Das Schichtsystem der vorliegenden Erfindung kann aus den genannten Schichten aus chemisch abgeschiedenem Nickel und der alkalischen Zink-Nickel-Schicht bestehen. Jedoch ist es bevorzugt, wenn das Schichtsystem die genannten Schichten umfasst und auf der alkalischen Zink-Nickel-Schicht zusätzlich eine Passivierungsschicht, d.h. eine Versiegelung, vorgesehen ist. Besonders bevorzugt ist die Passivierungsschicht Cobalt-frei. Passivierungsschichten, die Cr-IV-frei sind, haben einen blauen, rötlich. irisierenden oder transparenten Farbton, dadurch wird eine weitere Verbesserung des Korrosionsschutze erzeugt. Ferner ist es bevorzugt, wenn auf der Passivierungsschicht auch noch eine Versiegelungsschicht vorgesehen ist. Durch die Verwendung entsprechender Versiegelungen wurden wesentliche Verbesserungen in den Bereichen Korrosionsschutz, Verschleiß und Säurebeständigkeit der Oberflächen festgestellt. Dazu wird vorzugsweise eine anorganisch organische Versiegelung mit tribologischen Eigenschaften auf die passivierte Oberfläche aufgebracht.The layer system of the present invention can consist of the mentioned layers of chemically deposited nickel and the alkaline zinc-nickel layer. However, it is preferred if the layer system comprises the layers mentioned and a passivation layer, i.e. a seal, is additionally provided on the alkaline zinc-nickel layer. The passivation layer is particularly preferably free of cobalt. Passivation layers that are Cr-IV-free have a blue, reddish hue. iridescent or transparent hue, which further improves corrosion protection. Furthermore, it is preferred if a sealing layer is also provided on the passivation layer. Significant improvements in the areas of corrosion protection, wear and acid resistance of the surfaces were found through the use of appropriate seals. For this purpose, an inorganic-organic seal with tribological properties is preferably applied to the passivated surface.

In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, wenn das Schichtsystem aus einem Substrat, auf welchem die Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel angeordnet ist, auf welcher die alkalische Zink-Nickel-Schicht angeordnet ist, auf welcher die Passivierungsschicht angeordnet ist, auf welcher die Versiegelungsschicht angeordnet ist, besteht.In this context, it is particularly preferred if the layer system consists of a substrate on which the layer of chemically deposited nickel is arranged, on which the alkaline zinc-nickel layer is arranged, on which the passivation layer is arranged, on which the sealing layer is arranged is, consists.

Grundsätzlich ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Schichtsystems nicht beschränkt. Besonders vorteilhaft hat sich das erfindungsgemäße Schichtsystem als Beschichtung für ein Beschlag für ein Bauelement erwiesen, insbesondere für ein Fenster oder eine Tür. Daher ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn das Substrat ein Beschlagsystem für ein Bauelement, insbesondere für ein Fenster oder eine Tür ist. Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch ein Bauelement, insbesondere ein Beschlag für ein Fenster oder eine Tür, mit einem erfindungsgemäßen Schichtsystem, gegebenenfalls mit den hierin und den Ansprüchen beschrieben vorteilhaften Ausgestaltungen.In principle, the use of the layer system according to the invention is not restricted. The layer system according to the invention has proven to be particularly advantageous as a coating for a fitting for a component, in particular for a window or a door. It is therefore also advantageous if the substrate is a fitting system for a component, in particular for a window or a door. The present invention therefore also relates to a component, in particular a fitting for a window or a door, with a layer system according to the invention, optionally with the advantageous configurations described herein and in the claims.

Das Schichtsystem der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine Härte auf von 500 bis 600 HV oder mehr.The layer system of the present invention preferably has a hardness of 500 to 600 HV or more.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrats, Reinigen des Substrats, Aufbringen einer Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel auf dem gereinigten Substrat, und Aufbringen einer alkalischen Zink-Nickel-Schicht auf der Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel.The present invention also relates to a method for producing a layer system, the method comprising the following steps: providing a substrate, cleaning the substrate, applying a layer of chemically deposited nickel to the cleaned substrate, and applying an alkaline zinc-nickel layer the layer of electroless nickel.

Vorzugsweise wird bei dem Verfahren ein Schichtsystem erzeugt, wie oben beschrieben.A layer system is preferably produced in the method, as described above.

Ferner ist es bevorzugt, wenn bei dem Schritt des Aufbringens einer Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel das gereinigte Substrat in ein Bad getaucht wird, welches eine Konzentration von Nickel im Bereich von 3 bis 8 g/L, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 5 g/L aufweist. Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn die Bad-Temperatur im Bereich von 80 bis 95°C liegt. Das Bad weist vorzugsweise einen sauren pH-Wert auf, besonders bevorzugt im Bereich von 3,0 bis 6,0, noch bevorzugter im Bereich von 4,5 bis 6,0. Die Abscheidungsrate liegt vorzugsweise nicht über 15 µm/h. Bei höheren Abscheidungsraten ist der Einbau von Phosphor erschwert, sodass bei Abscheidungsraten von 15 µm/h oder weniger vorteilhafte Schichteigenschaften erzielt werden können. In diesem Zusammenhang ist die Abscheidungsrate vorzugsweise im Bereich von 8 bis 12 µm/h. Für die chemische Abscheidung der Nickel-Schicht wird dem Bad ein Reduktionsmittel zugesetzt. Bevorzugt ist das Reduktionsmittel in einer Konzentration im Bereich von 30 bis 50 g/L vorhanden. Grundsätzlich lassen sich verschiedene Reduktionsmittel, wie zum Beispiel Natriumhypophosphit (NaH2PO2), einsetzen. Natriumhypophosphit hat sich als ein besonders geeignetes Reduktionsmittel herausgestellt. Außerdem kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung dem Bad Blei als Stabilisator zugegeben werden. Jeder der genannten Faktoren, d.h. die Nickel-Konzentration, die Temperatur, der pH-Wert, die Abscheidungsrate, die Konzentration des Reduktionsmittels und der Zusatz von Blei trägt für sich dazu bei, eine Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel auf dem gereinigten Substrat zu erzeugen, die in Hinblick auf Härte, Duktilität, Korrosions- und Säurebeständigkeit besonders vorteilhaft ist. Insbesondere ist daher auch jede beliebige Kombination der Faktoren, wie oben beschrieben, bevorzugt.Furthermore, it is preferred if, in the step of applying a layer of chemically deposited nickel, the cleaned substrate is immersed in a bath which has a concentration of nickel in the range from 3 to 8 g/L, particularly preferably in the range from 4 to 5 g/L /L. It has also proven to be advantageous if the bath temperature is in the range from 80 to 95.degree. The bath preferably has an acidic pH, more preferably in the range of 3.0 to 6.0, even more preferably in the range of 4.5 to 6.0. The deposition rate is preferably not more than 15 µm/h. The incorporation of phosphorus is more difficult at higher deposition rates, so that advantageous layer properties can be achieved at deposition rates of 15 μm/h or less. In this connection, the deposition rate is preferably in the range of 8 to 12 µm/h. A reducing agent is added to the bath for the chemical deposition of the nickel layer added. The reducing agent is preferably present in a concentration in the range from 30 to 50 g/l. In principle, various reducing agents such as sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ) can be used. Sodium hypophosphite has been found to be a particularly useful reducing agent. In addition, according to a preferred embodiment, lead can be added to the bath as a stabilizer. Each of the above factors, i.e. nickel concentration, temperature, pH, plating rate, reducing agent concentration and lead addition, individually contribute to producing a layer of electroless nickel on the cleaned substrate, which is particularly advantageous in terms of hardness, ductility, corrosion and acid resistance. In particular, therefore, any combination of the factors as described above is also preferred.

Bei dem Schritt des Aufbringens einer alkalischen Zink-Nickel-Schicht wird das gereinigte und mit Nickel beschichtete Substrat vorzugsweise in ein Bad getaucht, das eine Konzentration von Nickel im Bereich von 0,5 bis 5 g/L, besonders bevorzugt im Bereich von 1,0 bis 3,5 g/L aufweist. Die Konzentration von Zink liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 20 g/L, besonders bevorzugt im Bereich von 4,0 bis 10 g/L. Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn die Bad-Temperatur im Bereich von 10 bis 50°C liegt, besonders vorteilhaft im Bereich von 15 bis 35 °C. Das Bad weist vorzugsweise einen alkalischen pH-Wert auf, besonders bevorzugt von 10,0 oder größer, noch bevorzugter von 13,0 oder größer. Die Abscheidungsrate liegt vorzugsweise nicht über 0,5 µm/min. Für die Abscheidung der alkalischen Zink-Nickel-Schicht wird eine Spannung zwischen dem Substrat und einer Elektrode angelegt. Bevorzugt ist die Stromdichte der Kathode im Bereich zwischen 1 und 10 A/cm2 und die Stromdichte der Anode größer als 4 A/cm2. Jeder der genannten Faktoren, d.h. die Nickel-Konzentration, die Zink-Konzentration, die Temperatur, der pH-Wert, die Abscheidungsrate und die Stromdichte der Anode und Kathode trägt für sich dazu bei, eine Zink-Nickel-Schicht zu erzeugen, die besonders vorteilhaft ist in Hinblick auf den Korrosionsschutz und die Temperaturbeständigkeit. Insbesondere ist daher auch jede beliebige Kombination der Faktoren, wie oben beschrieben, bevorzugt.In the step of applying an alkaline zinc-nickel layer, the cleaned and nickel-coated substrate is preferably immersed in a bath that has a concentration of nickel in the range from 0.5 to 5 g/L, particularly preferably in the range from 1. 0 to 3.5 g/L. The concentration of zinc is preferably in the range from 2 to 20 g/l, particularly preferably in the range from 4.0 to 10 g/l. It has also proven to be advantageous if the bath temperature is in the range from 10 to 50.degree. C., particularly advantageously in the range from 15 to 35.degree. The bath preferably has an alkaline pH, more preferably 10.0 or greater, even more preferably 13.0 or greater. The deposition rate is preferably not more than 0.5 µm/min. For the deposition of the alkaline zinc-nickel layer, a voltage is applied between the substrate and an electrode. The current density of the cathode is preferably in the range between 1 and 10 A/cm 2 and the current density of the anode is greater than 4 A/cm 2 . Each of the factors mentioned, ie the nickel concentration, the zinc concentration, the temperature, the pH value, the deposition rate and the current density of the anode and cathode contributes to producing a zinc-nickel layer that is particularly is advantageous in terms of corrosion protection and temperature resistance. In particular, therefore, any combination of the factors as described above is also preferred.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Beispiels erläutert, wobei das Beispiel die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt.The invention is explained below using an example, but the example does not limit the present invention.

Reinigung:Cleaning:

Ein Stahl-Substrat wurde gereinigt, entfettet und einer Dekappierung mit einer Salzsäurelösung unterzogen.A steel substrate was cleaned, degreased and decapped with a hydrochloric acid solution.

Abscheidung der Nickel-Schicht:Deposition of the nickel layer:

Nach der Reinigung wurde das Substrat in ein Bad getaucht, um Nickel chemisch abzuscheiden. Das Bad enthielt eine Konzentration an Ni(II)-Ionen im Bereich von 4,7 - 5,3 g/L, eine Konzentration von NaH2PO2 × H2O im Bereich von 37,0 - 43,0 g/L und eine Konzentration von Blei im Bereich von 0,20 - 0,60 mg/L, der pH-Wert lag im Bereich von 4,7 bis 5,5. Die Badtemperatur wurde in einem Bereich von 86 bis 93 °C gehalten. Nach einer Stunde war eine Nickel-Schicht von etwa 10 µm abgeschieden.After cleaning, the substrate was immersed in a bath to chemically deposit nickel. The bath contained a concentration of Ni(II) ions ranging from 4.7 - 5.3 g/L, a concentration of NaH 2 PO 2 ×H 2 O ranging from 37.0 - 43.0 g/L and a concentration of lead in the range of 0.20 - 0.60 mg/L, the pH was in the range of 4.7 to 5.5. The bath temperature was maintained within a range of 86 to 93°C. After one hour, a nickel layer of about 10 μm was deposited.

Abscheidung der alkalischen Zink-Nickel-Schicht:Deposition of the alkaline zinc-nickel layer:

Das Substrat mit der darauf chemisch abgeschiedenen Nickel-Schicht wurde elektrolytisch mit einer alkalischen Zink-Nickel-Schicht beschichtet, indem es in ein Bad getaucht wurde, dessen Zinkkonzentration im Bereich von 5,0 - 8,0 g/L lag, dessen NaOH Konzentration im Bereich von 130,0 - 150,0 g/L lag und dessen Nickelkonzentration im Bereich von 1,2 -2,0 g/L Nickel lag. Die Badtemperatur wurde in einem Bereich von 20 bis 27 °C gehalten, die Stromdichte an der Kathode betrug zwischen 1 und 6 A/dm2, die Stromdichte der Anode betrug über 5 A/dm2 . Die Literbelastung wurde bei kleiner gleich 0.7 A/L gehalten. Die alkalische Zink-Nickel-Schicht wurde bis zu einer Dicke von 10 µm abgeschieden.The substrate with the chemically deposited nickel layer thereon was electrolytically coated with an alkaline zinc-nickel layer by immersing it in a bath whose zinc concentration ranged from 5.0 - 8.0 g/L, whose NaOH concentration was in the range of 130.0 - 150.0 g/L and its nickel concentration was in the range of 1.2 -2.0 g/L nickel. The bath temperature was kept in the range from 20 to 27°C, the current density at the cathode was between 1 and 6 A/dm 2 , the current density at the anode was over 5 A/dm 2 . The liter load was kept at less than or equal to 0.7 A/L. The alkaline zinc-nickel layer was deposited to a thickness of 10 µm.

Claims (14)

Schichtsystem, umfassend eine Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel und eine alkalische Zink-Nickel-Schicht.Layer system, comprehensive a layer of electroless nickel and an alkaline zinc-nickel layer. Schichtsystem nach Anspruch 1, wobei das Schichtsystem ein Substrat umfasst, dass aus einem Metall oder einer Metalllegierung besteht, und wobei die Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel mit dem Metall des Substrats in Kontakt ist.shift system claim 1 , wherein the layer system comprises a substrate that consists of a metal or a metal alloy, and wherein the layer of chemically deposited nickel is in contact with the metal of the substrate. Schichtsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel mit der alkalischen Zink-Nickel-Schicht in Kontakt ist.shift system claim 1 or 2 , wherein the electroless nickel layer is in contact with the alkaline zinc-nickel layer. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel eine Dicke von 1 bis 50 µm aufweist.Layer system according to one of the preceding claims, wherein the layer of chemically deposited nickel has a thickness of 1 to 50 µm. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel einen Phosphorgehalt von größer gleich 2,0 Gew.-% aufweist.Layer system according to one of the preceding claims, wherein the layer of chemically deposited nickel has a phosphorus content of greater than or equal to 2.0% by weight. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die alkalische Zink-Nickel-Schicht eine Dicke von 1 bis 50 µm aufweist.Layer system according to one of the preceding claims, wherein the alkaline zinc-nickel layer has a thickness of 1 to 50 µm. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die alkalische Zink-Nickel-Schicht einen Nickelgehalt von 5 - 20 Gew.-% aufweist.Layer system according to one of the preceding claims, wherein the alkaline zinc-nickel layer has a nickel content of 5-20% by weight. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei auf der alkalischen Zink-Nickel-Schicht eine Passivierungsschicht vorgesehen ist.Layer system according to one of the preceding claims, wherein a passivation layer is provided on the alkaline zinc-nickel layer. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Passivierungsschicht Cobalt-frei ist.Layer system according to one of the preceding claims, wherein the passivation layer is cobalt-free. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei auf der Passivierungsschicht eine Versiegelungsschicht vorgesehen ist.Layer system according to one of the preceding claims, wherein a sealing layer is provided on the passivation layer. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bestehend aus einem Substrat, wobei auf dem Substrat die Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel angeordnet ist, wobei auf der Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel die alkalische Zink-Nickel-Schicht angeordnet ist, wobei auf der alkalischen Zink-Nickel-Schicht die Passivierungsschicht angeordnet ist, und wobei auf der Passivierungsschicht die Versiegelungsschicht angeordnet ist.Layer system according to one of the preceding claims, consisting of a substrate, the layer of chemically deposited nickel being arranged on the substrate, the alkaline zinc-nickel layer being arranged on the layer of chemically deposited nickel, with the alkaline zinc-nickel being arranged on the layer of chemically deposited nickel -Layer the passivation layer is arranged, and wherein the sealing layer is arranged on the passivation layer. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Substrat ein Beschlagsystem für ein Bauelement, insbesondere für ein Fenster oder eine Tür ist.Layer system according to one of the preceding claims, wherein the substrate is a fitting system for a component, in particular for a window or a door. Schichtsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Schichtsystem eine Härte aufweist von 500-600 HV.Layer system according to one of the preceding claims, wherein the layer system has a hardness of 500-600 HV. Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrats, Reinigen des Substrats, Aufbringen einer Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel auf dem gereinigten Substrat, und Aufbringen einer alkalischen Zink-Nickel-Schicht auf der Schicht aus chemisch abgeschiedenem Nickel.Method for producing a layer system, in particular according to one of the preceding claims, the method comprising the following steps: providing a substrate, cleaning the substrate, depositing a layer of electroless nickel on the cleaned substrate, and Application of an alkaline zinc-nickel layer to the electroless nickel layer.
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