DE1048755B - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE1048755B DE1048755B DENDAT1048755D DE1048755DA DE1048755B DE 1048755 B DE1048755 B DE 1048755B DE NDAT1048755 D DENDAT1048755 D DE NDAT1048755D DE 1048755D A DE1048755D A DE 1048755DA DE 1048755 B DE1048755 B DE 1048755B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- bath
- ions
- iron
- concentration
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/20—Electroplating: Baths therefor from solutions of iron
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
C2SÜC2SÜ
Die Erfindung betrifft Badzusammensetzungen und ein Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Eisenüberzügen. Sie ist besonders geeignet, um abgenutzte oder aus anderen Gründen Maschinenteile mit Untermaß, die schweren Betriebsbedingungen unterworfen sind, und solche Teile, an denen eine maßhaltige maschinelle Nacharbeit verlangt wird, auf das vorgeschriebene Maß zu bringen, ohne jedoch auf diese Anwendungsfälle beschränkt zu sein. Das Grundmetall, auf welches das Eisen nach der Erfindung niedergeschlagen werden kann, kann selbst Eisen sein oder Stahl, Kupfer oder Messing, aber auch andere Werkstoffe, sofern sie elektrisch leitend sind oder elektrisch leitend gemacht werden können.The invention relates to bath compositions and a method for electrodeposition of Iron coatings. It is particularly suitable for using machine parts that are worn or for other reasons Undersized, subjected to severe operating conditions and those parts that require dimensionally accurate machine reworking to the Bring the prescribed level, but without being limited to these applications. That Base metal on which the iron can be deposited according to the invention can itself Be iron or steel, copper or brass, but also other materials, provided they are electrically conductive are or can be made electrically conductive.
Aus dem Schrifttum sind zahlreiche Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Eisenniederschlägen bekannt. Die Galvanisierbäder bestehen aus einer wäßrigen Lösung von Eisensulfat oder Eisenchlorid oder einem Gemisch beider, die verschiedene Zusätze enthalten können. Bei Eisensulfatbädern ist eine Beweguug des Bades erwünscht, um ein knötchenförmiges Wachstum des Niederschlages zu verhindern und einen Avirtschaftlichen hohen Durchsatz in der Produktion zu erreichen. Gewöhnlich wird die Anode beständig im Bad bewegt oder das Gut in drehende Bewegung versetzt. Ferner müssen Temperatur und Zusammensetzung des Sulfatbades und die Stromdichte sorgfältig überwacht werden. Dennoch sind die Überzüge nicht so gut wie die in Eisenchloridbäderu erzeugten.Numerous processes for the galvanic deposition of iron precipitates are from the literature known. The electroplating baths consist of an aqueous solution of iron sulfate or iron chloride or a mixture of both, which can contain various additives. In iron sulphate baths there is one movement of the bath is desirable in order to prevent the precipitate from growing in nodular form and to achieve an economical high throughput in production. Usually the anode constantly moved in the bathroom or set the goods in rotating motion. Furthermore, temperature and The composition of the sulfate bath and the current density are carefully monitored. Still they are Coatings not as good as those made in ferric chloride baths.
Bei Eisenchloridbädern muß aber mit Temperaturen von etwa 100° C gearbeitet werden. Zum Beispiel
müssen diejenigen Teile, die keinen galvanischen Überzug erhalten sollen, abgedeckt werden. Die dazu
nötigen Abdeckungen sind bei den in Betracht kornmenden Temperaturen aber nicht standfest. Weiter
sind Chloridbäder sehr ätzend, so daß umfangreiche Vorkehrungen zum Schütze der Wannen und Hilfsvorrichtungen
getroffen werden müssen. Weder mit Eisensulfat- noch mit Eisenchloridbädern noch mit
Gemischen beider lassen sich unter gewöhnlichen betrieblichen Verhältnissen gleichmäßig zuverlässige
Überzüge, die später schweren Betriebsbedingungen unterliegen sollen, herstellen. Alle Bäder zeigen eine
beträchtliche Neigung zur Oxydation und bilden in beträchtlichen Mengen unlösliche Ferriverbindungen.
Zudem neigen die Eisenüberzüge aus einem Sulfatoder Chloridbad oder einem Gemisch davon zur
Brüchigkeit. Zwar kann die Brüchigkeit durch nachfolgende Wärmebehandlung verringert werden, aber
die Ergebnisse dieser Behandlung sind nicht immer gleichmäßig, und mitunter müssen so hohe Temperaturen
angewendet werden, daß die Härte des Überzuges leidet. Weiter ist bei jedem der Bäder die Haft-Bad
und Verfahren zur galvanischen
Abscheidung von EisenüberzügenIn iron chloride baths, however, temperatures of around 100 ° C must be used. For example, those parts that are not to be galvanized must be covered. The covers required for this are not stable at the temperatures in question. Furthermore, chloride baths are very corrosive, so that extensive precautions must be taken to protect the tubs and auxiliary devices. Neither iron sulfate nor iron chloride baths nor mixtures of the two can be used to produce uniformly reliable coatings that are later to be subject to severe operating conditions under normal operating conditions. All baths show a considerable tendency towards oxidation and form insoluble ferric compounds in considerable quantities. In addition, the iron coatings from a sulfate or chloride bath or a mixture thereof tend to become brittle. Although the brittleness can be reduced by subsequent heat treatment, the results of this treatment are not always uniform and the temperatures must sometimes be so high that the hardness of the coating suffers. Next with each of the baths is the adhesive bath and method of electroplating
Deposition of iron coatings
Anmelder:Applicant:
Dr. Henderik van der HorstDr. Henderik van der Horst
und Ingenieurbureau »Lernet Chromium«and engineering firm "Lernet Chromium"
H. van der Horst N. V.,H. van der Horst N.V.,
Hilversum (Niederlande)Hilversum (Netherlands)
Vertreter: Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Börsenstr. 17Representative: Dipl.-Ing. W. Mouths, patent attorney,
Frankfurt / M., Börsenstr. 17th
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. Januar 1953Claimed priority:
V. St. v. America January 16, 1953
John Poor, Portville, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt wordenJohn Poor, Portville, NY (V. St. A.),
has been named as the inventor
festigkeit des Eisenüberzuges zum mindesten unter den üblichen Fertigungsbedingungen zu gering und unsicher, als daß die bekannten Verfahren zur Erzeugung von Überzügen in Frage kämen, die so hohen Druck- und Zugbeanspruchungen unterworfen werden, wie sie im heutigen Maschinenbau üblich sind. Hieraus ergibt sich, daß, zumindest für die industrielle Fertigung, die bekannten \^erfahren schlecht geeignet sind.strength of the iron coating, at least under the usual manufacturing conditions, is too low and uncertain than that the known processes for producing coatings would come into question, those so high Compressive and tensile loads are subjected, as they are common in today's mechanical engineering. From this it turns out that, at least for industrial production, the known ones are poorly suited are.
Es sind auch Eisenbäder bekannt, die BF4-Ionen, mehr als 6,5 g Cl-Ionen, NH4-Ionen und zweiwertiges Eisen enthalten.Iron baths are also known which contain BF 4 ions, more than 6.5 g of Cl ions, NH 4 ions and divalent iron.
Die BF4-Ionen sind bei diesem bekannten Eisenbad in so großem Überschuß vorhanden, daß sich während längerer Arbeitsperioden erhebliche Mengen salzähnlicher Stoffe an der Oberfläche der Anode bzw. des diese umgebenden Beutels ansammeln, der damit für den Elektrolyten undurchlässig wird. Die Anodenfläche wird unwirksam, so daß das zweiwertige Eisen der Anode nicht in die Lösung gelangen kann. Die Niederschlagsmenge wird dadurch erheblich verringert. Das Unwirksamwerden der Anodenoberfläche erfolgt auch nicht gleichmäßig auf der ganzen Fläche, so daß auch die niedergeschlagenen Mengen auf den verschiedenen Teilen der Kathode ungleich werden.The BF 4 ions are present in such a large excess in this known iron bath that considerable amounts of salt-like substances accumulate on the surface of the anode or the bag surrounding it, which thus becomes impermeable to the electrolyte. The anode surface becomes ineffective, so that the divalent iron of the anode cannot get into the solution. This significantly reduces the amount of precipitation. The ineffectiveness of the anode surface also does not take place uniformly over the entire surface, so that the amounts deposited on the various parts of the cathode also become unequal.
Das Bad nach der Erfindung enthält demgegenüber einen genau begrenzten Bereich an BF4-Ionen und einen Gesamtgehalt an Säure-Ionen, der gewichts-In contrast, the bath according to the invention contains a precisely limited range of BF 4 ions and a total content of acid ions that is weight-wise
809 729/235809 729/235
3 43 4
mäßig mindestens das 2V2iache der B F4-Ionenmenge pH-Wert zwischen 2 und 5 mittels Gleichstrom untermoderately least 2V2iache of BF 4 -Ionenmenge pH value 2-5 below by means of direct current
beträgt. Verwendung von Eisenanoden gearbeitet.amounts to. Worked using iron anodes.
Damit werden wesentliche Vorteile erreicht. So Eisen als Fernverbindung im Bad ist bis zu einemThis achieves essential advantages. So iron as a long-distance connection in the bathroom is up to one
konnte festgestellt werden, daß z. B. die Bildung Gehalt von 1,5 g/l praktisch unschädlich, bei einerit was found that z. B. the formation content of 1.5 g / l practically harmless at a
dicker galvanischer Niederschläge mit einem Bad der 5 Konzentration von mehr als etwa 3 g/l neigen aberHowever, thick galvanic deposits with a bath of the 5 concentration of more than about 3 g / l tend to be
bekannten Zusammensetzung deshalb nicht möglich die Niederschläge dazu, rauh zu werden,known composition therefore not possible for the precipitates to become rough,
ist, weil die große BF4-Ionenkonzentration den oben- Wenn die für das Ansetzen des Bades benötigtenis because the large BF 4 ion concentration exceeds the above- If the required for the preparation of the bath
erwähnten schädlichen Einfluß erhöht und zusätzlich Stoffe schädliche Metalle enthalten, werden sie in be-mentioned harmful influence increases and substances additionally contain harmful metals, they are in
noch die Bildung wesentlicher Mengen Borfluor- kannter Weise gereinigt. Sollten dennoch einigenor the formation of substantial amounts of borofluorine purified in a known manner. Still some should
wasserstoffsäure verursacht. Es bilden sich dann io Fremdmetalle in das Bad gelangen, so können sie un-Hydrogen Acid. Then io foreign metals get into the bath, so they can un-
stabförmige Kristalle, die sich abwechselnd mit ahn- schädlich gemacht werden, indem z. B. Stahlwolle inrod-shaped crystals, which alternate with ahn- are made harmful by z. B. steel wool in
lieh ausgebildeten Metallkristallen absetzen. Solchen Beuteln in das Bad oder in einen besonderen Reini-borrowed formed metal crystals settle. Such bags in the bathroom or in a special cleaning
Niederschlägen mit den Bädern bekannter Zusammen- gungsbehälter getaucht wird. Auch durch Verwen-Precipitation is immersed with the baths of known composite tanks. Also by using
setzung fehlt jede jegliche Duktilität, selbst nach dung von Hilfskathoden lassen sich manche Verun-there is no ductility whatsoever, even after auxiliary cathodes have been dumped, some
längerer Wärmebehandlung. Die Niederschläge zer- 15 reinigungen und Fremdmetalle entfernen,prolonged heat treatment. Remove the precipitates and 15 foreign metals,
bröckeln beim Biegen zu Pulver. Es konnte auch ge- Auch die Anwesenheit verschiedener organischercrumble into powder when bent. It could also be the presence of various organic
messen werden, daß sich die mit Bädern der Stoffe im Bad ist unerwünscht. Stoffe, die z. B. diebe measured that the with baths of substances in the bathroom is undesirable. Substances that z. B. the
bekannten Zusammensetzung gebildeten Niederschläge Neigung haben, das Bad zu puffern und die Ablage-known composition have a tendency to buffer the bath and the deposit
bei der Wärmebehandlung stark verzogen hatten. Die rungen zu hindern, unterstützen auch den Einschlußhad warped severely during the heat treatment. Preventing the stanchions also helps containment
gemessenen Werte von Erzeugnissen, die mit Bädern 20 von Kohle oder Kohleverbindungen in den Über-measured values of products with baths 20 of coal or coal compounds in the
nach der Erfindung hergestellt waren, zeigten nur zügen. Das ist unerwünscht, wenn z. B. mittels derwere made according to the invention, showed only trains. This is undesirable when z. B. by means of
etwa den zehnten Teil. Überzüge die abgenutzten Flächen schwer belasteterabout the tenth part. Coating the worn surfaces of heavily used
Das Bad nach der Erfindung ist für den Einsatz in Maschinenteile wieder auf ihre ursprünglichen Ab-The bath according to the invention is for use in machine parts back to their original
der Großfertigung neuzeitlicher Galvanisieranstalten messungen gebracht werden sollen. Auch solche Stoffemeasurements are to be brought to the large-scale production of modern electroplating companies. Such substances too
gut geeignet. Der Überzug oder Niederschlag besitzt 25 werden daher in bekannter Weise bis auf unschädlichewell suited. The coating or precipitate is therefore in a known manner except for harmless ones
eine gute Haftfähigkeit, auch wenn er hohen Span- Mengen beseitigt. Es empfiehlt sich, das Bad währendgood adhesion even when removing large amounts of chips. It is best to take the bath during
nungen ausgesetzt wird. Ferner ist der Überzug dicht des ganzen Galvanisierprozesses durch ein Filter undis exposed. Furthermore, the coating is tight throughout the entire electroplating process through a filter and
und leicht zu bearbeiten, wobei unter »Bearbeiten« Aktivkohle gegebenenfalls im Kreislauf zu leiten, umand easy to work with. Under »Edit«, activated carbon should be circulated to if necessary
eine spanabhebende Formgebung verstanden wird. Je es möglichst rein zu halten. Wenn das Bad aber einigea cutting shaping is understood. To keep it as pure as possible. But if the bathroom has some
nach der Arbeitsweise kann der Überzug hart oder 3° Zeit hindurch unbenutzt gestanden hat, soll es vorAccording to the working method, the coating can be hard or has not been used for 3 °, it should be
weich, spröde oder duktil ausgeführt werden und dem Betrieb ebenfalls gereinigt werden,are soft, brittle or ductile and are also cleaned during operation,
kann, wenn er zu spröde ge\vorden ist, durch nach- Der Anteil an Borfluorid BF4 soll nicht unter 10 g/lcan, if it has become too brittle, by after- The proportion of boron fluoride BF 4 should not be below 10 g / l
folgende, an sich bekannte Wärmebehandlung duktil Badlösung liegen. Bei sehr niedrigen Konzentrationenfollowing, per se known heat treatment are ductile bath solution. At very low concentrations
und zäh gemacht werden, ohne daß seine Härte werden die Überzüge rauh, und bei Konzentrationenand toughened without losing its hardness, the coatings become rough, and at concentrations
nennenswert darunter leidet. Er ist glatt, im wesent- 35 unter etwa 10 g/l neigt das Bad zu Ausfällungen vonsuffers significantly from it. It is smooth, and the bath tends to precipitate below about 10 g / l
liehen frei von porösen Stellen und von \rerunreini- Fernverbindungen in unerwünschten Mengen, undloan free of porous bodies and of \ r erunreini- trunks in undesirable amounts and
gungen sowie feinkörnig. Auch mit zunehmender der Anodenangriff ist für gewisse Zwecke zu gering.as well as fine-grained. Even with increasing the anode attack is too low for certain purposes.
Schichtstärke wächst die Korngröße nicht nennens- Dies gilt besonders, wenn die Bestandteile zur Erzeu-Layer thickness does not increase the grain size significantly- This is especially true if the components are used to produce
wert, so daß auch dicke Überzüge im Querschnitt gung verhältnismäßig harter Überzüge eingestelltworth, so that even thick coatings in cross section supply relatively hard coatings
gleichmäßig sind. 40 sind. Bei Mengen über etwa 100 g/l wird die Eisen-are even. 40 are. For quantities above about 100 g / l, the iron
Die Badtemperatur liegt vorteilhaft niedrig. Die anode unzuträglich stark angegriffen. Eine Menge Stromdichte kann verhältnismäßig hoch eingestellt von 30 g/l gibt ausreichenden Schutz gegen die BiI-werden, ohne daß übermäßig hohe Temperaturen oder dung von Fernverbindungen, und mit Konzentraeine lebhafte Bewegung des Bades notwendig wären. tionen von 50 g/l werden keine Vorteile mehr erreicht. Eine geringe Badbewegung, z. B. durch Umpumpen, 45 Die in der Badlösung vorgesehenen NH4-Ionen kann zweckmäßig sein. Die verschiedenen Faktoren halten die Bildung von Fernverbindungen durch bzw. Elemente des Verfahrens können in ihren Oxydation von Ferroverbindungen zurück. Wichtiger Größen mit einem verhältnismäßig großen Spielraum ist jedoch, daß es auch härtere und feinkörnige Übereingestellt werden, und diejenigen unter ihnen, die züge erzeugt. Es wird daher zur Erzeugung relativ zur Veränderung während des Verfahrens neigen, tun 50 harter Überzüge angewendet. Ein solcher Fall liegt dies so langsam, daß der Ablauf trotzdem leicht ge- vor bei Überzügen auf den Innenwänden von Motorsteuert werden kann. zylindern.The bath temperature is advantageously low. The anode is badly attacked. A quantity of current density can be set relatively high, of 30 g / l, gives adequate protection against the BiI, without the need for excessively high temperatures or long-distance connections and, with a concentration, vigorous movement of the bath. With a concentration of 50 g / l, advantages are no longer achieved. A slight bath movement, e.g. B. by pumping, 45 The provided in the bath solution NH 4 ions can be useful. The various factors hold back the formation of remote compounds or elements of the process can hold back in their oxidation of ferrous compounds. More important sizes with a relatively large margin, however, is that harder and finer-grained ones are over-set, and those of them that generate pulls. It will therefore tend to produce relative change during the process, do 50 hard coatings applied. In such a case, it is so slow that the process can nevertheless easily be controlled by the motor prior to coatings on the inner walls. cylinders.
Zur galvanischen Abscheidung von Eisenüber- Die Menge an Cl-Ionen sollte nicht unter etwaFor the galvanic deposition of iron over- The amount of Cl ions should not be less than about
zügen unter Anwendung eines Bades nach der Erfin- 6,5 g/l Lösung betragen; ihre Wirkung wächst mitpuffs using a bath according to the invention amount to 6.5 g / l solution; their impact grows with them
dung werden Eisen-oder Stahlanoden verwendet. Um 55 der Konzentration. Bei 10 bis 14 g/l bekommen dieIron or steel anodes are used. At 55 of concentration. At 10 to 14 g / l they get
zu verhindern, daß der sich an den Anoden bildende Überzüge ein feinkörnige Struktur, die durch An-to prevent the coatings forming on the anodes from developing a fine-grained structure that
Schlamm das Werkstück verunreinigt, ist zwischen lassen auf etwa 315° C zäh und relativ duktil wird.Sludge contaminates the workpiece, is left tough and relatively ductile between being left to around 315 ° C.
diesem und der Anode eine poröse Trennwand vorge- Mit wachsender Konzentration steigt die DehnbarkeitA porous partition wall in front of this and the anode. The greater the concentration, the greater the ductility
sehen, die vorzugsweise aus einem an sich bekannten, der Überzüge noch an. Bei Konzentrationen übersee, preferably from a known per se, the coatings are still on. At concentrations above
um die Anode gelegten Beutel besteht. Bei mehreren 60 etwa 26,5 g/l Lösung vergrößert die Anwesenheit vonbag placed around the anode. At several 60 about 26.5 g / l solution increases the presence of
Anoden kann für jede ein Beutel vorgesehen sein oder Cl-Ionen merklich die Stromdichte, bei der sichAnodes can be provided for each a bag or Cl ions can significantly increase the current density at which
ein gemeinsamer Beutel für eine Anodengruppe. Es Überzüge gewinnen lassen, die trotz der Anwesenheita common bag for one group of anodes. Let it gain coatings in spite of the presence
werden saure, zweiwertiges Eisen, Chlor- oder Chlor- von NH4-Ionen bis zu einer Konzentration von etwaacidic, divalent iron, chlorine or chlorine of NH 4 ions up to a concentration of about
und Sulfat- und Borfluoridionen enthaltende Bäder 13,5 g/l für gewisse Zwecke noch keine zu hohenand baths containing sulphate and boron fluoride ions 13.5 g / l are not too high for certain purposes
\'erwendet mit dem Merkmal, daß sie als Hauptbe- 65 inneren Spannungen aufweisen. Bei einer Konzen-\ 'used with the characteristic that they have internal stresses as the main constituents. At a concentration
standteil zweiwertiges Eisen und Chlorionen ent- tration von etwa 89 g/l ohne Anwesenheit von N H4-component bivalent iron and chlorine ions removal of about 89 g / l without the presence of NH 4 -
halten, wobei die anzuwendenden Mengen an zwei- und S O4-Ionen im Bad (ausgenommen solches S O4',hold, whereby the quantities of two and SO 4 ions to be used in the bath (with the exception of such SO 4 ',
wertigem Eisen mehr als 10 bis 120 g/l, Chlor- und das mit einer kleinen Menge eines Netzmittels hinein-valuable iron more than 10 to 120 g / l, chlorine and that with a small amount of a wetting agent
Borfluoridionen mehr als 26 g/l, davon Borfluorid- gekommen ist) und bei einem pH-Wert von etwa 3,4Boron fluoride, boron fluoride which has come more than 26 g / l) and at a pH value of about 3.4
ionen 10 bis 100 g/l, betragen. Es wird bei einem 70 scheint die größte Dehnbarkeit erreicht zu werden.ions 10 to 100 g / l. The greatest stretchability appears to be achieved at a 70.
Für die meisten Zwecke bewährt sich eine Konzentration von 100 g/l Lösung.For most purposes, a concentration of 100 g / l solution has proven itself.
SO4-Ionen rufen in der Badzusammensetzung eine Reihe von Wirkungen hervor. Sie hemmen den Einfluß der Cl-Ionen in bezug auf die Bildung verhältnismäßig weicher Überzüge, d.h., sie erzeugen härtere Überzüge, als es auf andere Weise möglich ist, sie erhöhen die Leitfähigkeit des Bades in geringem Maße, und zusammen mit B F4-Ionen erhöhen sie den sekundären Anodenangriff. Wenn ein großer Teil des Eisens im Bad als Ferrosulfat vorliegt, verringern sie die Geschwindigkeit der Bildung von Fernverbindungen. Bei den hier behandelten Bädern überwiegt jedoch die überzugshärtende und die den Anodenangriff steigernde Wirkung, und beide wachsen mit der Konzentration.SO 4 ions cause a number of effects in the bath composition. They inhibit the influence of the Cl ions with respect to the formation of relatively soft coatings, ie they produce harder coatings than is otherwise possible, they increase the conductivity of the bath to a small extent, and together with BF 4 ions increase it they attack the secondary anode. If much of the iron in the bath is ferrous sulfate, they reduce the rate of long-distance link formation. In the baths treated here, however, the coating-hardening effect and the effect increasing the anode attack predominate, and both grow with the concentration.
In erster Linie werden sie bei den Bädern nach der Erfindung zur Bildung harter Überzüge angewendet. In Konzentrationen von etwa 155 g/l und darüber beeinträchtigen sie jedoch das Inlösunggehen des Eisens der Anode in unerwünschtem Maße, besonders dann, wenn das Bad längere Zeit ununterbrochen arbeitet. Zweckmäßig wird daher die Konzentration der SO4-Ionen, wenn überhaupt, bis zu einem Maximum von 155 g/l angewendet, wobei eine Konzentration von 138 g/l besonders geeignet ist.They are primarily used in the baths of the invention to form hard coatings. In concentrations of about 155 g / l and above, however, they have an undesirable effect on the dissolution of the iron in the anode, especially if the bath operates continuously for a long period of time. It is therefore expedient to use the concentration of SO 4 ions, if at all, up to a maximum of 155 g / l, a concentration of 138 g / l being particularly suitable.
Die Anwesenheit von Natriumlaurylsulfat verringert die Sprühneigung des Bades und trägt dazu bei, die Bildung poröser Niederschläge zu verhindern. An Stelle von Natriumlaurylsulfat oder zusammen damit können auch andere Natriumsalze schwefelsaurer Fettalkohole oder Gemische dieser Salze oder andere gleichwertige Netzmittel verwendet werden. Es genügen schon sehr kleine Mengen von z. B. etwa 0,1 g/I Lösung.The presence of Sodium Lauryl Sulphate reduces the tendency of the bath to spray and contributes to the Prevent the formation of porous deposits. Instead of or together with sodium lauryl sulphate Other sodium salts of sulfuric acid fatty alcohols or mixtures of these salts or others can also be used equivalent wetting agents are used. Very small amounts of z. B. about 0.1 g / l Solution.
Ganz allgemein kann mit höherer Badtemperatur auch die Stromdichte an der Kathode höher sein. Im allgemeinen ist der Temperaturbereich zwischen etwa 55 und 70° C für alle Zwecke am geeignetsten und der Bereich zwischen 57 und 63° C besonders zu bevorzugen. In general, the higher the bath temperature, the higher the current density at the cathode. in the in general, the temperature range between about 55 and 70 ° C is most suitable for all purposes and the range between 57 and 63 ° C is particularly preferable.
Die Stromdichten an Anode und Kathode können beträchtlich voneinander abweichen. Bei etwa 57° C Badtemperatur erzeugt eine Stromdichte von 16 A/dm2 an der Anode schon eine beträchtliche Polarisation.The current densities at the anode and cathode can differ considerably from one another. At a bath temperature of around 57 ° C, a current density of 16 A / dm 2 at the anode generates considerable polarization.
Der Überzug wird mit steigender Kathodenstromdichte härter, spröder und rauher, und um so mehr entstehen Spannungen.As the cathode current density increases, the coating becomes harder, more brittle and rougher, and all the more so tensions arise.
Stromdichten von etwa 13 A/dm2 an der Kathode stellen die obere Grenze, auch für extrem dünne Überzüge dar. Auf der anderen Seite liegt die untere Grenze in der Größenordnung von etwa 0,54 A/dm2. Da auch mit geringerer Stromdichte die Bildung einer Schicht bestimmter Stärke um so länger dauert, ist eine Stromdichte von etwa 4,3 A/dm2 als Richtlinie im allgemeinen für alle Zwecke ausreichend.Current densities of about 13 A / dm 2 at the cathode represent the upper limit, even for extremely thin coatings. On the other hand, the lower limit is in the order of magnitude of about 0.54 A / dm 2 . Since the formation of a layer of a certain thickness takes longer, even with a lower current density, a current density of about 4.3 A / dm 2 is generally sufficient as a guideline for all purposes.
Je höher der pH-Wert des Bades ist, desto größer ist die Bildung von Fernverbindungen. Damit ist in jedem Falle der höchstzulässige pH-Wert gegeben; er liegt bei 5. Bei einem zu niedrigeren pH-Wert, etwa unter 2, neigen die Überzüge zu Sprödigkeit und inneren Spannungen. Der Bereich der zulässigen Ph"Werte liegt daher zwischen 2 und 5.The higher the pH value of the bath is, the greater is the formation of long-distance connections. Thus, in any case, the maximum pH value is given; he is 5. At a lower pH value, such as below 2, the coatings become brittle and tend internal stresses. The range of permissible Ph "values is therefore between 2 and 5.
Unter Berücksichtigung aller Umstände sind daher für die Eisengalvanisierung Badtemperaturen zwischen 57 und 66° C, Kathodenstromdichten von etwa 4,3 A/dm2 und pH-Werte zwischen 3 und 3,8 empfehlenswert. Für harte, zähe Überzüge, die ohne besondere Schwierigkeiten maschinell bearbeitbar sind, und solche, die schweren Beanspruchungen ausgesetzt sind, ist bei gleicher Temperatur und Stromdichte ein pH-Wert von 3,3 bis 3,7 ratsam. Innerhalb dieser Bereiche erzeugen — als allgemeine Regel ■— die niedrigeren pH-Werte die größere Dehnbarkeit, die höheren pH-Werte die größere Härte nach der Wärmebehandlung.Taking into account all circumstances are therefore used for Eisengalvanisierung bath temperature 57-66 ° C, cathode current densities of about 4.3 A / dm 2 and p H values from 3 to 3.8 recommended. For hard, tough coatings which are machinable without any particular difficulty, and are exposed to those heavy loads, at the same temperature and current density is a pH value from 3.3 to 3.7 advisable. Produce within these areas - as a general rule ■ - the lower p H values, the greater extensibility, the higher p H values, the greater hardness after heat treatment.
Bei der vorgeschlagenen Temperatur und Stromdichte erhält man die weichsten und duktilsten Überzüge unmittelbar aus einem Bad, das keine NH4- oder S O4-Ionen enthält (außer dem etwa vorhandenen Gehalt in dem Netzmittel) und das einen pH-Wert von etwa 3,2 bis 3,5 hat.In the proposed temperature and current density, the softest and most ductile coatings are obtained directly from a bath containing no NH 4 - or SO contains 4 ions (except as existing content in the wetting agent) and a pH value of about 3, 2 to 3.5 has.
Eisenüberzüge nach dem Verfahren der Erfindung können entweder relativ weich und duktil oder härter, mit inneren Spannungen und sogar ziemlich spröde hergestellt werden, je nach Wahl der einzelnen Ionen und ihrer Konzentrationen, des pH-Wertes, der Temperatur des Bades und der Kathodenstromdichte.Iron coatings according to the method of the invention can either be relatively soft and ductile or harder, with internal stresses, and even quite brittle prepared depending on the choice of the individual ions and their concentrations, the p H -value, the temperature of the bath and the cathode current density.
Die wässerige Lösung der verschiedenen Bestandteile kann auf verschiedene Weise angesetzt werden. Wichtig ist dabei nur, daß Borfluoridionen vor den anderen Bestandteilen (mit Ausnahme solcher, wie Ferroverbindungen, die das Borfluorid als Kation begleiten) in der Lösung sind. Auf diese Weise verhindern die Borfluoridionen die Bildung unlöslicher oder schwerlöslicher Fernverbindungen. Für das Ansetzen und Reinigen des Bades empfiehlt es sich wie folgt vorzugehen.The aqueous solution of the various components can be prepared in various ways. The only important thing here is that boron fluoride ions are removed from the other components (with the exception of those such as Ferrous compounds that accompany the boron fluoride as a cation) are in the solution. In this way, the boron fluoride ions prevent the formation of insoluble ones or difficult to dissolve long-distance connections. For preparing and cleaning the bath it is recommended like proceed as follows.
Etwa die Hälfte der benötigten Wassermenge wird auf 48 bis 66° C erwärmt, um die Auflösung der Salze zu beschleunigen. Dann wird die für die Borfluoridionen entsprechende Menge Ferroborfluorid (Fe(B F4)2) zugesetzt. Nach Auflösung werden so viel Sulfate und Chloride zugesetzt, wie für die Ionenkonzentration nötig ist. Dem auf 48 bis 66° C vorgewärmten Wasser werden bis zu 75% oder mehr des fertigen Bades zugesetzt und gut verrührt unter Vermeidung des Einrührens von Luft.About half of the required amount of water is heated to 48 to 66 ° C in order to accelerate the dissolution of the salts. Then the amount of ferroboron fluoride (Fe (BF 4 ) 2 ) corresponding to the boron fluoride ions is added. After dissolution, as much sulfates and chlorides are added as is necessary for the ion concentration. Up to 75% or more of the finished bath is added to the water, which has been preheated to 48 to 66 ° C., and the mixture is stirred well while avoiding stirring in air.
Sobald alles Salz gelöst ist, wird Stahlwolle zugesetzt, um den pH-Wert der Lösung auf 4 oder höher zu bringen. Gewöhnlich genügen 5 bis 10 g auf den Liter Lösung. Der Zweck dieses Zusatzes ist auch, Verunreinigungen, die mit den Salzen in die Lösung gekommen sind, auszufällen, etwa vorhandene Fernverbindungen in Ferroverbindungen zu reduzieren und die in den Salzen enthaltene Säure zu neutralisieren. Die Reaktion mit der Stahlwolle kann beschleunigt werden, wenn die Lösung auf einer Temperatur von 48 bis 66° C gehalten wird; bei einer Temperatur von 54° C oder mehr ist die Reaktion über Nacht beendet. Es tritt eine beträchtliche Gasentwicklung ein, die ein Sprühen zur Folge hat. Durch Zusatz von wenig Netzmittel (etwa 0,04 g/l Lösung) kann das Sprühen vermindert werden.Once all the salt is dissolved, steel wool is added to bring the pH value of the solution to 4 or higher. Usually 5 to 10 g per liter of solution is sufficient. The purpose of this addition is also to precipitate impurities that have come into the solution with the salts, to reduce any remote compounds present in ferrous compounds and to neutralize the acid contained in the salts. The reaction with the steel wool can be accelerated if the solution is kept at a temperature of 48 to 66 ° C; at a temperature of 54 ° C. or more, the reaction is completed overnight. Considerable gas evolution occurs, which results in spraying. Spraying can be reduced by adding a little wetting agent (approx. 0.04 g / l solution).
Sobald der pH-Wert auf 4 oder darüber gestiegen ist, werden der Lösung 3 bis 5 g/l Aktivkohle und eine gleiche Menge Filtrierhilfsmittel zugesetzt und gerührt, bis die Verunreinigungen absorbiert sind.As soon as the pH value increased to 4 or higher, the solution are added 3 to 5 g / l activated charcoal and an equal amount of filter aid and stirred, until the absorbed impurities.
Dies kann 3 Stunden oder langer dauern. Zugleich mit dieser Reinigung werden auch die Netzmittel entfernt. Anschließend wird filtriert. Dann wird die vorgesehene Menge Netzmittel in wenig heißem Wasser gelöst und der gefilterten Badlösung zugesetzt. Anschließend wird das restliche Wasser hinzugefügt und sorgfältig umgerührt. Soweit nötig, wird konzentrierte Schwefelsäure (H2 S O4) hinzugesetzt, um den pjj-Wert auf 3,3 bis 3,7 zu senken. Vor dem Gebrauch läßt man das Bad einige Stunden elektrolytisch arbeiten, um seine Eigenschaften zu verbessern.This can take 3 hours or more. At the same time as this cleaning process, the wetting agents are also removed. It is then filtered. Then the intended amount of wetting agent is dissolved in a little hot water and added to the filtered bath solution. Then the remaining water is added and carefully stirred. If necessary, concentrated sulfuric acid (H 2 SO 4 ) is added in order to lower the pjj value to 3.3 to 3.7. Before use, the bath is electrolytically allowed to work for a few hours in order to improve its properties.
Claims (1)
Deutsche Patentschrift Nr. 252 875;
USA.-Patentschriften Nr. 2 523 160, 2 524 010;
»Galvanotechnik (früher P f anh au s e r)«, 1949, S. 103/104, 204 bis 206 und 952 bis 954.Considered publications:
German Patent No. 252 875;
U.S. Patent Nos. 2,523,160, 2,524,010;
»Galvanotechnik (formerly P f anh au ser)«, 1949, pp. 103/104, 204 to 206 and 952 to 954.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US331725A US2745800A (en) | 1953-01-16 | 1953-01-16 | Electroplating with iron |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1048755B true DE1048755B (en) | 1959-01-15 |
Family
ID=23295111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT1048755D Pending DE1048755B (en) | 1953-01-16 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US2745800A (en) |
BE (1) | BE522608A (en) |
CH (1) | CH327296A (en) |
DE (1) | DE1048755B (en) |
ES (1) | ES211670A1 (en) |
FR (1) | FR1146512A (en) |
GB (1) | GB755635A (en) |
NL (2) | NL180512B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3422327A1 (en) * | 1984-06-15 | 1985-12-19 | Fürstlich Hohenzollernsche Hüttenverwaltung Laucherthal, 7480 Sigmaringen | Process for producing a sliding layer of white metal on lead bronze surfaces of steel/lead bronze babbitt bearings |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE548025A (en) * | 1956-05-23 | |||
US2986499A (en) * | 1958-01-17 | 1961-05-30 | Du Pont | Electropolishing steel |
US3282809A (en) * | 1962-11-07 | 1966-11-01 | Clevite Corp | Iron coating for refractory metal |
US3481638A (en) * | 1963-12-13 | 1969-12-02 | Dryden Hugh L | Method of forming ceramic-to-metal seal |
US3415556A (en) * | 1963-12-13 | 1968-12-10 | Nasa | Ceramic-to-metal seal and method of making same |
US3345212A (en) * | 1964-02-18 | 1967-10-03 | Esb Inc | Electrolytic process for preparing iron |
US3477876A (en) * | 1966-06-13 | 1969-11-11 | Dow Chemical Co | Galvanic cell employing iron cathode and method of producing galvanic cathode having activated iron surface |
US3753664A (en) * | 1971-11-24 | 1973-08-21 | Gen Motors Corp | Hard iron electroplating of soft substrates and resultant product |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB154282A (en) * | 1919-08-06 | 1920-11-08 | Sherard Osborn Cowper Coles | Improved process for building up undersized parts of machinery |
US1562710A (en) * | 1920-07-27 | 1925-11-24 | Madsenell Corp | Method of treating metallic objects and resulting products |
US1516326A (en) * | 1921-10-12 | 1924-11-18 | Electrolytic Iron Inc | Manufacture of electrolytic iron |
US1607960A (en) * | 1923-06-26 | 1926-11-23 | Madsenell Corp | Method and means for electrodepositing nickel metals and the resulting products |
US1567625A (en) * | 1925-01-23 | 1925-12-29 | Joseph A Smith | Plated article and its manufacture |
US1645927A (en) * | 1926-03-05 | 1927-10-18 | Metals Prot Corp | Chromium plating |
US1780213A (en) * | 1926-10-07 | 1930-11-04 | Vincent M Vertucci | Method of preparing chromium-plated ferrous articles |
US1862745A (en) * | 1928-12-12 | 1932-06-14 | Fuller | Process for electrodepositing iron |
US1937068A (en) * | 1929-07-31 | 1933-11-28 | Ernst Kelsen | Method of depositing iron electrolytically |
US1912430A (en) * | 1929-08-19 | 1933-06-06 | Richardson Co | Electrolytic process of producing ductile iron |
US2092130A (en) * | 1936-05-19 | 1937-09-07 | Meaker Company | Anodic cleaning process |
US2359224A (en) * | 1940-04-29 | 1944-09-26 | Knol Kornelis Swier | Electromagnetic device |
US2304709A (en) * | 1940-10-31 | 1942-12-08 | Thomas Steel Company | Method of coating ferrous articles |
US2420403A (en) * | 1943-02-25 | 1947-05-13 | Champion Paper & Fibre Co | Electrodeposition of iron |
US2465747A (en) * | 1945-04-30 | 1949-03-29 | Rca Corp | Apparatus for electroplating metal |
US2523160A (en) * | 1947-11-28 | 1950-09-19 | Allied Chem & Dye Corp | Electrodeposition of metals |
US2580681A (en) * | 1948-08-24 | 1952-01-01 | Sulphide Ore Process Company I | Method of treating the electrolyte in the electrodeposition of iron |
-
0
- NL NL100872D patent/NL100872C/xx active
- DE DENDAT1048755D patent/DE1048755B/de active Pending
- BE BE522608D patent/BE522608A/xx unknown
- NL NLAANVRAGE7410367,B patent/NL180512B/en unknown
-
1953
- 1953-01-16 US US331725A patent/US2745800A/en not_active Expired - Lifetime
- 1953-08-28 FR FR1146512D patent/FR1146512A/en not_active Expired
- 1953-09-16 CH CH327296D patent/CH327296A/en unknown
- 1953-10-14 ES ES0211670A patent/ES211670A1/en not_active Expired
-
1954
- 1954-01-15 GB GB1298/54A patent/GB755635A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3422327A1 (en) * | 1984-06-15 | 1985-12-19 | Fürstlich Hohenzollernsche Hüttenverwaltung Laucherthal, 7480 Sigmaringen | Process for producing a sliding layer of white metal on lead bronze surfaces of steel/lead bronze babbitt bearings |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB755635A (en) | 1956-08-22 |
CH327296A (en) | 1958-01-31 |
US2745800A (en) | 1956-05-15 |
FR1146512A (en) | 1957-11-13 |
NL180512B (en) | |
ES211670A1 (en) | 1954-02-16 |
BE522608A (en) | |
NL100872C (en) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3213384C2 (en) | ||
DE1116013B (en) | Electrolyte for the cathodic removal of foreign matter from ferrous metals | |
DE2359021A1 (en) | PICKLING SOLUTION AND METAL PICKLING METALS | |
EP0064790A1 (en) | Method of phosphating metals, as well as its use in the electrodip painting pretreatment | |
DE1496916B1 (en) | Cyanide-free, galvanic bath and process for the deposition of galvanic coatings | |
DE1048755B (en) | ||
CH683527A5 (en) | Cobalt and nickel-free Sealing preparations. | |
DE1090910B (en) | Bath and process for the galvanic deposition of copper, in particular on aluminum and its alloys | |
DE959242C (en) | Bath for the galvanic deposition of antimony or antimony alloys | |
DE2319197B2 (en) | AQUATIC BATH AND METHOD FOR GALVANIC DEPOSITION OF A DUCTILE, ADHESIVE ZINC COATING | |
DE942429C (en) | Process for the electrolytic deposition of iron-chromium alloys | |
DE685630C (en) | Electrolytic deposition of brass | |
DE3033961C2 (en) | Aqueous bath for anodically removing metal coatings from a different base metal and a method for anodically removing metal coatings using this bath | |
DE2208327A1 (en) | Process for electroplating metal | |
DE2137551A1 (en) | PRE-TREATMENT OF STEEL SHEETS THAT ARE COATED AFTER A SHAPING | |
DE2032867C3 (en) | Galvanic gold bath and process for the deposition of even, thick gold coatings | |
DE2646881A1 (en) | METHOD OF GALVANIZATION | |
DE2352970A1 (en) | CORROSION-RESISTANT METAL COATINGS CONTAINING ELECTRICALLY DEPOSITED NICKEL AND MICROPOROUS CHROME | |
DE1016527B (en) | Bath and process for the galvanic production of leveling iron, iron-nickel or iron-nickel-zinc coatings | |
DE2147257A1 (en) | Galvanic bath and process for the deposition of semi-glossy nickel coatings | |
DE2729423A1 (en) | WEAR RESISTANT ZINC OBJECTS AND PROCESS FOR THEIR PRODUCTION | |
DE3108484A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING PHOSPHATE COATINGS ON METAL SURFACES | |
DE3217145A1 (en) | Method for cleaning, degreasing and activating metal surfaces | |
DE3347593A1 (en) | AQUEOUS ALKALINE CYANIDE-FREE COPPER ELECTROLYTE AND METHOD FOR GALVANICALLY DEPOSITING A GRAIN-REFINED DUCTILE AND ADHESIVE COPPER LAYER ON A CONDUCTIVE SUBSTRATE | |
DE914337C (en) | Process for the cathodic production of hydroxydic, oxide and carbonate protective layers on metals |