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Verfahren zum galvanischen Abscheiden glänzender, rißfreier Chromüberzüge
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektrolyten zur Herstellung korrosionsbeständiger
rißfreier Glanzchromniederschläge aus einer wäßrigen Chromsäurelösung.
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Seit Einführung der Chrombäder in die galvanotechnische Praxis sind
eine ganze Reihe von Chromsäureelektrolyten in wässerigem Medium entwickelt worden,
die als »Erregerzusatz« verschiedene Fremdsäuren enthalten. So wurden diesen Elektrolyten
unter anderem teils Schwefelsäure, teils Kieselfluorwasserstoffsäure oder auch Gemische
aus eben genannten beiden Säuren zugesetzt, wobei das sogenannte Fremdsäureverhältnis
eine wichtige Rolle spielt. Hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit in angreifenden
Medien zeigen Chromniederschläge aus diesen Bädern ein ganz verschiedenes Verhalten,
das mit der Struktur der erzeugten Chromniederschläge zusammenhängt. So weisen Chromniederschläge
aus schwefelsauren Chrombädern ein sehr weitmaschiges Netzwerk und solche aus kieselfluorwasserstoffsauren
Bädern jedoch ein engermaschiges Netzwerk auf, während Chromniederschläge aus fluoridhaltigen
Chrombädern Netzwerke von sehr geringer Maschenweite aufweisen. Korrosionsversuche
haben nun ergeben, daß die Korrosionsbeständigkeit der Chromniederschläge mit weitmaschigem
Netzwerk sowohl als auch mit engmaschigem Netzwerk mangelhaft ist.
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Durch Untersuchungen ist weiterhin bekannt, daß Chromniederschläge
aus Chrombädern mit Zusätzen von Schwefelsäure und Kieselfiuorwasserstoffsäure,
die ein feines Netzwerk besitzen, einen sogenannten weißen Rost auf der Oberfläche
zeigen, d. h., es entstehen gewisse Korrosionsprodukte mit dem darunter befindlichen
Nickelniederschlag. Man hat andererseits beobachtet, daß auf Chromniederschlägen
aus schwefelsauren Chrombädern, die ein großes Netzwerk bilden, weniger weiße Rostbildung
zu beobachten ist, weil offensichtlich die Abschirmung des Chroms gegenüber dem
Nickel intensiver wirkt.
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Allerdings hat man dabei beobachtet, daß bei Niederschlägen, die ein
grobmaschiges Netzwerk haben, der Hang zur Porenbildung stärker ist. Die Porenbildung
ist in der Gesamtheit von größerem Nachteil für die Korrosionsfestigkeit als die
sogenannte Bildung von geringen Korrosionsprodukten, wie weißer Rost auf der Oberfläche,
weil die Poren meistens bis auf das Eisen durchgehen und dort sehr große lokale
anodische Stromdichten erzeugen, die in der Gesamtheit eine größere Korrosionsgefahr
herbeiführen (roter Rost).
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Man wird deshalb im allgemeinen solchen Bädern den Vorzug geben, die
nur eine geringe Korrosionsbildung zeigen, auch wenn sie über die ganze Oberfläche
verteilt ist, weil der Gesamtangriff des galvanischen Niederschlages doch geringer
ist. Dennoch ist auch diese Art von Korrosionsstellen von Nachteil für die Lebensdauer
verchromter Teile, so daß weitere Untersuchungen sich damit beschäftigen, auch diese
letzte Anfälligkeit von Korrosionsfestigkeit zu beseitigen.
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Die vorliegende Erfindung hat es sich deshalb zur Aufgabe gestellt,
eine allen in der Praxis vorkommenden Ansprüchen an Korrosionsfestigkeit genügende
Chromoberfläche zu erzeugen, d. h., es sollen Chromniederschläge abgeschieden werden,
die weder einen roten Rost zeigen, noch den weißen Rost in Form der Korrosionsprodukte
mit dem Nickel bilden, noch eine Porenbildung zwischen den galvanischen Schichten
und dem Chrom zeigen. Es ist in der vorliegenden Erfindung gelungen, diese Bedingungen
durch eine empfindliche Abstimmung der einzelnen Arbeitswerte zu erreichen.
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Allerdings wäre dann auch das Ergebnis noch nicht befriedigend, wenn
nicht durch eine Kombination eines wässerigen Formierbades aus einer aliphatischen
Oxysäure mit einem Chromsäureelektrolyten die Bedingungen stationär und im laufenden
Betrieb erreicht werden können. Das Verfahren zum galvanischen Abscheiden glänzender,
rißfreier Chromüberzüge nach der Erfindung geht von einem wässerigen Chrombad mit
350 g/1 Chromsäure, 0,2 bis 0;511/o Schwefelsäure und 0,05 bis 0,2511/o Kieselfuorwasserstoffsäure,
bezogen auf Chromsäure, aus und besteht darin, daß die zu verchromenden Gegenstände
zunächst in ein aus der wässerigen Lösung von 10 bis 30 g/1 einer aliphatischen
Oxysäure bestehendes Formierbad getaucht und alsdann im Chrombad bei
einer
Arbeitstemperatur von 47 bis 52° C und einer Stromdichte von 13 bis 20 A/dm2 der
Chromüberzug abgeschieden wird. . .
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Dieses dafür gewählte Vorbehandlungsbad hat den hervorragenden Zweck,
den Chromchromatgehalt im Chromelektrolyten in der Weise zu steuern, daß in dem
beim Eintauchen des Gegenstandes in das Formierbad auf seiner Oberfläche gebildeten
und haltbaren Film ein Reduktionsmittel konstanten Säuregehaltes bereitgestellt
wird, das beim Einfahren des unter Strom gehaltenen Gegenstandes in das Chrombad
sofort mit der Chromsäure reagiert. Das dabei im statu nascendi sich bildende Chromchromat
ist besonders wirksam und verursacht unter Stromeinwirkung eine gleichmäßige Abscheidung
des Chromes.
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Da dieser Reduktionsmittelfilm in ziemlich gleichmäßiger Schichtdicke
auf der gesamten Oberfläche des unter Umständen stark profilierten Gegenstandes
vorhanden ist, werden auch Oberflächenteile einen Chromüberzug erhalten, die infolge
ihrer räumlichen Gestaltung nicht unmittelbar dem Feld der elektrischen Stromlinien
ausgesetzt sind; durch die sofort einsetzende Chromchromatbildung sind sie trotz
des partiell verbleibenden Stromanteils in zufriedenstellender Weise zu verchromen.
Dieser Vorgang begünstigt somit indirekt die Tiefenstreuung des Bades und ebenso
die Stromausbeute. Da die Säurekonzentration im Oberflächenfilm größer ist als im
Bad, wird die Leitfähigkeit des Stromes im Reduktionsfilm und somit im Bad erhöht.
Beispielsweise konnte die Innenfläche von Autostoßstangenhörnern, und Radkappen
vollkommen gleichmäßig und vollständig mit einer Chromschicht überzogen werden.
Bisher mußten solche ungenügend gedeckten Innenflächen zusätzlich entweder mit Aluminiumbronze
gespritzt oder lackiert werden. Alle diese zusätzlichen Arbeitsgänge entfallen beim
Verchromen in dem Chrombade der vorliegenden Erfindung. Außerdem hat sich in der
Praxis bestätigt, daß die Korrosionsfestigkeit all den Ansprächen genügt, die bisher
an solche Niederschläge gestellt wurden.