DE1174127B - Saures galvanisches Zinn-Nickel-Bad - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KI.: C 23 b

Deutsche KL: 48 a - 5/38

Nummer: 1174127

Aktenzeichen: M 46429 VIb/48 a

Anmeldetag: 31. August 1960

Auslegetag: 16. Juli 1964

Die Erfindung ist auf ein verbessertes galvanisches Abscheiden von Zinn-Nickel-Legierungsüberzügen gerichtet. Derartige Überzüge besitzen eine außerordentlich gute Korrosions- und Anlauffestigkeit. Die bisher bekannten Bäder ergeben jedoch oftmals unansehnliehe Überzüge, die narben- bzw. grübchenförmige Vertiefungen enthalten und deshalb leicht korrodieren. Um diese Narben- oder Grübchenbildung zurückzudrängen, ist es im allgemeinen üblich, die Bäder häufig einer Behandlung mit Kohle zu unterwerfen und zu filtrieren. Diese Schwierigkeiten werden noch verstärkt, wenn dicke Abscheidungen von mehr als 13 Mikron erzeugt werden. Es wurde nun ein verbessertes Bad für die galvanische Abscheidung von guten Zinn-Nickel-Niederschlägen gefunden, bei dem die Bildung von Narben oder Grübchen wesentlich zurückgedrängt und oft vollständig unterdrückt ist.

Es wurde gefunden, daß gute Zinn-Nickel-Niederschläge aus sauren Bädern mit einem Gehalt an Zinn+*-, Nickel++-, Chlor"- und Fluor~-Ionen elektrolytisch niedergeschlagen werden können, wenn sie ein sulfoniertes Perfluorcyclohexan oder dessen Salze in einer Menge von 0,05 bis 3 g/I enthalten. Diese Verbindungen sind durch die nachstehende Formel

F₉C

.C-C

SO,X

gekennzeichnet, worin X Wasserstoff, Alkali- oder Erdalkalimetalle, Zinn, Nickel oder Magnesium bedeutet. Dieses Perfluorcyclohexan kann auch durch Alkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen substituiert sein. Beispiele solcher Verbindungen sind Perfluorcyclohexylsulfonsäure, Perfluor-4-methylcyclohexylsulfonsäure, Perfluor-2-methylcyclohexylsulfonsaure, Perfluor-l-methylcyclohexylsulfonsäure, Perfluor-2,5-dimethylcyclohexylsulfonsäure, Perfluor-4-äthylcyclohexylsulfonsäure, Perfluor-4-isopropylcyclohexylsulfonsäure und die Salze dieser Säuren.

Die Menge der sulfonierten cyclischen Kohlenstoffe in den neuen Bädern zur Zurückdrängung der Narbenbzw. Grübchenbildung hängt von den Arbeitsbedingungen ab. Wenn die Bäder stark verunreinigt sind und insbesondere solche Bäder zur elektrolytischen Abscheidung von dicken Schichten mit mehr als 13 Mikron verwendet werden, sind relativ große Mengen des Zusatzes erforderlich. Im allgemeinen Saures galvanisches Zinn-Nickel-Bad

Anmelder:

M & T Chemicals Inc., New York, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Meissner, Berlin 33,

und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Tal 71,

Patentanwälte

Als Erfinder benannt:
Edgar John Seyb jun.,
Oak Park, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 8. September 1959

(838 429)

werden zwischen etwa 0,05 und 3 g/l, vorzugsweise etwa 0,25 und 1 g/l, verwendet.

Die bevorzugten Bäder enthalten Chlorid- und Fluoridionen, Sn++-Ionen in Mengen von 26 bis 37,5 g/l und Nickelionen in Mengen zwischen 60 und 82,5 g/l. Der Gesamtfluorgehalt in den Mischbädern beträgt zwischen 34 und 45 g/l. Der Chloridgehalt ist nicht kritisch. Der pH-Wert wird zwischen 2 und 2,5 gehalten, im allgemeinen durch Zugabe von Ammoniumhydroxyd. Das Bad wird bei hohen Temperaturen, vorzugsweise zwischen 65 und 71° C, verwendet.

In den nachstehenden Beispielen wurden Zinn und Nickel als Legierung mit etwa 65% Zinn und 35% Nickel elektrolytisch aus dem nachstehenden Bad unter den angegebenen Bedingungen abgeschieden. In jedem Fall wurde ein Standardversuch mit dem Bad vor einer Zugabe des Fluorkohlenstoffzusatzes durchgeführt.

Beispiel 1

Stannochlorid SnCl₂ 49 g je Liter

Nickelchlorid NiCl₂ · 6H₂O 300 g je Liter

Ammoniumbifluorid NH₄HF₂ .... 54 g je Liter
Ammoniumhydroxyd, um den pH-Wert auf 2,0 bis
2,5 einzustellen

Temperatur 68°C

Versuchszeit 60 Minuten

Stromdichte 3,7 Amp/dm²

mittlere Stromdichte (etwa 8,1 Amp/dm² am Streifenrand)

409 630/304

Ein Strahlstreifen wurde in dem vorstehenden Bad 1 Stunde elektrolytisch behandelt. Es wurden auf einer Strecke von etwa 5,1 cm entlang der Streifenkante hundertfünfundsechzig Narben- bzw. Grübchenbildungen bei der hohen Stromdichte gezählt. Dann wurden dem Bad 0,75 g Perfluor-4-methylcyclohexylsulfonsäure je Liter als Natriumsalz zugegeben. Darauf wurden bei der hohen Stromdichte entlang der Kante nur vierzehn Narben- oder Grübchenbildungen gezählt. Dies bedeutet eine Herabsetzung der Narben- oder xo Grübchenbildungen um 91% ^an der Kante, an der die Dicke der Abscheidung zu 125 Mikron bestimmt wurde.

Beispiel 2

Zu einem Bad, ähnlich dem nach Beispiel 1, wurden 0,5 g Perfluor-4-methylcyclohexylsulfonsäure je Liter als Natriumsalz zugegeben. Bei Stromdichten von 1, 1,6 und 2,1 Amp/dm² wurden Überzüge von 75, 125 bzw. 120 Mikron Dicke ohne Narben- bzw. Grübchen- a° bildung auf den Streifen abgeschieden. Die Streifen aus dem Bad ohne Hilfsmittel zur Verhinderung der Narben- bzw. Grübchenbildung zeigten eine geringe Narben- bzw. Grübchenbildung bei 1 Amp/dm² und eine stärkere bei 1,6 und 2 Amp/dm².

Die Zinn-Nickel-Überzüge lassen sich direkt auf den meisten Grundmetallen, wie Stahl, Kupfer, Kupferlegierungen, Zinn, Nickel und Nickellegierungen usw. galvanisch abscheiden. Eine übliche Reinigung des Grundmetalls vor der Abscheidung sollte erfolgen. Eine Bronze- oder Kupferunterlage auf einigen Grundmetallen, insbesondere solchen, die in sauren Bädern elektrochemisch aktiv sind, kann zur Erzielung einer maximalen Korrosionsfestigkeit verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Saures galvanisches Zinn-Nickelbad mit einem Gehalt an Zinn¹ +-, Nickel++-, Chlor"- und Fluor~- Ionen, dadurch gekennzeichnet, daß es ein sulfoniertes Perfluorcyclohexan oder dessen Alkali-, Erdalkali-, Zinn-, Nickel- oder Magnesiumsalze in einer Menge von 0,05 bis 3 g/l enthält.

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein sulfoniertes, durch Alkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen substituiertes Perfluorcyclohexan enthält.

3. Bad nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen pH-Wert von etwa 2 bis 2,5 aufweist und 26 bis 37,5 g/l Sn++-Ionen, 60 bis 82,5 g/l Ni++-Ionen, 34 bis 45 g/l F~-Ionen und 0,05 bis 3 g/l sulfoniertes, gegebenenfalls alkyliertes Perfluorcyclohexan oder dessen Salze enthält.

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