DE1187097B

DE1187097B - Verfahren zum galvanischen Abscheiden von Metallueberzuegen auf Metalle

Info

Publication number: DE1187097B
Application number: DEM47301A
Authority: DE
Inventors: Leon Ades
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1959-12-11
Filing date: 1960-12-03
Publication date: 1965-02-11
Also published as: CH388059A; BE597497A; FR1251464A; ES263408A1

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C23b

Deutsche Kl.: 48 a-5/62

Nummer: 1187097

Aktenzeichen: M 47301VI b/48 a

Anmeldetag: 3. Dezember 1960

Auslegetag: 11. Februar 1965

Es ist bekannt, auf Metalle zum Zwecke des Schutzes und der Dekoration metallische Schichten auf elektrolytischem Wege aufzubringen. Überzüge aus Blei, Zinn, Tellur, Antimon oder deren Legierungen wurden zum Korrosionsschutz von Eisen und Stahl, deren Oberfläche zuvor mit einer verhältnismäßig dicken Phosphatschicht versehen war, bereits vorgeschlagen.

Es wurde nun gefunden, daß man eine verbesserte Haftfestigkeit und einen erhöhten Korrosionswiderstand von auf galvanischem Wege auf Metalle aufgebrachten Metallschiehten, insbesondere von Zink, Nickel, Chrom, Kupfer, Messing, Zinn oder Cadmium, erzielen kann, indem man auf die Metalloberfläche, insbesondere Eisenoberflächen, vor der galvanischen Behandlung einen Phosphatüberzug mit einem Schichtgewicht von 0,2 bis 10 g/m² mittels einer mindestens einen Oxydationsbesehleuniger, vorzugsweise ein Nitrat, Chlorat oder eine Mischung von beiden, enthaltenden sauren Monozink- oder Monomanganphosphatlosung aufbringt. Vorzugsweise werden Zinkphosphatlösungen benutzt, weil nach ihrer Anwendung glänzendere Metallüberzüge erzielbar sind.

Die Phosphatierung kann entsprechend den üblichen Methoden durch Tauchen in die oder Spritzen mit der Lösung bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und Siedetemperatur durchgeführt werden.

Die mit einem Phosphatüberzug von 0,2 bis 10 g/m* Schichtgewieht versehenen Werkstücke werden vorzugsweise mit Wasser und anschließend mit einer Lösung, deren pH-Wert dem des galvanischen Bades entspricht, gespült und dann unter Strom in das galvanische Bad eingeführt.

Als galvanisches Bad können die klassischen alkalischen oder sauren Lösungen unter den normalen Arbeitsbedingungen verwendet werden, wobei man anfangs bei einer höheren Stromdichte arbeitet, die nach einigen Sekunden auf die normale Stromdichte züfückgefühft wird.

Die folgenden Beispiele zeigen die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung auf die Beschichtung von Werkstücken aus Eisen oder Zink oder deren Legierungen. Vor der galvanischen Behandlung wurden die Werkstücke zunächst mit Hilfe der nachstehend näher beschriebenen Phosphatierungsbäder unter den angegebenen Bedingungen phosphatiert.

Beispiel 1

Monozinkphosphat 18 g/l

Zinknitrat 4 g/l

Verfahren zum galvanischen Abscheiden von Metallüberzügen auf Metalle

Anmelder:

Metallgeselisehaft Aktiengesellschaft, Frankfurt/M^ Reuterweg 14

Als Erfinder benannt:

Leon Ades, Bois-Colombes, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 11. Dezember 1959 (812 876)

Phosphorsäure 3 g/l

Natriumchlorat 7,5 g/l

Dieses Bad hatte die folgenden Kennzahlen:

Freie Azidität 4 bis

4,8 Punkte Gesamtazidität 27 bis

30 Punkte

Temperatur 65 bis 70° C

Behandlungsdauer im Tauchen 5 bis

10 Minuten Erhaltenes Schichtgewicht ... 1,5 bis 8 g/m²

Beispiel 2

Monozinkphosphat 7,5 g/l

Zinknitrat lö g/l

Phosphorsäure 3,4 g/l

Dieses Bad hatte die folgenden Kennzahlen:

Gesamtazidität 20 Punkte

Temperatur 80 bis 85° C

Behandlungsdauer im Tauchen 5 bis

10 Minuten Erhaltenes Schichtgewicht ... 2 bis 10 g/m²

Beispiel 3

Monomanganphosphat 48 g/l

Mangannitrat 6 g/I

Phosphorsäure 7 g/l

Dieses Bad hatte die folgenden Kennzahlen:

Freie Azidität 9 bis 11 Punkte

Gesamtazidität 60 Punkte

Temperatur 95° C

Behandlungsdauer im Tauchen 15 Minuten

Erhaltenes Schichtgewicht ... 2 bis 10 g/m²

509 508/288

Beispiel 4

Mooozinkphosphat 8 g/l

Zouknitrat 4,5 g/l

Kalziunmitrat 15 g/l

Phosphorsäure 3 g/l

Dieses Bad hatte die folgenden Kennzahlen:

Freie Azidität 3,8 Punkte

Gesamtaziditat..... / 22-Punkte

Temperatur 85⁰C

Behandlungsdauer im Tauchen 5 bis

10 Minuten Erhaltenes Schichtgewicht ... 1 bis 6 g/m²

Nach der Phpsphatierung in den einzelnen der vorgenannten Bäder wurden die Werkstücke zunächst mit Wasser und dann mit einer verdünnten Natriumcyanidlösung (wenn ein alkylisches galvanisches Bad verwendet werden soll) oder mit einer verdünnten Salzsäure (wenn das galvanische Bad sauer ist) gespült ϊϊίβ Werkstücke wurden anschließend unter Sütom in eines der im folgenden näher gekennzeichneten galvanischen Bäder eingeführt.

Beispiel 5

Cadmiumbad

Cadmium-Natrium-

DoppefcyanM 40 g/l

Natriumcyanid '„ 30 g/l

Ätznatron 10 g/l

übliche (Xänzmittel 3 g/l

Normale Stromdichte 1 bis

'"tfv 'U ■■)·■- l,5Amp./dm² Spannung 1 bis 3 V

Raumtemperatur; Behandlungsdauer veränderlich: auf 20 Minuten festgesetzt für die Versuche.

' ';■■■ Beispiel 6

Zinkbad <

Zänkcyaoid 60g/l

Natriumcyanid ............. 42 g/l

Soda 75g/l

Übfiche G&nzer 20 cm^s/l

Normale Stromdichte 3Amp./dm²

Spannung . .,.._v>....... 3 bis 4 V

Raumtemperatur; Behandlungsdauer veränderlich: auf 20 Minuten festgesetzt für die Versuche!

Bf ispiel 7

Kupferbad

Kupfercyaoid 30g/l

Natriulncyanid .'. 37,5 g/l

Karbonat 25 g/l

Ätznatron 10 g/l

Rocheüeaafc .. M 45 g/l

Normale Stromdichte 2 bis

. 3 Amp./dm²

Temperatur 50 bis 55° C

Behandlungsdauer veränderlich: auf 10 Minuten festgesetzt für die Versuche.

Beispiel 8

Messingbad

Kupfercyanid 30 g/l

Zinkcyanid 10 g/l

Natriumcyanid 50 g/l

Natriumkarbonat 30 g/l

Normale Stromdichte 0,3 Amp./dm²

Temperatur 20 bis 30° C

Spannung 2 V

Behandlungsdauer veränderlich: auf 20 Minuten festgesetzt für die Versuche.

Beispiel 9
Zinnbad

Natriumstannat .... 80 g/l

Ätznatron 13g/l

Normale Stromdichte ....... 1 Amp./dm²

Spannung 4 bis 6 V

Temperatur 75⁰C

Behandlungsdauer veränderlich: auf 15 Minuten festgesetzt für die Versuche.

Beispiel 10

Nickelbad

Nickelsulfat 250 g/l

Nickelchlorid 40 g/l

Borsäure 40 g/l

Normale Stromdichte 2 Amp./dm²

Spannung 3 V

: Temperatur 35 bis 40° C

Behandlungsdauer veränderlich: auf 10 Minuten festgesetzt für die Versuche.

Die Versuche ergaben in allen Fällen eine ausgezeichnete Haftfestigkeit der galvanischen Überzüge. Die auf die gemäß den Beispielen 1, 2 und 4 mit Zinkphosphatlösungen vorbehandelten Werkstücke aufgebrachten metallischen Überzüge waren glänzender als die, die gemäß Beispiel 3 mit Manganphosphatlösung vorbehandelt waren. Darüber hinaus zeigten sich folgende Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung gegenüber den bekannten galvanischen Überzugsverfahren: Die nach der Erfindung phosphatierten und anschließend galvanisch beschichteten Oberflächen zeigten im Vergleich zu nicht vorbehandelten galvanisch beschichteten Oberflächen eine stark erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion. Phosphatiert^ Werkstücke, die nach den Beispielen 1 bis 4 behandelt und anschließend gemäß Beispiel 5 mit einem Cadmiumüberzug versehen worden waren, wurden einem Korrosionstest unterworfen. Sie blieben in einer sauren Industrieatmosphäre 188 Stunden korrosionsfrei, während Werkstücke, die ohne vorherige Phosphatierung mit einem Cadmiumüberzug gemäß Beispiel 5 versehen waren und dem gleichen Korrosionstest ausgesetzt wurden, nur 104 Stunden korrosionsfrei blieben.

Durch die Einschaltung einer Phosphatierung vor der elektrolytischen Beschichtung kann die übliche elektrolytische Entfettung entfallen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum galvanischen Abscheiden von Metallüberzügen, vorzugsweise von Zink, Nickel, Chrom, Kupfer, Messing, Zinn oder

Cadmium, auf Metalle, insbesondere Eisenmetalle, bei dem vor der galvanischen Abscheidung ein Phosphatüberzug aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phosphatüberzug mit einem Schichtgewicht von 0,2 bis 10 g/m² mittels einer an sich bekannten, mindestens einen Oxydationsbeschleuniger, vorzugsweise ein Nitrat, Chlorat oder eine Mischung von beiden, enthaltenden sauren Monozink- oder Monomanganphosphatlösung, vorzugsweise einer Zinkphosphatlösung, aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die phosphatierte und mit Wasser gespülte Oberfläche vor dem Galvanisieren mit einer Lösung gespült wird, deren pH-Wert dem des galvanischen Bades entspricht und unter Strom in das galvanische Bad eingeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 845 119.