DE1211463B

DE1211463B - Verfahren zum stromlosen Abscheiden eines Legierungsueberzuges auf Gegenstaende aus Aluminium oder dessen Legierungen fuer das anschliessende galvanische Aufbringen eines Blei-, Zinn- oder Chromueberzuges

Info

Publication number: DE1211463B
Application number: DEJ22519A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Wolfg Staubwasser; Karl Ernst; Karlheinz Laengerich
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1962-10-19
Filing date: 1962-10-19
Publication date: 1966-02-24

Description

Verfahren zum stromlosen Abscheiden eines Legierungsüberzuges auf Gegenstände aus Aluminium oder dessen Legierungen für das anschließende galvanische Aufbringen eines Blei-, Zinn- oder Chromüberzuges Vor dem galvanischen Aufbringen von Blei-, Zinn-oder Chromüberzügen auf Teilen aus Aluminium oder dessen Legierungen ist es erforderlich, die zu überziehenden Gegenstände mit einer metallischen Deckschicht gegen eine Oxydbildung auf der Oberfläche zu schützen. Es ist bekannt, auf derartigen Gegenständen aus Aluminium oder dessen Legierungen vor dem Einbringen in galvanische Bäder dünne Zinnschichten in Stannatbädern, Zinkschichten in Zinkatbädern oder Messingschichten in alkalischen Kupfer-Zink-Bädern durch einfaches Eintauchen zu erzeugen. Auf diese Deckschichten können dann bestimmte Metalle galvanisch niedergeschlagen werden. In der Praxis hat sich am meisten bewährt, solche Deckschichten durch Eintauchen der galvanisch weiterzubehandelnden Teile in Zinkatbäder zu erzeugen.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß nicht alle galvanisch niederschlagbaren Metalle haftfest auf diese Deckschicht abgeschieden werden können. Es gelingt dies recht gut bei Kupfer, Silbe:, Nickel, Messing und Zink, jedoch nicht bei Blei und Zinn und nur mit großen Schwierigkeiten bei Chrom.
Man ist daher z. B. bei der Herstellung von Aiüminiumgleitlagern mit Zinn- oder Bleischichten gezwungen, zunächst auf die tauchverzinkte Oberfläche eine dünne Nickelschicht aufzubringen, auf die dann Blei und;-oder Zinn @"lvaniscli abgeschieden werden kann.
Eine andere bekannte Verfahrensweise besteht darin, daß vor dem galvanischen Abscheiden eine Deckschicht aus Chrom, Nickel oder einer Hartmetallegierung auf die Gegenstände aus Aluminium oder de:>sen Legierungen zunähst eine Metalizwisclienschicht durch Katiiodenzerstäubung, vorzugsweise in Wasserstoff oder in einem wasserstoffhaltigen Füllgas, z. E. einem Gemisch von Stickston oder Argon mit geringen _iIenaen Wasserstoff, au-'-gebracht wird.
Es ist auch vorgescIaagen vvorden, zur '':;rbereitung v.-eich zu verlötende: Altiminiumwerkstücke diese durch Taucben in einem Manganbeizbad finit einem dünnen ?"langanüberztig zu, versehen und anschließend durch Galvanisieren in einem zyankalische:: Kupferbad einen Kupferüberzug aufzubringen, wobei es vorteilhaft ist, die Kupferschicht noch zusätzlich mit einer Nickelsehicl?t von et@ia 0,ü1 nin, Stä,-he galvanisch zu überziehen.
Es ist ledi:Tlich eine Verfahrensweise bekanntgeworden, niictels d2rcr Zwischenschichten aufgebracht werden können, die das Niederschlagen von Blei oder Zinn ermöglichen. Dieses bekannte Verfahren besteht darin, vor dem galvanischen Niederschlagen von Blei oder Zinn auf die Gegenstände eine Zwischenschicht aus Nickel oder Kupfer aufzubringen. Um dieser ebenfalls elektrolytisch aufzubringenden Zwischenschicht genübend Haftfestikeit auf dem Grundmetall zu verleiben, wird dabei vorgeschlagen, die zu überziehenden Gegenstände vor dem Aufbringen der galvanischen Überzüge bei 200= C oder einet darüberliegenden Temperatur zu tempern. Dieses Verfahren ist jedoch im wesentlichen a u 1 Ge -ensLä *nde aus aushärtbaren Aluminiumlegierungen ans Aluminium-Kupfer-11iagnosiam beschränkt.
Die be!;anntgewordeneii Verfahrensweisen zum Abscheiden von Zwischenschichten auf Gegenstände aus Aluminium oder dessen Legierungen eignen sich grundsätzlich nicht oder nur bei bestimmten Legierungen für das anschließende galvanische Aufbringen von Blei-, Zinn>.- oder Chromüberzügen und sind umständlich und aufwendig, und die Dichte und Haftung der Überzüge ist oft mangelhaft. Um diP Nachteile der bekannten Verfahren zu überwinden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, da ß cin Überzug aus einer Chrom-Mangan-Legierung durch Tauchen der Gegenstände in ein wäßriges Bad mit 20 bis 150 g/1 Chrom(III)-oxyd und 5 bis 100g/1 Mangan(II)-chlorid aufgebracht wird. Dadurch wird eine mit dem Grundmetall absolut haftfest verbundene metallische Chrom-Mangan-Deckschicht erzeugt.
Die Reaktionsgeschwindigkeit sowie die Dichte und Qualität des Überzuges kann durch die Wahl der Konzentration der genannten Stoffe, der Badtemperatur und der Art des Grundmetalls beeinflußt werden. Die Abscheidung kann erfindungsgemäß gefördert werden durch Zusätze von 1 bis 50 g/1 Fluor und/oder Chlor enthaltender Säuren und/oder deren Salze zu dem Tauchbad. Durch entsprechende Variierung der Tauchbadbestandteile und Zusätze kann für jede Grundmetallegierung eine optimale Zusammensetzung der wäßrigen Lösung hergestellt werden. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann zur Regenerierung ein elektrischer Strom durch das Bad geleitet werden.

Gute Chrom-Mangan-Schichten können allgemein aus Lösungen innerhalb folgender Konzentration erzeugt werden:

Cr03 ........................... 20 bis 150 gll

MnCl, .......................... 5 bis 100 g/1

Zusätze:

HF, HBF4, H.SWs, NaF, HCl od. dgl. 1 bis 50 gd

Badtemperatur................... 15 bis 40° C

Gleichzeitig mit der Abscheidung der Chrom-Man--an-Schichten wird eine Mikroporosität der Oberfläche erzeugt, die zusätzlich zu den atomaren Bindungskräften zwischen Aluminium und der genannten Schicht eine mechanische Verklammerung dieser bewirkt. Auf diese durch Tauchen erzeugten Schichten können nach gründlichem Spülen in gewohnter Weise alle bereits obenerwähnten Metalle wie Kupfer, Silber, Nickel, Messing, Zink, insbesondere aber auch Blei, Zinn und Chrom, haftfest niedergeschlagen werden. Eine Erwärmung auf höhere Temperaturen, teilweise bis 500° C, führt nicht zum Loslösen der galvanisch aufgebrachten Schichten. Beispiel 1 Erzeugung einer Deckschicht auf einer Al-Mg"-Legierung Die Legierung wird in der üblichen Weise entfettet und anschließend in 101/oiger Natronlauge und daran anschließend in halbkonzentrierter Salpetersäure gebeizt und nachfolgend in Wasser gespült. Darauf wird die so behandelte Legierung etwa 20 bis 30 Minuten in eine wäßrige Lösung, bestehend aus 40 g/1 Cr03, 15 g/1 MnCl.., Badtemperatur 20° C, getaucht. Falls notwendig, kann die Abscheidungszeit durch Erwärmung der Lösung verkürzt werden. Hiernach wird die nun mit einer dichten grauen Chrom-Mangan-Schicht bedeckte Oberfläche in Wasser gründlich gespült und kann ohne weitere Behandlung mit bereits obengenannten Metallen überzogen werden.

Beispiel 2 Erzeugung einer Deckschicht auf einer Al-Mb Si-Legierung Die Vor- und Nachbehandlungen sind die gleichen wie im Beispiel 1 beschrieben. Lediglich die Badkonzentration ist, wie nachstehend aufgeführt, eine andere. 40 g/1 Cr03, 10g/1 MnClz 10 g/1 HF, Badtemperatur: 20° C, Tauchzeit: 15 bis 30 Minuten.

Claims

Patentansprüche: _1 _. Verfahren zum stromlosen Abscheiden eines Legierungsüberzuges auf Gegenstände aus Aluminium oder dessen Legierungen für das anschließende galvanische Aufbringen eines Blei-, Zinn- oder Chromüberzuges, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß ein Überzug aus einer Chrom-Mangan-Legierung durch Tauchen der Gegenstände in ein wäßriges Bad mit 20 bis 150 g/1 Chrom(IIl)-oxyd und 5 bis 100 g/1 Mangan(III)-chlorid aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bad 1 bis 50 g/1 Fluor und/oder Chlor enthaltende Säuren und/oder deren Salze zugesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regenerierung ein elektrischer Strom durch das Bad geleitet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 703 588, 747 318; USA.-Patentschrift Nr. 2 946 728.