DE1496856B2 - Bad zum galvanischen abscheiden von nickelzwischenschichten fuer glaenzende korrosionsfeste nickel chrom ueberzuege - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Bäder zum galvanischen Abscheiden von Nickelzwischenschichten für glänzende korrosionsfeste Nickel-Chrom-Uberzüge mit einem Gehalt an Feststoffteilchen in suspendierter Form.

Es ist z. B. aus der deutschen Patentschrift 957 677 und der britischen Patentschrift 860 291 bekannt, galvanischen Bädern Feststoffteilchen zuzusetzen, wenn selbstschmierende metallische Gleitschichten hergestellt oder Schichten mit hoher Hitzebeständigkeit aufgebracht werden sollen, bei denen eine gewisse Rauhigkeit wegen der; genannten speziellen Eigenschaften in Kauf genommen werden muß. Gemäß dem aus der britischen Patentschrift 936 172 bekannten Stand der Technik werden Teilchen von halbleitenden oder nichtleitenden anorganischen Verbindungen galvanischen Bädern zum Abscheiden von Nickelüberzügen zugesetzt, um verbesserte Hafteigenschaften zwischen zwei Überzugsschichten zu erzielen. Zwar wird dadurch eine gewisse Verbesserung des Korrosionsverhaltens solcher Überzüge erreicht, jedoch wirken die Feststoffpartikeln störend auf die Oberflächengüte der abgeschiedenen Niederschläge, führen dementsprechend nicht zu glänzenden Außenüberzügen und vermögen die Potentiale zwischen den Schichten nicht zu beeinflussen und die Bildung von Lokalelementen nicht zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bad zur Gewinnung von glänzenden, korrosionsbeständigen Nickel-Chrom-Überzügen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Bad zum galvanischen Abscheiden von Nickelzwischenschichten für glänzende korrosionsfeste Nickel-Chrom-Überzüge mit einem Gehalt an Feststoffteilchen in suspendierter Form, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es Kohlenstoffteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße zwischen 20 und 100 Angstrom enthält. Vorteilhaft ist ein Bad, welches diese Kohlenstoffteilchen in einer Menge von 0,1/1,30 g/l enthält.

Der erzielte technische Fortschritt besteht im wesentlichen darin, daß die in der Nickelschicht mitabgeschiedenen Kohlenstoffpartikeln mit Leitereigenschaften in dem Nickel-Chrom-System zu einem Potentialgefälle zwischen Nickel und Chrom führen, wodurch der Angriff korrosionsfördernder Substanzen verzögert, die gegenseitige Einwirkung der Schichten günstig beeinflußt, beispielsweise die Bildung von Lokalelementen gehindert bzw. weitgehend unterdrückt und die Haftfestigkeit erhöht wird.

Erfindungsgemäß werden also dem galvanischen Nickelbad, das in seiner Grundzusammensetzung beispielsweise

300 g/l Nickelsulfat
40 g/l Borsäure '
40 g/l Nickelchlorid . .-. , . . . ... ..·„■..:.

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enthält und zur Verhütung von Poren ein spezifisches Netzmittel, als Glanzbildner 1,4-ButindioI in einer Menge von 0,25 g/l, sowie 6 g/l m-benzoldisulfonsaures Natrium aufweisen kann, Kohlenstoffteilchen mit einer Teilchengröße von 20 bis 100 Angstrom, ζ. B. in einer Menge von 2,5 g/l, hinzugefügt. Ein aus einem solchen Nickelbad erzeugter Nickelüberzug gibt bei einer nachfolgenden, unter üblichen Bedingungen vorgenommenen dekorativen Verchromung von etwa 0,3 Mikron Schichtstärke ein System, das sich als besonders widerstandsfähig gegenüber korrosionsfördernden Medien, wie sie beispielsweise im Korrodkote-Test vorliegen, erwies.

Bei den Untersuchungen wurde festgestellt, daß die korrosionsschützenden Eigenschaften des Nickel-Chrom-Überzugsystems nicht abhängig waren von der vorgenannten Grundzusammensetzung des Nickelbades. Es wurden keine Unterschiede festgestellt bei einer Grundzusammensetzung, die

250 g/l Nickelsulfamat
40 g/l Borsäure
10 g/l Nickelchlorid

enthielt. Ebenso wurden die gleichen Ergebnisse erzielt mit einem Nickelbad folgender Grundzusammensetzung:

220 g/l Nickelsulfat
40 g/l Borsäure
100 g/l Nickelchlorid.

Weitere Untersuchungen ergaben, daß die obengenannten primären und sekundären Glanzbildner für die Korrosionsfestigkeit des Systems nicht verantwortlich waren, denn es wurde gefunden, daß beispielsweise 0,2 g/l Hexadiin-2,4-diol-l,6 und 2 g/l o-Benzaldehyd sulfosaures Natrium oder anstatt o-Benzaldehyd sulfosaures Natrium o-Toluol-sulfonamid oder o-Benzoylsulfimid die gleichen Ergebnisse zeigten.

Erst durch die Zugabe von Kohlenstoff, einem Feststoff mit Leitereigenschaften, mit einer Teilchengröße von 20 bis 100 Angstrom, der in dem Bad in suspensierter Form vorliegen muß, ergab sich überraschenderweise die unerwartete Steigerung des Korrosionsschutzes von Nickel-Chrom-Überzügen.

Es wurde gefunden, daß auch die Zusammensetzung der bei den Versuchen herangezogenen Chrombäder auf das gute Korrosionsverhalten keinen Einfluß hat. Es wurden bekannte Chrombäder mit den üblichen Gehalten an Chromsäureanhydrid und Schwefelsäure oder Kieselfluorwasserstoffsäure oder beiden als Mischsäure in der jeweils optimalen Konzentration verwendet.

Bekannt ist zwar, daß man Nickelbäder mit Aktivkohle reinigt, sich jedoch von dem erfindungsgemäßen Zusatz dadurch unterscheidet, daß der mittlere Durchmesser der handelsüblichen Aktivkohle-Teilchen 70 Mikron beträgt. Im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung ergab ein Zusatz von handelsüblicher Aktivkohle in einer Menge von 2,5 g/l zum Nickelbad unbrauchbare Ergebnisse, hinsichtlich des Korrosionsverhaltens. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die Nickel Überzüge unbrauchbar wurden, weil die großen Aktivkohleteilchen zu rauhen und knospigen und technisch nicht verwendbaren Nickelüberzügen führten.

Die vergleichenden Korrosionsversuche lassen den Schluß zu, daß Kohlenstoff mit einem mittleren Durchmesser der Primärteilchen von 20 bis 100 Angstrom aus einem Nickelbad durch Elektrophorese mit in den Nickelüberzug eingebaut, in einem Nickel-Chrom-Überzugsystem zu einem Potentialgefälle zwischen Nickel und Chrom führt und den Angriff korrosionsfördernder Substanzen vergrößert.

Dieses Nickel-Chrom-System kann zur Oberflächenveredlung von Stahl, Kupfer und Kupferlegierungen, Zinkdriickguß benutzt werden. Es ist ebenso verwendbar, um vorher aufgetragene Kupferschichten und Halbglanznickelschichten oder Halbglanz-Glanznickelschichten vor Korrosion zu schützen.

g/l

g/l

g/l

0,1 bis 30 g/l

0,25 g/l 6,0 g/l 0,2 g/l pH-Wert

Arbeitstemperatur Bewegung

B ei s ρ i el 1

Nickelsulfat (NiSO₄ · 6 H₂O) Borsäure (H₃BO₃) Nickelchlorid (NiCl₂ · 6 H₂O) Kohlenstoff (Teilchendurchmesser 20 bis 100 Angstrom) 1,4-Butindiol

m-benzoldisulfosaures Natrium Netzmittel 3,8 bis 5,0 50 bis 55° C

Badbewegung durch Lufteinblasung oder Kathodenbewegung.

g/l

g/l

g/l

0,1 bis 30 g/l

Beispiel 2

6 H₂O)

Nickelsulfat (NiSO₄ Borsäure (H₃BO₃) Nickelchlorid (NiCl₂ · 6 H₂O) Kohlenstoff (Teilchendurchmesser 20 bis 100 Angstrom) Hexadiin-2,4-diol-l,6 o-Benzaldehyd sulfosaures Natrium Netzmittel

0,2 g/l 2,0 g/l 0,2 g/l pH-Wert 3,8 bis 5,0 Arbeitstemperatur 50 bis 55° C

Bewegung Badbewegung durch Lufteinblasung oser Kathodenbewegung.

Beispiel 3

80 g/l Nickelborfluorid
40 g/l Borsäure (H₃BO₃)
25 g/l Nickelchlorid (NiCl₂ · 6 H₂O)
0,1 bis 30 g/l Kohlenstoff (Teilchendurchmesser

20 bis 100 Angstrom)
0,2 g/l 1,4-Butindiol
0,05 g/l Hexadiin-2,4-diol-l,6
2,0 g/l o-Toluol-sulfonamid
2,0 g/l o-Benzaldehyd sulfosaures Natrium 0,2 g/l Netzmittel
pH-Wert 3,8 bis 5,0
Arbeitstemperatur 50 bis 55⁰C

Bewegung Badbewegung durch Lufteinblasung oder Kathodenbewegung.

Bei allen Beispielen kommt eine Stromdichte von 2 bis 6 A/dm² zur Anwendung.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Bad zum galvanischen Abscheiden von Nickelzwischenschichten für glänzende korrosionsfeste Nickel-Chrom-Überzüge, mit einem Gehalt an Feststoffteilchen in suspendierter Form, dadurch gekennzeichnet, daß es Kohlenstoffteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße zwischen 20 uns 100 Angstrom enthält.

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Kohlenstoffteilchen in einer Menge von 0,1 bis 30 g/l enthält.