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Verfahren zum Aufbringen von korrosionsbeständigen und versohleisabeständigen
Schichten w@iw @@r@rri@ ,@, Die Erfindung bezieht sich auf iin Verfahren
zum Aufbringen von
korrpsionebeständigen.und versohleisabeatändigen Schichten.
Wie bekannt wird nur ein kleiner Teil der Weltproduktion
von
korrosionsbestäMigen und versohleisabeständigen Materialien
von
der ßalvanoteohnik geliefert, während der größte Teil
der Fabri-
kation rostfreien Stahles vorbehalten ist. Mit denn
modernen ßlanzniokel-Chronsohlohten kann bereits erfolgreich mit Aluminium
und Chromstahl konkurriert werden. Rostfreier Stahl findet jedoch
Weitgehende Anwendung :.H. im Lebensmittelsektor, wie für
Spül-
maschinen, Anrichten, Kochkessel usw.@in
welchen Gebieten es
bis jetzt auch unersetzlich schien.
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Rostfreier Stahl hat jedoch zwei Nachtöle: erstens ist es
kost-
spielig und wird es dqshalb in geringer Plattendicke
angewendet,
was wieder den Nachteil eines Festigkeitsmangels
mit sich bringt und zweitens ist das Material leichter kratzbar.
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Re hat sich jetzt herausgestellt, daß man auf galvanischem Wege
Kombinationsschichten
von Nickel und Chrom aufbauen kann welche
der Korrosionsbeständigkeit
rostfreien Stahles gleichkommen,
während die Nachteile rostfreien Stahles,
wie der hohe Kosten-
preis und die Kratzbarkeit vermieden werden.
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Vorzugsweise hat die betreffende Doppelschicht oder das
Finiah ein satinartiges oder halbglänzendes Vorkommen. Eine
satinartige, galvanisehs.Niekelbedeokung mit guter Korrosionsbeätänäigkeät
ist bereits in der französischen Patentschrift 1:299.814
be-
schrieben worden. Diese Patentschrift bezieht sich aber auf die
Anwendung eines Glanzniekslbades, wobei der Glanz zerstört wird
infolge
der HinzufUgung eines fasten Stoffes. Es hat sich her-
ausgestellt,
daß derartige Schichten -in der Praxis nicht befriedigend
sind, da die Korrosionsbeständigkeit inölge des störenden Einflusses
der Teilchen des festen Stoffes auf die
Kristallstruktur des Nickelniederschlages
ungenügend ist.
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Auch Halbglanzniekelsahichten, bedeckt mit rissfreiem
Chrom kön-
nen nicht angewendet werden, da die Temperaturschwankungen,
wel-
ehe in dem betreffenden Milieu oft auftreten, Risse
in der
Chromschicht verursachen.
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Es hat sich jetzt überraschenderweise herausgestellt, daB
allerhand sonst nachteilige Einflüsse, z.B. die Einwirkung
von
Essigsäuren, Zitronensäuren, Weinsäuren, Soda, Ammoniak,
Chlor-
bleichlaugen usw einer kombinierten Niakelchromschicht
nicht
schädlich sind falls man ein gewisses Untergrundmaterial, wie
Eisen,
Messing, Zamac, Aluminium usw mit einer. genügend dicken
Halbglanznickelschicht,
welche weniger als 0,03% Schwefel ( an
sich bekannt
aus der französischen Patentschrift 1.209.955 und
Transaetions of the
Institute of Metal Finishing, Band 40, 146 1 3. 21 )
enthält, bedeckt und darauf dne mikroporöse Chrom-
schicht
mit einer Dicke von wenigstens 0,4 Mikrone anbringt. Die
Dicke
der Halbglanzniekelschieht soll derart sein, daB keine
einzige
Porie, welche bis auf das Untergrundmaterial durchläuft, mehr anwesend
ist. Diese Dicke beträgt zumindest 40 Mikron.
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Wenn Eisen als Grundmaterial angewendet wird, akann
der zu behandelnde Gegenstand vorher verzinkt, verkupfert, vermeseingt
oder verchromt werden, oder mit jeder beliebigen Schicht ver-
sehen
werden bevor die Halbglanznickelsehieht aufgebracht wird.
Es ist
ebenfalls möglich, derartige andere Metallschichten %Le Zink, Kupfer, Chrom,
Messing, Zinn uaw in einer Schichtdicke
von einigen Mikrons
innerhalb der Halbglanznickelschicht anzubringen, z.8..20 Mikron Halbglanznickel,
2 Mikron Zinn und 20 Miron Halbglanzniekei.
Unter
einer Halbglanznickelschicht wird ebenfalls eine Schicht
welche aus einem
Bad, das Nickelschichten niederschlägt, 2.B. mit Kobalt verstanden. Die mikroporöse
Struktur der Chromschicht wird erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß man nach dem
Auf-bringen der Halbglanznickelschieht eine dünne Schicht (einen
sogenannten
"Strike") aus einem Bad von Metall oder einer Metallegierung.,worn nicht- oder weniger
leitende feste Isolatoren vorkommen, anbringt. Die zweckmäßig angewendeten nicht-oder
halbleitenden festen Stoffe sind derart, daß sie indem Bad keinen nachteiligen oder
störenden Effekt verursachen. Stoffe wie: unlösliche Metalloxide, Silikate, unlösliche
Sulphate, Graphitpulver, Kunststoffpulver, Papierpulpe usrw. können
angewendet
werden. Die Dicke des "Strikes" beträgt zumindest
0,1 Mikron. Bei Gegenständen
mit stark komplizierter Form, bei einer Stromdichteverteilung von z.B. 1:20 auf
dem Gegenstand, bedarf man wohl bmal einer Durchschnittsschichtdicke von VMikron.
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Eine Schichtdicke von mehr als 5 Mikron wäre jedoch nicht vorzuziehen,
da dies die Korrosion$beständigkeit des Systems herabsetzt. Als-Metall oder Metallegierung
für den "Strike" können alle Metalle oder Mettallegierungen, welche sich verchromen
lassen, benutzt werden. Vorzugsweise wird jedoch ein Metall oder eine Metallegierung
einer Edelheit, welche de*nigen des Nickels gleichkommt oderlßher
ist angewendet, so daß kein Vor-
zugsangriff auftreten kann. Wie gesagt, beträgt
die Dicke der Chromschicht zumindest 0,4 Mikron.
Die Erfindung wird
an Hand einiger, nicht beschränkender, Beispiele erläläutert.
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BEISPIEL 1 Eine"stählerne Anrichte wird, in aaubergebürstetem Zustand,
mit 60 Mikron satinartigen Nickels aus dem nachfolgenden ,Bad bedeckt: Nickelsulphat
300 GA
Nickelchlorid 40 G/L Ameisensäure 20 G/L Borsäure 40 G/L Kobaltsulphat
3 GA
Formalin 1 G/L Die Temperatur des Bades ist 709C
und das pH $ 3,7 während mit
einer Stromdichte von 4 A/dm2 unter
starker Luftführung gearbeitet wird.
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Nach diesem Halbglanzvernickeln wird der Gegenstand gespült
und daraufhin in einem Halbglanznickelbad einer gleichen Zusammensetzung behandelt,
welchem aber 100 G/L Aluminiumoxid mit einem Teilendurehschnitt von 4 Mikron hinzugefügt
worden sind. Es wird hierin während 2 Minuten mit einer Stromdichte von 4 A/dm2
vernickelt.
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Nach SpUlung wird die Anrichte schließlich in dem nachfolgenden Bad
verahromt z Chromsäure 400 G/L 3chwefelsKure 2,7 GA
Die Temperatur
des Bades ist 480C, während mit einer Stromdich-' te von 3o A/dm2 während 6 Minuten
gearbeitet wird.
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Der Gegenstand hat dann ein halbglänzendes
Aussehen. Die Dicke
der Chromschicht beträgt 2,5 Mikron.
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Prüft man das Porienmuster, indem man dies nach dem Dupbernell-Test
entwickelt, so stellt sich heraus, daB 80.000 Porien pro am 2 anwesend sind.
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BEISPIEL Man vernickelt einen gebürsteten eisernen Gegenstand in dem
nachfolgenden Bad: Nickelsulphat 300 G/L Nickelchlorid 60 G/L Borsäure 40
G/L Natriumlaurylsulphat 0,3G/L Acetylkumarin 0,2G/L Die Temperatur des Bades ist
600C, und das PR 3,5 während mit einer Stromdichte von 5 A/dm2 und eine Kathodenstangenbewegung
von 4M/Min. gearbeitet wird. Die Schichtdicke des angebrachten
Halbglanznickels
beträgt 100 mm.
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Nach dem Halbglanzvernickeln und dem Spülen wird ein "Strake" angebracht
aus einem lad, welches die nachfolgende Zusammensetzung hat:
Kobaltehlorid
100 GA Natriumwolframat - -45 G/L Rochellesalz 400 G/L _ Ammuniumchlorid
50 GA
Titanoridteilehen -von 0,5 Mikron 20 G/L Die Temperatur
des Bades ist 900C, während mit einer Stromdich-
te von 1 A/dm2
während 4 Minuten gearbeitet wird.
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Nach Spülung wird der Gegenstand in dem nachfolgenden Bad verchromt:
Chromsäure 250 GA
Schwefelsäure 1,7 G/L Die Temperatur des Bades
ist 65°C, währand mit einer Stromdich-te von 20 A/dm2 während 2 Minuten
gearbeitet wird. Die Chrom-
schichtdicke beträgt 0,6 Mikron.
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Der vernickelt/verchromte Gegenstand hat ein satinartiges Aussehen
mit einem mikroporösen Porienmuster von 50.000 Porien 2 pro cm .
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Wenn man die in dieser Weise hergestellten Gegenstände mit
Gegenständen aus Y2a-Stahl vergleicht, so zeigt es sich, da9 unter
Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bedeckte Gegenstände rissbeständiger
sind als rostfreier Stahl, während sie eine chemische Beständigkeit
haben, welche derjenigen des
rostfreien Stahls zum mindesten gleichwertig
ist.