DE1521046B2 - Cyanidisches, alkalihydroxfreies bad und verfahren zum galvanischen abscheiden von cadmium auf eisenteilen, vorzugsweise federstaehlen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein cyanidisches, alkalihydroxidfreies Bad und Verfahren zum galvanischen Abscheiden von Cadmium auf Eisenteilen, Vorzugsweise Federstählen.

Das Aufbringen derartiger Überzüge erfolgt bisher mit Hilfe von Elektrolyten, die einen Zusatz an Alkalihydroxid sowie einen niedrigen Gehalt an Cadmium bei hohem CyanionenVCadmiumionenverhältnis enthalten. So ist etwa in »Metal Finishing«, 57, Nr. 10, S. 76, ein alkalihydroxidhaltiger Elektrolyt bekanntgeworden, der bei einem Cd-Gehalt von 14,5 bis 16,4 g/l ein Cyan-/Cadmiumionenverhältnis von 4,22 bis 4,18 aufweist. Der Alkalihydroxidzusatz erfolgt hierbei zum Zwecke der Verbesserung des Streuvermögens sowie der Erhöhung der Leitfähigkeit des Bades, während durch die Einstellung des Bades auf einen niedrigen Cadmiumionengehalt das bei höheren Cadmiumionengehalten auftretende Mattwerden des Cadmiumüberzuges verhindert werden soll. Der geringe Cadmiumionengehalt im Elektrolyten bewirkt darüber hinaus — gegenüber Bädern mit hohem Cadmiumionenanteil — ebenso wie der Alkalihydroxidzusatz eine Verbesserung des Streu-Vermögens.

Der wesentliche Nachteil der bei der bisherigen Arbeitsweise verwendeten Elektrolyten besteht darin, daß während der Galvanisierung kathodisch Wasserstoff abgeschieden wird, der in das Metall diffundiert und zu einer Versprödung des zu galvanisierenden Stückes führt, die noch durch die aus den vorstehend erwähnten Gründen Vorgesehenen niedrigen Cadmiumionengehalte verstärkt wird.

Es sind auch in »Hydrogen Embrittlement in Metal Finishing«, 1961, S. 115, Zusammensetzungen einzelner Elektrolysebäder aufgeführt, die, bei Alkalihydroxidfreiheit, Cadmiumgehalte zwischen 14,5 und 89,6 g/l und ein Cyanionen/Cadmiumionenverhältnis zwischen 1,4 und 4,22 aufweisen. Die Anwendung dieser Bäder macht eine Wärmebehandlung der Werkstücke nach der Galvanisierung während mehrerer Stunden bei erhöhter Temperatur erforderlich.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur galvanischen Aufbringung von Cadmiumüberzügen auf Eisenteile aus cyanhaltigen Bädern zu schaffen, bei dem die kathodische Abscheidung von Wasserstoff vermieden und mit dessen Hilfe die Erzeugung eines festen glänzenden Überzuges ohne Zusatz besonderer Glanzmittel ermöglicht wird. Die Erfindung besteht darin, daß das Bad 45 bis 55 g/l Cadmiumionen, bei einem Cyanionen-ZCadmiumionenverhältnis von 1,0 bis 1,2 enthält.

Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung eines erfindungsgemäß zusammengesetzten Elektrolyten die Ausscheidung von Wasserstoff an der Kathode vollständig vermieden wird, so daß auch die infolge der Wasserstoffausscheidung auftretenden Nachteile, insbesondere Versprödung des Werkstückes, beseitigt sind. Hierbei kann der Cadmiumionengehalt bis zu einem das Streuvermögen des Elektrolyten bzw. das Aussehen des Cadmiumüberzuges nicht beeinträchtigenden Wert erhöht werden, wodurch die Gefahr der Metallversprödung weiterhin stark vermindert wird. Da eine Wasserstoffabscheidung nicht mehr erfolgt, können kompliziert gestaltete Teile mit ausgezeichnetem Erfolg mit einem Überzug versehen werden, in deren Höhlungen sich bei Anwendung des bekannten Verfahrens regelmäßig Gasansammlungen bilden, die bewirken, daß das Werkstück an diesen Stellen uncadmiert bleibt. Es bedarf demzufolge auch ' ^; nicht mehr der Anordnung von Absaugvorrichtungen an den Rändern der Elektrolysebäder, ebenso" wie eine auf die jeweilige Zusammensetzung abgestimmte Wärmebehandlung -der Werkstücke zur Beseitigung der sich aus dem Eindiffundieren von' atomarem Wasserstoff ergebenden Folgen nicht mehr erforderlich ist. Die günstigen chemischen Badverhältnisse führen zu einer hohen Badbeständigkeit und erleichtern die Instandhaltung der Bäder, ebenso wie der Verbrauch an Chemikalien beim Galvanisieren auf ein Minimum beschränkt ist.

Das Ausscheiden des Cadmiums unter Verwendung des erfindungsgemäßen Bades kann bei Stromdichten bis zu etwa 5 Amp/dm² sowie bei erhöhten Badtemperaturen bis zu etwa 50° C erfolgen, wobei noch ein hohen Ansprüchen genügender galvanischer Überzug sowie ein gutes Streuvermögen des Elektrolyten erzielt wird. Besonders gute Ergebnisse werden jedoch beim Arbeiten mit einer Stromdichte zwischen 2,5 und 4 Amp/dm² bei Raumtemperatur des Elek- ^;" trolyten erzielt. Die hohen Stromdichten erlauben V eine erhebliche' Abkürzung der Expositionszeit, was eine weitere Kosteneinsparung bewirkt. Auf den Zusatz besonderer Glanzmittel zum Elektrolyten kann vollständig verzichtet werden.

Eine normalerweise bei niedrigen Cyanionengehalten im Bad sowie erhöhter Stromdichte und Badspannung auftretende Polarisation, die zur anodischen Abscheidung von Cadmiumoxid und dessen anschließender Zersetzung unter Freisetzung von Sauerstoff führt, tritt bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Regel nicht ein.

Beispiel

110 g 95°/oiges Natriumcyanid wurde in einem Liter Wasser gelöst und nach Erwärmung auf Raumtemperatur 60 g technisch reines Cadmiumoxid mit einem Cadmiummetallanteil von 85°/o zugesetzt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur enthielt der alkalihydroxid- und glanzmittelzusatzfreie Elektrolyt 51 g Cadmium und 55,4 g Cyan pro Liter.

Die Elektrolyse erfolgte bei 0,9 V sowie einer Stromdichte von 3 Amp/dm², wobei während einer Expositionszeit von 10 Minuten auf einem Federbandstahl von 0,5 mm Stärke 101 g Cadmium/m² ab-

geschieden wurden, die bei einem beiderseits glänzenden Aussehen einer Cadmiumschicht von 12 μ entsprachen.

Die Prüfung des cadmierten Federstahles erfolgte durch Eindrücken eines kugeligen Domes von 5 mm Durchmesser in das Werkstück, wobei sich eine mittlere Drucklast von 260 kp im Verhältnis zu einer mittleren Drucklast von 250 kp bei uncadmiertem Stahl ergaben. Eine Versprödung mit unter die Ausgangslast abfallenden Werten trat somit nicht ein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Cyanidisches, alkalihydroxidfreies Bad zum galvanischen Abscheiden von Cadmium auf Eisenteilen, vorzugsweise Federstählen, d a durch gekennzeichnet, daß es Cadmiumionen in einer Menge von 45 bis 55 g/l, bei einem CyanionenVCadmiumionenverhältnis von 1,0 bis 1,2 enthält.

2. Verfahren zum galvanischen Abscheiden von Cadmium auf Eisenteilen unter Verwendung eines Bades nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stromdichten bis zu 5 Amp/dm², vorzugsweise 2,5 bis 4 Amp/dm², und Temperaturen bis 50° C, vorzugsweise Raumtemperatur, gearbeitet wird.