DE1521075A1 - Elektrolytische Vernickelung von Titan - Google Patents
Elektrolytische Vernickelung von TitanInfo
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
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Description
Beschreibung zu der Patentanmeldung der Firma
United Aircraft Corporation, 400 Main Street, East Hartford
Connecticut, U.S.A.
betreffend
Elektrolytische Vernickelung von Titan
Elektrolytische Vernickelung von Titan
Priorität: 23. Juni 1965 - USA
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen fester
Nickelschichten auf Titan, um insbesondere die Oberfläche desselben gegen Abrieb zu schützen« Die Erfindung läßt sich außer für Titan
auch für Titanlegierungen verwenden.
Trotz der ausgedehnten Verwendung für Bauteile in der Flugzeugindustrie
und verwandten Gebieten wird Titan selten in Fällen verwendet, in denen eine dynamische Berührung zwischen bewegten Teilen
stattfindet, und zwar wegen der bekannten Empfindlichkeit gegen Oberflächenabrieb. Es sind zwar bereits verschiedene Plattierungstechniken
unter Verwendung einer Vielzahl von Materialien und Verfahrensparameter versucht worden, um Titan mit einer gegen Reibung
und Abnutzung unempfindlichen Oberfläche zu versehen, diese waren jedoch sämtlich nicht voll befriedigend. Bei den bisher vorgeschlagenen
Verfahren haftete die Plattierung nicht genügend fest
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an der Metallunterlage, um die Verwendung in empfindlichen Flugzeuganwendungen
zu erlauben, oder aber die Plattierung war nicht genügend hart, gleichmäßig oder glatt, um als Lagerfläche dienen
zu können.
Außerdem wird bei vielen der bekannten Verfahren die Haftung oder Plattierung auf Kosten des plattierten Metalle erreicht, indem die
metallurgischen Eigenschaften desselben beeinträchtigt werden. Ganz allgemein findet man insbesondere bei solchen Plattierungsverfahren,
bei denen das Plattierungsmaterial nicht wirksam niedergeschlagen ist, eine ausgedehnte Wasserstoffabsorption an dem
plattierten Metall, welche durch ihre Versprödungswdrkung besonders
nachteilig auf die Festigkeit wirkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen
von fest haftenden, abriebbeständigen Plattierungen auf Titan oder Titanlegierungen zu schaffen. Das Verfahren soll insbesondere
die Elektroplattierung von Titan mit Nickel ermöglichen, wobei die Nickelplattierung eine gute Haftfähigkeit an dem Titanmetall
aufweist, so daß Gegenstände» die nach diesem Verfahren
plattiert sind, sich für empfindliehe Flugzeugteile verwenden lassen.
Die durch die Plattierung nach d«&r>
Erfindung geschaffenen Nickeloberflächen sollen glatt, hart und gleichmäßig sein, so daß sie
für Lagerzwecke bei Titangegenständen verwendet werden können.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Beispielen näher beschrieben
.
Das Plattierverfahren nach der Erfindung umfaßt die Üblichen, bei Elektroplattierungen verwendeten Verfahrensschritte, d.h. das Desoxydieren
der Oberfläche, das elektrochemische Niederschlagen des
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Plattierungeraaterials, eine Wärmebehandlung sowie die erforderlichen, dazwischenliegenden SpQl- und Trockenvorgänge. Es wurde
nun gefunden, daß eine besondere Korabination von Materialien für das Verfahren und von Verfahrensparametern ein plattiertes Produkt mit überragenden Eigenschaften ergibt. Die dadurch erzielte
Hickelplattierung ergibt eine ungewöhnliche Haftfestigkeit auf
einer Titanunterlage und zeichnet sich auch durch eine außergewöhnliche Gleichmäßigkeit und Qualität der Plattierung aus.
Da die Plattierung durch das Verfahren nach der Erfindung wirksam und schnell auf der aktiven Oberfläche des Titans gebildet
wird, wird die Wasserstoffabsorption und die dadurch hervorgerufene Versprödung verringert.
Titan hat im reinen Zustand eine beeerkenswerte Affinität zu
Wasserstoff und zu den vorherrschenden atmosphärischen Gasen, so daß aus Titan hergestellte Teile bei Anwendung üblicher Herstellungstechniken daher eine beträchtliche Oberflächenverunreinigung in Form einer Haut aufweisen. Da diese Haut die Bildung
einer fest haftenden Plattierung auf der darunterliegenden Schicht verhindert, muß sie vor den Niederschlagen des aufzutragenden
Materials entfernt werden. Zu diesem Zweck können übliche Entfettungs- und Oberflächenreinigungsverfahren angewendet werden, wobei das Dampfblasverfahren besonders wirksam ist.
Vor dem Entfetten und Säubern wird die zu plattierende Oberfläche
außerdem durch Beizen behandelt, und zu diesen Zweck werden vorzugsweise die Stoffe und Techniken nach der USA-Patentschrift
3 006 827, angemeldet am 6. Januar 1959, verwendet. Das Beizbad nach diesem Patent greift die plattierende Oberfläche nicht nur
weniger heftig an, sondern hat auch selektivere Eigenschaften beim Abbeizen des Oxydfilms, der nach dem Säubern übrigbleibt. Da
Oberflächenfehler und Unterbrechungen in der Plattierung die lokale Abnutzung fördern, ist «s var) * ..ismäßig wichtig, Oberflächenfehler zu begrenzen, die sich beim Säubern der Oberfläche
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BAD ORIGINAL
ergeben können. .Es trifft zwar zu, daß das Verfahren nach der
Erfindung nicht besonders empfindlich gegenüber Oberflächenrauhigkeiten
ist, und zwar wegen der Dicke der Plattierung, die sich auf die Oberfläche aufbringen läßt, jedoch führen ernstliche
Unvollkommenheiten der Oberfläche zu einer fehlerhaft plat· tierten Oberfläche, die dazu führen kann, daß das plattierte
Teil vorzeitig ausfällt.
Es ist ganz üblich, die Oberfläche des zu plattierenden Metalls
absichtlich aufzurauhen, um die Haftfähigkeit der Plattierung an diesem zu vergrößern. Dies gilt besonders für diejenigen Verfahren,
bei denen die Haftung der Plattierung in erster Linie auf einer mechanischen Bindung mit dem Grundmetall beruht. Es
hat sich zwar herausgestellt, daß es vorteilhaft ist, eine begrenzte Oberflächenrauhigkeit zu schaffen, jedoch ist dies bei
dem Verfahren nach der Erfindung weniger von Bedeutung, da sich eine starke metallurgische Bindung bildet, welche ein"festes
Haften der Nickelplattierung auf dem Titan verursacht. Da daher eine weniger große Rauhigkeit der zu plattierenden Oberfläche erforderlich
ist, sind diese auch glatter, gleichmäßiger und frei von Diskontinuitäten.
Nach dem Beizen entsteht eine hochaktive Titanoberfläche. Obgleich
von anderer Seite angegeben worden ist, daß es vorteilhaft sei, die Nickelplattierung über eine dünne, fest haftende,
absichtlich aufgebrachte oberflächige Oxydschicht aufzutragen, ergeben sich bei dem Verfahren nach der Erfindung die besten
Ergebnisse beim Auftragen der Plattierung direkt auf die aktive Titanoberfläche. Da Titan in diesem Zustand in Luft selbst bei
Raumtemperatur sehr schnell wieder oxydiert, muß die Übertragungszeit
zwischen den Bädern nach der Beizbehandlung auf einem Minimum gehalten werden. Vorzugsweise ist die Zeit kleiner als
5 bis IO Sekunden, und die zu plattierenden Teile bleiben vor der Plattierung immer vollständig benetzt.
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Nach dem Abspülen wird der zu plattierende Gegenstand in ein
Plattierungsbad gebracht, welches im wesentlichen aus einer wässrigen Lösung von Nickelsulfamat, Borsäure und einem Benetzungsmittel
besteht. Dieses Plattierungsbad ist besonders günstig, da es einen harten, nicht porösen Nickelüberzug ergibt,
der eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit aufweist.
Da das Sulfamat-Nickelplattierungsverfahren einen Wirkungsgrad
von etwa 99 % aufweist, geschieht das Niederschlagen von Nickel so schnell, daß die Wasserstoffabsorption durch Titan bestimmt
unter einem Wert bleibt, bei dem eine Versprödung auftritt. Zur Vermeidung derselben muß die Wasserstoffabsorption durch das
zu plattierende Metall auf einen Wert von 150 χ 10 begrenzt werden, wahrend metallurgische Analysen der gemäß dem Verfahren
nach der Erfindung plattierten Proben einen Wasserstoffgehalt von 3 bis 6 χ 10~ zeigten.
Nach dem Plattieren wird der Gegenstand gespült, getrocknet und auf eine Temperatur von 218 bis 538°C erhitzt, um die Plattierung
mit dem plattierten Metall metallurgisch zu verbinden. Die enge Einhaltung dieser Vergütungstemperatur ist sehr kritisch.
Wenn die Vergütung ausgelassen wird oder bei anderen als den angegebenen Temperaturen ausgeführt wird, geht die Haftfestigkeit
der Plattierung an dem plattierten Metall ebenso verloren wie die Lagereigenschaften.
Obgleich die Vergütungstemperatur zur Herstellung der metallurgischen
Bindung etwas von der Dicke der aufgebrachten Plattierung abhängt, ist die Bindung bei Temperaturen von 218 bis 538°C im
allgemeinen ausreichend. Ein bevorzugter Bereich der Vergütungstemperatur liegt bei 232 bis »*27OC, insbesondere bei 2t6 bis
0C,
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Obwohl eine Vergütungsteinperatur von 218°C für Plattierungsdicken
bis zu 0,0127 mn ausreichend ist, reicht diese Temperatur für darüber hinausgehende Plattierungedicken nicht aus, da die dann
entstehende Bindung zwischen Plattierung und Untergrund nicht die gewünschte Haftfestigkeit aufweist. Da normalerweise Titangegenstände
mit einer Nickelplattierung von wenigstens 0,025t na
Dicke, gewöhnlich 0,0508 bis 0,127 mn Dicke zur Erreichung einer genügenden Abnutzungsfestigkeit versehen werden, wendet man unter
diesen Umständen vorzugsweise eine Vergütungsteinperatur von wenigstens 232°C an.
Gegenstände, die bei Temperaturen oberhalb 538°C vergütet werden,
zeigen eine beträchtliche Zerstörung der Nickelplattierung, wobei
deren Oberfläche rauh wird und sich verfärbt. Obgleich die Haftfestigkeit der Plattierung nach Behandlung mit derartigen
Temperaturen noch befriedigend ist, ist die äußere Oberfläche der plattierten Gegenstände zur Verwendung als Lager nicht genügend
glatt, so daß der wesentliche Zweck der Kickelplattierung verlorengeht.
Aus diesem Grunde wird die Vergütung nach dem Plattieren vorzugsweise bei 216 bis 27H°C ausgeführt.
Es wurden zahlreiche Titanprobetafeln und Flugzeugteile in der folgenden Weise plattiert:
Die Teile wurden zuerst entfettet und gesäubert mittels üblicher
Techniken. Danach wurden sie elektrolytisch desoxydiert unter Verwendung des Verfahrens nach dem USA-Patent 3 006 827 und unter
bevorzugter Verwendung eines darin beschriebenen Beizbades folgender
Zusammensetzung:
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Salpetersäure (50-80%) 10,5 Volumenprozent Flußsäure (48 - 60%) 10 Volumenprozent
Amidoschwefelsäure 7-13 Gewichtsprozent der
Flüssigkeiten Kadraiumsulfat 2 - 3,5 Gewichtsprozent der
Die eingetauchten Teile wurden in dem Bad als Anode verwendet und eine Gleichspannung von 6 bis 30 V angelegt.
Nach dem Desoxydieren wurden die Teile mit Wasser abgespült und aus dem Beizbad in ein Plattierungsbad folgender Zueaaeensetzung gebracht:
Nickelsulfamat | 450 | g/l Wasser |
(Nickelmetallgehalt desselben) | 75,5 | g/i |
Borsäure | 30 | g/i |
Benetzungsmittel | 0,375 | g/i |
Nickelsulfamat- | ||
Spannungsreduziermittel | 15 | g/i |
Die Übertragung geschah in 5 bis 10 Sekunden, wobei die Teile naß waren. Das Plattierungsbad hatte eine Betriebstemperatur
von 38 bis 54°C und die zu plattierenden Gegenstände wurden als Kathode geschaltet und mit einer Plattierung von 0,0254
bis 0,127 mm Dicke versehen unter Anwendung einer Stromdichte von 215 bis 540 A/m2.
Nach dem Abspülen mit Wasser und nach den Trocknen wurde eine
Wärmebehandlung in Luft ausgeführt bei einer Temperatur von 246 bis 274°C während wenigstens eir~r Stunde.
109808/1547 BAD
Die erzielte Plattierung hatte eine halbglänzende, glatte,
gleichmäßige, fehlerfreie Oberfläche und eine ausgezeichnete Haftung an dem Gründmetall, Es trat keine Abspaltung der Plattierung
auf, wenn die Titantafeln um 18O°C über einen Dorn gebogen
wurden, der 1,5 bis 2 mal so dick wie die Titantafeln war. Wie erwartet, nahm die Haftfestigkeit oder anders ausgedrückt
die Widerstandsfähigkeit der Plattierung gegen eine schichtenartige Abtrennung mit zunehmender Plattierungsdicke
ab. Die Haftfestigkeit der Plattierung ist jedoch in jedem Fall größer als bei Verwendung anderer Verfahren.
Ferner wurden Versuche an einer Vielzahl von Titangegenständen unterschiedlicher Gestalt vorgenommen, wobei die Dicke der Plattierung
zwischen dünnsten Schichten und Dicken von 0,127 on lag und
wurden.
wurden.
lag und Vergütungstemperaturen von 204 bis 6^9°C angewendet
Da wie bekannt bei der Bildung der Diffusionsbindung zwischen Nickel und Titan im allgemeinen die Diffusionsgeschwindigkeit
temperaturabhängig ist, ist bei Anwendung höherer VergUtungsteraperaturen
innerhalb der oben genannten Grenzen die zum Ausbilden der metallurgischen Bindung erforderliche Zeit geringer.
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Claims (3)
1. Verfahren zum Aufbringen einer fest haftenden Nickelplattierung
auf Titangegenständen, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberflächen der Gegenstände gesäubert,
insbesondere entfettet und entzundert werden, daß die Oberflächen sodann in einem Beizbad elektrolytisch desoxydiert
werden, welches im wesentlichen aus einer wässrigen Lösung von Salpetersäure, Flußsäure, Aminoschwefelsäure und
einem Sulfat eines Metalls aus der Gruppe II des periodischen Systems besteht, daß die Gegenstände nach dem Desoxydieren
schnell durch ein Wasserbad in das Plattierungsbad gebracht werden, wobei die desoxydierten Oberflächen der
Gegenstände während der Oberführung vollständig benetzt gehalten werden, daß eine Nickelschicht in dem Plattierungsbad
elektrolytisch auf die Gegenstände aufgebracht wird, daß die Gegenstände sodann zum Entfernen der Plattierungslösung
gespült und anschließend getrocknet werden, und daß sie bei einer Temperatur von 218 bis 538°C vergütet werden, um eine
feste metallurgische Bindung zwischen der Nickelplattierung und dem Titanmetall zu schaffen.
net, daß eine Vergütungstemperatur zwischen 232 und U27 C
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eini
verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein'
verwendet wird.
net, daß eine Vergütungstemperatur zwischen 2H6 und 27** C
BAD ORIGINAL
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1> I I U
H. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet i daß das Plattierungebad im wesentlichen
aus Nickelsulfamat, Borsäure und einem Benetzungsmittel in
wässriger Lösung besteht.
5, Verfahren nach Anspruch 1 bis **, dadurch gekennzeichnet» daß die Nickelplattierung in einer Starke
von wenigstens 0,0254 mm aufgetragen und die Gegenstände während etwa einer Stunde bei der Vergütungstemperatur gehalten
werden.
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US46641565A | 1965-06-23 | 1965-06-23 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1521075A1 true DE1521075A1 (de) | 1971-02-18 |
DE1521075B2 DE1521075B2 (de) | 1974-02-07 |
DE1521075C3 DE1521075C3 (de) | 1974-09-19 |
Family
ID=23851665
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19661521075 Expired DE1521075C3 (de) | 1965-06-23 | 1966-05-21 | Verfahren zum galvanischen Abscheiden festhaftender Nickelschichten auf Titan |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1521075C3 (de) |
GB (1) | GB1088820A (de) |
SE (1) | SE344765B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3622032A1 (de) * | 1986-07-01 | 1988-01-21 | Menrad Ferdinand Gmbh Co Kg | Verfahren zum beschichten von titan und aehnlichen werkstoffen |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4224316C1 (en) * | 1992-07-23 | 1993-07-29 | Freiberger Ne-Metall Gmbh, O-9200 Freiberg, De | Metal coating of titanium@ (alloys) - by oxidising in acidic, fluorine-free soln., removing oxide layer, treating with ultrasound, and galvanically coating |
-
1966
- 1966-05-10 GB GB2054766A patent/GB1088820A/en not_active Expired
- 1966-05-21 DE DE19661521075 patent/DE1521075C3/de not_active Expired
- 1966-06-21 SE SE849466A patent/SE344765B/xx unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3622032A1 (de) * | 1986-07-01 | 1988-01-21 | Menrad Ferdinand Gmbh Co Kg | Verfahren zum beschichten von titan und aehnlichen werkstoffen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE1521075C3 (de) | 1974-09-19 |
GB1088820A (en) | 1967-10-25 |
DE1521075B2 (de) | 1974-02-07 |
SE344765B (de) | 1972-05-02 |
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