DE1521075C3 - Verfahren zum galvanischen Abscheiden festhaftender Nickelschichten auf Titan - Google Patents

Description

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absorption durch Titan bestimmt unter einem Wert beizt, wobei eine Gleichspannung von 6 bis 30 Volt

bleibt, bei dem eine Versprödung auftritt. Zur Ver- angelegt wurde.

meidung derselben muß die Wasserstoffabsorption _{Wasser 8g 5 VoIumprozent}

durch das zu galvanisierende Metall auf einen Wert Sabetersäure

von 150-10-6 begrenzt werden während metallur- _{5 (5}o_bi_s8o_%) 10,5 VoIumprozent

gische Analysen der gemäß dem Verfahren nach der _Fi_ußsäure (48 bis 60 %) 10 VoIumprozent

Erfindung hergestellten Proben einen Wasserstoff- Amidoschwefelsäure . 7bisl3 Gewichtsprozent

gehalt von 3 bis 6 · 10"⁶ zeigten. _{der F]ussi}g_keiten

Nach dem Galvanisieren wird der Gegenstand Kadmiumsulfat 2 bis 3,5 Gewichtsprozent

gespult, getrocknet und auf eine Temperatur von io , pi_r,«:„i,-:_tpr1

218 bis 538 C erhitzt, um den Überzug mit dem riu»ig«:iren

Grundmaterial metallurgisch zu verbinden. Die enge Nach dem Beizen wurden die Teile mit Wasser

Einhaltung dieser Vergütungstemperatur ist sehr kri- abgespült und in ein galvanisches Bad folgender Zu-

tisch. Wenn die Vergütung ausgelassen wird oder bei sammensetzung gebracht:

anderen als den angegebenen Temperaturen ausgeführt 15 Nickelsulfamat 450 g/l Wasser

wird, geht die Haftfestigkeit des Überzuges ebenso (Nickelmetallgehalt desselben) 75,5 g/l

verloren wie die Lagereigenschaften. Borsäure 30 s/l

Obgleich die Vergütungstemperatur zur Herstellung Netzmittel 0 375 g/l

der metallurgischen Bindung etwas von der Dicke des Nickelsulfamat '

aufgebrachten Überzuges abhängt, ist die Bindung bei 20 Spannungsreduziermittel .... 15 g/l
Temperaturen von 218 bis 538 C im allgemeinen ausreichend. Ein bevorzugter Bereich der Vergütungs- Die Übertragung geschah in 5 bis 10 Sekunden, temperatur liegt bei 232 bis 427 C, insbesondere bei wobei die Teile naß waren. Das Galvanisierbad hatte 246 bis 274 C. eine Betriebstemperatur von 38 bis 54 ""C. Die Gegen-

Obwohl eine Vergütungstemperatur von 218 C für 25 stände wurden mit einem Überzug von 0,0254 bis Überzugsdicken bis zu 0,0127 mm ausreichend ist, 0,127 mm Dicke versehen unter Anwendung einer reicht diese Temperatur für darüber hinausgehende Stromdichte von 215 bis 540 A/m².
.Schichtdicken nicht aus, da die dann entstehende Bin- Nach dem Abspülen mit Wasser und ,nach dem dung zwischen Überzug und Grundmaterial nicht die Trocknen wurde eine Wärmebehandlung in Luft ausgewünschte Haftfestigkeit aufweist. Da normalerweise 30 geführt bei einer Temperatur von 246 bis 274 "C wäh-Titangegenstände mit einem Nickelüberzug von wenig- rend wenigstens einer Stunde.

stens 0,0254 mm Dicke, gewöhnlich 0,0508 bis Der erzielte Überzug hatte eine halbglänzende,

0,127 mm Dicke zur Erreichung einer genügenden glatte, gleichmäßige, fehlerfreie Oberfläche und eine

Abnutzungsfestigkeit versehen werden, wendet man ausgezeichnete Haftung ar/ dem' Grundmetall. Es trat

unter diesen ,Umständen vorzugsweise eine Vergütungs- 35 kein Abplatzen des Überzuges auf, wenn die Titan-

temoeratur von wenigstens 232 C an. tafeln um 180' über einen Dorn gebogen wurden, der

Gegenstände, die bei Temperaturen oberhalb 538 C 1,5- bis 2mal so dick wie die Titantafeln war. Wie vergütet werden, zeigen eine beträchtliche Zerstörung erwartet, nahm die Haftfestigkeit mit zunehmender des Nickelüberzuges, wobei deren Oberfläche rauh Überzugsdicke ab. Die Haftfestigkeit ist jedoch in wird und sich verfärbt. Obgleich die Haftfestigkeit des 4° jedem Fall größer als bei Anwendung anderer VerÜberzuges nach Behandlung mit derartigen Tempera- fahren.

türen noch befriedigend ist, ist die äußere Oberfläche Ferner wurden Versuche an einer Vielzahl von

der galvanisierten Gegenstände zur Verwendung als Titangegenständen unterschiedlicher Gestalt vorge-

Lager nicht genügend glatt, so daß der wesentliche nommen, wobei die Dicke des Überzuges zwischen

Zweck des Nickelüberzuges verlorengeht. Aus diesem 45 dünnsten Schichten und Dicken von 0,127 mm lag und

Grunde wird die Vergütung nach dem Plattieren vor- Vergütungstemperaturen von 204 bis 649 "C angewen-

zugsweise bei 246 bis 274 C ausgeführt. det wurden.

Da wie bekannt bei der Bildung der Diffusionsbil-

öeispiel _{dung zw}j_scnen Nickel und Titan im allgemeinen die

Es wurden zahlreiche Titanprobetafeln und Flug- 5° Diffusionsgeschwindigkeit temperaturabhängig ist, ist

zeugteile in der folgenden Weise behandelt: bei Anwendung höherer Vergütungstemperaturen in-

Die Teile wurden zuerst entfettet und gesäubert nerhalb der obengenannten Grenzen die zum Ausmittels üblicher Techniken. Danach wurden sie ano- bilden der metallurgischen Bindung erforderliche Zeit disch in einem Bad folgender Zusammensetzung ge- geringer.

Claims (1)

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38 bis 54 C mit einer Stromdichte von 215 bis 540 A/m²

Patentanspruch: gearbeitet wird.

Hierdurch wird erreicht, daß die Wasserstoffabsorp-

Verfahren zum galvanischen Abscheiden einer tion kleiner bleibt als 150 ppm, so daß eine Verspröfesthaftenden Nickelschicht auf einem Titangegen- 5 dung des Titans und eine Herabsetzung der Festigkeit stand, wobei die Oberfläche desselben gereinigt, desselben mit Sicherheit vermieden wird, elektrolytisch in einem Beizbad aus einer wäßrigen Das Verfahren nach der Erfindung umfaßt die üb-Lösung von Salpetersäure, Fluorwasserstoffsäure, liehen, beim Galvanisieren angewandten Verfahrens-Sulfaminsäure und einem Sulfat eines Metalls aus schritte, d. h. das Desoxidieren der Oberfläche, das der Gruppe II des PSE behandelt, eine Nickel- io galvanische Abscheiden des Metalls, eine Wärmeschicht aus einem Sulfamatbad aufgebracht, ge- behandlung sowie die erforderlichen, dazwischenliewaschen, getrocknet und bei einer Temperatur genden Spül- und Trockenvorgänge. Es wurde nun zwischen 218 und 538 C wärmebehandelt wird, gefunden, daß eine besondere Kombination von Baddadurch gekennzeichnet, daß der und Verfahrensparametern ein Produkt mit über-Titangegenstand beim Überführen aus dem Beizbad 15 ragenden Eigenschaften ergibt. Der dadurch erzielte in das galvanische Bad möglichst kurzzeitig und Nickelüberzug weist eine ungewöhnliche Haftfestigkeit unter vollständiger Benetzung durch ein Wasserbad auf Titan auf und zeichnet sich auch durch eine geführt, als galvanisches Bad eine Lösung von außergewöhnliche Gleichmäßigkeit und Qualität aus. 450 g/l Nickelsulfamat mit einem Nickelgehalt von Da der Überzug durch das Verfahren nach der Er-75,5 g/l, einem Gehalt von 30 g/l Borsäure, 0,375 g/l 20 findung schnell auf der aktiven Oberfläche des Titans eines Netzmittels und 15 g/l eines Spannungsredu- gebildet wird, wird die Wasserstoffabsorption und die ziermittels verwendet und bei einer Temperatur dadurch hervorgerufene Versprödung verringert, von 38 bis 54 "C mit einer Stromdichte von 215 bis Titan hat im reinen Zustand eine bemerkenswerte 540 A/m² gearbeitet wird. Affinität zu Wasserstoff und zu den vorherrschenden

25 atmosphärischen Gasen, so daß aus Titan hergestellte

Teile- bei Anwendung üblicher Herstellungstechniken

beträchtliche Oberflächenverunreinigungen aufweisen. Da diese die Bildung eines festhaftenden Überzuges

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum galvani- verhindern, müssen sie vor der Metallabscheidung

sehen Abscheiden einer festhaftenden Nickelschicht 30 entfernt werden. Zu diesem Zweck können übliche

auf einem Titangegenstand, wobei die Oberfläche des- Entfettungs- und Oberflächenreinigungsverfahren an-

selben gereinigt, elektrolytisch in einem Beizbad aus gewendet werden, wobei das Dampfsti ahlverfahren

einer wäßrigen Lösung von Salpetersäure, Fluorwas- besonders wirksames*. ■»·■

serstöffsäure, Sulfaminsäure und einem Sulfat eines Außerdem wird die zu galvanisierende Oberfläche Metalls aus der Gruppe II des PSE behandelt, eine 35 gebeizt. Zu diesem Zweck werden vorzugsweise die Nickelschicht aus einem Sulfamatbad aufgebracht, Stoffe und Techniken nach der USA.-Patentschrift gewaschen, getrocknet und bei einer Temperatur 3 006 827 verwendet. Das Beizbad nach diesem Patent zwischen 218 und 538 'C wärmebehandelt wird. greift die plattierende Oberfläche nicht nur weniger Es ist bereits bekannt, Titangegenstände zu galvani- heftig an, sondern hat auch selektivere Eigenschaften sieren, insbesondere zu vernickeln. Gemäß einem be- 40 beim Abbeizen des Oxidfilms, der nach dem Säubern kannten Verfahren werden die Titangegenstände übrigbleibt. Da Oberflächenfehler und Unterbrechunmittels periodisch umgekehrten Gleichstromes elek- gen in dem Überzug die lokale Abnutzung fördern, ist trolytisch gebeizt und entzundert, so daß die Oxid- es wichtig, Oberflächenfehler zu vermeiden, die^:<sich schicht vollständig entfernt wird, ohne daß die Ober- beim Säubern der Oberfläche ergeben können. E: fläche der behandelten Gegenstände angegriffen wird. 45 trifft zwar zu, daß das Verfahren nach der Erfindung Dieses Verfahren dient nur zur Entzunderung, gibt nicht besonders empfindlich gegenüber Oberflächen jedoch keine Hinweise, wie die eigentliche Galvani- rauhigkeiten ist, und zwar wegen der Dicke des Über sierung ausgeführt werden muß. zuges, der sich aufbringen läßt, jedoch führen ernst Es ist ferner bekannt, Titangegenstände in einem liehe Unvollkommenheiten der Oberfläche zu eine: sauren Medium und in Gegenwart von Chrom(III)- 50 fehlerhaft galvanisierten Oberfläche, was dazu führer und Fluorionen vor der galvanischen Metallabschei- kann, daß das Teil vorzeitig ausfällt, dung, z. B. aus einem Nickelbad nach Watt, zu be- Da Titan in diesem Zustand in Luft selbst be handeln. Zur Erhöhung des Haftvermögens des Me- Raumtemperatur sehr schnell wieder oxydiert, mul tallüberzuges kann eine Wärmebehandlung bei Tempe- die Übertragungszeit zwischen den Bädern nach de; raturen zwischen 300 und 600 C durchgeführt werden. 55 Beizbehandlung auf einem Minimum gehalten werden Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vorzugsweise ist die Zeit kleiner als 5 bis 10 Sekunden Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, und die zu galvanisierenden Teile bleiben dabei immeweiches eine hochfeste und gut haftende Nickelschicht vollständig benetzt.

mit abriebfester Oberfläche erzeugt. Nach dem Abspulen wird der zu galvanisierende

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gegeben, 60 Gegenstand in ein Bad gebracht, welches im wesent

daß der Titangegenstand beim Überführen aus dem liehen aus einer wäßrigen Lösung von Nickelsulfamat

Beizbad in das galvanische Bad möglichst kurzzeitig Borsäure und einem Netzmittel besteht. Dieses Bai

und unter vollständiger Benetzung durch ein Wasser- ist besonders günstig, da es einen harten, nicht poröse·

bad geführt, als galvanisches Bad eine Lösung von Nickelüberzug ergibt, der eine ausgezeichnete Abrieb

450 g/l Nickelsulfamat mit einem Nickelgehalt von 65 festigkeit aufweist.

75,5 g/l, einem Gehalt von 30 g/l Borsäure, 0,375 g/l Da das Sulfamat-Nickelgalvanisierverfahren eine

eines Netzmittels und 15 g/l eines Spannungsreduzier- Wirkungsgrad von etwa 99% aufweist, erfolgt di

mittels verwendet und bei einer Temperatur von Nickelabscheidung so schnell, daß die Wasserstoff