DE2116475C - Method of coating a beryllium article with zinc - Google Patents
Method of coating a beryllium article with zincInfo
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Description
dcll wird JCW!chlspro/cnl Salpetersäure bclian· zinkt werden, wobei als Flüssigkeit zum Aufbringendcll will be zinc-plated with JCW! chlspro / cnl nitric acid, with as a liquid for application
C« v'Lr.i, UA .... 55 des Überzugs eine alka'ische wässerige Lösung eines C «v'Lr.i, UA .... 55 of the coating is an alkaline aqueous solution of a
,,,h„l. in\ η A"spi,uch I-dadurch gekenn- Zinkats verwendet wird. Das übliche Ver/inkungs-,,, h " l . zincate is used in \ η A " sp i, also I-characterized by this.
Zt L,ri π iaöw'1g, **,C>ncr Tempe- verfahren für Aluminium ist jedoch für Beryllium Zt L, ri π i a öw ' 1g , ** , C> ncr Tempe - process for aluminum is however for beryllium
^WSn? η'λ ■ ^ψ{{^1 wird· ""geeignet. Im allgemeinen wird das Überziehen^ WSn? η'λ ■ ^ ψ {{ ^ 1 becomes · "" suitable. In general, this is enrobing
/■, hn, R ι?"? ' d,adUrch geken"· cincs üblichen Mil'"ials mit K"Pfer, Silber. Gold,/ ■, hn, R ι? "? ' D , adUrch geken " · cincs usual mil '"ials with K" horse, silver. Gold,
/tnhncl daß die Bchandlungsdaucr zwischen 60 Nickel. Chrom oder dergleichen, z. B. durch Elektro-/ tnhncl that the working time is between 60 nickel. Chromium or the like, e.g. B. by electrical
To \rrtZV™ „ .a , , , , plattieren. Warmgalvanisieren. Vakuumplattieren oderTo \ rrtZV ™ ".a,,,, plate . Hot electroplating. Vacuum plating or
Jn zcichn, ? R? vnSi!1Ch π" dailUn:h ge" metallisdles Zementieren bewirkt. Ein Beryllium- Y n zcichn,? R? v nS i! 1 Ch π " dai l Un: h ge " causes metallic cementing. A beryllium
TeZc i zi hi tn° «1:IS Un£ ^l e""-'r Segensland kann zufolge der hohen ehemischenTeZc i zi hi tn ° « 1: I S U n £ ^ l e ""-' r Blessed Land can according to the high former
B- iSulzcH ^r I m 3, L ünd ,"'Τ AUlvitäl dcs Berylliums nach keinem der erwähnten «cfunr.vv"rd " C "'^" '5 bekannlc» Verfahren mit den obengenannten Me-B- iSulzcH ^ r I m 3, L Uend, "'Τ AUlvitäl dcs beryllium according to any of the mentioned" cfunr.vv "rd" C "'^"'5 bekannlc »method with the above-mentioned metal
r Il Vcrf.hri-n η..-h An u ί 1 , u tal'cn ausreichend überzogen werden. Die Oberfläche r Il Vcrf.hri-n η ..- h A n u ί 1, u ta l'cn be sufficiently coated. The surface
kennzeichne IS , Z?, r L »^ £!' dCS ^^"i^^genstandcs muß deshalb zunächstmark IS, Z ?, r L »^ £! ' dCS ^^ "i ^^ genstandcs must therefore first
Ktnnzt.chntt. daß die wciicre Behandlung be. mit einem geeigneten Metall wie Zink, welches zuK t nnzt.chntt. that the wciicre treatment be. with a suitable metal such as zinc, which to
den obengenannten Metallen eine hohe Haftfestigkeit besitzt, überzogen werden.the above-mentioned metals has a high adhesive strength.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mittels dessen ein Berylliumgegenstand mit hoher Haftfestigkeit und aroßer Gleichmäßigkeit verzinkbar ist. *F_s soll auf dem Berylliumgegenstand eine Zinkschicht gebildet werden, die für das weitere Überziehen des Berylliumgegenstandes mit Kupfer, Silber, Gold. Nic'kei, Chrom u. dgl. sehr wertvoll ist.It is an object of the invention to provide a method by means of which a beryllium article Can be galvanized with high adhesive strength and great uniformity. * F_s should be on the Beryllium object a zinc layer can be formed, which is used for further plating of the beryllium object with copper, silver, gold. Nic'kei, chrome and the like are very valuable.
Das erfmdungsgemäße Verfahren ist daduich gekennzeichnet, daß der Berylliumgegenstand mit einer sauren wässerigen Lösung behandelt wird, die Zinkkationen (Zn*') und Fluoranionen (P/ bei einem Zinkanteil von 0,35 bis 14 Gewichtsprozent enthält.The method according to the invention is characterized by that the beryllium article is treated with an acidic aqueous solution, the zinc cations (Zn * ') and fluorine anions (P / for a Contains zinc content of 0.35 to 14 percent by weight.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wird die saure wässerige Lösune, weiche Zinkkationen und Fluoranionen enthält, durch Lösen ei·—r Zinkverbindung und von Zinksalzen in einer wässerigen Lösung aus 5 bis 50 Gewichtsprozent Fluorwasserstoffsäure bei einem Zinkanteil im Bereich zwischen 0,35 und 14 Gewichtsprozent hergestellt, wobei die Zink\erbindung aus der Gruppe Zinkoxid, Zinkhydroxid, Zink-->itrid und Zinksulfid ausgewählt ist.In a preferred embodiment of this invention, the acidic aqueous solution becomes soft Contains zinc cations and fluorine anions by dissolving a zinc compound and zinc salts in one aqueous solution of 5 to 50 percent by weight hydrofluoric acid with a zinc content in the range between 0.35 and 14 percent by weight, the zinc compound from the group Zinc oxide, zinc hydroxide, zinc -> itride and zinc sulfide is selected.
Die für die saure wässerige Lösung verwendbaren Zinksalze können aus der Gruppe Zinkfiuorid, Zinkchlorid, Zinkbromid, Zinkjodid, Zinkchlorat, Zink- ; /anat, Zinknitrat. Zmklhio/yanat. Ziiskkarbonat. Zinkphosphat, Zinkpyrophosphai, Zinksuliat. Zir.kdihydrophos-ohat. Z'.ikammoniumchlorid, Zinkammoniumsulfät. Zinkc'ithionat. Zinkoxalat. Zinkacetat u. dgl. ausgewählt ν erden. Wenn die Zinkverbindungen in der wässerigen Lösung der Fluorwasserstoffsäure gelöst werden, bildet sich aus den Zinkverbindungen das Zinkkation. Wird /. 3. in der Fluorwasserstoffsäure Zinkoxid gelöst, so entsteht das Zinkkation (Zn ) entsprechend den folgenden chemischen Gleichungen.The zinc salts that can be used for the acidic aqueous solution can be selected from the group zinc fluoride, zinc chloride, Zinc bromide, zinc iodide, zinc chlorate, zinc ; / anat, zinc nitrate. Zmklhio / yanat. Carbonate. Zinc phosphate, zinc pyrophosphate, zinc sulate. Zir.kdihydrophos-ohat. Z'.ikammonium chloride, zinc ammonium sulfate. Zinc cithionate. Zinc oxalate. Zinc acetate etc. selected ν earth. When the zinc compounds in the aqueous solution of hydrofluoric acid are dissolved, the zinc cation is formed from the zinc compounds. Will /. 3. in the When hydrofluoric acid dissolves zinc oxide, the zinc cation (Zn) is formed according to the following chemical equations.
ZnO · 2Hr -- /nf-., H,O ZnF2=^-Zn 2 h ZnO · 2Hr - / nf-., H, O ZnF 2 = ^ - Zn 2 h
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die saure wässerige Lösung durch Auflösen eines wasserlöslichen /inksal/es in einer \>fi->->crigen Lösung aus 5 bis 20 Gewichtsprozent sauiem Ammoniumfluorid bei einem /inkgeha't '.on 0.35 bis 14 Gewichtsprozent hergestellt.In a further embodiment of the invention, the acidic aqueous solution is dissolved by dissolving of a water-soluble / inksal / es in a \> fi -> -> crigen Solution of 5 to 20 percent by weight sauiem Ammonium fluoride at a / inkgeha't '.on 0.35 up to 14 percent by weight.
Das wasserlösliche Zinksalz kann hierbei aus der Gruppe Zinkfiuorid, Zinkchlond. Zinkbromid, Zinkjodid, Zinkchlorat, Zinkammoniumchlorid. Zinkdithionat. Zinknitrat. 7inkthio7vanat 7inksulfut. Zinkammoniumsulfat. Zinkacetat u. dgl. ausgewählt werden. Die saure wässerige I ösung kann das von den wasserlöslichen Zinksalben (/. B. ZnSO1 -- Zn' SO, ) herrührende Zinkkation enthalten und das von dem sauren Ammoniumfluorid (ΝΗ,Ι- · HF -NH4 1 I 2 F ! H) herrührende Fluoranion.The water-soluble zinc salt can be selected from the zinc fluoride and zinc chloride group. Zinc bromide, zinc iodide, zinc chlorate, zinc ammonium chloride. Zinc dithionate. Zinc nitrate. 7inkthio7vanat 7inksulfut. Zinc ammonium sulfate. Zinc acetate and the like can be selected. The acidic aqueous solution can contain the zinc cation from the water-soluble zinc ointments (/. B. ZnSO 1 - Zn 'SO,) and that from the acidic ammonium fluoride (ΝΗ, Ι- · HF -NH 4 1 I 2 F! H ) derived fluorine anion.
Wenn der Berylliumgegenstand mit der sauren wässerigen Lösung entsprechend dem erlindungsgemäßen Verfahren behandelt wird, wird das mit der metallischen Oberfläche des Berylliums in Berührung gebrachte Zinkkation (Zn ) durch die Reduktionswirkung des metallischen Berylliums m metallisches Zink (Zn) umgewandelt und auf der Oberfläche des Berylliumgegenstandes abgeschieden. Andererseits wird das mit dem Zinkkation in Berührung gebrachte metallische Beryllium (Be) /u einem Berylliumkation (Be ) ionisiert und in der sauren wässerigen Lösung gelöst. Auf Grund dieses Vorgangs wird die Oberfläche des Berylliumgegenstandes gleichmäßig mit metallischem Zink überzogen. Besonders gut eignet sich für das erfindungsgemäße Verfahren wegen der großen Gleichmäßigkeit des Verzinkens eine saure wässerige Lösung aus Zinksulfat (ZnSO1) und saurem Ammoniumfluorid (NH4F-HF).When the beryllium object is treated with the acidic aqueous solution according to the method of the invention, the zinc cation (Zn) brought into contact with the metallic surface of the beryllium is converted to metallic zinc (Zn) by the reducing action of the metallic beryllium and deposited on the surface of the beryllium object . On the other hand, the metallic beryllium (Be) brought into contact with the zinc cation is ionized with a beryllium cation (Be) and dissolved in the acidic aqueous solution. As a result of this process, the surface of the beryllium object is evenly coated with metallic zinc. An acidic aqueous solution of zinc sulfate (ZnSO 1 ) and acidic ammonium fluoride (NH 4 F-HF) is particularly suitable for the method according to the invention because of the great uniformity of the galvanizing.
ίο In der Zeichnung ist in Abhängigkeit von der Behandlungs/eit in Sekunden die Niederschlagsmenge Ozn des Zinks in Milligramm und die Lösungsmenge Ope des Berylliums in Milligramm angegeben. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Niederschlagsmenge Οζη und die Lösungsmenge Q\w ins Gleichgewicht gebracht worden sind, nachdem der Seryüiumgegensiand annähernd 100 see lang mit einer sauren wässerigen Lösung, weiche 5 Gewichtsprozent Zinksulfat und 10 Gewichtsprozent saures Ammoniumfluorid enthält, behandelt worde:. ist. Mit anderen Worten ist der Niederschlag an metallischem Zink und die Auflösung des Berylliumkations nach einer Behandlungs/eit von etwa 100 see beendet. Dies beieuleJ, daß die Oberfläche des Berylliumgegenstande* nach einer Behandlungs/eit von etwa 100 see vollständig mit einer metallischen Zinkschicht bedeckt ist, so daß die Berylliumoberfläche mit der sauren wässerigen Lösung nicht mehr in Berührung kommen kann. Dies ist sehr wesentlich für ein gleichmäßiges Bedecken des Beryliiurngeeenstandes mi» einer metallischen Zinkschichi ci.ier einheitlichen Stärke.ίο In the drawing, depending on the treatment time in seconds, the amount of precipitation Ozn of the zinc is given in milligrams and the amount of solution ope of the beryllium in milligrams. It can be seen from the drawing that the amount of precipitation Οζη and the amount of solution Q \ w have been brought into equilibrium after the serum object has been treated for approximately 100 seconds with an acidic aqueous solution containing 5 percent by weight of zinc sulfate and 10 percent by weight of acidic ammonium fluoride. is. In other words, the precipitation of metallic zinc and the dissolution of the beryllium cation are complete after a treatment time of about 100 seconds. This means that the surface of the beryllium object * is completely covered with a metallic zinc layer after a treatment time of about 100 seconds, so that the beryllium surface can no longer come into contact with the acidic aqueous solution. This is very essential for an even covering of the beryllium layer with a metallic zinc layer of uniform thickness.
Das Aufbringen des Überzugs erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in jiner Behandlungszeit von 5 bis 600see hei einer Temperatur /wischen IO und 50 C. Vorzugsweise liegt die Behandlungs/eit im Bereich /wisc!*^n 5 und 200 >ec und die Temperatur im Bereich /wischen 15 und 25 C". Die Temperatur /um Aufbringen des (her- ugs und die Zeit können abhängig von der Zusammensetzung der für das Verzinken verwendeten sauren wässerigen Lösung und der Griße u~i<1 Torrn des Beryüiürngcgcnsiandc·» eesteuert werden.In the method according to the invention, the coating is applied in one treatment time from 5 to 600 sea at a temperature / wipe 10 and 50 C. The treatment time is preferably in the range / wisc! * ^ N 5 and 200> ec and the temperature in the range / between 15 and 25 C ". The temperature / um application of the (here and the time may depend on the composition of the for the galvanizing used acidic aqueous solution and the size u ~ i <1 Torrn des Beryüiürngcgcnsiandc · » be controlled.
Vorzugsweise wird der mit einem i'her/ug /u versehende Berylliurngeiicnsland \οτ dem eigentlichen Aufbringen des l'ber/ugs n.tt einer wässerigen lösung eines Säuregemisches vorbehandelt, das aus 5 bis i5 Gewichtsprozent f ' "*nssersiofi säure und 5 bis 15 Gewichtspr«»/en- säure besteht.Preferably, the UG with a i'her / / u bumpered Berylliurngeiicnsland \ οτ the actual application of the l'BER / ugs n.tt an aqueous solution of an acid mixture pre-treated, the f from 5 to i5 percent by weight '"* r NSSE siofi acid and 5 to 15 Gewichtspr "" / s - is acid.
um die Oberlläche des Ber, ._.-genstandes /u reinigen. Die Vorbehandlung ist escntlich, um cmc hohe Haftfestigkeit /u erreichen, d. h. einen hohen Schälwiderstand /wischen der Berylliumoberfläche und der Zinkschicht. Die Vorbehandlung wird vor-/ugswcisc IO bis 120 see Iaig bei einer Temperatur /wischen 10 und 30 C durchgeführt.around the surface of the Ber, ._.- object / u to clean. Pretreatment is essential to cmc achieve high bond strength / u, d. H. a high peel resistance / wipe of the beryllium surface and the zinc layer. The pre-treatment is pre- / ugswcisc IO to 120 see Iaig at one temperature / carried out between 10 and 30 C.
Ferner wird der vorbehandeltc Bcrylhunigcpenstand vorzugsweise vor dem Aufbringen des i!hcr-/ugs mit einer wässerigen Lösung von !«) bis 30 (ic· wichtspro/ent Salpetersäure behandelt. Diese Behandlung dient Ja/u. Flecken auf der Oberfläche des BeryHiumgcgenstandes /u beseitigen. Sie k.inn bei einer Temperatur /wischen 10 und 30 C für eine Zeitdauer zwischen 3 und lOsiv durchgeführt werden.Furthermore, the pretreated acrylic paint stand is preferably applied before the i ! hc r - / coll treated with an aqueous solution of ") to 30 (ic · wichtspro / ent nitric This treatment is used Yes / u stains on the surface of the BeryHiumgcgenstandes / u eliminate k.inn at a Tempe r ature!... / between 10 and 30 C for a period of time between 3 and lOsive.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein gleichmäßiges Überziehen mit einer Metallschicht crrck'it. so daß die Oberfläche des Bcrylliumgegen-The inventive method is a even coating with a metal layer crrck'it. so that the surface of the cryllium counter-
Standes, der eine hohe chemische Aktiviiäl besitzt, geschützt ist. Außerdem ist der Überzug nut einer Zinkscliicht wertvoll für ein weiteres Überziehen des üerjlliumgcgcnstandes mil Kupfer. Silber. Gold, Nickel. Chrom u. dgl. bei hoher Gleichmäßigkeil und g'oßer Haftfestigkeit.Class, which has a high chemical activity, is protected. In addition, the coating with a zinc layer is not valuable for further coating of the Surplus material with copper. Silver. Gold, Nickel. Chrome and the like with a high uniformity wedge and great adhesive strength.
Die ί rlmdung wird noch durch vier Beispiele erläutert.The message is illustrated by four examples explained.
Beispiel IExample I.
Lin Berylliumblech mil einer lange von Kiein und einer Breite von 2cm sowie einer DicLc \on 0,05cm wurde zunächst m --ncr wässerigen Lösung vorbehandelt, clic 2Oi) 'ni ! ' ':iorwasscr..ioiTsäiire einer Konzentration von 5(> ■· ··· ichtspiweni und 100 mil Phosphorsäure einer κ.-üzentration von 9K Gewichtsprozent einhielt, -yic Behandliingveit betrug 30 see, die ßehan<'\ nssicmpcratur 25 C. Nach dem Abspülen ir.il V*,. ,»er v\ urde das \orhehandclie Berylhuiiiblech in eine v..r>sserige Lösung getaucht, die 20!) ml 1 Salpetersäure einer Konzentration von 20Gev.ichispro/cnl enthielt. Die ßcli.indlungsiemperniur war 25 C, die Behandlungszeit 5 see. Sodann wurde cir.e *aure wässerige Lösung durch Auflosen »on 50 g Zinkoxid in 1000 m! einer wässerigen Lösung, die 120g Fluorwasserstoffsäure enthielt, hergestellt.Lin beryllium sheet with a length of small and a width of 2cm and a diameter of 0.05cm was first pretreated with an aqueous solution, click 2Oi) 'ni! '': iorwasscr..ioiTsäiire a concentration of 5 ( > ■ · ··· ichtspiweni and 100 mil phosphoric acid a κ.-concentration of 9K percent by weight complied, -yic treatment time was 30 seconds, the temperature 25 C. After rinsing ir.il V * ,. "he v \ urde the \ orhehandclie Berylhuiiiblech in a v .. r> for aqueous solution dipped to 20!) ml 1 nitric acid at a concentration of 20Gev.ichispro / cnl contained. The pressure of induction was 25 C, the treatment time 5 seconds. Then a cir. Acidic aqueous solution was made by dissolving 50 g of zinc oxide in 1000 ml. an aqueous solution containing 120 g of hydrofluoric acid.
Das vorbehandeln Berylhumblech wurde 150 see laug in die saure wässerige Lösung bei einer Temperatur von 25 C eingetaucht und dann mit Wasser abgespült.The pretreated beryllium sheet was 150 seconds lye immersed in the acidic aqueous solution at a temperature of 25 C, and then with water rinsed off.
Ts wurde von dem erhaltenen Produkt mikroskopisch die Dicke der metallischen Zinkschichi bestimmt. Die durchschnittliche Dicke der abgelagerten /inkschicht betrug 10 mg cm-.Ts became microscopic of the product obtained determines the thickness of the metallic zinc layers. The average thickness of the deposited / ink layer was 10 mg cm-.
fs wurde von dem erhaltenen Produkt auch die Bc>tändif!kcil gegenüber wiederholten Wärmen und Abkühlen gemessen. Während der gesamten Messung, bei der das Produkt wiederholt fünfmal einer Temperatur von 40 C" für 1 Stunde und einen Zyklus und einer Temperatur von 2S0 C für 1 Stunde und einen Zyklus ausgesetzt wurde, w-urde keine Änderung festgestellt.fs was also the Bc> tändif! Kcil against repeated warming and Cooling measured. During the entire measurement, in which the product is repeated five times a temperature of 40 C "for 1 hour and one cycle and exposed to a temperature of 20 ° C. for 1 hour and one cycle, there would be no change detected.
Das Produkt wurde ferner unter geeigneten Bedingungen durch ein übliches Beschichtungs- oder L-Iektruplaiiierverfahren mit einer Kupfcrschichl einer Dicke von 2Ü;;m überzogen. Die auf die Zinkschiciii des HervlliunigcgCiistaiHlcs aufgebrachte KupfcrschichtThe product was further processed under suitable conditions by a conventional coating or electroplating process with a copper layer Thickness of 2N ;; m coated. The copper layer applied to the zinc coating of the finish
ίο halte einen !irnlicn Sdiälwidcrstand. d. h. einen großen Widerstand gegenüber Abschälen oder Abblättern des aufgebrachten Überzugs.ίο hold an internal resistance. d. H. a great resistance to peeling or peeling of the applied coating.
ί! c i s ρ i e 1 2ί! c i s ρ i e 1 2
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde unter Verwendung \on 300 g /ml.phiisphat an Stelle des Zinkoxid* wiederholt. Die auf dem Berylliu ngegenstand erhaltene Zinksclncht hatte eine durchschnittliche Dicke von 0.1 im und einen hohen Widersland gegenüber Absch.i);· . von dem ßeolliumgegcnslandThe procedure of Example 1 was repeated using \ on 300 g /ml.phiisphat in place of the zinc oxide * repeated. The zinc sheet obtained on the beryllium object had an average thickness of 0.1 im and a high contradiction to Section i). from the Collium area
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das vorbehandeln BeryHiiimblcch in eine wässerige Lösung eingetaucht wurde, die 100 gl saures Ammomumfluorid und 5OgI Zinksulfat an Stelle der wässerigen Lösung aus Zinkoxid und [Iuorsäure enthielt.The procedure of Example 1 was repeated with the exception that the pretreatment BeryHiiimblcch was immersed in an aqueous solution containing 100 μl of acid ammonium fluoride and 50gI zinc sulfate instead of the aqueous solution of zinc oxide and [iuoric acid.
Die auf dem Beryiiiumgegenstand erhaltene Zinkschicht halte eine durchschnittliche Dicke von 0,1 μπι und einen hohen Schälwiderstand.The zinc layer obtained on the Beryiiiumartikel hold an average thickness of 0.1 μm and a high peel resistance.
Das Verfahren gemäß Beispiel 3 wurde unter Ver wendung \on 83 g Zinkchlorid an Stelle des 7inksuifals wiederholt. Die erhaltene Zinkschicht des Berylliumgegcnslandes hatte eine durchschnittliche Dicke von 0,1 μπι und einen hohen Schäl widerstandThe procedure according to Example 3 was carried out using 83 g of zinc chloride in place of the zinc sump repeated. The zinc layer obtained on the beryllium surface was average Thickness of 0.1 μm and a high peeling resistance
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
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JP2835870 | 1970-04-03 |
Publications (3)
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