DE2207704C3 - Wässriges, gut streuendes galvanisches Bad zur Abscheidung glänzender Chromüberzüge - Google Patents
Wässriges, gut streuendes galvanisches Bad zur Abscheidung glänzender ChromüberzügeInfo
- Publication number
- DE2207704C3 DE2207704C3 DE19722207704 DE2207704A DE2207704C3 DE 2207704 C3 DE2207704 C3 DE 2207704C3 DE 19722207704 DE19722207704 DE 19722207704 DE 2207704 A DE2207704 A DE 2207704A DE 2207704 C3 DE2207704 C3 DE 2207704C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- chromium
- acid
- carboxylate
- liter
- chrome
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 97
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 59
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 58
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N Boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 17
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims description 17
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000027455 binding Effects 0.000 claims description 15
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 15
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- -1 Chromium carboxylate compound Chemical class 0.000 claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 10
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 5
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 5
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 4
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 3
- BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N chromium(3+) Chemical compound [Cr+3] BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 2
- 230000036947 Dissociation constant Effects 0.000 claims 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 2
- 241000554155 Andes Species 0.000 claims 1
- PBVMYEIBRFNIJI-UHFFFAOYSA-M [Cl-].[K+].OCC(=O)O Chemical compound [Cl-].[K+].OCC(=O)O PBVMYEIBRFNIJI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000002934 lysing Effects 0.000 claims 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L Chromic acid Chemical compound O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 5
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 5
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 5
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N Boron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000003608 Feces Anatomy 0.000 description 2
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing Effects 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 2
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 2
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WEEDJLVNJAEGDJ-UHFFFAOYSA-N [B].C(CO)(=O)O Chemical compound [B].C(CO)(=O)O WEEDJLVNJAEGDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001844 chromium Chemical class 0.000 description 1
- 229940117975 chromium trioxide Drugs 0.000 description 1
- QYHKPQCMTYXLIA-UHFFFAOYSA-K chromium(3+);2-hydroxyacetate Chemical compound [Cr+3].OCC([O-])=O.OCC([O-])=O.OCC([O-])=O QYHKPQCMTYXLIA-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical class [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000424 chromium(II) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BFMYDTVEBKDAKJ-UHFFFAOYSA-L disodium;(2',7'-dibromo-3',6'-dioxido-3-oxospiro[2-benzofuran-1,9'-xanthene]-4'-yl)mercury;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Na+].O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC(Br)=C([O-])C([Hg])=C1OC1=C2C=C(Br)C([O-])=C1 BFMYDTVEBKDAKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 230000002101 lytic Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-LZFNBGRKSA-N potassium-45 Chemical compound [45K] ZLMJMSJWJFRBEC-LZFNBGRKSA-N 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- FTBATIJJKIIOTP-UHFFFAOYSA-K trifluorochromium Chemical compound F[Cr](F)F FTBATIJJKIIOTP-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
Description
6. Chrombad nach Anspruch 1, dadurch ;?ekenn- Vergleichsversuch, bei dem ein aus der US-PS 30 06 823
zeichnet, daß es als zu Borsäure hydrolysierende 35 bekanntes Chrombad auf der Basis von Chrom(III)-Verbindung
Borax, Boroxid, Natriumox^uoro- glykolat verwendet wurde.
borat oder deren Gemisch in einer Konzentration Die in den erfindungsgemäßen Chrombädern ent-
von 10 bis 70 g/Liter enthält. haltenen Halogenochromcarboxylate weisen Chloro-,
7. Chrombad nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Fluoro-, Bromo- oder Jodoliganden bzw. deren Gezeichnet,
daß es ein Halogenochromcarboxylat und 4° misch auf. Bromo- und Jodoliganden sind jedoch nicht
ein Salz einer starken Säure mit einer Dissociations- bevorzugt, da sie zu unerwünschten Farbschleiern an
konstante von mindestens K = 10-i in einsm Ver- der Anode führen. Daher sind Chloro- und Fluorohältnis
von 1:1,5 bis 1: 2,5, bezogen auf Gramm- liganden bzw. deren Gemisch bevorzugt. Der Carboxyatom
Chrom, enthält. latligand leitet sich von Glykolsäure, Milchsäure
8. Chrombad nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 45 und/oder Oxalsäure ab. Besonders bevorzugt sind
zeichnet, daß es ein Halogenochromcarboxylat und Halogenochromcarboxylate, die sich hauptsächlich
Borsäure in einem Verhältnis von 1:1,1 bis 1: 0,3, von Glykolsäure ableiten. An Stelle der freien Carbonbezogen
auf Grammatom Chrom, enthält. säuren können deren Derivate, z. B. Salze oder Ester,
zur Komplexbildung verwendet werden.
50 In den Halogenochromcarboxylaten liegt ein Verhältnis
von Chromatomen zum Carboxylatliganden
Glanzchrombäder auf der Basis von Chiom(III)- von 1:0,7 bis 1:3 und ein Verhältnis von Chromverbindungen
sind bekannt, jedoch sind deren Eigen- atomen zu Halogenatomen von 1: 0,1 bis 1: 3,5 vor.
•chaften im Vergleich zu den Vorzügen handelsüblicher Besonders bevorzugte Mol- bzw. Atomverhältnisse
Glanzchrombäder, die Chrom(VI)-verbindungen ent- 55 hängen von der jeweils verwendeten Säure bzw. von
halten, wenig befriedigend. In der US-PS 30 06 823 den Halogenoliganden der Chromverbindung ab.
wird ein wäßriges, galvanisches Bad beschrieben, das Leitet sich der Carboxylatligand beispielsweise hauptein
Chrom(III)-carboxylat enthält. Jedoch können mit sächlich von Glykolsäure ab und enthält der Komplex
diesem Chrombad, vor allem im Bereich niedriger hauptsächlich Chloroliganden, so beträgt das Ver-Stromdichte,
keine zufriedenstellenden Überzüge er- βο hältnis von Chromatomen zu Halogenatomen vorzielt
werden, zugsweise 1:0,4 bis 1:1. Weist jedoch die Chrom-Aufgabe
der Erfindung ist es, galvanische Chrom- verbindung hauptsächlich Fluoroliganden auf, so
bäder zu schaffen, die auch im Bereich niedriger beträgt das Verhältnis von Chromatomen zu Halogen-Stromdichte
zufriedenstellende Abscheidungsj'eschwin- atomen vorzugsweise 1: 2,6 bis 1: 3,2.
digkeiten gewährleisten und daher auch an wenig 65 Das Halogenochromcarboxylat kann auf verschiezugänglichen Stellen oder komplizierten Strukturen dene Weise hergestellt werden, z. B. durch direkte des zu galvanisierenden Gegenstandes eine aus- Umsetzung von Chrommetall mit der Carbonsäure reichende Dicke der Chromschicht ermöglichen. und beispielsweise Salzsäure. Zur vollständigen Um-
digkeiten gewährleisten und daher auch an wenig 65 Das Halogenochromcarboxylat kann auf verschiezugänglichen Stellen oder komplizierten Strukturen dene Weise hergestellt werden, z. B. durch direkte des zu galvanisierenden Gegenstandes eine aus- Umsetzung von Chrommetall mit der Carbonsäure reichende Dicke der Chromschicht ermöglichen. und beispielsweise Salzsäure. Zur vollständigen Um-
sctzung empfiehlt es sich, das Reaktionsgemisch nach in einem Verhältnis von Chrom zu Leitsalz von unge-
Ablauf der stark exothermen Reaktion weiter von fähr 1:1,5 bis 1:2,5 vermengt werden. Darüber
außen zu erhitzen, bei Verwendung eines flüssigen hinaus können ihnen Borsäure oder eine zu Borsäure
Mediums, wie Wasser, erhitzt man hierbei das Re- hydrolysierende Verbindung in einem Verhältnis von
aktionsgemisch unter Rückfluß. 5 Chrom zu Borsäure von ungefähr 1:1,1 bis 1: 0,3
Bei einem anderen Verfahr«« zur Herstellung des einverleibt werden. Die konzentrierten Chrombäder
Halogenochromcarboxylats setzt man die Carbon- dienen vorzugsweise dazu, die Verluste an Halogenosäure
und Salzsäure mit Chromsäure um, wobei dis chromcarboxylat, Leitsalz oder Borsäure in den Bewäßrige
Lösung einer Chromsäure bildenden Verbin- triebsbädern auszugleichen. Sie können auch gelagert
dung, wie Chromtrioxid, verwendet wird. Auch diese io werden, und bei Bedarf zur Erhöhung der Leitfähig-Reaktion
verläuft exotherm. Das Halogenochrom- keit und der Abscheidungsgeschwindigkeit in Chromcarboxylat
kann auch dadurch hergestellt werden, daß bädern, insbesondere in Glanzchrombädern auf der
man ein Chrom(lII)-halogenid in Gegenwart einer Basis von Chrom(III)-verbindungen, verwendet werden,
starken Base, z. B. eines Alkalimetallhydroxyds, mit Die erfindungsgemäßen Chrombäder weisen wähder
Carbonsäure umsetzt. Nach diesem Verfahren 15 rend der galvanischen Abscheidung eine Temperatur
erhält man z. B. aus CrF3 · 9H2O in exothermer von 20 bis 500C auf. Besonders bevorzugte pH-Werte
Reaktion ein Fluorochrom(III)-carboxylat. und Temperaturen hängen von der Art des verwendeten
Die erfindungsgemäßen Chrombäaer enthalten das Chromkomplexes ab. Weist beispielsweise das HaIo-Halogenochromcarboxylat
vorzugsweise in einer Kon- genochromcarboxylat hauptsächlich Fluoroliganden
zentration entsprechend 25 bis 150 g Chrom/Liter 20 auf, so werden vorzugsweise etwas höhere Temperaentsprechend
0,5 bis 3 Grammatom Chrom/Liter. türen angewandt als bei Verwendung von Halogeno-Zur
Gestellgalvanisierung verwendet man Bäder mit chromcarboxylaten, die hauptsächlich Chloroliganden
einem Chromgehalt entsprechend ungefähr 25 bis enthalten.
75 g Chrom/Liter. Innerhalb dieses Konzentrations- Bei der galvanischen Abscheidung erhält man in
bereichs ist öfteres Nachfüllen und Auffrischen des 25 einen». Stromdichtebereich von 107 bis 0,3 A/dms in
Chrombads nicht erforderlich. Das Halogenochrom- dreiminütigen Zyklen einen glänzenden Chromüberzug
carboxylat ist im allgemeinen in Wasser gelöst, jedoch von brauchbarer Schichtdicke. Derartige Glanzchromkönnen
die erfindungsgemäßen Chrombäder auch überzüge können mit bekannten Bädern nicht erzielt
geringe Mengen, im allgemeinen weniger als 5 Volum- werden. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen
prozent, einer anderen Flüssigkeit, z. B. überschüssige 30 Chrombäder benötigt " man zur Beschichtung des
Carbonsäure, enthalten, wobei sich der Carboxylat- Werkstücks mit einem Überzug von 0,0005 cm Dicke
ligand nicht von der verwendeten überschüssigen nicht mehr als 7 Minuten. Gegebenenfalls bilden sich
Carbonsäure ableiten muß. an der Anode kleinere Mengen elementarer Halogene,
Vor der galvanischen Abscheidung wird der pH-Wert z. B. Chlorgas, oder Schleier von Chromverbindungen,
der erfindungsgemäßen Chrombäder vorzugsweise 35 Jedoch können diese Verluste an Halogen und Chrom
auf 1,8 bis 4,9 eingestellt, wobei die Temperatur bei als auch die beim Herausnehmen der Gegenstände
höchstens 500C gehalten wird. Dies geschieht mit entstehenden Verluste durch Zusatz von Halogeno-
Hilfe einer Base, insbesondere Alkalicarbonaten oder chromcarboxylat ausgeglichen werden. Auch läßt sich
-hydroxiden, wie Natrium- oder Kaliumhydroxid bzw. auf diese Weise die in den Chrombädern enthaltene
deren Gemisch. Vorzugsweise werden die Chrombäder 40 Carbonsäure während der galvanischen Abscheidung
mit wäßrigen Lösungen dieser Basen versetzt. ergänzen.
Die erfindungsgemäßen Chrombäder enthalten ge- Die Beispiele erläutern die Erfindung. Die elektro-
gebenenfalls das Salz einer starken Säure, vorzugsweise lytische Abscheidung wird, falls nicht anders vermerkt,
ein Alkalisalz, zur Erhöhung der Leitfähigkeit. Be- in einer modifizierten Hull-Zelle durchgeführt,
sonders bevorzugte Kationen sind Natrium, Kalium 45 Die modifizierte Hull-Zelle weist in den parallelen
sonders bevorzugte Kationen sind Natrium, Kalium 45 Die modifizierte Hull-Zelle weist in den parallelen
oder deren Gemisch, die Säureanionen leiten sich vor- Seitenflächen in unmittelbarer Nähe von Anode und
zugsweise von einer Säure mit einer Dissoziations- Kathode Bohrungen mit einem Durchmesser von
konstante von mindestens K = 10"2, z. B. Salzsäure, 1,27 cm auf, die beim Eintauchen der Zelle in ein
ab. Die erfindungsgemäßen Chrombäder enthalten im anderes Galvanisierbad verbesserte Elektrolytirkuallgemeinen
50 bis 200 g/Liter diesei1 Leitsalze. Sie 50 lation und daher eine verbesserte Temperaturkon-
enthalten gegebenenfalls auch Borsäuie oder eine zu trolle gewährleisten. Derartige Hull-Zellen, die genau
Borsäure hydrolysierende Verbindung, wie Borax, in den Badbehälter passen, sind ausführlicher in
Boroxid oder Natriumoxyfluoroborat. Derartige Ver- »Plating«, Bd. 46, Nr. 3 (1959), S. 257, beschrieben,
bindungen erhöhen die Abscheidungsgeschwindigkeit, . 11
sie werden vorzugsweise in einer Konzentration von 55 ö e 1 s ρ 1 e
10 bis 70 g/Liter verwendet. 0,8 Grammatom Chrommetall, 1,8 Mol 70prozen-
Die Leitsalze, gegebenenfalls zusammen mit Bor- tige Glykolsäure und 0,5 Mol 37,3prozentigc Salzsäure
säure oder der zu Borsäure hydrolysierenden Verbin- werden in einen bedeckten Behälter eingespeist, der
dung, können auch als Nachfüll- oder Regenerier- gut belüftet ist. Durch die allmähliche Umsetzung des
mittel für die Bäder verwendet werden. Im allgemeinen ό Chrommetalls erwärmt sich das Reaktionsgemisch
enthalten frisch hergestellte Bäder mehr als 50 g ohne Erwärmen von außen auf 71°C; bei dieser
Chrom/Liter. Chrombäder mit einem Chromgehalt Temperatur ist fast alles Chrommetall gelöst. Sobald
von mehr als 75 g/Liter, z.B. 100 bis 150 g/Liter, die Temperatur auf Werte unterhalb 71°C absinkt,
können leicht gelagert werden, sie dienen zur Her- wird von außen auf 880C erhitzt, bis alles Chromstellung
frischer Chrombäder oder zur Regenerierung 65 metall gelöst ist. Die vollständige Lösung erfordert
von Betriebsbädern, die üblicherweise 25 bis 75 g insgesamt ungefähr 4 Stunden. Hierauf wird die Lo-
Chrom/Liter enthalten. Die konzentrierten Chrom- sung ungefähr 2 Stunden bei 1070C unter Rückfluß
bäder können vor der Lagerung mit dem Leitsalz erhitzt und anschließend abgekühlt.
Die erhaltene Komplexverbindung weist ein Verhältnis von Chromatomen zu Glykolsäure von 1: 2,25
und von Chromatomen zu Chloratomen von 1: 0,625 auf. Sie wird in Wasser bis zu einer Konzentration von
40 g Chrom/Liter gelöst. Diese Lösung wird mit 150 g/Liter Kaliumchlorid und 63 g/Liter Borsäure
versetzt. Hierauf wird der pH-Wert des Bads mit 40prozentiger Natronlauge auf 2,94 und das Endvolumen
durch Zusatz von Wasser auf 1 Liter eingestellt.
Das erhaltene Bad wird mit 2,64 bis 5,28 A h/Liter durchgearbeitet und ist dann gebrauchsfertig zur
galvanischen Abscheidung in der vorstehend beschriebenen, modifizierten Hull-Zelle. In dieser sind Graphitanoden
und eine 10 ■ 6,67-cm-Messingkathode angeordnet, die vorher vernickelt wurde. Die Abscheidungsversuche
werden in 3minütigen Zyklen bei einer Stromstärke von 10 A durchgeführt. In Tabelle I
ist die Abscheidungsgeschwindigkeit in sieben verschiedenen Stromdichtebereichen aufgeführt.
Dicke der Chromschicht (μηι/3 min Zyklus)
Bad pH |
T.°C | Volt | Stromdichte 43,06 |
(A/dm8) 32,35 |
21,53 | 10,76 | 4,30 | 2,15 | 1,08 |
2,9 2,9 |
30,6 30,6 |
12,5 12,5 |
0,18 0,20 |
0,38 0,31 |
0,61 0,46 |
0,84 0,61 |
0,48 0,43 |
0,20 0,18 |
0,10 0,10 |
Bei diesem Abscheidungsversuch wird ein Glanzstromdichtebereich von 86,11 bis 0,65 A/dm2 erzielt.
Über den ganzen Abscheidungsbereich weist der Überzug einen Reflexionsgrad von 50% auf, die Farbe
der Chromschicht ist zudem etwas dunkler, als die Farbe üblicher Chromüberzüge, die in Chrombädern
auf der Basis von Chrom(YI)-verbindungen hergestellt werden. Der aus dem erfindungsgemäßen Chrombad
abgeschiedene Chromüberzug gewinnt hierdurch ein sattes, prächtiges Aussehen. Die mit dem frischen Bad
erzielten Ergebnisse in Zeile 1 der Tabelle werden in der oberen Linie der Zeichnung graphisch wiedergegeben.
Nach dem Verfahren von Beispiel 1 werden eine ausreichende Menge Chrommetall, 88,4 %ige Milchsäure
und 37,3 %ige Salzsäure in einem Verhältnis von Chrom zu Milchsäure von 1:1,625 und von Chrom
Dicke der Chromschicht (μΐη/3 min Zyklus)
zu. Chlor von 1: 0,625 umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wird zunächst gemäß Beispiel 1 ohne äußeres
Erwärmen umgesetzt und schließlich von außen unter Rückfluß erwärmt.
Nach dem Abkühlen wird ein Teil der erhaltenen Lösung mit einem Chromgehalt von 40 g/Liter mit
150 g/Litei Kaliumchlorid und 60 g/Liter Borsäure versetzt. Hierauf wird das Bad mit 40%iger Natronlauge
auf einen pH-Wert von 2,94 gebracht. Während der galvanischen Abscheidung wird, wie in Tabelle II
gezeigt, der pH-Wert mehrmals durch Zusatz weiterer Natronlauge auf diesen Wert wieder eingestellt. Die
Abscheidungsversuche werden gemäß Beispiel 1 nach dem Durcharbeiten des Bads in einer Hull-Zelle durchgeführt,
die Graphitanoden und vernickelte Katboden enthält, wobei in 3minütigen Zyklen eine Stromstärke
von IU A angewandt wird. Die nach 8 verschiedenen Stromdichtebereichen erzielten Ergebnisse sind in
Tabelle II aufgeführt.
Bad
pH
pH
T. "C
Volt
Stromdichte (A/cm*)
43,06 32,35 21,53
43,06 32,35 21,53
10,76 4,30
2,15
1,08
0,54
30,6
32,2
35,6
32,2
35,6
13,5
14,0
13,5
14,0
13,5
0,22
0.22
0,15
0.22
0,15
0,10
0,10
0,13
0,10
0,13
0,10
0,13
0,18
0,13
0,18
*) Nicht meßbar.
In einigen Abscheidungsversuchen füllt der Glanzstromdichtebereich
die gesamte Kathode aus, entsprechend einem Bereich von 107 bis 0,11 A/dm2. Ein
derartiger Glanzbereich wurde bisher in bekannten galvanischen Bädern noch nie erreicht. Selbst bei einer
Stromdichte von 0,54 A/dm2 wird noch eine definierte Chromschicht abgeschieden.
Bei spi el 3
Nach dem Verfahren von Beispiel 1 werden eine ausreichende Menge Chrommetall, Oxalsäure und
37,3 %ige Salzsäure in einem Verhältnis von Chrom zu Oxalsäure von 1: 1,8 und von Chrom zu Chlor von
1:0,625 umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wird
0,25
0,33
0,33
0,33
0,33
0,20
0,22
0,22
0,22
0,22
0.13
0,15
0,10
0,15
0,10
4,1
hierzu zunächst ohne äußeres Erwärmen umgesetzt und schließlich unter Rückfluß gekocht.
Eine wäßrige Lösung der erhalteaen Komplexverbindung
mit einer Chromkonzentration von 40 g/Liter wird mit 150 g/Liter Kaliumchlorid und 60 g/Liter
Borsäure versetzt. Hierauf wird gemäß Be'spiel 1 der
pH-Wert des Bads durch Zusatz von Natronlauge auf 3,0 und das Endvolumen durch Zusatz von Wasser
auf 1 Liter eingestellt.
Gemäß Beispiel 1 werden hierauf Abscheiduagsversuche durchgeführt, deren Ergebnisse in Tabelle III
aufgeführt sind. Durch Anwendung verschiedener Badtemperaturen wird der Temperatureinfluß auf die
Abscheidungsgeschwindigkeit bestimmt.
Dicke der Chromschicht (μιτι/3 min Zyklus)
Bud
PH |
T.°C | Volt | Stromdichte 32,35 |
(A/dm2) 21,53 |
10,76 | 4,30 | 2,15 |
3,0 3,0 |
33,3 40,6 |
12,5 11,3 |
0,43 0,20 |
0,61 0,40 |
0,51 0,33 |
0,18 0,10 |
0,10 0,76 |
Der Glanzstromdichtebereich bei einer Badtemperatur von 33,3CC beträgt 43,06 bis 0,75 A/dm2, bei
40,6-C beträgt er 48,44 bis 0,97 A/dm2. Der erhaltene
Chromüberzug auf der vernickelten Kathode besitzt dasselbe Aussehen, wie die im Beispiel 1 erhaltenen
Überzüge.
In ein Reaktionsgefäß, das 400 ml Wasser enthält, werden 210 g Chromfiuorid (CrF3 · 9H2O) und hierauf
153 ml 70%ige Glykolsäure gegeben. Dieses Gemisch wird allmählich unter Rühren mit 70 g Kaliumhydroxid
versetzt und weiterhin unter Rühren mehrere Stunden unter Rückfluß gekocht. Hierauf wird mit
Wasser ein Volumen von 750 ml eingestellt und die Lösung mit 56,6 g Borsäure und 150 g Kaliumchlorid
unter Rühren versetzt. Nach dem Abkühlen auf 32,2'C wird ein Endvolumen von 1 Liter und gemäß
Beispiel 1 ein pH-Wert von 3,4 eingestellt.
Das Bad enthält die Chromverbindung in einer Konzentration entsprechend 40 g Chrom/Liter, wobei
die Chromverbindung ein Verhältnis von Chrom zu Glykolsäure von 1 : 2,25 und von Chrom zu Fluor
von 1: 3 aufweist.
Das Bad wird 30 Minuten bei einer Stromstärke von 12 A durchgearbeitet und anschließend gemäß
Beispiel 1 zu Abscheidungsversuchen verwendet, deren Ergebnisse in Tabelle IV aufgeführt sind.
Dicke der Chromschicht (μπι/3 min Zyklus)
Bad
PH
PH
T.CC
Volt
Stromdichte (A/dmz)
32,35 21,53
32,35 21,53
10,76 4,30
2,15
1,08
0,54
3,4 36,1 14,0
0,51
0,74
0,81 0,30
0,18
0,10
0,03
Der erzielte Glanzüberzug erstreckt sich auch auf den Bereich niedrigster Stromdichte der Kathode,
lediglich in 2°a des Bereichs höchster Stromdichte ist
Cr weniger gui ausgebildet. Der gesamte Glanzstrombereich
verläuft von 102 bis 0,22 oder 0,11 A/dm2. Die erhaltenen Überzüge sind in ihrem Aussehen den
im Beispiel 1 erhaltenen Überzügen ähnlich, sie besitzen einen Reflexionsgrad von 50 % und weisen einen
satten, prächtigen Glanz auf, der etwas dunkler ist als der Glanz von Chromüberzügen, die mit bekannten
Chrombädern auf der Basis von Chrom(VI)-verbindungen erhalten wurden.
Vergleichsversuch
Nach dem Verfahren der US-PS 30 06 823 wird für
Vergleichsversuche ein Bad auf der Basis von Chromtlykolat
hergestellt. 3000 ml Wasser und 4398 g Glykol- «äure werden in ein Reaktionsgefäß eingespeist, auf
7O0C erwärmt und unter Beibehaltung dieser Temperatur
langsam mit einer wäßrigen Chromsäurelösung versetzt, die 2700 g Chromsäure (CrO3) und 1680 ml
Wasser enthält. Nach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch auf 900C erhitzt und 1 Stunde auf
dieser Temperatur gehalten. Nach dem Abkühlen wird dir Lösung mit Wasser auf 11 232 ml verdünnt.
Ein Teil dieser Lösung mit einer Chromkonzentration von 52 g/Liter wird mit 150 g/Liter Kaliumchlorid,
62 g/Liter Borsäure und 86 ml/Liter 70%iger Glykolsäure versetzt. Gemäß Beispiel 1 wird der
pH-Wert des Bads auf 3,0 eingestellt und das Bad durchgearbeitet.
In der vorstehend beschriebenen Hull-Zelle wird
ein Vergleichsversuch nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren durchgeführt, bei dem eine vernickelte
Messingblechkathode verwendet und in 3minütigen Zyklen eine Stromstärke von 10 A angewandt
wird. Die Ergebnisse dieser Abscheidungsversuche mit dem frisch bereiteten Bad in sieben verschiedenen
Stromdichtebereichen sind in Tabelle V aufgeführt.
Dicke der Chromschicht (μΐη/3 min. Zyklus)
Bad Stromdichte (A/dm«)
pH 43,06 32,35 10,76
4,30
2,15
0,18 0,51 0,53 0,31
0,10
Diese Ergebnisse sind in der unteren Kurve der Zeichnung graphisch dargestellt. Aus dem Vergleich
der Ergebnisse von Beispiel 1 und dieser Kurve ergibt sich die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Bäder.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Wäßriges, gut streuendes galvanisches Bad Form einer Cbromcarboxylatverbindung in einer
zur Abscheidung glänzender Chromüberzugs, das 5 Konzentration von 0,5 bis 3 Grammatom Chrom/Liter
dreiwertiges Chrom in Form einer Chromcarboxy- enthält, sowie gegebenenfalls ein Salz einer starken
latverbindung in einer Konzentration von 0,5 bis Säure mit einer Dissoziationskonstante von min-3
Grammatom Chrom/Liter enthält, sowie gege- destens, K = 10"* und Borsäure und/oder eine zu
benenfalls ein Salz einer starken Säure mit einer Borsäure hydrolysierende Verbindung, das dadurch
Dissoziationskonstante von mindestens K == 10-* io gekennzeichnet ist, daß die Chromcarboxylatverbin-
und Borsäure und/oder eine zu Borsäure hydro- dung ein Halogenochromcarboxylat ist, wobei der
lysierende Verbindung, dadurch gekenn- Carboxylatligand sich von Glykolsäure, Milchsäure
zeichnet, daß die Chromcarboxylatverbindung und/oder Oxalsäure ableitet und das Verhältnis von
ein Halogenochromcarboxylat ist, wobei der Chromatomen zu Carboxylatliganden 1: 0,7 bis 1: 3
Carboxylatligand sich von Glykolsäure, Milch- 15 und das Verhältnis von Chromatomen zu Halogensäure
und/oder Oxalsäure ableget und das Ver- atomen 1:0,1 bis 1: 3,5 beträgt.
hältnis von Chromatomen zu Carboxylatli|;anden Mit den erfindimgsgemäßen galvanischen Chrom-
1: 0,7 bis 1: 3 und das Verhältnis von Chrom- bädern erzielt man einen breiten Glanzstromdichteatomen
zu Halogenatomen 1: 0,1 bis 1: 3,5 beträgt, bereich und auch im Bereich niedriger Stromdichte
2. Chrombad nach Anspruch 1, dadurch gekenn- »o eine ausgezeichnete Abscheidungsgeschwindigkeit.
zeichnet, daß das Halogenochromcarboxylat In der Zeichnung werden die bei Verwendung eines Chloro- oder Fluoroliganden aufweist. erfindungsgemäßen Chrombades und bei Ve.wendung
zeichnet, daß das Halogenochromcarboxylat In der Zeichnung werden die bei Verwendung eines Chloro- oder Fluoroliganden aufweist. erfindungsgemäßen Chrombades und bei Ve.wendung
3. Chrombad nach Anspruch 1, dadurch gekenn- eines bekannten Chrom(III)-bads erzielten Dicken der
zeichnet, daß es einen pH-Wert von 1,8 bis 4,9 und Chromschicht bei verschiedenen Kathodenstromeine
Temperatur von höchstens 5O0C hat »5 dichten verglichen. Die Schichtdicken sind in fxm pro
4. Chrombad nach Anspruch 1, dadurch bekenn- 3minütigeai Zyklus angegeben, wobei eine Stromzeichnet,
daß es das Halogenochromcarboxylat in stärke von 10 A und eine modifizierte Hull-Zelle vereiner
Konzentration entsprechend 50 b:s 75 g wendet wurde. Aus der oberen Kurve kann entnom-Chrom/Liter
enthält. men werden, daß bei Verwendung eines erfindungs-
5. Chrombad nach Anspruch 1, dadurch bekenn- 3° gemäßen Chrombads, das einen Chlorochrom(III)-zeichnet,
daß es Natrium- und/oder Kaliumchlorid glykolat-Komplex enthält, insbesondere im Bereich
in einer Konzentration von 50 bis 200 g/Liter niedriger Stromdichte, eine dickere Chromschicht
enthält. erzielt wird. Die untere Linie bezieht sich auf den
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11689171A | 1971-02-19 | 1971-02-19 | |
US11689171 | 1971-02-19 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2207704A1 DE2207704A1 (de) | 1972-08-31 |
DE2207704B2 DE2207704B2 (de) | 1976-02-19 |
DE2207704C3 true DE2207704C3 (de) | 1976-09-30 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2457582B2 (de) | Waessriges, saures, galvanisches chrombad auf cr (iii)-basis | |
DE3426666A1 (de) | Waessrige anodisierungsloesung | |
DE832982C (de) | Elektrolyt und Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Kupfer | |
DE2908846A1 (de) | Galvanisches chrombad | |
DE860300C (de) | Kupfer- und Zinnsalze enthaltender Elektrolyt zur Erzeugung von Kupfer-Zinn-Legierungsueberzuegen und Verfahren zum Erzeugen dieser UEberzuege | |
DE1017000B (de) | Bad und Verfahren fuer die elektrolytische Abscheidung von Kupferueberzuegen | |
DE1024305B (de) | Bad und Verfahren zur galvanischen Abscheidung spiegelglaenzender UEberzuege von Silber und Silberlegierungen | |
DE1245678B (de) | Waessriges galvanisches Chrombad und Verfahren zum galvanischen Abscheiden von Glanzchromueberzuegen | |
DE1120834B (de) | Bad zum galvanischen Abscheiden von Chromueberzuegen | |
DE758075C (de) | Bad fuer galvanische Herstellung von Kupferniederschlaegen | |
DE2207704C3 (de) | Wässriges, gut streuendes galvanisches Bad zur Abscheidung glänzender Chromüberzüge | |
DE1959907A1 (de) | Rutheniumkomplex und seine Verwendung bei der Elektroplattierung | |
DE1446015A1 (de) | Verfahren zum galvanischen Abscheiden von glaenzendem rissfreien Chrom | |
DE706592C (de) | Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Nickelueberzuegen | |
US2841541A (en) | Chemical composition for chromium plating | |
DE2207704B2 (de) | Waessriges, gut streuendes galvanisches bad zur abscheidung glaenzender chromueberzuege | |
DE1193334B (de) | Waessriges alkylisches Zinkcyanidbad zum galvanischen Abscheiden von hellglaenzenden Zinkueberzuegen | |
DE959243C (de) | Galvanisches Bad und Verfahren fuer die Abscheidung von Antimonueberzuegen | |
DE698989C (de) | Verfahren zur kathodischen Abscheidung von glatten glaenzenden Nickel-Kobalt-Legierungen | |
DE2253499C3 (de) | Verfahren zur galvanischen Glanzverchromung von Werkstücken in einem in das Chrombad getauchten Drehbehälter | |
DE1085741B (de) | Antimonhaltige Elektrolytloesung zum Erzeugen glaenzender, hellgelber Goldueberzuege | |
DE1111897B (de) | Bad zum galvanischen Abscheiden glaenzender Goldlegierungsueberzuege | |
DE815882C (de) | Verfahren zur Erzeugung von Niederschlaegen auf Metallflaechen durch Elektrolyse | |
DE692124C (de) | Verfahren zur elektrolytischen Oxydation von Eisen und Stahl | |
DE1621162C (de) | Bad zum galvanischen Abscheiden glänzender Überzüge aus Goldlegierungen |