DE2234272C3

DE2234272C3 - Verfahren zur Ausbildung von Rissen in einer Chromfläche

Info

Publication number: DE2234272C3
Application number: DE19722234272
Authority: DE
Inventors: Clarence Walter Broadview Heights Ohio Forestek (V.St.A.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-07-12
Filing date: 1972-07-12
Publication date: 1975-09-11
Also published as: DE2234272B2; DE2234272A1

Description

Aus der GB-PS 1 079 607 ist es bekannt, Chromflächen mit wäßrigen Säuren zu ätzen. An den Stellen, an denen die Flächen nicht geschützt sind, erhält man Ätzbilder, wie sie etwa für Druckverfahren verwendet werden.

Aus den US-PS 3 279 936 und 3 502 493 ist es bekannt, feinteilige Stoffe in mit Rissen und Unterbrechungen versehene Oberflächen einzulagern. Dabei können Risse und Unterbrechungen in metallischen Oberflächen ausgebildet werden durch anodische oder kathodische Elektroätzung in einer alkalischen oder sauren Lösung oder durch nichtelektrolytische chemische Behandlung mit einem sauren oder alkalischen Material in der Kälte oder in der Wärme. Nach dieser Verfahrensweise erhält man jedoch auf der Metalloberfläche nur unregelmäßige Konturen mit lokalen Bereichen, und eine kontrollierte Ätzung ist nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es. Risse gelenkter Größe und Gleichmäßigkeit in einer Chromfläche zu erzielen. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Ausbildung von Rissen in einer Chromfläche durch Ätzen in einer wäßrigen Schwefelsäurelösung bei erhöhter Temperatur, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Chromfläche 45 bis 120 Sek. in eine 20 bis 30 Gewichtsprozent Schwefelsäure enthaltende wäßrige Lösung, die je Liter Lösung einen Gehalt von 75 bis 120 g an Chromsulfat, ^J/4 bis 5 g an Eisen(ll)-sulfat und 3 bis 9 g an Aluminiumsulfat aufweist, bei einer Temperatur von 63 bis 79" C getaucht wird, wobei im Falle der niedrigeren Temperaturen des Temperaturbereichs die längeren Zeiten und der höheren Temperaiuren die kürzeren Zeiten Anwendung finden.

Durch die in der Säurelösung enthaltenen Metallsalze erfolgt ein lokalisierter'Angriff unter Ausbildung von Rissen und Poren auf der Chromfläche und nicht eine allgemeine Ätzung, wie man sie sonst in Abwesenheit der gelösten Metallsalze erhalten würde.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Risse eignen sich zum Einlagern von Teilchen aus Polytetrafluorethylen oder anderen reibungsvermindernden Materialien.

Die verwendete wäßrige Schwefelsäurelösung enthält 20 bis 30 Gewichtsprozent Schwefelsäure und 75 bis 120, vorzugsweise 90 bis 105 g/l Chromsulfat. Der Gehalt an Eisen(ll)-sulfat beträgt 0,75 bis 5, vorzugsweise 1,5 bis 3 g/l und der Gehalt an Aluminiumsulfat 3 bis 9 g, vorzugsweise 4,5 bis 7/5 g/L Besonders bevorzugt wird eine 22 bis 26 gewichtsprozentige Schwefelsäurelösung mit einem Gehalt an Chromsulfat von 97 g/l, Eisen(ll)-sulfat von 2^l/4 g/l und Aluminiumsulfat von 6 g/l Die Badtemperatur beträgf 63 bis 79° C, vorzugsweise etwa 71 bis 77° C

Der Metallgegenstand wird vorzugsweise auf ungefähr die gleiche Temperatur wie das Bad vorerhitzt, so daß die Eintauchung des Gegenstandes nicht zu einer

ίο wesentlichen Veränderung der Badtemperatur führt Die Verweilzeit der Metalloberfläche in dem Bad hängt etwas von der angewandten Temperatur ab, wobei man bei den höheren Temperaturen mit kürzeren und nie-

' drigeren Temperaturen mit längeren Zeiten arbeitet

Im allgemeinen ist eine Tauchung von 70 Sek. Dauer bei einer Badtemperatur von 74° C zufriedenstellend. Bei 79°C genügen 45 Sek. Bei niedrigeren Temperaturen sind längere Zeiten, bis zu etwa 2 Min, zweckmäßig. Bei den bevorzugten Temperaturen von 71 bis

77"C sind Zeiten von 55 bis 85 Sek., vorzugsweise 60 bis 80 Sek, zufriedenstellend

Der Prozentanteil der Oberfläche, der in Risse oder Unterbrechungen übergeführt wird, variiert etwas mit der Badzusammensetzung und -temperatur und den Mengen der Metallverbindungs-Zusätze je Raumeinheit aber im allgemeinen liegt dieser Prozentanteil im Bereich von 10 bis 50%, wobei die Risse so geartet sind, daß sie die physikalischen und chemischen Eigenschaften der der Behandlung unterworfenen Oberflächen nicht wesentlich beeinträchtigen.

Die Breite und Länge der Risse variiert von unter 1 Mikron bis zu 3 bis 4 Mikron bei einer Tiefe zwischen etwa 3 Mikron und 15 Mikron oder mehr.
Die folgenden Beispiele, in denen Teil- und Prozent-

angaben sich, wenn nicht anders gesagt auf das Gewicht beziehen, dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Durch Mischen von 75 Raumteilen Wasser mit 25 Raumteilen 96gewichtsprozentiger Schwefelsäure wurde eine Schwefelsäurelösung hergestellt und diese in einen zweckentsprechenden, mit einer regelbaren Heizeinrichtung versehenen Behälter eingegeben, worauf die Lösung pro Liter mit 97,4 g Chromsulfat, 2,2 g Eisen(H)-sulfat und 6,0 g Aluminiumsulfat versetzt wurde. In das Bad, das auf 74°C gehalten wurde, wurde 70 Sek. ein Gegenstand mit Chromoberfläche, auf etwa

74⁰C vorerhitzt, getaucht. Nach Entnahme aus dem Bad und Waschen der Oberfläche mit Wasser zeigte eine Untersuchung des Gegenstandes, daß die Oberfläche zu etwa 40% Rißbildung unterlegen war, wobei die Risse eine Tiefe im Bereich von 0,0076 bis 0.018 mm hatten und in einer Rißdichte von etwa 30000 Rissen/cm² vorlagen. Wie eine Photomikroaufnahme zeigte, waren die Oberflächenteile zwischen den Rissen von den Poren, wie sie allgemein durch ungelenkten Säureangriff ohne die Metalladditive erzeugt werden, frei.

Diese Oberfläche ließ sich in hochbefriedigender Weise zur Einbindung von Polytetrafluoräthylen-Teilchen von etwa 10 Mikron Größe durch Eingriffs- bzw. Interferenzbindung verwenden, wozu die Oberfläche auf 204⁰C erhitzt wurde und die Teilchen auf -73° C gekühlt wurden, bevor die letzteren in die Risse eingebracht und beide Raumtemperatur annehmen gelassen wurden (gemäß Beispiel III von USA.-Patentschrift 3 279 936).

Beispiel 2

Pie Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß die Temperatur des Bades und bei der MetaU-Vorerhitzung 63° C betrug und der Gegenstand 1 Min. 35 Sek. tauchbehandelt wurde. Die Größe und Gleichmäßigkeit der erzeugten Risse zeigten Ähnlichkeit mit den in Beispiel 1 erhaltenen.

Beispiel 3

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde unter Einsatz 26%iger Schwefelsäure und Zusatz von 1123 g Chromsulfat, 3,0 g Eisen(H)-sulfat und 7,5 g Aluminiumsulfat wiederholt Das Bad wurde 50 Sek. auf einer Temperatur von 77° C gehalten und 50 Sek. eingesetzt, wobei sich eine zufriedenstellende Tiefe und Gleichmäßigkeit der Risse ergab.

Claims

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Patentanspruch:

Verfahren zur Ausbildung von Rissen in einer Chromfläche durch Ä&cii in einer wäßrigen Schwefelsäurelösung bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromfläche 45 bis 120 Sek. in eine 20 bis 30 Gewichtsprozent Schwefelsäure enthaltende wäßrige Lösung, die je Litei Lösung einen Gehalt von 75 bis 120 g an Chromsulfat ³/4 bis 5 g an Eisen(ll)-sulfat und 3 bis 9 g an Aluminiumsulfat aufweist, bei einer Temperatur von 63 bis 79⁰C getaucht wird, wobei-im Falle der niedrigeren* Temperaturen des Temperaturbereichs die längeren Zeiten und der höheren Temperaturen die kürzeren Zeiten Anwendung finden.