DE2244029A1

DE2244029A1 - Verfahren zur herstellung von leicht einlaufenden galvanischen chromniederschlaegen

Info

Publication number: DE2244029A1
Application number: DE19722244029
Authority: DE
Inventors: Hyman Chessin
Original assignee: M&T Chemicals Inc
Current assignee: M&T Chemicals Inc
Priority date: 1971-09-07
Filing date: 1972-09-07
Publication date: 1973-03-15
Also published as: FR2152627B1; IT966580B; AU4610272A; FR2152627A1; JPS4839331A; GB1409059A

Description

"Verfahren zur Herstellung von leicht einlaufenden galvanischen Chromniederschlagen".

Priorität: 7. September 1971, USA

Die Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Chrom. Die Erfindung bezieht sich auch auf Chromoberflächen auf der Abnutzung unterliegenden Teilen und damit in Berührung stehenden Teilen, welche sich in relativer Bewegung zueinander befinden, wie z.B. Kolben* ringe und Zylinder, Lager und Turbinenkanten.

Die physikalischen Eigenschaften des üblichen Chroms verzögern den richtigen Sitz oder die Bildung einer satten Verbindung. In der Praxis ist es nicht möglich, alle beweglichen Teile auf Toleranzen zu bearbeiten, die einen exakten Sitz ergeben. Üblicherweise wird eine Anpassung der Teile während der ersten Einlaufperiode erreicht, die zur Folge hat, dass die Teile einander angleichen. Dieses Verfahren der Angleichung wird im allgemeinen als "Einlaufen" bezeichnet.

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BAD

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Chromlageroberfläche, die rasch einläuft aber trotzdem vorzügliche Abnutzungseigenschaften und eine lange lebensdauer aufweist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung von Lageroberflächen mit einer verbesserten Abnutzungsbeständigkeit, Gleitfähigkeit, Einlaufeigenschaften und langer Lebensdauer, welche ein Metallsubstrat und eine Schicht aus einem hochmikrorissigen Chrom über einer Schicht aus einem gewöhnlichen dichten Chrom aufweist.

Die Erfindung beruht in einer Lageroberfläche mit verbesserten Einlaufeigenschaften, welche eine Schicht aus mikrorissigeir Chrom aufweist. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Lageroberfläche mit verbesserten Einlaufeigenschaften, die eine aussere auf galvanischem Wege abgeschiedene mikrorissige Chromschicht auf einer unteren Schicht aus gewöhnlichem Chrom aufweist, wobei letztere ebenfalls auf galvanischem Wege auf ein Grundmetall abgeschieden worden ist.

Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Herstellung einer leicht einlaufenden Oberfläche, die aus galvanisch abgeschiedenem Chrom mit mehr als 600 Rissen/cm besteht» wobei das Verfahren dadurch ausgeführt wird, dass man ein wässriges Verchromungsbad bereitstellt, welches 100 bis 500 g/l Chromsäure und Katalysator enthält, welcher Sulfat und lösliches Selen in einer Menge umfasst, dass ein Verhältnis von Chromsäure zu Katalysator von 10:1 bis 100:1 entsteht, wobei dae lösliche Selen in einer Menge von mindestens 2 ppm vorhanden ist; eine Anode und eine Kathode in dieses Bad hält; und einen elektrischen Strom durch das Bad hindurchfuhrt, der-

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art, dass die Stromdichte weniger als ungefähr 30 A/dm "beträgt, wobei auf galvanischem Wege eine leicht einlaufende abnutzungsbeständige Oberfläche erhalten wird, die aus Chrom mit mehr als 600 Eissen/cm besteht,

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines abnutzungsbeständigen Teils, das eine abnutzungsbeständige Oberfläche aufweist, welche aus mikrorissigem Chrom besteht, das mindestens 600 Mikrorisse/cm besitzt, wobei das abnutzungsbeständige Teil eine verbesserte Gleitfähigkeit, Abnutzungsbeständigkeit, Einlaufeigenschaft und Lebensdauer aufweist, und wobei das Verfahren dadurch ausgeführt wird, dass man eine mikrorissige Chromschicht mit mindestens 600 Rissen/cm auf galvanischem Wege abscheidet, indem man ein wässriges Verchromungsbad bereitstellt, das 100 bis 500 g/l und Katalysator in einer Menge enthält, so dass das Verhältnis von Chromsäure zu Katalysator zwischen 10s1 und 100:1 liegt, und weiterhin mindestens 2 ppm lösliches Selen enthält; dass man eine Anode und eine Kathode in dieses Bad hältj und dass man einen elektrischen Strom durch die Anode, das Bad und die Kathode hindurchführt, derart, dass die Stromdichte weniger als ungefähr 30 A/dm² aufweist, und zwar eine ausreichende Zeit, dass eine mikrorissige Chromschicht mit mindestens 1 μ Dicke und weniger als 60 u Dicke erhalten wird.

Die abnutzungsbeständige Oberfläche gemäss der Erfindung bildet die Oberflächen von Zylindern von Motoren, Zylinderblöcken, .. .·., Büchsen und Auskleidungen aus Gusseisen, Stahl oder irgendeinem anderen Metall, auf welchem Chrom auf elektrolytischem Wege abgeschieden werden kann«

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Die Erfindung betrifft schliesslich auch ein Verfahren zur Herstellung einer Lageroberfläche mit einer doppelten Abscheidung auf zwei verschiedenen Arten, wobei (a) auf galvanischem Wege zunächst eine übliche erste Chromschicht abgeschieden wird und worauf dann (2) auf galvanischem Wege auf der ersten Schicht aus üblichem Chrom eine Schicht aus mikrorissigem Chrom mit mindestens 600 Rissen/cm aus einem wässrigen Verchromungsbad abgeschieden wird, welches Chromsäure, Sulfationen, aktive Fluoridionen und eine Selenverbindung in einer Menge enthält, dass mindestens 2 ppm lösliches Selen vorhanden sind, wobei das Verhältnis von Chromsäure zu Katalysator weniger als 100 beträgt und wobei die Stromdichte weniger als ungefähr 30 A/dm² beträgt und eine Temperatur gewählt wird, so dass eine zweite Chromabseheidung mit einer Dicice von mindestens 1 u. und weniger als 60 μ erhalten wird.

Ein w-eiteres erfindungsgemässes Verfahren zur Herstellung einer Lageroberfläche mit einer verbesserten Gleitfähigkeit, Abnutzungsbeständigkeit, Einlaufeigenschaft und langen Lebensdauer besteht darin, dass man (1) auf galvanischem Wege eine erste Schicht aus gewöhnlichem Chrom mit einer Dicke von mindestens 5 u aus einer Lösung abscheidet, die eine CrO,-Konzentration zwischen 150 g/l und 500 g/l aufweist und die Sulfat und Pluorid enthaltende Katalysatorionen enthält, wobei eine Stromdichte von mehr als 40 A/dm^ und eine Temperatür zwischen 40 und 80 C gewählt wird, worauf man dann ('2)'' auf galvanischem Wege auf die erste Schicht aus üblichem Chrom eine Schicht aus mikrorissigem Chrom abscheidet, die mindestenr 600 Risse/cm aufweist, und zwar bis zu einer Dicke von 1 u las 100 u und aus einer Lösung, die Chromsäure, Sulfationen, aktives Pluorid und lösliches Selen in einer Menge von mindestens 5 ppm enthält, derart, dass das Verhältnis von Chromsäure

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zu Katalysator weniger als 100 beträgt, wobei man bei einer Stromdichte von weniger als 40 A/dm arbeitet, so dass eine doppelte Chromschicht mit einer Gesamtdicke von mindestens 6 u erhalten wird.

Gemäss einer besonderen Ausfuhrungsform umfasst die Erfindung ein erstes abnutzungsbeständiges Teil mit einer Oberfläche aus mikrorissigem Chrom, welches in Reibungskontakt mit einem zweiten abnutzungsbeständigen Teil arbeitet, wobei das erste abnutzungsbeständige Teil eine leicht einlaufende abnutzungsbeständige Oberfläche aufweist, die aus galvanisch abgeschiedenem Chrom mit mehr als 600 Mikrorissen/cm besteht.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenring, der einen inneren ringförmigen Teil, einen dazwischenliegenden gewöhnlichen Chromteil und einen äusseren ringförmigen Teil aus mikrorissigem Chrom mit mindestens 600 Rissen/cm besitzt.

So schafft die Erfindung eine Lageroberfläche mit verbesserten Einlaufeigenschaften, die eine äussere Schicht aus mikrorissigem Chrom besitzt, die auf galvanischem Wege auf eine untere Schicht aus gewöhnlichem Chrom niedergeschlagen ist, das wiederum auf galvanischem Wege auf einem Grundmetall niedergeschlagen ist, so dass eine abnutzungsbeständige Oberfläche für Zylinderauskleidungen für Dieselmotoren und andere Verbrennungsmotoren, Kupplungsplatten und Kupplungsscheiben, Lager, Kolben, Kolbenringe, Zylinderbohrungsoberflächen, Ventilheber, Gesenkblöcke, Kugellagerläufe, Druckscheiben, Rotationskolbendichtungen und ähnliche Teile geschaffen wird.

Die erste und die zweite Chromschicht der Erfindung können

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aus dem gleichen Bad oder aus zwei verschiedenen Bädern auf galvanischem Wege abgeschieden werden. Wenn ein einziges Bad für die Abscheidung der beiden verschiedenen Schichten verwendet wird, und zwar die untere gewöhnliche Chromschicht und die darüberliegende mikrorissige Chromschicht, dann sollte das einzige Bad aus einer wässrigen Lösung bestehen, die Chromsäure, Sulfationen und eine Selen enthaltende Verbindung enthält, und zwar in einer Menge, dass mindestens 2 ppm lösliches Selen vorhanden sind·

Wenn zwei gesonderte Chrombäder verwendet werden, dann sollte das Bad für die Herstellung des üblichen dichten Chroms Chromsäure und Sulfationen enthalten, die sich von Schwefelsäure oder Schwefelsäuresalzen ableiten. Ein solches Bad kann auch aktives Pluorid enthalten.

Die galvanische Abscheidung der äusseren Schicht aus hochmikrorissigem Chrom aus dem gleichen Bad wie die untere gewöhnliche Chromabscheidung vermeidet es, dass man die Teile aus dem Tank, in welchem die erste Schicht aufgebracht wird, in den Tank überführen muss, in welchem die zweite äussere Schicht aufgebracht wird. Wenn dagegen gesonderte Bäder für eine jede Chromschicht verwendet werden, dann sollte, wenn eine beträchtliche Zeit bis zum Eintauchen des Stücks in das für die Abscheidung der zweiten Schicht verstreicht, dieses Stück durch herkömmliche Verfahren gereinigt und aktiviert werden.

Dem galvanischen Chrombad können Sulfationen in Form von geeigneten Sulfatverbindungen zugesetzt werden, wie z.B. Strontiumsulfat (SrSO.); Schwefelsäure (H₂SO.); Lithiurasulfat

; Ammoniumsulfat/(NH.)₂S0.J; Calciumsulfat (CaSO.); 30981 1 /1 U3

Beim Yerchromungsverfahren werden Temperaturen von 30 Ms 70⁰C mit einem Chromsäurebad verwendet, das 100 bis 500 g/l Chromsäure (als CrO-,) enthält. Das Verhältnis von Chromsäure zu Katalysatorionen (CtQ-zSQ. ) sollte auf 100:1, typischerweise und vorzugsweise auf ungefähr 8011 gehalten werden.

Das wässrige Verehromungs"bad kann aktives Fluorid enthalten.

einer Aktives Fluorid ist ein Fluoridion in'Form, die im Bad eine katalytische Aktivität zeigt. Aktives Fluorid kann die Form von einfachem Fluorid, F~, oder von komplexem Fluorid haben. Wenn komplexe Fluoride verwendet werden, dann wird 1 Mol komplexes Fluorid als äquivalent zu 1 Mol einfachem Fluoridion angesehen, d.h., dass beide annähernd 1 Mol aktives Fluorid dem Bad erteilen. Typischerweise kann aktives Fluorid aus den folgenden ausgewählt werden: Fluorid (F ), Fluosilikat oder Silikofluorid (SiF₆ ⁼), Fluoborat (BF₄"), Fluoaluminat (AlFg^H), Fluophosphat (PFg"), Fluozirkonat (ZrFg-) und Fluotitanat. (TiF/--) usw. Fluosilikat ist das am meisten bevorzugte aktive Fluorid.

Das aktive Fluorid ist typischerweise im wässrigen Verchromungsbad in einer Menge von ungefähr 0,0005 bis 0,15 Mol/l vorhanden. Vorzugsweise sind 0,01 bis 0,05 Mol/l aktives Fluorid anwesend. Das aktive Fluorid kann in das Bad dadurch eingeführt werden, dass man ein Salz oder eine Säure des aktiven Fluoride darin auflöst. Vorzugsweise wird ein AlkalimetalIsalζ verwendet. Beispiele für geeignete Quellen für aktives Fluorid sind Natriumfluorid, seltene Erdfluoride, Kaliumfluophosphat, Natriumbif luorid, Kaliumbifluor id, Natriumfluotitanat, liatriumfluozirkonat usw.

zwar

Das wässrige Verchromungsbad enthält Sulfationen, und/typischerweise in einer Menge von ungefähr 0,2 bis 5,0 g/l und vorzugs-

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weise 0,3 bis 4,0 g/l, beispielsweise 1 bis" | §/1» Bas SuIfatiola kann dadurch geliefert werden, dass man im Bad Schwefelsäure oder ein Schwefelsäureealz mit einer ausreichenden Löslichkeit auflöstι dass die gewünschte Konzentration erzielt wird. Geeignete Quellen für SuIfationen sind Schwefelsäure, Natriumsulfat, Kaliumsulfat, Magnesiumsulfatι Strontiumsulfat» Calciumsulfat usw. ""',"'

Bas Bad kann übliche ionische Salze enthalten, wie z.B. K⁺, Ör⁺⁺» Ca⁺*, Ce^⁺, La⁵⁺ usw._f um die iösliehHiit £·* iatälysatdr« ionen in einem selbstregulierten System auf einen gewünschten Wert ftu beschränken·

Das wässrige Verchromungsbad enthält zusätzlich zu Chromsäure Sulfatι aktives Pluorid und Selen in löslicher Form. Geeignete Selenverbindungen können in das Bad dadurch eingeführt werden, dass-man darin eine Verbindung auflöst, die Selen enthält, und die im Bad löslich ist« Beispielhafte brauelibäri Verbindungen sind Selensäure- und Salze davon, wie z.B. Katriumselenat, Ammoniumselenat, Kaliumselenat; selenige Säure und Salze davon, wie z.B. Natriumselenit, Kaliumsel«hit} niedrige Alkylester von Selensäure und seleniger Säure, wie z.B. Dime thylselenat, Diäthylselenat, Di-n-propylselenat, Di-secbutylselenat, Dirnethylselenit, Diäthylselenit, fiiisopropylselenit, Di-n-butylselenit usw. Andere Verbindungen, welche Selen in löslicher Form liefern, können ebenfalls verwendet werden.

Die am meisten bevorzugte Form des löslichen Selens ist Selenat. Typischerweise ist das Selen im Bad in einer Menge von 0,002 g/l Se und vorzugsweise 0,006 g/l Se vorhanden* Die Bäder, welche Selen, vorzugsweise Selenat, in den angegebenen Bereichen

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enthalten, ergeben ein aussergewöhnlich dichtes feines Mikrorissmuster auf einer gemäss der Erfindung "beschichteten Kathode.

Das am meisten "bevorzugte wässrige Verchromungsbad enthält Chromsäure, aktives ITuorid, vorzugsweise Fluo silikat, Sulfat und Selen, vorzugsweise Selenat.

Ein "bevorzugtes erfindungsgemäss verwendetes wässriges Verchromungs"bad enthält folgendes:

Komponente typisch bevorzugt

Chromsäure (g/l) 100-400 150-300

aktives Pluorid (Mol/I) 0,005-0,15 0,01-0,05

Sulfat (g/l) 0,3-4 0,3-4

Selen (Mol/l) 2,5x1 0"*⁵ 7,5x1O~⁵

' (g/l) 0,002 0,006

So kann das gemäss der Erfindung verwendete Verehromungsbad eine wässrige Lösung sein, die 100 bis 500 g/l, typischerweise 150 bis 300 g/l, beispielsweise 225 g/l> Chromsäure (GrO,) enthält. Das Bad enthält die hier definierten Katalysatoren, wobei das Verhältnis von Chromsäure zu Katalysator typischerweise 10:1 bis 100:1, vorzugsweise 5Oi1 bis 100:1, beträgt. Der Ausdruck "dasνVerhältnis", wie er in dieser Beschreibung verwendet wird, bezieht sich auf das Verhältnis von

CrO,

wobei alle Mengen in g/l angegeben sind» Das Symbol P" bezieht

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- ι ο -

sich auf den Fluorid enthaltenden Katalysator, beispielsweise Fluorid oder Silikofluorid SiPg"", oder auf andere Fluorid enthaltende Ionen, wie sie hier angegeben sind; ν ist eine Ganzzahl, welche 2 für Pluoridkomplexe, wie z.B. SiPg³ und 0,25 für Pluoridionen ist. Typischerweise beträgt die Konzentration des Katalysators im Bad 0,7 bis 50,0 g/l, vorzugsweise 1,5 bis 6,0 g/l. Der Katalysator enthält Sulfat SO/*, welches typischerweise als Schwefelsäure, Strontiumsulfat usw. geliefert wird. Die Sulfationen machen typischerweise 5 bis 85 #» vorzugsweise 10 bis 50 %, beispielsweise 30 ?£, der gesamten Katalysatorkonzentration aus. Es ist ein besonderes Merkmal der Erfindung, dass das Verchromungsbad Pluorid enthält, welches in typischerweise als Pluoridion F~ oder als komplexes Pluorid geliefert wird. Typische komplexe Fluoride sind Fluoro aluminat, Fluorözirkonat,: Fluorotitanat, Pluoroborat usw. Der bevorzugte Pluoridkomplex ist Silikofluorid SiFg*, welche&j vorzugsweise als Kaliumsilikofluorid geliefert wird. Der bevorzugte Katalysator kann Fluorid in einer Menge von 15 bis 95 #i typischerweise 50 bis 90 %, beispielsweise 70 %_t des gesamten Katalysators enthalten.

Gemäss der Erfindung beträgt die Abscheidungstemperatur 27 bis 90⁰C, typischerweise 40 bis 7O⁰G₁ beispielsweise 60⁰C.

Ein typisches beispielhaftes Bad, welches gemäss der Erfindung verwendet werden kann, enthält folgendes, wobei, wenn nichts anderes angegeben ist, alle Teile Gewichtsteile sind.

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- ii -

	Tabelle I	Maximum	Bevorzugt
Komponente	Minimum	300	260
CrO₃;	150	3*0	. 1*0
so₄ ^e+	0*75	6,0	2,8
SiF₆ ⁼⁺⁺	1*5	0,01	0,006
Selen	0,002

⁺ Typisch zugegeben als Natriumsulfat. "⁴^ Typisch zugegeben als Üatriumsiliköfluorid*

Das typische beispielhafte Bad von Tabelle I, welches gemäss der Erfindung verwendet wird, kann durch Auflösen der angegebenen festen Zusammensetzung in einem wässrigen Medium hergestellt werden, um ein Bad zu erhalten, das beispielsweise 150 bis 300 g/l CrO, und die entsprechenden Mengen anderer Komponenten enthält.

Bei der galvanischen Chromabseheidung ist es wichtig, dass die Mikrorissigkeit ein Muster zeigt, so dass 600.oder mehr als 1000 Risse/cm vorhanden sind. Ein Mikrorissmuster, wie es hier beschrieben wird, enthält ein statistisches Muster von sich überschneidenden Rissen, welches unter dem Mikroskop mit einer 1 50-fachen Vergrößerung nicht direkt gesehen werden kann. Zur Bestimmung, ob eine Mikrorissigkeit eingetreten ist, wird der Dubpernell-Test verwendet, bei welchem das zusammengesetzte Chromlaminat in einer Kupfersulfatlösung bei niedriger Stromdichte zur Kathode gemacht wird. Kupfer wird dabei nur an den Mikrorissen und nicht an den rissfreien Stellen abgeschieden. Versuche haben gezeigt, dass in den neuen Chromlaminaten eine Mikrorissigkeit in den hier angegebenen Grenzen auftritt«

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Beim erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung von Lageroberflächen sind die Dicke des Niederschlags und die Temperatur der galvanischen Abscheidung wichtig, obwohl beträchtliche und zahlreiche Veränderungen vorgenommen werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei welcher ein einziges Bad verwendet wurde, wurde ein zylindrischer Stahlgegenstand mit einer inneren ersten Schicht aus Hartchrom und einer zweiten ausseren Schicht aus mikrorissigem Chrom abgeschieden, und zwar wurde als einziges wässriges Bad ein Bad der folgenden Zusammensetzung verwendet:

Chromsäure 260

so₄ ⁼ ι,ο

* (0,014 Mol/l) 2,0

* 0,01

Das Stück wurde im obigen Bad bei 51 C während 2 Stunden bei

2

einer Stromdichte von 50 A/dm und dann 30 Minuten bei 30 A/dn beschichtet.

Das Probestück wurde dann 15 Minuten in siedendes Wasser eingetaucht. Von der Oberfläche wurde eine Fotografie gemacht. Die Probe wurde in Hälften geschnitten. Der polierte Querschnitt des Stücks wurde einer 4 Sekunden dauernden Ätzung bei 2 Volt in einer lösung von 100 g/l Chromsäure unterworfen. Im Mikroskop konnte der Unterschied der Struktur gesehen werden.

Eine der wichtigsten industriellen Anwendungen der erfindungsgemässen abnutzungsbeständigen Oberflächen ist die Beschichtung

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von Kolben, Kolbenringen und Dichtungen und Zylinderbohrungen von Verbrennungsmotoren. Die vorliegende Erfindung verhindert irgendein Pestfressen, wobei trotzdem eine beträchtliche Verringerung der Abnutzung erreicht wird.

Bei einer Ausführungsform, bei der gesonderte Abscheidungsbäder für eine jede Chromschicht verwendet werden, wurde ein zylindrischer Stahlgegenstand, der dem obigen ähnlich war, in einem üblichen Verchromungsbad gemäss einem typischen Verfahren des Standes der Technik bei 51 C beschichtet, wobei eine dichte harte Verchromung mit einer Dicke von 100 μ erhalten wurde. Der Stahlgegenstand wurde dann in ein Beschichtungsbad der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 überführt und dann 30 Minuten bei einer Stromdichte von 20 A/dm beschichtet, um eine Einlaufschicht herzustellen, die mehr als 600 Mikrorisse/cm zeigte.

So kann die Abscheidung von gewöhnlichem Chrom durch ein allgemein bekanntes Standardgalvanisierungsverfahren erfolgen, wie es in der Verehromungstechnik bekannt ist,wie Z₀B₉ aus einem Bad, das einen ChromSäuregehalt von 200 g/ml enthält und 2,50 g/l Sulfationen aufweist. Da die gewöhnliche Chromschicht .gegen Reibungsabnutzung geschützt wird, besteht keine Notwendigkeit für eine Ätzung oder eine Läppung oder Schleifung, wie ea bei der Herstellung von verschiedenen Teilen der Fall ist, die eine gewöhnliche äussere Chromoberfläche aufweisen, was beträchtliche Kosteneinsparungen mit sich bringt. Die Mikrorisse des Metalls, welches die äussere Schicht bildet, die πit lern Zylinder in Berührung kommt, verhindern' diese Gefahr»

Zur Sicherung des Nutzens der Erfindung ist es lediglich nötig, dass man, wenn, zwei Oberflächen, in Reibungskontakt sind_p eine

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Oberfläche mit einer äusseren mikrorissigen Chromschicht vorsieht, die auf einer unteren gewöhnlichen Chromschicht niedergeschlagen ist. Bei der Durchführung der Erfindung kann natürlich das Formstück, das mit einer reibungsarmen Lageroberfläche gemäss der Erfindung versehen wird, aus massivem Chrom bestehen. Zwar wurden verschiedene reibungsarme Oberflächen beschrieben, aber es ist klar, dass verschiedene Modifikationen innerhalb des Bereichs der Erfindung vorgenommen werden können.

Die Anwendung der Erfindung ist nur dadurch beschränkt, dass die Metalloberfläche, die in Reibungekontakt kommen soll, mit Chrom beschichtet werden kann. Andere Abwandlungen der Erfindung, die in den Bereich der Erfindung fallen, können von einem Fachmann ohne weiteres angegeben werden.

Patentansprüche:

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung einer leicht einlaufenden abnutzungsbeständigen Oberfläche, welche aus einer galvanisch abgeschiedenen Chromschicht besteht, die mehr als 600 Risse/cm aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass man ein wässriges Verchromungsbad bereitstellt, welches 100 bis 500 g/l Chromsäure und Katalysator aus Sulfat und löslichem Selen in einer Menge enthält, so dass ein Gewichtsverhältnis von Chromsäure zu Katalysator von 10:1 bis 100:1 entsteht, wobei das lösliche Selen in Mengen von mindestens 2 ppm vorhanden ist; dass man eine Anode und eine Kathode im genannten Bad hält; und dass man einen elektrischen Strom durch das Bad hindurchführt, derart, dass die Stromdichte weniger als ungefähr 30 A/dm ist, wobei man auf galvanischem Wege eine leicht einlaufende abnutzungsbeständige Oberfläche erhält, die aus Chrom besteht, das mehr als 600 Risse/cm aufweist.

2. Verfahren zur Herstellung eines abnutzungsbeständigen Teils mit einer abnutzungsbeständigen Oberfläche, die aus einem mikrorissigen Chrom besteht, das mindestens 600 Mikrorisse/cm aufweist, wobei das abnutzungsbeständige Teil eine verbesserte Gleitfähigkeit, Abnutzungsbeständigkeit, Einlaufeigenschaft und lange Lebensdauer aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass man eine erste Schicht aus gewöhnlichem Chrom auf galvanischem Wege abscheidet und dass man (2) dann auf galvanischem Wege auf die erste Schicht aus gewöhnlichem Chrom eine Schicht aus mikrorissigem Chrom abscheidet, welche mindestens 600 Risse/cm aufweist, indem man ein wässriges Verchromungsbad bereitstellt, welches 100 bis 500 g/l und Katalysator einschliesslich Sulfat in einer Menge enthält, so dass ein Gewichtsverhältnis von Chromsäure zu Katalysator

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von 10:1 bis 100:1 entsteht, wobei auch mindestens 2 ppm lösliches Selen vorhanden sind; dass man eine Anode und eine
Kathode in das Bad hält; dass man einen elektrischen Strom
durch die Anode, das Bad und durch die Kathode hindurchführt,
derart, dass die Stromdichte weniger als ungefähr 30 A/dm
aufweist, und zwar eine ausreichende Zeit, dass eine mikrorissige Schicht mit mindestens 1 ρ Dicke und weniger als 100
u Dicke erhalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Chromschicht aus dem gleichen Bad abgeschieden wird wie die erste Chromschicht.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht auf galvanischem Wege aus einem anderen Bad abgeschieden wird als die erste Schicht.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das galvanische Bad mindestens 5 ppm lösliches Selen enthält
und mit einem Stromdichte von weniger als ungefähr 40 A/dm
betrieben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufoberfläche mehr als 1000 Risse/cm enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinlaufoberfläche auf einem Kolbenring vorhanden ist.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufoberfläche die Oberfläche einer Auskleidung für
einen Verbrennungsmotor ist.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

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die Einlaufoberfläche die Oberfläche eines Kolbens ist.

10. Verfahren zur Herstellung einer lageroberflache mit verbesserter Gleitfähigkeit, Abnutzungsbeständigkeit, Einlaufeigenschaft und langear Lebensdauer, welche aus einer Schicht aus mikrorissigem Chrom mit mindestens 600 Rissen/cm bis zu einer Dicke von 1 bis 50 u besteht, wobei man aus einer Lösung abscheidet, die Chromsäure, Sulfationen, aktives Pluorid und lösliches Selen in einer Menge von mindestens 5 ppm enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von Chromsäure zu Katalysator weniger als 100 bei einer Stromdichte von weniger ^

als 40 A/dm beträgt, und wobei man solange abscheidet, bis eine Dicke von mindestens 1 u und weniger als 140 u erhalten worden ist.

11. Verfahren zur Herstellung einer abnutzungsbeständigen Oberfläche, nämlich einer doppelten Schicht aus zwei verschiedenen. Chromabs cheidung en, dadurch gekennzeichnet, dass man

(1) eine gewöhnliche erste Chromschicht auf galvanischem Wege abscheidet und dass man hierauf (2) auf die erste Schicht aus gewöhnlichem Chrom auf galvanischem Wege" eine Schicht aus mikrorissigem Chrom mit mindestens 600 Rissen/cm aus einem wässrigen Verchromungsbad abscheidet, das Chromsäure, Sulfationen, aktive Fluoridionen und eine selenhaltige Verbindung in einer Menge enthält, dass mindestens 2 ppm lösliches Selen vorhanden sind, wobei das Verhältnis von Chromsäure zu Katalysator weniger als 100 und die Stromdichte weniger als unge-

fähr 30 A/dm beträgt und eine Temperatur eingehalten wird, so dass eine zweite Chromabscheidung mit einer Dicke von mindestens 1 u und weniger als 100 ^u erhalten wird.

12. Verfahren zur Herstellung einer abnutzungsbeständigen

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Oberfläche mit verbesserter Gleitfähigkeit, Abnutzungsbeständigkeit, Einlaufeigenschaft und langer Lebensdauer, dadurch gekennzeichnet, dass man (1) auf galvanischem Wege eine erste Schicht aus gewöhnlichem Chrom bis zu einer Dicke von mindestens 5 U aus einer Lösung mit einer CrO,-Konzentration zwischen 150 g/l und 500 g/l abscheidet, wobei diese Lösung sulfat- und fluoridhaltige Katalysatorionen enthält und eine Stromdichte von mehr als 40 A/dm und eine Temperatur zwischen HO und 8O⁰C verwendet werden, und dass man hierauf (2) auf die erste Schicht aus gewöhnlichem Chrom eine mikrorissige Chromschicht mit mindestens 600 Rissen/cm bis zu einer Dicke von 1 u bis 100 μ aus einer Lösung abscheidet, die Chromsäure, Sulfationen, aktives Pluorid und lösliches Selen in einer Menge von mindestens 5 ppm entnält, wobei das Verhältnis von Chromsäure zu Katalysator weniger als 100 beträgt und wobei eine Stromdichte von weniger als kO A/dm angewendet wird, so dass eine doppelte Chromabscheidung mit einer Gesamtdicke von mindestens 6 u erhalten wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht aus dem gleichen Bad wie die erste Schicht abgeschieden wird.

14« Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht aus einem anderen Bad als die erste Schicht abgeschieden wird.

15· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die abnutzungsbeständige Einlaufoberfläche mehr als 1000 Risse/ cm aufweist.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass

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die Einlauf oberfläche die Oberfläche "eines Kolbenrings ist.

17. Verfahren nach Anspruch 14$ dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufoberfläche die Oberfläche einer Auskleidung für einen Verbrennungsmotor ist.

18. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufoberfläche die Oberfläche eines Kolbens ist.

19. Ein erstes abnutzungsbeständiges Teil mit einer Oberfläche aus mikrorissigem Chrom, welches in Reibungskontakt mit einem zweiten abnutzungsbeständigen Teil liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das erste abnutzungsbeständige Teil eine leicht einlaufende Oberfläche aufweist, die aus einem galvanisch abgeschiedenen Chrom besteht, welches mehr als 600 Mikrorisse/cm aufweist.

20. Abnutzungsbeständige Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Substratteil, einen dazwischenliegenden durchgehenden Teil aus gewöhnlichem Chrom und einen äusseren ringförmigen Teil aus mikrorissigem Chrom aufweist;, der 600 Mikrorisse/cm besitzt.

21. Abnutzungsbeständige Oberfläche nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Kolbenring handelt,

22. Lageroberfläche mit verbesserten Einlaufeigenschaften, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine äussere Schicht aus auf galvanischem Wege abgeschiedene mikrorissige Chromschicht-auf einer gewöhnlichen Chromschicht aufweist, die ebenfalls auf galvanischem Wege auf einem Grundmetall abgeschieden ist, um eine abnutzungsbeständige Oberfläche zu bilden.

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23· Lageroberfläche mit verbesserter Abnutzungebeständigkeit, Gleitfähigkeit, Einlaufeigenschaft und langer Lebensdauer, dadurch gekennzeichnet, dass Die aus einem Hetall-Bubatrat und aus mehreren Schichten aus Chrom auf dem Substrat besteht, wobei die Schichten dadurch ausgezeichnet sind, dass sie unterschiedliche Sichten hinsichtlich der HikroriBsigkeit besitzen.

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