DE2364329A1

DE2364329A1 - Verfahren zur behandlung verchromter metallteile

Info

Publication number: DE2364329A1
Application number: DE2364329A
Authority: DE
Inventors: Louis John Jacobs
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1973-01-02
Filing date: 1973-12-22
Publication date: 1974-07-11
Also published as: CA993285A; JPS4998342A; US3849206A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung verchromter Metallteile. Hartverchromte Metallteile finden in vielen Fällen Anwendung, beispielsweise als feuerfeste Muster, Formen für die Verformung von Kunststoff und Keramikteilen, hydraulische Betätigungsglieder, Zylinderaus-

Kleidungen, Kugelventile, Rückschlagventile, v/ie auch viele andere. Alle gegenwärtig üblichen galvanisch verchromten Oberflächen von Metallteilen enthalten Mikrpporsn und Haarrisse, die mit einem Mikroskop selbst geringer Vergrößerung bereits sichtbar werden. Diese unvermeidlichen Defekte verursachen die Zerstörung der verchromten Oberfläche und den Ausfall der Teile. Zwar ist Chrom sehr widerstandsfähig gegen die korrosive Wirkung vieler Chemikalien, wie korrodierende Säuren und Laugen, doch dringen diese Chemikalien in die Poren und Risse ein und korrodieren die metallische Unterlage. Diese Wirkung führt zum Abschälen der Chromschicht von dem Substrat und Teile, welche sehr hohen Drücken ausgesetzt sind, wie hydraulische Komponenten, können bereits nach kurzer Betriebsdauer lecksn.

SAD

409828/1020

Aufgabe der vorliegenden rirfindung ist es, ein Verfahren für die behandlung verchromter Oberflächen zu schaffen, mit dein die Oberfläche verdichtet wird durch Füllen der unvermeidlichen Defekte, wie ί-Iikroporen und Risse« Diese Verdichtung verhindert das Durchdringen der Chroraschicht durch Chemikalien und verringert damit die Tendenz der Chromschicht, sich von dem Träger zu lösen, womit chemische Angriffe auf den Träger ebenfalls verringert v/erden. Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch Behandlung der verchromten Oberflächen mit einer Chromsäurelösung und nachfolgendes Umwandeln der Chromsärure in Chromoxid. Demgemäß werden die folgenden Schritte vorgesehen:

a) Aufbringen einer Chromsäurelösung auf die Teile unter Eincringen der Lösung in die Poren und/oder Risse,

Jj) Erhitzen der Teile mit der aufgebrachten Lösung auf eine für das Umwandeln der Chromsäure in Chromoxid hinreichend hohe Temperatur=

Die Chrorasäurelösung für die Verwendung gemäß dem Erfindungsvorschlag wird zubereitet durch Lösen von Chromtrioxid in Hasser, so daß eine Chromsäurelösung entsteht, die ein spezifisches Gewicht von 1,64-1,6G bei 18 C aufweist= Das bevorzugte spezifische Gewicht ist 1,65. Das verchromte Metallteil, das behandelt v/erden soll, wird dann in die Chromsäurelösung eingetaucht oder in anderer Weise mit der Lösung behandelt, und die Chromsäure befeuchtet die Mikroporen und dringt in diese und die Risse der verchromten Oberfläche ein. Das so behandelte i-letallteil wird dann erhitzt, um die Chromsäure in feuerfestes Chromoxid umzuwandeln« Die Umwandlung der Chromsäure in Chromoxid erfolgt bei einer Temperatur zwischen 370 und 650 C.

SAD ORIGINAL

409828/1020 . - 3 -

Um die wirksamste Verdichtung zu erreichen, hat sich jedoch der folgende und deshalb bevorzugte Erwärmungszyklus als zweckmäßig erwiesen. Dieser Zyklus umfaßt zunächst das Aufheizen der mit der Säure behandelten Metallteile auf 110 +/- 5,5° C, bei welcher Temperatur die Teile gehalten werden solange, daß sichergestellt ist, daß die gesamte Feuchtigkeit aus den Mikroporen und Rissen der verchromten Oberfläche ausgetrieben ist. Die Teile werden dann allmählich auf eine Temperatur von 370 +/- 27° C gebracht. Die Geschwindigkeit der Aufheizung auf diese Temperatur wird bestimmt durch die Masse und Kompliziertheit der Metallteile unc wird so festgelegt, daß thermische Zugspannungen vermieden werden. Man wartet dann so lange, bis der das gesamte Hetallsubstrat sich auf diese Temperatur stabilisiert hat. Nachdem sich die Temperatur bei 370 +/- 27° C stabilisiert hat, wird aie Oberflächentemperatur sehr schnell auf 650 +/- 27 C gebracht und aann wird das Teil aus der Erwärmungseinrichtung entnommen. Dieses schnelle Aufheizen von 370 auf 650° C wandelt die Chromsäure in Chromoxid und das Chromoxid wird sehr dicht und haftet sehr fest an dem Basismetall.

Das wiederholte Aufbringen von Chromsäure und Vjärmebehandlung zur Ausbildung von Chromoxid hat die Tenaenz, daß die Poren und Risse der galvanisch verchromten Oberfläche vollständiger gefüllt werden, Nachdem die erste Schicht aufgebracht und wärmebehandelt worden ist, läßt man das Teil dann auf 65° C abkühlen, wonach eine weitere Behandlung mit Chromsäurelösung erfolgt, Aufheizung auf 110° C, allmähliches VJeiterheizen bis zur stabilisierten Temperatur von 370 C und dann schnelles ^T7eiterheizen auf 650° C. Dieses Verfahren wird wiederholt, bis die Poren und Risse gefüllt worden sind. Die Teile können dann einer Oberflächenbehandlung durch Polieren in konventioneller VJeise unterworfen werden.

409828/10 20

Das Aufheizen der Metallteile kann durchgeführt werden mittels aller bekannter konventioneller Mittel, etwa in öfen oder mittels Strahlungs-Heizkörpern oder durch direkte Flamme. Teile, die durch Induktionserwärmung aufgeheizt worden sind, zeigen jedoch die beste Haftung des Chromoxids mit eiern Substrat. Diese Tatsache ergibt sich bei mikroskopischer Untersuchung von Schnitten der Teile, die gemäß der Erfindung behandelt worden sind.

Es hat sich als zxveckmäßig bei der Durchführung des Verfahrens erwiesen, d etwa o,o5 bis o,5 Gew.-% Ofen- oder Lampenruß bezogen auf das Gewicht der Chromsaure für die Herstellung der Chrorasäurelösung zuzusetzen. Das Vorhandensein des Kohlenstoffs verringert den Sauerstoffgehalt der Lösung und erhöht in gewisser Weise die Füllrate der Poren und Risse mit Chromoxid.

(Patentansprüche)

818/1020

Claims

Patentansprüche

(I)J Verfahren zur Behandlung verchromter Metallteile, deren Chromschicht Poren, und/oder Risse aufweist, gekennzeichnet durch die Schritte

a) Aufbringen einer Chromsäurelösung auf die Teile unter Eindringen der Lösung in die Poren und/oder Risse,

b) Erhitzen der Teile mit der aufgebrachten Lösung auf eine für das Umwandeln der Chromsäure in Chromoxid hinreichend hohe Temperatur.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Chromsäurelösung mit einem spezifischen Gewicht von 1,64 - 1,66 eingesetzt wird.
3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erhiz}ten der Teile zunächst auf eine Temperatur von etwa 110° C +/-5,5° C gebracht wird, dann allmählich bis auf 370° C +/- 27° C gebracht und bei dieser Temperatur gehalten werden, bis sie sich im gesamten Teil stabilisiert hat, und daß darm schnell auf etwa 650° C hochgeheizt wird.
4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Erhitzungsvorgangs mittels Induktionserhitzung erfolgt.
5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromsäurelösung o,o5 bis o,5 Gew.-%, bezogen auf die in die Lösung eingesetzte Chromsäuremenge, an Ofen- oder Lampenruß enthält.

409828/1020