DE2423732C3 - Schwärzungsverfahren für Stahlbauteile von Kathodenstrahlröhren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schwärzungsverfahren für Stahlbauteile von Katodenstrahlröhren, bei dem zunächst das Bauteil gründlich entfettet und später im Verfahren ein Oxydationsbad und Einbrennen an der Luft zur Erstellung eines mattschwarzen, extrem haltbaren Oberflächenbelages angewendet wird.

Derartige Verfahren sind seit vielen ]ahren besonders zur Schwärzung der Oberfläche der Lochmaske und des Lochmaskenrahmens einer Farbbildröhre üblich, um eine bessere Wärmeabstrahlung zu erzielen. Es tritt nämlich dadurch, daß diese Bauteile dem Beschüß mit Elektronenstrahlen ausgesetzt sind, eine erhebliche Erwärmung auf, die zur Ausdehnung und als Folge davon ;ui Störungen der inneren Geometrie der Röhre führt. Zur Vermeidung dieser starken Erwärmung versieht man die Oberfläche der genannten Bauteile mit einer mattschwarzen Schicht, an welche eine Reihe von schwer zu erfüllenden Forderungen zu stellen sind. Es sind grundsätzlich drei verschiedene Verfahren zur Erzeugung dieser Schicht bekannt, wie aus dem Artikel »Technologische Betrachtung der Farbfernsehbildröhre-Maskentyp« in Radio und Fernsehen 1959, Heft 19, ab Seite 599 zu entnehmen ist. In dem Abschnitt »Der Maskenüberzug und seine Aufbringung« wird von mechanischer, chemischer und galvanischer Metallfärbung gesprochen. Am weitesten verbreitet sind in neuester Zeit entweder die galvanische Schwärzung oder bloßes Einbrennen der Rahmen und Masken in feuchter Atmosphäre. Die so hergestellten Schwärzungen haben aber verschiedene Nachteile. Galvanische Verfahren sind teuer, und das letztere Verfahren liefert außer schwarzem Eisenoxyd unter verschiedenen Bedingungen auch Ui äuilcS EiScnöXyd entweder bei dem Vorgang selbst oder während der Lagerung. Dieses Eisenoxyd zerfällt im Vakuum, wenn es aufgeheizt wird, und haftet nicht gut genug an der Stahloberfläche.
Die vorliegende Erfindung macht deshalb /ur Lösung

der Aufgabe, einen Schwärzungsbelag mit den Eigenschaften Beständigkeit im Vakuum und über einen großen Temperaturbereich, große Haltbarkeit, keine Neigung zu Flecken- oder Streifenbildung, völlig gleichmäßige tiefschwarze Färbung und stumpfe Oberfläche zu erstellen, Gebrauch von einem stromlosen Plattierungsverfahren wie es aus den US-Patenten 25 32 283 und 25 32 284 bekannt ist.

Die genannte Aufgabe wird für den eingangs angegebenen Oberbegriff gelöst, indem erfindungsgemaß ein Verfahren gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruchs angewendet wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Schwärzungsverfahrens werden die Stahlteile einer Farbbildkatodenstrahlröhre, wie der Lochmaskenrahmen und die Lochmaske selbst, mit einer Schicht aus einer Nickel- oder Kobaltverbindung in einem stromlosen Plattierungsbad versehen. Diese Schicht wird einer starken Oxydationssäure ausgesetzt und dann in der Luft bei ca. 450°C eingebrannt, um eine zusammengesetzte schwarze Nickel- oder Kobaltverbindung auf der Oberfläche anzusiedeln.

Es wurde festgestellt, daß diese Verbindungen bei den verschiedenen Aufbereitungsverfahren zur Herstellung einer Katodenstrahlröhre äußerst beständig sind, und diese Verfahren schließen auch zahlreiche Einbrennungen ander Luft bei über 400⁰C ein. Ferner ist jede dieser Beschichtungen bei Betrieb der Katodenstrahlröhre, in die das Teil eingebaut wird, sehr beständig, selbst wenn sie in einem Vakuum mit Elektronen beschossen wird und dauernder Erwärmung und Abkühlung ausgesetzt ist.

Es wird angenommen, daß die schwarze Schicht eine zusammengesetzte Nicl·el- oder Kobaltverbindung ist, die sich auf der Oberfläche gebildet hat, und daß sich bei der Säure- und Luftbehandlung auch Nickel- oder Kobaltoxyde bilden können.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung, wird das Verfahren und seine Schritte nachfolgend erklärt.

Ein Stahlbauteil einer Katodenstrahlröhre, wie der Lochmaskenrahmen oder die Lochmaske selbst, wird zunächst durch eine entsprechende Maßnahme vom Fett befreit. Danach wird das Teil eine Minute lang in ein 50%tiges Salzsäurebad getaucht. Die Säure wird dann durch Spülen des Teils in entionisiertem Wasser entfernt. Als nächstes wird das Teil 15 Minuten lang in ein stromloses Nickel- oder Kobaltplattierungsbad getaucht. Eine Anzahl dieser stromlosen Nickelplattierungsbäder sind im Handel. Eine Anzahl weiterer Nickelplattierungsbädcr, Säuren und Laugen, werden im US-Patent 25 32 283 und Kobaltbäder im US-Patent 25 32 284 beschrieben.

Ein Nickelbad, mit dem man besonders gut arbeiten kann, ist zusammengesetzt aus 30 g/l Nickelchlorid, 50 g/l Natrium-Aminoessigsäurc und 10 g/l Natrium-Hypophosphit. Der pH-Wert des Plattierungsbades sollte zwischen 4 und 6 liegen und die Temperatur des Bades bei etwa 87,8°C. Wenn erforderlich, kann der pH-Wert durch Zusatz von Ätznatron (Natronlauge) entsprechend verändert werden.

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Kobaltchlorid, 35 g/l Natriumnitrat, 50 g/l Salmiak und 20 g/l Natriumhypophosphit zusammengesetzt. Da es sich hier um ein Laugenbad handelt, sollte der pH-Wert ca. 9-10 betragen und die Temperatur etwa 90,5° bis 96°C. Wenn nötig, kann der pH-Wert durch Zusatz von Salmiakgeist entsprechend verändert werden.

Nach dem Eintauchen in das stromlose Nickel- oder Kobaltplattierungsbad, das wie gesagt ca. 15 Minuten dauern sollte, wird das Teil aus dem Bad entfernt und in entionisiertem Wasser gespült. Als nächstes wird es in eine starke, oxydierende Säure 30—40 Sekunden lang eingetaucht. Eine geeignete oxydierende Säure enthält drei Teile Phosphor-, einen Teil Schwefel- und einen Teil Salpetersäure, alles in konzentrierter Form. Nach dem Bad in der Oxydationssäure wird das Teil herausgenommen und schnell mit warmem Leitungswasser abgespült. Ein weiteres Abspülen geschieht d<inn in entionisienem Wasser und Anhydrol. Dann wird das Teil getrocknet und eine Stunde lang bei ca. 450⁰C in der Luft erhitzt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schwärzungsverfahren für Stahlbauteile von Katodenstrahlröhren, bei dem zunächst das Bauteil gründlich entfettet und später im Verfahren ein Oxydationssäurebad und Einbrennen an der Luft angewendet wird, gekennzeichnet durch die nachstehende Folge von Verfahrensschritten:

A. Eintauchen der Bauteile nach dem Entfetten in ein Bad mit 50%iger Salzsäurelösung für die Dauer von etwa 1 Minute;

B. Spülen der Bauteile mit entionisiertem Wasser;

C. Eintauchen in ein stromloses Plattierungsbad für 15 Minuten, das Nickel- oder Kobaltverbindungen in schwacher Konzentration enthält;

D. Spülen in entionisiertem Wasser;

E. das Eintauchen in ein Oxydationssäurebad für die Dauer von 30 bis 45 Sekunden;

F. Abspülen mit warmem Leitungswasser; G. Spülen mit entionisiertem Wasser;

H. Spülen mit Anhydrol;

1. das Brennen der Bauteile an der Luft bei etwa 450⁰C für eine Stunde.

2. Schwärzungsverfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Nickel- oder Kobaltverbindungen —Schritte — Chloride sind.

3. Schwärzungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxydationssaurebad — Schritt E — aus drei Teilen Phosphor-, einem Teil Schwefel- und einem Teil Salpetersäure besteht.