DE2737748A1 - GALVANIC CHROME BATH - Google Patents

GALVANIC CHROME BATH

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DE2737748A1
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chromium
bath
chrome
formate
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DE19772737748
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German (de)
Inventor
Brian Allen
John Cooper Crowther
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Solvay Solutions UK Ltd
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Albright and Wilson Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/04Electroplating: Baths therefor from solutions of chromium
    • C25D3/06Electroplating: Baths therefor from solutions of chromium from solutions of trivalent chromium

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Description

Pate r> tonwälle
Dipl. Inf.». Hums Iiirtron Mülle?· Dr. r»i. n:t Thonms IJcrfndt Dr. - Inf.. Hans J.cyh
Godfather> clay walls
Dipl. Inf. ». Hums Iiirtron Garbage? · Dr. r »i. n: t Thonms IJcrfndt Dr. - Inf. Hans J.cyh

Lucile Orohn-Straß« 36Ud ΜυηΑεη BOLucile Orohn-Straß «36Ud ΜυηΑεη BO

PS 586PS 586

München, 22. August 1977 schMunich, August 22, 1977 sch

Albright and Wilson Limited Albright and Wilson Limited

Oldbury. Warley, West Midlands, England Oldbury . Warley, West Midlands, England

Galvanisches ChrombadGalvanic chrome bath

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Die Erfindung bezieht sich auf das galvanische Verchromen aus Bädern von dreiwertigem Chrom.The invention relates to chrome plating from baths of trivalent chrome.

Die GB-Patentanmeldung Nr. 57872/73 der Anmelderin beschreibt ein galvanisches Chrombad, bestehend aus einer wäßrigen Lösung, die dreiwertiges Chrom, Formiat oder Acetat, Bromid und Ammoniak zusammen und bevorzugt Zusätze von Boraten und Leitsalzen, z. B. Alkalimetallchloride oder Sulfate enthält. Ein hin und wieder bei solchen Bädern auftretendes Problem besteht darin, daß das Chrom zum Ausfällen tendiert.Applicant's GB patent application No. 57872/73 describes a galvanic chromium bath, consisting of an aqueous solution containing trivalent chromium, formate or Acetate, bromide and ammonia together and preferably additions of borates and conductive salts, e.g. B. Alkali metal chlorides or contains sulfates. A problem that occurs every now and then with such baths is that the chrome tends to fail.

Es wurde gefunden, daß ein galvanisches Bad mit sehr hoher Stabilität dadurch erhalten wird, daß Formiat und Acetat in bestimmten Mengen als Beimischung zugesetzt werden.It has been found that an electroplating bath with very high stability is obtained by using formate and acetate can be added in certain amounts as an admixture.

Das galvanische wäßrige Chrombad nach der Erfindung enthält 0,1-1,2 mol/1 dreiwertiges Chrom, 0,5-3 mol Formiat pro mol dreiwertiges Chrom, 0,1-0,5 mol Acetat pro mol Formiat, wenigstens 0,01 mol/1 Bromid und wenigstens 0,05 mol/l Ammoniak.The galvanic aqueous chromium bath according to the invention contains 0.1-1.2 mol / 1 trivalent chromium, 0.5-3 mol per formate mol of trivalent chromium, 0.1-0.5 mol of acetate per mol of formate, at least 0.01 mol / l bromide and at least 0.05 mol / l Ammonia.

Bevorzugt enthält das Chrombad wenigstens 0,1 mol/1 Borat und ebenfalls bevorzugt wenigstens 0,5 mol/1 Alkalimetall,The chromium bath preferably contains at least 0.1 mol / 1 borate and also preferably at least 0.5 mol / 1 alkali metal,

z. B. Natrium oder Kalium. Bevorzugt enthält das Bad zusätzlich 0,5-5 mol Sulfat und/oder 0,5-5 mol Chlorid. Ferner kann das Bad Fluorid und bevorzugt ein Netzmittel enthalten.z. B. sodium or potassium. The bath preferably also contains 0.5-5 mol of sulfate and / or 0.5-5 mol of chloride. Furthermore can the bath contains fluoride and preferably a wetting agent.

Die Erfindung bezieht sich also auf galvanische Bäder, die dreiwertiges Chrom enthalten und bei denen als Komplexbildner eine Carbonsäure, ein Bromid und Ammoniak enthalten sind;The invention thus relates to electroplating baths which contain trivalent chromium and which act as complexing agents a carboxylic acid, a bromide and ammonia are included;

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solche Bäder haben eine größere Stabilität, wobei die Carbonsäure ein Gemisch aus Formiat und bis zu einem drittel des Gewichts die Carbonsäure eines Acetats ist.such baths have greater stability, the carboxylic acid being a mixture of formate and up to one third of the weight is the carboxylic acid of an acetate.

Die Badbestandteile sind wie folgt: A) Dreiwertiges Chrom The bath components are as follows: A) Trivalent chrome

Dies ist ein wesentlicher Bestandteil des Bades nach der Erfindung. Anteile von weniger als 0,1 mol/1 oder mehr als 1,2 mol/1 dreiwertiges Chrom resultieren in einem beträchtlichen Verlust an Deckfähigkeit und die Konzentration sollte daher innerhalb dieser Grenzwerte, bevorzugt von Ο,2-0,6 mol/1, gehalten werden. Bevorzugt ist das Bad im wesentlichen frei von sechswertigem Chrom, und ebenfalls bevorzugt ist das Chrom im Bad im wesentlichen vollständig als dreiwertiges Chrom vor dem Abscheiden vorhanden. This is an essential part of the bath according to the invention. Proportions less than 0.1 mol / 1 or more than 1.2 mol / l trivalent chromium results in a significant loss in hiding power and concentration should therefore be kept within these limit values, preferably from Ο.2-0.6 mol / l. Is preferred the bath is essentially free of hexavalent chromium, and also preferably the chromium in the bath is essentially substantially free present entirely as trivalent chromium prior to deposition.

B) Bromid B) bromide

Dies ist ebenfalls ein wesentlicher Bestandteil. Die Bromidkonzentration sollte oberhalb von 0,01 mol/1 gehalten werden, um die Ausbildung von sechswertigem Chrom und ein Absinken der Galvanisierrate zu verhindern. Die Höchstkonzentration ist zwar nicht kritisch, ist jedoch typischerweise geringer als 4 mol/1 und bevorzugt geringer als 1 mol/1. Jodid wirkt ähnlich wie Bromid, hat jedoch den Nachteil, daß freies Jodid, das während des Kieder-This is also an essential part. The bromide concentration should be kept above 0.01 mol / l to prevent the formation of hexavalent chromium and a decrease in the electroplating rate. the Although the maximum concentration is not critical, it is typically less than 4 mol / l and preferably less than 1 mol / 1. Iodide has a similar effect to bromide, but has the disadvantage that free iodide, which is

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schlagens gebildet werden würde, nur bis zu 0,03 Gew. -% Wasser löslich ist, während Eromid bis zu 4 % löslich ist. Infolgedessen führt der Versuch, Jodid anstelle von Eromid zu verwenden, zu einem unannehmbaren Ausfällen von Jodid. Jodid ist außerdem zu teuer, als daß es in v/irtschaftlicher Weise anstelle von Bromid verwendet werden könnte. Es ist jedoch prinzipiell möglich, einen kleinen Teil des Eromids durch Jodid zu ersetzen, und spätere Bezugnahmen auf Bromid schließen Eromid, das Spuren von Jodid enthält, nicht aus.would be hitting formed only up to 0.03 wt -.% water soluble while Eromid up to 4% is soluble. As a result, attempting to use iodide in place of eromide results in unacceptable precipitation of iodide. Iodide is also too expensive to be used economically in place of bromide. However, it is in principle possible to replace a small portion of the eromide with iodide, and subsequent references to bromide do not rule out eromide, which contains traces of iodide.

C) Formiat C) formate

Formiat ist ein wesentlicher Badbestandteil. Typischerweise sollte das Verhältnis von Formiat zu Chrom 3:1 nicht übersteigen und beträgt bevorzugt nicht mehr als 2,5:1 auf Ilolbasis, so daß ein unannehmbar hohes Ausfällen des entsprechenden Chromsalzes vermieden wird. Wenn das Verhältnis v/eniger als 0,5:1 beträgt, wird die Deckfähigkeit unerwünscht stark reduziert. Bevorzugt beträgt das gesamte Molverhältnis von Formiat und Acetat zu Chrom 3:1 bis 1:1, besonders bevorzugt zwischen 2,5:1 und 1:1, z. B. ca. 2:1.Formate is an essential part of the bathroom. Typically the ratio of formate to chromium should not exceed 3: 1 and is preferably not more than 2.5: 1 on an ilol basis, so that an unacceptably high level of precipitation of the corresponding chromium salt is avoided. If the ratio is less than 0.5: 1, the hiding power is undesirably greatly reduced. The total molar ratio of formate and acetate to chromium is preferably 3: 1 to 1: 1, particularly preferably between 2.5: 1 and 1: 1, e.g. B. approx. 2: 1.

D) Acetat D) acetate

Acetat ist ebenfalls ein v/esentlicher Badbestandteil. Die Anwesenheit von Acetat zusätzlich zu Formiat erhöht die Stabilität des Bads. Weniger als ca. 0,1 mol Acetat pro mol Formiat resultiert in einer unerwünscht hohen Gefahr desAcetate is also an essential bath ingredient. The presence of acetate in addition to formate increases the stability of the bath. Less than about 0.1 mol of acetate per mol of formate results in an undesirably high risk of

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Ausfällens von Chrom aus dem Bad. Lu viel Acetat hat eine Verringerung der I iederschlagsrate zur Folge. Der Anteil Acetat darf 0,5 mol pro mol I'ormiat nicht übersteigen. Pur befriedigende wirtschaftliche Calvanisierungsraten liegt der Acetatanteil bevorzugt im Bereich von 0,2-0,4 mol pro mol liOrmiat, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2-0,3, z. B. 0,25 mol pro mol Pormiat.Precipitation of chrome from the bathroom. Lu a lot of acetate has a Reduction in the rate of precipitation as a result. The proportion of acetate must not exceed 0.5 mol per mol of formate. Purely satisfactory economic galvanization rates the acetate content is preferably in the range of 0.2-0.4 mol per mol of lithium ormate, particularly preferably in the range of 0.2-0.3 e.g. B. 0.25 moles per mole of formate.

E) Ammonium E) ammonium

Die Anwesenheit von Ammonium ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung. I ormalerweise, wenn die Ammoniumkonzentration geringer als 0,1 mol/1 ist, ergibt sich ein Verlust der Deckfähigkeit bei hoher Stromdichte. Die Obergrenze ist unkritisch, und Ammonium kann in Mengen bis zur Sättigung, d. h. bis zu ca. 4 mol/1, anwesend sein. Bevorzugt ist das Ammonium in einer Konzentration im Bereich von 1-3 mol/1 vorhanden. Ammonium ist als NH. selbst anwesend. Bevorzugt ist substituiertes Ammonium, z. B. Hydroxylammonium, Hydrazonium, Alkylammonium. Acrylammonium oder heterocyclische Ionen wie Pyridin, nicht anwesend, da dadurch das Riederschlagen von Chrom nachteilig beeinflußt wird.The presence of ammonium is an essential feature of the invention. Ormally when the ammonium concentration is less than 0.1 mol / l, there is a loss of hiding power at high current density. the The upper limit is not critical and ammonium can be used in amounts up to saturation, i.e. H. up to about 4 mol / l, present be. The ammonium is preferably present in a concentration in the range from 1-3 mol / l. Ammonium is as NH. even present. Substituted is preferred Ammonium, e.g. B. hydroxylammonium, hydrazonium, alkylammonium. Acrylammonium or heterocyclic ions such as pyridine, not present, as this causes precipitation is adversely affected by chromium.

P) Borat P) borate

Es ist zwar möglich, Chrom aus Bädern nach der Erfindung, die kein Borat enthalten, galvanisch niederzuschlagen;It is possible to deposit chromium from baths according to the invention which do not contain borate by electroplating;

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allerdings werden dabei keine absolut zufriedenstellenden, für den Handel geeigneten Ergebnisse erzielt. Boratkonzentrationen unterhalb 0,1 mol/l resultieren in einer unerwünscht niedrigen Deckfähigkeit. Die Obergrenze ist zwar nicht kritisch, normalerweise werden aber bevorzugt zwischen 0,5 und 1 mol/l Borat verwendet. Die Funktion des Lorats ist unbekannt; seine vorteilhaften Auswirkungen können teilweise auf seine Pufferwirkung zurückgeführt werden. Andere Puffersalze, z. B. Phosphate und Citrate, sind jedoch relativ unwirksam.however, it does not produce absolutely satisfactory results suitable for retail trade. Borate concentrations below 0.1 mol / l result in a undesirably low opacity. While the upper limit is not critical, it is usually preferred between 0.5 and 1 mol / l borate is used. The function of the lorate is unknown; its beneficial effects can partly be attributed to its buffering effect. Other buffer salts, e.g. B. phosphates and citrates, however, are relatively ineffective.

G) Wasserstoffion G) hydrogen ion

Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn das Bad gering säurehaltig ist. Bei niedrigen pH-Werten (unter 2) tritt ein gewisser Deckfähigkeitsverlust auf, der unter pH 1 unannehmbar groß wird. Wenn der pH-Wert höher als 4 ist, besteht die Gefahr, daß die Galvanisierungsrate unerwünscht langsam wird. Der optimale pH-Wert liegt zwischen 2 und 3,5.The best results are obtained when the bath is low in acid. At low pH values (below 2) occurs a certain loss of hiding power below pH 1 becomes unacceptably large. If the pH is higher than 4, the plating rate tends to be undesirable becomes slow. The optimal pH is between 2 and 3.5.

H) Chlorid und/oder Fluorld H) chloride and / or fluorld

Dieser Bestandteil ist fakultativ, wird jedoch im Fall von Chlorid bevorzugt. Die lüenge schwankt von Null bis zum höchsten Anteil, der aufgrund von Löslichkeitstiberlegungen möglich ist. Chlorid wird im allgemeinen als Anion des Leitsalzes (z. B. Natriumchlorid) als Ammonium-Chlorid in das Bad eingeführt; dies ist eine einfacheThis ingredient is optional but is preferred in the case of chloride. The length varies from zero to to the highest proportion that is possible based on solubility considerations. Chloride is commonly called Anion of the conductive salt (e.g. sodium chloride) introduced into the bath as ammonium chloride; this is a simple one

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Methode, den benötigten Ammoniakanteil in das Bad einzubringen, und zwar in Form von Chromchlorid, das fakultativ verwendet wird, um wenigstens einen Teil des benötigten Chroms zu liefern, und/oder als Salzsäure, die dann in einfacher Weise zum Einstellen des pH-Werts des Eads genutzt wird, bevorzugt beträgt der Chloridgehalt wenigstens 0,5 mol/1, am besten wenigstens 1 mol/1, z. E. 1,5-5 mol/1. Ein besonders geeigneter Bereich liegt zwischen 2 und 3»5 mol/1.Method of introducing the required amount of ammonia into the bath, in the form of chromium chloride, the is optionally used to provide at least part of the chromium required and / or as hydrochloric acid, which is then used in a simple manner to adjust the pH of the ead, preferably is Chloride content at least 0.5 mol / 1, preferably at least 1 mol / l, e.g. E. 1.5-5 mol / 1. A particularly suitable range is between 2 and 3 »5 mol / l.

I) Sulfat I) sulfate

Sulfat ist ein fakultativer, jedoch bevorzugter Lestandteil des Chrombads. Die Sulfatmenge kann wie diejenige des Chlorids zwischen KuIl und dem Höchstwert, der mit dem Bad verträglich ist, schwanken. T3ei einer besonders bevorzugten Art des Pads liegt die Sulfatmenge unter dem Gesamtgehalt an Halogenid, bevorzugt unter dem Gesamtchloridgehalt. Bei einer anderen Art des Bads ist jedoch der Sulfatanteil größer als der Halogenidanteil und kann das vorherrschende Anion in dem Bad sein. Ebenso wie das Chlorid kann das Sulfat in das Bad als das Anion des Leitsalzes oder des Ammonium- oder Chromsalzes oder als Schwefelsäure eingeführt werden. Typische Sulfatkonzentrationen liegen im Bereich von 0,5 mol/1, bevorzugt von 0,5-4 mol/1, z. B, 0,6-3 mol/1, am meisten bevorzugt im Bereich von 0,6-1,2 mol/1. Bevorzugt betragen die kombinierten Chlorid- und Sulfatkonzentrationen wenigstens 1 mol/1, z. B. wenigstens 2 mol/1, bevorzugt von 2,5-3,5 mol/1:.Sulphate is an optional but preferred component of the chrome bath. The amount of sulfate can be like that of the Chloride fluctuate between coolant and the maximum value that is compatible with the bath. Especially for one preferred type of pad, the amount of sulfate is less than the total content of halide, preferably less than the total chloride content. In another type of bath, however, the sulfate content is greater than the halide content and can be the predominant anion in the bath. Just like that Chloride can be the sulfate in the bath as the anion of the conductive salt or the ammonium or chromium salt or as Sulfuric acid are introduced. Typical sulfate concentrations are in the range of 0.5 mol / l, preferably from 0.5-4 mol / l, e.g. B, 0.6-3 mol / l, most preferably im Range of 0.6-1.2 mol / l. Preferably the combined chloride and sulfate concentrations are at least 1 mol / l, e.g. B. at least 2 mol / l, preferably from 2.5-3.5 mol / l :.

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J) Spurenmetalle J) trace metals

Eisen und/oder liickel sind bevorzugt in den Bädern nach der Erfindung in Anteilen zwischen insgesamt 30 und 150 ppm vorhanden, so daß eine optimale Deckfähigkeit erhalten wird. Der Eisenanteil kann diesen Wert übersteigen, wenn Chrom-Eisen-Legierungen zu metallisieren sind. Der Nickelanteil sollte jedoch 150 ppm für sich oder 100 ppm in Anwesenheit wesentlicher Eisenmengen nicht übersteigen. Höhere j.ickelmengen rufen eine Verfärbung des Niederschlags hervor. Die meisten anderen Spurenmetalle einschließlich Kobalt, Kupfer, Blei und Zink sind höchst unerwünscht, wenn irgendeines von ihnen in Mengen von mehr als 30 ppm vorhanden ist. Bevorzugt sollte die ■ esamtkonzentration solcher Spurenmetalle weniger als 30 ppm, am besten weniger als 20 ppm betragen.Iron and / or liickel are preferred in the baths after of the invention are present in proportions between a total of 30 and 150 ppm, so that optimum hiding power is obtained will. The iron content can exceed this value if chromium-iron alloys are to be metallized. The nickel content however, it should not exceed 150 ppm by itself or 100 ppm in the presence of substantial amounts of iron. Higher amounts of nickel cause discoloration of the precipitate. Most other trace metals including Cobalt, copper, lead and zinc are highly undesirable if any of them are in excess of 30 ppm is available. The total concentration of such trace metals should preferably be less than 30 ppm, ideally be less than 20 ppm.

K) Alkalimetalle und/oder Erdalkalien K) alkali metals and / or alkaline earths

Diese sind zv/ar fakultativ, jedoch im Fall der Alkalimetalle bevorzugt anwesend. Sie können Natrium, Kalium oder Lithium, weniger bevorzugt Erdalkalimetalle v/ie Calcium oder Magnesium oder andere Metallionen sein, die nicht mit dem Chrom aus der Lösung niedergeschlagen werden. Die Ilenge solcher Metalle ist nicht kritisch, vorausgesetzt, daß sie nicht in Anwesenheit der anderen Komponenten ausfällen. Ihre Anwesenheit ist nützlich, um die elektrische Leitfähigkeit des Bads zu erhöhen. Bevorzugt sind sie in einer Menge von wenigstens 0,1 mol/1 bis zur Sättigung in der Lösung vorhanden.These are zv / ar optional, but preferably present in the case of the alkali metals. You can use sodium, potassium or lithium, less preferably alkaline earth metals v / ie calcium or magnesium or other metal ions, the not be precipitated with the chromium from the solution. The quantity of such metals is not critical, provided that that they do not fail in the presence of the other components. Your presence is useful to the electrical Increase the conductivity of the bath. They are preferably used in an amount of at least 0.1 mol / l There is saturation in the solution.

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L) Grenzflächenaktive Stoffe L) Surfactants

Diese sind fakultativ, jedoch bevorzugt in wirksamen und verträglichen Mengen vorhanden. Netzmittel und Entschäumer werden in der Galvanotechnik durchweg benutzt, und dem Fachmann sind viele geeignete Beispiele bekannt. Jedes der üblicherweise beim galvanischen Metallisieren im sechswertigen Chrombad verwendeten Netzmittel kann mit dem Bad nach der Erfindung verwendet werden. Da jedoch die Bäder nach der Erfindung weit schwächer oxidieren als sechswertige Chrombäder, ist es auch möglich und sogar bevorzugt, die billigeren Netzmittel zu verwenden, die üblicherweise in den weniger aggressiven galvanischen Bädern verwendet werden. Die größte Einschränkung in bezug auf die Wirksamkeit der Netzmittel ergibt sich durch die Anwesenheit von freiem Brom in dem Bad. Grenzflächenaktive Stoffe, die leicht bromieren, sind daher nicht empfehlenswert, z. B. die meisten nichtionisehen grenzflächenaktiven Stoffe. Die bei der Erfindung verwendeten grenzflächenaktiven Stoffe sind typischerweise kationisch oder bevorzugt anionisch, z. B. Sulfosuccinate, Alkylbenzolsulfonate mit 8-20 aliphatischen Kohlenstoffatomen wie Natriumdodecylbenzolsulfonat, Alkylsulfate mit 8-20 Kohlenstoffatomen wie Natriumlaurylsulfat und Alkyläthersulfate wie Natriumlaurylpolyäthoxysulfate. Wenn das Bad unerwünschte Schäumungstendenzen zeigt, ist es auch möglich, fakultativ verträgliche Entschäumer, z. B. Fettalkohole wie Octylalkohol, zuzusetzen. Die Wahl der grenzflächenaktiven Stoffe für das Bad nach der Erfindung ist eine Routineangelegenheit, die im Wissenbereich des Fachmanns auf diesem Gebiet liegt. Die Menge des verwendeten Netzmittels entspricht der üblichen Praxis, z. B. 0,1-10 Tausendstel.These are optional, but preferably present in effective and tolerable amounts. Wetting agents and defoamers are used throughout the electroplating art and many suitable examples are known to those skilled in the art. Any of the wetting agents commonly used in electroplating in a hexavalent chrome bath can be used be used with the bath according to the invention. However, since the baths according to the invention oxidize far less than hexavalent chromium baths, it is also possible and even preferred to use the cheaper wetting agents that usually used in the less aggressive electroplating baths. The biggest limitation in terms of The effectiveness of the wetting agents arises from the presence of free bromine in the bath. Surface-active Substances that brominate easily are therefore not recommended, e.g. B. most non-ionic surfactants Fabrics. The surfactants used in the invention are typically cationic or preferred anionic, e.g. B. sulfosuccinates, alkylbenzenesulfonates with 8-20 aliphatic carbon atoms such as sodium dodecylbenzenesulfonate, alkyl sulfates with 8-20 Carbon atoms such as sodium lauryl sulfate and alkyl ether sulfates such as sodium lauryl polyethoxysulfate. If the bath shows undesirable foaming tendencies, it is also possible Optionally compatible defoamers, e.g. B. fatty alcohols such as octyl alcohol to be added. The choice of surfactants Substances for the bathroom of the invention is a routine matter well within the knowledge of those skilled in the art is in this area. The amount of wetting agent used corresponds to normal practice, e.g. B. 0.1-10 Thousandths.

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Bevorzugt sollen die Bäder nach der Erfindung Im wesentlichen aus den vorstehend genannten Komponenten bestehen. Sie Anwesenheit kleiner Mengen anderer Stoffe» ·' die mit den Bädern kompatibel sind und die Galvani- ', elerungselgenschaften nicht nachteilig beeinflussen, wird Jedoch nicht ausgeschlossen· Normalerweise 1st das · Nitration Im wesentlichen nicht vorhanden, da es dazu tendiert, den Chromniederschlag zu inhibieren. Das Sulfit-Ion,das bislang als Zusatz zu galvanischen Chrombädern empfohlen wurde, hat ebenfalls eine nachteilige Auswirkung, wenn es in Mengen von mehr als ca· 0,01 mol/1 vorhanden ist, aber andere organische oder anorganische Stoffe, die das galvanische Niederschlagen des Chrome nicht inhibieren oder die Deckfähigkeit nicht merklich beeinträchtigen oder keine unannehmbaren Toxizitätsprobleme hervorrufen, können fakultativ vorhanden sein. Ob Irgendein bestimmter Stoff in der Lösung toleriert werden kann, kann routinemäßig durch einfache Versuche festgestellt werden.The baths according to the invention should preferably consist essentially of the components mentioned above. They 'are compatible with the bathrooms and the galvanizing' presence of small amounts of other substances »· not elerungselgenschaften adversely affect, however, is not excluded · Not normally 1st the · nitration Essentially present, as it tends to inhibit the chromium deposit . The sulfite ion, which was previously recommended as an additive to electroplating chromium baths, also has a disadvantageous effect if it is present in quantities of more than approx. 0.01 mol / l, but other organic or inorganic substances that cause electroplating of the Chrome, or not noticeably affecting opacity, or causing unacceptable toxicity problems, may optionally be present. Whether any particular substance in the solution can be tolerated can be routinely determined by simple experiments.

Bas Bad wird vorteilhafterweise dadurch zubereitet, daß wasserlösliche Salze der benötigten Art in ausreichender Menge zum Erhalt der erwünschten Konzentration aufgelöst werden. Typische Salze, die dafür verwendet werden, sind Chromchlorid, Chromsulfate Kaliumbromid, Natriumbromid, Ammoniumbromld, Kaliumformiat, Natriumborat, Ammoniumchlorld, Ammoniumsulfat und Natriumchlorid.The bath is advantageously prepared in that water-soluble salts of the required kind are dissolved in sufficient quantity to obtain the desired concentration. Typical salts that are used for this are chromium chloride, chromium sulfate, potassium bromide, Sodium bromide, ammonium bromide, potassium formate, sodium borate, ammonium chloride, ammonium sulfate and sodium chloride.

Erwünschtenfalls können die kationischen Arten vollständig oder teilweise als Basen, z. B. Salmiakgeist, zugesetztIf desired, the cationic species can be completely or partly as bases, e.g. B. ammonia, added

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werden. Eine besonders geeignete Form des Chroms ist basisches Chromsulfat, das im Handel in Chromgerbungsflüssigkeiten erhältlich ist. Z. B. ist 33 96 basisches Chromsulfat, das durch Reduktion von Natriumdichromat mit Schwefeldioxid erhalten wird, ein Handelsartikel, und ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es möglich ist, solche relativ billigen und leicht erhältlichen Chromquellen zu verwenden. Die Verwendung von Salzen wie Chromformiat oder Acetat ist jedoch nicht ausgeschlossen.will. A particularly suitable form of chromium is basic chromium sulfate, which is commercially available in chrome tanning liquids. For example, 3396 is basic Chromium sulfate obtained by reducing sodium dichromate with sulfur dioxide is an item of commerce, and an advantage of the invention is that it it is possible to use such relatively inexpensive and readily available sources of chromium. The usage However, salts such as chromium formate or acetate are not excluded.

Die anionischen Arten können wenigstens teilweise in Form von Säuren zugesetzt werden, z. B. als Salzsäure, Schwefelsäure, Borsäure, Ameisensäure oder Essigsäure. Bevorzugt wird nach dem Auflösen der wesentlichen Stoffe der pH-Wert eingestellt durch Zugabe von z. B. Ammonium-, Natrium- oder Kaliumhydroxid. Bevorzugt wird der pH-Wert zuerst im oberen Teil des bevorzugten Bereichs, z. B. mit 2,5-4, eingestellt. Im Betrieb tendiert der pH-Wert dazu abzufallen und sollte durch gelegentliche Nacheinstellungen im Bereich von 2,5-3,5 gehalten werden. The anionic species can be added at least partially in the form of acids, e.g. B. as hydrochloric acid, Sulfuric acid, boric acid, formic acid or acetic acid. Preference is given to the dissolution of the essential substances the pH adjusted by adding z. B. ammonium, sodium or potassium hydroxide. Preferred is the pH first in the upper part of the preferred range, e.g. B. with 2.5-4, set. In operation, the pH value to drop and should be kept in the range of 2.5-3.5 through occasional readjustments.

Das Chrombad kann bei Raumtemperatur zubereitet werden. Alternativ kann es bei höheren Temperaturen, z. B.The chrome bath can be prepared at room temperature. Alternatively, it can be used at higher temperatures, e.g. B.

70 0C, zubereitet werden, wonach man es abkühlen läßt.70 0 C, after which it is allowed to cool.

Typischerweise läßt man das Bad während eines Zeitraums von 10-24 h abkühlen. Im Gegensatz zu bekannten, auf Formiat basierenden Bädern ist es nicht erforderlich, unmittelbar nach dem Zubereiten des Bads einen erstenTypically the bath is allowed to cool for a period of 10-24 hours. Unlike known, on For formate-based baths, it is not necessary to have an initial one immediately after preparing the bath

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galvanischen Metallabscheidungsvorgang durchzuführen oder während des Zubereitens des Bads übergroße Mengen Formiat zuzusetzen.electrodeposition process or excessive amounts during bath preparation Add formate.

Bevorzugt wird die Lösung bei Temperaturen zwischen 15 und 30 0C, z. B. 20-25 0C, verwendet. Es können Stromdichten zwischen 5 und 1000 A/0,3 πΓ2 (ζ. Β. ca. 100 A/0,3 m~ ) angewandt werden.The solution is preferably used at temperatures between 15 and 30 ° C., e.g. B. 20-25 0 C, used. Current densities between 5 and 1000 A / 0.3 πΓ 2 (ζ. Β. Approx. 100 A / 0.3 m ~) can be used.

Das System ist zum galvanischen Überziehen von Kunststoff- und I'ichteisensubstraten sowie von herkömmlichen Eisen- oder lsickelsubstraten geeignet. Das galvanische Liederschlagen auf Kunststoff (üblicherweise Akrylnitril-Butadien-Styrol) erfolgt normalerweise aus sechswertigen Chrombädern. Die Verfahren sind allgemein bekannt und z. B. in "Electroplating of Plastics" von William Goldie sowie in einem Aufsatz der Society of Automotive Engineers, "Electroplating of Plastics" von Sauvestre, Jan. 1965, erläutert. Bevorzugt werden bei den Bädern nach der Erfindung die gleichen Verfahren angewandt, wie sie bisher zum galvanischen Niederschlagen von sechswertigem Chrom auf Kunststoff angewandt wurden, wobei jedoch anstelle der bisher verwendeten sechswertigen Chrombäder die Bäder nach der Erfindung verwendet werden.The system is for electroplating plastic and ferrous substrates as well as conventional ones Iron or nickel substrates suitable. Galvanic hitting of plastic (usually acrylonitrile butadiene styrene) usually takes place from hexavalent chromium baths. The procedures are general known and z. B. in "Electroplating of Plastics" by William Goldie and in an article by the Society of Automotive Engineers, "Electroplating of Plastics" by Sauvestre, Jan. 1965. To be favoured in the baths according to the invention, the same processes are used as previously used for electroplating of hexavalent chromium have been applied to plastic, but instead of those previously used hexavalent chromium baths, the baths according to the invention can be used.

Bevorzugt werden beim galvanischen Niederschlagen aus Bädern nach der Erfindung inerte Anoden, z. B. Kohlenstoffanoden, verwendet. Andere inerte Anoden wie Platintitan- oder Platinanoden können zwar verwendet werden, sind jedoch kostspieliger. Zum galvanischen Nieder-Inert anodes, e.g. B. carbon anodes, used. Other inert anodes such as platinum titanium or platinum anodes can be used, however, they are more expensive. For galvanic low

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schlagen auf Legierungen ist es jedoch möglich, z. B. Eisen- oder Chrom-Eisen-Anoden zu verwenden.suggest on alloys, however, it is possible, e.g. B. to use iron or chromium-iron anodes.

Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung. The following examples serve to illustrate the invention.

Beispiel 1example 1

Ein Bad wurde durch Auflösen der folgenden Bestandteile in Wasser bei Labortemperatur (20-25 0C) und Verdünnen auf 1 1 zubereitet.A bath was prepared by dissolving the following ingredients in water at laboratory temperature (20-25 0 C) and diluting to 1. 1

Die Chromgerbungsfltissigkeit, die dabei verwendet wurde, war eine 33 % basische Flüssigkeit. Sie ist ein handelsüblicher Artikel zum Gerben von Leder und wird durch Reduktion von Natriumdichromat mit Schwefeldioxid gewonnen. Das Reaktionsprodukt hat eine Basiaität von 33 %t wobei die "Basizität" ein Maß für die Substitution von Sulfat durch Hydroxyl zum Erhalt von Produkten unterschiedlicher Zusammensetzung ist. Die Flüssigkeit enthielt 130 g/l Cr.The chrome tanning liquid used was a 33 % basic liquid. It is a commercially available article for tanning leather and is obtained by reducing sodium dichromate with sulfur dioxide. The reaction product has a basicity of 33 % t , the "basicity" being a measure of the substitution of sulfate by hydroxyl to obtain products of different compositions. The liquid contained 130 g / l Cr.

809809/0853809809/0853

27377A827377A8

150 ml150 ml ca. mol/1approx. mol / 1 ChrorngerbuncsflüssigkeitChrome tan liquid 1 ml1 ml 0,40.4 i etsmitteli etsmittel 90 g90 g AiiimoniumchloridAluminum chloride 75 g75 g 1,71.7 KaliumchloridPotassium chloride 10 g10 g 1,01.0 AmmoniumbromidAmmonium bromide 50 g50 g 0,10.1 r-orsäuror-orsäuro 15 g15 g 0,80.8 i atriumac e tati atriumac e did 55 g55 g 0,20.2 Ammon iumf ο rmi a tAmmon iumf ο rmi a t 2 ml2 ml 0,870.87 Schwefelsäure SC 1,84Sulfuric acid SC 1.84

:.ei der Zubereitung war der pH-Wert 3,4, und das galvanische Niederschlagen mit einer Kohlenstoffanode begann innerhalb von 30 min bei einer Volumenstromdichte von 0,5 A/l. Nach einer Stunde galvanischen hiederschlagens, d. h. nach 0,5 Ah/1, wurde eine Probe genommen zur Auswertung in einer ]Iull-'ielle mit Umlaufkühlung, in der eine Temperatur im Bereich von 20-25 0C unterhalten wurde.During preparation, the pH was 3.4, and the electrodeposition with a carbon anode began within 30 minutes at a volume flow density of 0.5 A / l. After one hour galvanic hiederschlagens, ie after 0.5 Ah / 1, a sample was taken for evaluation in a] Iull-'ielle with circulation cooling, was maintained in a temperature in the range of 20-25 0 C.

Ein Strom von 10 A wurde für 3 min unter Verwendung einer Kohlenstoffanode durchgeleitet, und die folgende Verteilung auf der Tafel wurde durch übliche coulometrische Dickenmessungen aufgezeichnet.A current of 10 A was passed for 3 minutes using a carbon anode, and the following distribution the board was recorded by standard coulometric thickness measurements.

Stromdichte (mA/cm ) .
Dicke in /um
Current density (mA / cm).
Thickness in / um

432
0,30
432
0.30

216 0,20216 0.20

108 0,15108 0.15

54 0,2054 0.20

27 0,1027 0.10

809809/0853809809/0853

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Der Calvanisierbereich wurde mit 1O8o-8,64 mA/cm (1000-8 ASF) bei einem Arbeits-pIi-Y/ert von 3,0 geschätzt. The plating range was 1080-8.64 mA / cm (1000-8 ASF) estimated at a working pIi-Y / ert of 3.0.

Beispielexample

Uin Vergleichsversuch wurde wie folgt durchgeführt:A comparison test was carried out as follows:

Bäder A und B wurden durch Auflösen der bestandteile in kaltem Wasser zubereitet, und die elektrolytische Ladreinigung erfolgte unter Verwendung einer Kohlenstoffanode für 10 Ah/1 bei einer Volunenstromdichte von 0,5 A/l.Baths A and B were made by dissolving the ingredients in cold water and electrolytic charge cleaning was performed using a carbon anode for 10 Ah / 1 at a volume current density of 0.5 A / l.

Bad ABad A Bad ΒBathroom Β KaliumchloridPotassium chloride 150 g150 g 150 g150 g AmmoniumchloridAmmonium chloride 40 g40 g 40 g40 g BorsäureBoric acid 50 g50 g 50 g50 g NatriumbromidSodium bromide 10 g10 g 10 g10 g Natriumac etatSodium acetate -- 15 g15 g Ammoniumformi atAmmonium formate 55 g55 g 55 g55 g ChromgerbungsflüssigkeitChrome tanning liquid 130 ml130 ml 130 ml130 ml (150 g/l Cr)(150 g / l Cr) NetzmittelWetting agents 1 ml1 ml 1 ml1 ml pH-WertPH value 2,92.9 3,33.3

809809/0853809809/0853

Der pH-V/ert beider Bäder wurde in der angegebenen V/eise eingestellt, und dem Bad B wurden 5 g/l Ammoniumformiat zugesetzt. Die Kombination eines hohen pH-Werts und einer hohen Formiatzugabe unterstützt bekanntlich die Ausfällung von Chromformiat.The pH value of both baths was set in the specified manner set, and the bath B 5 g / l ammonium formate added. The combination of a high pH value and a high addition of formate is known to support precipitation of chromium formate.

Die Bäder wurden für zwei Wochen in Polyäthylen aufbewahrt, wonach das Bad A Ausfällung zeigte, während das I?ad B klar war.The baths were kept in polyethylene for two weeks, after which bath A showed precipitation, while the I? Ad B was clear.

lach acht Wochen war in dem Bad A starke Ausfällung aufgetreten, wogegen im Bad B keine Ausfällung auftrat.After eight weeks, severe precipitation had occurred in bath A, whereas in bath B no precipitation occurred.

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ORIGINALORIGINAL

Claims (8)

Pat entanäprüche Patents claims 1y Wäßriges galvanisches Chrombad, enthaltend 0,1-1,2 mol/l dreiwertiges Chrom, wenigstens 0,01 mol/l Bromid, wenigstens 0,05 mol/l Ammoniak und einen Carbonsäure-Komplexbildner für dreiwertiges Chrom,1y Aqueous galvanic chromium bath containing 0.1-1.2 mol / l trivalent chromium, at least 0.01 mol / l bromide, at least 0.05 mol / l ammonia and a carboxylic acid complexing agent for trivalent chrome, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß der Carbonsäure-Komplexbildner ein Gemisch aus Pormiat und Acetat, bestehend aus 0,5-3 mol Pormiat pro mol dreiwertiges Chrom und 0,1-0,5 mol Acetat pro mol Formiat, ist.that the carboxylic acid complexing agent is a mixture of pormate and acetate, consisting of 0.5-3 mol of pormate per mol of trivalent Chromium and 0.1-0.5 moles of acetate per mole of formate. 2. Chrombad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Acetatanteil im Bereich von 0,2-0,4 mol pro mol Pormiat liegt.2. Chrome bath according to claim 1, characterized in that the acetate content is in the range of 0.2-0.4 mol per mol of Pormiat lies. 3. Chrombad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtanteil an Formiat und Acetat zwischen 2,5 und 1 mol pro mol dreiwertiges Chrom liegt,3. Chrome bath according to claim 1 or 2, characterized in that the total proportion of formate and acetate between 2.5 and 1 mol per mol of trivalent chromium is 4. Chrombad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens 0,1 mol Borat enthält.4. Chrome bath according to one of the preceding claims, characterized in that it contains at least 0.1 mol of borate. 5. Chrombad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens 0,5 mol Chlorid und/oder Sulfat enthält.5. Chrome bath according to one of the preceding claims, characterized in that there is at least 0.5 mol of chloride and / or Contains sulphate. 6. Chrombad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es insgesamt zwischen 30 und 150 ppm Eisen und/oder Nickel enthält.6. Chrome bath according to one of the preceding claims, characterized in that there is a total of between 30 and 150 ppm of iron and / or contains nickel. 809809/0 853809809/0 853 7. Chrombad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens 0,1 mol/l Natrium und/oder Kalium enthält.7. Chrome bath according to one of the preceding claims, characterized in that it is at least 0.1 mol / l sodium and / or contains potassium. 8.9809/08538.9809 / 0853
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