DE2854159C2 - Verfahren zum Aufbringen metallischer Überzüge auf metallische Werkstücke durch mechanisch-chemisches Behandeln der Werkstücke - Google Patents
Verfahren zum Aufbringen metallischer Überzüge auf metallische Werkstücke durch mechanisch-chemisches Behandeln der WerkstückeInfo
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Description
Die Erfindung Detrifft ein Verfahren zum Aufbringen metallischer Überzüge auf metallische Werkstücke
durch Behandeln der Werkstücke in einem inerte Prallkörper enthaltenden Bad, in dem die Werkstücke in
das Bad getaucht werden und eine Relativbewegung zwischen Werkstücken und Prallkörpern bzw. Bad
erzeugt wird, wobei dem eine wäßrige saure Lösung mit Nonylphenol-Polyglykoläther als Aktivator enthaltenden
Bad nach dem Reinigen der Werkstücke Metallionen und ferner ein Reaktionsgemisch sowie daß den
Überzug bildende Metallpulver zugegeben werden.
Ein derartiges Verfahren hat gegenüber galvanisch arbeitenden Verfahren den Vorteil, daß die Gefahr einer
Wasserstoffverspödung der behandelten Werkstücke weitgehend ausgeschlossen ist. Im allgemeinen geht
msn bei einem gattungsgemäßen Verfahren so vor, daß die entfetteten Werkstücke zusammen mit den Prallkörpern,
die in der Regel aus einer Glaskugel-Mischung bestehen, in eine Trommel eingebracht werden. Durch
Zugabe einer Entzunderungschemikalie werden die
Werkstücke von Rost und Zunder befreit und die Oberfläche für die Aufnahme einer dann aufzubringenden
Zwischenschicht aus einem NE-Metall, insbesondere Kupfer vorbereitet. Die Zwischenschicht wird aus
einer Kupfefiösung abgeschieden, die in die Trommel eingefüllt wird. Dann wird eine sogenannte Promotercherriikälie
eingegeben, die dafür Sorge trägt, daß das ebenfalls zugefügte pulverförmige Überzugmetali gereinigt und eine gleichmäßige Öberflächenverteilung
erzielt wird. Während der Relativbewegung zwischen Werkstücken und Bad bzw. Glaskugeln, d. h. während
des Drehens der Trommel, wirken die Glaskugeln als Träger für die Metallpulverteilchen und bringen diese
an die Werkstückoberfläche heran, an der sie durch Kaltverschweißung haften bleiben. Der bei der Relativbewegung
entstehende mechanische Druck sorgt für die entsprechende Verfestigung des Gefüges. Die Größe
der Glaskugeln wird so gewählt, daß das pulverförmige Oberzugmetall auch in Vertiefungen, z. B. auf den
Grund, aufgrund von Gewinderillen gelangt und damit eine optimale Beschichtung erreicht wird. Nach einer
bestimmten Behandlungszeit wird der Trommelinhalt einem Separator zugeleitet, in dem die Werkstücke von
den Glaskugeln getrennt werden. — Ein derartiges Verfahren ist zum Beispiel in der GB-PS 12 30 491
beschrieben.
Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist der verhältnismäßig große Aufwand für das Aufbringen der
Zwischenschicht und für die Herstellung oer sogenannten Promotoren, die als Katalysatoren bei der
Erzeugung der Zwischenschicht mitwirken. Vielfach wird nämlich die Zwischenschicht noch in einem
gesonderten chemischen Bad in einem oder mehreren anderen Behandlungsbehältern aufgebracht, bevor die
Werkstücke zum Aufbringen des eigentlichen metallisehen Überzuges behandelt werden. Aber selbst wenn
das Aufbringen der Zwischenschicht nicht in einem gesonderten Behandlungsbehälter erfolgt, benötigt man
dafür verhältnismäßig viel Zeit und den genannten Aufwand an Promotoren u. dgl.
Bei einem anderen mehrstufigen Verfahren wird zunächst eine Zwischenschicht aus Kupfer gebildet
(DE-OS Ib 21 219). Bei diesem Verfahren ist zwar die
Verwendung aromatischer Äther bei der Trommelbeschichtung
bekannt, auf die Bildung einer Zwischenschicht wird dabei nicht verzichtet. — Ferner ist es auch
bekannt, eine Zwischenschicht aus Zinn zu bilden, bevor die Werkstücke mit Zink plattiert werden (CH-PS
4 61 914).
Aufgabe der Erfindung ist es. ein Verfahren der -fo eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, bei dem
die Bildung einer Zwischenschicht nicht mehr erforderlich ist und mit dem metallische Überzüge schneller auf
metallische Werkstücke aufgebracht werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem auf einem pH-Wert zwischen 1 und 2 eingestellten Bad
gleichzeitig das Metallpulver und ein Reaktionsgemisch aus Hydrazinchlorid und/oder Hydrazinsulfat und/oder
Eisen-(II)-5ulfat mit Metallionen zur Lokalelementbildung
sowie mit Zinn-(li)- und/oder Antimon-(III)-Sulfat
zur Bildung einer schwammigen, auf den Metallpulverpartikeln anhaftenden Zinn- oder Antimonschicht
zugegeben wird.
Gegenüber den bekannten Verfahren arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren einstufig, jedenfalls nach
der Reinigung der Werkstücke.
Insbesondere können dem Reaktionsgemisch Kupfer und/oder Zinnionen zugesetzt werden. Das Reaktionsgemisch kann Hydrazmdichlorid und/oder Hydrazinsulfat
und/oder Kt^en (II)-Sulfat sowie Zinn-(II)- und/oder
Antimon-(lll)-Verbindungen /ur Bildung einer schwam
migen, auf den Metallpulverpariikeln haftenden Zinnoder
Antimonschicht enthalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sieh insbesondere
für die Verwendung von Zink, Zinn, Kadmium, Silber, Gold oder deren Legierungen als Überzugsmate*
rial. Das Metallpulver sollte eine Korngröße von < 10 μηι besitzen.
Mit dem effindungsgemäßen Verfahren lassen sich
Mit dem effindungsgemäßen Verfahren lassen sich
metallische Oberzüge auf metallische Werkstücke aufbringen, ohne daß vorher eine Zwischenschicht
aufgebracht worden ist Dabei wird insbesondere durch den Einsatz oxäthylierter Nonylphenol-polyglykoläther
eine Verfestigung und Einebnung des aufzubringenden Überzugs erreicht Wesentlich bei der Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß Lokalelemente
gebildet werden. Derartige Lokalelemente entstehen bei der Entwicklung von Wasserstoff beim
Zusammentreffen von Metall und Säure. Dabei bildet sich jedoch häufig eine zusammenhängende Wasserstoffhaut,
die weitere Reaktionen verhindert. Das gilt insbesondere wenn reines Zink mit Säure zusammentrifft
Werden dem Zink jedoch Verunreinigungen in Form von Kupfer- oder Zinnionen zugesetzt, dann
bildet sich ein Lokalelement weil am Zink Zn2+ in
Lösung geht die Elektronen zum Kupfer wandern und dort das Wasserstoffion entladen und somit die Bildung
der Wasserstoffhaut vermieden wird. Gleichzeitig wird
durch Redukiivn mit Hydrazindichlorid und/oder Hvcirs2!n und/oder Eisen-^ü^-Sulfät Zmn-^iO-Ionen in
metallisches Zinn oder Antimon-(IH)-lonen in metallisches
Antimon überführt das sich schwammig, ein oder mehrere Zinkpartikel umhüllend, abscheidet. Durch
Anwesenheit oxäthylierter Nonylphenol-Polyglykoläther wird ein Rücklösen, Oxydieren oder Zusammenballen
der einzelnen Partikel solange vermieden, bis sie an die Werkstoffoberfläche gelangen und dort durch
mechanische Einwirkung (Schlagwirkung der Glaskugeln) sowie die dabei entstehende kurzzeitige Temperaturerhöhung
fest mit der Werkstückoberfläche verbunden werden.
Im einzelnen geht man bei der Durchführung des Verfahrens so vor. daß die metallischen Werk? tücke in
eine säurefeste, um die eigene Achse rotierende Trommel gebracht oder an ein rotierendes Gestell
gehängt werden, das in einem Bad rotiert. In das Bad bzw. in die Trommel werden dann die mit Wasser
aufgeschwemmten Prallkörper eingebracht. Der Durch messer der Prallkörper wird so gehalten, daß sie auch in
Vertiefungen, z. B. Gewinderillen von Schrauben, gelangen können.
Der pH-Wert des Bades wird mit Mineralsäuren auf einen Wert von ca. 1 bis 2 eingestellt. Nach einigen
Umdrehungen der Trommel oder des Gestells wird eine im Hinblick auf Oberfläche und gewünschte Schichtdik·
ke bestimmte Menge an Metallpulverpartikeln, deren Durchmesser <
10 μιη ist. eingesetzt und durch einige Umdrehungen im Bad dispergiert. Durch Zusatz des
Reaktionsgemisches aus Hydrazindichlorid und/oder 5η Hydrazinsulfat und/oder Eisen-(ll)-Sulfat unter Anwe
senheit von Zinn-(II)- oder Antimon-(III)-Ionen und ggf. Kupferionen werden die Metallpulverpartikel aktiviert
und durch die Anwesenheit der oxäthylierten Nonylphenol-Polvglykoläther
in dieser aktiven Form gehalten bis Sie mit der gleichfalls aktivierten Werkstoffoberfläche in
Berührung kommen und dort haften bleiben. Anschlie
ßend werden die Werkstücke von den Prallkörpern getrennt.
Im Folgenden werden zwei Versuchsergebnisse wiedergegeben.
Versuch i
In eine achteckige säurefeste Trommel mit einem Volumen von 2001, die auf beiden Seiten eine Be- und
Erttladungsöffnung hat, Werden 1001 Gläskugeln mit
einem Durchmesser von 0,2—6,2 mm gefüllt und 400 kg vörgefeinigte Schrauben M 8 χ 12 zugesetzt und mil
Wasser überdeckt Anschließend wurde mit 1,5—2,21
eines Aktivators bestehend aus:
300-400 g/I H2SO.,
10— 20 g/l oxäthylierter Nonyolphenol-
Polyglykoiäther
1 — 5 g/I Korrosionsinhibitor
1 — 5 g/I Korrosionsinhibitor
der pH-Wert 1 —2 eingestellt
Nach 2 Minuten Drehung bei 10 UPM wurden 2816 g Zinkpulver und 150 g eines Reaktionsgemisches bestehend
aus:
Kaliumchlorid Kupferacetat Antimon-(II)-Sulfat |
10-20% 10-20% (Rest) |
oderZinn-(II)-SuIfat Hydrazindichlorid |
lC-25% (Rest) |
oder Hydrazinsulfat Kieselsäure |
2 — 5% 30-68% |
zugesetzt
Das Zinkpulver wurde sofort aktiviert auf dem Grundmetall abgeschieden und bildete einen gleichförmigen,
mattglänzendsn Oberzug von 8 μπι.
Die Laufzeit betrug 10—15 Minuten, wonach der pH-Wert auf pH 5—6 anstieg. Die Schrauben wurden
von den Glaskugeln durch Entladen auf ein Siebblech getrennt.
Der Versuch wurde mit Zinnpulver, Kadmiumpulver, Bleipulver u. a. Metallpulvern und deren Legierungen
untereinander mit gleichem Ergebnis wiederholt.
Versuch 2
Auf ein Rotationsgestell wurden 8 Radfedern mit einer Länge von 30 cm und einem Durchmesser von
8 cm gehängt.
Das Gestell wurde kontinuierlich durch 50 I Glaskugeln (Zusammensetzung wie bei Versuch I) geführt,
denen 1 I eines Aktivators bestehend aus:
100-200 g/l H2SO4
40- 60 g/l oxäthylierter Nonylphenol-
Polyglykoläther
1 — 5 g/l Korrosionsinhibitor
1 — 5 g/l Korrosionsinhibitor
zur Einstellung des pH-Wertes 1 zugesetzt wurden. Anschließend wurden sofort 1000 g Zinkpulver und
100 g eines Reaktionsgemisches bestehend aus:
Kaliumchlorid
Antimon-(!II)-Sulfat
Antimon-(!II)-Sulfat
oderZinn-(II)-Sulfat
Hydrazindichlorid
Kupferacetat
Natriumacetat
Hydrazindichlorid
Kupferacetat
Natriumacetat
10-20%
(Rest)
(Rest)
10-20%
3-5%
10-20%
35-67%
zugesetzt.
Nach 10 Minuten Laufzeit war das Zinkpulver
abgeschieden Und bildete einen 100 μπϊ dicken Überzug
auf den Radfedern, Der pH-Wert war auf 5—6 angestiegen.
Dieser Versuch wurde ebenfalls mit den unter Versuch i beschriebenen Metallpülvern durchgeführt.
Die Ergebnisse wären äquivalent.
Claims (4)
1. Verfahren zum Aufbringen metallischer Oberzüge auf metallische Werkstücke durch Behandeln
der Werkstücke in einem inerte Prallkörper enthaltenden Bad, in dem die Werkstücke in das Bad
getaucht werden und eine Relativbewegung zwischen Werkstücken und Prallkörpern bzw. Bad
erzeugt wird, wobei dem eine wäßrige saure Lösung mit Nonylphenol-Polyglykoläther als Aktivator
enthaltenden Bad nach dem Reinigen der Werkstükke Metallionen und ferner ein Reaktionsgemisch
sowie das den Oberzug bildende Metallpulver zugegeben werden, dadurch gekennzeichnet,
daß dem auf einen pH-Wert zwischen 1 und 2 eingestellten Bad gleichzeitig das Metallpulver und
ein Reaktionsgemisch aus Hydrazinchlorid und/oder Hydrazinsulfat und/oder Eisen-(II)-Sulfat mit Metallionen
zur Lokalelementbildung sowie mit Zinn-(II)- und/oder Antimon-(III)-Sulfat zur Bildung einer
schwammigen, auf den Metallpulverpartikeln anhaftenden Zinn- oder Antimonschicht zugegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Reaktionsgemisch Kupferionen zugesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Oberzugsmaterial Zink, Zinn,
Cadmium, Silber, Gold und dergleichen oder deren Legierungen verwendet werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das
Metallpulver mit einer Korngröße < 10 μπι verwendet
wird.
Priority Applications (4)
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DE19782854159 DE2854159C2 (de) | 1978-12-15 | 1978-12-15 | Verfahren zum Aufbringen metallischer Überzüge auf metallische Werkstücke durch mechanisch-chemisches Behandeln der Werkstücke |
DE7979105012T DE2964070D1 (en) | 1978-12-15 | 1979-12-08 | Process for applying metallic coatings to metallic workpieces by a mechano-chemical treatment of said pieces |
EP79105012A EP0012399B2 (de) | 1978-12-15 | 1979-12-08 | Verfahren zum Aufbringen metallischer Überzüge auf metallische Werkstücke durch mechanisch-chemisches Behandeln der Werkstücke |
AT79105012T ATE1823T1 (de) | 1978-12-15 | 1979-12-08 | Verfahren zum aufbringen metallischer ueberzuege auf metallische werkstuecke durch mechanischchemisches behandeln der werkstuecke. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782854159 DE2854159C2 (de) | 1978-12-15 | 1978-12-15 | Verfahren zum Aufbringen metallischer Überzüge auf metallische Werkstücke durch mechanisch-chemisches Behandeln der Werkstücke |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2854159A1 DE2854159A1 (de) | 1980-06-19 |
DE2854159C2 true DE2854159C2 (de) | 1982-04-22 |
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ID=6057264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782854159 Expired DE2854159C2 (de) | 1978-12-15 | 1978-12-15 | Verfahren zum Aufbringen metallischer Überzüge auf metallische Werkstücke durch mechanisch-chemisches Behandeln der Werkstücke |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
DE3011662C2 (de) * | 1980-03-26 | 1983-04-28 | Bernd 5983 Balve Tolkmit | Verfahren zum Aufbringen eines Aluminiumüberzuges auf metallische Werkstücke |
DE3404270A1 (de) * | 1984-02-04 | 1985-08-08 | Schering AG, 1000 Berlin und 4709 Bergkamen | Waessriges alkalisches bad zur chemischen abscheidung von kupfer, nickel, kobalt und deren legierungen |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3400012A (en) * | 1964-06-10 | 1968-09-03 | Minnesota Mining & Mfg | Process of plating metal objects |
US3479209A (en) * | 1966-07-22 | 1969-11-18 | Peen Plate Inc | Mechanical plating |
US3531315A (en) * | 1967-07-17 | 1970-09-29 | Minnesota Mining & Mfg | Mechanical plating |
-
1978
- 1978-12-15 DE DE19782854159 patent/DE2854159C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2854159A1 (de) | 1980-06-19 |
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