DE3108202A1

DE3108202A1 - Verfahren zur elektrolytischen abscheidung von schichten von nickellegierungen mit legierungselementen

Info

Publication number: DE3108202A1
Application number: DE19813108202
Authority: DE
Inventors: Václav Landa; Jaromír Praha Vítek
Original assignee: Statni Vyzkumny Ustav Materialu
Current assignee: Statni Vyzkumny Ustav Materialu
Priority date: 1980-06-18
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1982-02-18
Also published as: SE8100830L; NO155402C; GB2078257A; FR2485042B1; IT8119385A0; US4525248A; CH647821A5; JPS6350437B2; HU190671B; CS212001B1; DK158158B; ES499580A0; DE3108202C2; ATA11681A; BG36277A1; DD160486A3; JPS5713192A; IT1135214B; SE441011B; AT374832B

Description

Stätni vyzkumny ustav materiälu Praha 1-Nove mesto, CSSR

Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Schichten von Nickellegierungen mit Legierungselementen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Schichten von Nickellegierungen mit Legierungselementen, besonders mit solchen Elementen, die die Eigenschaften der elektrolytisch abgeschiedenen Dünn- oder Grobschichten verbessern, wie z. B. mit Molybdän, Wolfram und Phosphor.

Bisher gelingt es nicht, die Schichten von Nickellegierungen mit Legierungselementen, z. B. mit Molybdän oder mit Wolfram, erfolgreich abzuscheiden. Die Legierungsschichten von Nickel mit anderen Elementen scheidet man aus Elektrolyten auf Sulfatbasis, die schwache Azidität aufweisen, oder aus alkalischen Elektrolysebädern ab, die Ammoniak und organische Säure enthalten. Die ab-

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geschiedenen Schichten dieser Legierungen sind durch ein hohes Spannungsniveau charakterisiert, so daß sie brüchig werden und ihre Haftfestigkeit am Grundmaterial ungenügend ist. Aus den oben erwähnten Gründen scheint ihre Ausnutzung in der Praxis problematisch zu sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Brüchigkeit und der ungenügenden Haftfestigkeit der Überzüge ein verbessertes Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Schichten von Nickellegierungen mit Legierungselementen, besonders mit Molybdän, Wolfram und Phosphor, zu entwickeln, das mit einem Elektrolyt auf Sulfosalicylat-Basis durchgeführt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elektrolytisch zu beschichtende Gegenstand nach dem Entfetten zuerst mittels einer Aktivierungslösung, z. B. Sulfosalicylsäure, abgespült, dann elektrolytisch, ζ. B. in Nickelchloridlösung, aktiviert und danach im Anschluß an eine Abspülung in einem Elektrolyt, der Salze oder andere Verbindungen der Legierungselemente in einer Konzentration von 0,001 bis 0,25.10 rnol-in" und ggf. ein Halogenid in einer Konzentration von 0,01 bis 0,2-10 mol •m , ein ionogenes und/oder nichtionogenes Benetzungsmittel, z. B. Natriumlaurylsulfat in einer Konzentration von 0/002 bis 0,04-10 mol-m , und weiter glanzbildende Zusätze, wie z. B. Saccharin oder Kumarin in einer Konzentration von 0,01 bis 2,0 g/l, enthält, elektrolytisch metallisiert wird.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man übliche technische Materialien, z. B. Stähle, Kupferlegierungen und Nickel, überziehen. An metallischen oder metallisierten Gegenständen kann man Dünn- bis Grobschichten aus

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Legierungsmaterialien mit einer Stärke von 0,5 ,um bis zu einigen mm erzeugen. Die abgeschiedenen Schichten sind durch gute Haftfestigkeit und durch gute mechanische Eigenschaften gekennzeichnet, und ihre Mikrohärtezahl liegt in den Grenzen von 300 bis 800 HM bei gleichzeitig niedrigem Niveau der Makrospannung, die einen Wert von 50 bis 150 MPa hat. Die vorerwähnten Legierungen kann man zur Herstellung funktioneller galvanischer Schichten auf stark beanspruchten Maschinenelementen verwenden, die einer hohen adhäsiven Abnutzung ausgesetzt sind. Die Legierungen kennzeichnen sich auch durch eine gute Korrosionsbeständigkeit.

Nachstehend soll das erfindungsgemäße Verfahren anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

Beispiel 1

Die Welle eines Elektromotors mit einer Minustoleranz von 0,06 mm wurde nach der Entfettung in 8%-iger SuIfosalicylsäure abgespült. Danach wurde sie bei einer Temperatur von 25 ⁰C aktiviert und weiter in einer Nickelchloridlösung mit einem pH-Wert von 2,0 kathodisch aktiviert. Die elektrolytische Abscheidung wurde in einem Elektrolyt, der 0,75· 10³ mol-πΓ³ Nickelsulfosalicylat, 0,005· 10³ mol-rn"³ Natriummolybdat, 0,04*10 mol-m~ Nickelbromid und 1,2 g/l Saccharin enthielt, durchgeführt. Die abgeschiedene Schicht des Legierungsmetalls, die bei einer mittleren Stromdichte von 7 Α-din erzeugt wurde, hatte einen Gehalt von 2,4 % Molybdän. Ihre Mikrohärte war 490 HM.

Beispiel 2

Ein Bremszylinder wurde nach dem Entfetten in 5%-iger Fluorborsäure bei einer Temperatur von 20 ⁰C abgespült. Da-

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nach wurde er in einer Nickelchloridlösung mit einem pH-Wert von 2,5 elektrolytisch aktiviert. Die Abscheidung der Nickel-Wolfram-Legierungsschicht selbst wurde in einem Elektrolyt mit einer Zusammensetzung von

0,70·10 mol-m Nickelsulfosalicylat, 0,05·10³ mol-m"³

— 3 ^ —3

Kaliumjodid, 0,3·10 mol-m Borsäure und 0,01·10" mol-m Natriumwolframat durchgeführt. Bei einer kathodischen Stromdichte von 2,5 A'dm wurde eine Schicht mit einer Dicke von 15 ,um abgeschieden. Die abgeschiedene Schicht hatte einen Gehalt von 3,1 % Wolfram. Ihre Mikrohärte war 730 HM.

Beispiel 3

Ein Stahlblech wurde nach der Entfettung in 8%-iger SuIf©salicylsäure abgespült. Danach wurde es bei einer Temperatur von 25 ⁰C aktiviert und dann in einer Nickelchloridlösung mit einem pH-Wert von 2,0 kathodisch aktiviert. Die Abscheidung selbst wurde in einem Elektrolyt,

3 —3 3 -3

der 0,8-10 mol-m Nickelsulfosalicylat, 0,05-10 mol-m phosphorige Säure (H₃PO₃), 0,05-10 mol'in Kaliumbromid, 0,8 g/l Saccharin, 0,1 g/l Kumarin und 0,5 g/l Dipropylnaphthalinsulfonsäure enthielt, durchgeführt. Mittels des angeführten Verfahrens wurde eine Schicht mit einer Dicke von 30 ,um abgeschieden. Ihre Mikrohärte, die einen Wert von 738 HM hatte, stieg infolge einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 450 ⁰C und erreichte einen Wert von 1020 HM.

Beispiel 4

Ein Kugellagerring, der eine Minustoleranz von 0,1 mm auswies, wurde entfettet, und nach der Abspülung in 10%-iger Sulfosalicylsäure wurde er bei einer Temperatur von 20 ⁰C

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rf"": (ο

aktiviert. Danach wurde er in einer Nickelchloridlösung mit einem pH-Wert von 2,5 kathodisch aktiviert und in

3 — 3 einem Elektrolyt, der 0,71-10 mol-m Nickelsulfosali-

3 —3
cylat, 0,10*10 mol*m Eisen(II)-SuIfosalicylat, 0,05·

3 —3
10 mol-m Kaliumbromid und 0,2 g/l Natriumlaurylsulfat enthielt, elektrolytisch metallisiert. Bei einer mittleren kathodischen Stromdichte von 6 A'dm wurde eine· Nickel-Eisen-Legierungsschicht mit einer Dicke von 0,2 mm, die 14,1 % Eisen enthielt, aufgetragen. Nach dem Nachschleifen auf die geforderten Abmessungen wurde der Kugellagerring für seine Funktion benutzt.

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Claims

Anspruch

Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Schichten von Nickellegierungen mit Legierungselementen, insbesondere mit Molybdän, Wolfram und Phosphor, aus einem Elektrolyt auf Sulfosalicylat-Basis,

dadurch gekennzeichnet,

daß der elektrolytisch zu beschichtende Gegenstand nach dem Entfetten zuerst mittels einer Aktivierungslösung, z. B. Sulfosalicylsäure, abgespült, dann elektrolytisch, z. B. in Nickelchloridlösung, aktiviert und danach im Anschluß an eine Abspülung in einem Elektrolyt, der Salze oder andere Verbindungen der Legierungselemente in einer

■ ·

.3

3 —3 Konzentration von 0,001 bis Ο,25·1Ο mol-m und ggf. ein Halogenid in einer Konzentration von 0,01 bis 0,2-10" mol •m~ , ein ionogenes und/oder nichtionogenes Benetzungsmittel, z. B. Natriumlaurylsulfat in einer Konzentration von 0,002 bis 0,04 ·10 πιο1·πΓ , und weiter glanzbildende Zusätze, wie z. B. Saccharin oder Kumarin in einer Konzentration von 0,01 bis 2,0 g/l, enthält, elektrolytisch metallisiert wird.

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