DE3112919C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft metallbeschichtete Eisenwerkstoffe mit einer Haftvermittlungsschicht und einer darauf aufgebrachten Galvano-Aluminium-Schicht sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Zahlreiche Metalle können nach entsprechenden wäßrigen Vorbehandlungen und Entwässerung auf galvanischem Weg direkt mit Galvano-Aluminium haftfest beschichtet werden. Auf Eisenwerkstoffen kann nach diesem Verfahren aber keine haftfeste Beschichtung mit Galvano-Aluminium erreicht werden. Deshalb wurde bisher, wie in der wäßrigen Galvanik auch oft praktiziert, Kupfer verwendet, welches in einer Schichtdicke 1 µm ausreicht, um für das Galvano-Aluminium ein metallischer Haftgrund zu sein. Die Haftvermittlungsschicht ist dabei keineswegs porenfrei. Der große Nachteil dieses Metalls besteht jedoch darin, daß es weder die Korrosion hemmt noch korrosionsneutral ist, sondern im Gegenteil die Korrosion in beträchtlichem Ausmaß fördert. Auch die in der DE-OS 27 32 087 angegebenen Zwischenschichten weisen zum Teil noch Nachteile auf. Eine aus der DE-PS 21 66 843 bekannte Vorbehandlung, die sogenannte aprotische Vorbehandlung, weist den genannten Nachteil nicht auf, doch sind auf diesem Weg keine besonders haftfesten Galvano-Aluminium-Überzüge zu erhalten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine in Verbindung mit Galvano-Aluminium korrosionshemmende Haftvermittlungsschicht für Eisenwerkstoffe anzugeben.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Haftvermittlungsschicht aus Kobalt oder einer Kobaltlegierung besteht und daß die Dicke der Haftvermittlungsschicht 1 µm beträgt.

Es war überraschend, daß dieses Metall bzw. diese Metallegierungen für sich keinen Korrosionsschutz aufzuweisen brauchen. So verhindert beispielsweise Kobalt selbst in einer Schichtdicke von 25 µm nicht das Rosten von Eisen. Erst in Kombination mit Galvano-Aluminium verstärken das genannte Metall und die Metallegierungen in erheblichem Ausmaß die Korrosionsschutzwirkung, und zwar mehr als Galvano-Aluminium, das allein direkt auf Eisenwerkstoffen abgeschieden ist. Gleichzeitig ist auch eine Zunahme der kathodischen Korrosionsschutz-Fernwirkung festzustellen. Auch nickelhaltiges Kobalt kann mit gutem Erfolg als Haftvermittlungsschicht verwendet werden.

Das Metall bzw. die Metallegierungen sind bereits als nicht völlig geschlossene, noch porenhaltige Schicht, d. h. als sogenannte metallische Haftvermittler, in einer Schichtdicke 1 µm voll wirksam und bewirken neben der Korrosionsschutzerhöhung auch bei höheren Temperaturen (<200°C) haftfeste Galvano-Aluminium-Überzüge. Sie sind bereits in Ångström-Schichtstärken, d. h. in Form sogenannter Bekeimungsschichten, elektrochemisch voll wirksam.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Metallbeschichtungen auf Eisenwerkstoffen. Erfindungsgemäß wird dazu auf die Oberfläche eines Eisenwerkstoffes eine Haftvermittlungsschicht aus Kobalt oder einer Kobaltlegierung aufgebracht, und auf der Haftvermittlungsschicht wird nachfolgend eine Schicht aus Galvano-Aluminium abgeschieden.

Metallbeschichtete Eisenwerkstoffe gemäß der Erfindung werden insbesondere als korrosionsfeste Oberflächen, beispielsweise in der Elektrotechnik, im Automobilbau, in der Petrochemie sowie in der Luft- und Raumfahrt, verwendet.

Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels und einer Figur noch näher erläutert.

20 Stück unlegierte Stahldrähte, ca. 1 mm stark und ca. 200 mm lang, werden in einem Kathodenrahmen der Größe 150 mm×250 mm befestigt. Vorbehandelt werden die Drähte, wie üblich, durch Tauchen in konzentrierte Salzsäure und durch kathodisches und anodisches Entfetten in einem cyanidischen Bad. Danach werden die Drähte in Fließwasser gespült und beispielsweise wie folgt in einem Kobaltbad beschichtet:

Kobaltbad:
200 g/l Kobaltammoniumsulfat
	30 g/l Ammoniumacetat
	2 g/l Essigsäure
	3 g/l Formaldehyd
	0,2 g/l Cadmiumsulfat
Badtemperatur:	25°C
Stromdichte:	2 A/dm²
Beschichtungszeit:	2 1/2 min
Kobaltschicht:	1 µm

Nach dem Beschichten mit Kobalt werden die Drähte mit Wasser gespült und mit einem Dewatering-fluid entwässert. Dann werden die Drähte in einer Apparatur, wie in der DE-PS 25 37 256 beschrieben, beispielsweise wie folgt aluminiert:

Aluminium-Elektrolyt:
Na[Al₂(C₂H₅)₆]F · 3 mol Toluol
Elektrolyttemperatur:	90 bis 100°C
Kathoden-Anoden-Abstand:	ca. 7 cm
Kathodenbewegung:	ca. 10 cm/s
Abscheidungsfrequenz:	40 Hz
Taktzeit kathodisch/anodisch:	4 : 1
mittlere Stromdichte:	2 A/dm²
Abscheidungszeit:	ca. 1/2 h
Aluminium-Schichtdicke:	12 µm

Zuletzt werden alle aluminierten Muster nach einem der bekannten Verfahren chromatiert (Aluminium-Zentrale e. V., Düsseldorf, Chromatieren und Phosphatieren von Aluminium, Merkblatt 02).

Korrosionsprüfung

Die aluminierten und chromatierten Stahldrähte wurden zur Beurteilung des Korrosionsschutzes nach DIN 50 021 (Salzsprühnebelprüfung) <1000 h geprüft. Hierbei zeigte sich, daß das Aluminium an manchen Stellen korrodierte, das Eisenblech selbst jedoch nicht.

Die Figur zeigt ein Eisenband 1, das mit einer 1 µm starken Kobaltschicht 2 und einer 12 µm dicken Galvano-Aluminium-Schicht 3 beschichtet ist.

Claims (3)

1. Metallbeschichtete Eisenwerkstoffe mit einer Haftvermittlungsschicht und einer darauf aufgebrachten Galvano-Aluminium-Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittlungsschicht aus Kobalt oder einer Kobaltlegierung besteht und daß die Dicke der Haftvermittlungsschicht 1 µm beträgt.

2. Metallbeschichtete Eisenwerkstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittlungsschicht aus nickelhaltigem Kobalt besteht.

3. Verfahren zur Herstellung von metallbeschichteten Eisenwerkstoffen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche eines Eisenwerkstoffes eine Haftvermittlungsschicht aus Kobalt oder einer Kobaltlegierung aufgebracht wird, und daß auf der Haftvermittlungsschicht galvanisch eine Schicht aus Aluminium abgeschieden wird.