DE3530223C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein saures Bad, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs im Hinblick auf die US-PS 29 90 343 als bekannt vorausgesetzt wird.

Bei den aus der oben genannten US-Patentschrift bekannten Galvanisierbädern handelt es sich hauptsächlich um Sulfatbäder, die Chrom-III-Sulfat, Ammoniumsulfat und Ferroammoniumsulfat sowie ggf. Borsäure enthalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Galvanisier-Bad zur galvanischen Abscheidung von Chromlegierungen anzugeben, welches ein stabiles Abscheidungsverhalten zeigt, keine Trennung durch ein Diaphragma erfordert und einwandfreie Niederschläge bei hohen Stromausbeuten liefert.

Diese Aufgabe wird durch die in dem Anspruch gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Ein erstes Merkmal dieses Bades besteht darin, daß die Chrominonen in einer Konzentration vorliegen, die im Vergleich zum Stand der Technik extrem hoch ist. Die Stromausbeute wird durch die hohe Chromionenkonzentration auf einem hohen Wert gehalten. Auch wenn eine Anode ohne Diaphragma verwendet wird, kann die Oxidationsreaktion der Metallionen auf einem vernachlässigbar niedrigen Wert gehalten werden. Dieser Effekt läßt sich u. a. durch die Gegenwart der zweiwertigen Chromionen erklären.

Ein zweites Merkmal dieses Bades besteht darin, daß die elektrische Leitfähigkeit dadurch hochgehalten wird, daß das Bad mindestens eines der Kationen des Kaliums, Natriums und Ammoniums in hoher Konzentration enthält.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung und an Hand von Beispielen näher erläutert.

Ein günstiger pH-Wert des Bades liegt im Bereich von 1,5 bis 1,8. Das Bad gemäß Zeichnung diente zum Abscheiden von Legierungen mit der Zusammensetzung 18%Cr-8%Ni-Fe. Es enthält 1,5 mol/l Cr, 0,4 mol/l Ni, 0,5 mol/l Fe, 2,0 mol/l K und wurde bei einer Stromdichte von 30 A/dm² und einer Badtemperatur von 50°C betrieben.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sinkt die Stromausbeute mit dem pH-Wert. Der pH-Wert muß dennoch über 1,5 liegen, wenn die kathodische Stromausbeute über 20% betragen soll.

Das Bad kann bei einer Badtemperatur im Bereich von 30 bis 80°C, günstigerweise von 45 bis 55°C eingesetzt werden.

Die Arbeitsstromdichte liegt im allgemeinen zwischen 10 und 20 A/dm². Im besonderen Falle eines Bades für die Abscheidung einer 18%Cr-8%Ni-Fe-Legierung ist ein Stromdichtebereich zwischen 20 und 80 A/dm² möglich.

Mit dem Bad kann ohne Badbewegung gearbeitet werden.

Die aus dem Bade abgeschiedenen Legierungsniederschläge sind gleichmäßig glatt und glänzen und ähneln im Aussehen nichtrostendem Stahl. Sie weisen außerdem eine ausgezeichnete Haftung sowie Bearbeitbarkeit aus und eignen sich zum Korrosionsschutz und zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit.

Beispiel 1

Gewalztes, 8 mm starkes Kupferblech wurde mit einer Cr-Ni-Fe-Legierung unter den in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Bedingungen galvanisch beschichtet. Das Kupferblech wurde durch alkalisches Reinigen und elektrolytisches Beizen in 5%-iger Schwefelsäure vorbehandelt.

Tabelle 1

Für die Anode wurde Platin oder Graphit verwendet. Bei dem obigen Beispiel wurden die Anteile an dreiwertigen Eisenionen und sechswertigen Chromionen bestimmt. Dabei wurden auch bei Langzeitbetrieb für Fe³⁺ Werte unter 1,6 g/l und für Cr⁶⁺ Werte unter 5 g/l ermittelt, diese Werte stiegen nicht an und ein unerwünschter Einfluß dieser Ionen auf die Niederschlagsqualität war nicht festzustellen.

Beispiel 2

Gewalztes, 0,8 mm starkes Kupferblech wurde mit einer Cr-Fe-Legierung unter den in der folgenden Tabelle 2 angegebenen Bedingungen galvanisch beschichtet. Das Kupferblech wurde durch alkalisches Reinigen und elektrolytisches Beizen in 5%-iger Schwefelsäure vorbehandelt.

Tabelle 2

Die Bedeutung von A bis J ist die gleiche wie bei Tabelle 1.

Die Niederschläge gemäß den Beispielen zeigten - mit Ausnahme der Probe 3 in Tabelle 1 - einem ausgezeichneten Glanz und eine sehr gute Haftung. Die Zusammensetzung der Niederschläge läßt sich durch die Stromdichte beeinflussen. Es können so Niederschläge mit einem Chromgehalt von 40 bis 60 Gew.-% mit gleichbleibender Zusammensetzung reproduzierbar abgeschieden werden.

Claims (2)

1. Wäßriges saures Bad zur galvanischen Abscheidung von Legierungen des Chroms mit mindestens einem Metall aus der Gruppe Eisen, Nickel, Kobalt, das

   • - dreiwertige Chromionen,
   • - Ionen mindestens eines Legierungsmetalls und
   • - Ionen von Kalium und/oder Natrium und/oder Ammonium
2. enthält, gekennzeichnet durch

   • a) eine Gesamtkonzentration der dreiwertigen Chromionen und zusätzlich vorhandener zweiwertiger Chromionen von 1 bis 2 mol/Liter;
   • b) eine Gesamtkonzentration der Ionen von Kalium und/oder Natrium und/oder Ammonium von 1,5 bis 2,5 mol/Liter und
   • c) eine Gesamtkonzentration der Legierungsmetallionen von weniger als 0,6 mol/Liter