DE3821073A1 - Verfahren zum galvanischen beschichten von aus aluminium oder aluminiumlegierungen gefertigten gegenstaenden mit einem vorzugsweise loetbaren metallueberzug - Google Patents
Verfahren zum galvanischen beschichten von aus aluminium oder aluminiumlegierungen gefertigten gegenstaenden mit einem vorzugsweise loetbaren metallueberzugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum galvanischen Beschichten
von aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gefertigten
Gegenständen mit einem vorzugsweise lötbaren Überzug.
Das Beschichten von aus Aluminium und Aluminiumlegierungen
hergestellten Gegenständen mit einem lötbaren Überzug,
ihre Galvanisierung ist ein ständig wiederkehrendes industrielles
Problem, denn das Aluminium ist infolge seines amphoteren
Charakters nicht zufriedenstellend galvanisierbar. Im allgemeinen
wird vor der Galvanisierung eine Hilfsschicht auf die Metallfläche
aufgetragen. Die Wirksamkeit dieser Hilfsschicht hängt
von der Zusammensetzung des Aluminiums beziehungsweise der Legierung
und von der inneren Struktur des zu galvanisierenden
Gegenstandes ab. Die galvanische Schicht darf durch die beim
Löten auftretenden mechanischen und Wärmebelastungen weder
Sprünge noch Blasen bekommen, denn wegen des entstehenden großen
Korrosionspotentials würde der kleinste Riß, das kleinste Loch
im Überzug zur Korrosion des Grundmetalls (des Aluminiums)
führen. Diesen Anforderungen wird nur eine sehr gut haftende
galvanische Schicht gerecht. Besonders wichtig ist die einwandfreie
Qualität des Überzugssystems im Falle von Gegenständen,
die extremen klimatischen Verhältnissen ausgesetzt sind.
Die Lösung dieses Problems wurde auf unterschiedlichen
Wegen angestrebt.
Für den Auftrag der die Haftung der galvanischen Schicht
primär bestimmenden Hilfsschicht sind zwei verschiedene Verfahrenswege
bekannt. Die eine Möglichkeit besteht darin, aus
Zink oder Zinn durch Tauchen eine Hilfsschicht aufzubringen.
Die Zink- oder Zinnschicht muß fest auf dem Aluminium haften,
sie muß die gute Haftung der folgenden galvanischen Schicht
oder Nickelschicht fördern und die Oberfläche des Gegenstandes
möglichst vollständig bedecken. Zum Erzielen dieser Eigenschaften
werden in der Industrie fast ausschließlich cyanidhaltige Beizlösungen
verwendet. Solche Verfahrensweisen sind zum Beispiel
das Bandol-Verfahren (GB-PS 10 07 252), das Vogt-Verfahren
(S. Wernick, R. Pinner: The Surface Treatment and Finishing of
Aluminium and its Alloys, Kapitel 15 [4. Ausgabe, 1972]), das
Alstan-Verfahren (US-PS 32 74 021, 33 38 725, GB-PS 10 80 291,
10 87 054, 11 09 676, 11 10 412 und 11 00 770).
Diese Methoden haben den Nachteil, daß wegen der Cyanidionen
eine Entgiftung vorgenommen und eine teure automatische
Überwachungsanlage angeschafft werden muß, wobei für die Entgiftung
teure Vorrichtungen für den Umweltschutz benötigt werden.
Die zweite Möglichkeit zum Auftragen der Hilfsschicht
besteht darin, mittels eines chemischen Vernickelungsverfahrens
eine Nickelschicht auf dem Aluminium beziehungsweise der Aluminiumlegierung
abzuscheiden. Derartige Verfahren sind zum Beispiel
in den BRD-Patentschriften Nr. 29 20 632 und 23 54 583
beschrieben. Mit diesen auf Reduktion beruhenden Metallabscheidungsverfahren
können zwar gleichmäßige Schichtdicken erreicht
werden, nachteilig ist jedoch die Aufwendigkeit dieser
Verfahren, für die Spezialvorrichtungen und ein bedeutender
Aufwand an Heizenergie erforderlich sind. Auch ist die Lebensdauer
dieser Vorrichtungen beschränkt.
Aus der BRD-Patentschrift Nr. 14 96 958 ist ein Beizsystem
bekannt, das kein Cyanid enthält. Die erste galvanische
Schicht wird aus einem alkalischen, pyrophosphathaltigen Kupferbad
abgeschieden. Diese Schicht haftet jedoch nicht genügend gut,
sie hält die Wärmebelastung und die mechanische Beanspruchung
nicht aus.
Hinsichtlich der Lötbarkeit ist die Qualität der aufgetragenen
Hilfsschicht von besonderer Bedeutung. Eigene Versuche
zeigten, daß eine bei etwa neutralem pH-Wert abgeschiedene, porenfreie,
duktile, harte Nickelschicht am geeignetsten ist. Durch
diese wird die Oberflächenhärte des Aluminiums beziehungsweise
der Aluminiumlegierung wesentlich größer, die Oberfläche ist
gegen die beim Löten auftretende Abnutzungsbeanspruchung widerstandsfähig.
Für die bekannten Verfahren werden zum Abscheiden der
galvanischen Schicht fast ausschließlich cyanidhaltige Kupfer-
beziehungsweise Messingelektrolyte oder auch Nickellösungen
empfohlen. Der pH-Wert dieser Lösungen weicht vom Neutralpunkt
ab, sie sind entweder stark alkalisch oder schwach sauer.
Derartige Elektrolyte haben den Nachteil, daß das Grundmetall
(Aluminium) beziehungsweise die Zinkschicht anlösen, die
Kupfer- beziehungsweise Nickelschicht wird auszementiert. Diese
Erscheinung ist besonders bei den herkömmlichen Nickelelektrolyten
spürbar und hinter das Entstehen einer gut haftenden
Nickelschicht.
Um aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gefertigte
Gegenstände löten zu können, müssen sie mit einem lötbaren
Überzug versehen werden. Der lötbare Überzug muß eine zuverlässige
Lötverbindung ermöglichen und auch über lange Zeit
hinweg und unter extremen klimatischen Verhältnissen lötbar
bleiben.
Als lötbare Überzüge werden in erster Linie Zinn- und
Zinn-Blei-Überzüge verwendet. Die Verwendung von reinem Zinn
wird dadurch eingeschränkt, daß Zinn zur Wisker-Bildung und
zu allotroper Umwandlung neigt. Bei Einsatz von Zinn-Blei-Überzügen
besteht dieses Problem nicht, jedoch sind derartige Elektrolyte
sehr kostenaufwendig, die Ausführung der auf ihnen
beruhenden Verfahren ist ebenfalls teuer und häufig anwendungstechnologisch
umständlich.
Es ist bekannt, daß die nachteiligen Eigenschaften von
Zinnüberzügen durch kleine Mengen von Legierungsmetallen (zum
Beispiel Wismut, Antimon, Thallium) beseitigt werden können
(J. W. Price: Tin and Tin-alloys Plating, Electrochemical
Publications).
In der Industrie werden in geringem Maße Zinn-Wismut-
Überzüge verwendet. Diese Schichten werden aus (alkalischen)
Stannatelektrolyten abgeschieden. Es sind auch saure Elektrolyte
bekannt (z. B. aus der sowjetischen Patentschrift Nr.
3 94 463), mit denen matte oder halbglänzende Überzüge erzielt
werden. Deise Elektrolyte verfügen über keine geeignete Makro-
und Mikrostreufähigkeit und ergeben keine glänzenden und ausgezeichnet
lötbaren Überzüge.
In eigenen Versuchen wurde ein Verfahren zum Beschichten
von aus Aluminium und Aluminiumlegierungen gefertigten Gegenständen
mit einer gut haftenden und qualitativ hochwertigen
Grundschicht und einem lötbaren Überzug gesucht, mit dem die
obengenannten Nachteile beseitigt werden können.
Ziel der Erfindung war - unter Berücksichtigung der
Wirtschaftlichkeits- und Umweltschutzaspekte - die Entwicklung
eines Verfahrens, das cyanidfrei und umweltfreundlich ist
und außerdem wirtschaftlicher als die gegenwärtig industriell
angewendeten Verfahren (chemisches Vernickeln, Zinn-Blei-Überzug)
ausgeführt werden kann.
Diese Aufgabe erfordert die Lösung von drei Problemen:
- - mit einem cyanidfreien Verfahren eine gut haftende Grundschicht herzustellen;
- - Nickel aus einem neutralen Elektrolyten abzuscheiden;
- - eine lötbare, glänzende Zinn-Wismut-Legierung aus einem stark sauren Elektrolyten abzuscheiden.
Als Hilfsschicht (Grundschicht) ist ein Legierungsbestandteile
(Nickel, Kupfer, Kobalt) enthaltender Zinküberzug
am geeignetsten. Die aus der Literatur bekannten einstufigen
cyanidfreien Verfahren gewährleisten keine genügende Qualität
der Schicht.
Es wurde nun gefunden, daß es zweckmäßig ist, die Grundschicht
in zwei Stufen aufzutragen. Im ersten Schritt wird die
Oberfläche mit einer stark laugenhaltigen, keine Legierungsmetalle
enthaltenden Zinkbeizlösung aktiviert, die entstandene
Schicht wird mit einer salpetersauren oder Salpetersäure und
Fluoridionen enthaltenden Lösung abgelöst, und dann wird in
einem zweiten Schritt aus einer wenig Lauge enthaltenden, als
Komplexbildner Kalium- oder Natriumgluconat, ferner Zink- und
Kupfer- und/oder Nickel- und/oder Kobaltsalze enthaltenden
Beizlösung die Hilfsschicht abgeschieden.
Die auf diese Weise erzeugte Hilfsschicht bildet eine
ausgezeichnete Grundlage für die Abscheidung von Nickel aus
einem neutralen Nickelelektrolyten. Gleichzeitig gewährleistet
dieses zweistufige Verfahren, im Gegensatz zu den bekannten
cyanidfreien einstufigen Verfahren, die Galvanisierbarkeit von
niedrig-, mittelstark- und hochlegierten Aluminiumgegenständen.
Die nächste zu lösende Aufgabe war das Abscheiden von
Nickel aus einem neutralen Elektrolyten. Es wurde gefunden,
daß die Nickelabscheidung aus einem neutralen Elektrolyten möglich
wird, wenn man ihm Kalium- oder Natriumgluconat zusetzt,
weil diese Substanz neben ihrer komplexbildenden Wirkung auch
eine Pufferwirkung ausübt. Die auf diese Weise erzeugte mittlere
Nickelschicht hat den Vorteil, daß sie kein Bor und keinen
Phosphor enthält, sie ist hart, aber spannungsfrei, und auf
ihr können Zinn und seine Legierungen aus stark sauren Elektrolyten
beziehungsweise andere Metalle, zum Beispiel Silber,
Palladium, Rhodium, Gold, Chrom usw. auf elektrolytischem Wege
abgeschieden werden.
Im Laufe der Versuche wurde ferner erkannt, daß aus dem
sauren Zinnelektrolyten nicht nur reines Zinn, sondern auch
glänzende Zinn-Wismut-Legierungen abgeschieden werden können,
wenn man als Wismutquelle mit Natrium- oder Kaliumgluconat gebildete
Wismutkomplexe oder Wismutperchlorat verwendet. Damit
wird vermieden, daß in den Elektrolyten Nitrat- und Chloridionen
gelangen; diese Ionen schließen die Bildung eines
glänzenden Überzuges aus.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zum
galvanischen Beschichten von aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen
gefertigten Gegenständen mit einem vorzugsweise lötbaren
Metallüberzug, der aus einer Hilfsschicht aus Zinklegierung,
einer Mittelschicht aus Nickel und einer lötbaren oder sonstigen,
auf galvanischem Wege aufgetragenen Metallschicht besteht. Im
Sinne der Erfindung wird die Hilfsschicht aus Zinklegierung in
zwei Schritten auf der metallreinen Oberfläche abgeschieden.
Im ersten Schritt wird die Oberfläche aktiviert. Die zum Aktivieren
verwendete Lösung ist stark alkalisch (mehr als 100 g/l
Alkalihydroxyd) und enthält Zink sowie Kalium- oder Natriumgluconat.
Die im ersten Schritt abgeschiedene grobe Zinkschicht
wird mit Salpetersäure oder fluorwasserstoffhaltiger Salpetersäure
wieder abgelöst, und dann wird im zweiten Schritt die endgültige
Hilfsschicht aufgetragen, und zwar aus einer Lösung, die
weniger Lauge (unter 100 g/l Alkalihydroxyd), Zink, Legierungsmetalle
und Kalium- oder Natriumgluconat enthält. Auf der Hilfsschicht
wird auf galvanischem Wege eine Mittelschicht aus Nickel
abgeschieden. Die dazu verwendete Nickellösung enthält ebenfalls
Kalium- oder Natriumgluconat, ihr pH-Wert beträgt 5,5-6,5.
Als lötbare Metallschicht wird zweckmäßig eine Zinn-Wismut-Schicht
abgeschieden, und zwar aus einem wismuthaltigen Zinnelektrolyten,
der als Wismutquelle mit Kalium- oder Natriumgluconat gebildete
Wismutkomplexe oder Wismutperchlorat enthält. Als lötbare
Metallschicht kommen jedoch auch andere Schichten, zum Beispiel
Schichten aus Zinn, Zinn-Blei, Silber, Silber-Palladium, Gold,
Rhodium, Palladium-Nickel in Frage, die in bekannter Weise galvanisch
aufgetragen werden. Ebenfalls auf galvanischem Wege können
ferner auch dekorative Metallüberzüge, zum Beispiel aus
Chrom oder aus Chrom-Nickel aufgetragen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens geht man so vor, daß zunächst auf dem zu
überziehenden, aus Aluminium oder Aluminiumlegierung gefertigten
Gegenstand eine metallreine Oberfläche geschaffen wird. Die
Oberfläche wird zunächst entfettet und dann mit Lauge, vorzugsweise
mit 10-15%iger Natronlauge von Aluminiumoxyden befreit.
Dann wird der Gegenstand abgespült und schließlich mit saurer
Beizlösung behandelt. Die Zusammensetzung der sauren Beize
hängt von der Zusammensetzung des zu behandelnden Grundmetalls
ab. Im Falle von reinem oder niedrig legiertem Aluminium besteht
die Beize aus 50 Vol.-% Salpetersäure, 25 Vol.-% Schwefelsäure
und Wasser, im Falle hochlegierter Aluminiumlegierungen
aus 75 Vol.-% Salpetersäure und 25 Vol.-% Flußsäure.
Die metallreine Oberfläche wird dann im Sinne der Erfindung
mit einer Hilfsschicht aus Zinklegierung versehen. Die
Hilfsschicht wird in zwei Schritten ausgestaltet, im ersten
Schritt wird die Oberfläche mit einem stark alkalischen Zinkelektrolyten
aktiviert. Unter "stark alkalisch" ist hier zu
verstehen, daß der Elektrolyt mehr als 100 g/l Lauge enthält.
Der Elektrolyt hat folgende Zusammensetzung:
Zink20-80 g/l, vorzugsweise 50 g/l
Natriumhydroxyd150-300 g/l, vorzugsweise 250 g/l
Kalium- oder Natriumgluconat10-100 g/l, vorzugsweise 50 g/l
Kalium-natriumtartrat5-50 g/l, vorzugsweise 30 g/l
Alkylphenolpolyglyoläther
(z. B. TRITON X, Hersteller: Rohm and Haas, USA)0,2-1,0 g/l, vorzugsweise 0,5 g/l
(z. B. TRITON X, Hersteller: Rohm and Haas, USA)0,2-1,0 g/l, vorzugsweise 0,5 g/l
Die Aktivierung wird bei 15-40°C, vorzugsweise bei Umgebungstemperatur,
ohne Heizen oder Kühlen, vorgenommen, indem
das Werkstück für 15-180 Sekunden in das Bad der obigen Zusammensetzung
getaucht wird.
Die abgeschiedene grobe Zinkschicht wird - nach dem Abspülen
- mit saurer Beize wieder aufgelöst. Die saure Beize
besteht im Falle von reinem sowie niedrig legiertem Aluminium
auf 50 Vol.-% Salpetersäure und 50 Vol.-% Wasser, im Falle
hochlegierten Aluminiums aus 50 Vol.-% Salpetersäure, 10 Vol.-%
Flußsäure und 40 Vol.-% Wasser.
Nach der sauren Beize wird die endgültige Hilfsschicht
abgeschieden. Dazu findet ein Zinkelektrolyt folgender Zusammensetzung
Verwendung:
Zink7-30 g/l, vorzugsweise 15 g/l
Natriumhydroxyd70-100 g/l, vorzugsweise 90 g/l
Nickel0,1-10 g/l, vorzugsweise 5 g/l
und/oder Kobalt0,1-10 g/l, vorzugsweise 5 g/l
Kupfer0,1-2 g/l, vorzugsweise 0,75 g/l
Kalium- oder Natriumgluconat10-150 g/l, vorzugsweise 100 g/l
Alkylphenolpolyglycoläther
(z. B. TRITON X, Hersteller: Rohm and Haas, USA)0,2-1,0 g/l, vorzugsweise 0,5 g/l und gegebenenfalls Kaliumnatriumtartratmax. 50 g/l, vorzugsweise 30 g/l Triäthanolaminmax. 60 g/l, vorzugsweise 30 g/l
(z. B. TRITON X, Hersteller: Rohm and Haas, USA)0,2-1,0 g/l, vorzugsweise 0,5 g/l und gegebenenfalls Kaliumnatriumtartratmax. 50 g/l, vorzugsweise 30 g/l Triäthanolaminmax. 60 g/l, vorzugsweise 30 g/l
Das Zink wird zweckmäßig als ZnSO₄ oder ZnO, das Nickel
zweckmäßig als NiSO₄ · 7 H₂O, das Kobalt zweckmäßig als CoSO₄ · 7 H₂O
und das Kupfer zweckmäßig als CuSO₄ · 5 H₂O zugesetzt.
Zur Abscheidung der Zinkschicht wird das Werkstück bei
15-40°C, zweckmäßig bei Umgebungstemperatur, ohne Heizen oder
Kühlen, für 15-180 Sekunden in die Lösung getaucht.
Dann wird das Werkstück einmal oder mehrmals mit
Wasser abgespült und mit einer Mittelschicht aus Nickel versehen.
Der Nickelelektrolyt hat einen pH-Wert von 5,5-6,5 und folgende
Zusammensetzung:
Zink (z. B. als NiSO₄ · 7 H₂O)30-60 g/l, vorzugsweise 40 g/l
Kalium- oder Natriumgluconat10-100 g/l, vorzugsweise 50 g/l
Kalium- oder Natriumchlorid5-30 g/l, vorzugsweise 10-20 g/l
Kobalt (z. B. als CoSO₄ · 7 H₂O)0,1-5 g/l, vorzugsweise 1 g/l
Magnesium (z. B. als MgSO₄)0-30 g/l, vorzugsweise 10 g/l
p-Chlorbenzolsulfamid0,05-1 g/l, vorzugsweise 0,3 g/l
fluorierte oberflächenaktive
Substanz (z. B. FC-98,
Hersteller: Minnesota Mining and Manufacturing
Co., Minnesota, USA)0,1-1 g/l, vorzugsweise 0,2 g/l
Hersteller: Minnesota Mining and Manufacturing
Co., Minnesota, USA)0,1-1 g/l, vorzugsweise 0,2 g/l
Der Elektrolyt hat einen pH-Wert von 5,5-6,5. Die galvanische
Abscheidung erfolgt bei 40-60°C und einer Stromdichte von
1-5 A/dm². Die Nickelschicht ist etwa 10-20 Mikron dick.
Die Nickelschicht bildet eine ausgezeichnete Grundlage
für die Abscheidung einer lötbaren oder sonstigen Metallschicht
auf galvanischem Wege. Die lötbare Schicht, ein glänzender
Zinn-Wismut-Überzug, wird aus einem handelsüblichen Zinnbad, dem
Wismut zugesetzt wurde, auf der vernickelten Fläche abgeschieden.
Es können die üblichen Zinnbäder verwendet werden, zum Beispiel
STANNOSTAR (Hersteller: Blasberg), TINTO (Hersteller: Langbein-
Pfauhauser Werke AG, Wien, Österreich), CULMO (Hersteller:
Dr.-Ing. Max Schlötter GmbH und Co.). Als wismuthaltigen Zusatz
setzt man diesen Zinnbädern mit Natriumgluconat gebildeten Wismutkomplex
oder Wismutperchlorat zu, und zwar in einer Menge, daß
der Wismutgehalt des Bades 0,03-3 g/l beträgt.
Der Wismutkomplex kann die folgende Zusammensetzung aufweisen:
Die Komplexlösung wird zubereitet, indem man das Natriumhydroxyd
in Wasser auflöst und, nachdem alles in Lösung gegangen
ist, das Natriumgluconat zusetzt. Die Lösung wird auf 75°C erwärmt,
und dann wird das Wismutoxyd beziehungsweise Wismutcarbonat
zugesetzt.
Der Zinn-Wismut-Überzug wird bei etwa 20°C mit einer
Stromdichte von 1,5-2,5 A/dm² und einer Klemmenspannung von
0,6-2 V unter Verwendung einer Anode aus reinem Zinn abgeschieden.
Der glänzende, ausgezeichnet lötbare Überzug enthält 0,1-0,8%
Wismut.
Auf der auf die beschriebene Weise hergestellten mittleren
Nickelschicht können auch andere Metallüberzüge abgeschieden
werden, zum Beispiel Überzüge aus Silber, Silber-Palladium,
Palladium-Nickel, Gold, Rhodium usw. Diese Überzüge werden in
bekannter Weise auf galvanischem Wege aufgebracht. Die Oberfläche
kann auch mit dekorativen Überzügen, zum Beispiel aus Chrom
oder Chrom-Nickel, versehen werden, ebenfalls auf galvanischem
Wege.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die
vor der Galvanisierung der aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen
gefertigten Gegenstände aufzubringende Hilfsschicht mit
einer cyanidfreien Technologie hergestellt wird. Die Hilfsschicht
aus Zinklegierung haftet gut an der Oberfläche und bedeckt diese
völlig. Die abgeschiedene Nickelschicht ist porenfrei, duktil
und bildet eine ausgezeichnete Grundlage für den galvanischen
Auftrag unterschiedlicher Metallüberzüge. Der erfindungsgemäß
hergestellte Zinn-Wismut-Überzug ist glänzend und ausgezeichnet
lötbar.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher
erläutert, ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Die zu überziehenden Werkstücke aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen
werden entfettet und von ihrer Oberfläche mit
10-15%iger Natronlauge die Oxyde entfernt. Nach dem Abspülen
wird durch saures Beizen eine metallreine Fläche erzeugt. Die
Beize hat folgende Zusammensetzung:
Nach dem Spülen wird die vorbereitete Oberfläche aktiviert,
indem der Gegenstand für etwa 15-180 Sekunden bei 15-40°C in eine
aktivierende Lösung der folgenden Zusammensetzung getaucht wird:
Natriumhydroxyd250 g/l
Zinkoxyd40 g/l
Natriumgluconat50 g/l
Kaliumnatriumtartrat30 g/l
TRITON X-305
(Rohm and Haas, USA)0,5 g/l
(Rohm and Haas, USA)0,5 g/l
Aus dieser Lösung scheidet sich eine grobe Zinkschicht ab,
die, nachdem das Werkstück ein- oder mehrmals abgespült wurde,
mit einer sauren Beize wieder abgelöst wird. Zusammensetzung der
sauren Beize:
Aus dem folgenden Elektrolyten wird die Hilfsschicht aus
Zinklegierung durch bei 15-40°C erfolgendes Eintauchen für
15-180 Sekunden abgeschieden. Der Zinkelektrolyt hat folgende
Zusammensetzung:
Natriumhydroxyd90 g/l
Zinkoxyd40 g/l
Nickel5 g/l
Kobalt5 g/l
Kupfer0,75 g/l
Natriumgluconat100 g/l
Kaliumnatriumtartrat5 g/l
Triäthanolamin10 g/l
TRITON X-3050,5 g/l
Nach ein- oder mehrmaligem Abspülen wird bei 40-60°C
und einer Stromdichte von 1-5 A/dm² die Nickelschicht aus
einem Elektrolyten abgeschieden, dessen pH 5,5-6,5 beträgt und
der folgende Zusammensetzung aufweist:
Nickel40 g/l
Natriumgluconat50 g/l
Natriumchlorid10 g/l
Kobalt1 g/l
Magnesiumsulfat10 g/l
p-Chlorbenzolsulfamid0,2 g/l
FC-980,2 g/l
(FC-98: fluorierte oberflächenaktive Substanz, Herstellung:
Minnesota Mining and Manufacturing Co., Minnesota, USA).
Abgeschieden wird eine 10-20 Mikron dicke Nickelschicht,
was etwa 30 Minuten lang dauert. Der erhaltene Überzug ist porenfrei,
dicht und bildet eine ausgezeichnete Grundlage zur Abscheidung
lötbarer Metallüberzüge, Edelmetallüberzüge und dem
Auftrag dekorativer Metallüberzüge.
Die gemäß Beispiel 1 behandelten, mit Nickel überzogenen
Werkstücke werden abgespült und mit einem Zinn-Wismut-Überzug
versehen, der gut lötbar ist. Für den Überzug wird ein handelsübliches
Zinnbad verwendet, dem als Wismutquelle mit Natriumgluconat
gebildete Wismutkomplexe oder Wismutperchlorat zugesetzt
wird. Das Bad hat folgende Zusammensetzung:
Schwefelsäure160-220 g/l
Zinn(II)sulfat15-40 g/l
Glanzzusatz25-40 g/l
Wismut0,03-3 g/l
Die Abscheidung erfolgt bei 20°C mit einer Stromdichte
von 1,5-2,5 A/dm², einer Klemmenspannung von 0,6-2 V und unter
Verwendung einer reinen Zinnanode. Der erhaltene Überzug ist
glänzend, ausgezeichnet lötbar und enthält 0,1-0,8% Wismut.
Zur Bereitung des gemäß Beispiel 2 dem Bad zugesetzten
Wismutkomplexes werden 150 g Natriumhydroxyd in 700 ml destilliertem
Wasser gelöst. Die Lösung wird mit 350 g Natriumgluconat
versetzt und dann auf 75°C erwärmt. Unter ständigem Rühren
werden 130 g Wismut(III)oxyd zugesetzt. Der Wismutgehalt der
erhaltenen Stammlösung beträgt 100 g/l. Von dieser Stammlösung
wird dem handelsüblichen Zinnbad die jeweils gewünschte Menge
zugesetzt.
Claims (8)
1. Verfahren zum galvanischen Beschichten von aus Aluminium
oder Aluminiumlegierungen gefertigten Gegenständen mit
einem vorzugsweise lötbaren Metallüberzug, dadurch gekennzeichnet,
daß die aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gefertigten,
mit einer Grundschicht aus Nickel versehenen Gegenstände galvanisch
mit einem Metallüberzug, vorzugsweise einem lötbaren
Zinn-Wismut-Überzug, versehen werden, der aus einem mit Alkaligluconat
gebildete Wismutkomplexe oder Wismutperchlorat enthaltenden
Zinnbad abgeschieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zinn-Wismut-Überzug aus einem 15-40 g/l Zinn(II)sulfat
und 0,03-3 g/l Wismut enthaltenden Elektrolyten abgeschieden
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Elektrolyt das Wismut in Form von Wismutperchlorat
oder des mit Natriumgluconat gebildeten Wismutkomplexes zugesetzt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Grundschicht aus Nickel auf mit einer Hilfsschicht aus
Zinklegierung versehene, aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen
gefertigte Gegenstände aus einem Alkaligluconat enthaltenden
Nickelelektrolyt abgeschieden wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, daß die Grundschicht aus
Nickel aus einem 30-60 g/l Nickel, 10-100 g Kalium- oder Natriumgluconat
enthaltenden Elektrolyt des pH-Wertes 5,5-6,5 abgeschieden
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hilfsschicht aus Zinklegierung auf den aus Aluminium oder
Aluminiumlegierungen gefertigen Gegenständen in zwei Schritten
abgeschieden wird, wobei in einem ersten Schritt die Oberfläche
mit einer mehr als 100 g/l Alkalihydroxyd enthaltenden Zinklösung
aktiviert, dann die entstandene grobe Zinkschicht mit
Säure abgebeizt und in einem zweiten Schritt aus einer weniger
als 100 g/l Alkalihydroxyd, ferner Alkaligluconat, Zink
und legierende Bestandteile enthaltenden Lösung die endgültige
Hilfsschicht aus Zinklegierung abgeschieden wird.
7. Verfahren zur Herstellung der für die Galvanisierung
von aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gefertigten Gegenständen
erforderlichen Grundbeschichtung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gegenstände in zwei Schichten mit einer Hilfsschicht aus
Zinklegierung überzogen und dann galvanisch vernickelt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Beschichtung mit einer Hilfsschicht aus Zinklegierung
in einem ersten Schritt die Oberfläche mit einer mehr als 100 g/l
Alkalihydroxyd enthaltenden Zinklösung aktiviert, dann die abgeschiedene
grobe Zinkschicht mit Säure wieder aufgelöst, anschließend
in einem zweiten Schritt aus einer weniger als 100 g/l
Alkalihydroxyd, ferner Alkaligluconat, Zink und legierende Bestandteile
enthaltenden Lösung die Hilfsschicht aus Zinklegierung
abgeschieden und diese schließlich mit einem Alkaligluconat enthaltenden
Nickelelektrolyten des pH-Wertes von 5,5-6,5 galvanisch
vernickelt wird.
Applications Claiming Priority (1)
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