DE4024911A1 - Verfahren zur aufbringung einer dicken oberflaechenschicht aus einer legierung mittels eines elektrochemischen prozesses - Google Patents
Verfahren zur aufbringung einer dicken oberflaechenschicht aus einer legierung mittels eines elektrochemischen prozessesInfo
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- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Description
Galvanische Abscheidung dicker und dichter, komplex aufge
bauter Schutzschichten, wie sie gegen Abrieb, Erosion und
Kavitation (allgemeiner Maschinenbau) und gegen Oxydation
und Korrosion bei hohen Temperaturen (Turbinenbau) in zahl
reichen Varianten gebraucht werden.
Die Erfindung bezieht sich auf die Weiterentwicklung der
Verfahren zur Erzeugung dicker Oberflächenschutzschichten,
wie sie für Turbinenschaufeln im Hochtemperaturbereich
benötigt werden.
Im engeren Sinne betrifft sie ein Verfahren zur Aufbringung
einer dicken Oberflächenschicht aus einer Legierung auf ein
Werkstück unter Heranziehung eines elektrochemischen Ab
scheidungsprozesses, wobei mindestens ein sich in einer
wäßrigen Lösung befindliches erstes Metall elektrolytisch
als Matrix abgeschieden wird.
Im allgemeinen Maschinenbau und insbesondere im Turbinenbau
werden unter anderem Hochtemperatur-Korrosionsschutzschich
ten benötigt, die das darunterliegende, formbestimmende,
mechanisch beanspruchte Kernmaterial des Werkstücks schüt
zen. Derartige Schutzschichten müsen dicht und langzeitsta
bil sein und sollten eine gewisse minimale Dicke aufweisen.
Unter den zahlreichen Beschichtungsverfahren bietet sich
unter anderem die Galvanotechnik an. Dabei können auch
Schichten komplexen Aufbaus durch gleichzeitigen zusätzli
chen mechanischen Einbau von Partikeln (z. B. durch Heran
ziehung der Elektrophorese) in die elektrochemisch abge
schiedene Schicht hergestellt und durch nachträgliche Dif
fusionsglühung in entsprechende Legierungen übergeführt
werden.
Es ist allgemein bekannt, daß nichtleitende oder sehr
schwach leitende Partikel parallel zu einer Metallabschei
dung miteingebaut werden können. Bei solchen kombinierten
Abscheidungen werden die Partikel durch Adhäsionskräfte an
der Kathode festgehalten, durch das abzuscheidende Metall
umwachsen und fest eingebaut. Anders verhält sich die Sa
che, wenn als Dispersoide einzubauende Partikel elektrisch
leitend sind. Schwierig sind Dispersionsabscheidungen mit
leitenden metallischen Partikeln deshalb durchzuführen,
weil die Geometrie und die Leitfähigkeit der Partikel zu
hohe Stromkonzentrationen an den Spitzen und scharfen Kan
ten von diesen Teilchen auslöst. Die schlechte Stromvertei
lung führt dann zu unregelmäßigem Aufbau der Schichten und
zu unbrauchbaren dendritischen Strukturen.
Aus anderer Sicht ist es bekannt, daß Vibrationen
(mechanische oder aus Ultraschallquellen) die Metallbe
schichtungen durch die Verringerung der Diffusionsschicht
dicke günstig beeinflussen. Bis jetzt ist es aber nicht be
kannt geworden, eine kombinierte Metallpartikelbeschichtung
durch ein Vibrationsverfahren soweit zu beinnflussen, um
eine qualitativ brauchbare Schicht aufzubringen. Es ist
auch bis jetzt nicht bekannt, daß aus solchen Metall
dispersionen durch zusätzliche thermische Behandlung ein
heitliche gleichmäßige Legierungen aufgebaut werden kön
nen.
Zum Stand der Technik wird die nachstehende Druckschrift
zitiert:
- Steve Eisner, "An Ultra High Speed Plating Process Utilizing Small Hard Particles", Transactions of the Institute of Metal Finishing, 1973, Vol. 51, pp. 13-16
Die bekannten Verfahren zur Erzeugung dicker (mehrere Mil
limeter messender) galvanisch abgeschiedener Schutzschich
ten lassen noch zu wünschen übrig. Es ist deshalb ein star
kes Bedürfnis nach deren Weiterentwicklung und Vervollkomm
nung vorhanden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Aufbringung einer vergleichsweise dicken (bis zu mehreren
mm messenden) Oberflächenschicht aus einer Legierung auf
ein Werkstück unter Heranziehung eines elektrochemischen
Abscheidungsprozesses anzugeben, wobei mindestens ein er
stes Metall aus einer wäßrigen Lösung (Elektrolyt) zur
Bildung einer Matrix der Oberflächenschicht abgeschieden
wird und mindestens ein weiteres Metall in Partikelform
laufend in diese Matrix eingebaut wird. Das Vefahren soll
gleichmäßige dichte Oberflächenschichten - insbesondere
Hochtemperatur-Korrosionsschutzschichten für Bauteile ther
mischer Maschinen - liefern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im eingangs erwähn
ten Verfahren dem Elektrolytbad mindestens 30 Vol.-% inerte
Partikel in Form von Glasperlen von 2 bis 4 mm Durchmesser
mechanisch beigemengt und das Ganze derart unter dauernder
Vibration gehalten wird, daß der Elektrolyt ständig in Be
wegung bleibt und sich auch an dem als Kathode geschalteten
eingetauchten Werkstück keinerlei Konzentrationsgefälle und
Verarmung an Metallionen einstellen kann und daß dem Elek
trolyten ferner mindestens 5 Vol.-% an festen Partikeln von
5 bis 50 µm Durchmesser mindestens eines zweiten, in die
Matrix der Oberflächenschicht einzubauenden Metalls oder
einer Legierung mechanisch beigemengt werden, und daß die
Konzentration des Elektrolyten und der besagten festen Me
tallpartikel sowie die Stromdichte derart aufeinander abge
stimmt werden, daß die Metallpartikel in gleichmäßiger
Verteilung und Konzentration durch mechanisches Mitgeris
senwerden laufend in die elektrolytisch abzuscheidende Ma
trix eingebettet werden, und daß schließlich nach dem Wa
schen und Trocknen das Werkstück einer Wärmebehandlung in
Form einer Diffusionsglühung zwecks Bildung der angestreb
ten Legierung der Oberflächenschicht unterworfen wird.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden, durch eine Fi
gur näher erläuterten Ausführungsbeispiele beschrieben.
Dabei zeigt die Figur einen Schnitt/Aufriß durch eine Vor
richtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung
einer dicken Oberflächenschicht unter Heranziehung eines
elektrochemischen Abscheidungsprozesses. 1 stellt ein vi
brierendes Gefäß für den Elektrolyt dar. 2 ist die unlös
liche Anode der elektrochemischen Zelle, welche meistens
aus Platin besteht. 3 stellt die Kathode in Form des zu be
schichtenden Werkstücks dar. Im vorliegenden Fall ist sche
matisch das Blatt einer Gasturbinenschaufel angedeutet. 4
ist der Elektrolyt, im vorliegenden Fall eine wäßrige Lö
sung von Metallsalzen. Das Gefäß 1 ist mit Glasperlen 5
von ca. 3 mm Durchmesser angefüllt, die durch die durch
Pfeile angedeutete Vibration im Elektrolyten 4 in Schwebe
gehalten werden. Durch die Glasperlen 5 wird die zu be
schichtende Oberfläche der Kathode 3 dauernd leicht mecha
nisch bearbeitet (gescheuert, poliert), so daß sich keine
Dendriten bilden können. 6 sind die ebenfalls durch Vibra
tion in Schwebe gehaltenen, in die galvanische Schicht ein
zubettenden Metallpartikel (Dispersoide). Sie haben in der
Regel eine Größe von ca. 5-10-50 µm.
Aufgrund durchgeführter Arbeiten in der Richtung der Ab
scheidung von dicken und resistenten Schichten als Schutz
gegen die Hochtemperaturkorrosion wurde festgestellt, daß
diese Beschichtungen von zwei Hauptfaktoren abhängig sind.
Aus der Sicht der Korrosionsbeständigkeit bei hohen Tempe
raturen ist es notwendig, eine Schicht aus Ni/Co mit Cr
bzw. Al aufzubauen. Bei solchen Beschichtungen entsteht das
größte Problem der gemeinsamen Abscheidung von Ni/Co mit
Cr. Alle bisherigen Verfahren bezogen sich lediglich auf
elektrisch nicht leitende einzubettende Partikel.
Die erwähnten einige Millimeter dicken Schichten sollten
während 10-40 Stunden abgeschieden werden können. Die do
minierende Rolle für die Abscheidungen der dicken und feh
lerfreien Metallschichten spielt die Bildung der Diffu
sionsschicht an der Kathode im Elektrolyten.
Den Bedingungen nach entsteht in der erwähnten Diffusions
schicht ein Konzentrationsgefälle (bedingt durch Abschei
dungsgeschwindigkeit und Elektrolytbewegung) d. h. eine lo
kale Verarmung an Metallionen. Durch diese Bedingungen wird
die Qualität der abgeschiedenen Metallschicht beeinflußt.
Die Beschleunigung der Abscheidung durch Tampon- oder Jet
beschichtungen oder der Einsatz der intensiven Elektro
lytrührung stoßen immer auf unlösbare Probleme.
Es wurde deshalb versucht, den Metallionentransport zur Ka
thode durch eine Umspülung mit Hilfe von vibrierenden fe
sten Partikeln zu intensivieren. Durch die gleichzeitig mit
der elektrochemischen Beschichtung durchgeführte mechani
sche Behandlung der Kathode während der Metallabscheidung
wird die Diffusionsschicht verringert. Die daraus resultie
rende höhere Metallionenkonzentration in der Nähe der Ka
thodenoberfläche ermöglicht eine Beschleunigung der Metall
abscheidung. Die Qualität der Schicht - Dichte und Poren
freiheit - wird durch die Unterdrückung der Wasserstoffab
scheidung garantiert. Nach diesem Vibrationsverfahren wur
den zuerst Ni/Co-Legierungsschichten in Dicken zwischen
0,5-2 mm abgeschieden. Die Abscheidungsgeschwindigkeiten be
liefen sich bei Raumtemperatur auf 0,05-0,1 mm/h. Die Ab
scheidungen wurden zunächst aus dem Elektrolyten folgender
Zusammensetzung durchgeführt:
Nickelsulfamat|450 g/l | |
Cobaltsulfamat | 100 g/l |
Cobaltchlorid | 20 g/l |
Borsäure | 30 g/l |
Spannung 6-12 V
Stromdichte 8-12 A/dm²
Stromdichte 8-12 A/dm²
Für das weitere Vorgehen sind Abscheidungen von Dispersio
nen Ni/Co mit Al-, AlNi-, Cr3C2-Partikeln untersucht wor
den.
Es gelang somit, durch ein geeignetes Vorgehen mit Hilfe
einer Vibrationsanlage und mit geeignetem Vibrationsmedium
(Chips, Glasperlen) eine qualitativ gute Dispersionsbe
schichtung aufzubauen. Als eine geeignete Metallmatrix
schicht wurde Nickel, Nickel/Kobalt oder Kobalt aus einem
wäßrigen Elektrolyt abgeschieden. Die miteingebauten me
tallischen Partikel waren meistens kombinierte Vorlegierun
gen, wie z. B. Ni/Al, Ni/Cr, Co/W, Co/Cr, Co/Cr/Al/Y/Si. Es
können aber beliebige andere Einzelmetalle oder Metall-Le
gierungen in die erwähnte Metallmatrix miteingebaut werden,
welche eine ausreichende Bad- und anaodische Stabilität be
sitzen. Sämtliche solche Dispersionsbeschichtungen lassen
sich durch eine geeignete thermische Nachbehandlung zu den
gewünschten Legierungen umwandeln.
Das Blatt einer Gasturbinenschaufel aus einer Nickelbasis-
Superlegierung wurde mit einer 1 mm dicken Ni und Al ent
haltenden Oberflächenschicht versehen. Das Schaufelblatt
hatte folgende Abmessungen:
Länge|= 180 mm | |
Größte Breite | = 55 mm |
Größte Dicke | = 6,5 mm |
Profilhöhe | = 15 mm |
Die Schaufel wurde zunächst grundsätzlich gereinigt und mit
einem handelsüblichen alkalischen Entfettungsmittel
(elektrolytisches Entfettungsbad "Pertoxal" der Fa. Sche
ring, Berlin) behandelt. Die Desoxydation der Oberfläche
der Schaufel erfolgte durch anodische Behandlung in ver
dünnter Salzsäure.
Dann wurde zunächst eine 1 µm dicke Nickelschicht als Haft
vermittler galvanisch aufgebracht. Das Bad bestand aus ei
nem stark sauren, chloridhaltigen Nickelelektrolyten nach
folgender Zusammensetzung:
NiCl₂ · 6 H₂O:|300 g | |
konz. HCl: | 60 ml |
H₂O: | Rest bis zum Erreichen von total 1 l Flüssigkeit |
Nun wurde das Gefäß 1 für die kombinierte galvanisch-me
chanische Abscheidung von Ni/Al-Pulver in Ni-Matrix vorbe
reitet. Zunächst wurden ca. 8 l Glasperlen 5 von 3 mm
Durchmesser in das Gefäß 1 abgefüllt und ca. 2,5 l eines
hochkonzentrierten Nickel-Sulfamatbades nachgeschüttet. Der
Elektrolyt 4 hatte die nachfolgende Zusammensetzung:
Ni(NH₂SO₃)₂ · 4 H₂O: | |
700 g/l H₂O | |
NiCl₂ · 6 H₂O: | 30 g/l H₂O |
H₂BO₃: | 40 g/l H₂O |
In den Inhalt des Gefäßes 1 wurden 150 g einer Ni/Al-Le
gierung (Verhältnis 1 : 1 auf Gew.-% bezogen) in Pulverform
mit der Korngröße 10-50 µm gegeben und das Gerät wurde
einer Vibration mit einer Frequenz von 1000 Hz unterworfen.
Bei einer Zellenspannung von 3 V und einer Stromdichte von
5 A/dm2 wurde bei Raumtemperatur eine Abscheidegeschwindig
keit von ca. 0,081mm h erzielt. Es wurde eine Schicht von
total ca. 1 mm Dicke abgeschieden.
Nach der elektrochemischen Abscheidung wurde die Schaufel
aus dem Bad herausgenommen, gespült, getrocknet und unter
Vakuum einer Diffusionsglühung während 3 h bei einer Tempe
ratur von 1100°C unterworfen. Dabei wurde die Oberflächen
schicht in eine einheitliche Legierung nahezu gleichmäßi
ger Zusammensetzung über die ganze Dicke übergeführt.
Der Kopfteil des Blattes einer Gasturbinenschaufel aus ei
ner kobalthaltigen Nickelbasis-Superlegierung wurde mit ei
ner 2 mm dicken Ni und Al enthaltenden Oberflächenschicht
versehen. Die Abmessungen des Schaufelblattes waren die
gleichen wie unter Beispiel 1. Gemäß Beispiel 1 wurde die
Schaufel gereinigt und mit einer 0,5 µm dicken Nickelhaft
schicht versehen. Das weitere ergab sich ähnlich Beispiel
1. Der Elektrolyt hatte die folgende Zusammensetzung:
Ni(NH₂SO₃)₂ · 4 H₂O: | |
700 g/l H₂O | |
NiCl₂ · 6 H₂O: | 30 g/l H₂O |
CoCl₂ · 6 H₂O: | 60 g/l H₂O |
H₃BO₃: | 40 g/l H₂O |
In das Gefäß 1 wurden 180 g Ni/Al-Legierungspulver (1:1)
mit einer Korngröße von 5-20 µm gegeben. Die Vibrations
frequenz betrug 1000 Hz, die Zellenspannung 3,5 V, die
Stromdichte 8 A/dm2. Die Abscheidegeschwindigkeit betrug ca.
0,1 mm/h. Die abgeschiedene Schicht hatte eine Dicke von
durchschnittlich 2 mm. Das Ganze wurde während 5 h bei
1080°C zwecks Diffusionsausgleich geglüht.
Der auf der Seite der Eintrittskante liegende mittlere Teil
des Schaufelblattes einer Gasturbinenschaufel wurde durch
Aufbringen einer 1,5 mm dicken chromhaltigen Nickelschicht
renoviert. Die aus einer dispersionsgehärteten Nickelbasis-
Superlegierung bestehende Schaufel hatte folgende Abmessun
gen (Tragflügelprofil):
Totale Länge|= 205 mm | |
Größte Breite | = 72 mm |
Größte Dicke | = 19 mm |
Profilhöhe | = 27 mm |
Die Schaufel wurde zunächst durch mechanische Bearbeitung
gesäubert gebeizt, entfettet und gemäß Beispiel 1 vorbe
reitet. Die nicht zu beschichtenden Oberflächenpartien wur
den mit einem Isolierlack abgedeckt. Dann wurde auf den zu
beschichtenden Teil eine 1 µm dicke Nickelschicht als Haft
vermittler aufgebracht.
Der Elektrolyt hatte genau die gleiche Zusammensetzung wie
in Beispiel 1. Es wurden 160 g einer Ni/Cr-Legierung (1 : 1)
in Pulverform mit einer Partikelgröße von 7-25 µm zuge
geben. Die Vibrationsfrequenz betrug 2000 Hz, die Zellen
spannung 2,8 V und die Stromdichte 3 A/dm2. Es wurde eine
Abscheidegeschwindigkeit von ca. 0,05 mm/h erreicht. Die
Dicke der abgeschiedenen Schicht betrug durchschnittlich
1,5 mm. Die Schaufel wurde anschliessend einer Diffusions
glühung bei 1100°C während 4 h unterworfen, wobei eine an
nähernd homogene Ni/Cr-Legierung in der Oberflächenschicht
gebildet wurde.
Die Eintrittskantenpartie einer Gasturbinenschaufel ähnli
cher Abmessungen und gleicher Zusammensetzung wie in Bei
spiel 3 wurde mit einer ca. 2 mm dicken Oberflächenschicht
versehen, welche die Elemente Ni, Cr, Co, Al, Si und Y
enthielt. Die Schaufel wurde zunächst gemäß Beispiel 3 be
handelt.
Der Elektrolyt hatte die nachfolgende Zusammensetzung:
Ni(NH₂SO₃)₂ · 4 H₂O: | |
500 g/l H₂O | |
Co(NH₂SO₃)₂ · 4 H₂O: | 100 g/l H₂O |
NiCl₂ · 6 H₂O: | 30 g/l H₂O |
CoCl₂ · 6 H₂O: | 30 g/l H₂O |
H₃BO₃: | 40 g/l H₂O |
In das Gefäß 1 wurden 170 g einer Pulvermischung bestehend
aus einer Ni/Cr-Legierung und einer Co/Cr/Al/Y/Si-Legierung
namens "CoCrAlYSi" gegeben. Das Gewichtsverhältnis
Ni:Cr:CoCrAlYSi betrug 1:1:2. CoCrAlYSi hatte die nachfol
gende Zusammensetzung:.
Cr | |
= 28,5 Gew.-% | |
Al | = 6,1 Gew.-% |
Y | = 0,73 Gew.-% |
Si | = 3,0 Gew.-% |
Co | = Rest |
Die Partikelgröße der Pulvermischung betrug 15-50 µm.
Die Vibrationsfrequenz wurde auf 1000 Hz eingestellt. Es
wurde mit einer Stromdichte von 10 A/dm2 und einer Zellen
spannung von 4 V gearbeitet. Die Abscheidegeschwindigkeit
betrug ca. 0,1 mm/h. Die Dicke der abgeschiedenen Schicht
wurde mit über 2 mm bestimmt. Anschließend wurde die
Schaufel während 10 h einer Diffusionsglühung bei 1050°C
unterworfen.
Das Blatt einer Gasturbinenschaufel aus einer oxydisper
sionsgehärteten Nickelbasis-Superlegierung wurde mit einer
1 mm dicken Ni- und Al-haltigen Oberflächenschicht verse
hen. Das Blatt mit Tragflügelprofil der Schaufel hatt fol
gende Abmessungen:
Totale Länge|= 185 mm | |
Größte Breite | = 82 mm |
Größte Dicke | = 23 mm |
Profilhöhe | = 30 mm |
Das Schaufelblatt wurde zunächst genau gleich behandelt wie
unter Beispiel 1. Als Haftvermittler wurde ebenfalls eine 1 µm
dicke Nickelschicht aufgebracht.
In das Gefäß 1 wurden statt Glasperlen 5 gepreßte, ge
klebte und vorwiegend kantige grobe Körner von 5 bis 10 mm
Größe aus Al2O3 (sog. "Abriebchips") eingefüllt. Im übri
gen erfolgte die Beschichtung nach den gleichen Betriebspa
rametern wie unter Beispiel 1. Im Verlaufe der Zeit werden
die Al2O3-Körner zu kleineren Dimensionen abgerieben und
müssen ersetzt werden.
Die Resultate der Beschichtung und die Eigenschaften der
Oberflächenschicht waren die gleichen wie für Beispiel 1.
Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele be
schränkt.
Das Verfahren zur Aufbringung einer dicken Oberflächen
schicht aus einer Legierung auf ein Werkstück unter Heran
ziehung eines elektrochemischen Abscheidungsprozesses, wo
bei mindestens ein sich in einer wäßrigen Lösung befindli
ches erstes Metall elektrolytisch als Matrix abgeschieden
wird, wird durchgeführt, indem dem Elektrolytbad 4 minde
stens 30 Vol.-% inerte Partikel in Form von Glasperlen 5
von 2 bis 4 mm Durchmesser mechanisch beigemengt und das
Ganze derart unter dauernder Vibration gehalten wird, daß
der Elektrolyt 4 ständig in Bewegung bleibt und sich auch
an dem als Kathode 3 geschalteten eingetauchten Werkstück
keinerlei Konzentrationsgefälle und Verarmung an Metallio
nen einstellen kann und dem Elektrolyten 4 ferner minde
stens 5 Vol.-% an festen Partikeln 6 von 5 bis 50 µm Durch
messer mindestens einer zweiten, in die Matrix der Oberflä
chenschicht einzubauenden Metalls oder einer Legierung me
chanisch beigemengt werden, wobei die Konzentration des
Elektrolyten 4 und der besagten festen Metallpartikel 6 so
wie die Stromdichte derart aufeinander abgestimmt werden,
daß die Metallpartikel 6 in gleichmäßiger Verteilung und
Konzentration durch mechanisches Mitgerissenwerden laufend
in die elektrolytisch abzuscheidende Matrix eingebettet wer
den, und schließlich nach dem Waschen und Trocknen das
Werkstück einer Wärmebehandlung in Form einer Diffusions
glühung zwecks Bildung der angestrebten Legierung der Ober
flächenschicht unterworfen wird.
In einer ersten Ausführungsform besteht das Verfahren
darin, daß zur Erzeugung einer aus einer Ni/Cr- oder einer
Ni/Co/Cr-Legierung bestehenden Oberflächenschicht als Elek
trolyt 4 ein Ni- oder Ni/Co-Bad benutzt wird und das Cr in
Form von Cr- oder Cr3C2-Partikeln dem Elektrolyt 4 bei
gemengt wird.
In einer anderen Ausführungsform wird das Verfahren durch
geführt, indem zur Erzeugung einer aus einer Ni/Al-Legie
rung bestehenden Oberflächenschicht als Elektrolyt 4 ein
Ni-Bad benutzt wird und das Al in Form von Al- oder Al/Ni-
Partikeln dem Elektrolyt 4 beigemengt wird.
Claims (3)
1. Verfahren zur Aufbringung einer dicken Oberflächen
schicht aus einer Legierung auf ein Werkstück unter
Heranziehung eines elektrochemischen Abscheidungspro
zesses, wobei mindestens ein sich in einer wäßrigen
Lösung befindliches erstes Metall elektrolytisch als
Matrix abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Elektrolytbad (4) mindestens 30 Vol.-% inerte Par
tikel in Form von Glasperlen (5) von 2 bis 4 mm Durch
messer mechanisch beigemengt und das Ganze derart un
ter dauernder Vibration gehalten wird, daß der Elek
trolyt (4) ständig in Bewegung bleibt und sich auch an
dem als Kathode (3) geschalteten eingetauchten Werk
stück keinerlei Konzentrationsgefälle und Verarmung an
Metallionen einstellen kann und daß dem Elektrolyten
(4) ferner mindestens 5 Vol.-% an festen Partikeln (6)
von 5 bis 50 µm Durchmesser mindestens eines zweiten,
in die Matrix der Oberflächenschicht einzubauenden Me
talls oder einer Legierung mechanisch beigemengt wer
den, und daß die Konzentration des Elektrolyten (4)
und der besagten festen Metallpartikel (6) sowie die
Stromdichte derart aufeinander abgestimmt werden, daß
die Metallpartikel (6) in gleichmäßiger Verteilung
und Konzentration durch mechanisches Mitgerissenwerden
laufend in die elektrolytisch abzuscheidende Matrix
eingebettet werden, und daß schließlich nach dem Wa
schen und Trocknen das Werkstück einer Wärmebehandlung
in Form einer Diffusionsglühung zwecks Bildung der an
gestrebten Legierung der Oberflächenschicht unterwor
fen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung einer aus einer Ni/Cr- oder einer
Ni/Co/Cr-Legierung bestehenden Oberflächenschicht als
Elektrolyt (4) ein Ni- oder Ni/Co-Bad benutzt wird und
das Cr in Form von Cr- oder Cr3C2-Partikeln dem Elek
trolyt (4) beigemengt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung einer aus einer Ni/Al-Legierung be
stehenden Oberflächenschicht als Elektrolyt (4) ein
Ni-Bad benutzt wird und das Al in Form von Al- oder
Al/Ni-Partikeln dem Elektrolyt (4) beigemengt wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH351989 | 1989-09-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4024911A1 true DE4024911A1 (de) | 1991-04-11 |
Family
ID=4257754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4024911A Withdrawn DE4024911A1 (de) | 1989-09-28 | 1990-08-06 | Verfahren zur aufbringung einer dicken oberflaechenschicht aus einer legierung mittels eines elektrochemischen prozesses |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4024911A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996003535A1 (en) * | 1994-07-22 | 1996-02-08 | Praxair St Technology, Inc. | Protective coating |
WO2004042113A1 (de) * | 2002-11-07 | 2004-05-21 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zum beschichten eines substrats |
CN104689954A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-06-10 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 转动针式微球涂层制备装置 |
-
1990
- 1990-08-06 DE DE4024911A patent/DE4024911A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996003535A1 (en) * | 1994-07-22 | 1996-02-08 | Praxair St Technology, Inc. | Protective coating |
WO2004042113A1 (de) * | 2002-11-07 | 2004-05-21 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zum beschichten eines substrats |
US7641781B2 (en) | 2002-11-07 | 2010-01-05 | Mtu Aero Engines Gmbh | Method for coating a substrate |
CN104689954A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-06-10 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 转动针式微球涂层制备装置 |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |