DE4329290C2 - Verfahren zum elektrolytischen Reinigen metallischer Teile und dessen Anwendung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum elektrolytischen Reinigen und dessen Anwendung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 3 23 066 bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren zum Reinigen von metallischen Eisen- und Stahlgegenständen auf elektrolytischem Wege in schwach sauren Phosporsäuren oder Phosphat enthaltenden Lösungen. Hierbei wird der als Kathode ins Bad gehängte eiserne Gegenstand über die Entfernung des Oxids hinaus noch verändert.

Zum Beseitigen von Anlaufschichten an wärmebehandelten metallischen Teilen ist es bekannt, die Teile nach vorhergehendem Vorentfetten und Beizen in ein Natriumhydroxid und Natriumcyanid enthaltendes Elektrolytbad zu tauchen und darin kathodisch zu entfetten und anodisch von den Anlaufschichten zu befreien. Dieses bekannte Verfahren erfordert besondere Sorgfalt bei der Lagerung und beim Umfang mit der giftigen Cyanidverbindung, sowie bei der Entgiftung und Entsorgung des Elektrolyten und des Spülwassers.

Aus der DE-AS 20 46 781 ist ein cyanidfreies Verfahren zum elektrolytischen Entrosten und Entzundern von eisenhaltigen Werkstücken bekannt, bei welchem dem alkalischen Elektrolytbad ein Gehalt an Schwefel und/oder mindestens einer Schwefelverbindung zugesetzt ist, die unter Bildung von Schwefelionen disoziiert. In solchen Bädern kann jedoch mit der Beseitigung der Oxid- bzw. Zunderschicht auch das Grundmetall angegriffen und dessen Oberflächenbeschaffenheit beeinträchtigt bzw. in unerwünschter Weise verändert werden.

Zur Erlangung einer einwandfreien Oberflächenbeschaffenheit schlägt die DE-OS 26 21 108 ein Elektrolytbad mit einer wäßrigen Kaliumsulfatlösung vor, deren pH-Wert höher als 10 ist. In einem derart basisch eingestellten Bad lassen sich jedoch Anlaufschichten nicht an allen wärmebehandelten Edelmetallen zufriedenstellend beseitigen. Das gleiche gilt für das aus der DE-AS 15 46 077 bekannte, cyanidfreie Verfahren zum Reinigen von Teilen aus Edelstahl, bei welchem ein Elektrolytbad aus einer wäßrigen Lösung von Kaliumhydroxid oder Kaliumhydroxid und Kaliumnitrat besteht.

Ferner offenbart die DE-PS 15 46 134 ein giftfreies, elektrolytisches Reinigungsbad für Eisen und Eisenlegierungen, bei welchem das Cyanid durch ungiftige organische Komplexbildner ersetzt ist. Neben den alkalischen Hauptbestandteilen, wie Ätznatron und Kalium- bzw. Natriumcarbonat, und einem Korrosionsinhibitor für Eisen sind weitere Zusätze genannt, nämlich Netzmittel, Silikate und Phosphate. Bei Anwendung dieses Verfahrens für die elektrolytische Reinigung von Edelmetallen kann es durch den Einsatz der Komplexbildner jedoch zu Schwierigkeiten bei der Abwasserreinigung bzw. -entsorgung kommen.

Vorteile der Erfindung

Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln, welches die bei den bisher bekannten Verfahren bestehenden Nachteile, insbesondere den Angriff des Werkstücks, ungenügende Entfernung von Anlaufschichten auf Oberflächen von Werkstücken oder die anschließende aufwendige umweltfreundliche Entsorgung des Reinigungsverfahrens vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Elektrolyten, der als anionisches Bestandteil ausschließlich Phosphat in wäßriger Lösung enthält, entfällt der Einsatz von giftigen Verbindung mit allen Nachteilen bei der Nachbehandlung und Entsorgung. Außerdem werden unerwünschte bzw. nachteilige Oberflächenveränderungen an den gereinigten Teilen vermieden, wie sie bei der Behandlung mit Schwefelverbindungen im Elektrolytbad eintreten können. Ferner entfällt der Einsatz von Komplexbildnern, so daß das erfindungsgemäße Verfahren außer der Reinigung von unlegierten Stählen auch für die Reinigung, vorzugsweise Beseitigung von Anlaufschichten an Teilen aus legierten (Cr/Ni) Stählen und Cr/Ni-Werkstoffen geeignet ist.

Die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen stellen vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach dem Hauptanspruch dar.

Eine besonders hohe Reinigungswirkung bei kurzer Einwirkungszeit ergibt sich, wenn als Elektrolyt eine wäßrige Lösung von Natriumdihydrogenphosphatdihydrat (NaH₂PO₄·2H₂O) verwendet wird.

Ein bevorzugter Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Reinigung von Zündkerzengehäusen aus Stahl, bei denen die aus 95% Nickel und 5% Chrom bestehenden Elektroden auf den Stahlkörper aufgeschweißt, anschließend vernickelt und dann gebogen werden. Beim Aufschweißen bilden sich Anlaufschichten an den Elektroden, welche die Haftung der Nickelschicht am Grundmetall beeinträchtigen würden und zum Abplatzen der Schicht beim Biegen der Elektroden führen könnten. Durch das Abtragen der Anlaufschichten wird dieser Nachteil sicher vermieden.

Bei der Behandlung dieser Teile hat sich der im Anspruch 3 genannte Verfahrensparameter als besonders vorteilhaft erwiesen. Wenn der Elektrolyt auf einen pH-Wert von etwa 5 eingestellt ist, fällt die anodisch angelöste Anlaufschicht als Phosphat aus und kann wie bei den Phosphatierbädern einfach entfernt werden.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung werden die zu reinigenden Teile im Elektrolytbad ausschließlich anodisch behandelt und davor in einem nichtelektrolytischen Tauchbad vorentfettet und inhibierend gebeizt. Dadurch wird eine Wasserstoffbeladung der zu reinigenden Teile und deren sogenannte Wasserstoffversprödung im Elektrolytbad vermieden.

Claims (5)

1. Verfahren zum elektrolytischen Reinigen von Teilen aus einem Cr/Ni-Werkstoff oder legiertem Cr/Ni-Stahl in einem cyanidfreien Elektrolytbad, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung der Teile nur anodisch erfolgt, als Elektrolyt eine wäßrige Lösung von Natriumdihydrogenorthophosphat (NaH₂PO₄) mit einer Konzentration von 100-200 g/l, bezogen auf kristallwasserfreies Natriumdihydrogenorthophosphat, und mit einem pH-Wert zwischen 3 und 6 eingesetzt wird und die Temperatur des Elektrolyten auf einen Wert zwischen 30°C und 80°C eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Natriumdihydrogenorthophosphat in einer Konzentration von 150 g/l eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert des Elektrolyten auf 5 eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Elektrolyten auf 50°C eingestellt wird.

5. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Reinigung von Zündkerzengehäusen.