DE654270C - Process for the electrolytic production of coatings from tungsten alloys - Google Patents

Process for the electrolytic production of coatings from tungsten alloys

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DE654270C DEA76135D DEA0076135D DE654270C DE 654270 C DE654270 C DE 654270C DE A76135 D DEA76135 D DE A76135D DE A0076135 D DEA0076135 D DE A0076135D DE 654270 C DE654270 C DE 654270C
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Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 20. DEZEMBER 1937ISSUED ON DECEMBER 20, 1937

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

ΛΙ 654270 KLASSE 48 a GRUPPE 6 soΛΙ 654270 CLASS 48 a GROUP 6 so

Harry Howard Armstrong und Arthur Burley Menefee in Beverly Hills, Kalif., V. St. A.Harry Howard Armstrong and Arthur Burley Menefee in Beverly Hills, Calif., V. St. A.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Mai 1935 abPatented in the German Empire on May 29, 1935

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Überzügen aus Wolframlegierungen und kennzeichnet sich dadurch, daß ein Elektrolyt verwendet wird, in dem das Wolfram als saures Fluorid enthalten ist und entweder in Gegenwart eines im Elektrolyten gelösten Salzes des Legierungsmetalls oder mit einer Anode, welche das Legierungsmetall und Wolfram enthält, gearbeitet wird.The invention relates to a method for the electrolytic production of Coatings made of tungsten alloys and is characterized by the fact that an electrolyte is used, in which the tungsten is contained as acid fluoride and either in Presence of a salt of the alloy metal dissolved in the electrolyte or with a Anode, which contains the alloy metal and tungsten, is worked.

Nach dem Verfahren der Erfindung ist es möglich, aus wäßrigen Lösungen Wolframlegierungen mit einem in sehr weiten Grenzen schwankenden Wolframgehalt, und zwar sowohl binäre als auch ternäre und polynäre Legierungen niederzuschlagen. In diesen Legierungen braucht Wolfram nicht das vorwiegende Element zu sein.According to the method of the invention, it is possible to produce tungsten alloys from aqueous solutions with a tungsten content fluctuating within very wide limits, both knock down binary as well as ternary and polynary alloys. In these alloys tungsten need not be the predominant element.

Der gemäß der Erfindung hergestellte Überzug zeichnet sich durch große Haftfestigkeit am Grundmetall, hohe chemische Widerstandsfähigkeit gegen die Korrosionswirkung von Säuren u. dgl. sowie durch weitgehend verbesserte physikalische Eigenschaften, beispielsweise Dehnbarkeit, Erosions- und Abreibewiderstand, niedrigen Reibungskoeffizienten, leichte Bearbeitbarkeit usw., aus. Diese und weitere dem neuen Werkstoff inne-The coating produced according to the invention is characterized by high adhesive strength on the base metal, high chemical resistance to the corrosive effects of acids and the like, as well as largely improved physical properties, e.g. ductility, erosion and abrasion resistance, low coefficient of friction, easy machinability, etc. These and others inherent in the new material

zu wegen des hohen Lösungswiderstandes, derto because of the high solution resistance that

wohnenden Eigenschaften in Verbindung mit den bekannten günstigen thermischen und elektrischen Eigenschaften wolframhaltiger Legierungen lassen den weiten Verwendungsbereich erkennen, der dem Werkstoff zukommt. residential properties in conjunction with the well-known favorable thermal and The electrical properties of alloys containing tungsten reveal the wide range of uses that the material can be used for.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Wolfram elektrolytisch niederzuschlagen. Die bekannten Verfahren arbeiten aber unter Anwendung eines alkalischen Bades, welches Wolfram als komplexes Radikal enthält. Die bekannten Verfahren sind aber nicht genügend wirksam, und die erzeugten Niederschläge weisen keine genügende Haftfestigkeit auf dem Untergrund auf. Die Schwierigkeit liegt darin, daß Wolfram eine ausgesprochene Neigung zur Oxydation hat und infolgedessen leicht oxydische Abscheidungen entstehen. Die erzeugte Metallschicht ist infolgedessen unrein und haftet nicht.It has already been proposed to electrolytically deposit tungsten. The known However, processes work using an alkaline bath, which Contains tungsten as a complex radical. However, the known methods are not sufficient effective, and the precipitates produced do not have sufficient adhesive strength on the substrate. The difficulty lies in the fact that tungsten has a pronounced tendency to oxidize and, as a result, easily oxidic deposits develop. As a result, the metal layer produced is impure and does not adhere.

Wegen der großen Schwierigkeit, solche Oxyde infolge der starken Hydrolyse in wäßrigen Lösungen zu reduzieren, sind Versuche unternommen worden, einen nicht wäßrigen Elektrolyten, also die Auflösung eines Wolframsalzes in organischen Lösungsmitteln, verwenden. Diese Verfahren sind aberBecause of the great difficulty in producing such oxides as a result of the strong hydrolysis in To reduce aqueous solutions, attempts have been made to reduce a non-aqueous Electrolytes, i.e. the dissolution of a tungsten salt in organic solvents, use. These procedures are however

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erforderlichen hohen Temperatur und wegen störender Erscheinungen, die sich aus der Verwendung organischer Lösungsmittel ergeben, nicht vorteilhaft. ■· ;-.. Alle erwähnten Schwierigkeiten f aber durch das neue Verfahren beseitigt. ^ Verfahren bringt den Vorteil mit sich, daß" das zulässige ptf-Gebiet sehr. groß ist. Der Wolframgehalt der Niederschläge kann erheblich schwanken. Beispielsweise ist es leicht „ möglich, Wolframnickelüberzüge mit einem Wolframgehalt von ιό bis 70 °/o herzustellen. Die Metallniederschläge sind dicht, und das benutzte Bad besitzt eine hohe Leitfähigkeit. Es sind vergleichsweise niedrige Stromdiehten erforderlich, wobei die Stromdichte in weiten Grenzen geändert werden kann, ohne daß sich Schwierigkeiten ergeben. Die Temperatur des Elektrolyten kann niedriggehalten werden, und trotzdem ist die anodische Zersetzung sehr wirksam. Die Möglichkeit der weitgehenden Änderung der Zusammensetzung der Niederschläge macht die Erzeugnisse der Nachbehandlung, beispielsweise der Kalt- und Warmbehandlung, der Sättigung mit Kohlenstoff u. dgl. zugänglich, wodurch Erzeugnisse hergestellt werden können, die in verschiedenen technologischen Arbeitsgebieten eine vorteilhafte Verwendung finden. Um das Verfahren näher zu erläutern, sollen im nachfolgenden einige Beispiele für seine Durchführung angegeben werden.required high temperature and because of disruptive phenomena resulting from the use of organic solvents, not advantageous. ■ ·; - .. All the difficulties mentioned f but eliminated by the new procedure. The process has the advantage that the permissible ptf area is very large. The tungsten content of the precipitates can fluctuate considerably. For example, it is easily possible to produce tungsten-nickel coatings with a tungsten content of ½ to 70%. The metal precipitates are tight and the bath used has a high conductivity, comparatively low currents are required, and the current density can be varied within wide limits without incurring difficulties, the temperature of the electrolyte can be kept low, and yet the anodic decomposition is high The possibility of largely changing the composition of the precipitates makes the products accessible for post-treatment, for example cold and hot treatment, saturation with carbon and the like, which means that products can be produced which are advantageously used in various technological fields. To the author In order to explain this in more detail, some examples of its implementation will be given below.

4 Gewichtsteile NaHF2 oder KHF2 oder die äquivalente Menge von Fluß säure werden in 100 Teilen Wasser gelöst, und der Lösung fügt man etwa 5 Gewichtsteile Kochsalz und ι Gewichtsteil konzentrierter Salzsäure hinzu. Die Lösung wird dann auf 40 bis 750C, gegebenenfalls auch noch höher, erhitzt und zwei Stunden lang oder noch langer bei I1Z2 bis 6 Volt oder höherer Spannung elektrolysiert, wobei die Anode aus Wolframcarbid, aus dem Carbid einer Wolframlegierung, wie Wolframnickelcarbid, oder aus Wolfram besteht, während als Kathode jeder gut leitende Stoff, wie Kupfer, Messing usw., dienen kann. Sobald die Elektrolyse einsetzt, nimmt der Elektrolyt eine tiefbraune Färbung an, was darauf zurückzuführen ist, daß die Anode zersetzt wird und Wolfram in Lösung geht. Aus verschiedenen Gründen wird angenommen, daß es sich dabei um die Oxydationsstufe handelt, die im Wolframdioxyd WO2 vorliegt. "4 parts by weight of NaHF 2 or KHF 2 or the equivalent amount of hydrofluoric acid are dissolved in 100 parts of water, and about 5 parts by weight of sodium chloride and 1 part by weight of concentrated hydrochloric acid are added to the solution. The solution is then heated to 40 to 75 ° C., possibly even higher, and electrolyzed for two hours or even longer at I 1 Z 2 to 6 volts or higher voltage, the anode being made from tungsten carbide, from the carbide of a tungsten alloy, such as Tungsten-nickel carbide, or consists of tungsten, while any highly conductive material, such as copper, brass, etc., can serve as the cathode. As soon as the electrolysis starts, the electrolyte takes on a deep brown color, which is due to the fact that the anode is decomposed and tungsten goes into solution. For various reasons it is assumed that this is the oxidation stage that is present in tungsten dioxide WO 2. "

Sofern die Anode nicht aus dem Carbid einer Wolframlegierung, wie beispielsweise Wolfram-nickel, Wolframkobalt usw., sondern aus reinem Wolframcarbid besteht, werden etwa 2/10 Gewichtsprozent oder mehr des Metails in Form eines Salzes zugesetzt, dessen Metallbase mit dem WTolfram im Überzug legiert werden soll. Solche Salze sind beispielsweise Ni Cl2 oder 2 Ni C Cy 3 Ni (O H) 2 · 4 H2 O oder Ni (OH)3 usw. Wenn das Salz gelöst ist, liegt der pÄ-Wert gewöhnlich unter 4. Er $d durch Zusatz von NaOH, KOH, NH3 zif anderen alkalischen Stoffen so eingeteilt, daß er zwischen 4,5 und 6,8 zu liegen kommt. Die Temperatur der Lösung wird zwischen 35 und 85° C oder höher gehalten, dann taucht man die zu überziehende Kathode in die Lösung ein und elektrolysiert bei etwa 14 Amp. auf 0,093 qm eingetauchter Kathodenfläche. Provided the anode is not made of the carbide of tungsten alloy, such as tungsten-nickel, tungsten, cobalt, etc., but of pure tungsten carbide, about 2/10 by weight or more of the Métail in the form of a salt is added, the metal base with the W T ungsten in Coating is to be alloyed. Such salts are, for example, Ni Cl 2 or 2 Ni C Cy 3 Ni (OH) 2 · 4 H 2 O or Ni (OH) 3 etc. When the salt is dissolved, the p A value is usually below 4. Er $ d divided by the addition of NaOH, KOH, NH 3 zif other alkaline substances so that it comes to lie between 4.5 and 6.8. The temperature of the solution is kept between 35 and 85 ° C or higher, then the cathode to be coated is immersed in the solution and electrolyzed at about 14 amps on a cathode area of 0.093 m².

Von Zeit zu Zeit müssen geringe Mengen an dem Salz des "Metalls, welches mit dem Wolfram legiert werden soll, zugesetzt werden, da die Lösung an diesem Salz allmählich verarmt. Benutzt man eine Wolfram-Nickel-Carbid-Anode, so ist es selten erforderlich, auch noch Nickelsalz zuzusetzen, da die Zersetzung der Anode hinreicht, um die notwendige Menge an Metallionen für den Überzug zu liefern.From time to time small amounts of the salt of the "metal, which is with the Tungsten to be alloyed should be added as the solution to this salt gradually increases impoverished. If a tungsten-nickel-carbide anode is used, so it is seldom necessary to also add nickel salt, since the decomposition of the anode is sufficient to remove the to supply the necessary amount of metal ions for the coating.

Es ist besonders bemerkenswert, daß man in dem Bad gemäß der Erfindung sehr hohe Konzentrationen erzielen kann. Beispielsweise haben Versuche ergeben, daß man in der obenbezeichneten Lösung 5 ο o/o und noch mehr Salz auflösen kann und dabei stets befriedigende Überzüge erhält, wenn man die Spannung und die Stromdichte nur geringfügig, ändert.It is particularly noteworthy that in the bath according to the invention very high Can achieve concentrations. For example, tests have shown that in the above solution 5 ο o / o and still can dissolve more salt and always get satisfactory coatings if you use the Voltage and current density changes only slightly.

Für Überzüge, die starken Säuren gegenüber korrosionsfest sind, wurden die besten Ergebnisse bei einem pH-Wert von 5 bis 6 erzielt. Dicke Metallüberzüge lassen sich bei p//-Werten von unterhalb 5 und darüber erhalten. Sofern das Legierungsmetall, z. B. Nickel oder Kobalt, leicht ausfällt, empfiehlt es sich, bei einem pH-Wert von 6,6 aufwärts eine ausreichende Menge von Zucker oder organischen Säuren zu verwenden.For coatings which are strong acids against corrosion resistant, the best results were obtained at a pH value 5 to 6 Thick metal coatings can be obtained with p // values below 5 and above. If the alloy metal, e.g. As nickel or cobalt, is easily precipitated, it is advisable to use up a sufficient amount of sugars or organic acids at a pH value of 6.6.

Die Stromdichte soll bei Erzeugung dicker Metallniederschläge 6 bis 35 Amp. auf 0,093 qm eingetauchter Kathodenfläche betragen. Überzüge mit guter Widerstandsfähigkeit gegen Säurekorrosion werden bei etwa 14 Amp. erhalten. The current density should be 6 to 35 amps on 0.093 square meters when thick metal deposits are generated immersed cathode area. Coatings with good resistance to Acid corrosion is obtained at about 14 amps.

Die Spannung zur Erzeugung dicker Metallniederschläge wird unter 6 Volt gehalten. Die besten Ergebnisse treten ein, wenn mit einer Spannung von 1 bis 3 Volt gearbeitet wird.The voltage to generate thick metal deposits is kept below 6 volts. The best results come when using a voltage of 1 to 3 volts is used.

Gute Ergebnisse für das Überziehen mit Wolframlegierungen werden erhalten, wenn die eintauchenden Flächen von Anode und Kathode gleich sind. Taucht die Kathode tiefer ein, so verarmt der Elektrolyt vorzeitig an Wolfram. In diesem Fall ist es zweckmäßig, den Säuregrad der Lösung zu erhöhen oder Wolframdioxyd W O2 zuzusetzen.Good results for coating with tungsten alloys are obtained when the immersed areas of the anode and cathode are the same. If the cathode dips deeper, the electrolyte is prematurely depleted of tungsten. In this case it is advisable to increase the acidity of the solution or to add tungsten dioxide WO 2.

Das Bad kann auch von vornherein durch Auflösen von Wolframdioxyd WO2 hergestellt werden, und man kann mit unlöslichen Anoden, wie Platin- oder Kohleanoden, arbeiten. Zum Wiederbeleben von verarmten Lösungen empfiehlt es sich, entweder mit sauren Fluoridenoder mit Flußsäureauf einen p/r Wert von 4 anzusäuern und dann mit Carbidelektroden zu elektrolysieren oder Wolframdioxyd,The bath can also be produced from the outset by dissolving tungsten dioxide WO 2 , and one can work with insoluble anodes, such as platinum or carbon anodes. To revive impoverished solutions, it is advisable to acidify either with acidic fluorides or with hydrofluoric acid to a p / r value of 4 and then to electrolyze with carbide electrodes or tungsten dioxide,

ίο das in einem sauren Fluorid oder in Flußsäure aufgelöst ist, zuzusetzen. Als Zusätze eignen sich auch Doppelsalze, beispielsweise 2NaF-W0»F„ oder KF-W0.F.-2 H.0 oder NH4F-WO.F2 · H2O usw.ίο which is dissolved in an acidic fluoride or in hydrofluoric acid, to be added. Double salts are also suitable as additives, for example 2NaF-W0 »F« or KF-W0.F.-2 H.0 or NH 4 F-WO.F 2 · H 2 O etc.

Es wurde die Beobachtung gemacht, daß für die Mengen des Legierungsmetalls, welches mit dem Wolfram gleichzeitig niedergeschlagen wird, je nach den gewünschten Eigenschaften des Überzuges ein günstigstes Verhältnis besteht. Beispielsweise ist durch Versuche festgestellt, daß mari bei der Wolframnickellegierung höhere Stromdichten benötigt, je mehr Nickel im Elektrolyten vorhanden ist. Die hergestellten Überzüge sind aber mit steigendem Nickelgehalt immer dichter und mehr säurebeständig. Steigert man aber die Menge des Nickelgehalts über ein bestimmtes Maß hinaus, nimmt die Säurebeständigkeit des Überzuges wieder ab. Im allgemeinen ist die günstigste Wirkung erreicht, wenn der Nickelgehalt etwa 65 % beträgt. Ein starker, sehr säurebeständiger Überzug wird nach dem Verfahren der Erfindung erzielt, wenn das niedergeschlagene Metall etwa 35% Wolfram und 65 % Nickel enthält. Es ist versucht worden, für die beobachteten Erscheinungen eine theoretische Deutung zu finden. Ohne daß die Angabe eine Festlegung bedeuten soll, möge erwähnt werden, daß vermutlich in dem Bad gemäß der Erfindung ein Komplex besteht, der Wolfram und Fluor enthält, etwa WO2F2. Bei der Elektrolyse würde dieser Komplex in (W7O2)- und (F2)- zerfallen, worauf das Wolfram aus dem Radikal (W O2) — durch Reduktion abgeschieden wird. Bei Erzeugung eines Wolframnickelniederschlags müßte demnach im Bad das Äquivalent eines Doppelsalzes, beispielsweise Wolframnickeldioxydfluorid NiF2-WO2F2-IOH2O, vorliegen. It has been observed that the proportions of the alloying metal which is simultaneously deposited with the tungsten, depending on the desired properties of the coating, is the most favorable ratio. For example, it has been established through experiments that mari requires higher current densities with the tungsten-nickel alloy, the more nickel is present in the electrolyte. The coatings produced are, however, more and more dense and acid-resistant as the nickel content increases. However, if the amount of nickel content is increased beyond a certain level, the acid resistance of the coating decreases again. In general, the most beneficial effect is achieved when the nickel content is around 65%. A strong, very acid-resistant coating is obtained by the method of the invention when the deposited metal contains about 35% tungsten and 65% nickel. Attempts have been made to find a theoretical interpretation for the phenomena observed. Without the indication being intended to imply a definition, it should be mentioned that there is presumably a complex in the bath according to the invention which contains tungsten and fluorine, for example WO 2 F 2 . During electrolysis, this complex would break down into (W 7 O 2 ) - and (F 2 ) - whereupon the tungsten from the radical (WO 2 ) - is deposited by reduction. If a tungsten-nickel precipitate is produced, the equivalent of a double salt, for example tungsten-nickel dioxide fluoride NiF 2 -WO 2 F 2 -IOH 2 O, should therefore be present in the bath.

Wenn man Wolfram niederschlagen will, löst man am besten Wolframsäureanhydrid in einem sauren Fluorid auf. Dafür eignet sich besonders saures Ammpniumfluorid. Die physikalischen Eigenschaften des Niederschlags können auch verbessert werden, wenn man statt Wolframsäureanhydrid Wolf ramate, Metawolframate, Parawolframate, Wolframsäure usw. benutzt.If you want to precipitate tungsten, it is best to dissolve tungstic anhydride in an acidic fluoride. Acid ammonium fluoride is particularly suitable for this. the physical properties of the precipitate can also be improved, though instead of tungstic anhydride, wolframates, metatungstates, paratungstates, tungstic acid are used etc. used.

Zur Herstellung eines derartigen Bades wird Wolframsäureanhvdrid mit Ammoniumbifluorid in Wasser von 42 bis ioo° C gelöst. Man filtriert diese Lösung und setzt Borsäure H2BO3, Natriumfluorid und Weinsäure zu und erwärmt wieder auf 48 bis 6o° C. Nun wird ein Salz des Metalls, welches mit dem •Wolfram legiert werden soll, zugesetzt, beispielsweise basisches Nickelcarbonat 2 Ni CO3 • 3 Ni (O H)2 · 4 H2 O. Die entstandene Lösung elektrolysiert man mit einer Stromdichte von 6 bis 100 Amp. auf 0,093 qm eingetauchter Kathodenfläche. Günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn man den pfl-Wert der Lösung zwischen 1 und 10 einstellt.To produce such a bath, tungstic anhydride is dissolved with ammonium bifluoride in water at 42 to 100 ° C. This solution is filtered and boric acid H 2 BO 3 , sodium fluoride and tartaric acid are added and the temperature is again raised to 48 to 60 ° C. A salt of the metal which is to be alloyed with the tungsten is now added, for example basic nickel carbonate 2 Ni CO 3 • 3 Ni (OH) 2 • 4 H 2 O. The resulting solution is electrolyzed with a current density of 6 to 100 Amp. On a cathode area of 0.093 m². Favorable results are achieved if the p fl value of the solution is set between 1 and 10.

Eine andere günstige Herstellungsweise des Bades besteht darin, daß man Wolframsäureanhydrid, Ammoniumbifluorid, Natriumfluorid und ein lösliches Salz des Legierungsmetalls gleichzeitig in Wasser löst, die Lösung 30 Minuten lang auf eine Temperatur von 60 bis ioo° C erwärmt und dann filtriert. Der PH-Wert wird auf 5,5 eingestellt und die Elektrolyse bei 6o° C mit einer Stromstärke von 30 Amp. mit Hilfe einer Wolf ramcarbidanode W2 C durchgeführt.Another convenient way to prepare the bath is to dissolve tungstic anhydride, ammonium bifluoride, sodium fluoride and a soluble salt of the alloy metal at the same time in water, heat the solution to a temperature of 60 to 100 ° C. for 30 minutes and then filter it. The pH value is adjusted to 5.5 and the electrolysis is carried out at 60 ° C. with an amperage of 30 amps using a W 2 C tungsten carbide anode.

Eine andere günstige Badzusammensetzung wird erreicht, wenn man geschmolzenes Ammoniumbifluorid mit Wolframsäureanhvdrid bei etwa 720 C in Wasser löst, die entstandene Lösung filtriert und Natriumfluorid, Natriumchlorid sowie das Salz des Legierungsmetalls zusetzt. Die Lösung wird bei etwa 72° C mit einer Stromdichte von 35 Amp. auf 0,093 qm elektrolysiert, wobei die Anode aus Platin oder Wolframcarbid bestehen kann.Another favorable bath composition is achieved when molten ammonium bifluoride with Wolframsäureanhvdrid dissolves at about 72 0 C in water, filtered and the resulting solution was added sodium fluoride, sodium chloride, and the salt of the alloying metal. The solution is electrolyzed at about 72 ° C with a current density of 35 Amp. On 0.093 square meters, whereby the anode can consist of platinum or tungsten carbide.

Zahlenmäßig stellen sich die Vorschriften für die Erzeugung von Bädern in den nachstehend angegebenen Ausführungsbeispielen dar.In terms of numbers, the regulations for the production of baths are set out below specified exemplary embodiments.

Beispiel 1example 1

200 g WO3 und 240 g NH4HF2 werden in 4,54 1 Wasser gelöst; die Lösung wird auf 72 bis ioo° C erhitzt und filtriert. Dem Filtrat setzt man 120g Borsäure, oogNatriumfluorid und 60 g Weinsäure zu, erhitztauf 48 bis 600C und fügt 10 g basisches Nickelcarbonat hinzu. Der pfl-Wert der Lösung wird auf 5,3 bis 6,3 eingestellt, und die Stromdichte beträgt 6 bis 100 Amp. auf 0,093 qm eingetauchter Kathodenfläche. Man arbeitet mit einer Wolframoder einer Nickelanode bzw. mit einer kombinierten Wolframcarbid- und Nickelanode oder mit einer Anode aus Platin.200 g of WO 3 and 240 g of NH 4 HF 2 are dissolved in 4.54 l of water; the solution is heated to 72 to 100 ° C. and filtered. The filtrate is 120 g boric acid, oogNatriumfluorid and 60 g of tartaric acid, erhitztauf 48 to 60 0 C and adds 10 g of basic nickel carbonate. The pH value of the solution is adjusted to 5.3 to 6.3 and the current density is 6 to 100 amps for a cathode area of 0.093 m². One works with a tungsten or a nickel anode or with a combined tungsten carbide and nickel anode or with an anode made of platinum.

Beispiel 2Example 2

Zu 4,54 1 Wasser werden bei 60 bis ioo° C folgende trockenen Salze zugefügt: 120 g W O3, 60 g NiCO8- Ni(OH)3-4H2O, 240 g NH4HF2, 240 g NaF, 240 g NaCl. Die Temperatur wird etwa 30 Minuten lang aufrechterhalten, worauf man filtriert. Der p^-WertThe following dry salts are added to 4.54 l of water at 60 to 100 ° C.: 120 g WO 3 , 60 g NiCO 8 - Ni (OH) 3 -4H 2 O, 240 g NH 4 HF 2 , 240 g NaF, 240 g NaCl. The temperature is maintained for about 30 minutes and then filtered. The p ^ value

wird wie in Beispiel ι eingestellt, die Elektrolysentemperatur beträgt 600C, die Anode besteht aus Wolframcarbid oder Nickel bzw. aus beiden Stoffen, und man arbeitet mit einer Stromdichte von rund 30 Amp.is set as in Example ι, the electrolysis temperature is 60 0 C, the anode consists of tungsten carbide or nickel or of both substances, and you work with a current density of around 30 amps.

Beispiel 3Example 3

170 g NH4HF2 und 80 g WO3 werden bei einer Temperatur geschmolzen, die gerade oberhalb des Schmelzpunktes des Ammoniumbifluorides liegt. Den erhaltenen Kuchen löst man in 4,541 Wasser bei einer Temperatur von 700 C auf. Zur Lösung werden 160 g Natriumfluorid, 80 g Kochsalz und gegebenenfalls noch 20 g 2 NiCO3 · 3 Ni (OH)2 · 4 H2O oder ein ähnliches Salz des Legierungsmetalles hinzugefügt. Der p#-Wert liegt ähnlich wie bei den Beispielen 1 und 2. Die Elektrolysentemperatur beträgt J2° C. Als Anode verwendet man Platin, Wolframcarbid oder Nickel bei einer Stromdichte von etwa 3 5 Amp. Es wurde gefunden, daß man die Stromdichte bis zu 500 Amp. steigern kann und noch immer gute Ergebnisse erzielt. Die Badtemperatur kann zwischen 26 und 820 C schwanken. Diese große Elastizität des Verfahrens bedingt seinen hohen technischen Wert, da die Arbeitsbedingungen weitgehend veränderlich sind. Beispielsweise kann die Konzentration des Bades durch Auflösen von bis zu 170 g WO3 auf 4,541 Badlösung gesteigert werden. Die Lösungen sind trotz des hohen Wolframgehaltes klar und frei von ungelösten Anteilen, beispielsweise von den Oxyden, die in den bekannten Wolframbädern stets vorhanden zu sein pflegen. Durch Auflösung von Wolframverbindungen kann man wesentlich höhere Wolframkonzentrationen erreichen, als es durch anodische Zersetzung möglich ist. Die anodische Zersetzung liefert höchstens etwa 60 g Wolfram auf 4,54 1. Dagegen gehen noch immer von 40 g Wolframsäureanhydrid und 40 g Ammoniumbifluorid auf 200 ecm 90% und mehr der reagierenden Stoffe vollständig in Lösung. Verarmte Lösungen können durch Zusatz von WO3 und Bifluorid leicht wiederbelebt werden. Die Löslichkeit der Wolframsalze wird durch die Gegenwart von Alkalihalogeniden, Zitronensäure, Weinsäure, Borsäure, Zucker oder löslichen Nickelsalzen nicht beeinflußt. Solche Lösungen können 15 Teile Wolfram auf einen Teil Nickel enthalten, und das Verhältnis kann bis auf einen Teil Wolfram zu einem Teil Nickel verändert werden. Um das Ausfallen von Nickel zu verhindern, können weiterhin noch organische Verbindungen, wie Tatrate, Zitrate, Azetate, Dextrose usw., zugesetzt werden. Die Anwesenheit von Boraten ist als Puffer zweckmäßig, da sie als Salze einer schwachen Säure einer wesentlichen Änderung der Wasserstoffionenkonzen- ■; tration vorbeugen. Als Puffer eignen sich auch Beryllium- und Lithiumhydroxyd, Lithiumcarbonat usw.170 g of NH 4 HF 2 and 80 g of WO 3 are melted at a temperature just above the melting point of the ammonium bifluoride. The cake obtained is dissolved in 4,541 in water at a temperature of 70 0 C. 160 g of sodium fluoride, 80 g of sodium chloride and, if necessary, 20 g of 2 NiCO 3 · 3 Ni (OH) 2 · 4 H 2 O or a similar salt of the alloy metal are added to the solution. The p # value is similar to that of Examples 1 and 2. The electrolysis temperature is J2 ° C. The anode used is platinum, tungsten carbide or nickel at a current density of about 35 amps. It has been found that the current density can be up to 500 Amp. And still get good results. The bath temperature can fluctuate between 26 and 82 ° C. This great elasticity of the process causes its high technical value, since the working conditions are largely variable. For example, the concentration of the bath can be increased by dissolving up to 170 g of WO 3 to 4.541 bath solution. In spite of the high tungsten content, the solutions are clear and free from undissolved components, for example from the oxides that are always present in the known tungsten baths. By dissolving tungsten compounds, one can achieve significantly higher tungsten concentrations than is possible through anodic decomposition. The anodic decomposition yields a maximum of about 60 g of tungsten to 4.54 1. On the other hand, from 40 g of tungstic anhydride and 40 g of ammonium bifluoride to 200 ecm 90% and more of the reacting substances are still completely in solution. Depleted solutions can easily be revived by adding WO 3 and bifluoride. The solubility of the tungsten salts is not affected by the presence of alkali halides, citric acid, tartaric acid, boric acid, sugar or soluble nickel salts. Such solutions can contain 15 parts tungsten to one part nickel, and the ratio can be varied to within one part tungsten to one part nickel. In order to prevent the precipitation of nickel, organic compounds such as tatrates, citrates, acetates, dextrose, etc. can also be added. The presence of borates is useful as a buffer because, as salts of a weak acid, they cause a significant change in the hydrogen ion concentration. prevent tration. Beryllium and lithium hydroxide, lithium carbonate, etc. are also suitable as buffers.

Die Gegenwart von NaF und NaCl erhöht nicht nur die Leitfähigkeit, sondern wegen der höheren Konzentration an Halogenion auch die anodische Zersetzung der Wolf ram-, Nickeloder Carbide! ektroden. Durch Versuch konnte nachgewiesen werden, daß die Lösung einen erhöhten Metallgehalt zeigt, wenn Kochsalz oder Natriumfluoridzugesetzt werden. Ebenso fördert Flußsäure die anodische Zersetzung.The presence of NaF and NaCl not only increases the conductivity, but because of the higher concentration of halogen ion also the anodic decomposition of tungsten, nickel or Carbides! electrodes. Experiments have shown that the solution has a shows increased metal content when common salt or sodium fluoride are added. as well Hydrofluoric acid promotes anodic decomposition.

Außer Nickel und Kobalt können auch andere Legierungsmetalle, die Doppelfluoride bilden, beispielsweise Natrium, Kupfer, Chrom us\v., benutzt werden.In addition to nickel and cobalt, other alloy metals, the double fluorides, can also be used form, for example sodium, copper, chromium, etc., can be used.

Im Laufe der Versuche wurde gefunden, daß die Säurewiderstandsfähigkeit der Niederschläge Wolframlegierungen in manchen Fällen verbessert werden kann, beispielsweise wenn es sich um die Herstellung eines Überzugs auf Eisen handelt, wenn man vorher das Eisen mit Kupfer, Messing oder Cadmium überzieht. Möglicherweise üben Wolfram oder Wolframlegierungen in Berührung mit solchen Zwischenmetallen eine besondere Schutzwirkung aus, ähnlich wie es auch von Platin bekanntist. Es wurde festgestellt, daß 1S schwache Versuchsüberzüge von Wolfram-Nickel über go Messing oder kupferüberzogenem Messing bzw. Kupfer 100 Stunden in konzentrierter Salzsäure oder Schwefelsäure standhielten. Dieselben Überzüge haben 11 Stunden lang kalter konzentrierter Salpetersäure standgehalten, bevor sie endgültig zerstört wurden. Die Überzüge, welche gemäß der Erfindung erhalten werden, eignen sich sehr gut zur Behandlung mit Kohlenstoff. Es ist bekannt, daß Wolfram beim Erhitzen auf 8150 C und teilweise auch schon bei tieferer Temperatur in Gegenwart von Kohle oder einer kohlenstoffabgebenden Substanz in Carbid verwandelt wird. Wenn man nun harte hitzebeständige Flächen benötigt, beispielsweise für Ventile, Ventilsitze, Zylinderwände von Verbrennungskraftmaschinen, Pumpenzylindern, Gewehrläufen usw., kann man die Niederschläge, welche man nach dem beschriebenen Verfahren erhält, sehr einfach und leicht mit Kohlenstoff härten. Dieser Übergang des Wolframs in den Legierungen scheint sieh selbsttätig zu vollziehen, wenn die Niederschläge in der Hitze einer kohlenstoffhaltigen Atmosphäre ausgesetzt sind, beispielsweise bei Ventilen, Zylinderwänden, Gewehrläufen usw., denn die Überzüge werden mit der Zeit immer härter.In the course of the tests it was found that the acid resistance of the precipitates tungsten alloys can be improved in some cases, for example when it comes to the production of a coating on iron, if the iron is previously coated with copper, brass or cadmium. Tungsten or tungsten alloys may have a special protective effect in contact with such intermediate metals, similar to that known from platinum. It was found that 1½ weak test coatings of tungsten-nickel over brass or copper-coated brass or copper withstood 100 hours in concentrated hydrochloric acid or sulfuric acid. The same coatings withstood cold concentrated nitric acid for 11 hours before being permanently destroyed. The coatings obtained according to the invention are very suitable for treatment with carbon. It is known that tungsten is converted into carbide when heated to 815 ° C. and sometimes even at a lower temperature in the presence of carbon or a carbon-releasing substance. If you need hard, heat-resistant surfaces, for example for valves, valve seats, cylinder walls of internal combustion engines, pump cylinders, gun barrels, etc., you can very easily and easily harden the precipitates obtained by the method described with carbon. This transition of the tungsten in the alloys seems to take place automatically when the precipitates are exposed to a carbon-containing atmosphere in the heat, for example in valves, cylinder walls, gun barrels, etc., because the coatings become harder and harder over time.

Die Art der Salze, aus denen das Bad sich aufbaut, ermöglicht es auch, ein trockenes Gemisch herzustellen, das man einfach vor Beginn der Elektrolyse in Wasser auflöst, wobeiThe type of salts that make up the bath also allows it to be a dry mixture to produce, which one simply dissolves in water before the start of the electrolysis, whereby

man gegebenenfalls noch die Wasserstoffionenkonzentration regelt. Dadurch wird die Anwendung des Verfahrens ganz besonders erleichtert. if necessary, the hydrogen ion concentration is also regulated. This will make the application the procedure is particularly facilitated.

Die fertigen Niederschläge können jeder Art von Warm- und Kaltbehandlung unterworfen werden. Es wurde beispielsweise festgestellt, daß man die Haftfestigkeit zwischen dnn Grundmetall und dem Überzug noch weiter verbessern kann, wenn man die Flächen poliert, hämmert oder auf andere Weise bearbeitet. The finished precipitates can be subjected to any type of hot or cold treatment will. For example, it has been found that the adhesive strength between thin base metal and the coating even further can be improved by polishing, hammering or other processing of the surfaces.

Claims (11)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur elektroly ti sehen Herstellung von Überzügen aus Wolframlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrolyt verwendet wird, in dem das Wolfram als saures Fluorid enthalten ist und entweder in Gegenwart eines im Elektrolyten gelösten Salzes des Legierungsmetalls oder mit einer Anode, welche das Legierungsmetall und Wolfram enthält, gearbeitet wird.1. Process for electrolyte ti see manufacture of coatings made of tungsten alloys, characterized in that an electrolyte is used in which the Tungsten is contained as an acid fluoride and either in the presence of one in the electrolyte dissolved salt of the alloy metal or with an anode, which contains the alloy metal and tungsten, worked will. 2. Verfahren zurHerstellung eines Elektrolyten nach Anspruch i, dadurch gekenn-2. A method for producing an electrolyte according to claim i, characterized in that . zeichnet, daß eine Wolf ramverbindung mit einer Ammonium- oder Alkalibifluoridlösun'g vorzugsweise bei erhöhter Temperatur behandelt wird.. draws that a tungsten compound with an ammonium or alkali bifluoride solution is preferably treated at an elevated temperature. 3. Verfahren zurHerstellung eines Elektrolyten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad durch Auflösen des Produktes erhalten wird, welches beim Schmelzen einer Wolframverbindung mit einem Alkalibifluorid entsteht.Process for the production of an electrolyte according to Claim 1, characterized in that that the bath is obtained by dissolving the product, which when melting a tungsten compound with an alkali fluoride is formed. 4. Verfahren zurHerstellung eines Elektrolyten nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bad eine Lösung von Alkalihalogeniden und (oder) Borsäure zugefügt wird.A method for producing an electrolyte according to claims 1 to 3, characterized in characterized in that the bath contains a solution of alkali halides and (or) boric acid is added. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyse bei einem pw-Wert von 4,5 bis 6,8 durchgeführt wird.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the electrolysis is carried out at a p w value of 4.5 to 6.8. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem freie Flußsäure enthaltenden Bad mit einer Wolframanode arbeitet.6. The method according to claim 1, characterized in that one in a free Hydrofluoric acid containing bath works with a tungsten anode. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man mit Anoden arbeitet, die gleichzeitig Wolfram und das Legierungsmetall enthalten.7. The method according to claim 6, characterized in that one with anodes works that contain both tungsten and the alloy metal. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Elektrode aus Wolframcarbid benutzt und bei Temperaturen von 35 bis 8o° C mit einer Stromdichte von 6 bis 40 Amp. pro 0,093 qm eingetauchter Kathodenfläche arbeitet.8. The method according to claim 1, characterized in that there is an electrode made of tungsten carbide and used at temperatures of 35 to 80 ° C with a Current density of 6 to 40 Amp. Per 0.093 square meter of immersed cathode area works. 9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das zu überziehende Metall zunächst mit einer Schicht eines ihm in der Spannungsreihe nahestehenden Metalls und dann mit dem Niederschlag der Wolframlegierung versieht. 9. The method according to claim 1 to 8, characterized in that the to Plating metal first with a layer of it in the tension series related metal and then provided with the precipitation of the tungsten alloy. 10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man den Überzug nach erfolgter Elektrolyse in Gegenwart von Kohlenstoff erhitzt.10. The method according to claim 1 to 9, characterized in that the After electrolysis, the coating is heated in the presence of carbon. 11. Verfahren zur Herstellung von reinem Wolfram, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Anspruch 1 bis 9 eine Wolframlegierung erzeugt und nachher das Legierungsmetall herauslöst.11. Process for the preparation of pure Tungsten, characterized in that one according to claims 1 to 9 Tungsten alloy is produced and then the alloy metal is dissolved out. BERLIX. GEnitrCKT IN DERBERLIX. DRIED IN THE
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