DE663979C

DE663979C - Herstellung galvanischer Niederschlaege auf Aluminium und Aluminiumlegierungen

Info

Publication number: DE663979C
Application number: DESCH108506D
Authority: DE
Inventors: Dr Joachim Korpium
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1935-11-19
Filing date: 1935-11-20
Publication date: 1938-09-03
Also published as: US2142564A; GB466949A; FR813761A

Description

Herstellung galvanischer Niederschläge auf Aluminium und Aluminiumlegierungen Die Schwierigkeiten, die sich bei der Herstellung von galvanischen Niederschlägen auf Gegenständen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen ergeben, versucht man bekanntlich durch Anwendung von besonderen Beizhösungen, mit denen das Aluminium bzw. seine Legierungen vor der Galvanisierung behandelt werden, zu beseitigen. Diese Beizlösungen gliedern sich grundsätzlich in zwei Gruppen. Bei der einen Gruppe sollen haftfähige galvanische Niederschläge auf Aluminium dadurch erhalten werden, daß man Säuren oder Säuregemische mit oder ohne Metallsalzzusatz als Beizen verwendet. Diese Beizen erzeugen einen Haftgrund für die galvanisch aufzubringenden Niederschläge meistens dadurch, daß der Untergrund, d. h. also das Aluminium, bis zu einem- gewissen Grade aufgerauht wird, wodurch dann eine bessere Verzahnung zwischen dem Metallüberzug und dem Grundmetall stattfindet. Meistens -werden diese Beizen als Vorbehandlung für die Vernicklung empfohlen. Es ist auch ein Verfahren bekanntgeworden, das eine starke Vorbeizung des Aluminiums mit Säuregemischen als Vorstufe zur Versilberung benutzt.
Diese Verfahren befriedigen meistens _ deshalb nicht vollkommen, weil sie däs Metall ziemlich stark anrauhen und das Hochglanzpolieren der galvanisierten Gegenstände erschweren. Außerdem eignet sich dieses Aufrauhverfahren nicht bei nachfolgender Plattierung mit cyankalischen Bädern.
Zur anderen Gruppe der Beizen für die Vorbehandlung zählen die ,alkalischen Beizen, von denen hauptsächlich die Zinkatbeize Anwendung gefunden hat. Die Wirkung der lezteren besteht hauptsächlich darin, daß eine festhaftende Zinkschicht auf dem Aluminium abgeschieden wird, auf die y, dann der gewünschte Metallniederschlag auf geeignete Art und Weise aufgebaut wird, wobei eine bessere Haftfestigkeit der galvanischen Niederschläge als unmittelbar auf dem Aluminium erreicht werden soll. Die alkalische Zinkatbeize wird sowohl für die Vernicklung des Aluminiums als auch für die galvanische Behandlung des Aluminiums in alkalischen bzw. cyankalischen Bädern. empfohlen. Während bei der Vernicklung von mit Zinkatbeize vorbehandeltem Aluminium Schwierigkeiten auftreten, zu deren Behebung in letzterer Zeit bereits Wege angegeben wurden, ist bisher noch kein Verfahren bekannt, nach welchem die Schwierigkeiten beseitigt werden können, die bei der Galvanisierung der in der Zinkatbeize vorbehandelten Aluminiumwaren in alkalischen, insbesondere cyankalischen Bädern bestehen. Die Praxis zeigt nämlich, daß es nur mit großer Unsicherheit gelingt, festhaftende Niederschläge zu erzielen. So ist z. B. eine unmittelbare Versilberung des Aluminiums bei der Vorbehandlung mit Zinkatlösungen überhaupt nicht möglich.
Die vorliegende Erfindung gibt nun ein Verfahren an, mit dein die Sicherheit zur Erreichung gut haftender Niederschläge besonders aus alkalischen Bädern nahezu vollkommen wird. Gemäß diesem Verfahren werden die Aluminiumwaren nach der üblichen Entfettung in Zinkatlösungen behandelt, die außerdem noch Kupfersalze enthalten.
Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, zwecks Vorbehandlung von Aluminium für die Galvanisierung Kupfersalze zu Zinkatbeizen zuzusetzen; doch werden die bei dieser Reizung entstehenden Schichten auf dem Aluminium vor der Galvanisierung mit Salpetersäure wieder entfernt. Derartig vorbehandeltes Aluminium ist zwar für die Vernicklung geeignet, dagegen nicht für die Galvanisierung in alkalischen Plattierungsbädern.
Es ist weiterhin bekannt, Aluminiumgegenstände vor der eigentlichen Galvanisierung mit einem alkalischen galvanischen Bad vorzubehandeln, das Kupfer-. und Zinkdoppelcyanid sowie npch Alkalisulfit, Salpetersäure und Kaliumjodid enthält. Nach diesem Verfahren erhält man jedoch nur eine leicht abwischbare, unzusammenhängende Abscheidung von kupferartiger Farbe sowie bei der anschließenden galvanischen Verkupferung eine sehr poröse Kupferschicht, die auf Aluminium nicht haftet. Beim Arbeiten mit den erfindungsgemäßen Beizlösungen gewinnt man dagegen sehr festhaftende, gleichmäßige und zusammenhängende graue Überzüge; die anschließend iufgebrachten galvanischen Schichten lösen sich auch bei starker mechanischer Verformung oder Bearbeitung nicht vom Aluminiumgegenstand.
Die Zusammensetzung von für die vorliegende Erfindung geeigneten Beizen zur Vorbehandlung des Aluminiums für die nachfolgende Galvanisierung in cyankalischen Bädern ist dabei nicht gleichgültig. Die Wirksamkeit der Beize ist vielmehr abhängig von ihrem Gehalt an freiem I1tzl-ali, Zink und Kupfer, Es wurde nämlich gefunden, daß das genannte Ziel am besten mit Beizen erreicht werden kann, deren Gehalt an freiem Alkali etwa g- bis 15fach normal ist, während der Gehalt an Zink mindestens etwa einer einfachen Normalität entsprechen soll. Der Kupfergehalt dieser Beizen ist dann innerhalb der Grenzen von etwa 1,5 bis S g Kupfer im Liter zu halten. Dabei ist es von Vorteil, wenn das Kupfer ganz oder zum größeren Teil in einwertiger Form vorliegt. Man erreicht dies z. B., wenn man das Kupfer in Form von Cyankupferkalium oder anderen löslichen Cupro-salzen zusetzt. Um die Oxydation des einwertigen Kupfersalzes durch den Luftsauerstoff zu verlangsamen, erhalten die Beizen zweckmäßig noch Zusätze von Reduktionsmitteln, wie Natriumsulfit und bzw. oder ähnlich wirkenden Substanzen.
Die in der Beize vorbehandelten Gegenstände können unmittelbar in alkalischen bzw. cyankalischen Bädern galvanisiert werden. Bei gewissen Legierungen - besonders wenn sie Kupfer enthalten - und bei gut polierten Gegenständen erweist es sich auch oft als zweckmäßig, den in der Beize entstandenen Niederschlag mit sauer reagierenden Lösungen von Oxydationsmitteln, z. B. mit Salpetersäure oder Salpetersäure enthaltenden Säuremischungen, zu entfernen und dann die Behandlung in der kupferhaltigen Zinkatbeize zu wiederholen. Gegebenenfalls kann dies Verfahren auch noch öfters wiederholt werden.
Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, den Bädern, die zur Galvanisierung der gemäß vorliegender Erfindung vorbehandelten Aluminiumgegenstände dienen, Alkalicarbonate und bzw. oder Alkalisalze von Fettsäuren und bzw. oder Alkalisalze von anorganischen Säuren zuzusetzen. Als Fettsäuren kommen hier vor allen Dingen die Säuren mit niedrigem Molekulargewicht, wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure usw., als anorganische Säuren Phosphorsäure, Borsäure usw. in Frage.
Eine Beize zur Vorbehandlung des Aluminiums gemäß vorliegender Erfindung setzt sich z. B. zusammen aus 4oo g Ätznatron, So g Zinkoxyd, z g Kupfer (z. B. in Form von Cyankupferkalium), z5 g Natriumsulfit und 11 Wasser. Man beizt in dieser Lösung je nach Art des Gegenstandes oder der Legierung 1/z bis 5 Minuten, spült ab und bringt ihn in das galvanische Bad. Unter Umständen ist die oben beschriebene Ablösung des Niederschlages mit Salpetersäure vorzunehmen und die Behandlung in der Beize zu wiederholen.
Nach dem geschilderten Verfahren ist es möglich, vollkommen festhaftende Niederschläge aus Kupfer-, Messing-, Cadmium-, Silber-, Goldbädern u. dgl. zu erhalten. Die Niederschläge lassen sich sowohl an der Scheibe als auch mit dem Stahl polieren, ohne die bekannten Bläschen zu bilden. Sie widerstehen auch einer weitgehenden Verformung des Aluminiums, wie es z. B. durch scharfes Knicken, Aushämmern usw. geschieht, ohne daß@ dabei Ablösung erfolgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung galvanischer Niederschläge auf Gegenständen aus Aluminium und Alül@iniumlegierungen nach stromloser Vorbehandlung mit Zinkatbeizen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gegenstände mit einer Kupfersalz enthaltenden. Zinkatbeize vorbehandelt und auf die hierbei entstehende Zwischenschicht den galvanischen Niederschlag unmittelbar aufbringt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Zinkatlösung an Ätzkali etwa 3- bis 15fach normal ist.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Zink.atlösung an Zink mindestens etwa i / i rnormal ist. a,.
Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupfergehalt der Zinkatlösung etwa 1,5 bis 8 g im Liter beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch i bis q, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupfer in der Ziiakatbeize vorwiegend in einwertiger Form vorliegt.
6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zinkatlösung Reduktionsmittel zugesetzt werden.
7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Tauchen der Gegenstände entstehende Niederschlag mit sauer reagierenden Lösungen von oxydierend wirkenden Mitteln entfernt und durch nochmaliges Tauchen in die Zinkatlö-sung wieder erzeugt wird. B.
Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Tauchen der Gegenstände entstehende Niederschlag mit Salpetersäure oder Salpetersäure enthaltenden Säuremischungen entfernt wird.
9. Verfahren nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablösung des Niederschlages und seine Wiedererzeugung mehrmals wiederholt wird. io. Verfahren nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß den zur . Erzeugung der elektrolytischen Metallüberzüge dienenden cyankalischen Bädern Alkalisalze von zweckmäßig niedrigmolekularen Fettsäuren und/oder .anorganischen Säuren, wie Phosphorsäure oder Borsäure, zugesetzt werden. i i. Verfahren nach Anspruch i bis i o, dadurch gekennzeichnet, daß den zur Erzeugung der elektrolytischen Metallüberzüge dienenden cyankalischen Bädern Alkalicarbonate zugesetzt werden.