DE671150C - Verfahren zur Erzeugung von eisblumenartig gemusterten Metallueberzuegen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung von eisblumenartig gemusterten Metallüberzügen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung von gut haftenden Metallüberzügen mit eigenartig eisblumenähnlich gemusterter Oberfläche auf Gegenständen aus den verschiedensten Metallen oder Metalllegierungen, wie Eisen, Stahl, Kupfer und Messing.
• Dies Verfahren besteht darin, daß man auf das Grundmetall zunächst einen glänzenden Überzug aus einem niedriger als das Grundmetall schmelzenden anderen Metall, wie z. B. Zinn, Cadmium oder Zink, oder aus einer niedriger als das Grundmetall schmelzenden Legierung von beliebiger Dicke, z. B. nach dem sogenannten Tauchverfahren durch Eintauchen des Grundmetalls in das geschmolzene Überzugsmetall, oder auf galvanischem Wege und durch nachfolgende Erhitzung in einem nicht oxydierenden Medium aufschmilzt und auf diesen Überzug sodann eine Schicht desselben oder eines anderen Metalls oder derselben oder einer anderen Legierung auf galvanischem Wege abscheidet, und zwar mit der Maßgabe, daß der oberste Überzug so dünn gemacht wird, daß er eine eisbluinenartige Musterung zeigt.
• Mit Vorteil kann man beim Aufbringen des ersten Überzugs z. B. derart verfahren, daß man das Grundmetall, vorzugsweise nach einer Reinigungsbehandlung üblicher Art, einer Vorbehandlung durch Ätzen mit einer Säure und/oder einer weiteren Behandlung in einer alkalisch reagierenden Flüssigkeit, z. B. als Anode in einem solchen, vorzugsweise ein Alkalicyanid enthaltenden Bad unterzieht. Auf den nach einer derartigen Vorbehandlung oder auch ohne diese auf das Grundmetall nach dem Tauchverfahren aufgebrachten ersten Überzug kann man alsdann die gewünschte weitere Metallschicht auf galvanischem Wege abscheiden. Auch kann man nach dein Verfahren des Patents 661 936 den unmittelbar auf das Grundmetall nach einer Vorbehandlung der erwähnten Art oder ohne eine solche galvanisch aufgebrachten Überzug zunächst einer vorzugsweise nur kurz dauernden Erhitzung auf eine oberhalb seines Schmelzpunktes liegende Temperatur unter möglichstem Ausschluß oxydierender Einflüsse unterziehen und auf die so erhaltene glänzende Fläche den weiteren Überzug oder die weiteren Überzüge aufbringen. Man kann auch zunächst an Stelle nur eines Metalls oder nur einer Legierung zwei oder mehrere Metalle, wie z. B. Zink und Cadmium, gleichzeitig oder nacheinander bzw. übereinander auf der z. B. aus Stahlblech bestehenden Unterlage z. B. auf galvanischem Wege aufbringen und durch die anschließende Hitzebehandlung eine Legierungsbildung zwischen . diesen aufgebrachten Metallen herbeiführen:'.
• Die Erhitzung des nach dein Aufbringer . des ersten Überzugs, soweit nötig, gewaschenen und alsdann getrockneten Gegenstandes auf eine oberhalb des Schmelzpunktes des Überzugsinetalls oder der vereinigten Überzugsmetalle liegende Temperatur erfolgt zwecks Vermeidung von Oxydation in einem nicht oxydierenden Medium, wie z. B. in geschmolzenem Talg oder auch in einer Atmosphäre eines nicht oxydierenden Gases, wie Wasserstoff oder Stickstoff. Die Erhitzungsdauer kann bei Verwendung von geschmolzenem Talg je nach der Größe des erhitzten Gegenstandes z. B. etwa io Sekunden bis 2 Minuten bei einer Temperatur von 4.5o bis 5oo' betragen. Indessen können z. B. bei Verwendung von Zinn als Überzugsmetall auch weit niedrigere Temperaturen, z. B. von 2.4o bis 26o° C, wie gegebenenfalls auch höhere Temperaturen zur Anwendung kommen.
• Es wurde gefunden, daß durch geeignete Kühlung nach der Hitzebehandlung je nach Art des angewendeten Kühlmittels und der Kühldauer die Art der Musterung des nach der Hitzebehandlung aufgebrachten weiteren Überzugs beeinflußt werden kann, wobei in jedem Falle durch Vo.rversuche die für das gewünschte Ergebnis besten Arbeitsbedingungen leicht ermittelt werden können.
• "Zach dem nach einer solchen Hitzebehandlung oder auch ohne eine solche erfolgten Aufbringen @ein°s weiteren gemusterten überzugs auf der ersten aufgebrachten Überzugsschicht kann man auch diesen Überzug durch eine Hitzebehandlung der vorerwähnten Art glätten und auf die derart geglättete Oberfläche ;noch leinen weiteren Überzug z. B. auf galvanischem Wege aufbringen. Auch kann dieser Vorgang zwei='oder mehrmals wiederholt «-erden. Auf diese Weise ist es z. B. möglich, bei Abdeckung von Teilen der Oberfläche des an erster Stelle auf die Zwischenschicht aufgebrachten Überzugs oder weiterer Überzugsschichten Überzüge zu erzielen, die nebeneinander verschieden gemusterte und glänzende und/oder verschieden gefärbte Flächenteile enthalten.
• Bei Behandlung von kalt gewalztem Stahl sollte dieser vor dem Aufbringen der ersten Überzugsschicht stets einer Ätzung mit einer Säure oder einer sonstigen sauren Flüssigkeit unterzogen werden. Indessen hat sich eine derartige Vorbehandlung auch bei Verwendung , dung anderer Grundmetalle im allgemeinen als vorteilhaft erwiesen. Für diese Säure-Behandlung können z. B. starke Säuren, wie Schwefelsäure, Salzsäure und Salpetersäure oder Mischungen solcher Säuren, vorzugsweise bei Temperaturen von etwa 5o bis 70° C verwendet werden. Zweckmäßig läßt man hierbei die Säure so lange auf die Metalloberfläche wirken, bis eine gleichmäßige und gut sichtbare Ätzung der Metalloberfläche eingetreten ist. Nach dein Abwaschen mit Wasser kann sodann der geätzte Gegenstand entweder getrocknet und mit dem ersten Metallüberzug versehen werden, oder er kann auch zuvor noch einer Behandlung in einer alkalisch reagierenden Lösung, zweckmäßig einer solchen mit einem hohen Gehalt an Alkalicyanid, z. B. während etwa 5 Minuten, zweckinäßig als Anode unter Stromdurchgang, unterzogen werden. Auch kann man hierfür Bäder verwenden, die nur Alkalicyanid oder ein Alkalihydroxy d, wie Natriumhy droxy d, oder andere alkalisch reagierende Stoffe neben Alkalicyanid enthalten.
• Das Aufbringen des weiteren Überzugsmetalls oder der weiteren überzugsnietalle auf den nach einer Vorbehandlung der erwähnten Art oder ohne eine solche auf das Grundmetall aufgebrachten ersten Überzug erfolgt auf galvanischem Wege nach bekannten Verfahren nach vorheriger Hitzebehandlung des an erster Stelle aufgebrachten Überzugs in der oben beschriebenen Weise, gegebenenfalls unter Wiederholung einzelner der genannten Maßnahmen.
• Außer niedriger als das Grundmetall schmelzenden Metallen, wie z. B. Zink, Cadinium und Zinn, können auch andere Metalle, wie Kupfer oder Gold, für die Bildung der gemusterten weiteren überzugsschichten verwendet werden. Im letzteren Falle empfiehlt es sich jedoch, die Bildung der gemusterten Oberfläche als solche nicht durch Metalle der letztgenannten Art, sondern durch ein anderes Metall, z. B. durch auch für den ersten Überzug auf dem Grundmetall verwendete Metalle, zu bilden und erst auf der zweiten gemusterten Schicht dieses Metalls eine weitere Auflage, z. B. aus Kupfer oder Gold, aufzubringen.
• So kann man z. B. auf einen Gegenstand aus kaltgewalztem Stahl oder einem anderen Metall nach Reinigung, Säureätzung und anschließender alkalischer anodischer Vorbehandlung eine Schicht aus Zinn oder Zink z. B. nach dem Tauchverfahren oder auf galvanischem Wege aufbringen, irn letzteren Falle einer Hitzebehandlung, z. B. b,-i etwa 26o°, in geschmolzenem Talg unterziehen, auf den in dieser Weise geglätteten Überzug auf galvanischem Wege einen weiteren dünnen Überzug aus Zinn oder einer Zinnlegierung aufbringen, der die erwähnte eisbluinenartige Musterung zeigt und auf diesen schließlich noch eine Goldschicht auf galvanischem Wege niederschlagen.
• Das Aussehen des endgültigen Überzugs hängt von einer Reihe von verschiedenen Faktoren ab. So wurde gefunden, daß die Wahl der für den ersten Überzug verwendeten Metalle oder Legierungen auch für das Aussehen und die Musterung des weiteren überzugs oder der weiteren Überzüge von Bedeutung ist. Ebenso hängt die Oberflächengestaltung, z. B. die Größe der in dem äußersten Überzug in Erscheinung tretenden, das eisblumenartige Aussehen verursachenden Kristalle, von dem Grad Lind der Durchführungsart der nach einer etwaigen Hitzebehandlung eines LTberzugs angewendeten Abkühlung ab, wie auch von der Art der etwa stattgehabten Vorbehandlung des Grundmetalls durch Säureätzung, wobei im allgemeinen bei stärkerer Ätzung die Kristallausbildung eine stärkere ist.
• Bis zu einem gewissen Grad kann man auch durch Regelung der Dicke der letzten Überzugsschicht` das Aussehen derselben beeinflussen. Irn allgemeinen empfiehlt es sich aber, den letzten Auftrag nicht zu dick auszuführen, da hierdurch das Aussehen beeinträchtigt werden kann. Die in jedem Falle das beste Ergebnis liefernden Schichtstärken sind je nach Art des angewendeten Metalls verschieden. Kupfer oder Gold sollte z. B. nur in sehr dünner Schicht auf eine bereits vorhandene gemusterte oder nicht gemusterte Schicht, z. B. aus Zinn, aufgebracht werden, während äußere Schichten aus Zinn oder Zinnlegierungen bei Dicken von o,0762 mm oder mehr noch gute Musterung zeigen können.
• Es ist bekannt, auf eine z. B. nach dem sogenannten Tauchverfahren oder durch Eintauchen in eine Metallsalzlösung auf einen Metallgegenstand aufgebrachte Schicht, insbesondere aus Blei, zur Verstärkung auf galv anischern Wege einen weiteren glänzenden Überzug aus demselben oder einem anderen Metall aufzubringen.
• Es ist auch bekannt, einen auf diese Weise auf eine Zwischenschicht aus Blei aufgebrachten Überzug aus Zink durch nachheriges Erhitzen unter Legierungsbildung mit' der Zwischenschicht aus Blei besser zu verbinden.
• Es ist ferner bekannt, der Oberfläche einer nach dem Tauchv°rfahren auf einen Metallgegenstand aufgebrachten Schicht, insbesondere aus Blei, durch Behandlung mit einem Beizmittel eine kristalline Struktur zu verleihen und den. so gemusterten Überzug alsdann durch Überziehen mit demselben oder einem anderen Metall auf galvanischem Wege zu verstärken.
• Es ist auch bekannt, einen Metallgegenstand auf galvanischem Wege mit einem Metallüberzug, insbesondere aus Zinn, zu versehen, diesen durch Anschmelzen mit dem Grundmetall fester zu verbinden und darauf sodann einen glänzenden Überzug aus einem weiteren Metall ebenfalls auf galvanischem Wege aufzubringen.
• Keinem dieser bekannten Verfahren war die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Lehre technischen Handelns zu entnehmen, zur Erzeugung von eisblumenartig gemusterten Metallüberzügen auf das Grundmetall zunächst eine glatte überzugsschicht aus einem Metall oder einer Legierung von niedrigeren Schmelzpunkt als das Grundmetall aufzubringen, diese mit dein Grundmetall sodann durch Anschmelzen zu vereinen und auf die erhaltene, durch Abkühlung zum Erstarren gebrachte Schicht auf galvanischem Wege eine weitere metallische Schicht so dünn aufzubringen, daß sie die gewünschte Musterung zeigt. .
• Beispiele i. Kupferblech wurde mit einer warmen Mischung von Schwefelsäure und Salpetersäure behandelt, bis eine gleichmäßige und sichtbare Ätzung eingetreten war. Das geätzte Kupfer wurde darauf in einem alkalischen Elektrolyten mit einem Überzug von Zinn versehen. Das plattierte Blech wurde in ein Talgbad von einer Temperatur von 24.o bis 26o° C getaucht und bis zum Schmelzen des Zinnüberzuges darin gelassen und durch Spulen mit Wassergekühlt. Das Blech wurde darauf abgekühlt und erneut mit einem sehr dünnen Zinnüberzug versehen. Der zweite Zinnüberzug hatte eine schöne eisblumenartige Musterung.
• 2. Kalt gewalztes Stahlblech wurde zur Entfernung von Fett oder Schmutz gereinigt, mit konzentrierter Schwefelsäure bis zum Sichtbarwerden der Ätzung geätzt, mit Wasser gewaschen und bei einer Temperatur von 55 bis 70" C etwa 3 Minuten lang einer anodischon Behandlung in einer alkalischen Lösung von Natriumcyanid unterzogen. Darauf wurde das Stahlblech wie in Beispiel i mit Zinn überzogen, der Hitzebehandlung unterworfen und erneut plattiert. Das Ergebnis war dasselbe wie in Beispiel i.
• 3. Auf kalt gewalztem Stahlblech wurde zunächst wie in Beispiel 2 ein eisblumenartig gemusterter Zinnüberzug erzeugt. Dieser wurde darauf mit einem galvanischen Goldüberzug versehen.
• Kalt gewalztes Stahlblech wurde auf galvanischem Wege aus einem alkalischen Bad, dem außer Zinn ein Cadmium- oder Zinksalz zugesetzt war, mit einem Überzug einer Legierung von Zinn mit Cadmium bzw. mit Zink versehen. Alsdann wurde dieses Blech unter nicht oxydierenden Bedingungen auf eine oberhalb des Schmelzpunktes des Überzugs liegende Temperatur erhitzt, abgekühlt und in einem alkalischen Elektrolyten mit einem sehr dünnen Überzug von reinem Zinn versehen, der in beiden Fällen wieder eine eisblumenartige Musterung in je nach der Vorbehandlung etwas verschiedener Ausbildung zeigte.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung von eisblumenartig gemusterten Metallüberzügen auf Metallgegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Grundmetall zunächst eine glatte Überzugsschicht aus einem Metall oder einer Legierung von niedrigerem Schmelzpunkt als dem des Grundmetalls z. B. nach dem Tauchverfahren aufgeschmolzen wird und auf dieser eine weitere metallische Schicht oder weitere metallische Schichten galvanisch erzeugt werden mit der Maßgabe, daß der oberste Überzug so dünn gemacht wird, daß er eine eisblumenartige Musterung aufweist.
2. 2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die das Grundmetall unmittelbar abdeckende niedrigschmelzende Überzugsschicht galvanisch erzeugt und durch vorzugsweise kurzes Erhitzen in einem nicht oxydierenden Medium, z. B. geschmolzenem Talg, auf oberhalb des Schmelzpunktes der Überzugsschicht liegende Temperaturen erhitzt und die so geglättete Schicht durch Abkühlen -zum Erstarren gebracht wird. _ 3.a Verfahren nach Ansprüchen i und 2, dadl@rch gekennzeichnet, daß man bei Herstellung der das Grundmetall unmittelbar abdeckenden ersten Überzugsschicht auf galvanischem Wege zwei oder mehrere Metalle oder Legierungen gleichzeitig oder nacheinander auf das Grundmetall aufbringt. q.. Verfahren nach Ansprüchen z bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Grundmetall, insbesondere bei Anwendung von kalt gewalztem Stahl, vor dem Aufbringen des ersten Überzugs einer Ätzung mit einer Säure oder sonstigen sauren Flüssigkeit und gegebenenfalls anschließend einer Behandlung mit einer alkalisch reagierenden Flüssigkeit, z. B. als Anode in einem alkalischen, vorteilhaft ein Alkalicyanid enthaltenden Bad, unterzieht. 5. Verfahren nach Ansprüchen i bis d., dadurch gekennzeichnet, daß man auf den auf den das Grundmetall unmittelbar abdeckenden Überzug aufgebrachten Überzug, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Hitzebehandlungen gemäß Anspruch 2, noch einen weiteren Überzug oder weitere Überzüge aus demselben oder einem anderen Metall oder derselben oder einer anderen Legierung aufbringt.