DE682248C - Elektrolytisches Glaenzverfahren fuer rostfreie Stahllegierungen - Google Patents

Description

• Elektrolytisches Glänzverfahren für rostfreie Stahllegierungen Um den Oberflächen von Blechen oder Gegenständen, welche aus rostfreien Eisen-oder Stahllegierungen bestehen, ein hochglänzendes Aussehen zu verleihen, war man bisher ;gezwungen, diese Gegenstände auf Hochglanz zu schleifen und zu polieren. Diese mechanische Bearbeitung des rostfreien Stahls verursachte infolge der hohen Härte des mit Chrom. oder Chromnickel legierten Eisens oder Stahls einen sehr beträchtlichen Aufwand an Arbeit, Zeit und Kosten.
• Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das mechanische Glänzverfahren durcheinelektrolytisches Glänzverfahren zu ersetzen, durch welches mit bedeutend weniger Arbeit, größerer Schnelligkeit und weit ;geringeren Kosten dem mechanischen Polierverfahren ebenbürtige Glanzeffekte :erreicht werden. Durch zahlreiche Versuche konnte nämlich festgestellt werden, daß mit Chrom oder Chromnickel legiertes. Eisen oder Stahl durch eine elektrolytische; anodiscbe Behandlung ein hochglänzendes Aussehen annimmt, wenn. die Behandlung in einem. Bade stattfindet, :das aus einer Lösung von solchen Säuren zusammengesetzt ist, welche die Komponenten der behandelten Legierungen in Lösung aufzunehmen vermögen, und wenn dem Bade Kohlenstoffverbindungen zugesetzt werden, die von den zu behandelnden Metalloberflächen a:dsorbiert werden. Bei der Ausübung des Verfahrens ist schließlich zu beachten, daß. eine solche anodische Stromdichte angewendet wird, daß die Stromausbeute an gelöstem Metall unter 6o% liegt.
• An sich sind bereits ano.disChe Verfahren verschiedener Art bekanntgeworden. Beispielsweise hat man bereits chromfreies Eisen oder Stahl anodisch im Schwefelsäurebad behandelt, wobei sich wohl eine saubere, keineswegs aber eine hochglänzende Oberfläche erzielen ließ. Denn zur Erreichung dieses Effektes ist die Anwendung des Verfahrens auf tustfreiem Stahl Voraussetzung. Auch ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Zusammensetzung des Bades, insbesondere der Zusatz geeigneter Kohlenstoffverbindungen zum Bade; für ;die Erreichung des erstrebten Effektes notwendig, wenn eine übermäßig hohe Stromdichte vermieden werden soll.
• Wie bereits einleitend bemerkt, wird der aus rostfreiem Stahl bestehende Gegenstand anodisch in einem Säurebad behandelt, das beim Stromdurchgang die Komponenten der behandelten. Legierungen in Lösung aufnehmen kann. Dagegen sind Bäder, welche beim Stromdurchgang festhaftende Deckschichten aus schwer löslichen Salzen oder Oxyden bilden; wegen der sich hierbei ergebenden mechanischen Passivierung ungeeignet. Das anzuwendende Bad kann ,an sich verschiedenartige Zusammensetzung aufweisen. Als vorteilhaft haben sich z. B. Bäder erwiesen, welche aus Lösungen einer odeir mehrerer anorganischer Säuren, z. B. Schwefelsäure und Phosphorsäure; Wasser und einem Zusatz: von Kohlenstoffverbindungen bestehen; vorausgesetzt, daß der Elektrolyt die Kohlenstoffverbindung oder die Kohlenstoffverbindungen in echter oder kolloider Lösung aufzunehmen vermag.
• Da es erwünscht ist, die Glanzätzung unter möglichst geringem Gewichtsverlust des behandelten Gegenstandes durchzuführen, ist darauf zu achten, daß die Stromausbeute an gelöstem. Metall niedrig gehalten wird. Um dies zu erreichen, können außer der Erhöhung der Stromdichte, welcher durch die Erwärmung -des Elektrolyten und die Gasentwicklung Grenzen gesetzt sind, noch andere ansich bekannte Maßnahmen getroffen werden, welche eine -chemische Passivieruug der in Rede stehenden Legierungen begünstigen. Solche Maßnahmen sind beispielsweise der Zusatz starker Oxydationsmittel; wie Chlorsäure oder Salpetersäure, zum Badeoder eine Vorpassiverung der Gegenstände durch chemische Vorbehandlung vor der elektrolytischen Behandlung oder eine Kühlung,des Bades während der elektrolytischen Behandlung.
• Die Ausübung des Verfahrens .erfolgt in der Weise, daß der zu behandelnde Gegenstand während weniger Minuten mit so hoher anodischer Stromdichte elektrolysiert wird, däß die Stromausbeute, mit der das Metall des Gegenstandes in Lösung geht; weniger als 60% beträgt, während der übrige Teil des Stromes hauptsächlich der Gasentwicklung dient. Als Kathode kann jeder beliebige, die Elektrizität leitende Stoff verwendet werden. Je nach dem. Gehalt des Bades an abscheidbarem Metall und ,nach seinem Säuregrad findet an der Krathoide .eine Metallabscheidung oder Wasserstoffentwicklung oder ein anderer 'Reduktionsvorgang oder mehrere dieser Vor-.gänge ;gleichzeitig statt. Bei dieser Arbeitsweise nimmt im Gegensatz zu dem bekannten Atzverfahren die behandelte Oberfläche Hochglanz an. Außerdem, bewirkt diese Behandlung eine Verminderung ;der Benetzbarkeit der Metalloberflächen durch Flüssigkeiten.
• Die Höhe der anzuwendenden Stromdichte, bei der .die Stromausbeute der Metallauflösung unter 6oo/o beträgt, ist in hohem. Maße von der Natur des angewandten Bades abhängig. Bei ' den meisten Bädern liegt sie über to A/dm2, im allgemeinen arbeitet man mit anodischen Stromdichten von 2o bis 8o A/dm2. Die Stromdichte müß um so höher sein, je höher die Temperatur des Bades. ist,., Die Versuche haben ergeben, daß als Zusätze zum: Bad Kohlenstoffverbindungen, wie Glycerin, Talg, Lösungen von Benzoesäure, Pikrinsäure, und die Stoffe; welche unter der Bezeichnung Sparbeizen den bekannten Beizsäuren zugesetzt sind, wie z. B. Sulfitablauge aus der Zellstoffabrikation, vorteilhaft sind. Denn die anodische Stromdichte, welche bei Anwendung einer wässerigen Schwefelsäurelösung zur Erzielung einer Glänzätztuz@g eines Chromnickelstahlblechesmindestens iq.öA/dm2 betragen mußte, konnte durch Zusatz eines gleichen Volumens Glycerin auf 45 A/dm2 erniedrigt werden, während ;gleichzeitig .der erzielte -Glanzeffekt stieg. Die Dauer der zur Erzielung einer glänzenden Oberfläche nötigen Behandlung ist von der Stromdichte und der Badzusammensetzung abhängig. Im ,allgemeinen elektrolysiert man 2 bis to Minuten, doch kann bei Anwendung von sehr hohen Stromdichten die Behandlungszeit bei manchen Legierungen auf den Bruchteil .einer Minute verringert werden. Die Behandlungsdauer ist auch nach der Zusammensetzung der Legierung zu bemessen, Sie kann beispielsweise um -so kürzer sein, je nickelreicher die Legierung ist.
• Nach dem vorliegenden Verfahren wird die Glanzätzung dadurch erzielt, daß man die Legierungen in stark .chemisch passiviertem Zustande zur Abstoßung von Metallionen zwingt. Ob .die Bierbei bestehende hohe polarisierende Spannung Unterschiede der Stabilität im. Kristallgefüge, welche beim gewöhnlichen Ätzen oder gelektrolytischen Auflösen, die das matte ,Aussehen bedingende Zerklüftüng der Oberfläche hervorrufen, unwesentlich macht, so daß Stellen größerer Stabilität in gleichem Maße wie Stellengeringerer Stabilität abgebaut werden, oder ob die Gasbeladung allein eine, nivellierenden Einfluß bei .der Ablösunz von Metall ausübt, läßt sich nicht mit Sicherheit :erntscheiden. Es ist jedoch wahrscheinlich, daß die bei der vorliegenden Behandlung .stattfindende starke Gasbeladung der Metalloberfläche nicht nur mittelbar durch die Beeinflussung der Metallauflösung zur Glanzätzung beiträgt, sondern daß sie auch unmittelbar das. Reflexionsvermögen der Metalloberfläche :erhöht und die Ursache der verringerten Benetzbarkeit bildet.
• Die Wirkurig der organischen Zusätze, welche schon bei verhältnismäßig niedrigen anodischen Stromdichten Stromausbeuten an gelöstem. Metall bedingen, die unter 6o% liegen, ist wohl darauf zurückzuführen, daß, sie, indem sie von der behandelten Metalloberfläche adsorbiert werden, dessen freie Oberfläche verringern und dadurch auch: bei geringeren Stromstärken eine hohe wirksame Stromdichte bedingen. So ist es auch zu erklären, daß die günstige Wirkung von sehr verschiedenartigen Kohlenstoffverbindungen hervorgerufen wird.
• Ausführungsbeispiel .In einem Bad, das :durch Vermischen von 400 ccrn Schwefelsäure, 300 ccm! Wasser und 400 ccm. Glycerin gewonnen worden war, wurde bei 55° C ein Blech aus Chromnickelstahl von der Zusammensetzung 7q.% Eisen, 18 % Chrom. und 8 % Nickel mit einer Stromdichte von 5oA/,dm2 5 Minuten langanodisch behandelt. Die Stromausbeute an gelöstem Metall betrug hierbei 400/0.
• Das zuvor ungeschliffene rund unpolierte Blech erhielt durch die Behandlung ein hochglänzendes Aussehen.
• Die vorteilhafte Wirkung des neuen Verfahrens besteht darin, daß die Oberfläche des behandelten Gegenstandes :ein sehr starkes Reflexionsvermögen -erhält, wie es beim Abschleifen und Planschleifen nicht erreicht werden kann, wobei sich dem mechanischen Polierverfahren gegenüber noch der weitere Vorteil ergibt, daß das von dem behandelten Gegenstand gelöste Metall nicht verlorengeht, sondern aus dem Bade vollständig wieder zurückgewonnen werden kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: >;. Verfahren zum. elektrolytischen Glänzen von rostfreien Stahllegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Gegenstand, der aus mit Chrom oder Chromnickel legiertem Eisen oder Stahl besteht, anodisch in einem Bade behandelt, das aus einer Lösung von solchen Säuren zusammengesetzt ist, die die Komponenten der behandelten Legierungen zu lösen vermögen, wobei dem Bade Kohlenstoffverbindungen, die von den zu behandelnden Metalloberflächen adsorbiert werden, zugesetzt sind und eine solche anodis-che Stromdichte angewendet wird, daß die Stromausbeute an gelöstem,Metall unter 6o% liegt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad eine oder mehrere anorganische Säuren, welche das Metall des zu behandelnden Gegenstandes in Lösung aufzunehmen vermögen, Wasser und eine oder mehrere Kohlenstoffverbindungen, welche der Elektrolyt in echter oder kolloidaler Lösung aufzunehmen vermag, enthält.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, ,dadurch gekennzeichnet, daß als K ohlenstoffverbindungeni Glycerin oder Talg oder Lösungen von Benzoesäure oder Pikrinsäure oder solche Stoffe verwendet werden, welche unter dem Narnen Sparbeizen den bekannten Beizsäuren zugesetzt sind.