DE71384C - Verfahren zur Herstellung von galvanischen Ueberzügen auf Aluminium - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

Um Metalle mit Hülfe des elektrischen Stromes aus Lösungen niederschlagen zu können, ist es erforderlich, diese Metalle den Bädern in Form von löslichen Salzen zuzuführen, welche durch den elektrischen Strom in das an der Kathode sich abscheidende Metall und den oder die anderen Componenten zerlegt werden. Da aber das elektrische Leitungsvermögen derartiger Metallsalzlösungen oft ein so geringes ist, dafs aus ihnen galvanische Niederschläge nur unter grofsem Aufwand an elektrischer Kraft erzielt werden können, so fügt man den Metallsalzlösungen meist noch Leitungssalze zu, d. h. Salze, welche das Leitungsvermögen des Bades erhöhen, ohne die zur Erzeugung eines galvanischen Niederschlages erforderlichen Zersetzungsprocesse zu hindern oder die niedergeschlagenen Metalle anzugreifen. In »constanten« Bädern endlich, in denen der Metallgehalt annähernd der gleiche bleiben soll, ist aber auch noch ein Ueberschufs des Mittels nothwendig, durch welches gemäfs der Zusammensetzung des Bades das Metall der Anode gelöst werden soll, da aus praktischen Ursachen niemals durch die einfachen, vom elektrischen Strome bewirkten Zerlegungsvorgänge genau so viel Metall an der Anode gelöst wird, als an der Kathode zum Niederschlag gelangt. In manchen Bädern machen auch secundäre Zersetzungsvorgänge die Anwesenheit jenes eben erwähnten Ueberschusses nothwendig.

Gemäfs diesen kurz angeführten Gesichtspunkten sind die für den technischen Gebrauch allein in Betracht kommenden galvanischen Bäder zusammengesetzt. Sie enthalten die Metalle in Form von schwefelsauren Salzen, Chloriden, Chlorüren oder Cyanverbindungen, die Leitungssalze in Form der verschiedensten Kalium-, Natrium- öder Ammoniumverbindungen bezw. in Form von Schwefelsäure, die Lösungsmittel zumeist in Gestalt von Alkaliverbindungen. Jedenfalls enthalten alle diese Bäder stets den einen oder anderen der zu den nachstehenden Gruppen gehörenden Körper: schwefelsaure Metallsalze, Metallchloride oder -Chlorüre, Alkalien in den verschiedensten Verbindungen. Die zu diesen drei Gruppen gehörenden Stoffe üben entweder direct oder in ihren durch die Einwirkung des elektrischen Stromes entstehenden Zersetzungsproducten einen verändernden Einfiufs auf Aluminium aus, indem sie dasselbe entweder direct lösen oder mit demselben Verbindungen eingehen, welche die Oberfläche des Aluminiums überziehen. Da es aber unmöglich ist, brauchbare, festhaftende Metallniederschläge in Bädern zu erzielen, welche durch ihre chemische Einwirkung die in sie gebrachten Gegenstände auflösen oder sie ihrer reinmetallischen Oberfläche berauben, so erhellt aus alledem, dafs es in den gebräuchlichen galvanischen Bädern nicht angängig ist, Aluminium mit haftbaren Metallniederschlägen zu überziehen. Man kann aber sehr wohl die gebräuchlichen galvanischen Bäder zum Niederschlag von Metallen auf Aluminium benutzen, wenn man vor dem Einbringen in diese Bäder das Aluminium mit

wenn auch dünnen, so doch festhaftenden Ueberzügen von Metallen versieht, welche von den Badflüssigkeiten nicht angegriffen werden. Um solche dünne, aber festhaftende Metallüberzüge auf Aluminium erzielen zu können, mufs man die betreffenden Metallüberzüge auf der reinmetallischen. Aluminiumfläche zur Ablagerung bringen. Man kann dies auf folgenden zwei Wegen erreichen.

I. Man suspendirt Melallverbindungen, welche im Reductionsfeuer oder beim Erhitzen unter Luftabschlufs bei wenigstens 500° C. zum reinen Metall sich reduciren, in Flüssigkeiten, welche weder Aluminium noch die in ihnen suspendirten Metallverbindungen in der Kälte oder Wärme angreifen, sich aber durch Aufstreichen, Aufgiefsen oder Eintauchen leicht gleichmäfsig in dünner Schicht über die gesammte Oberfläche von Aluminiumgegenständen vertheilen lassen und im Reductionsfeuer oder bei Erhitzung unter Luftabschlufs verdampfen, ohne einen störenden Rückstand zu hinterlassen, überzieht Aluminiumgegenstände von reinmetallischer Oberfläche mit derartig beschaffenen , geeignete . Metallverbindungen enthaltenden Flüssigkeiten, läfst auftrocknen, reducirt in der Reductionsflamme oder durch Erhitzen unter Luftabschlufs und erhält einen dünnen Metallüberzug, welcher auf der reinmetallischen Oberfläche des Aluminiums fest aufsitzt.

II. Man giebt den mit reinmetallischer Oberfläche versehenen Aluminiumgegenständen durch Ansieden in geeigneten Metalllösungen einen dünnen metallischen Ueberzug, indem man hierzu Metalllösungen wählt, welche an und für sich zwar Aluminium lösen, welche aber, in Berührung mit Aluminium, unter den chemischen und physikalischen Bedingungen des Ansiedeprocesses das in ihnen enthaltene Metall auf dem Aluminium niederschlagen und ihre aluminiumlösende Eigenschaft hierbei nur insoweit bethätigen, als sie dem Aluminium die zum Gelingen des Ansiedeprocesses erforderliche reinmetallische Oberfläche geben bezw. bewahren.

Die nach Methode I. und II. mit dünnem Metallüberzug versehenen Aluminiumgegenstäride kann man entweder direct in die gebräuchlichen galvanischen Bäder überführen, ohne befürchten zu müssen, dafs das Aluminium von denselben angegriffen oder nicht mit Ueberzügen versehen würde, oder man kann die nach I. oder II. erhaltenen Ueberzüge in den unter III. genannten Bädern noch verstärken, ehe man sie in die gebräuchlichen bringt.

Die galvanisch zu überziehenden Aluminiumgegenstände müssen wie jeder andere Metallgegenstand vor Beginn aller Operationen gereinigt, d. h. von allem anhaftenden Schmutze, Fett, Oxyd und dergleichen befreit werden. Man erzielt dies auf dem bekannten Wege durch Eintauchen in kalte oder warme Aetznatron- oder Aetzkalilauge und nachfolgendes Bürsten und Abwaschen, durch Bürsten mit Wasser und Potasche oder Kalk, durch Einlegen in Salpetersäure, nochmaliges Abwaschen u. s. w. Das Endergebnifs mufs in jedem Fall eine reinmetallische Oberfläche sein. Für die nach Methode I mit Metallüberzügen zu versehenden Aluminiumgegenstände ist noch erforderlich, dafs man sie nach Erzielung einer reinmetallischen Oberfläche trocknet. Dies mufs durch Erwärmen oder durch Anwendung von Reagentien unter Erhaltung der reinmetallischen Oberfläche der Gegenstände geschehen.

Zu I. Die in der einen oder anderen .angegebenen Weise gereinigten und getrockneten Gegenstände können nach Methode I. z. B. in folgender Weise mit einem dünnen Metallüberzuge versehen werden:

a) Man löst 100 Theile reines Gold in Königswasser, fügt 1 bis 3 Theile Uranoxyd bei, dampft ein und mischt von dem verbleibenden Rückstand 1 bis 3 Theile mit 1 Theil Schwefel, ι bis 3 Theilen Damarharz, 3 bis 6 Theilen Terpentin in der Wärme, rührt sorgfältig um, streicht die erkaltete, rothbraune Flüssigkeit mit dem Pinsel auf den gut gereinigten, trockenen Aluminiumgegenstand auf und bringt diesen in die Reductionsflamme oder besser in eine auf 450 bis 500⁰ C. erhitzte Muffel, in welcher die in dem Ueberzüge enthaltenen Schwefel-, Terpentin- und Damarharzmengen ohne Rückstand verbrennen, während metallisches Gold zu einem den Aluminiumgegenstand überziehenden, festhaftenden Ueberzug reducirt wird.

An Stelle des Rückstandes, welchen man aus der mit Uranoxyd versetzten Lösung von Gold in Königswasser gewinnt, kann man auch den Rückstand treten lassen, welchen eine mit entsprechenden Mengen Uranoxyd versetzte Lösung vom salpetersaurem Silber beim Eindampfen hinterläfst, um auf sonst gleichem Wege einen Silberüberzug der Aluminiumgegenstände zu erzielen.

b) Man bestreicht die Aluminiumgegenstä'nde mit einer Masse von der Consistenz streichfertiger Oelfarbe, welche Masse man durch Verreiben von 14 bis 22 Theilen borsaurem Blei und 1 bis 5 'Theilen Kupferoxyd mit der erforderlichen Menge Terpentinöl gewonnen hat. Sowie der Aufstrisch getrocknet ist, bringt man den Gegenstand in die Reductionsflamme oder besser in eine auf ungefähr 450 bis 500⁰ C. erhitzte Muffel. Nach wenigen Minuten ist der Anstrich verschwunden und der Aluminiumgegenstand mit einer dünnen Blei-■ kupferschicht überzogen.

c) Man stellt aus 17 bis 24 Theilen salpetersaurem. Silber, 4 bis 9 Theilen destillirtem

Wasser und 8 bis 15 Theilen Alkohol eine Lösung Nr. ι her, aus 40 bis 53 Theilen Alkohol, 2 bis 5 Theilen Citronensäure, 4 bis 6 Theilen Chlorcalcium oder Chlorstrontium und 22 bis 27 Theilen Rohcollodium eine Lösung Nr. 2 her, giefst Lösung Nr. 2 in Nr. 1 unter Lichtabschlufs ein und benutzt die nach gehörigem Schütteln gewonnene Emulsion, um in dieselbe die zu galvanisirenden Gegenstände einzutauchen oder mit der Lösung die Gegenstände zu überstreichen oder zu übergiefsen. Nachdem der Ueberzug getrocknet, bringt man die Gegenstände in die Reductionsfiamme oder besser in eine auf 450 bis 500° C. erhitzte Muffel, woselbst das Collodium verbrannt und das salpetersaure Silber zu metallischem Silber reducirt werden, welch letzteres als feiner weifser Ueberzug auf den Aluminiumgegenständen haftet.

Zu II. Die nach Methode II. mit Ueberzügen zu versehenden Aluminiumgegenstä'nde werden nach dem Reinigen nicht getrocknet, sondern direct in einen der nachstehend genannten Sude gebracht.

a) Man löst Zinkspäne oder Zinkstaub in einer kochenden Lösung von Aetznatron, filtrirt nach dem Erkalten, verdünnt das Filtrat mit 5 bis 12 Theilen Wasser, bringt es zum Kochen und trägt den gut gereinigten Aluminiumgegenstand in diese kochende Lösung von Zinkoxydnatron ein, worin er schnell einen festhaftenden Ueberzug von Zink erhält.

b) Man löst 1 Theil Kupfer- oder Eisenchlorid in 8 bis 12 Theilen Wasser und bringt den zu bearbeitenden Gegenstand in die auf ungefähr 80° C. erhitzte Lösung. Derselbe überzieht sich rasch mit einer Schicht von Kupfer bezw. Eisen. Ein 2 Gewichtstheile nicht übersteigender Zusatz von Chlorkalium zu der Lösung kann angewendet werden, ist aber zum Gelingen nicht unbedingt erforderlich.

c) Man versetzt eine concentrirte Lösung von Kupfervitriol in Wasser mit y.₂- bis 2procentigem chlorsauren Kali und wendet zum Ansieden diese Lösung mit der gleichen bis doppelten Menge Wasser verdünnt an. Sie ergiebt einen Niederschlag von Kupfer auf dem Aluminium. Das Kupfervitriol kann, aber nicht mit besonderem Vortheil, durch Eisenvitriol ersetzt werden, um einen Eisenniederschlag zu erhalten.

Die eben erwähnte Kupfervitriollösung ergiebt unter Benutzung des elektrischen Stromes stärkere Niederschläge.

d) In der Mitte zwischen den Methoden I. und II. steht nachstehende. Man überzieht den gutgereinigten, trockenen oder nassen Aluminiumgegenstand mit einer kalten wässerigen Lösung von Eisenchlorid, läfst diese je nach ihrer Concentration 1 bis 5 Minuten einwirken, spült gut in Wasser ab und trocknet der folgenden

in mäfsiger Wärme. .. Der Aluminiumgegenstand ist dann mit einer dünnen Schicht von Eisen überzogen.

III. Nachdem die Aluminiumgegenstände nach einer der unter L und II. genannten Methoden mit einer schützenden und leitenden Metalloberfläche versehen worden sind, werden sie, wenn man nicht direct in den gebräuchlichen Bädern die gewünschten galvanischen Metallüberzüge nunmehr auf den Aluminiumgegenständen, herstellen will, vorerst noch mit einem Ueberzuge in einem
Bäder versehen:

a) 15 bis 25 Theile Zinkvitriol, 800 bis ι 200 Theile Wasser, 8 bis 16 Theile Schwefelsäure.

b) Eine Lösung von Zinkvitriol in Wasser wird so lange mit Aetznatron versetzt, bis der anfangs entstandene Niederschlag sich wieder gelöst hat.

c) Eine concentrische Lösung von Kupfervitriol in Wasser mit Schwefelsäure angesäuert.

d) 15 bis 25 Theile Chlorsilber, 400 bis 600 Theile Weinstein, 400 bis 600 Theile Kochsalz, 1000 bis 1200 Theile W^asser·

e) 80 bis 130 Theile schwefelsaures Natron, 80 bis 120 Theile Wasser, 5 bis 8 Theile sal-. petersaures Silber.

Nachdem "in einem dieser Bäder ein Niederschlag auf den Aluminiumgegenständen erzeugt , ist, können dieselben in jedem beliebigen anderen Bade mit Metallüberzügen auf galvanischem Wege versehen werden.

Die sämmtlichen unier I. und II. angegebenen Methoden dienen dem einen Zwecke, die Aluminiumgegenstände mit festhaftenden Metallüberzügen zu versehen. Sie scheiden sich in zwei Hauptgruppen und in diesen wieder nach den erzeugten Metallüberzügen. Diese Verschiedenheit im einzelnen aber ist für den verfolgten Zweck von unbedingter Nothwendigkeit. Denn die Praxis der Galvanostegie bezw. Galvanoplastik erfordert für die Hervorbringung bestimmter Metallüberzüge immer das Vorhandensein von Unterlagen von bestimmten anderen Metallen, auf welchen allein jene Ueberzuge mit der nothwendigen Sicherheit und in der erforderlichen Güte hergestellt werden können; sie erfordert zum anderen aber auch, dafs sie bei der Erzeugung ihrer Niederschläge Rücksicht nehmen kann auf die Natur und Bestimmung des zu überziehenden Gegenstandes. Diesen Anforderungen aber genügen die angeführten Methoden; sie gestatten, für jeden gewünschten Metallniederschlag die erforderliche Unterlage zu gewinnen; sie gewähren jede Stufe des galvanischen Ueberzuges von dem dünnen Hauch der billigsten Massenartikel bis zum soliden Ueberzug des Kunstwerkes oder des Haushaltungsgegenstandes; sie bieten endlich in der Auswahl zwischen den

in der--Kälte oder Wärme, zwischen den durch Anstreichen, /durch Aufgleisen oder durch Tauchen anzuwendenden Methoden die Möglichkeit, nach Natur und Aufbau des Gegenstandes cl-as seiner Erhaltung und geschäftlich richtigsten Bearbeitung entsprechende Verfahren zu finden; kurz, sie geben zur Erreichung des einen von ihnen verfolgten Zweckes, der Ueberziehung von Aluminium mit galvanischen Niederschlagen, so viel Wege an, als nach Verschiedenheit der gebräuchlichen Metallniederschläge und nach Verschiedenheit der zum Ueberziehen gelangenden Gegenstände erforderlich sind.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Herstellung von Metallüberzügen auf Aluminium dadurch, dafs der gut gereinigte Aluminiumgegenstand durch Anwendung einer Zinkoxydnatronlösung mit Zink oder durch Anwendung einer mit chlorsaurem Kali versetzten Lösung von Kupfervitriol oder Eisenvitriol in Wasser mit Kupfer oder Eisen, oder durch Anwendung einer Lösung von Kupferchlorid oder Eisenchlorid in Wasser mit Kupfer oder Eisen, oder, durch Auftragen einer Mischung von borsaurem Blei und Kupferoxyd und darauffolgendes Einbrennen mit Bleikupfer, oder durch Auftragen einer Lösung von Uranoxyd, Goldchlorid oder Silbernitrat in mit Schwefel und Damarharz versetztem Terpentin und nachfolgendes Einbrennen mit Gold oder Silber, oder durch Anwendung einer Lösung von salpetersaurem Silber in Wasser und Alkohol, welche in eine Lösung von Alkohol, Citronensäure, Rohcollodium und Chlorcalcium oder Chlorstrontium eingetragen wurde und darauffolgendes Einbrennen mit einer Schicht von Silber überzogen wird, dafs weiterhin, wenn erforderlich, die auf diese Weise erzeugten Metallüberzüge in dazu geeigneten cyankaliumfreien Bädern verstärkt und schliefslich der Aluminiumgegenstand in einem beliebigen der bekannten oder gebräuchlichen galvanischen Bäder mit dem gewünschten Metallüberzug versehen wird.