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Verfahren zur Erzeugung von metallischen überzügen auf Eisen und Eisenlegierungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfähren zur Erzeugung metallischer f'Iberzüge
von Gold oder Metallen der Platingruppe auf Eisen und Eisenlegierungen, insbesondere
rostbeständigen Eisenlegierungen, wie Chromstähle, Chromnickelstähle, auf galvanischem
Wege.
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Das Aufbringen von festhaftenden Metallüberzügen der vorgenannten
Art, insbesondere auf rostbeständigen Eisenlegierungen, wie nichtrostenden Chrom-Nickel-Stalil,
nichtrostenden Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl, bietet, wahrscheinlich wegen der Passivität
der genannten Metalle im Normalzustand, erhebliche Schwierigkeiten.
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Man hat diese Schwierigkeiten bereits auf verschiedenen Wegen zu beheben
versucht, z. B. dadurch, daB man die z. B. mit einem trberzug aus Silber zu versehende
Metallfläche einer Vorbehandlung durch Beizen mit starken Säuren," z. B. starker
Salzsäure, unterzog und auf die so vorbehandelte Fläche dann aus einem stark sauren
Bad, vorzugsweise bei einem pH-Wert unterhalb 3, eine- Schicht von Kupfer oder Nickel
und auf diese schließlieh in üblicher Weise einen tlberzug aus Silber aufbrachte.
Man hat auch vorgeschla gen, .auf Flächen aus rostbeständigem Stahl nach vorheriger
üblicher Entfettung und gegebenenfalls nach anschließendem Beizen in "starker MinSralsäure
zunächst durch kurzes Eintauchen in eine stark saure Lösung eines SchwermetalIs,
wie Nickel oder Kupfer, gegebenenfalls unter späterer oder sofortiger Stromzufuhr
unter Verwendung hoher Stromdichten, eine sehr dünne Schicht des betreffenden Metalls
und auf diese alsdann den gewünschten weiteren Überzug, z. B. aus Silber, aufzubringen.
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Das Arbeiten mit stark sauren Bädern ist aber mit störender Abgabe
von ätzenden Dämpfen verbunden. Zwischenschichten aus Metallen,. wie -Nickel oder
Kupfer, zwischen den Flächen aus Eisen bzw. Stahl und der zuletzt aufgebrachten
Außenschicht aus Edelmetall führen ferner zu hohen Potentialspannungen, was häufig
ein schlechtes Haften der Edelmetallüberzüge und Korrosionserscheinungen zur Folge
hat. Insbesondere bei: Gegenständen, die, wie Schreibfedern, im
Gebrauch
stark korrodierenden Einflüssen ausgesetzt sind und bei denen der aufgebrachte Überzug
aus Edelmetall, z. B. Gold, der Kosten wegen nur sehr dünn sein kann, hat sich das
vorerwähnte bekannte Verfahren außerdem auch wegen der durch die Porosität der dünnen
Goldschicht bedingten geringen Korrosionsbeständigkeit der Überzüge als ungeeignet
erwiesen.
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Es ist ferner ein Verfahren bekannt, gemäß welchem die zu plattierenden
Gegenstände zunächst zwecks Entfernung des Oxydfilms mit konzentrierter 'Salzsäure
behandelt, dann in verdünnter, z. B. i o- bis i 5 % iger Chlorwasserstoffsäure gewaschen
und alsdann in das Elektroplattierungsbad gebracht werden, welches Natriumcyanid,
Goldcyanid und freie Salzsäure enthält. Nacharbeiten haben ergeben, daß befriedigende
Ergebnisse mit diesem bekannten Verfahren nicht erzielt werden können. Versucht
man, die Gegenstände unter Verzicht auf die Anwendung der bei diesem Verfahren vorgeschriebenen
stark sauren Beize zu vergolden, so werden schwammige Überzüge erhalten, da das
Bad des bekannten Verfahrens nicht befähigt ist, die passive Oberflächenschicht
des Grundmetalls zu beseitigen.
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Gemäß vorliegender Erfindung gelingt es, metallische üherzüge-von
Gold oder Metallen der Platingruppe auf Eisen und Eisenlegierungen, insbesondere
rostbeständigen Eisenlegierungen, unter Verzicht auf vorherige Entfernung oberflächlicher
Oxydfilme durch Beizen in stark sauren Lösungen dadurch zu erhalten, daß man die
zu plattierenden Gegenstände einer kurzen katholischen Behandlung in einer sauren,
vorzugsweise salzsauren Lösung unterwirft, welche einen gering bemessenen Gehalt,
z. B. o, 5 bis o,o i g oder weniger, einer Verbindung oder von Verbindungen des
Überzugsmetalls enthält. Die Säurekonzentration wird so bemessen, daß sie für sich
zur Aktivierung des Grundmetalls nicht aus, . reicht, aber unter der Einwirkung
des elektrischen Stroms die Passivität des Grundmetalls aufhebt, z. B. derart, daß
eine z«ei.= bis vier-, vorzugsweise zwei- bis dreinormale Lösung zur Anwendung gelangt.
Bei Anwendung eines salzsäurehaltigen Bades werden erfindungsgemäß Lösungen verwendet,
die im Liter 73 bis 146 g H Cl enthalten. Da bei dieser Arbeitsweise die ursprünglich
vorhandene Passivität des Grundmetalls nicht schon bei Berührung desselben mit dem
Bad, sondern erst durch die Stromwirkung aufgehoben wird, kann ein Auszementieren
des Goldes oder Platinmetalls in unerwünschter Pulverform nicht erfolgen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß weder eine
Vorbehandlung des zu überziehenden Metalls in einer stark sauren Beizlösung noch
eine Nachbehandlung, z. B. in einem Vorveigoldungsbad, vor Aufbringen des endgültigen
Überzugs erforderlich ist und man auf dem betreffenden Gegenstand in einem einzigen
Bad ohne jede Vor oder Nachbehandlung einen Überzug aus dem betreffenden Edelmetall
aufbringen kann. der alsdann in üblicher Weise mit einem starken Oberzug aus demselben
oder einem anderen Metall versehen werden kann.
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Falls die zu überziehenden Flächen besonders glatt und glänzend sind,
ist es zwecks Erzielung eines möglichst festhaftenden Überzugs vorteilhaft, die
Oberfläche des Grundmetalls vor der kathodischen Behandlung durch nur wenige Sekunden
dauernde Einwirkung einer Lösung, die neben i Gewichtsteil konzentrierter Salzsäure
etwa 5 Gewichtsteile Wasserstoffsuperoxyd enthält, leicht aufzurauhen.
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Beispiele i. Schreibfedern ausnichtrostendem Chrom-Nickel-Molybdän-Stahl
werden, in einem Gestell aufgehängt, in üblicher Weise elektrolytisch entfettet,
gespült und als Kathoden in einem Bad, das auf 4 Gewichtsteile Wasser i Gewichtsteil
konzentrierte Salzsäure und im Liter o, i g Gold in Form von Goldchlorwasserstoffsäure
enthält, eingebracht. Nach einer etwa 2o Sekunden dauernden Stromeinwirkung mit
einer kathodischen Stromdichte von i Amp./dm2 unter Anwendung von Kohleanoden werden
die Federn aus dem Bad entfernt, abgespült und sodann in einem cyankalischen Goldbad
von üblicher Zusammensetzung mit einer Stromdichte von etwa i Amp./dm2 während 2o
bis 30 Sekunden. fertig vergoldet. Die Federn kommen hierbei völlig hochglänzend
aus dem Bad und bedürfen nach dem Abwaschen keiner weiteren Nachbehandlung. Der
aufgebrachte Goldüberzug haftet äußerst fest und hält einer Beständigkeitsprüfung
in sechsfach verstärkter Spezialkorrosionstinte in zufriedenstellender Weise stand.
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2. Ein aus einem edlen rostbeständigen Stahl bestehender Schmuckgegenstand
wird narb üblicher elektrolytischer Entfettung und nach dem Abspülen in einem Bad,
das auf 5 Gewichtsteile Wasser etwa i Gewichtsteil konzentrierte Salzsäure und im
Liter o,oi g Platin in Form von Platinchlorwasserstoffsäure enthält, als Kathode
während 15 Sekun- j den der Einwirkung eines Stromes von etwa i Amp./dm2
ausgesetzt. Auf dem so erhaltenen hauchdünnen Niederschlag von Platin wird alsdann
in bekannter Weise aus einem üblichen Platinbad ein Platinüberzug abge- i schieden,
der äußerst fest auf der Unterlage haftet.