DE741131C

DE741131C - Process for generating galvanic deposits on zinc alloys

Info

Publication number: DE741131C
Application number: DED80489D
Authority: DE
Inventors: Dr Robert Weiner
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1939-05-24
Filing date: 1939-05-25
Publication date: 1943-11-04

Description

Verfahren -zur Erzeugung galvanischer Niederschläge auf Zinklegierungen Es ist bekannt, daß sich Zinklegierungen mit hohen Zinkgehalten, z. B. die unter dem Handelsnamen »ZAMAK« bekannten Legierungen, welche als Hauptbestandteil Zink und außerdem noch untergeordnete Mengen von anderen Metallen, vorzugsweise Kupfer, und Leichtmetalle, wie Aluminium und/oder Magnesium, enthalten, sehr schlecht und mitunter überhaupt nicht in brauchbarer Weise galvanisieren lassen.Process for generating galvanic deposits on zinc alloys It is known that zinc alloys with high zinc contents, e.g. B. the under Alloys known under the trade name »ZAMAK«, which are the main component of zinc and also minor amounts of other metals, preferably copper, and light metals, such as aluminum and / or magnesium, contain very poor and sometimes not having it electroplated in a useful way at all.

Dies dürfte wesentlich darauf beruhen, daß derartige zinkreiche Legierungen die Eigenschaft haben, infolge von Rekristallisationserscheinungen im Laufe der Zeit Volumveränderungen zu erleiden, -Was zur Folge hat, daß die aufgebrachten Niederschläge nur geringe Haftfestigkeit besitzen und starke Neigung zeigen, sich zu werfen und abzublättern.This is likely due to the fact that such zinc-rich alloys have the property as a result of recrystallization phenomena in the course of Time to suffer changes in volume, -what has the consequence that the deposited precipitation have poor adhesive strength and show a strong tendency to throw and peel off.

Die Erfinderin hat sich die Aufgabe gestellt, Zinklegierungen mit hohen Zinkgehalten, welche für direkte Galvanisierung nur schlecht oder sogar ungeeignet sind, mit festhaftenden galvanischen Überzügen aus Nickel, Chrom, Silber oder Legierungen derartiger Metalle zu versehen. Eingehende Versuche haben zu dem Ergebnis geführt daß man Zinklegierungen der vorstehend gekennzeichneten Art oder daraus bestehende Gegenstände oder Teile solcher mit ausgezeichnet haftenden Überzügen versehen kann, wenn man zunächst Zwischenschichten aus Weißmessing, vorzugsweise Glanzweißmessing, mit Kupfergehalten von etwa To bis 30 °/Q herstellt und auf diese die metallische Überzugsschicht aufbringt. Unter Glanzweißmessing soll eine Kupfer-Zink-Legierung mit etwa 3o °/o Kupfer, Rest Zink, verstanden sein.The inventor has set herself the task of using zinc alloys high zinc content, which is poor or even unsuitable for direct electroplating are with firmly adhering galvanic coatings made of nickel, chrome, silver or alloys to provide such metals. Thorough experiments have led to the result that one zinc alloys of the type indicated above or consisting thereof Can provide objects or parts of such with excellent adhesive coatings, if you first have intermediate layers of white brass, preferably shiny white brass, with copper contents of about To to 30 ° / Q and on this the metallic Coating layer applies. A copper-zinc alloy is said to be used under glossy white brass with about 30 per cent copper, the remainder zinc.

Zur Erzeugung der Zwischenschicht können beliebige für die Erzeugung galvanischer Weißmessing- bzw. Glanzweißmessingüberzüge geeignete Verfahren und Bäder Verwendung finden.Any desired for the production can be used to produce the intermediate layer Galvanic white brass or shiny white brass coatings are suitable processes and Baths are used.

Man kann z. B. derart verfahren, daß man die Zinklegierung zunächst nach üblichen Methoden entfettet, was z. B. durch Behandeln mit Sodalauge, Alkalilauge oder anderen Entfettungsmitteln oder auf elektrolytischem Wege geschehen kann, indem der Gegenstand als Kathode in eine Lösung von Carbonaten, Phosphaten, Cyaniden o. dgl. eingebracht, das Fett verseift und durch den sich entwickelnden Wasserstoff abgehoben wird. Hierauf wird kurz, z. B. mit verdünnten Säuren, vorzugsweise Salzsäure gebeizt und die Oberfläche zweckmäßig noch auf mechanischem Wege, z. B. durch Bürsten, von einem gegebenenfalls vorhandenen Belag befreit. , Bei Behandlung von Gegenständen, welche aus Legierungen mit höheren Aluminiumgehalten, z. B. solchen von etwa io °/o bestehen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, an die üblichen Vorbehandlungsmethoden noch eine Zinkatbeize, wie sie für hochprozentige Aluminiumlegierungen bekannt ist, anzuschließen, z. B. derart, daß die vorstehend behandelten Gegenstände einige Sekunden in eine alkalische Lösung von Zinkoxyd getaucht und hierauf gründlich gespült werden.You can z. B. proceed in such a way that the zinc alloy is first degreased according to conventional methods, which z. B. by treating with soda lye, alkali lye or other degreasing agents or can be done electrolytically by the object as a cathode in a solution of carbonates, phosphates, cyanides, etc. Like. Introduced, the fat saponified and through the evolving hydrogen is lifted. On that will be short, e.g. B. with dilute acids, preferably pickled hydrochloric acid and the surface is expediently mechanically Ways, e.g. B. by brushing, freed from any coating that may be present. , When treating objects made of alloys with a higher aluminum content, z. B. such of about 10 per cent exist, it has proven to be advantageous to the usual pretreatment methods still use a zincate stain, as it is for high-proof Aluminum alloys is known to join, e.g. B. such that the above treated objects are immersed in an alkaline solution of zinc oxide for a few seconds and then rinsed thoroughly.

Die entfetteten, gebeizten und gegebenenfalls noch mechanisch gereinigten Gegenstände werden nun in einem für die Erzeugung von Überzügen aus Weißmessing oder Glanzweißmessing geeigneten Bad mit einem dünnen Überzug versehen. Wenn ein Glanzweißmessingbad zur Erzeugung der Zwischenschicht verwendet wird, genügt einfaches Abspülen des Überzugs. Bei Verwendung eines gewöhnlichen Weißmessingbades ist es zweckmäßig, den Überzug noch einer glättenden Behandlung, z. B. mit rotierenden Stahlbürsten, zu unterwerfen.The degreased, pickled and, if necessary, mechanically cleaned Items are now being used in the production of coatings from white brass or glossy white brass with a thin coating. When a Glossy white brass bath is used to produce the intermediate layer, simple enough Rinse off the coating. When using an ordinary white brass bath, it is expedient to give the coating a smoothing treatment, e.g. B. with rotating Steel brushes to subdue.

Auf die Zwischenschicht aus Weißmessing bzw. Glanzweißinessing wird nunmehr die Deckschicht aus Nickel, Chrom, Silber, Gold oder aus Legierungen derartiger Metalle nach üblichen '-Methoden unter Verwendung hierfür geeigneter Bäder aufgebracht. Es hat sich u. a. als möglich erwiesen, Zinkspritzgußlegierungen, welche bisher mit haltbaren galvanischen Überzügen überhaupt nicht versehen werden konnten, finit einwandfreien festhaftenden Überzügen zu versehen.On the intermediate layer of white brass or glossy white finishing is now the cover layer made of nickel, chromium, silver, gold or alloys of such kind Metals applied by customary methods using baths suitable for this purpose. It has inter alia. proved to be possible, zinc injection molding alloys, which so far could not be provided with durable galvanic coatings at all, finite to provide flawless, adherent coatings.

In Ausübung der Erfindung kann man z. B. derart verfahren, daß ein aus einer zinkreichen Legierung bestehender Gegenstand zunächst auf elektrolytischem Wege entfettet, hierauf mit verdünnter Salzsäure (i : d.) gebeizt, alsdann kurze Zeit, z. B. etwa 5 Minuten, in einem Weißmessingbad bei geeigneten Bedingungen, z. B. i bis 2 Amp/dm°, behandelt und hierdurch ein dünner Niederschlag, der z. B. etwa 2o °% Kupfer enthalten kann, aufgebracht wird. Nach kurzem Spülen mit Wasser wird die Deckschicht aufgebracht, z. B. derart, daß der Gegenstand etwa 30Minuten lang in einem gewöhnlichen G1anzvernicklungsbad mit i Amp/dm= galvanisiert wird.In exercising the invention you can, for. B. proceed so that a object consisting of a zinc-rich alloy initially on electrolytic Ways degreased, then pickled with dilute hydrochloric acid (i: d.), Then short Time, e.g. B. about 5 minutes, in a white brass bath under suitable conditions, z. B. i to 2 Amp / dm °, treated and thereby a thin precipitate that z. B. may contain about 20% copper, is applied. After a short rinse with water the top layer is applied, e.g. B. such that the object is about 30 minutes electroplated for a long time in a normal nickel-plating bath with i Amp / dm =.

In der Zeitschrift für Oberflächentechnik vom i9. 2. 1935 ist auf Seite .Il, rechte Spalte, Abs. i ausgeführt worden, daß Walzzink ebenso wie Zinkspritzguß oder gewöhnlicher Zinkguß vor dem Vernickeln und Verchromen oft untermessingt «-erde. Durch diese Vorve.röffentlichung ist die Verwendung von Zwischenschichten aus gewöhnlichem 'Messing bekanntgeworden. Gemäß vorliegender Erfindung sollen aber Zwischenschichten aus Weißmessing, vorteilhaft Glanzweißmessing, verwendet werden, die nur etwa Mo bis 30'1" Kupfer enthalten. Nach fachmännischer Ansicht war durchaus nicht im voraus damit zu rechnen, daß man gerade durch Verwendung von Weißmessing besonders gute Ergebnisse erhalten würde. In der Einleitung vorliegender Beschreibung ist z. B. dargetan «-orden, daß bekanntlich Zinklegierungen mit hohen Zinkgehalten sich sehr schlecht, mitunter überhaupt nicht in brauchbarer Weise galvanisieren lassen und daß dies wesentlich darauf beruhe, daß zinkreiche Legierungen die Eigenschaft haben, infolge von Rekristallisationserscheinungen im Laufe der Zeit Volumveränderungen zu erleiden wodurch die Haftfestigkeit vermindert «-erde und Neigungen zum Werfen und Abblättern auftreten. Es war nicht vorauszusehen, daß dadurch, daß man auf derartige Zinklegierungen bestimmte zinkreiche Legierungen, nämlich Weißmessing, und auf diese Zwischenschichten die Deckschicht aus Nickel, Chrom oder Silber aufbringt, ganz besonders gute Ergebnisse erzielt «-erden, wie dies tatsächlich der Fall ist. In diesem Zusammenhang sei verwiesen auf die Tatsache, daß es sich auf Grund vorliegender Erfindung sogar als möglich erwiesen hat, solche Zinkspritzgußlegierungen, welche bisher mit haltbaren galvanischen Überzügen überhaupt nicht versehen «erden konnten, mit einwandfreien festhaftenden Überzügen zu versehen. Es sei ferner noch bemerkt, daß die Anwendung von Zwischenschichten aus Weißmessing gegenüber den bekannten Zwischenschichten aus Gelbmessing noch den besonderen Vorteil einer geringeren Potentialdifferenz bieten, wodurch ebenfalls die Korrosionsgefahr vermindert ist. Beispiele: i. Blechstreifen aus einer Zinklegierung, bestehend aus 2,7 % Kupfer, .I °% Aluminium, 0 03 oJro Magnesium, Rest Zinlz, von 2,5 X io cm werden bei Zimmertemperatur 5 bis io Minuten bei 2 Amp/din= in einem Glanzweißniessingbad galvanisiert, welches je Liter Lösung folgende Bestandteile enthält: 60 g Zn (CN).=. 83 g Na C N, 78 g Na O H, 2ogCuCN, o,5 g Na S, 3 g Piperonal, 8 g m003. Auf die so erzeugten Zwischenschichten aus Glanzweißmessing, deren Dicke z. B. 3 bis 5 ,u betragen kann, -*erden Deckschichten aus vorgenannten Metallen bzw. Legierungen derartiger Metalle nach üblichen Methoden unter Verwendung hierfür geeigneter galvanischer Bäder aufgebracht.In the magazine for surface technology from i9. 2. In 1935 it was stated on page II, right column, paragraph i that rolled zinc, like zinc injection molding or ordinary zinc casting, often under-brasses earth before nickel-plating and chrome-plating. Through this prior publication, the use of intermediate layers made of ordinary brass has become known. According to the present invention, however, intermediate layers of white brass, advantageously bright white brass, are to be used which contain only about Mo to 30-1 "of copper. According to the expert opinion, it was by no means to be expected in advance that particularly good results would be obtained by using white brass In the introduction to the present description it is shown, for example, that zinc alloys with high zinc contents are known to be very difficult to galvanize, sometimes not at all usable, and that this is essentially based on the fact that zinc-rich alloys have the property as a result from recrystallization phenomena in the course of time to suffer changes in volume, which reduces the adhesive strength, earth and tendencies to warping and flaking occur. It was not foreseeable that the use of certain zinc-rich alloys, namely white brass, on such zinc alloys, and on these intermediate layers the decks If a layer of nickel, chromium or silver is applied, particularly good results are achieved «- earth, as is actually the case. In this context, reference should be made to the fact that, on the basis of the present invention, it has even been shown to be possible to provide those zinc injection-molding alloys, which previously could not be provided with durable galvanic coatings at all, with perfectly adherent coatings. It should also be noted that the use of intermediate layers made of white brass compared to the known intermediate layers made of yellow brass also offer the particular advantage of a lower potential difference, which also reduces the risk of corrosion. Examples: i. Sheet metal strips made of a zinc alloy, consisting of 2.7 % copper, .I% aluminum, 0.03% magnesium, the remainder zinc, 2.5 x 10 cm are at room temperature for 5 to 10 minutes at 2 amps / din = in a bright white nickel bath galvanized, which contains the following components per liter of solution: 60 g Zn (CN). =. 83 g Na CN, 78 g Na OH, 2ogCuCN, 0.5 g Na S, 3 g piperonal, 8 g m003. On the intermediate layers made of bright white brass, the thickness of which z. B. 3 to 5, u, - * earth cover layers of the aforementioned metals or alloys of such metals applied according to conventional methods using electroplating baths suitable for this purpose.

2. Zinkspritzgußstreifen von I/4 dm= werden bei Zimmertemperatur bei 5 bis io Amp/dm= in einem Weißmessingbad galvanisiert, welches im Liter folgende Bestandteile enthält: 6o g Zn (C N)!!, 20 g Cu (G N), 83 g Na C N, 8o g Na OH.2. Zinc injection molded strips of 1/4 dm = are at room temperature at 5 to 10 Amp / dm = galvanized in a white brass bath, the following per liter Components contains: 60 g Zn (C N) !!, 20 g Cu (G N), 83 g Na C N, 8o g Na OH.

Auf die Zwischenschichten, die gegebenenfalls noch 'einer glättenden Nachbehandlung unterworfen werden können, und deren Dicke z. B. etwa 2 bis q. ic beträgt, werden die vorgenannten Deckschichten aufgebracht.On the intermediate layers, which may have a smoothing effect Post-treatment can be subjected, and the thickness z. B. about 2 to q. ic the aforementioned top layers are applied.

Die Erfindung gestattet die Herstellung von Überzügen einwandfreier Haftfestigkeit. Versuche mit erfindungsgemäß galvanisierten Blechen, bei welchen auf die Zwischenschicht aus Weißmessing bzw. Glanzweißmessing Überzüge aus Nickel aufgebracht worden sind, haben gezeigt, daß nach einmonatigem Lagern der Bleche in Trockenschränken bei 95 bis ioo° keinerlei Fehler, wie Blasenbildung, in Erscheinung getreten sind. Auch bei mehrstündiger Behandlung der Bleche im Dampftopf bei i und 2 atü traten keinerlei Fehler in Erscheinung.The invention allows the production of coatings more properly Adhesive strength. Experiments with sheet metal galvanized according to the invention, in which on the intermediate layer of white brass or glossy white brass coatings of nickel have been applied have shown that after one month of storage of the sheets in drying cabinets at 95 to 100 ° no defects, such as blistering, are apparent have stepped. Even if the sheets have been treated in the steam pot for several hours at i and 2 atü there were no errors whatsoever.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the galvanic production of metallic Coatings on zinc alloys with high zinc contents, in which initially a Intermediate layer made of brass and on top of this the coating layer made of nickel, chromium, Silver or alloys of such metals is brought, characterized in that that the intermediate layers of white brass, preferably bright white brass, with copper content from about io to 30 ° jo.

2. The method according to claim i, characterized characterized in that zinc alloys, which contain higher levels of aluminum, e.g. B. about 10%, have been subjected to a tin stain before the intermediate layer is applied will.