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Vergoldung von nichtrostenden Stählen Zusatz zum Patent
731043 Das Hauptpatent 73 i o43 betrifft ein galvanisches Goldkomplexbad,
in welchem das Gold an Thiohärnstoff gebundene ist und das dadurch gewonnen wird,
daß man eine wäßrige Lösung von Chlorgold mit einer wäßrigeri Thiobarnstofflösung
bis zur Entfärbung vermischt und anschließend durch Erhitzen bis auf etwa ioo° und
Abfiltrieren von Schwefel stabil macht.
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Das Neue besteht in der Anwendung dieses Thioharnstoffb.ades zum Vergolden
von nichtröstenden, insbesondere chromlegierten Stählen. .
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Die Vergöldung von -.sogenannten nichtrostenden Stählen ist eine Aufgabe;
die trotz vielfacher Versuche bisher nicht in befriedigender Weise-gelöst worden
ist. Die Ursache ist in der außerordentlich geringen Neigung besonders der Stähle
mit höherem Chromgehalt zu suchen, das elektrolytisch niedergeschlagene Gold in
fester Bindung aufzunehmen.
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Cyankalische und andere Bäder neutralen oder basischen Charakters
gestatten zwar, das Gold kathodisch niederzuschlagen, jedoch erhält man dabei eine
so lockere Bindung, daß der Niederschlag häufig schon durch Wischen mit dem Finger
wieder entfernt werden kann. Die dem, Chrom und den chromlegierten Stählen eigentümliche
passive Oberflächenschicht verhindert offenbar eine innige Verbindung des Grundmetalls
mit dem Niederschlag. Zur Beseitigung- dieses Nachteils wurde die Anwendung von
Salzsäure vorgeschlagen, da diese Säure bekanntlich die einzige gegen solche Strähle
aktive Säure ist. -
So wurde u. a. die Verwendung von Salzsäure
-als Vorbeize und die anschließende Vergoldung mit einem durch Salzsäure angesäuerten
cyankalischen Bad vorgeschlagen.
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Dieser Vorschlag hat aber immer noch folgende Nachteile: Vor allem
ist ein solches Bad, das Cyan enthalten muß, nicht stabil, da infolge der Salzsäurezugabe
das Cyan als freie Blausäure im: Bade enthalten ist, und diese sich infolge ihrer
hohen Flüchtigkeit und ihrer Oxydierbarkeit durch den Luftsauerstoff schnell verbraucht.
Dem Bade muß also immer wieder neues Cyansalz zugefügt werden.
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Die Giftigkeit solcher Bäder mit emexn Gehalt an freier Blausäure
ist eine sehr hohe, höher als die der gelvöhnlichen alkalischen Cyangoldbäder. Ihre
Anwendung muß also von zahlreichen Schutzmaßnahmen abhängig gemacht werden.
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Außerdem muß auf die unvermieidliche Porosität der aus den vorgeschlagenen
Bädern entstehenden Goldschicht hingewiesen werden. Die Gefügeeigenschaften der
Goldschicht sind also ungenügend.
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Diese Mißstände werden durch die Anwendung des Thioharnstoffbades
gemäß Patent 731 043 beseitigt.
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Insbesondere eignet sich das erwähnte Thioharnstoffbad unter Verwendung
einer Handanode zum Vergolden von nichtrostenden Stählen.
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Man erreicht zwar im allgemeinen beim Vergolden mit Hilfe einer Handanode
bessere Ergebnisse hinsichtlich Strukturdichte, und zwar auch bei dünner Auflage,
aber weder aus den alkalischen noch aus den bekannten sauren Bädern scheidet sich
das Gold beim Vergolden von Stahl mit höherem Chromgehalt auch unter Verwendung
einer Handanode einwandfrei ab, vielmehr wird häufig keine zusammenhängende Goldschicht
erzielt, sondern infolge der hohen Stromdichte eine pulverige Fällung bei gleichzeitig
starker Gasentwicklung.
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Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß das Arbeiten mit einer Handanode
die Anwendung eines Goldbades bedingt, welches das Gold in sehr wenig dissoziierter,
aber leicht löslicher Form komplex- oder salzartig ge» bunden enthält, so daß bei
einem für den geringen Elektrodenabstand sehr kräftigen Potentialgefälle das Gold
immer noch verhältnismäßig zögernd ausgeschieden wird und ebenso gezügelt die Goldionen
nachgehefertwerden. Auch darf sich dazu nicht noch Wasserstoff an der Kathode stürmisch.
abscheiden.
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Sind diese Bedingungen nicht erfüllt, so erfolgt `beim Einschalten
des Stromes eine fast plötzliche Abscheidung braunen, lockeren Goldpulvers, das
sich beim Weiterbearbeiter des vergoldeten Gegenstandes sofort entfernt Erst beim
Vorhandensein der erwähnter Badeigenschaften kann mit den bei Hand anoden auftretenden
sehr hohen Stromdichter von bis zu to Amp./qdm mit Erfolg gearbeitet werden.
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Die Gründe, aus denen im Gegensatz zu den bekannten Bädern das. Thioharnstoffbad
nach Patent 731 043, insbesondere in Verbindung mit einer Handanode, sehr dichte
und ungewöhnlich verschleißfeste Niederschläge auch auf nichtrostenden Stählen ergibt,
dürften daher auf folgenden bisher nicht genügend erkannten Badeigenschaften beruhen:
i. Das Bad enthält freie, zur Beseitigung der Passivschicht geeignete Chlorionen
bzw. C'hlorwasserstoffsäure, die aus dem zur Badherstellung verwendeten Chlorgold
stammen. Die Konzentration kann durch Zugabe von 2 bis 6% konzentrierter Salzsäure
erhöht werden, ohne daß sich Nachteile in der Badwirkung zeigen.
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2. Die hohe Komplexstabilität erlaubt eine gezügelte Bildung und damit
geordnete Struktur des Niederschlages, was die wichtigste Voraussetzung zur Erzielung
einer hohen Haftfestigkeit und Dichte sowie zu einer richtigen Wirkungsweise der
hohen Stromdichte und eines dem Elektrolyten beigemengten oder auf das- Badpolster
aufgetragenen Schleifmittels bei der Verwendung einer Handanode ist.
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3. Die unter 2 erwähnte Eigenschaft erlaubt es, daß der Elektrolyt
selbst als Vorbeize angewandt wird. So kann z. B. auf dem Werkstück aus Chromstahl
etwa 1/2 bis i Minute mit dem reichlich getränkten Badpolster der Handanode gerieben
werden, ohne den Strom einzuschalten. Es erfolgt hierbei ein leichtes Anätzen der
Stahloberfläche, ohne daß etwa den Gesetzen der Spannungsreihe zufolge Gold merklich
abgeschieden wird. Mit dem gleichen Badpolster wird sodann durch Einschalten des
Stromes ordnungsgemäß weiter vergoldet.
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Man hat auf diese Weise unmittelbar anschließend an die Oberflächenvorbereitung
durch Vorbeizen die eigentliche galvanische Behandlung, ohne daß ein Spülvorgang
wie beim bekannten Vergolden des Stahles nach dem Vorbeizen durch Salzsäure erforderlieh
ist.