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Vorrichtung zur Herstellung dichter, maßgenauer Chromüberzüge durch
Elektrolyse ' saurer Chromlösungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur teilweisen
Verchromung der Oberfläche von Werkstücken, insbesondere der Oberflächen zylindrischer
Bauteile durch Elektrolyse saurer Chromlösungen, wobei es nicht erforderlich-ist,-
die nicht zu verchromenden Oberflächenteile elektrisch zu isolieren.
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Die neue Vorrichtung zur teilweisen maßgenauen Außenverchromung zylindrischer
Werkstücke unter Verwendung koaxialer Anoden, wobei die im Bad nicht zu verchromenden
Oberflädh enteile nicht isoliert sind, besteht darin, daß die Anode mit dem zu verchromenden
Teil durch oben und unten angebrachte und mit einem ringförmigen Schlitz versehene
Isolierscheiben starr verbunden ist, die nach der nicht zu verchromenden Seite hin
Isolierteile unter Bildung eines Strömungskanals für den Elektrolyten tragen, der
nur nach der Seite hin geöffnet ist, und der Elektrolyt von unten nach oben an den
zu verchromenden Teilen vorbeigeführt wWd. Auf diese Weise verhindert man die sonst
so störende Porenbildung sicher und erhält darüber hinaus eine maßgenaue Verchromung.
Zu diesem Zwecke verwendet man Kathoden, die in fester Verbindung mit koaxial angeordneten
:Mantelanoden stehen unter Abschluß des dadurch gebildeten Elektrolysierraumes durch
auf beiden Elektroden unten und oben aufgesetzte Ringe aus nichtleitenden Werkstoffen
mit vorzugsweise in der Mitte des Raumes liegenden üffnungen, durch die der Elektrolyt
ein- und ausströmen kann.
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Erfindungswesentlich ist, daß unter Verwendung von Scheiben aus nichtleitendem
Werkstoff hierbei Maßnahmen dagegen getroffen werden, dafi Streustromlinien von
den Anoden durch den Schlitz der Abschlußringe zu den ungeschützten, nicht zu verchromenden
Flächen nicht durchgreifen können sowie nicht in der Lage sind, dort in unerwünschter
Menge Reduktions- und Reaktionsprodukte zu bilden, zu welchem Zweck der
in
den eigentlichen Elektrolytrauin einströmende Elektrolyt. einer Stelle des Bades
entnommen wird, die genügend weit von der Kathode entfernt und daher nicht mit Redtiktions-
und Reaktionsprodukten angereichert ist.
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Die Herstellung maßgenauer elektrolytischer Chromüberzüge auf zylindrischen
Bauteilen gelingt dann, wenn in bekannter Weise zylindrische oder konische Mantelanoden
koaxial in fester Verbindung um die Kathode mit einem gegenüber der normalen Verchromung
erheblich geringeren Abstand von etwa a j mm angeordnet werden und der dadurch gebildete
Elektrolysierungsraum durch auf beide Elektroden unten und oben aufgesetzte Ringe
aus nichtleitendem Werkstoff so abgeschlossen ist_, daß unten und oben, vorzugsweise
in der Mitte, ringförmige Öffnungen entstehen, durch die der Elektrolyt ein- und
ausströmt.
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Liegen bei der Ausführung der Mal.',verchromung zylindrische Bauteile
vor, auf denen der Chromüberzug nur teilweise aufzubringen ist, z. B. nur auf seinem
mittleren "feil, oder dürfen bestimmte Flächen, z. B. Gewinde oder angeschweißte
Knotenstücke, Achsschenkel tistv., keinen Chromüberzug :erhalten, so mußten bisher
alle nicht zti verchromenden Flächen, soweit diese in Berührung mit der Badflüssigkeit
stehen, zum Schutz vor deren Angriff- in bekannter Weise sorgfältig mit Lack abgedeckt
oder mit Folien aus Kunststoff dicht umwickelt werden. Diese Maßnahme ist zeitraubend
und fetter und bedingt erhebliche Materialverluste; auch ist das Abdecken -bei Teilen
mit ungünstiger Formgebung nicht immer mit Sicherheit durchführbar. Unterbleibt
eine Abdeckung der nicht zu verchromenden Flächen oder wird die Abdeckung mangelhaft
ausgeführt, so entstehen zumeist poröse Chromüberzüge.
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Erfolgt die Herstellung maßgenauer Chromüberzüge unter Benutzung der
beschriebenen oder einer ähnlichen Vorrichtung ohne Abdeckung der im Bade befindlichen
nicht zu verchromenden Flächen, so entstehen im Chromüberzug poröse Stellen, zumeist
unten und nach oben hin abnehmend. Diese porigen Stellen sind nicht immer gleichmäßig
verteilt, sondern zumeist unregelmäßig und oft auch nur an einzelnen Stellen vorhanden,
vorzugsweise aber unten. Mit der porösen Ausbildung der Chromüberzüge ist immer
eine Anätzung bzw. ein Inlösunggehen der ungeschützten Teile verbunden. Das InlösunggChen
der ungeschützten Eisenoberflächen scheint durch Streustromlinien besonders begünstigt
zti werden, die von der Anode durch den ringförmigen Schlitz. zu den nicht zu verchromenden
Kathodenflächen hindurchgreifen. Durch dieses Stroinlinien-Feld wird infolge des
hoben Spannungsabfalls innerhalb des I?lektrolyten das Abscheidungspotential des
Chroms nicht erreicht, so daß nur Reduktions- und Reaktionsprodukte in der Nähe
der ungeschützten, nicht zu verchromenden Kathodenoberfläche gebildet werden. Diese
scheinen zusammen mit dem Chromsäureelektrolyten eine lösende Wirkung auf die 1?isenoberfläche
auszuüben. Hierfiir spricht die Tatsache einer sichtbaren Abtragung der ungeschützten
Eisenoberfläche und eine Anreicherung des Bades an Eisen. Beide Er-Scheinungen treten
bei fluorwasserstoffhaltigen Bädern besonders stark auf. Eine weitere Begründung
für die Annahme, daß das Inlösunggehen der ungeschützten, nicht zu verchromenden
Eisenteile durch die Strcustronilinien begünstigt wird, kann darin gesehen werden,
daß dasselbe Eisen beim stromlosen Einhängen in den Elektrolyten nicht oder nicht
sichtbar angegriffen wird.
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Der in der Nähe der nicht zu verchromenden ungeschützten Kathodenteile
befindliche Elektrolyt ist mit chromi- und eisenhaltigen Reduktions- und Reaktionsprodukten
stark angereichert und strömt von untcli nach oben durch den ringförmigen Schlitz
in den Elcktrolysierungsraum ein. Sein starker Gehalt an Reduktionsprodukten scheint
für die 1?ntstehung von Poren im Chr;:mniedersclila" verantwortlich zu sein.
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Es wurde, wie nun oben angeführt, -e fanden, daß die Ausbildung poriger
ChroinÜberzüge auch bei Unterlassung einer .@bdr@ckung der nicht zu verchromenden
Kathodenfl'ichen mit Sicherheit unterbleibt, -,z-emi dafür gesorgt wird, daß e einerseits
Reduktions- und Reaktionsprodukte nicht in unerwünschter Menge entstehen können
und diese andererseits nicht in den eigentlichen Elektrob sicrunssraum gelangen.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß unterhalb und oberhalb
der den Abschluß des Elcktrolysierungsraumes bildenden Ringe und mindestens jedoch
unterhalb je eine Abschirmscheibe aus nichtleitendem Werkstoff- auf der Kathode
angeordnet wird, deren Durchmesser mindestens so groß ist wie die äußere Begrenzung
des Abschlußringes auf der Anode. Die Scheiben erfüllen. die Aufgabe, einerseits
die schädliche Auswirktmg der Streustromlinienweitgehendst aufzuheben und andererseits
den Zufluß solcher Chrombadflüssigkeit zu verhindern, die in schädlicher Weise mit
chromi- und eisenhaltigen Reduktionsprodukten unenviinscht angereichert ist.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung
im Schnitt schematisch dargestellt, wobei die rechte Seite der Vorrichtung die bisherige
Ausführung
zeigt, während auf der linken Seite die neuen Maßnahmen
dargestellt sind.
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A ist die Kathode, al der zu verchromende Mittelteil. a2 sind die
nicht zu verchromenden und nicht abgedeckten, in der Badflü:ssigkeit befindlichen
untere und oberen Enden der Kathode. B ist die konisch ausgebildete, koaxial um
die Kathode angeordnete Mantelanode. C sind die auf beiden Elektroden unten und
oben aufgesetzten Ringe aus nichtleitendem Werkstoff mit in der Mitte liegenden
ringförmigen Öffnungen, durch die der Elektrolyt ein- und ausströmt. Dicht unterhalb
und oberhalb dieser Abschlußringe sind die Scheiben D mit dem Winkelstück dl so
angeordnet, daß Streustromlinien von der Anode durch die Öffnung der Abschlußringe
nicht zu den ungeschützten, nicht zu verchromenden Flächen der Kathode hindurchgreifen
können und mit Reduktionsprodukten angereicherter Elektrolyt nicht in den Elektrolysierungsraum
einströmen kann.
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Das Winkelstückdl kann auch durch einen aufgesetzten Ring aus Kunststoff
ersetzt sein; auch kann die kurze, 'freiliegende Kathodenflüche zwischen Abschlußring
C und Abschirmscheibe D in sonst geeigneter Weise mit Lack oder Kunststoff abgeschirmt
werden.
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Der Grundsatz der neuen Arbeitsweise läßt sich naturgemäß auch reit
jeder anderen Vorrichtung verwirklichen, die den Bedingungen der neuen Arbeitsweise
genügt. So ist es keinesfalls beispielsweise notwendig, daß die Anode kegelförmig
sich nach oben verjüngt, auch kann naturgemäß die Anordnung der aus isolierenden
Baustoffen geformten Flüssigkeitsleitflächen in jeder anderen die Erfindung fördernden
Weise erfolgen.