DE827280C

DE827280C - Erzeugung festhaftender, elektrolytischer Nickelniederschlaege auf Nickeloberflaechen

Info

Publication number: DE827280C
Application number: DEP50378A
Authority: DE
Inventors: Ralph Crysler Mcquire
Original assignee: Mond Nickel Co Ltd
Current assignee: Mond Nickel Co Ltd
Priority date: 1945-10-25
Filing date: 1949-07-29
Publication date: 1952-01-10
Also published as: CH258597A; CH258854A; US2457059A; GB618322A; GB617689A; US2457060A; US2457061A; FR938458A; FR935023A

Description

(WiGBl. S. 175)

.AUSGEGEBEN AM 10. JANUAR 1952

P 50378 VI ο 148a D

auf Nickeloberflächen

ist in Anspruch genommen

Es ist bekannt, daß es schwierig ist, eine feste Verbindung zwischen Nickelflächen und elektrolytisch darauf niedergeschlagenem Nickel zu erzielen. Um eine bessere Haftung zu erreichen, wurden bisher verschiedene Vorbehandlungen der Nickelfläche, einschließlich einer Behandlung mit verdünnter Schwefelsäure, vorgeschlagen.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine bessere Haftung durch eine Vorbehandlung der Nickelfläche in einem sauren wässerigen Bad erzielt wird, das Chlorid- und Cupriionen enthält. Die Vorbehandlung kann aus einem einfachen Eintauchen der Nickelflächen in das Bad bestehen, es kann jedoch auch eine schnellere Vorbehandlung dadurch erreicht werden, daß ein elektrischer Strom durch das Bad geleitet und dabei die Nickelfläche als Anode benutzt wird. Der Gehalt des Bades muß mindestens 9 g Chloridionen je Liter und 0,5 bis 30 g Cupriionen je Liter betragen. '

Als Quelle der Chloridionen wird Natriumchlorid / ao bevorzugt, jedoch können auch andere wasserlösliche Verbindungen, wie z. B. Kaliumchlorid,* Magnesiumchlorid und Chlorwasserstoff, für diesen Zweck verwandt werden. Die Cupriionen können wasserlöslichen Kupferoxydverbindungen entstam- as men. Die Sättigung der Bäder damit beträgt vorzugsweise 2 bis 10 g je Liter.<

Die Säure im Bad kann Schwefelsäure sein, jedoch kann auch Salzsäure verwandt werden, um das Bad säurehaltig zu machen und die Chlorid-

ionen zu erzeugen. Wenn Salzsäure verwandt wird, muß das Bad vorzugsweise 50 bis 200 g Salzsäure je Liter enthalten.

Wenn die Nickelfläche durch Eintauchen vor- I behandelt wird, beträgt der Gehalt des Bades mit j Chloridionen vorzugsweise 30 bis 36 g je Liter, da der gesteigerte Gehalt die Eintauchzeit vermindert. Die Eintauchzeit ist je nach Gehalt des Bades an Chloridionen 5 bis 10 Minuten. Wenn das Bad nur 9 g Chloridionen je Liter enthält, beträgt die Behandlungszeit ungefähr 10 Minuten, während mit Bädern, die 30 bis 36 g Chloridionen je Liter enthalten, eine Eintauchdauer von 5 Minuten lang genug ist. Eine weitere Steigerung des Chloridionengehaltes des Bades hat keinen Einfluß auf die benötigte Zeit.

Es ist wichtig, das Kupfer im Bad während der Eintauchbehandlung in Cupriform zu erhalten. Zu diesem Zweck ist es zu empfehlen, durch das Bad Preßluft zu blasen, um so das Bad während der Eintauchbehandlung zu bewegen, wobei das Kupfer in der Form der höchsten Oxydation gehalten wird. Wahlweise können dem Bad auch Oxydverbindungen zugefügt werden, um das Kupfer in Cupriform zu halten. Liegt Kupfer in Cupriform vor, dann ergeben sich Kupferniederschläge auf den Nickelflächen.

Während der Eintauchbehandlung wird eine gewisse Menge Nickel im Bad aufgelöst, weshalb die Behandlungszeit so kurz als möglich gehalten werden muß, um die aufgelöste Nickelmenge zu vermindern.

Wird bei der Vorbehandlung die Nickelfläche als Anode angewandt, dann kann die Sättigung des Bades mit Chloridionen bis zu 195 g je Liter betragen, was einer Menge von 50 g Natriumchlorid je Liter entspricht. Die Stromdichte beträgt vorzugsweise mindestens 0,5 Amp./dm², da niedrigere Stromdichten dem einfachen Eintauchverfahren gegenüber keine Vorteile bringen. Es können Stromdichten bis zu 16 Amp./dm² und mehr angewandt werden.

Die während des Arbeitsvorgangs benötigten Spannungen ändern sich je nach dem Abstand der Elektroden und der Stromdichte. Vorzugsweise beträgt der Abstand der Anode von der Kathode ungefähr 7,5 cm und die Spannung 2 bis 8 Volt. Bei Bädern, die verhältnismäßig große Anteile an SO₄-Anionen enthalten, müssen die höheren Spannungen angewandt werden, während die niedrigeren Spannungen bei Bädern mit Anteilen von Chloridanionen die Leitfähigkeit der Lösung verbessern. Eine Bewegung des Bades hat wenig oder keinen Einfluß auf die Wirkung der Behandlung.

Die Behandlung nach dem Anodenverfahren muß mindestens 2 Minuten dauern. Eine Dauer von 5 Minuten ist zu empfehlen.

Das Nickel ist auf die vorbehandelte Fläche aufzubringen, ehe sich ein passiver Film darauf gebildet hat. Es ist deshalb zu empfehlen, das Nickel so schnell wie möglich nach der Vorbehandlung auf die vorbehandelte Fläche aufzutragen, wobei die Fläche mit Wasser berieselt und dann in das elektrolytische Bad eingetaucht wird. Im allgemeinen darf die Zeit zwischen dem Aufhören der Berieselung und dem Eintauchen in das elektrolytische Bad nicht mehr als 1 Stunde betragen. Wenn eine längere Zwischenzeit erforderlich ist, muß die vorbehandelte Fläche in einem Bad mit klarem Wasser oder anderer Flüssigkeit gehalten werden, die die Bildung eines passiven Films auf der Nickelfläche verhindert.

Während der Vorbehandlung nach dem Anodenverfahren bilden sich an der Kathode aus Nickel o. dgl. schwammige Kupferniederschläge. Weiter löst sich eine gewisse Menge Nickel von der Nickeloberfläche auf. Demnach steigt während des Arbeitsvorgangs der Nickelgehalt des Bades und sinkt dessen Kupfergehalt. Zur Aufrechterhaltung der Cupriionenkonzentration können dem Bad von Zeit zu Zeit Kupferverbindungen beigegeben werden. Es ist jedoch wirtschaftlicher, die anodische Vorbehandlung von Zeit zu Zeit zu unterbrechen und Preßluft durch das Bad zu leiten, um damit den Kupferschwamm wieder aufzulösen. Die Nickelsättigung des Bades kann ohne Schaden bis zu 60 g je Liter betragen. Es ist jedoch zu empfehlen, das Nickel zu entfernen, wenn die Nickelsättigung des Bades 50 g je Liter erreicht.

Der Säuregehalt des Bades nimmt während des Gebrauchs infolge der Wasserstoffionenentladung an der Kathode ab. Demnach muß in einem Bad, in dem alle Säure aus Salzsäure besteht, die Anfangskonzentration mindestens ungefähr 50 g je Liter betragen, um den Säuregehalt bis zur Wiedergewinnung des Nickels zu halten.

Die besten Behandlungsergebnisse werden sowohl mit dem Eintauchverfahren als auch mit dem Anodenverfahren erzielt, wenn das Bad auf einer Temperatur von 15 bis 38⁰ C gehalten wird, jedoch ist die angewendete Temperatur nicht entscheidend.

Die zur Vorbehandlung kommende Nickeloberfläche kann beliebiger Art sein, z. B. ein Nickelausgangsblech, eine Fläche mit galvanisch aufgetragenem Nickel, eine gegossene oder mechanisch bearbeitete Nickelfläche oder eine gewalzte Nickelfläche.

Beispiel I

Ein Nickelausgangsblech wurde in ein Bad mit 100g je Liter Schwefelsäure, 50 g je Liter Natrium- no chlorid und 5 g je Liter Cupriionen in Form von schwefelsaurem Kupfer getaucht. Die Eintauchdauer betrug ungefähr 5 Minuten bei einer Temperatur von 26⁰ C, wobei das Bad mittels Durchblasens von Preßluft bewegt wurde. Nach Beendigung dieser Vorbehandlung wurde das Ausgangsblech aus dem Säurebad herausgenommen und in einen Wasserspülbehälter getaucht. Von dem Wasserbehälter kam das Ausgangsblech zu einem galvanischen Nickelbad, wo Nickel elektrolytisch aufgebracht wurde, bis eine Dicke von ungefähr 6 mm auf jeder Seite des Ausgangsblechs erreicht war, was einen Gesamtniederschlag von 12 mm ergibt.

Bei der Prüfung der Haftfestigkeit des elektrolytisch aufgetragenen Nickels auf dem Ausgangs-

blech war kein Anzeichen einer Lösung an der Haftstelle zu beobachten, als ein Streifen von 15 cm Länge und 2,5 cm Breite abgetrennt und als Versuchsstück um 90⁰ gebogen wurde.

Beispiel II

Ein vernickelter Eisengegenstand wurde in einem Säurebad mit 60 g Salzsäure je Liter und 5 g je Liter Cupriionen in Form von Cuprichlorid behandelt. Die Eintauchdauer betrug 5 Minuten bei einer Temperatur von 26⁰ C, wobei das Bad mittels Durchblasen von Preßluft bewegt wurde. Nachdem die Vorbehandlung beendet war, wurde der Gegenstand in der gleichen Weise wie in Beispiel I behandelt und die Haftung zwischen den beiden Nickelauflagen als völlig zufriedenstellend befunden.

Beispiel III

Ein Nickelausgangsblech wurde in ein Bad mit 100 g je Liter Schwefelsäure, 50 g je Liter Chlornatrium und 5 g je Liter Cupriionen in Form von schwefelsaurem Kupfer eingetaucht und als Anode verwendet. Die anodische Behandlung dauerte 5 Minuten bei einer Temperatur von ungefähr 26⁰ C und einer Stromdichte von 1,6 Amp./dm². Die weitere Behandlung war wieder die gleiche wie in Beispiel I und die Ergebnisse völlig zufriedenstellend.

B e i s ρ i e 1 IV
^H

Ein vernickelter Eisengegenstand wurde anodisch in einem Bad mit 100 g je Liter Chlorwasserstoff und 5 g je Liter Cupriionen in Form von Cuprichlorid behandelt. Diese anodische Behandlung dauerte 5 Minuten bei einer Temperatur von 26⁰ C und einer Stromdichte von 1,6 Amp./dm². Die weitere Behandlung, wie in Beispiel I angegeben, ergab völlig zufriedenstellende Ergebnisse.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. \^rerfahren zur Erzeugung festhaftender elektrolytischer Nickelniederschläge auf Nickeloberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelfläche in einem sauren, wässerigen Bad vorbehandelt wird, das sowohl Chloridionen als auch Cupriionen enthält, und zwar mindestens 9 g/l Chloridionen und 0,5 bis 30 g/l Cupriionen, und daß das Nickel auf der vorbehandelten Fläche niedergeschlagen wird, bevor sich ein passiver Film auf der Fläche bildet.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge-

kennzeichnet, daß Natriumchlorid als Quelle der Chloridionen im Bad verwendet wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Salzsäure sowohl zum Säuern des Bades als auch als Quelle der Chloridionen verwendet wird.

' 4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Salzsäure 50 bis 200 g/l beträgt.

5. Verfahren gemäß jedem der vorauf gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Cupriionen 2 bis 10 g/l beträgt.

6. Verfahren gemäß jedem der vorauf gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelfläche 5 bis 10 Minuten in das Bad getaucht wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad beständig bewegt wird, um das Kupfer während der Tauchbehandlung in Cupriform zu erhalten.

8. Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Chloridionenkonzentration 30 bis 36 g/l beträgt.

9. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelfläche als Anode verwendet und elektrischer Strom mindestens 2 Minuten lang durch das Bad geleitet wird.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte mindestens 0,1 Amp./dm² beträgt.

11. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der anodischen Vorbehandlung etwa 5 Minuten beträgt.

12. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung von Zeit zu Zeit unterbrochen wird, und verdichtete Luft während der Unterbrechungen durch, das Bad geblasen wird, um an der Kathode niedergeschlagenen Kupferschwamm wieder aufzulösen.

13. Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad auf die Wiedergewinnung von Nickel behandelt wird, wenn die Nickelkonzentration 50 g/l erreicht.

14. Verfahren gemäß jedem der vorauf gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelfläche nach der Vorbehandlung und vor der elektrolytischen Niederschlagung von Nickel mit Wasser berieselt wird.

θ 2718 12.