DE881596C

DE881596C - Process to improve the sliding properties of metallic surfaces

Info

Publication number: DE881596C
Application number: DEM2661D
Authority: DE
Inventors: H Dr Knauer; Ludwig Dr-Ing Schuster
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1943-05-28
Filing date: 1943-05-28
Publication date: 1953-07-02

Description

Verfahren zur Verbesserung der Gleiteigenschaften metallischer Oberflächen Es ist bekannt, daß Chromüberzüge den Verschleiß von gleitenden Maschinenteilen erheblich herabsetzen. Ein 'Nachteil der glatten Chromüberzüge ist die schlechte Benetzbarkeit gegenüber Wasser und anderen Flüssigkeiten. Dies gilt insbesondere für Öl und flüssige oder halbflüssige Schmiermittel, wie Fett, Vaseline usw. Trotz der hohen Verschleißfestigkeit des Chromüberzuges ergeben sich in all den Fällen, wo es auf eine gute Haftung des Öles und gute Gleitung von gegeneinander bewegten Metallteilen ankommt, Schwierigkeiten, z. E. bei Ziehwerkzeugen, Motorzylindern us-,v. Man hat sich zum Teil damit geholfen, daß man die Gleitflächen aufrauhte oder darin Schmiernuten anbrachte, die das Schmieröl festhalten. Es wurde nun gefunden, daß auf galvanischem Wege aufgebrachte Schwarzchromübe@rzüge bezüglich der Härte und der sonstigen Eigenschaften sich wie Chromüberzüge verhalten, daß aber die Ölhaftfestigkeit bzw. das Ölaufmahmevermögen ein erheblich besseres ist als bei Chromüberzügen. Weiterhin zeichnet sich der Schwarzchromüberzug durch eine noch höhere Hitzebeständigkeit als normale Chromüberzüge aus, so daß bei solchen Maschinenteilen, die einer starken Erwärmung unterworfen sind, die Anwendung von Schwarzchromschichten besonders vorteilhaft ist.Process for improving the sliding properties of metallic surfaces It is known that chrome coatings reduce the wear and tear of sliding machine parts reduce considerably. One disadvantage of the smooth chrome coatings is the bad Wettability against water and other liquids. This is especially true for oil and liquid or semi-liquid lubricants such as grease, petroleum jelly, etc. Despite the high wear resistance of the chrome coating results in all cases where there is good adhesion of the oil and good sliding of the moving against each other Metal parts arrives, difficulties such. E. With drawing tools, motor cylinders us-, v. In some cases it was helpful to roughen the sliding surfaces or made lubrication grooves therein to hold the lubricating oil in place. It has now been found that galvanically applied black chrome coatings with regard to hardness and the other properties behave like chrome coatings, but that the oil adhesion or the oil absorption capacity is considerably better than that of chrome coatings. Farther the black chrome coating is characterized by an even higher heat resistance than normal chrome plating, so that with such machine parts that have a strong Are subject to heating, the use of black chrome layers is particularly advantageous is.

Die bessere Ölhaftfestigkeit der Schwarzchromschichten wird durch folgenden Versuch belegt: Stahlbleche, die vor der Elektroplattierung geschliffen und poliert wurden, wurden einmal hart verchromt und zum anderen schwarz verchromt und zum Vergleich ein unverchromtes Blech mit untersucht. Diese Bleche wurden gleichzeitig in Öl getaucht und nach etwa 12o Minuten aus dem (51 herausgenommen. Die Bleche blieben dann 15 Stunden in trockener Luft hängen. Nach dieser Zeit wurde der am unteren Rand noch zurückbleibende Ölwulst gleichmäßig abgestrichen und das Gewicht des noch anhaftenden Öles bei allen Blechen festgestellt. Es ergaben sich hierbei im Mittel folgendeZahlen: Stahl unverchromt4g,12'mg; Stahl hart verchromt 29;6 mg, Stahl schwarz verchromt 6o mg.The better oil adhesion of the black chrome layers is due to The following experiment is documented: steel sheets that were ground before electroplating and were polished, were once hard chrome-plated and on the other hand black chrome-plated and for comparison, a non-chrome-plated sheet was also examined. These sheets were at the same time dipped in oil and removed from the (51 after about 120 minutes. The trays then remained hanging in dry air for 15 hours. After this time, the The oil bead still remaining on the lower edge is evenly smeared off and the weight of the oil still adhering to all sheets. It turned out here the following numbers on average: steel, not chrome-plated, 4g, 12'mg; Steel hard chrome plated 29; 6 mg, Black chrome-plated steel 6o mg.

Es ergibt sich daraus eindeutig, daß . von den schwarz verchromten Blechen die größte Menge Öl aufgenommen wurde.It clearly follows that. from the black chrome ones The largest amount of oil has been absorbed.

Die Herstellung der Schwarzchromschichten erfolgt vorzugsweise mit solchen Verfahren, die das Arbeiten bei niedrigen F-lektrolyttemperaturen zulassen, beispielsweise in Chromsäureelektrolyten, die @in für Schwarzverchromung bekanntem Maße schwefelsäurefrei sind und denen Oxydationsmittel vorzugsweise in Mengen von 5 bis io g/1 Elektrolyt zugesetzt sind. Besonders geeignet sind anorganische Oxydationsmittel, wie Nitrate, Nitrite, Chlorate, Permanganate. Als Anionen sind besondere Alkalirnetalle geeignet. Die für die Chromierungselektrolyte bekannten organischen Säuren oder Salze können zur Verbesserung des Chromniederschlages zugesetzt werden. Vorzugsweise arbeitet man bei Stromstärken von co bis 4o Amp./dm2.The black chrome layers are preferably produced with such processes that allow working at low electrolyte temperatures, for example in chromic acid electrolytes, which are known for black chrome plating Dimensions are free of sulfuric acid and which oxidizing agents preferably in amounts of 5 to 10 g / 1 electrolyte are added. Inorganic oxidizing agents are particularly suitable, such as nitrates, nitrites, chlorates, permanganates. Special alkali metals are used as anions suitable. The organic acids known for chromating electrolytes or Salts can be added to improve the chromium deposit. Preferably one works with currents from co to 4o Amp./dm2.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Schwarzchromschichten besteht .darin, bei einer Badtemperatur unter 25 ° in praktisch schwefelsäurefreien Chromsäüreelektrolyten zu arbeiten, denen man Fluoride bis zu o,5°/o Fluor, bezogen auf den Chromsäuregehalt des Elektrolyts, zusetzt und mit denen man vorzugsweise unter den Strombedingungen der normalen Glanzverchromung arbeitet. Als Fluorverbinidungen können sowohl einfache wie komplexe Verbindungen, beispielsweise Silikoluöride angewandt werden. Die Stromdichten liegen vorteilhaft zwischen zo und 6o Amp. f dm2.Another method of making black chrome layers is .therein, at a bath temperature below 25 ° in chromic acid electrolytes, which are practically free of sulfuric acid to work, which one fluorides up to 0.5% fluorine, based on the chromic acid content of the electrolyte, added and with which one is preferably under the current conditions the normal bright chrome plating works. Both simple fluorine compounds can be used how complex compounds such as silicoluorides are used. The current densities are advantageously between zo and 6o Amp. f dm2.

Bei solchen Maschinenteilen, die- bisher zur Erzielung einer hohen Verschleißfestigkeit verchromt wurden; lassen sich mit besonderem Vorteil -die S@chwarzchromschichten einsetzen, die infolge der gekennzeichneten Eigenschaften zur Verbesserung der Gleiteigenschaften überlegen sind. In vielen Fällen genügen Schichtstärken von 3 bis io @u. Viellicht ist es erwünscht, bei auf Verschleiß besonders stark beanspruchten Teilen größere Schichtstärken zu wählen, z. B: ioo,u und darüber. Da bei der .direkten Schwarzverchromung von Stahl üblicherweise die maximal zu erreichende Schichtstärke auf etwa tio;u beschränkt ist, ist es in solchen Fällen zweckmäßig, normale hartverchromte Werkstücke noch mit der Schwarzchromschicht zu versehen. So ist es z. B. möglich, eine verschleißfeste Gleitschicht auf Stahl oder anderem Metall herzustellen, indem man zunächst eine Elektröplattierung von go ,u Hartchrom und darüber noch eine Schwarzchromschicht von @ia,u legt.With such machine parts that - so far to achieve a high Wear resistance have been chrome plated; can be used with particular advantage -the black chrome layers use which, as a result of the marked properties, improve the sliding properties are superior. In many cases, layer thicknesses of 3 to io @u are sufficient. Maybe light It is desirable to use larger parts for parts that are particularly subject to wear and tear To choose layer thicknesses, e.g. B: ioo, u and above. As with the .direct black chrome plating of steel usually the maximum achievable layer thickness to about tio; u is limited, it is advisable in such cases to use normal hard chrome-plated workpieces still to be provided with the black chrome layer. So it is B. possible a wear-resistant To create a sliding layer on steel or other metal by first applying a Electroplating of go, u hard chrome and a black chrome layer on top from @ ia, u submits.

Die Kombination von Hartchrom mit Schwarzchrom ist beispielsweise durch Anwendung besonderer Hilfsmaßnahmen möglich, die vorzugsweise in einer Ätzung des hartverchromten Teiles vor der Schwarzverchromung besteht. Weiterhin ist es zweckmäßig, nach Einbringen der Teile in das-Schwarzchrombad diesen wenige Minuten einen Stromstoß zu geben, d. h. .die ersten Minuten mit höherer Stromdichte schwarz zu verchromen; als den normalen Strombedingungen zur Aufbringung des Schwarzchromüberzuges entspricht.The combination of hard chrome with black chrome is for example possible by applying special auxiliary measures, preferably in an etching of the hard chrome-plated part before the black chrome-plating. Furthermore it is It is advisable to do this for a few minutes after placing the parts in the black chrome bath to give a rush of electricity, d. H. .the first few minutes with higher current density black to chrome plating; than the normal current conditions for applying the black chrome plating is equivalent to.

Die Schwarzchromschichten lassen sich nicht nur auf Stahl, sondern auch auf andere Metalle aufbringen und ebenso mit anderen metallischen Überzügen kombinieren. So ist auf galvanisch verkupferten oder vernickelten Gegenständen eine Schwarzverchromung ohne weiteres möglich, so daß sich der zur Verbbesserung der Gleiteigenschaften von metallischen Werkstoffen aufzubringende Schwarzchromüberzug auch beispielsweise unter Anwendung anderer Zwischenschichten als Chrom anwenden läßt.The black chrome layers can not only be applied to steel, but also apply to other metals and also with other metallic coatings combine. So there is one on galvanically copper-plated or nickel-plated objects Black chrome plating easily possible, so that the to improve the Black chrome coating to be applied to the sliding properties of metallic materials also apply, for example, using intermediate layers other than chrome leaves.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for improving the sliding properties of metallic materials, characterized in that the parts exposed to sliding or friction are provided with a black chrome coating.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that the parts subject to sliding first chrome-plated in the normal way and then black chrome-plated.

3. Procedure according to claim z, characterized in that the black chrome coating on others metallic coatings, preferably copper, brass, nickel, is applied.