DE910840C

DE910840C - Verfahren zur Entkupferung und Entmesingung von Eisen- und Stahlteilen

Info

Publication number: DE910840C
Application number: DEP43826A
Authority: DE
Inventors: Dr Richard Springer
Original assignee: RICHARD SPRINGER DR
Current assignee: RICHARD SPRINGER DR
Priority date: 1949-05-25
Filing date: 1949-05-25
Publication date: 1954-05-06

Description

Verfahren zur Entkupferung und Entmessingung von Eisen-und Stahlteilen Die Erfindung bezieht sich auf die elektrolytische Entfernung von Kupfer- und Messingüberzügen von Eisen- und Stahlteilen.
Zur anodischen Ablösung von Kupfer- und Messingschichten werden heute Lösungen verschiedener Art angewendet.. Am bekanntesten sind Cyanidlösungen mit und ohne Zusatz von Alkali-Kupfer-Cyaniden und anderen Stoffen. Der Vorteil kupferhaltiger Cyanidlösungen liegt darin, daß das anodisch abgelöste Metall an der Kathode zum Teil wiedergewonnen werden kann; nachteilig ist das langsame Arbeiten dieser Bäder und ihre hohe Giftigkeit.
Um ein rasches Ablösen der Buntmetallschichten von Eisen zu erreichen, hat man Lösungen auf saurer Grundlage entwickelt, welche vorwiegend Nitrate und Nitrite enthalten und ungiftig sind. Bäder dieser Art haben sich hauptsächlich zur Entfernung von Messinglot bewährt, weil sie die Anwendung hoher Stromdichten ermöglichen. Ihr Nachteil liegt darin, daß das abgelöste Kupfer an der Kaihode nicht wiedergewonnen wird, sondern als unlösliches basisches Salz in den Badschlamm eingeht.
Die Technik hat deshalb nach wie vor großes Interesse für ein Bad, welches bei einfacher Zusammensetzung nicht nur die Anwendung hoher anodischer Stromdichten gestattet, sondern auch die kathodische Wiedergewinnung des abgelösten Kupfers mit mäßigem Stromaufwand ermöglicht. Eine Badflüssigkeit, welche alle drei Forderungen erfüllt, ist Gegenstand dieser Erfindung.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß die anodische Entkupferung und Entmessingung von Eisen- und Stahlteilen ohne Angriff des Grundmetalls nicht nur in Nitratlösungen, sondern auch in einfachen Sulfatlösungen gelingt, sofern man diesen geringe Mengen von Nitrit zusetzt. Obwohl für diesen Zweck grundsätzlich alle löslichen Sulfate Verwendung finden können, wird man zur Erzielung hoher Stromdichten bei niedrigem Stromaufwand leichtlösliche Sulfate mit einem rasch wandernden Kation bevorzugen. Zu diesen Salzen gehört vor allen Dingen das Ammoniumsulfat, dessen Kation zusätzlich noch die Kupferabscheidung begünstigt.
Im Prinzip würde also eine salzreiche Lösung von z. B. Ammoniumsulfat mit einem geringen Zusatz von z. B. Natriumnitrit die von der Technik gestellten Forderungen bereits erfüllen. Während des Arbeitens würde sich in der Lösung Kupfersulfat bilden, das dann seinerseits eine kathodische Abscheidung des gelösten Kupfers ermöglicht.
Um die lästige Übergangszeit mit ihren laufend notwendigen Zusätzen von Schwefelsäure bis zur Absättigung des Bades mit Kupfer zu vermeiden, empfiehlt es sich, der Lösung von Anfang an die notwendige Menge Kupfersulfat zuzusetzen und dadurch eine kathodische Abscheidung mit hoher Stromausbeute gleich von Anbeginn zu ermöglichen.
Die praktische Erfahrung hat gelehrt, daß es vorteilhaft ist, die Entkupferung mit einem pH-Wert von etwa 3 durchzuführen und diesen Säuregrad mit Zusätzen von Acetat zu puffern. Um den Angriff des Grundmetalls zu verhindern, muß das Bad mindestens etwa 0,3 g/1 Nitrit enthalten.
In Lösungen der beschriebenen Art gelingt die Entfernung von Kupfer- und Messingschichten von Eisen bereits bei Raumtemperatur mit sehr hohen Stromdichten. Bei den Versuchen wurden Stromdichten bis 18 A/dm2 verwendet. Eine Erhöhung der Badtemperatur ermöglicht eine weitere Steigerung der anodischen Lösungsgeschwindigkeit.

Die spezifisch günstige Wirkung von Ammoniumsulfat ergibt sich aus der nachfolgenden Tabelle:

-Bad I -- Bad II

Zusammensetzung der Bäder . . . . . . . . . . . . . . . 8o g/1 Nag S 04 ' io H2 0 130 g/1 (N H4)2 S 04

10o g1 Cu S04 - 5H20 10o 9/1 Cu S05 - 5 H20

io g11 Na-Acetat io g/1 Na-Acetat

5 g/1 Na N02 5 g/1 NaN02

Erzielbare Stromdichte bei 6 V und 2 cm Elek-

trodenabstand in A,Idm2.................. 8,5 17,0

Erforderliche Badspannung in Volt bei einer

Stromdichte von 8 A/dm2 und 2 cm Elek-

trodenabstand .......................... 4,2 2,6

Ausführungsbeispiel Nachfolgende Badzusammensetzung hat sich praktisch bewährt:

i3o g/1 Ammoniumsulfat

Zoo g/1 Kupfervitriol

io gfl Natriurnacetat

5 g/1 Natriumnitrit

3 Pa

.4 bis 6 V Badspannung.

Nitritmangel ist daran leicht zu erkennen, daß das Bad, welches im normalen Zustand grün aussieht, eine blaugrüne bis blaue Farbe annimmt. Wenn dieser Zustand erreicht ist, muß der Nitritgehalt des Bades durch Zugabe von 5 g/1 NaN02 ergänzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur anodischen Entkupferung und Entmessingung von Eisen und Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyte nitrithaltige Sulfatlösungen verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man Lösungen von Ammoniumsulfat anwendet.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungen mindestens 0,3 gll NaN 02 enthalten.
4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bade zur Erleichterung der kathodischen Abscheidung ein Kupfersalz zugesetzt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Lösung zwischen 2,2 und 4,2, vorteilhaft bei 3 gehalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert durch Zugabe von Acetaten gepuffert wird.