DE942366C

DE942366C - Elektrolyt und Verfahren zum galvanischen Verzinken

Info

Publication number: DE942366C
Application number: DEN5598A
Authority: DE
Inventors: Petrus Baeyens
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1951-04-18
Filing date: 1952-06-01
Publication date: 1956-05-03
Also published as: BE511841A; FR1059924A; DE1047330B; FR1066143A; US2732500A; GB713993A; NL161740B

Description

Die Erfindung betrifft einen· Elektrolyt zum galvanischen Verzinken in alkalischen Bädern, die neben einer Zinkveri>inid!ung Alkalicyanid und andere Zusätze enthalten. Zink wird gern und mit Vorteil als metallischer Niederschlag auf Gegenständen verwendet, da- galvanisch aufgebrachte Zinkschichten außer ihren niedrigen Kosten verhältnismäßig korrosionsfest sind.

Dazu können zwei Arten galvanischer Zinkbädef verwendet werden, nämlich saure Zinkbäder oder alkalische Cyanidzinkbäder. Saure Zinkbäder haben den Nachteil, daß die Streuung des Metalls in diesem Bädern nicht groß ist, wodurch Schwierigkeiten beim galvanischen Überziehen unregelmäßig gebildeter Gegenstände auftreten. Häufig werden daher anstatt der sauren. Zinkbäder alkalische Cyamidbäder verwendet, jedoch nur dann, wenn das sich häufig hierbei ergebende wenig schöne Aussehen des erzeugten Niederschlages nicht als störend empfunden wird. Die alkalischen Cyanidbäder haben jedoch den großen Vorteil einer guten Streuung des Metalls und einer annehmbaren kathodisch«! Stromausbeute.

Für die Zusammensetzung alkalischer Zinkcyanidbäder sind viele Vonschriften Ibekanntgeworden, die außer Zusätzen zum Verbessern der Metallschicht im wesentlichen eine Zinkverbindung, Alkalihydroxyd und Alkalicyanid in einem solchen

Verhältnis enthalten, daß die vorhandene Zinkverbindung sich als Zinkat oder Komplexcyanid in d!er Lösung befindet.

Beim galvanischen Verzinken· aus alkalischen Zmkcyanidbädern ist nun die benutzte Stromstärke von der Anodenoberfläche abhänigig, Die Anode wird, abhänigig von der gewählten· Zusammensetzung des Bäides bei einer Stromdichte von 2 bis 4 Amp. je Quadratdezimeter, polarisieren, wodurch

ίο kein Zink mehr von der Anode gelöst wind. Infolgedessen ändert sich die Zusammensetzung des Bades derart, daß das Verhältnis zwischen dem darin, vorhandenen Metall und¹ dem Gesamtcyanid! stets kleiner wird. Dies hat einen starken Rückgang der" kathodischen Stromausbeute zur Folge, die im Laufe einiger Stun'den von etwa'90% auf 10 bis 20% sinken kann.

Es ist also bei einem galvanischen Verzinken nicht möglich, eine hohe Stromdichte zu benutzen, ohne daß Polarisation eintritt. Bei Verwendung solcher hohen Strom/dichten nimmt infolge der Polarisation die Menge des Zinkes ab, welche pro Zeiteinheit von der Anode in Lösung geht. Als Folge hiervon wird sich das im Galvanisierbad in gelöstem Zustande befindende Zink auf-den zu galvanisierenden Gegenstand niederschlagen. Dies hat naturgemäß eine Erniedrigung der Konzentration der Zinkionen in der Lösung zur Folge, wodurch die kathodische Stromausbeute abnimmt, weil sie von der Konzentration abhängig ist.

Mit der Behebung dieses Übelstandes nun· befaßt sich die Erfindung. Sie schaltet die erwähnten Nachteile dadurch aus, daß in der Lösung ein Vorrat an nicht gelöstem.Zink aufgebaut wird. Während des Galvanisierungsverfahrens schlägt dann wohl Zink aus der Lösung auf den Gegenstand nieder, doch wind) diese Menge sofort aus dem Vorrat nicht gelösten Zinkes aufgefüllt.

Ein Elektrolyt zum galvanischen Verzinken von Gegenständen, bestehend aus einer Alkalicyanide Alkalihydroxyd und eineZinfcverbindung enthaltenden Lösung, ist somit erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung eine anorganische. Sauerstoff enthaltende Zinkverbindung in einer größeren Mengen enthält, als von dem im Bade vorhandenen Alkalicyanid und AJIkaliihydroxyd zu Zinkcyanid umgesetzt werden kann.

Die bekannte Maßnahme,· dem Elektrolyt Zinksulfidl zuzufügen — was dort zu dem Zwecke erfolgt, das Bad an Schwefelionen anzureichern — legt die Erfindung nicht nahe, da diese Maßnahme nicht damit gleichwertig ist, einen Vorrat einer ungelösten Zinkverbindung, die. keinen Schwefel enthält, anzustreben, also als Zusatz eine anorganische, Sauerstoff enthaltende Zinkverbindung in entsprechend großer Menge zu wählen, womit es dann gelingt, das Absinken der kathodischen Stromausbeute zu beheben. Diese neue Erkenntnis wird auch nicht durch die Kenntnis, daß Zinksulfid sich in entsprechend starken cyan&aläschen Lösungen löst, nahegelegt.

Obwohl ein Elektrolyt der erfindungsgemäßen Zusammensetzung trübe und dünnbreiig ist, war es im Hinblick darauf, daß in der Galvanotechnik im allgemeinen klare Bäder angestrebt werden, die frei von allen schwebenden Teilchen sind, überraschend festzustellen, daß die Elektrolyse in diesem dünnen Brei halbglänzende bis glänzende Zinfcniederschläge ausgezeichneter Güte 'lieferte.

In vorzugsweiser Ausführung· besteht die erfindungsgemäße anorganische, Sauerstoff enthaltende Zinkverbindung entweder aus Zinkoxyd oder aus Zinkcarbonat oder aus Zinkhydroxyd oder aus einem Gemisch dieser Verbindungen!.

Die maximal zulässige Menge der Zinkverbindung, die im Übermaß im Bad suspendiert werden kann, ist für den Fachmann einfach festzustellen. Sie hängt auch von der Korngröße der verwendeten ZKnkverbindung· ab. Gute Ergebnisse sind z. B. mittels eines Bades mit 75 g aufgeschlämmtem Zimkoxyd je Liter erzielt worden.

Der gekennzeichnete Elektrolyt wird vorzugsweise bei einem Verfahren zum galvanischen Verzinken) von Gegenständen verwendet; hierbei wird die Elektrolyse zweckmäßig in' einer Trommel durchgeführt.

Ein großer Vorteil bei der Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung ergibt sich daraus, daß die Überwachung der Zusammensetzung des Bades vereinfacht werden kann. Zum Überwachen der Wirksamkeit im Trommeln verwendeter alkalischer Cyanidizinkbäder ist es erwünscht, mindestens einmal pro Tag' durch Analyse die Zusammensetzung des Bades zu bestimmen. Bei dem Verfahren nach der Erfindung genügt eine wöchentliche oder vierzehntägliche Analyse, wobei gut reproduzierbare Ergebnisse und eine große Betriebssicherheit erzielt werden. Außerdem genügt eine Bestimmung des Cyanids und des Alkalis.

Bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfinidung tritt infolge der angewendeten hohen Stromdichten Polarisation an der Anode auf, was für eine aus Zink bestehende Anode weniger erwünscht wäre. Da die Anode jedoch kein Zink auf das Bad zu übertragen braucht, genügt eine nicht 105. aus Zink bestehende Anode; vorzugsweise wird eine Anode aus Eisen verwendet. Eine Verringerung der kathodischen Stromausbeute tritt bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfinidung nicht auf. .

Die Erfindung wird an Hand¹ folgender Beispiele näher erläutert.

Bersρ iel I

Einem Zinkbad, das wie folgt zusammengesetzt ist: ZnO 45,6g/l, NaCN 78 g/l, NaOH 31,1 g/1, wird" 50 g/l Zinkcarbonat zugesetzt, wodurch eine Suspension entsteht. Dieses Bad wird, in einem Trommelgerät mit einem Flüssigkeitsinhalt von etwa 401 bei einer Anodenoberfläche von 7 dm² iao und einer Stromstärke von 75 bis 100 Amp. verwendet. Die anodische Stromdichte liegt dabei zwischen 10,7 und 14 A/dm², wobei die Anode polarisiert und praktisch kein Zink mehr in die Lösung aufgenommen wird. Die kathodHsche Stromausbeute liegt dabei zwischen 90 und 100%. Die

Gegenstände, die auf diese Weise mit einer galvanischen Zinfcsdhicht versehen sind, haben ein halbglänzendes bis glänzendes Äußeres, wobei die Güte der Zinkschicht zufriedenstellend ist.

Beispiel II

Unter ähnlichen Bedingungen wie denjenigen nach Beispiel I wird ein Bad nachfolgender Zusammensetzung verwendet: Zinkcyanid Zn(CN)₂ ίο 80 g/l, Natriumcyanid 45 g/l, Natriumhydroxyd 90 g/l. Diesem wurde eine Menge Zinkoxyd Zn O von 75 g/l zugesetzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Elektrolyt zum galvanischen Verzinken von Gegenständen, bestehend aus einer Alkalicyanid, Alkalihydroxyd und eine Zimkverbitir dung enthaltenden Lösung, dadurch gekennao zeichnet, daß die Lösung eine anorganische, Sauerstoff enthaltende Zinkverbindung in einer größeren Menge enthält, als von dem im Bade vorhandenen Allkalicyanid und Alkalihydroxyd zu Zinkcyanid umgesetzt werden kann.
2. Elektrolyt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische, Sauerstoff enthaltende Zinkverbindung aus Ziiikoxyd, Zinkcarbonat, Zinfchydroxyd oder einem Gemisch ■dieser Verbindungen· besteht.
3. Verfahren zum galvanischen Verzinken von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrolyt gemäß Anspruch 1 und 2 verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyse in einer Trommel durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eisenanode verwendet wird.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 727 594.

509 703 4.