DEP0053156DA - Verfahren zur Herstellung hochkorrosionsfester Chromschichten - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung hochkorrosionsfester Chromschichten auf elektrolytischem Wege durch Abscheidung aus Chromsäure-Lösung unter besonderen Bedingungen.

Eine der technisch wichtigsten Eigenschaften von Chromschichten ist ihre Korrosionsbeständigkeit. Für das Korrosionsverhalten ist insbesondere die Struktur der Chromschicht von grossem Einfluss, da die Korrosionseigenschaften sich verbessern, je fester das einzelne Atom am Gitter verankert ist.

Elektrolytisch abgeschiedenes Chrom tritt hauptsächlich in einer hexagonalen und einer kubisch-raumzentrierten Modifikation auf. Von diesen weist das hexagonale System die grösste Beständigkeit auf. Das Auftreten dieser beiden Modifikationen ist abhängig von den Abscheidungsbedingungen der Chromschicht.

Die elektrolytische Abscheidung technischer Chromschichten wird im allgemeinen bei einer Temperatur des Chrombades von 53°C und einer Stromdichte von 50 Ampere pro dm(exp)2 vorgenommen. Unter diesen Bedingungen erhält man vornehmlich die kubisch-raumzentrierte Modifikation.

Es wurde daher die Beobachtung gemacht, dass Chromschichten, die bei einer Badtemperatur von etwa 50°C und einer Stromdichte von 50 Ampere pro dm(exp)2 abgeschieden wurden, schlechtere Korrosionseigenschaften aufwiesen als solche, die entweder bei höheren oder auch bei niedrigeren Badtemperaturen abgeschieden wurden. Unter diesen Abscheidungsbedingungen besteht ein Minimum der Korrosionsbeständigkeit, das im Abscheidungsgebiet der kubisch-raumzentrierten Modifikation auftritt und mit zunehmenden Anteil der hexagonalen Modifikation, d.h. von einer Badtemperatur von 50°C aus der Erhöhung oder Erniedrigung der Badtemperatur verbessert wird. Die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, die durch Erniedrigung der Badtemperatur erzielt wird, erreicht nicht so hohe Werte wie die druch Erhöhung der Badtemperatur über 50°C erzielbare Verbesserung.

Der Einfluss der Stromdichte ist derartig, dass bei gleichbleibender Badtemperatur durch Steigerung der Stromdichte die Korrosionsbeständigkeit vermindert wird. Gemäss der vorliegenden Erfindung werden daher die korrosionsgünstigsten Schichten bei hohen Badtemperaturen und niedrigen Stromdichten erzielt, und zwar bei Anwendung von Temperaturen von mehr als 53°C, vornehmlich von 55°-75°C und von Stromdichten von weniger als 50 Amp/dm(exp)2, vornehmlich 10 - 40 Amp/dm(exp)2. Der Einfluss der Badtemperatur ist grösser als der der Stromdichte. Durch Steigerung der Stromdichte verschiebt sich das Minimum der Korrosionsbeständigkeit zu höheren Badtemperaturen, sodass bei ei- ner Stromdichte von 80 Ampere pro dm(exp)2 das Minimum der Korrosionsbeständigkeit bei etwa 55°C Badtemperatur liegt. Umgekehrt sinkt das Minimum der Korrosionsbeständigkeit bei Erniedrigung der Stromdichte, sodass dieses bei einer Stromdichte von 20 Ampere pro dm(exp)2 bei etwa 45°C Badtemperatur auftritt. Im Minimum der Korrosionsbeständigkeit besteht ein kubisch-raumzentriertes Gitter, während bei Erhöhung oder Erniedrigung der Badtemperatur der Anteil der hexagonalen Modifikation und damit auch die Korrosionsbeständigkeit ansteigt.

Zur Erläuterung diene folgendes Beispiel:

Aus einem Chrombad, das 250 g Chromsäure pro Liter Wasser mit einem Zusatz von 2,5 g Schwefelsäure (D = 1,84) pro Liter Wasser enthält, werden bei einer gleichbleibenden Stromdichte von 50 Ampere pro dm(exp)2 je eine Probe bei einer Badtemperatur von 53°C und 63°C abgeschieden. Die bei 63°C abgeschiedene Schicht weist eine um das dreifache verbesserte Korrosionsbeständigkeit auf. Andererseits wird je eine Chromschicht aus dem gleichen Bade bei gleichbleibender Badtemperatur von 63°C und einer Stromdichte von 20 Ampere je dm(exp)2 und 50 Ampere je dm(exp)2 abgeschieden. Die bei einer Stromdichte von 20 Ampere abgeschiedene Chromschicht weist eine um das 1,5 fache verbesserte Korrosionsbeständigkeit auf.

Claims (1)

1. Verfahren zur elektrolytischen Herstellung hochkorrosionsfester, die hexagonale Modifikation des Chroms enthaltender Chromschichten, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyse bei Temperaturen von mehr als 53°C, insbesondere von 55°C -75°C, oder bei Stromdichten von weniger als 50 Amp/dm(exp)2, insbesondere von 10 - 40 Amp/dm(exp)2 erfolgt.