SE461663B - Foerfarande foer utfaellning av haardkrom paa staal eller en aluminiumlegering ur en vattenhaltig, cr0 och svavelsyra innehaallande elektrolyt - Google Patents

Description

461 663 2 10 15 20 25 30 35 vis såsom kiselfluorväte eller dettas alkali- eller jord- alkalisalter. Dessa elektrolyter uppvisar förutom en rad gynnsamma egenskaper också graverande brister. Hit hör ett avsevärt angrepp på de ovan framhållna stállegeringarna och aluminiumlegeringarna, varvid en frätning sker, vilken kan leda till hålbildning och underminering. Liknande är förhållandena vid andra metallegeringar. Användningen av blandsura krombad begränsas därigenom i hög grad. Härtill kommer, att fluoriderna respektive de komplexa fluoriderna är flyktiga och närmare bestämt t.o.m. även då man arbetar med låg badtemperatur. Genom fluoridernas respektive de komplexa fluoridernas flyktighet förändras badsammansätt- ningen, så att regelbundna analyser och nyjusteringar av badsammansättningen är nödvändiga. Ändamålet med uppfinningen är därför, att pá metallegeringar i synnerhet på järnlegeringar (stål) och aluminiumlegeringar vid högt katodiskt strömutbyte utfälla ett hårdkromskikt ur en vattenhaltig elektrolyt, som innehåller kromsyra och svavelsyra, och närmare bestämt utan att fara för en störande frätning av ytan föreligger och utan att badsammansättningen ändrar sig genom betydelsefulla badkomponenters flyktighet.

Företrädesvis skall man arbeta med ett katodiskt strömutbyte på över 20 %.

Lösningen på denna uppgift är kännetecknad av att man i och för höjning av strömutbytet tillsätter en organisk förening i form av en mättad, alifatisk sulfonsyra med maximalt två kolatomer och maximalt sex sulfonsyragrupper eller deras salter eller halogenderivat och att man arbetar vid en koncentration av den organiska substansen på över 0,5 g/l, med en badtemperatur på 20 - 70°C och en strömtäthet på 15 - 100 A/dmz och varvid därutöver inga andra organiska föreningar för höjning av strömutbudet tillsättes elektro- lyten. Särskilt lämpliga är metansulfonsyra, etansulfonsyra, metandisulfonsyra, 1,2-etandisulfonsyra, salter av förut- nämnda syror, metansulfonklorid. Uttryckt i formel är föremålet för uppfinningen användningen av en organisk 461 663 3 förening med strukturen l ° ll Rl - (li - S' - RÖ l R3 O 5 varvid Rl - H eller kan vara _ - CH3 eller O ll - S - Rs eller ll 0 10 R O l ll - c - s - 116 l ll Rs O varvid R2 - Rs - H eller kan vara 15 O ll S - R 461 665 10 15 20 25 30 4 och varvid R6 - OH eller kan vara - OMe eller halogen för det angivna ändamålet.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen bildas den organiska föreningen genom kemiska eller elektrokemiska reaktioner i elektrolyten. Varianter av utföringsformerna framgår av kännetecknen i krav 3 - 7. öivetvis kan SISO4 och andra Sr-salter likaså tillsättas.fDe angivna organiska föreningarna fungerar inom ramen för uppfinningen med över- raskande effekter. Ehuru badet uppvisar samma fördelar som ett klassiskt krombad, förbättras det katodiska strömutbytet avsevärt. Någon störande frätning på ytan förekommer icke.

Detta gäller i synnerhet för ytan på stål- och aluminium- legeringar. Till och med vid hög badtemperatur förändrar badet icke sin sammansättning genom betydelsefulla bestånds- delars flyktighet. Detta ligger inom ramen för uppfinningen, att man till badet i och för förbättring av spridningen till- sätter borsyra intill mättning.

I det följande skall uppfinningen förklaras i anslutning till utföringsexempel. 1. Man tillreder en klassisk svavelhaltig kromelektrolyt med 250 g/1 Cr03 och l,2% HZSO4 - räknat på Cr03-halten.

En provkropp förkromas med 50 A/dmz katodisk strömtäthet vid 55°C. Det katodiska strömutbytet - räknat på reduk- tionen av Cr6+ till Cr - uppgår till 15,0%. Fällningarna är makrosprickiga.

Till denna elektrolyt tillsättes nu 1 g metansulfoklorid.

En provkropp förkromas under de angivna betingelserna.

Strömutbytet uppgår nu till 23,9%. Fällningarna är fin- sprickiga. ° 461 663 2.I en elektrolyt bestående av 180 g/l Cr03, mättad med SrO4, löses 3 g/1 metansulfonat och en provkropp förkromas under betingelserna i exempel 1. Här motsvarar den mättade strontiumsulfatmängden analytiskt - till följd av disocia- tion - i kraftigt sur miljö en svavelkoncentration på 2 - 10 15 20 25 30 35 3 %. Således behöver här ingen ytterligare svavelsyra tillsättas.

. En elektrolyt bestående av 200 g/l Cr03, 6 g/l H,SO¿ och 5 g/l etansulfonat ger under betingelserna i exempel 1 ett katodiskt strömutbyte på 24,7% med finsprickig struktur"pà fällningarna.

. En elektrolyt bestående av 300 g/l Cr03, 3,3 g/l HZSO4, 4 g/l metansulfonsyra och 3,5 mg/1 SeO2 ger vid en katodisk strömtäthet upp till 55 A/dmz och en arbetstemperatur på ungefär 55°C ett katodiskt strömutbyte på 26%. Å 25,7% strömutbyte erhålles, om man under samma be- tingelser som i exemplet l använder en elektrolyt bestående av 300 g/l Cr03, 4 g/l HZSO4 och 3 g/l metandisulfonsyra. Fällningarna är finsprickiga.

Provkroppar av stål provades med hänsyn till angrepp vid 55°C under katodisk polarisation vid 0,2 - 0,8 A/dmz, dvs under den för kromutfällning nödvän- diga katodiska strömtätheten. 300 3,3 Elektrolyt 1: g/1 CrO3 q/1 H2so4 300 3,3 Elektrolyt 2: g/1 CrO3 9/1 HZSO4 3 g/l metandisulfonat Elektrolyt 3: 300 g/1 Cr03 0,6 % HZSO4 10 g/1 K2SiF6 461 663 10 15 20 25 Per time uppmättes en bortfrätning i GT' Elektrolyt 1 av 0,5 - 1,0 mg/dmz Elektrolyt 2 av 0,0 - 0,5 mg/dmz Elektrolyt 3 av 0,8 - 1,4 g/dmz.

Man valde den katodiska polarisationen, emedan angreppet vid ringa katodisk polarisation erfarenhetsmässigt är större än i tillstånd utan främmande ström och emedan' de av frätning betingade skadorna företrädesvis kon- centrerar sig i kromutfällningens gränsomràde.

Provkroppar bestående av Al-legering (a=AlMg1 och b=AlMgSi1) provades under betingelserna i exemplet 6 (vid 0,8 A/dmz). Följande resultat visade sig: 16,0 mg/dmz 3,0 mg/dmz i elektrolyt l - a) + b) + i elektrolyt 2 - a) 8,0 mg/dmz b) + 8,2 mg/dmz 0,8 g/dmz bortfrätning 1 , o g/dmz bortfrätning i elektrolyt 3 - a) - b) - Viktökningen i elektrolyterna 1 och 2 torde bero på bildning av Al-oxider eller kromater. Otvetydig är den kraftiga viktförlusten i elektrolyt 3.

I tillstånd utan främmande ström visade sig likaså av- sevärda skillnader: o i elektrolyten 2 uppstod per timme en bortfrätning av 20 mg/dmz vid AlMgl och ¿ av 32 mg/dmz vid AlMgSi1. 461 665 ~J under det att vid elektrolyt 3 gick 0,75 g/inz vid Almgl och 0,94 q/amz vid Almgsil i lösning. 8. Flyktigheten för HF respektive SiF4 ur elektrolyter, som är innehållande fluorider eller komplexa fluorider, är tillräckligt känd. En elektrolyt med 300 g/1 CrO3, 1,3 % HZSO4, räknat på Cr03, och 5 q/l metandisulfonat visade efter en livslängd av tre månader vid 50°C ingen mätbar 10 förlust av sulfonat och ingen minskning av strömutbytet.

Claims (7)

461 663 10 15 20 25 30 P a t e n t k r a v

1. Förfarande för utfällning av hårdkrom på av stål eller en aluminiumlegering bestående arbetsstycken ur en vatten- haltig, Cr03 och svavelsyra innehållande icke etsande elektrolyt, k ä n n e t e c k n a t av att man i och för höjning av strömutbytet tillsätter en organisk förening i form av en mättad. alifatisk sulfonsyra med maximalt två kolatomer och maximalt sex sulfonsyragrupper eller deras salter eller halogenderivat och att man arbetar vid en _ koncentration av den organiska substansen på över O,5 g/1,' med en badtemperatur på 20 - 70°C och en strömtäthet på 15 - 100 A/dmz och varvid därutöver inga andra organiska föreningar för höjning av strömutbytet tillsättes elektro- lyten. n

4. ïörfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den organiska föreningen bildas genom kemiska eller elektrokemiska reaktioner i elektrolyten.

3. Förfarande enligt något av kraven l och 2, k ä n n e- t e c k n a t av att dessutom tillsättes salter av ele- menten i grupp VI i periodiska systemet.

4. Förfarande enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e - t e c k n a t av att salter av selen tillsättes, och när- mare bestämt i en koncentration av l - 20mg/l.

5. Förfarande enligt något av kraven 1 - 4, k ä n n e - t e c k n a t av att salter av tellur tillsättes, och närmare bestämt i en koncentration av 1 - 20 mg/1.

6. Förfarande enligt något av kraven 1 - 5, k ä n n e - t e c k n a t av att dessutom tillsättes halogen- eller komplexa halogenjoner i koncentrationer av 0,01 - 10 gl/1. 0:” :I 461 663

7. Förfarande enligt något av kraven 1 - 6, k ä n n e - t e c k n a t av att dessutom tillsättes Cr2O3 i en koncentration upp till 15 g/1.