Beschreibung description
Verfahren und Vorrichtungen zum elektrolytischen VerzinkenMethods and devices for electrolytic galvanizing
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und sind zugehörige Vorrichtungen zu elektrolytischen Abscheiden festhaftender und deckender Überzüge von metallischem Zink auf Metalle insbesondere auf Eisen oder auf Zink und auf verzinktem Eisen, hier kurz Verzinken genannt. Die erzeugThe present invention relates to a method and associated devices for the electrolytic deposition of adherent and opaque coatings of metallic zinc on metals, in particular on iron or on zinc and on galvanized iron, here briefly called galvanizing. The generate
Verzinkung auf Eisen dient hauptsächlich und besonders lackiert dem Korrosionsschutz gegen atmosph rische Einflüsse. Das Verzinken schließt nachfolgend die Abscheidung aus und von unreinem oder legie tem Zink ein.The main purpose of galvanizing on iron is to protect it against corrosion from atmospheric influences. The galvanizing then excludes the deposition and impure or alloyed zinc.
Es sind zahlreiche Rezepturen für die wäßrigen Elektrolytlösungen, hier kurz Elektrolyte genannt, b kannt, die als Bad dienen, in das die negativ gepolten, zu verzinkenden Gegenstände und die positiv g polten Elektroden aus Zink eintauchen. Vorgeschlagen wurden für ein badfreies Verzinken von Hand g führte Elektroden, sogenannte Handelektroden, bei denen Bürsten, Schwämme, Filze und pastenbildend Mittel als Träger für den wäßrigen Elektrolyten dienen. Alien bekanntgewordenen Elektrolyten ist gemei sam die Verwendung nicht flüchtiger Säuren oder der nichtflüchtigen Alkalibasen und von elektrolytisc besonders gut leitenden Salzen, sogenannten Leitsalzen. Der Tendenz des Zinks zur nadeligen Absche dung (Dendrite) wird durch die besondere Rezeptur (stoffliche Zusammensetzung aus vielen Kompone ten, Abstand und Flächenverhältnis der Elektroden, elektrische Spannung und Stromdichte, Säurestärk Temperatur usw.) und die Bewegung des Bades beziehungsweise der Elektroden, beim badfreien Verzin ken durch reibende Bewegung der Handelektroden (sogenannte Reibeelektroden) auf der zu verzinken den Fläche, entgegengewirkt.There are numerous recipes for the aqueous electrolyte solutions, here called electrolytes for short, which serve as a bath in which the objects with the negative polarity, to be galvanized and the positive electrodes with zinc are immersed. For bath-free galvanizing by hand g electrodes were suggested, so-called hand electrodes, in which brushes, sponges, felts and paste-forming agents serve as carriers for the aqueous electrolyte. Alien known electrolytes are the use of non-volatile acids or the non-volatile alkali bases and electrolytically particularly conductive salts, so-called conductive salts. The tendency of the zinc to acicular deposition (dendrite) is due to the special recipe (material composition of many components, distance and area ratio of the electrodes, electrical voltage and current density, acid strength temperature, etc.) and the movement of the bath or the electrodes bath-free galvanizing counteracted by rubbing the hand electrodes (so-called friction electrodes) on the surface to be galvanized.
Für die Reparatur von Schadstellen auf verzinkten oder lackierten Eisenblechen, insbesondere a Kraftfahrzeugen, sind derartige Elektrolyte und Handelektroden empfohlen worden. Dabei greifen di stark sauren oder alkalischen Elektrolyte noch vorhandene Verzinkungen schnell an und führen ebens wie schon kleinste Reste der Salze zur Rostbildung an ungeschützten Stellen, wohin der Elektrolyt unkon trolliert abläuft. Ferner sind die bekannten Handelektroden nicht für jede Flächenkontur und Raumlag und nicht für Engsteilen geeignet, sie verletzen mechanisch die Lackierung in der Umgebung der Repa raturstelle und dezimieren die erzeugten Verzinkungen. Außerdem greifen die Elektrolyte die Zinkel ektrode im stromlosen Zustand an.Such electrolytes and hand electrodes have been recommended for the repair of damaged areas on galvanized or painted iron sheets, in particular a motor vehicle. The strongly acidic or alkaline electrolytes quickly attack any zinc that is still present and, like the tiniest residues of the salts, lead to rust formation in unprotected areas, where the electrolyte runs in an uncontrolled manner. Furthermore, the known hand electrodes are not suitable for every surface contour and spatial position and not for narrow parts, they mechanically damage the paintwork in the vicinity of the repair point and decimate the galvanization produced. In addition, the electrolytes attack the zinc electrode when de-energized.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen korrosionsfreien Elektrolyten zu finden, insbesonder soll für Reparaturzwecke ein badfreies Grundierungsverzinken gefunden werden, das die vorgenannteThe object of the present invention is to find a corrosion-free electrolyte, in particular a bath-free priming galvanizing, which the aforementioned should be found for repair purposes
Übelstände nicht aufweist. Als ganz spezielle Aufgabe, die bisher noch nicht gestellt worden ist, soll ei Reparaturverzinken an solchen Eisenteilen ermöglicht werden, die an Beton oder Mauerwerk grenzen Dafür sind die bekannten Elektrolyte gänzlich ungeeignet, weil sie Beton oder Mauermörtel zerstören un von diesen aufgesogen werden, so daß ein nicht entfernbares Reservoir rostbildender Salze entstünde. Es wurde nun gefunden, daß eine wäßrige Lösung von Ammoniak, sogenannter Salmiakgeist, alDoes not have bad conditions. As a very special task, which has not yet been set, it should be possible to repair galvanize iron parts that border on concrete or masonry. The known electrolytes are completely unsuitable because they destroy concrete or masonry mortar and are absorbed by them, so that a non-removable reservoir of rust-forming salts would arise. It has now been found that an aqueous solution of ammonia, so-called ammonia spirit, al
Elektrolyt bei Verwendung von Zink als positiv gepolter Elektrode, kurz Positiver genannt, geeignet ist un die geschilderten Übelstände überwunden werden können.Electrolyte when using zinc as a positively polarized electrode, or positive for short, is suitable and the described shortcomings can be overcome.
ERSATZBLATT
Stellt man erfindungsgemäß bei z.B. 15 °C im Bad aus 10 %igem wäßrigem Ammoniak einer lotrechte Eisendrahtnegativen von 3 mm Durchmesser im Abstand von 2 mm parallel eine Zinkdrahtpositive aus ei nem Paar Drähten von je 3 mm Durchmesser gegenüber und eiektrolysiert bei zirka 1 Volt mit 6 mA ent sprechend einer elektrischen Stromdichte von 0,3 A/dm2 Zinklängsschnittfäche, so wird nach einer An laufzeit von wenigen Sekunden, die mit einer deutlichen Wasserstoffentwicklung an der Negativen ver bunden ist, eine hellgraue Verzinkung an der Negativen gebildet. Dabei ist die große Gleichmäßigkeit un die große Streuung der Abscheidung, die auch zur Verzinkung der Rückseite der Negativen in wenige Minuten führt, beeindruckend. Allerdings tritt dann nach insgesamt zirka 15 Minuten Polarisierung mi Stromstillstand ein, die durch Erhöhung der Spannung auf 2 V behoben werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Elektrolyse geht Zink von der Positiven in Lösung und scheidet sich a der Negativen ab. In der Lösung liegen nach Stromdurchgang die an sich bekannten Zinkamminohydr xide Zn (NH3)n(OH)2 mit n = 4 oder 6 vor. Statt mit reinem wäßrigem Ammoniak zu starten, kann ma dementsprechend auch mit bereits benutztem Elektrolyten beginnen. Eine weitere Möglichkeit ist e demgemäß, bereits vor oder auch während des elektrolytischen Verzinkens Zinkamminohydroxide zuz mischen. Statt dessen kann man auch einfach feinteiliges Zinkoxid, z.B. Zinkweiß, oder salzfreies Zinkh droxid zugeben, da sich diese Verbindungen in wäßrigem Ammoniak mäßig unter Bildung der Zinka minohydroxide langsam lösen. Auch pulverförmiges Zink kann zugemischt werden, da es mit wäßrige Ammoniak unter Wasserstoffentwickiung ebenfalls zu Zinkamminohydroxiden reagiert.REPLACEMENT LEAF If, according to the invention, at 15 ° C in the bath from 10% aqueous ammonia, a perpendicular iron wire negative of 3 mm in diameter at a distance of 2 mm is compared with a zinc wire positive made of a pair of wires each 3 mm in diameter and electrolyzed at about 1 volt with 6 mA corresponding to an electrical current density of 0.3 A / dm 2 longitudinal zinc cut surface, so after a start-up time of a few seconds, which is associated with a clear hydrogen development on the negatives, a light gray zinc coating is formed on the negatives. The great uniformity and the large dispersion of the deposit, which also leads to the galvanizing of the back of the negatives in a few minutes, is impressive. However, after a total of about 15 minutes of polarization with a power standstill, this can be remedied by increasing the voltage to 2 V. In the electrolysis according to the invention, zinc goes from the positive into solution and separates out from the negative. After passage of current, the known zinc aminohydrides Zn (NH 3 ) n (OH) 2 with n = 4 or 6 are present in the solution. Instead of starting with pure aqueous ammonia, ma can accordingly also start with the electrolyte that has already been used. A further possibility is accordingly to mix zinc aminohydroxides before or during the electrolytic galvanizing. Instead, it is also possible to simply add finely divided zinc oxide, for example zinc white, or salt-free zinc hydroxide, since these compounds slowly dissolve moderately in aqueous ammonia to form the zinc aminohydroxides. Powdered zinc can also be mixed in, since it also reacts with aqueous ammonia with evolution of hydrogen to form zinc aminohydroxides.
Eine weitere Möglichkeit, den Elektrolyten mit Zinkamminohydroxiden anzureichern, besteht erfi dungsgemäß in einer vorherigen Elektrolyse der wäßrigen Ammoniaklösung zwischen Zinkelektroden b möglichst großer Stromdichte, die eine große Wasserstoffentwicklung an der Negativen mit sich bring und einer wiederholten Umpolung der Elektroden. In jeder Periode geht infolge der gleichzeitigen Wa serstoffbildung mehr Zink in Lösung als sich abscheidet.Another possibility of enriching the electrolyte with zinc aminohydroxides is, according to the invention, prior electrolysis of the aqueous ammonia solution between zinc electrodes b, the greatest possible current density, which entails a large hydrogen evolution on the negatives and repeated polarity reversal of the electrodes. In each period, as a result of the simultaneous formation of hydrogen, more zinc is dissolved than is deposited.
Schließlich kann der erfindungsgemäße Elektrolyt auch durch Reaktion von Zinknitrid mit Wasser od wäßrigem Ammoniak hergestellt werden.Finally, the electrolyte according to the invention can also be produced by reacting zinc nitride with water or aqueous ammonia.
Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt keine Leitsalze und keine Alkalibasen. Selbstverständli sind Spuren von Ammoniumcarbonat oder anderer Reaktionsprodukte von wäßrigem Ammoniak mit de Kohlendioxid der Luft nicht als Leitsaizgehalt anzusprechen.The process according to the invention requires no conductive salts and no alkali bases. Of course, traces of ammonium carbonate or other reaction products of aqueous ammonia with the carbon dioxide in the air are not to be mentioned as a lead acid content.
Übrigens kann das oben genannte salzfreie Zinkhydroxid durch mühseliges Waschen von aus Zin Salzlösung gefälltem Zinkhydroxid nur annähernd hergestellt werden. Die Löslichkeit desselben in wä rigem Ammoniak nimmt mit dem Salzrestgehalt zu.Incidentally, the above-mentioned salt-free zinc hydroxide can only be produced approximately by laboriously washing zinc hydroxide precipitated from zinc salt solution. The solubility of the same in aqueous ammonia increases with the residual salt content.
Der erfindungsgemäße Elektrolyt kann darin lösliche Zinkphosphate enthalten, die zugesetzt werd oder aus einer Beschichtung der zu verzinkenden Eisenwerkstoffe mit Zinkphosphaten stammen. Zin phosphat ist kein Salz, das zu Korrosionen führt, sondern ist als Korrosionsschutzpigment bekannt. Die genannten Zuschlagstoffe erhöhen sämtlich die elektrolytische Leitfähigkeit des wäßrigen Amm niaks und ermöglichen unter sonst gleichen Umständen höhere Stromdichten. Zinkphosphat ist im wäß gen Ammoniak stärker löslich und kann die Viskosität des Elektrolyten bedeutend erhöhen.
Die Zumischung des Zinkoxids und/oder Zinkhydroxids kann bis zur Pastenbildung gehen, um insb sondere ein Abfließen des Elektrolyten von der Schadstelie beim badfreien Verzinken zu verhindern.The electrolyte according to the invention can contain soluble zinc phosphates which are added or originate from a coating of the iron materials to be galvanized with zinc phosphates. Zin phosphate is not a salt that leads to corrosion, but is known as an anti-corrosion pigment. The additives mentioned all increase the electrolytic conductivity of the aqueous ammonia and, under otherwise identical circumstances, enable higher current densities. Zinc phosphate is more soluble in aqueous ammonia and can significantly increase the viscosity of the electrolyte. The admixture of the zinc oxide and / or zinc hydroxide can go as far as paste formation, in particular to prevent the electrolyte from draining off from the damaged area during bath-free galvanizing.
Zur Erhöhung der elektrolytischen Lösungsgeschwindigkeit des positiv gepolten Zinks wird erfi dungsgemäß Zink in körniger Form, insbesondere aus dem Schmelzfluß erzeugter rundlicher Granalie oder in Form einer Vielzahl kleiner Drahtabschnitte, eingesetzt. Körner aus Feinzink (99,99 % Zn), die gr ßer als 0,5 mm sind, werden bei Raumtemperatur oder darunter von wäßrigem Ammoniak nicht nennen wert angegriffen, solange kein elektrischer Außenstrom fließt. Diese Formen des Zinks ermöglichen di Konstruktion von vorteilhaften Handelektroden.In order to increase the electrolytic dissolution rate of the positively polarized zinc, zinc is used according to the invention in granular form, in particular from roundish granules produced from the melt flow or in the form of a large number of small wire sections. Grains made of fine zinc (99.99% Zn), which are larger than 0.5 mm, are not attacked by aqueous ammonia at room temperature or below, as long as no external electrical current flows. These forms of zinc enable the construction of advantageous hand electrodes.
Der geringen elektrolytischen Leitfähigkeit der erfindungsgemäßen Elektrolyte wird dadurch Rechnun getragen, daß sich zwischen den Elektroden - abweichend von der bisherigen Praxis insbesondere bThe low electrolytic conductivity of the electrolytes according to the invention is taken into account by the fact that, in contrast to previous practice, b
Handelektroden - vorzugsweise keine Elektrolytträger befinden, die den ganzen Stromleitungsquerschni einnehmen und eine beträchtliche Dicke aufweisen. Es werden lediglich in bestimmten Fällen dünne Ge webe, Gewirke, Netze, Siebe, gelochte Folien, Vliese o. dgl. aus möglichst weitgehend elektrolytdurchläs sigen, elektrolytverträglichen, durch den Elektrolyten benetzbaren, elektrisch nicht leitenden, möglichs abriebfesten und weich-elastischen Materialien, hier kurz Separatoren genannt, verwendet, die die elek trolytische Leitfähigkeit zwischen Positiver und Negativer nicht wesentlich einschränken, weil sie auc einen besonders kleinen Elektrodenabstand erlauben. Sofern Dochte als Elektrolytträger verwendet wer den, decken diese den hauptsächlichen stromleitenden Querschnitt zwischen den Elektroden möglichs nicht ab. Es wurde gefunden, daß der bekannten besonders starken Tendenz des Zinks, beim elektrolytischeHand electrodes - preferably no electrolyte carriers, which take up the entire cross-section of the power line and have a considerable thickness. There are only in certain cases thin fabrics, knitted fabrics, nets, sieves, perforated foils, nonwovens or the like made from as largely as possible permeable to electrolytes, compatible with electrolytes, wettable by the electrolyte, electrically non-conductive, possibly abrasion-resistant and soft-elastic materials, here abbreviated separators, used, which do not significantly restrict the electrolytic conductivity between positive and negative, because they also allow a particularly small electrode spacing. If wicks are used as the electrolyte carrier, they may not cover the main current-conducting cross-section between the electrodes. It has been found that the known particularly strong tendency of zinc, in the electrolytic
Verzinken aus ammonikalischen Lösungen nicht festhaftend und nicht schichtenbildend aufzuwachsen sondern lockere Dendriten oder einen schwarzen Schwamm zu bilden, und der Tendenz zur Poiarisierun bis zum Stromstillstand, die sonst nur durch einen kräftigen Spannungsstoß für begrenzte Zeit zu behe ben ist, dadurch in einfachster und sicherer Weise begegnet werden kann, daß Reibekörper über die Ab scheidefläche gleiten, wobei die notwendige Bewegungsgeschwindigkeit derselben im allgemeinen mi der Stromdichte zunimmt. Durch Abstimmung von angelegter elektrischer Spannung, der Stromdichte des Abstands und des Flächenverhäitnisses der Elektroden, des Ammoniakgehalts, gegebenenfalls de Elektrolytbewegung und dieser Reibebewegung gelingt es, daß sich auf den Metallunterlagen, insbeson dere auf Eisen und Zink beziehungsweise der bereits vorhandenen Verzinkung, kein schwarzes und loc keres Zink bildet beziehungsweise sich bereits gebildetes - nötigenfalls bei vergrößerter Bewegungsge schwindigkeit - wieder ablöst und weitgehend auflöst. Auf diese Weise können festhaftende Verzinkunge bis zu solch hohen Stromdichten erzielt werden, deren weitere Überschreitung aus Gründen der Strom wärmeüberhitzung nicht mehr möglich ist.Galvanizing from ammonical solutions does not grow firmly and does not form a layer, but forms loose dendrites or a black sponge, and the tendency towards poiarization until the current comes to a standstill, which can otherwise only be remedied by a strong voltage surge for a limited time, is therefore the easiest and safest way can be countered that friction bodies slide over the separating surface, the necessary speed of movement of which generally increases with the current density. By matching the applied voltage, the current density of the distance and the area ratio of the electrodes, the ammonia content, possibly de electrolyte movement and this rubbing movement, it is possible that on the metal base, in particular iron and zinc or the already existing galvanizing, no black and Loc keres zinc forms or already formed - if necessary with increased speed of movement - detaches again and largely dissolves. In this way, firmly adhering galvanizing can be achieved up to such high current densities, whose further exceeding is no longer possible for reasons of current overheating.
Ohne die Verwendung von Reibekörpern gelingt die Verzinkung nur bei sehr niedrigen Stromdichten Aber auch dann tritt schließlich, wenn auch erst nach Stunden, Dendritenwachstum oder/und Polarisatio bis zum Stromstillstand auf. An das Zink als Abscheidungsunterlage werden geringere Anforderungen ge stellt als an das Eisen: Ein dünner Belag des Zinks mit Verwitterungsprodukten wie Zinkoxid oder basi schem Zinkcarbonat stört die Abscheidung nicht, weil das wäßrige Ammoniak das metallische Zink freWithout the use of friction bodies, galvanizing is only possible at very low current densities. But even then, after hours, dendrite growth and / or polarization occurs until the current comes to a standstill. There are fewer requirements for zinc as a deposition support than for iron: a thin coating of zinc with weathering products such as zinc oxide or basic zinc carbonate does not interfere with the deposition because the aqueous ammonia frees the metallic zinc
ERSATZBLATT
legt. Eisenrost dagegen kann nur in begrenztem Umfang von der Verzinkung überdeckt werde, wobei di Haftfestigkeit leidet. Zinkphosphatiertes Eisen läßt sich nach Inlösunggehen der elektrisch isolierende Beschichtung im wäßrigen Ammoniak ohne weiteres verzinken.REPLACEMENT LEAF sets. Iron rust, on the other hand, can only be covered by the galvanizing to a limited extent, whereby the adhesive strength suffers. Zinc-phosphated iron can be readily galvanized in aqueous ammonia after the electrically insulating coating has dissolved.
Voraussetzung für den Stromfluß und die flächendeckende Abscheidung ist, daß der Elektrolyt die ne gative Unterlage benetzt. Dabei wirkt sich vorteilhaft aus, daß wäßriges Ammoniak fettige Verschmutzun gen verseifen und fortwaschen kann. Wäßriges Ammoniak ist ein gutes Benetzungsmittel. Es vermag z. Polyethylen zu benetzen, so daß dieser Werkstoff für die Anfertigung von Handelektroden verwendet we den kann. Ein übriges vermag die reibende Bewegung zu leisten. Im Prinzip muß die Eisenfiäche abe metallisch sauber sein, um eine festhaftende, gleichmäßige und flächendeckende Verzinkung zu erzielen. Ohne die reibende Bewegung setzt an dem bei größerer Stromdichte sofort abgeschiedenen schwa zen Zink spontan eine starke Wasserstoffentwicklung ein. Durch hinreichende Bewegung löst sich da schwarze Zink ganz oder fast ganz auf. Eine Wasserstoffentwicklung bedeutet Stromausbeuteverlust un Gefahr einer Wasserstoffversprödung einer Stahlunterlage. Durch schnelle Bewegung wird die Wasse stoffentwicklung vermieden oder wenigstens minimiert. Als Reibekörper können im Badverfahren z.B. Filzstreifen, in der rotierenden Trommel auch ein zu ve zinkendes, bewegtes Schüttgut, z.B. eiserne Drahtstifte, selbst wirken. Beim badfreien Verzinken m elektrolytgefüllten Handelektroden dienen vorzugsweise die Mundstücke derselben als Reibekörper, di aus elektrisch nicht leitendem Material bestehen.A prerequisite for the current flow and the area-wide deposition is that the electrolyte wets the negative base. It has an advantageous effect that aqueous ammonia can saponify and wash away greasy soiling. Aqueous ammonia is a good wetting agent. It can e.g. To wet polyethylene so that we can use this material for the manufacture of hand electrodes. The rubbing movement can do the rest. In principle, the iron surface must also be metallically clean in order to achieve a firmly adhering, uniform and area-wide galvanizing. Without the rubbing movement, a strong hydrogen evolution spontaneously sets in on the black zinc that is immediately deposited at a higher current density. Adequate movement completely or almost completely dissolves black zinc. A hydrogen evolution means loss of electricity yield and danger of hydrogen embrittlement of a steel base. Rapid movement prevents or at least minimizes the development of hydrogen. In the bath process e.g. Felt strips, in the rotating drum also a moving bulk material to be galvanized, e.g. iron wire pins, work yourself. In the case of dip-free galvanizing in electrolyte-filled hand electrodes, the mouthpieces of the same are preferably used as rubbing elements, which consist of electrically non-conductive material.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und insbesondere des zur Aufgabe gestellte Reparaturverzinkens sind verschiedene Handelektroden gefunden worden. Allen gemeinsam ist ein int grierter Raum, der eine begrenzte Menge des Elektrolyten aufnimmt. Dieser ist so ausgebildet, daß mö lichst wenig Ammoniak ausgasen kann. Wenn zudem die Wasserstoffentwichlung gering gehalten wir dann ist der Verbrauch oder Verlust von Elektrolyt klein. Deshalb können die Elektrolytfüllmenge und d Elektrolytraum klein sein. Im übrigen sind die vorliegenden Handelektroden leicht nachfüllbar. Nachdem die Handelektrode randvoll mit Elektrolyt gefüllt worden ist, wird das Mundstück derselb mit leichtem Druck möglichst bündig auf die zu verzinkende Fläche aufgesetzt, so daß diese vom Elektr lyten an der Aufsetzstelle benetzt wird. Begrenzt man die Stromdichte auf ungefähr 3 A/dm2 Zinkstirnfl che der Positiven, so kann ohne Bewegung längere Zeit verzinkt werden. Zu diesem Zwecke kann d Handelektrode mit einem eisernen Bindedraht und mit Hilfe eines Permanentmagneten in der richtig Position fixiert werden.Various hand electrodes have been found to carry out the method according to the invention and in particular the repair galvanizing which is the task. Common to all is an integrated space that holds a limited amount of the electrolyte. This is designed so that as little ammonia as possible can outgas. In addition, if the hydrogen evolution is kept low, the consumption or loss of electrolyte is small. Therefore, the amount of electrolyte and the electrolyte space can be small. Otherwise, the hand electrodes are easily refillable. After the hand electrode has been filled to the brim with electrolyte, the mouthpiece is placed as flush as possible on the surface to be galvanized with light pressure so that it is wetted by the electrolyte at the place of application. If the current density is limited to approximately 3 A / dm 2 zinc end face of the positive, it can be galvanized for a long time without movement. For this purpose, the hand electrode can be fixed in the correct position with an iron binding wire and with the help of a permanent magnet.
Bei größeren Stromdichten wird die Handelektrode dagegen sofort nach Einschalten des elektrisch Stromes so schnell im Reibungskontakt über die zu verzinkende Fläche geführt, daß sich kein schwarz Zink auf der Fache bildet oder sich dieses wenigstens weitestgehend wieder auflöst.With larger current densities, on the other hand, the hand electrode is guided so quickly in the frictional contact over the surface to be galvanized that the black zinc does not form or at least largely dissolves again immediately after the electrical current is switched on.
Vorzugsweise werden die Elektrolytgefäße der der Handelektroden so ausgebildet, daß sie - abges hen vom offene Mundstück - luftdicht abgeschlossen sind. Sie haben damit die aligemeine Form einPreferably, the electrolyte vessels of the hand electrodes are designed so that they are airtight - apart from the open mouthpiece. So you have the general form
Bechers, ohne diesen Begriff auf die kreiszylindrische Form zu beschränken. Bei Begrenzung der Brei des Bechermundstüchs auf zirka 8 mm ist es mit solchen Handelektroden möglich, in jeder Raumla derselben, d.h. auch Unterseiten und lotrechte Seitenflächen zu verzinken, denn der Elektrolyt läuft wed beim Hantieren nach der Füllung noch nach dem bündigen Aufsetzen aus, weil er eine durch die OberBechers, without restricting this term to the circular cylindrical shape. If the width of the cup mouthpiece is limited to approximately 8 mm, it is possible with such hand electrodes to use the same in every room, i.e. Also galvanize the undersides and vertical side surfaces, because the electrolyte runs out when handling the filling or after the flush fitting, because it passes through the top
ERSATZBLATT
chenspannung und den Atmosphärendruck gehaltene freie hängende Flüssigkeitssäuie darstellt. Hat d Mundstück ovale Form, so soll unter "Breite" der kleinere Durchmesser verstanden werden.REPLACEMENT LEAF voltage and the atmospheric pressure free hanging liquid acid. If the mouthpiece has an oval shape, the "width" is to be understood as the smaller diameter.
Das Elektrolytgefäß umfaßt nicht nur den Raum zwischen den Elektroden, sondern auch einen Rese veraum, der ebenfalls Elektrolyt aufnehmen und abgeben kann. Dieser Reserveraum ist - ebenfalls ohne die Verwendung von Trägersubstanzen für den Elektrolyten hauptsächlich spaltförmig und die Spalte sind bis zu 3 mm weit. Beim Verzinken von Oberflächen mit nac unten gerichtetem Mundstück, sammeln sich oben in diesem Spaltraum eventuell aufsteigende klein Wasserstoffbläschen oder die beim Aufsetzen eingeschlossene Luft (bei nicht randvoller Füllung), ohn daß die innere Zinkpositive den Kontakt zum Elektrolyten verliert. Der Elektrolytverlust der Handelektroden beschränkt sich auf die Menge, die beim Überstreichen d gesamten zu verzinkenden Fläche auf dieser als Benetzungsschicht hinterbleibt und mehr oder wenig verdunstet, sowie auf die meist sehr geringe Menge, die von einer Verdrängung des Elektrolyten durch di meist sehr geringe Wasserstoffentwicklung herrührt. Beim Verzinken von Untersichten, d.h. mit nach obe gerichtetem Mundstück, verlassen die Wasserstoffbläschen das Mundstück seitlich nach außen. Bei Verzinken lotrechter Flächen wird der stromleitende Querschnitt durch Gasansammlung entsprechen reduziert, und erst bei größerer Gasansammlung, die den Stromfluß unterbindet oder zu sehr mindert wird eine Nachfüilung notwendig. Es ist daher vorteilhaft für das Verzinken lotrechter Flächen, das Mund stück anzuschrägen und so aufzusetzen, daß die Gasblasen nach oben ins Freie oder in den Reserverau aus dem Mundstücksraum abziehen können. Die Wasserstoffentwicklung kann - wie schon erwähnt - durch schnellere Bewegung der Handelektrod und durch Drosselung der Stromstärke, z.B. durch Vergrößerung des Elektrodenabstands, minimiert wer den. Es wurde festgestellt, daß von der reibenden Bewegung eine starke Durchmischung im Elektrolyt raum, der ja vorzugsweise keine Strömungswiderstände in Gestalt der bekannten Elektrolytträger auf weist, sondern frei ist, verursacht wird, die dem Zinkionentransport dient und damit der konkurrierende Wasserstoffabscheiduπg entgegenwirkt.The electrolyte vessel includes not only the space between the electrodes, but also a resume that can also receive and release electrolyte. This reserve space is - also without the use of carrier substances for the electrolyte - mainly gap-shaped and the gaps are up to 3 mm wide. When galvanizing surfaces with the mouthpiece directed downwards, small hydrogen bubbles that may rise or the air trapped when they are placed on top (if the filling is not filled to the brim) collect at the top of this gap, without the internal zinc positive losing contact with the electrolyte. The loss of electrolyte in the hand electrodes is limited to the amount that remains on the entire surface to be galvanized and is more or less evaporated on it as a wetting layer, as well as the mostly very small amount that results from the electrolyte being displaced by the usually very low hydrogen evolution . When galvanizing bottom views, i.e. with the mouthpiece pointing upwards, the hydrogen bubbles leave the mouthpiece laterally outwards. In the case of galvanizing vertical surfaces, the current-carrying cross-section is correspondingly reduced by gas accumulation, and it is only necessary to replenish it in the event of larger gas accumulation, which prevents the flow of electricity or reduces it too much. It is therefore advantageous for the galvanizing of vertical surfaces to bevel the mouth piece and put it on in such a way that the gas bubbles can withdraw upwards into the open or into the spare compartment from the mouthpiece space. As already mentioned, the evolution of hydrogen can be achieved by moving the hand electrode faster and by reducing the current, e.g. by increasing the electrode gap, who minimized the. It was found that a strong intermixing in the electrolyte space, which preferably has no flow resistance in the form of the known electrolyte carrier but is free, is caused by the rubbing movement, which serves the zinc ion transport and thus counteracts the competing hydrogen separation.
Wird das Mundstück von einem ausreichend feinmaschigen Separator bedeckt, so findet eine Auslau fen des Elektrolyten auch bei einigen cm Durchmesser des Mundstücks unabhängig von der Raumiag nicht statt, auch nicht, wenn das Mundstück auf die zu verzinkende Fläche aufgesetzt und dann beweg wird. Das Zurückhaltevermögen des Separators ist um so größer, je besser die Benetzung und die me chanische Spannung des Separators ist. Z.B. kann ein über den Rand eines zylindrischen Bechers ge spanntes Nylonstrumpf gewirke eine hängende Säule von 10 %igem wäßrigem Ammoniak von über 9 c Durchmesser des Becherrandes tragen. Solch große Durchmesser verbieten sich jedoch in der Praxis au Gründen der Stromversorgung und der Abfuhr der Stromwärme und wegen der Stoßempfindlichkeit. Die Separatoren können zugleich dafür sorgen, daß das eingefüllte körnige Zink ebensowenig wie de Elektrolyt herausfallen. Selbstverständlich müssen die Separatoren aus nichtleitendem Material bestehen wenn sie mit der Positiven und zugleich der Negativen in Kontakt kommen.If the mouthpiece is covered by a sufficiently fine-meshed separator, the electrolyte will not leak, even if the mouthpiece is a few cm in diameter, regardless of the spacing, even if the mouthpiece is placed on the surface to be galvanized and then moved. The better the wetting and mechanical tension of the separator, the greater the retention capacity of the separator. For example, a knitted nylon stocking stretched over the edge of a cylindrical cup can carry a hanging column of 10% aqueous ammonia with a diameter of over 9 c of the cup rim. Such large diameters are, however, forbidden in practice due to the power supply and the dissipation of the current heat and because of the shock sensitivity. The separators can at the same time ensure that the granular zinc filled in does not fall out, as does the electrolyte. Of course, the separators must be made of non-conductive material if they come into contact with the positive and the negative at the same time.
Wenn die Zinkpositive die Form eines Bechers hat, wie sie z.B. von Trockenbatterien her bekannt sind dann kann es unmittelbar als Elektrolytgefäß dienen. Damit die offene Seite des Bechers als Mundstüc dienen kann, wird lediglich noch eine Umrandung aus elektrisch nichtleitendem Material benötigt, die et was vorspringt. Zumindest ab einer Mundstücksweite von zirka 8 mm ist die Bedeckung durch einen SeIf the zinc positive has the shape of a cup, e.g. are known from dry cell batteries then it can serve directly as an electrolyte vessel. So that the open side of the cup can serve as a mouthpiece, all that is required is a border made of electrically non-conductive material, which projects somewhat. At least from a mouthpiece width of about 8 mm, the coverage by a Se
ERSATZBLATT
parator nötig, der auch selbst die elektrisch isolierende Umrandung darstellen kann. Der Becher ka dann körniges Zink enthalten, ohne es zu verlieren. Selbstverständlich kann der Becher - ebenfalls z Vergrößerung der Zinklösungsfläche - auch sonstige lose oder feste, mit dem Becher in elektrische Kontakt stehende Zinkeinbauten enthalten. Wenn der Elektrolytraum nicht nur unten, sondern auch oben offen, spaltförmig, frei und so eng au gebildet ist, daß er sich infolge seiner Kapillarität schon bei geringem Eintunken in den Elektrolyten diesem zur beträchtlichen Steighöhe füllt, so läuft der Elektrolyt beim bündigen Benetzungskontakt nach unten gerichtetem Mundstück auf der zu verzinkenden Oberfläche nicht aus, sondern die Spaltk pillarität sorgt für ein Zurückhaltevermögen. Solche Elektroden lassen sich sehr schmal bauen und si daher für das Verzinken an schmalen Stellen geeignet. Gasbläschen können nach oben ins Freie entw chen. Da sich bei der Bewegung Benetzungs- und Ausgasungsverluste ergeben, werden sie in Abständ von wenigen Minuten durch kurzes Eintunken nachgefüllt.REPLACEMENT LEAF parator necessary, which can also represent the electrically insulating border itself. The cup may then contain granular zinc without losing it. Of course, the cup - also to enlarge the zinc solution area - can also contain other loose or solid zinc internals that are in electrical contact with the cup. If the electrolyte space is not only open at the bottom, but also open at the top, slit-shaped, free and so closely formed that, due to its capillarity, the electrolyte fills up to a considerable height when the electrolyte is soaked in, the electrolyte will run downwards when the wetting contact is flush directed mouthpiece on the surface to be galvanized, but the split pillarity ensures restraint. Such electrodes can be made very narrow and are therefore suitable for galvanizing in narrow places. Gas bubbles can escape upwards into the open. Since wetting and outgassing losses occur during the movement, they are refilled every few minutes by briefly soaking them up.
Es wurde gefunden, daß Mundstücke, die aus weich-elastischem und abriebfestem Material bestehe bei der Verwendung als die Reibeelektrode sehr gute Verzinkungsresultate ergeben. Die Lackierung in d Umgebung der Schadstelle wird nicht beschädigt. Bereits abgeschiedenes Zink wird nicht abrasiv abg tragen. Im einfachsten Fall besteht das Mundstück dieser Art aus einem Schlauchstück aus ammoniakf stem und abriebfestem weichem Gummi. Gummi gleitet auf den benetzten Flächen sanft und mühelos. werden für die Herstellung der Mundstückränder keine porösen Materialien verwendet, weil diese ung nügend abriebfest und bei der Bewegung zu stumpf sind und weil sie eine Ausgasung des Ammonia begünstigen.It has been found that mouthpieces made of soft, elastic and abrasion-resistant material give very good galvanizing results when used as the rubbing electrode. The paint in the vicinity of the damaged area is not damaged. Zinc that has already been deposited will not be abrasively removed. In the simplest case, the mouthpiece of this type consists of a tube made of ammonia-resistant and abrasion-resistant soft rubber. Rubber glides smoothly and effortlessly on the wetted surfaces. no porous materials are used in the manufacture of the mouthpiece edges because they are not sufficiently abrasion-resistant and too blunt when moving and because they promote ammonia outgassing.
Zwecks Bearbeitung größerer, auch gewellter und gekrümmter Flächen werden mehrere kleine Han elektroden so gebündelt, daß die Mundstücke der einzelnen Handelektrcden zugleich auf der zu verzi kenden Fläche aufsitzen und zumindest im Falle gekrümmter und gewellter Flächen auch so gegenein der parallel beweglich sind, daß zugleich alle Mundstücke mit der Fläche in ständiger Berührung bleib Dies kann im einfachsten Fall durch die Bündelung mit einem Gummiband erreicht werden, das einerse so stramm um die Gesamtheit der Einzelelektroden gespannt wird, daß diese die nötige Bündelung erf ren, daß andererseits das Gummiband aber auch genügend locker ist, so daß jede einzelne Elektrode Bündel sich der Flächenkontur infolge der Schwerkraft, Handbedienung, Aufdrücken eines Schaumst polsters usw. anpassen kann. Ist der Krümmungsradius nicht zu klein und werden nur 3 Einzelelektrod zusammengefaßt, so kann z.B. eine Kugelfläche auch mit einem starren Bündel bearbeitet werden.For the purpose of processing larger, also corrugated and curved surfaces, several small Han electrodes are bundled so that the mouthpieces of the individual hand electrodes sit on the surface to be galvanized and at least in the case of curved and corrugated surfaces are also mutually parallel, so that at the same time all Mouthpieces with the surface in constant contact This can be achieved in the simplest case by bundling with a rubber band that is so tightly stretched around the entirety of the individual electrodes that they experience the necessary bundling, but that the rubber band is also sufficiently loose is so that each individual electrode bundle can adapt to the surface contour as a result of gravity, manual operation, pressing on a foam pad, etc. If the radius of curvature is not too small and only 3 individual electrodes are combined, e.g. a spherical surface can also be machined with a rigid bundle.
Die einfachste, kostengünstigste und am allgemeinsten einsetzbare Handelektrode der vorliegend Erfindung besteht aus einem Abschnitt eines Zinkdrahtes, der einerseits mit einem weich - elastisch Hüllschlauch einen spaltförmigen Reservevorratsraum für den Elektrolyten bildet und über das Drahten etwas hinausragt und hier das Mundstück bildet, und der Hohlraum andererseits, d.h. zwischen H schlauch und Zinkdraht verschlossen ist, und das andere Ende des Zinkdrahtes mit der elektrischen leitung und dem Pluspol der Gleichstromquelie verbunden ist. Der Abschluß und die Abdichtung Spaltraumes erfolgt vorzugsweise in einfachster Weise durch einen zweiten Schlauch, auf dem der H schlauch und in dem der Zinkdraht schwer verschiebbar sind. Dieser zweite Schlauch kann zugleic seiner Verlängerung die Kontaktierung des eingeklemmten abisolierten Endes der Zuleitungslitze mit d Zinkdraht besorgen und weiter zur Stützung der Zuleitung dienen. Die Dichtigkeit und eine Einstellbar
des Eiektrodenabstands kann durch zusätzliche Mittel wie eine Schraubschlauchklemme oder ein Gu miband, die man nach Bedarf leicht lockern oder anziehen kann, gewährleistet werden. Die beid Schläuche können auch in einem einheitlichen Gummiformkörper, der z.B. mit Dichtungslippen geg den Zinkdraht ausgestattet sein kann, zusammengefaßt werden. Statt fester Einbauten aus Zink kann die Zinkbecherelektrode auch körniges Zink oder parallel zu de sen Mantelwandung locker beweglich angeordnete Zinkdraht- oder Zinkröhrchenabschnitte von et gleicher Länge enthalten, die in elektrisch leitendem Kontakt zu dem Becher stehen. Ein auf den inner Becherboden aufgelegtes federndes Material, z.B. Polyurethanschaumstoff großer Dichte, sorgt dafü daß die mundstücksseitigen Stirnflächen der Einlagen gegen den Mundstücksseparator drücken, so da dieser der Kontur der zu verzinkenden Fläche automatisch folgt.The simplest, most cost-effective and most widely applicable hand electrode of the present invention consists of a section of a zinc wire which, on the one hand, forms a gap-like reserve storage space for the electrolyte with a soft-elastic sheathed tube and protrudes somewhat beyond the wire and forms the mouthpiece here, and the cavity on the other hand , ie is closed between the hose and the zinc wire, and the other end of the zinc wire is connected to the electrical line and the positive pole of the direct current source. The closure and sealing of the gap space is preferably carried out in the simplest manner by a second hose on which the hose and in which the zinc wire are difficult to move. This second hose, in addition to its extension, can provide the contacting of the clamped, stripped end of the lead wire with the zinc wire and can further serve to support the lead. The tightness and an adjustable The electrode gap can be ensured by additional means such as a screw hose clamp or a rubber band, which can be easily loosened or tightened as required. The two hoses can also be combined in a uniform molded rubber body, which can be equipped, for example, with sealing lips against the zinc wire. Instead of fixed internals made of zinc, the zinc cup electrode can also contain granular zinc or zinc wire or zinc tube sections of the same length, which are arranged so as to be loosely movable parallel to the casing wall, and which are in electrically conductive contact with the cup. A resilient material placed on the inner cup base, for example high density polyurethane foam, ensures that the end faces of the inserts on the mouthpiece press against the mouthpiece separator so that this automatically follows the contour of the surface to be galvanized.
Um eine Beschädigung des über den scharfen Rand der Zinkbecherelektrode gezogenen Separato durch diesen Rand zu vermeiden, kann letzterer durch Umkleidung mit einer Aluminiumfolie von z.B. 0, mm Stärke entschärft werden. Es hat sich herausgestellt, daß im Falle der leeren, d.h. nur elektrolytg füllten Zinkbecherelektrode keinerlei Verschleiß des Separatorgewebes erfolgt, wenn sein überstehend Rand zwischen Zinkbecheraußenwand und Mundstücksschlauch eingezwängt ist und letzterer wenig vo springt. in einer anderen Ausbildung besteht das Elektrolytgefäß aus einem Weichgummi- oder Weichplasti körper, der nicht nur eine Zinkdrahtpositive und die Zuleitung enthält, sondern auch noch körnigem Zin oder längeren Zinkdrahtabschnitten Platz bietet, die im elektrischen Kontakt mit der Zuleitung stehen, un letztere untereinander parallel beweglich sind und über einen Separator der Fiächenkontur folgen könneIn order to avoid damage to the Separato drawn over the sharp edge of the zinc cup electrode by this edge, the latter can be covered by an aluminum foil of e.g. 0, mm thickness can be defused. It has been found that in the case of empty, i.e. only electrolytically filled zinc cup electrode there is no wear on the separator fabric if its protruding edge is squeezed between the outer wall of the zinc cup and the mouthpiece hose and the latter jumps little. In another embodiment, the electrolyte vessel consists of a soft rubber or soft plastic body, which not only contains a zinc wire positive and the lead, but also has space for granular zinc or longer zinc wire sections that are in electrical contact with the lead, the latter being movable parallel to one another are and can follow the surface contour via a separator
Vorteilhaft gegenüber der zylindrischen Zinkbecherelektrode ist, daß das Elektrolytgefäß im Falle de Zinkkörnerfüllung zum Spalt reversibel verformt werden kann, so daß auch enge zu verzinkende Kehle oder Spalte erreicht werden können, und daß sich eine besondere Auβenisolierung erübrigt. Im Falle de Füllung mit den längeren Zinkdrahtabschnitten kann das elastische Gefäß die Funktion der Federeinlag mit übernehmen. Für diese Füllung reicht ein gröberer Siebboden als Separator aus. Der für eine feinerAn advantage over the cylindrical zinc cup electrode is that the electrolyte vessel can be reversibly deformed to form a gap in the case of zinc grain filling, so that narrow throats or gaps to be galvanized can also be achieved, and that special external insulation is unnecessary. In the case of filling with the longer zinc wire sections, the elastic vessel can also take over the function of the spring insert. A coarser sieve tray is sufficient as separator for this filling. The one for a finer
Zinkkörnerfüllung benötigte feinmaschigere Separator kann mit dem verschleißfesteren Siebboden, i Gestalt z.B. durchlöcherten Gefäßbodens, kombiniert werden, wobei der feinmaschigere Separator vor zugsweise innenseitig angeordnet wird.The finely meshed separator required for zinc grain filling can be used with the more wear-resistant sieve bottom, e.g. perforated vessel bottom, can be combined, the fine-meshed separator is preferably arranged on the inside.
Der feinmaschige Separator kann auch Boden eines Beutels sein, der das körnige Zink enthält und i den die Zuleitung, vorzugsweise ein Zinkdraht, eingeführt ist, und der Beutel im Elektrolytgefäß Plat hat.Die Zuleitung wird luftdicht in das Gefäß eingeführt. Das Gefäß kann aus mehreren Teilen zusammen gesetzt sein.The fine-meshed separator can also be at the bottom of a bag which contains the granular zinc and in which the feed line, preferably a zinc wire, is inserted and the bag has plat in the electrolyte vessel. The feed line is inserted airtight into the vessel. The vessel can be composed of several parts.
Die in den Patentansprüchen 33 und 34 ausführlich beschriebenen Handelektroden zeichnen sich au ßer durch große Leistung durch Flexibilität und schnelle Auswechselbarkeit der Separatorgewebe aus. Die schon erwähnte Kapillarelektrode mit freien, nur elektroiytgef üliten Spalten und nicht abgedeckteThe hand electrodes described in detail in claims 33 and 34 are characterized in addition to great performance, flexibility and rapid interchangeability of the separator fabrics. The capillary electrode already mentioned with free, only electro-filled gaps and not covered
Mundstück wird vorteilhaft hergestellt aus einem Stück Zinkblech als Positiver, das teilweise mit eine elektrisch isolierenden Hülle umgeben ist, die mit dem Blech kapillare Benetzungsspalte bildet. Die Hüll überragt das Blech unten geringfügig und bildet das enge spaltförmige Mundstück. Die Hülle besteht vor zugsweise aus hartem Polyvinylchlorid und wird oben gegen das herausragende Blech vorzugsweis durch an der Luft selbstvulkanisierende Siliconmasse luftdicht gemacht. Durch diese Abdichtung wird erMouthpiece is advantageously made from a piece of zinc sheet as a positive, which is partially surrounded by an electrically insulating sheath that forms capillary wetting gaps with the sheet. The shell slightly protrudes below the sheet and forms the narrow, gap-shaped mouthpiece. The cover is preferably made of hard polyvinyl chloride and is made airtight against the outstanding sheet metal preferably by air-self-vulcanizing silicone material. With this seal, it becomes
ERSATZBLATT
reicht, daß die Elektrode auch für das Verzinken von Untersichten verwendet werden kann, denn ohne di Abdichtung läuft das benetzungsfreudige wäßrige Ammoniak der Schwerkraft folgend ab. Bei der Füllun durch Eintunken muß man für das Entweichen der Luft sorgen, indem man das Mundstück schräg eintun und zwischendurch nach oben richtet. In der deutschen Patentschrift 34400 ist eine Bürstenelektrode beschrieben.die aus einem engspalti aufgewickelten Zinkblech besteht, wobei der Spaltabstand durch eingelegte Borsten vorgegeben ist, d aus der Wickelrolle bürstenartig hervortreten. Durch Einbau in einen Zinkbecher wird sie für das Unterve zinken brauchbar gemacht.REPLACEMENT LEAF it is sufficient that the electrode can also be used for galvanizing undersides, because without the seal, the wetting-friendly aqueous ammonia will follow gravity. When filling by soaking, you must ensure that the air escapes by slanting the mouthpiece and pointing upwards in between. German patent 34400 describes a brush electrode which consists of a narrowly wound zinc sheet, the gap distance being determined by inserted bristles, d emerging from the winding roller in a brush-like manner. By installing it in a zinc cup, it is made usable for lower teeth.
Enthält das Elektrolytgefäß, vorzugsweise ein Zinkbecher, Zink in Form von gegeneinander parall verschieblichen Zinröhrchen, deren mundstücksseitige Öffnungen geringfügig vorspringende Isolierkö per tragen, so können diese als Abstandshalter und als Reibeelemente gegenüber der zu verzinkend Fläche dienen, so daß sich ein Separator erübrigt.Contains the electrolyte vessel, preferably a zinc cup, zinc in the form of parallel displaceable Zinröhrchen, the mouthpiece-side openings carry slightly projecting Isolierkö by, so they can serve as spacers and as rubbing elements against the surface to be galvanized, so that a separator is unnecessary.
Schließlich wurde eine Lösung gefunden, die von der Möglichkeit poröser und kapillaraktiver Elektr lytträger wie weich- elastischer offenporiger Schaumstoffe, Gewebepackungen und dgl. Gebrauch mac ohne jedoch diese wenig abriebfesten Materialien zu sehr durch Reibung zu beanspruchen, und ohne d sie den Stromweg zu sehr beeinträchtigen, und ohne daß sich in ihnen Zinkkurzschlüsse bilden: In eine Zinkbecher, dessen isolierendes Mundstück wieder durch einen übergezogenen und etwas über den B cherrand vorstehenden Schlauch gebildet wird, befinden sich eingepaßt solche Trägermaterialien, die was vorspringen, die aber beim Kontaktaufsetzen des Schlauchmundstücks auf die zu verzinkende Fläc komprimiert und in den Becher gedrängt werden. Diese dochtartigen Materialien passen sich der Fäche kontur an und versorgen den Ringraum zwischen dem Zinkbecherrand als Positiver und der zu verzinke den Fläche als Negativer mit Elektrolyt. Der hauptsächlich stromleitende Ringraum wird von diesen Tr germaterialien im wesentlichen nicht in Anspruch genommen. Trotz des geringen Elektrodenabstan kann die Schaumstoffhöhe insgesamt sehr groß und damit das Elektrolytaufnahmevermögen sowie Weichheit und Anschmiegbarkeit sehr groß sein, ohne daß die elektrolytisch Leitfähigkeit und die Leic tigkeit der reibenden Bewegung des Mundstücks nennenswert beeinträchtigt wird.In the end, a solution was found that made use of the possibility of porous and capillary-active electrolyte carriers such as soft-elastic open-pore foams, tissue packs and the like. However, without using these less abrasion-resistant materials too much by friction and without impairing the current path too much , and without zinc short-circuits forming in them: In a zinc cup, the insulating mouthpiece of which is again formed by an overlaid and slightly protruding hose, there are fitted those carrier materials that protrude what, but which come into contact with the hose nozzle on the Fläc to be galvanized compressed and pushed into the cup. These wick-like materials adapt to the shape of the surface and supply the annular space between the zinc cup rim as a positive and the surface to be galvanized as a negative with electrolyte. The mainly current-conducting annulus is essentially not used by these carrier materials. Despite the low electrode spacing, the overall height of the foam can be very large, and thus the electrolyte absorption capacity as well as softness and conformability can be very large without the electrolytic conductivity and the leic activity of the rubbing movement of the mouthpiece being appreciably impaired.
Das erfindungsgemäße Verzinken ist nicht an die Einhaltung bestimmter Rezepturen und eng grenzter Arbeitsbedingungen angewiesen. So kann der Ammoniakgehalt der wäßrigen Lösung in weit Grenzen schwanken. Das Maximum der elektrolytischen Leitfähigkeit liegt bei ungefähr 10 Gew.-% A moniakgehalt. Das Hantieren mit wäßrigem Ammoniak dieser Konzentration kann ohne Geruchsbelä gungen erfolgen. Auch die anwendbaren Stromdichten sind unkritisch und in weiten Grenzen variierb Stromdichten von 5 bis 50 A/dm2 aktiver Zinkfläche sind bei Bewegungselektroden praktikabel.Bei hö ren Stromdichten entstehen Probleme mit der Ableitung der Stromwärme. Der Elektrodenabstand erg sich durch die Separatordicke und bei den unbedeckten Handelektroden dadurch, daß Kurzschluß v mieden werden sollte. Wird mit 12 Volt gearbeitet und ist die Stromdichte im stationären Betrieb höchstens 3 A/dm2 zu begrenzen, so wird ein Elektrodenabstand von ungefähr 25 mm notwendig, we man keinen besonderen Vorwiderstand einschalten will. Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert jeder Raum- und Außentemperatur.The galvanizing according to the invention is not dependent on compliance with certain formulations and narrow working conditions. The ammonia content of the aqueous solution can vary within wide limits. The maximum electrolytic conductivity is approximately 10% by weight of ammonia. Handling with aqueous ammonia of this concentration can be done without odor. The current densities that can be used are also not critical and within a wide range variable current densities from 5 to 50 A / dm 2 of active zinc surface are practicable with moving electrodes. At higher current densities there are problems with the dissipation of the current heat. The electrode spacing results from the separator thickness and, in the case of the uncovered hand electrodes, from the fact that short circuit v should be avoided. If you are working with 12 volts and the current density in stationary operation is to be limited to a maximum of 3 A / dm 2 , an electrode spacing of approximately 25 mm is necessary if you do not want to switch on a special series resistor. The method according to the invention works at any room and outside temperature.
ERSATZBLATT
Zwecks Begrenzung der Stromstärke bei gegebener Spannung der Kraftfahrzeugbatterie kann ma den langen Leitungsdraht, der notwendig ist, um alle Stellen des Fahrzeugs erreichen zu können, gan oder teilweise durch einen Widerstandsdraht ersetzen, um einen besonderen Vorwiderstand einzuspareREPLACEMENT LEAF In order to limit the current at a given voltage of the motor vehicle battery, ma can replace the long lead wire, which is necessary in order to be able to reach all points of the vehicle, in whole or in part by a resistance wire in order to save a special series resistor
Eine umweltfreundliche Vereinfachung ist, daß die Verzinkung nach Beendigung der Elektrolyse nicht a gewaschen werden muß, sondern es genügt trocken wischen oder trocknen lassen an der Luft.An environmentally friendly simplification is that the galvanizing does not have to be washed a after the end of the electrolysis, but it suffices to wipe dry or to dry in the air.
Die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verzinkunge aus Feinzink auf Eisen und auf Zink sind i dem Patentanspruch 45 zusammengefaßt. Alle genannten Zinkteile können aus Feinzink oder/und au unreinem Zink oder/und aus legiertem Zink bestehen.The properties of the galvanizing of fine zinc on iron and on zinc according to the invention are summarized in claim 45. All zinc parts mentioned can consist of fine zinc and / or impure zinc and / or alloyed zinc.
Die beschriebenen Ausbildungen der Vorrichtungen und des Verfahrens lassen sich analog wie für E sen, Zink und verzinktes Eisen auf andere metallische Unterlagen wie Kupfer, Nickel und Zinn anwendeThe described designs of the devices and of the method can be applied to other metallic substrates such as copper, nickel and tin in a manner analogous to that for iron, zinc and galvanized iron
Das Kupfer kann ähnlich wie das Zink auch mit oxidierter Oberfläche eingesetzt werden.Similar to zinc, copper can also be used with an oxidized surface.
Die nach dem vorliegenden Verfahren erzielten besonders duktilen und benetzungsfreundlichen Ve zinkungen sind als Gleitmittelträger für mechanische Verformungen der Metallunterlage geeignet.The particularly ductile and wetting-friendly zinc coatings obtained by the present process are suitable as lubricant carriers for mechanical deformations of the metal base.
BeispieleExamples
In den nun folgenden Beispielen, die die Erfindung weiter erläutern sollen, ohne sie auf diese zu be schränken, sind funktionsanaloge Teile mit derselben Zifferbezeichnung versehen. Dadurch soll das ge meinsame Prinzip verdeutlicht werden.In the examples which follow, which are intended to explain the invention further, without restricting it thereto, functionally analogous parts are provided with the same number designation. This is intended to illustrate the common principle.
Es bedeuten: 1 Zinkteile = PositiveIt means: 1 zinc parts = positive
2 = Teile des becherförmigen Elektrolytgefäßes2 = parts of the cup-shaped electrolyte vessel
3 = Teile zur Abdichtung von 1 gegen 23 = parts for sealing 1 against 2
4 = Zuleitungslitze mit Befestigungsteilen4 = lead wire with fastening parts
5 = zu verzinkende Fläche = Negative 6 = Separator und Befestigungsteile5 = surface to be galvanized = negatives 6 = separator and fastening parts
7 = Lackschicht7 = lacquer layer
8 = Eisendraht8 = iron wire
9 = Permanentmagnet9 = permanent magnet
10 = Gummiband, 11 = Benetzungszwickel 12 = Federnde Puffer, 13 = Klebefolie, 14 = Docht.10 = rubber band, 11 = wetting gusset 12 = resilient buffer, 13 = adhesive film, 14 = wick.
Beispiel 1example 1
Verzinken von Stahl mit unbewegter, kleiner, sehr einfacher Handelektrode und mit wäßrigem Ammonia als Startelektrolyten Die Handelektrode gemäß Abb. 1 besteht aus einem Drahtabschnitt (1) aus Feinzink (99,99 %) von mm Durchmesser und 40 mm Länge, einem weich- elastischen und durchsichtigen Formkörper (2,3) un einer Leitungslitze (4). Der Formkörper überragt einerseits ads eine Ende des Zinkdrahtes um eine ein stellbare Länge (d) und bildet hier das offene und 5 mm weite Mundstück durch das handelsübliches Am moniak als Startelektrolyten mit einem Ammoniakgehalt von 10 Gew.-% eingefüllt wird und den vom Zink draht und dem Formkörper gebildeten zylindrischen und spaltförmig- zylindrischen Hohlraum ausgefülltGalvanizing steel with a stationary, small, very simple hand electrode and with aqueous ammonia as the starting electrolyte The hand electrode according to Fig. 1 consists of a wire section (1) made of fine zinc (99.99%) with a diameter and 40 mm length, a soft and elastic one and transparent molded body (2, 3) and a stranded wire (4). The molded body on the one hand protrudes from one end of the zinc wire by an adjustable length (d) and forms the open and 5 mm wide mouthpiece through which commercially available ammonia is filled as a starting electrolyte with an ammonia content of 10% by weight and that of the zinc wire and filled the shaped body cylindrical and slit-cylindrical cavity
Der Formkörper umschließt den Zinkdraht andererseits stramm und luftdicht, und seine Verlängerung (4' drückt das abisolierte Ende der Litze gegen den Zinkdraht. Die Verlängerung stützt die isolierte Litze wei ter elastisch ab und verhindert ein Abknicken derselben. Der Formkörper kann auch durch 2 passende Schlauchabschnitte (2 und 3) von φ 2,8 x 1 ,3 x 25 und φ 5 x 0,4 x 35 mm ersetzt werden.
Oberflächenspannung und Luftdruck sowie Kapillarität sorgen dafür, daß der Elektrolyt beim Hantiere in keiner Raumlage der Elektrode ausläuft, außer bei stoßartiger Beschleunigung, sehr starker Deform tion des Elektrolytgefäßes oder beim Absaugen mit z.B. saugfähigem Papier.The molded body, on the other hand, encloses the zinc wire tightly and airtight, and its extension (4 'presses the stripped end of the strand against the zinc wire. The extension supports the insulated strand further elastically and prevents it from kinking. The molded body can also be fitted with two matching hose sections (2 and 3) of φ 2.8 x 1, 3 x 25 and φ 5 x 0.4 x 35 mm. Surface tension and air pressure as well as capillarity ensure that the electrolyte does not leak in any position of the electrode when handling, except in the case of sudden acceleration, very strong deformation of the electrolyte vessel or when vacuuming with, for example, absorbent paper.
Die bis zum Rand und luftfrei gefüllte Elektrode wird auf die zu verzinkende Schadstelle (5) eines ia kierten (7) Stahlbleches, die durch Kratzen mit einem Stahlnagel von Rost und Lackresten befreit u metallblank gemacht worden ist, mit leichtem Druck von Hand senkrecht und mundstückbündig aufg setzt, wodurch der Elektrolyt die blanke Stelle benetzt. Ein angeformter Eisendraht (8) und ein Perm nentmagnet (9) halten die Elektrode in dieser Stellung.The electrode, which is filled to the brim and air-free, is applied vertically and flush to the damaged area (5) of an ia kized (7) steel sheet, which has been removed from rust and paint residues by scratching with a steel nail, with a slight pressure by hand and flush with the mouthpiece sets on, whereby the electrolyte wets the bare area. A molded iron wire (8) and a permanent magnet (9) hold the electrode in this position.
Die Litze wird mit dem Pluspol und das Stahlblech mit dem Minuspol einer Trockenbatterie von et 1,5 Volt Klemmenspannung leitend verbunden. Beträgt d = 4,5 mm, so fließt sogleich ein Strom von 1 mA und bleibt über die ganze Elektrolysedauer von 1 Stunde ziemlich konstant. Der Stromfluß ist au mittels einer Lupe daran zu erkennen, daß kleine Gasbläschen von der Schadstelle aufsteigen. Sie sa meln sich am oberen Ende des Spaltraumes und nehmen nach 1 h 5 mm Höhe ein, entsprechend 62 m Wasserstoff gas. Die Temperatur beträgt 15 °C. Der Stromverlust durch Wasserstoffgasung beträ 62/602 = 10%, denn die 1 ,4 mA mal 3600 s würden rechnerisch 602 mm3 H2 von 15° C entwickeln. DThe stranded wire is conductively connected to the positive pole and the steel sheet to the negative pole of a dry battery of approximately 1.5 volt terminal voltage. If d = 4.5 mm, a current of 1 mA flows immediately and remains fairly constant over the entire electrolysis period of 1 hour. The current flow can also be recognized by a magnifying glass by the fact that small gas bubbles rise from the damaged area. They collect at the upper end of the gap and take 5 mm in height after 1 h, corresponding to 62 m of hydrogen gas. The temperature is 15 ° C. The current loss due to hydrogen gassing would be 62/602 = 10%, because the 1.4 mA times 3600 s would develop 602 mm 3 H2 of 15 ° C. D
Stromdichte beträgt, bezogen auf die Stirnfläche der Zinklösungselektrode 1,4 mA/7,0 mm2 = 2 A/dm2.Current density is 1.4 mA / 7.0 mm 2 = 2 A / dm 2 , based on the end face of the zinc solution electrode.
Während der Elektrolysedauer fließt die der gebildeten Wasserstoffmenge entsprechende kleine Ele trolytmenge am Mundstücksrand heraus. Eine Nachfüllung von Elektrolyt erfolgt nicht. Abgesehen v dieser kleinen Abflußmenge tritt kein Verlust an Elektrolyt ein. Da das Mundstück ziemlich dicht a schließt, verflüchtigt sich keine nennenswerte Menge Ammoniak. Es gibt daher auch keine Geruchsbel stigung.During the electrolysis period, the small amount of electrolyte corresponding to the amount of hydrogen formed flows out at the edge of the mouthpiece. The electrolyte is not refilled. Apart from this small amount of runoff, there is no loss of electrolyte. Since the mouthpiece closes quite tightly, no appreciable amount of ammonia evaporates. There is therefore no odor pollution.
Nach Fortnehmen der Elektrode wird die Stelle mit saugfähigem Papier trocken gewischt. Die Verzi kung ist hellgrau, matt, bei miskroskopischer Betrachtung feinkörnig-metaliisch-kristallin und volldecke sowie glitzernd, sie ist duktil und nach dem Reiben mit einem gerundeten Stahlwerkzeug vollglänzend,After removing the electrode, the area is wiped dry with absorbent paper. The galvanizing is light gray, matt, when viewed under a microscope, fine-grained-metallic-crystalline and fully opaque and glittering, it is ductile and after rubbing with a rounded steel tool, it is fully shiny,
Stahlstichel ritzbar, hochhafifest (Biege- und Schertest), scharf begrenzt durch Mundstücksrand bz durch den Lackierungsrand. Die Abscheidungsdicke beträgt 10 μm, sie kann durch Verlängerung Elektrolysedauer erhöht werden, wobei aber schließlich Dendritenwachstum oder Polarisation mit Stro stillstand auftreten können. Die Elektrode läßt sich nicht nur auf waagerechten, sondern auf Flächen jeder Kontur und Raumla anwenden. Abb. 2 verdeutlicht die Anwendung auf einer Untersichtkehle (5), wobei sich das Mundstü von 2 anpaßt und ein Verzinken bis in die Tiefe der Kehle ermöglicht. Allerdings muß in diesem F sorgfältig luftfrei aufgesetzt werden. Gasbläschen können das Mundstück und die Kehie seitlich nach ßen verlassen. Wird der Zinkdraht weiter zurückgeschoben, so daß d größer wird, was bei der Geomet günstig ist, so wird der Stromfiuß und die Gasentwicklung sowie der Stromverlust geringer.Steel stylus can be scratched, highly adhesive (bending and shear test), sharply delimited by the edge of the mouthpiece or by the paint rim. The deposition thickness is 10 μm, it can be increased by lengthening the electrolysis time, but eventually dendrite growth or polarization with current standstill can occur. The electrode can be used not only on horizontal, but on surfaces of every contour and space. Fig. 2 illustrates the application on a lower view throat (5), the mouthpiece adjusts from 2 and allows galvanizing down to the depth of the throat. In this F, however, it must be carefully placed air-free. Gas bubbles can leave the mouthpiece and the kehie laterally outwards. If the zinc wire is pushed back further, so that d becomes larger, which is favorable with the Geomet, the current flow and the gas development as well as the current loss decrease.
Insbesondere beim Reparaturverzinken am Kraftfahrzeug kann die vorhandene 12 Volt-Batterie Stromquelle mit dem Vorteil benutzt werden, daß jede Schadstelle mit dem Minuspol verbunden ist. Du einen Vorwiderstand von 10 kOhm kann der Strom auf 1 ,2 mA begrenzt werden.
Beispiel 2In particular when galvanizing repairs on the motor vehicle, the existing 12 volt battery power source can be used with the advantage that each damaged area is connected to the negative pole. With a series resistor of 10 kOhm, the current can be limited to 1.2 mA. Example 2
Verzinken von Eisen mit bewegter, kleiner. Handreibeelektrode und 10%-igem wäßrigem Ammoniak Größere Stromstärken als ungefähr 2 mA, entsprechend 3 A/dm2 Zink-stirnfläche sind mit der station angebrachten Handelektrode, die im Beispiel 1 eingehend beschrieben ist, nicht erreichbar, weil sic schwammiges schwarzes oder dendritisches Zink abscheidet und die Wasserstoffentwicklung beträch lich wird. Viel größere Stromstärken und Abscheideleistungen sind möglich, wenn die Handelektrode b wegt wird, wobei das Mundstück der Elektrode leicht reibend über die zu verzinkende Fläche bei Bene zung derselben durch den Elektrolyten möglichst bündig aufsitzend hin und her oder rotierend bewe wird. Um ein gleich gutes Verzinken wie an waagerechten Aufsichten und Untersichten auch bei lotrech ten Wänden zu erzielen, ist ein Abschrägung des Mundstücks praktisch. Dadurch können die Glasbläs chen auch in dieser Raumlage aus dem Mundstück zum Verschwinden gebracht werden, in dem dies nach außen (Litzende nach unten gerichtet) oder - vorzugsweise - nach innen oben (Litzenanschluß nac oben gerichtet) abgeleitet werden.Galvanizing iron with moving, smaller. Hand-held rubbing electrode and 10% aqueous ammonia. Amperages greater than approximately 2 mA, corresponding to 3 A / dm 2 of zinc end face, cannot be achieved with the hand-held electrode, which is described in detail in Example 1, because it deposits spongy black or dendritic zinc and the evolution of hydrogen becomes significant. Much higher currents and separating capacities are possible if the hand electrode b is moved, the mouthpiece of the electrode being rubbed lightly over the surface to be galvanized when it is used by the electrolyte as flush as possible back and forth or rotating. In order to achieve the same good galvanizing as on horizontal top and bottom views even with vertical walls, a beveling of the mouthpiece is practical. As a result, the Glasbläs Chen can be made to disappear from the mouthpiece in this position, in which this can be derived outwards (strand end directed downwards) or - preferably - inwards upwards (strand connection nac directed upwards).
Die Tabelle 1 vermittelt Richtdaten über die erzielbaren Stromstärken I in Abhängigkeit vom Elektro denabstand d bei 12 Volt angelegter Spannung, Verwendung eines wäßrigen Ammoniaks als Startelek trolyten mit einem Ammoniakgehalt von ungefähr 10 Gew.-%, und bei einer Temperatur von 15°C. Außer dem ist die Zeit t in Minuten angegeben, nach der eine Nachfüllung des wäßrigen Ammoniaks nötig ode opportun ist.Table 1 provides guide data on the achievable currents I as a function of the electrode distance d at 12 volts, using an aqueous ammonia as a starting electrolyte with an ammonia content of approximately 10% by weight, and at a temperature of 15 ° C. In addition, the time t is given in minutes after which a refill of the aqueous ammonia is necessary or opportune.
Die höchste erzielbare Stromstärke von 100 mA ist nichtThe highest achievable current of 100 mA is not
zu empfehlen, weil die Wärmeentwicklung so groß ist, daß ein Mundstück aus Weich-PVC seine Elastizitä und Festigkeit einbüßt und klebrig wird. Außerdem ist die Nachfüllzeit und die Verzinkungsstromausbeut schlecht. Praktisch vorteilhaft ist ein d = 2 bis 4 mm.recommended because the heat is so great that a mouthpiece made of soft PVC loses its elasticity and strength and becomes sticky. In addition, the refilling time and the galvanizing current yield are poor. Ad = 2 to 4 mm is practically advantageous.
Hierbei ist es nötig, die Handelektrode unverzüglich nach dem Einschalten des Stromes in Bewegun zu setzen. Denn sonst bildet sich das schwarze Zink, zunächst in dünner Beschichtung des Eisens, dan bei zu voluminösem Schwamm und manchmal Nadelbäumen auswachsend bis hin zum Kurzschluß zwi schen den Elektroden. Damit ist eine sehr starke Wasserstoffentwicklung verbunden. Durch die Bewe gung bleiben diese Komplikationen aus. Schwarzes und dendritisches Zink lassen sich völlig vermeiden und die Wasserstoffentwicklung so drosseln, daß die in der Tabelle 1 angegebenen Nachfüllzeiten erreicht werden. Durch kurzen Stillstand oder unzureichende Bewegung entstandenes frisches schwarzes ZinkIt is necessary to set the hand electrode in motion immediately after switching on the power. Otherwise, the black zinc forms, initially in a thin coating of the iron, then with an excessively voluminous sponge and sometimes conifers growing up to a short circuit between the electrodes. This is associated with very strong hydrogen development. These complications do not arise due to the movement. Black and dendritic zinc can be completely avoided and the evolution of hydrogen reduced so that the refill times shown in Table 1 are achieved. Fresh black zinc created by a short standstill or insufficient movement
ERSATZBLATT
kann durch - gegebenenfalls nur vorübergehende - Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit wieder i Lösung gebracht werden. Die Bildung von schwarzem Zink stellt ebenso wie die Wasserstoffentwicklun einen Stromausbeuteverlust für die Verzinkung dar.REPLACEMENT LEAF can be brought back to solution by - if necessary only temporarily - increasing the speed of movement. The formation of black zinc, like the development of hydrogen, represents a loss of electricity yield for the galvanizing.
Die nötige Bewegungsgeschwindigkeit steigt mit der Stromdichte. Mit d=2 bis 4 mm und 40 bis 10 m lassen sich hochwertige Verzinkungen erreichen, wenn ausreichend von Hand bewegt wird. Das weichThe necessary speed of movement increases with the current density. With d = 2 to 4 mm and 40 to 10 m, high-quality galvanizing can be achieved if sufficient movement is carried out by hand. That soft
Mundstück ruft bei der Bewegung keine Schäden an der intakten Lackierung der Umgebung der Verzi kung hervor. Außerdem greift das 10 %ige Ammoniak Kunstharzlacke gar nicht und eine bestehende Ve zinkung nur soweit an, wie es für die Haftung der neuen Abscheidung günstig ist.The mouthpiece does not cause any damage to the intact paint around the galvanizing when moving. In addition, the 10% ammonia synthetic resin varnish does not attack at all and an existing galvanizing only to the extent that it is favorable for the adhesion of the new deposition.
Die erzielten Verzinkungen lassen sich nach dem Abtrocknen ohne weiteres lackieren. Die Mindestelektrolysezeit sollte etwa eine Minute pro cm2 betragen.The galvanizing achieved can be easily painted after drying. The minimum electrolysis time should be about one minute per cm 2 .
Da die Zinkelektrode gekapselt und die Litze isoliert ist, besteht keine Gefahr eines äußeren Kur schlusses. Der innere Kurzschluß wird durch die Bewegung sicher vermieden. Ein Vorwiderstand ist dah nicht erforderlich.Since the zinc electrode is encapsulated and the wire is insulated, there is no risk of an external cure. The movement is sure to avoid the internal short circuit. A series resistor is not required.
Um Reparaturverzinkungen am Kraftfahrzeug vornehmen zu können, wird eine etwa 8 mm lang dünne, flexible Litz verwendet, die mit dem Pluspol der Fahrzeugbatterie dadurch verbunden wird, daß i abisoliertes blankes Ende zwischen der eisernen Polklemme und einem aufgelegten Haftmagneten eing klemmt wird.In order to be able to carry out repair galvanizing on the motor vehicle, an approximately 8 mm long, thin, flexible strand is used, which is connected to the positive pole of the vehicle battery by clamping the stripped bare end between the iron pole clamp and an applied holding magnet.
Beispiel 3 Bündelung von HandelektrodenExample 3 Bundling of hand electrodes
In Abb. 3 sind vier Elektroden im Grundriß und in Seitenansicht dargestellt, die durch das Gummiba (10) locker gebündelt und auf die gekrümmte Fläche (5) aufgesetzt sind. Wird auf die Elektroden v Hand ein leichter Druck ausgeübt, so passen sich die Elektroden der Krümmung an, indem die Mun stücke der Elektroden 2 und 2' tiefer als die von 2" und 2" stehen. Die Mundstücke deformieren sich nerseits etwas, andererseits bilden sie Benetzungszwickel (11) mit dem eingefüllten Elektrolyten.In Fig. 3 four electrodes are shown in plan and in side view, which are loosely bundled by the rubber block (10) and placed on the curved surface (5). If a slight pressure is exerted on the electrodes by hand, the electrodes adapt to the curvature by placing the Mun pieces of the electrodes 2 and 2 'lower than that of 2 "and 2". The mouthpieces deform somewhat on the one hand, on the other hand they form wetting gussets (11) with the filled electrolyte.
Eine Kugeloberfläche kann mit 3 gebündelten Elektroden verzinkt werden, deren Mundstücke auf gl cher Ebene liegen; sie können deshalb unverschiebbar gebündelt sein.A spherical surface can be galvanized with 3 bundled electrodes, the mouthpieces of which lie on a smooth surface; they can therefore be bundled together so that they cannot move.
Solche Bündelungen machen ein schnelleres Verzinken als mit Einzelelektroden möglich und sind her beim Verzinken größerer Flächen vorteilhaft.Such bundles make galvanizing faster than with individual electrodes and are advantageous when galvanizing larger areas.
Beispielexample
Zinkoranalien-Separator-Hhandelektrode mit Weich-PVC-FormkörperZinc oralia separator hand electrode with soft PVC molded body
In Abb. 4 steckt ein Zinkdrahtabschnitt (1) von 3 mm Durchmesser luftdicht und stramm in ein Formkörper (2,3) aus Weichpolyvinylchlorid. Das 16 mm weite kreisrunde Mundstück des Formkörpers mit 2 Lagen Polyestergewebe (6) als Separator bedeckt, der außen am Formkörper mit Klebeband be stigt ist und eine Schichtdicke von 2 mal 0,125 mm aufweist. Der Innenraum des Formkörpers ist prall Zinkgranalien (1 ') aus Feinzink (99,99 % Zn) von 0,5 bis 2 mm Korngröße angefüllt.In Fig. 4, a zinc wire section (1) of 3 mm in diameter is airtight and tight in a molded body (2, 3) made of soft polyvinyl chloride. The 16 mm wide circular mouthpiece of the molded body is covered with 2 layers of polyester fabric (6) as a separator, which is attached to the outside of the molded body with adhesive tape and has a layer thickness of 2 times 0.125 mm. The interior of the molded body is filled with zinc granules (1 ') made of fine zinc (99.99% Zn) with a grain size of 0.5 to 2 mm.
Auf das nach oben gerichtete Mundstück wird 10 %iges wäßriges Ammoniak pipettiert bis dassel den Rand erreicht und den Separator voll benetzt hat (1 ,6 ml).10% aqueous ammonia is pipetted onto the upward-pointing mouthpiece until it reaches the edge and has fully wetted the separator (1.6 ml).
RSATZBLATT
Die Elektrode ist in jeder Raumlage verwendbar. Unter Stromfluß muß sie sofort schnell bewegt wer den. Die Stromdichte beträgt bei 12 Volt ca. 50 A/dm2 Mundstücksfläche. Eine 3 x 3 cm2 große Fläche i in 3 Minuten mit 8 um Zinkauflage versehen. Eine Nachfüllung erfolgt dabei nicht. Die dünn Eisenblechunterlage erwärmt sich dabei stark. Die Elektrode wird nach dem Gebrauch mit dem Mundstück auf saugfähigem Papier abgesetzt, da den restlichen Elektrolyten absaugt. Die Elektrode ist jederzeit sofort wieder einsatzfähig. Das Gewebe is allerdings Verschleißersatzteil.REPLACEMENT LEAF The electrode can be used in any position. Under current flow, it must be moved quickly who the. The current density at 12 volts is approx. 50 A / dm 2 mouthpiece area. Cover a 3 x 3 cm 2 area i with 3 µm zinc coating in 3 minutes. There is no refill. The thin sheet iron underlay heats up considerably. After use, the electrode is placed on the absorbent paper with the mouthpiece, since the remaining electrolyte sucks off. The electrode can be used again at any time. However, the fabric is a wear spare part.
Zwecks Verzinkens sehr schmaler und welliger Flächen kann der Formkörper am Mundstück mit de Fingern zu einem Spalt zusammengedrückt werden, siehe Längsschnitt und Grundriß im unteren Teil de Abb. 4. Dabei treten Separator und Granalien wulstartig hervor.In order to galvanize very narrow and wavy surfaces, the molded body on the mouthpiece can be pressed into a gap with your fingers, see longitudinal section and plan in the lower part of Fig. 4. The separator and granules emerge in a bead-like manner.
Wenn die Elektrode zuerst auf der Waagerechten benutzt wurde und schon Elektrolyt zur Benetzun verloren hat und dann für ein Untersichtverzinken ohne Nachfüllung eingesetzt werden soll, empfiehlt sic das Zusammenpressen des Mundstücks ebenfalls, weil dabei Elektrolyt herausgedrückt wird und diese am Mundstück reichlich zur Verfügung stehen muß. Auch für das Verzinken kleiner Löcher empfiehlt sich das schmale Spaltmundstück, das mit einer de beiden Ecken auf das Loch gesetzt wird.If the electrode was first used on the horizontal and has already lost electrolyte for wetting and then should be used for bottom-view galvanizing without refilling, it is also recommended to press the mouthpiece together, as this will push out the electrolyte and it must be readily available on the mouthpiece. The narrow gap mouthpiece, which is placed on the hole with one of the two corners, is also recommended for galvanizing small holes.
Ansonsten paßt sich das locker eingespannte Gewebe jeder bergigen und muldigen Flächenkontu leicht an, und die große Streuung sorgt auch für die Verzinkung in der Tiefe von Gewindegängen, in di keine Elektrode hineinpaßt. Mit nur einer Lage des Polyestergewebes von 0,125 mm Normalschichtdicke werden 100 A/dm2 er reicht. Dann ist aber die Erwärmung durch den Strom so stark, daß das Verzinken nach 1 Minute unter brochen werden muß.Otherwise, the loosely clamped fabric adapts easily to any mountainous and tired surface contours, and the large scatter also ensures the galvanizing in the depth of threads, into which no electrode fits. With only one layer of the polyester fabric of 0.125 mm normal layer thickness, 100 A / dm 2 is sufficient. Then the heating by the current is so strong that the galvanizing must be interrupted after 1 minute.
Infolge der Verwendung von Zinkgranalien, die eine große Oberfläche haben, und der starken Stro merwärmung werden mit derartigen Elektroden die höchsten Verzinkungsleistungen erzielt.Due to the use of zinc granules, which have a large surface area, and the strong current heating, the highest galvanizing performances are achieved with such electrodes.
Beispiel 5Example 5
Granalien-Doppelseparator-HandelektrodeGranule double separator hand electrode
In Abb. 5 bildet das dünnwandige, leicht konische, becherförmige Gummigefäß (2) zusammen mit dem weichen, passenden Gummistopfen (3) das Elektrolytgefäß, innerer Durchmesser 26 mm. Der Boden de Gummibechers ist durchlöchert. Darauf liegt innenseitig das Textilgewebe (6), das durch den Gummi stopfen fixiert ist. Der Zinkdraht (1 ) ist luftdicht durch den Stopfen geführt, der im elektrischen Kontakt mi der Granalienfüllung (1 ') steht und positiv gepolt ist. Der Elektrolyt wird mit der Polyethylenflaschenpipette auf eine Bodenbohrung aufgegeben bis zur Randfülle.In Fig. 5 the thin-walled, slightly conical, cup-shaped rubber container (2) together with the soft, matching rubber stopper (3) forms the electrolyte container, inner diameter 26 mm. The bottom of the rubber cup is perforated. The textile fabric (6) is on the inside, which is fixed by the rubber plug. The zinc wire (1) is passed airtight through the plug, which is in electrical contact with the granule filling (1 ') and has a positive polarity. The electrolyte is applied with the polyethylene bottle pipette to a bottom hole up to the edge.
Beim Untersichtverzinken wird der Becher etwas zusammengedrückt, um guten Benetzungskontakt zwischen den Elektroden herzustellen. Die Bewegung des Becherbodens als Mundstück erfolgt bündig auf der Negativen, das Mundstück kann der Flächenkontur folgen und wird am leichtesten spiralig rotie¬ rend mit Richtungsänderungen geführt.When galvanizing from below, the cup is pressed together a little to make good wetting contact between the electrodes. The movement of the cup base as a mouthpiece is flush with the negatives, the mouthpiece can follow the surface contour and is most easily guided in a spirally rotating manner with changes in direction.
Es werden 150 mA bei 12 V, entsprechend 105 A/dm2 Flächensumme der Lochquerschnitte erreicht bei einer Bodenstärke von knapp 2 mm und einer Gewebestärek von 0,13 mm. Die Separatoren sind ver- schleißfrei.150 mA at 12 V, corresponding to 105 A / dm 2 total area of the hole cross sections, are achieved with a floor thickness of almost 2 mm and a fabric thickness of 0.13 mm. The separators are wear-free.
ERSATZBLATT
Beispiel 6 Starkstrom-HandelektrodeREPLACEMENT LEAF Example 6 Power Current Hand Electrode
Eine Elektrode, die bei 12 V mit 10%lgem wäßrigem Ammoniak 1,5 Ampere bringt, ist in Abb. 6 ge zeichnet. Sie besteht aus einem Gummischlauch (2) φ 28 mm mal 2 mm Wandstärke, der mit dem zweila gigen Gewebeseparator (6) und dem Gummistopfen (3) das Elektrolytgefäß bildet, in dem sich die Grana lien (1') und der Zinkdraht (1) befinden. Der Gewebeseparator ist zwischem dem Schlauch 2 und eine Gummischiauch (6') φ 28 mal 0,5 mm eingeklemmt. Es können Flachtextilien verwendet werden als Sepa rator, Durchmesser 95 mm. Die Elektrode ist sehr griffig und auch für grobe Hände geeignet.An electrode that brings 1.5 amps at 12 V with 10% aqueous ammonia is shown in Fig. 6 ge. It consists of a rubber tube (2) φ 28 mm by 2 mm wall thickness, which, together with the two-layer tissue separator (6) and the rubber stopper (3), forms the electrolyte container in which the granules (1 ') and the zinc wire (1 ) are located. The tissue separator is clamped between the hose 2 and a rubber hose (6 ') φ 28 times 0.5 mm. Flat textiles can be used as a separator, diameter 95 mm. The electrode has a good grip and is also suitable for rough hands.
Beispiel 7Example 7
Zinkbecher-Drahtbündel-HandelektrodeZinc cup wire bundle hand electrode
In Abb.7 ist der Separator (6) aus kräftigem, weichelastischem, grobmaschigem Polyamidgewirk (Lycra-Fasern) von 0,6 mm Schichtdicke mit Hilfe des Gummischlauches (4',6') über das Mundstück ei nes Bechers aus Zinklegierung (0,3% Bei und Cadmium) von 13 mm Durchmesser und 48 mm Länge g legt. Der Schlauch dient auch der äußeren elektrischen Isolierung sowie der Kontaktierung der Leitungs litze (4). Der scharfe Rand des Mundstücks ist mit Aluminiumfolie von 0,1 mm Stärke umkleidet, so da sich das Separatorgewirke (6) nicht verletzen kann. Auf dem Becherboden befindet sich ein stramme Polyurethanschaumstoffpolster (12), das 10 Zinkdrahtabschnitte φ 3 mm (V) gegen den Separator abfe dert, so daß dieser den Flächenkonturen (5,5',5") folgen kann. (13) ist eine Isolierklebefolie.In Fig.7 the separator (6) is made of strong, soft elastic, coarse mesh polyamide (Lycra fibers) with a layer thickness of 0.6 mm using the rubber tube (4 ', 6') over the mouthpiece of a zinc alloy cup (0, 3% bei and cadmium) of 13 mm diameter and 48 mm length g. The hose is also used for the external electrical insulation and for contacting the cable (4). The sharp edge of the mouthpiece is covered with aluminum foil 0.1 mm thick so that the knitted separator (6) cannot be injured. On the bottom of the cup there is a tight polyurethane foam pad (12), which removes 10 zinc wire sections φ 3 mm (V) against the separator, so that it can follow the surface contours (5.5 ', 5 "). (13) is an insulating adhesive film .
Mit 10%igem wäßrigen Ammoniak werden bei 2 V angelegter Spannung 200 bis 300 mA ( = 42 A/dm Stirnflächensumme der Zinkdrähte) erreicht. Einmaifüllung des Elektrolyten reicht für 5 Min. Verzinkung dauer. Für die Einbringung des Elektrolyten ist eine Injektionsspritze praktisch.With 10% aqueous ammonia, 200 to 300 mA (= 42 A / dm total surface area of the zinc wires) are achieved at a voltage of 2 V. One filling of the electrolyte is sufficient for 5 minutes of galvanizing. An injection syringe is practical for the introduction of the electrolyte.
Mit Zinkgranalien (Feinzink 0,5 bis 2 mm Korngröße) anstelle der Zinkdrähte und dreilagigem feinm schigem Polyestergewebe von 0,4 mm Gesamtdicke werden 400 bis 600 mA ( = 100 A/dm2 Mundstück querschnitt) erzielt.With zinc granules (fine zinc 0.5 to 2 mm grain size) instead of the zinc wires and three-ply fine-mesh polyester fabric with a total thickness of 0.4 mm, 400 to 600 mA (= 100 A / dm 2 mouthpiece cross section) are achieved.
Statt der Zinkdrahtabschnitte (1) können auch Zinkbiechröhrchen verwendet werden und insbeso dere solche, in deren Mundstückseiten Plastikseelen eingezwängt sind, die ebenso wie der Hüllschlauc (4',6') über die Zinkstirnflächen hinausraugen und den Abstand zu der zu verzinkenden Fläche (5) gara tieren und insoweit einen Separator überflüssig machen.Instead of the zinc wire sections (1), zinc bite tubes can also be used, in particular those in whose mouthpiece sides plastic wedges are crimped, which, like the enveloping hose (4 ', 6'), protrude beyond the zinc end faces and the distance to the surface to be galvanized (5) guarantee and make a separator obsolete.
Beispiel 8 DochtelektrodeExample 8 Wick Electrode
Über einen Becher aus legiertem Zink (0,3 % Blei und Cadmium) φ 13,3 mm x 0,4 x 46, Abb.8 (1 ,2), i ein Weich-PVC-Schlauch (2') φt = 13, Wandstärke 1,5 mm, Länge 50 mm, gezogen, der das abisoliertOver a beaker made of alloyed zinc (0.3% lead and cadmium) φ 13.3 mm x 0.4 x 46, Fig. 8 (1, 2), i a soft PVC tube (2 ') φ t = 13, wall thickness 1.5 mm, length 50 mm, pulled, which stripped the
Ende der Zuleitunglitze (4) gegen den Becher drückt, den Becher elektrisch nach außen isoliert, alPress the end of the lead wire (4) against the cup, electrically isolate the cup from the outside, al
Handhabe dient, und vor allem den Mundstücksrand bildet, indem der Schlauch den Becherrand u knapp 1 mm überragt.
In den Becher ist der weichelastische, offenporige Schaumstoff (12,14) beweglich eingepaßt, der i dekomprimierten Zustand über den Mundstücksrand hervorspringt. Der Schaumstoff saugt dochtarti den eingebrachten Elektrolyten auf. Beim Aufsetzen des Mundstücks auf die zu verzinkende Fläche pa sich der Schaumstoff dieser Fläche in ihrer Kontur an, indem er entsprechend zurückweicht, Abb. 8 unte ebene Fläche (5).Handle serves, and especially forms the edge of the mouthpiece by the hose protruding from the cup edge u almost 1 mm. The soft, elastic, open-pore foam (12, 14) is flexibly fitted into the cup, which in the decompressed state protrudes over the edge of the mouthpiece. The foam soaks up the electrolyte. When the mouthpiece is placed on the surface to be galvanized, the foam of this surface adapts to its contours by receding accordingly, Fig. 8 below flat surface (5).
Der vom Elektrolyten durchnäßte Schaumstoff benetzt die zu verzinkende Fläche und die Zinkwan dung, insbesondere den Zinkbecherrand, und sorgt für elektrolytische Leitung zwischen der Becherpos tiven und der Negativen (5).The foam soaked in the electrolyte wets the surface to be galvanized and the zinc wall, in particular the edge of the zinc cup, and ensures electrolytic conduction between the cup positions and the negatives (5).
Vorteilhaft ist gegenüber der bekannten Schaumstoff-Tampon-Elektrode, bei der eine dünner Schaumstoffschicht als Elektrolytträger zwischen parallelen Elektrodenflächen angeordnet ist, daß deIt is advantageous over the known foam tampon electrode, in which a thin foam layer is arranged as an electrolyte carrier between parallel electrode surfaces that de
Schaumstoff hier durch die reibende Bewegung viel weniger beansprucht wird, daß die Strombahne durch den Schaumstoff im Randbereich gar nicht und im Innern weniger stark abgedeckt sind, daß diFoam here is much less stressed by the rubbing movement, that the current path through the foam in the edge area is not covered at all and less so inside that di
Schaumstoffdicke nicht gleich dem Elektrodenabstand ist, und daß Befestigungsmittel entfallen.Foam thickness is not equal to the electrode spacing, and that fasteners are omitted.
Die Elektrode ist in jeder Raumiage geeignet. Mit 10%igem wäßrigem Ammoniak werden 125 mA be 15 °C erzielt.The electrode is suitable in every room. With 10% aqueous ammonia, 125 mA at 15 ° C are achieved.
Anstelle des Schaumstoffdochtes kann man auch einen Docht aus Texilfasern, insbesondere in Gestal eines rechteckigen Gewebestückes aus Baumwolle, das zu einem passenden zylindrischen Docht stram aufgewickelt ist, verwenden. Ein derartiger Docht hat ein unübertroffenes Aufsauge- und Haltevermöge für den Elektrolyten. Mit einem solchen Docht ist aber nicht nur ein besonders langes Verzinken mit einer Füllung von 4 mInstead of the foam wick, you can also use a wick made of textile fibers, especially in the shape of a rectangular piece of woven fabric made of cotton, which is tightly wound into a matching cylindrical wick. Such a wick has an unsurpassed absorption and holding capacity for the electrolyte. Such a wick is not just a particularly long galvanizing process with a filling of 4 m
Elektrolyt in jeder Raumiage und an Kanten usw. möglich, sondern diese Elektrodenkonstruktion zeig eine besondere Fähigkeit zur Überdeckung von Rostnarben auf Stahlblech, die am größte ist, wenn ma über der rostnarbigen Stelle mit der Elektrode wenige Sekunden in Ruhe verweilt, so daß ein Kreisrunde voller Fleck schwarzen Zinks sichtbar wird, und dann mit der Bewegung fortfährt, die den schwarzen Ab scheidungsfleck dann visuell zum Verschwinden bringt. Allerdings ist die Haftfestigkeit solcher Verzinkun gen auf solchen nicht vollkommen metallreinen Untergründen geringer.Electrolyte possible in every room and on edges, etc., but this electrode construction shows a special ability to cover rust scars on steel sheet, which is greatest when ma stays calmly over the rust-scarred area with the electrode for a few seconds, so that a circular circle is full Spot of black zinc becomes visible, and then continues with the movement which then visually makes the black deposit spot disappear. However, the adhesive strength of such galvanizing is lower on such surfaces that are not completely pure metal.
Beispiel 9Example 9
Zinkbecherelektrode ohne Einbauten In Abb. 9 ist gegenüber der Abb. 8 der Docht weggelassen und das Zinkbechermundstück mit eineZinc cup electrode without internals In Fig. 9, compared to Fig. 8, the wick is omitted and the zinc cup mouthpiece with one
Textilgewebe (Polyester, Polyamid) bedeckt, dessen überstehender Rand zur Fixierung dieses Separator zwischen Becheraußenwand und Schlauchinnenwand durch Überstülpen des unteren 17 mm hohen Schlauchteilstückes eingezwängt ist. Schlauchüberstand d = 0,2 mm, Textilgewebedicke 0,1 mm. De Becher wird zweckmäßigerweise zuvor elektrolytgefüllt. Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß ein solcher Separator nach längerer Benutzungsdauer keine Verschleißerscheinungen zeigt und auch nicht durch den unbearbeiteten Rand des nach dem Flie߬ preßverfahren hergestellten Zinkbechers verletzt worden ist.Textile fabric (polyester, polyamide) covered, the protruding edge of which is clamped between the outer wall of the cup and the inner wall of the tube by means of slipping over the lower 17 mm high tube section. Hose protrusion d = 0.2 mm, textile fabric thickness 0.1 mm. The cup is expediently filled with electrolyte beforehand. It was surprisingly found that such a separator shows no signs of wear after a long period of use and has not been damaged by the unprocessed edge of the zinc cup produced by the extrusion process.
ERSATZBLATT
Mit 12 V werden nach einer Anlaufzeit bis 3000 mA in jeder Raumiage erreicht. Untersicht- und Senk¬ rechtverzinken kann erstaunlicherweise auch mit Teilfüllung erfolgen, wenn der Separator hin und wieder durch kurzzeitiges Wenden des Mundstücks nach unten nachbenetzt wird. Günstig ist es, das kreisrunde Mundstück zu einem Oval zu verdrücken, da dadurch auch schmale Stellen zugänglich werden. Die Stromstärke nimmt dadurch nicht ab, die Stromdichte nimmt zu. Denn bei kurzem Stillstand der Elektrode bildet sich ein schwarzer Ring des ovalförmigen Zinkrandes mit einer Breite von ca. 2 mm auf der negati¬ ven Unterlage ab.REPLACEMENT LEAF With 12 V, a warm-up time of up to 3000 mA is achieved in every room. Surprisingly, bottom and vertical galvanizing can also take place with partial filling if the separator is occasionally rewetted by briefly turning the mouthpiece downwards. It is beneficial to press the circular mouthpiece into an oval, as this also makes narrow places accessible. The current intensity does not decrease as a result, the current density increases. Because when the electrode stops for a short time, a black ring of the oval zinc rim with a width of approx. 2 mm forms on the negative surface.
Beispiel 1Q Zlnkgranalien-Doppeibecher-HandelektrodenExample 1Q Zlnkgranalien-double egg cup hand electrodes
In Abb. 10 ist der Zinkdraht (1) luftdicht durch den Boden (3) eines Weichgummibechers (2,6') durch geführt. Der Becher enthält eingefaßt einen steiferen Weich-PVC-Schlauch (2',6") von 20 cm innere Durchmesser, 2 mm Wandstärke und 20 mm Höhe, dessen Mundstück etwas gegenüber dem Gummibe cherrand zurückliegt, und der mit der Moosgummilochscheibe (12) einen Innenbecher bildet. Die prall Füllung mit 12 g Zinkgranalien (1 '; 99,99 % Zn, 0,5 bis 2 mm Korngröße) ist bedeckt und am Herausfalle gehindert durch ein vierlagiges Polyestergewebe (6), φ =58 mm, Gesamtschichtdicke = 0,5 mm, desse Ränder mit einem Schraubendreher in den engen Spalt zwischen Becherwand und Schlauch eingezwäng und fixiert werden, was bequem zu bewerkstelligen ist, wenn man dabei den Daumen auf das Gewebe un die Granalien drückt. Die Elektrode liefert 0,8 A. Nach jeweils 1 Minute Elektrolysedauer muß eine Abkühlpause eingeleg werden.In Fig. 10 the zinc wire (1) is passed airtight through the bottom (3) of a soft rubber cup (2,6 '). The cup contains a stiffer soft PVC hose (2 ', 6 ") of 20 cm inner diameter, 2 mm wall thickness and 20 mm height, the mouthpiece of which is somewhat opposite the rubber rim, and the one with the foam rubber perforated disc (12) The bulging filling with 12 g zinc granules (1 '; 99.99% Zn, 0.5 to 2 mm grain size) is covered and prevented from falling out by a four-layer polyester fabric (6), φ = 58 mm, total layer thickness = 0 , 5 mm, the edges of which are squeezed and fixed in the narrow gap between the cup wall and the tube with a screwdriver, which is easy to do if one presses the thumb on the tissue and the granules. The electrode delivers 0.8 A. After A cooling break must be taken every 1 minute of electrolysis.
Die Elektrolythaltung ist gut und ein Verzinken in jeder Raumlage gleich gut möglich. Als Innenbecher kann auch ein zweiter Gummibecher verwendet werden, der dem äußeren ähnlich ist.The electrolyte hold is good and galvanizing is equally possible in any position. A second rubber cup similar to the outer one can also be used as the inner cup.
Beispiel 11Example 11
KaDillarspalt-HandelektrodeCardillary gap hand electrode
Ein Hartpolyvinylrohrstück von 15 mm Höhe und Durchmesser sowie einer Wandstärke von 0,8 m wird in der Wärme zu einem Spalt von 1 mm Weite zusammengedrückt und durch Abkühlung in diese Form fixiert, Abb. 11 (2). In den Spalt wird Zinkblech (Titanzink) von 40 mm Länge, 17 mm Breite und 0, mm Stärke (1 ) stramm eingefügt, so daß beidseitig vom Zinkblech freie Spalte von 0,2 mm Weite entste hen.die noch durch einige Höcker auf dem Zinkblech stabilisiert sind. Das herausragende Ende des posi tiv gepolten Bleches, das durch Klebefolie elektrisch isoliert ist (4', 13) wird gegen die Hülle durch selbs vulkanisierende Siliconmasse (3) gedichtet. Die Hülle springt gegenüber dem anderen Ende des Zin blechs um d = 0,5 mm vor und bildet das Mundstück der Elektrode. Die Hülle stellt zusammen mit der S iicondichtung das becherförmige Elektrolytgefäβ dar, das durch schräges Eintunken und Luftentiasse bei nach oben gerichtetem Mundstück etwa alle 2 Minuten nachzufüllen ist.A piece of hard polyvinyl pipe with a height and diameter of 15 mm and a wall thickness of 0.8 m is compressed in the heat to a gap of 1 mm in width and fixed in this shape by cooling, Fig. 11 (2). Zinc sheet (titanium zinc) 40 mm long, 17 mm wide and 0 mm thick (1) is tightly inserted into the gap, so that free gaps of 0.2 mm in width are created on both sides of the zinc sheet Zinc sheet are stabilized. The protruding end of the positively polarized sheet, which is electrically insulated by adhesive film (4 ', 13), is sealed against the casing by self-vulcanizing silicone compound (3). The sleeve projects over the other end of the tin plate by d = 0.5 mm and forms the mouthpiece of the electrode. The shell, together with the silicone seal, represents the cup-shaped electrolyte vessel, which has to be refilled approximately every 2 minutes by inclined soaking and air vents with the mouthpiece pointing upwards.
Der untere Teil der Abb. 11 stellt einen Querschnitt durch die Elektrode dar. Die maximale Stromstärke beträgt bei Füllung mit 25 %igem wäßrigem Ammoniak 150 mA. Diese Elektrode ist besonders für das Verzinken in engen Kehlen und Spalten und für jede Raumlage g eignet.The lower part of Fig. 11 shows a cross section through the electrode. The maximum current when filled with 25% aqueous ammonia is 150 mA. This electrode is particularly suitable for galvanizing in narrow throats and gaps and for every position g.
ERSATZBLATT
Beispiel 12REPLACEMENT LEAF Example 12
Verzinken von Stahl mit wäßrigem Ammoniak-Zinkphosphat-ElektrolvtenGalvanizing steel with aqueous ammonia-zinc phosphate electrolytes
14 g Metaphosphorsäure HPO3 und 50 g Wasser werden durch Erhitzen auf 80 °C in Orthophosphor säure H3P0 umgewandelt und darin dann 23 g Zinkoxid (Zinkweiß Rotsiegelqualität) aufgelöst, schließ lich mit 52 g 25 %igem wäßrigem Ammoniak versetzt, wodurch eine klare dickflüssige Lösung entsteht, die als Elektrolyt in der Handelektrode, Konstruktion wie im Beispiel 1 , Abb. 1 , eingesetzt wird, siehe Ta belle 2.14 g metaphosphoric acid HPO 3 and 50 g water are converted into orthophosphoric acid H3P0 by heating to 80 ° C and then 23 g zinc oxide (zinc white red seal quality) are dissolved in it, finally mixed with 52 g 25% aqueous ammonia, which results in a clear, viscous solution arises, which is used as an electrolyte in the hand electrode, construction as in Example 1, Fig. 1, see Table 2.
Es ist ersichtlich, daß Arbeitsbedingungen gefunden wurden, bei denen keine Wasserstoffentwicklung am negativ gepolten Stahl stattfindet. Diese Verfahrensvariante ist somit geeignet, z.B. Federstahl, der leicht durch Wasserstoffaufnahme versprödet, zu verzinken. Es kann zugleich die Sauerstoffentwicklung an der Zinkpositiven minimiert werden, so daß lange Verzinkungszeiten bei stationärem Betrieb erzielbar sind.It can be seen that working conditions have been found in which there is no hydrogen evolution on the negatively polarized steel. This process variant is therefore suitable, e.g. To galvanize spring steel, which is easily brittle due to hydrogen absorption. At the same time, the development of oxygen at the zinc positive can be minimized, so that long galvanizing times can be achieved in stationary operation.
Ein Abwaschen nach beendetem Verzinken erübrigt sich bei diesem Elektrolyten ebenfalls, weil Zink¬ phosphat im Gegensatz zu den bekannten Leitsalzen (meistens Chloride und Sulfate) kein korrodierendes Salz ist.Washing off after the galvanizing has ended is also unnecessary in this electrolyte because, in contrast to the known conductive salts (mostly chlorides and sulfates), zinc phosphate is not a corrosive salt.
Tabelle 2Table 2
II \ II — M nuteII \ II - M nute
Beispiel 13Example 13
BadverginKen Eine negativ gepolte waagerechte eiserne Achse trägt eine perforierte Trommel aus nicht leitendemBathroom ginGes A negatively polarized horizontal iron axis carries a perforated drum made of non-conductive
Kunststoff. Die Trommel rotiert in einem eisernen Trog, der den Elektrolyten enthält. Um den Trog sind Zinkbleche als feststehende Positive angeordnet. Die Kapselung weist einen Gasabzug auf. Die Trommel wird mit in Salzsäure frisch gebeizten und mit Wasser gewaschenen eisernen Drahtstiften (Nägein) zu 3/4 gefüllt. Das Verzinken mit 10 %igem Ammoniak als Startelektrolyten verläuft bei mäßiger Stromdichte na- hezu ohne Gasentwicklung und sehr gleichmäßig. Die Verzinkung ist matt-hellgrau. Die getrocknetenPlastic. The drum rotates in an iron trough that contains the electrolyte. Zinc sheets are arranged around the trough as fixed positives. The encapsulation has a gas vent. The drum is filled 3/4 with iron wire pins (Nägein) freshly pickled in hydrochloric acid and washed with water. Galvanizing with 10% ammonia as the starting electrolyte proceeds with a moderate current density almost without gas evolution and very evenly. The galvanizing is matt light gray. The dried ones
ERSATZBLATT
Drahtstifte werden in Mineralöl getaucht und abzentrifugiert. Sie sind so dauerhaft gegen Verrosten ko serviert.REPLACEMENT LEAF Wire sticks are dipped in mineral oil and centrifuged. They are served so that they are permanently rust-proof.
Beispiel 14 Periodische VoranreicherunqselektrolvseExample 14 Periodic Pre-Enrichment Electrolysis
In einem Reagenzglas befindet sich 10 %iges wäßriges Ammoniak, in das 2 Zinkelektroden in For von je einem Drahtdoppel, Drahtdurchmesser 3 mm, senkrecht und parallel zueinander eintauchen. wird anfangs mit 12 Volt elektrolysiert. Der Strom steigt in 7 Minuten von 75 auf 230 mA an. An d Negativen scheidet sich Zink als schwarzer Schwamm ab. Die Spannung wird auf 10 Volt und nach Minuten auf 5 Voltzurückgenommen, weil die Temperatur ansteigt. Nach weiteren 10 Minuten beträgt dA test tube contains 10% aqueous ammonia, into which 2 zinc electrodes in the form of a wire double, wire diameter 3 mm, are inserted vertically and parallel to each other. is initially electrolyzed with 12 volts. The current increases from 75 to 230 mA in 7 minutes. Zinc is deposited on the negatives as a black sponge. The voltage is reduced to 10 volts and after 5 minutes to 5 volts as the temperature rises. After another 10 minutes, d
Strom 300 mA und der Schwamm droht abzufallen oder eine Kurzschlußbrücke zu bilden. Es wi umgepolt, wonach der Zinkschamm in Lösung geht und sich ein neuer Zinkschwamm an der neu Negativen bildet. Diese periodische Gleichstromelektrolyse wird noch einige Perioden, die immer kürz werden, fortgesetzt, wobei eine starke Wasserstoffentwicklung an der jeweils Negativen stattfind Schließlich wird die elektrolytische Leitfähigkeit gemessen und mit andere erfindungsgemäßCurrent 300 mA and the sponge threatens to fall off or form a short circuit bridge. It is reversed that the zinc sponge dissolves and a new zinc sponge forms on the new negative. This periodic direct current electrolysis is continued for a few more periods, which become ever shorter, with strong hydrogen evolution taking place on the negatives. Finally, the electrolytic conductivity is measured and according to the invention with others
Elektrolyten verglichen, siehe Tabelle 3.Electrolytes compared, see Table 3.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Nach der obigen eingehenden Darlegung der Erfindung soll zum Schluß noch, teils zusammenfassen teils ergänzend auf die Vorteile eingegangen werden, die sie im Vergleich zum Stand der Technik bietet.After the above detailed explanation of the invention, finally, in part to summarize and in addition, the advantages which it offers compared to the prior art will be discussed in the end.
Durch die Erfindung ist gezeigt worden, daß beim elektrolytischen Verzinken auf korrodierende Sal Alkalibasen und Säuren ganz verzichtet werden kann, und zwar in einfachster Weise. Dadurch ist die wendung einer elektrolytischen Verzinkung erst praktikabel geworden von Eisenteilen, die an Mauerwe Mauermörtel, Beton und andere poröse Materialien grenzen, da unvermeidlich ist, daß diese vom El trolyten benetzt werden und ihn aufsaugen. Ein Elektrolyt, der korrodierende nichtflüchtige Bestandte enthält - und das gilt für alle bekannten Verzinkungselektrolyte - wäre dann die Quelle für ein Unterrost das nicht abzustellen ist. Aber auch beim Reparaturverzinken an Kraftfahrzeugen ist nicht auszuschließ daß der Elektrolyt in Spalte gelangt, wo er Rostschäden bewirken kann, wenn er korrosive Bestandt enthält, die nichtflüchtig sind, und wenn ein Fortspülen bis auf kleinste Restspuren nicht gewährleistet i Mit dem erfindungsgemäßem Elektrolyten ist erstmalig ein Elektrolyt zum Verzinken beschrieben word der nur flüchtige (Wasser und Ammoniak) und inerte (Zinkoxid, Zinkhydroxid) sowie rostschützen (Zinkphosphat) Bestandteile enthält.The invention has shown that in the electrolytic galvanizing on corrosive Sal alkali bases and acids can be completely dispensed with, in the simplest way. As a result, the use of electrolytic galvanizing has only become practical for iron parts that border on Mauerwe masonry mortar, concrete and other porous materials, since it is inevitable that these will be wetted by the electrolyte and soak it up. An electrolyte that contains corrosive non-volatile constituents - and this applies to all known galvanizing electrolytes - would then be the source of a bottom rust that cannot be switched off. But even when galvanizing repairs on motor vehicles, it cannot be ruled out that the electrolyte will get into gaps where it can cause rust damage if it contains corrosive constituents that are non-volatile, and if rinsing down to the smallest residual traces is not guaranteed Electrolyte for galvanizing has been described which contains only volatile (water and ammonia) and inert (zinc oxide, zinc hydroxide) as well as anti-rust (zinc phosphate) components.
ERSATZBLATT
Zwar ist bekannt (W.S. Sebborn, Transactions Faraday Society (J. of Cem. Soc.) 29 (1933) 659 biREPLACEMENT LEAF It is known (WS Sebborn, Transactions Faraday Society (J. of Cem. Soc.) 29 (1933) 659 bi
663), daß eine "verdünnte Lösung von Zinkoxid in überschüssiger Ammoniumhydroxid-Lösung" bei de663) that a "dilute solution of zinc oxide in excess ammonium hydroxide solution" in de
Elektrolyse mit "hoher Stromdichte" zwischen ruhenden Zinkblecheiektroden Zinkschwamm abscheidet dessen Darstellung und Untersuchung Gegenstand der Veröffentlichung sind. Es gibt aber keine Hinweis darauf, daß oder wie eine Verzinkung erzielt werden kann.Electrolysis with "high current density" between static zinc sheet electrodes, sponge zinc deposits, the presentation and investigation of which are the subject of the publication. However, there is no indication that or how galvanizing can be achieved.
Mit ammoniakalischen Zinksalzlösunge sind Versuch zur Abscheidung auf Zink vorgenommen worden Das dendritische Wachstum, das die Anwendung stört, konnte durch sehr niedrige Stromdichten un Zugabe von Kresoisulfonat für eine längere Elektrolysedauer vermieden werden (F. Foerster und K Klemm, Z. Elektrochemie 35 ( 1929) 409 bis 426). Es findet sich ebenfalls kein Hinweis, wie eine einwand freie Verzinkung ohn Salze und Additive oder bei höheren Stromdichten erreicht werden kann. Im übrige sagt die Haftfestigkeit auf Zink noch nichts über diejenige auf Eisen und andere Metalle aus.Attempts to deposit on zinc have been carried out with ammoniacal zinc salt solutions. The dendritic growth, which interferes with the application, could be avoided by using very low current densities and adding cresoisulfonate for a longer electrolysis time (F. Foerster and K Klemm, Z. Elektrochemie 35 (1929) 409 to 426). There is also no indication of how perfect galvanizing without salts and additives or at higher current densities can be achieved. In addition, the adhesive strength on zinc says nothing about that on iron and other metals.
In der speziellen Literatur über Handelektroden wird kein spezieller Elektrolyt genannt. Zwar ist in die ser die reibende Bewegung bekannt ("Reibeelektroden"), aber daß darin und in Kombination mit dem wäß rigen Ammoniak der Schlüssel zum Verzinken ohne Saizanwendung liegt, ist offenbar bisher nicht erkann worden.No special electrolyte is mentioned in the special literature on hand electrodes. Although the rubbing movement is known in this water ("rubbing electrodes"), the fact that in it and in combination with the aqueous ammonia is the key to galvanizing without the use of sait has apparently not been recognized so far.
Tatsächlich ist bisher nur eine einzige Handelektrode für das elektrolytische Reparaturverzinken a Kraftfahrzeug kürzlich auf dem Markt erschienen. Sie entspricht der DE OS 3630919 A 1 (C 25 D 19/00), wobei die Positive nicht aus Zink und keine Lösungselektrode ist, sondern aus Kohle besteht, zirka 0,3 mm zurückliegt gegenüber den abrasiven Ring, der diese umgibt. Es wird mit Zinkchlorid enthaltendem, stark saurem Elektrolyten gearbeitet, der angedickt ist. Bei der Bewegung dieser Reibeelektrode wird ein beträchtlicher Teil des abgeschiedenen Zinks - zwecks Glättung - wieder abgeschliffen, so daß die Stromausbeute schiecht ist. Einem Kurzschluß wird durch eine eingebauten Vorwiderstand vorgebeugt, der aber die nutzbare Stromstärke bei Anwendung der Kraftfahrzeugbatterie mit 12 Volt Klemmenspan¬ nung auf zirka 100 mA begrenzt. Für diese Leistung ist die Elektrode recht groß (äußerer Durchmesser 15 mm, Kohledurchmesser 6,5 mm, Länge 110 mm) und für Engstellen nicht geeignet. Da keine Zinklö¬ sungselektrode vorhanden ist, ist die kleine Elektrolytmenge zwischen den Elektroden äußerst schnell auselektrolysiert, und man muß ständig Sorge dafür tragen, frischen Elektrolyten unter die Kohiepositive zu bekommen. Der Stromdurchgang wird durch die starke Gasbildung (Wasserstoff und Chlor) erschert, es bildet sich schnell ein zäher Schaum. Das Zinkchiorid ist von allen Zinksalzen das korrosivste. Eine fri- sehe Elektrolytportion ist schon nach 1 Minute erforderlich.In fact, only a single hand electrode for electrolytic repair galvanizing a motor vehicle has recently appeared on the market. It corresponds to DE OS 3630919 A 1 (C 25 D 19/00), whereby the positive is not made of zinc and not a solution electrode, but consists of carbon, about 0.3 mm behind the abrasive ring that surrounds it. It works with zinc chloride-containing, strongly acidic electrolyte that is thickened. During the movement of this rubbing electrode, a considerable part of the deposited zinc is ground again - for the purpose of smoothing - so that the current yield is poor. A short circuit is prevented by a built-in series resistor, which, however, limits the usable current strength to approximately 100 mA when using the motor vehicle battery with a 12 volt terminal voltage. The electrode is quite large for this performance (outer diameter 15 mm, carbon diameter 6.5 mm, length 110 mm) and not suitable for narrow spaces. Since there is no zinc solution electrode, the small amount of electrolyte between the electrodes is electrolyzed extremely quickly, and care must always be taken to get fresh electrolytes under the carbon positive. The passage of electricity is hampered by the strong gas formation (hydrogen and chlorine), a viscous foam quickly forms. The zinc chloride is the most corrosive of all zinc salts. A fresh portion of electrolyte is required after just 1 minute.
Dabei arbeitet die erfindungsgemäße Elektrode vorzugsweise mit einem weich-eiastischen Mund¬ stück., das kein Zink abschleift und die Lackumgebung der Reparaturstelle nicht beschädigt. Der neue Elektrolyt ist nicht nur salz- und korrosionsfrei, er entwickelt kein giftiges Chlor, sondern höchstens ein wenig Wasserstoff. Der Elektrolyt verbraucht sich kaum und im Prinzip ist nur eine sehr dünne Elektrolyt- schicht als Vehikel für die Aufnahme und Abgabe von Zinkionen erforderlich. Ein Vorwiderstand erübrigt sich. Die Stromausbeute ist über 90 %. Die Nachfüllzeiten sind meist länger als die Verzinkungszeiten.The electrode according to the invention preferably works with a soft-elastic mouthpiece that does not grind off zinc and does not damage the paint environment of the repair site. The new electrolyte is not only free of salt and corrosion, it does not develop toxic chlorine, but at most a little hydrogen. The electrolyte is hardly used up and in principle only a very thin electrolyte layer is required as a vehicle for the absorption and release of zinc ions. A series resistor is not necessary. The electricity yield is over 90%. The refill times are usually longer than the galvanizing times.
Erstmalig wird durch das erfindungsgemäße Verfahren ein einwandfreies Verzinken ohne die Enthal¬ tung einer bestimmten Rezeptur erreicht, und dies sogar allein mit dem in jeder Drogerie greifbaren, han¬ delsüblichen Ammoniak und einfachster Elektroden. Zwar ist ein etwa 10 %iges wäßriges Ammoniak op- timal, aber es kann auch wesentlich konzentrierter oder schwächer sein, so daß das Verfahren unemp-For the first time, the process according to the invention achieves perfect galvanizing without the need to contain a specific recipe, and this even with the commercially available ammonia and the simplest electrodes available in every drugstore. An approximately 10% aqueous ammonia is optimal, but it can also be much more concentrated or weaker, so that the process is inefficient.
T
findiich auf ein Ausgasen des Ammoniaks reagiert. Das Ausgasen ist zudem durch die fiächenbündige Mundstückskonstruktionen sehr begrenzt. Ebenso variabel ist der Elektrodenabstand, die Stromdicht die Spannung, die Temperatur, das Fiächenverhältnis von Positiver zu Negativer, alles Parameter, di sonst genau vorgeschrieben sind. Das Verzinken ohne die Anwendung von korrodierenden Substanzen bringt nicht nur für das Repar turverzinken, sondern auch für das Badverzinken Vorteile mit sich. Denn das verzinkte Gut muß nic mehr bis zur Befreiung von kleinsten Spuren dieser Substanzen gewaschen werden. Das erfindungsg mäße Verfahren ist also umweltfreundlicher und kostengünstiger. Es besteht auch nicht die Gefahr, da korrosive Substanzen in der Verzinkung eingeschlossen werden und später Unheil anrichten. In viele Fällen genügt es, das verzinkte Gut nur abtropfen und an der Luft trocknen zu lassen. Umweltschonen und kostengünstig ist auch, daß der Elektrolytverbrauch minimal ist, denn die Herstellung einer jede Chemikalie ist umweltbelastend. Die äußerst geringe Menge Ammoniak, die in die Atmosphäre entweich kommt det Landwirtschaft als Dünger über den Regen zugute und vermindert die Säurestärke desselben. Daß die geringe elektrolytische Leitfähigkeit des wäßrigen Ammoniaks kein Handicap zu sein brauch zeigen die zahlreichen Elektrolysevorrichtungen, die hier beschrieben sind und die konkurrenzfähigT reacts to outgassing of ammonia. Outgassing is also very limited due to the flush-fitting mouthpiece designs. The electrode spacing, the current density, the voltage, the temperature, the area ratio from positive to negative are also variable, all parameters that are otherwise precisely prescribed. Galvanizing without the use of corrosive substances brings advantages not only for repair galvanizing, but also for bath galvanizing. Because the galvanized goods do not have to be washed until the smallest traces of these substances have been removed. The method according to the invention is therefore more environmentally friendly and less expensive. There is also no danger, since corrosive substances are trapped in the galvanizing and later wreak havoc. In many cases, it is sufficient to simply drain the galvanized material and let it air dry. It is also environmentally friendly and inexpensive that the electrolyte consumption is minimal, because the production of every chemical is environmentally harmful. The extremely small amount of ammonia that escapes into the atmosphere benefits agriculture as a fertilizer through the rain and reduces its acidity. That the low electrolytic conductivity of the aqueous ammonia need not be a handicap is demonstrated by the numerous electrolysis devices which are described here and which are competitive
Stromdichten ermöglichen. Wäßriges Ammoniak und diese Vorrichtungen bilden eine einheitliche Lösun der gestellten erfinderischen Aufgabe.Enable current densities. Aqueous ammonia and these devices form a uniform solution to the inventive problem.
Umgekehrt sind die neuartigen Vorrichtungen aber auch für andere Elektrolyte anpassungsfähig un geeignet. So wenig wie wäßriges Ammoniak die Lösungselektrode aus Feinzink im stromlosen Ruhezustand a greift, so wenig greift es auch vorhandene und bereits erzeugte Verzinkungen an, während die bekannt Elektrolyte alle aggressiv sind.Conversely, the new devices are adaptable and unsuitable for other electrolytes. Just as aqueous ammonia does not attack the fine zinc solution electrode in the de-energized idle state, it does not attack existing and already generated zinc coatings, while the known electrolytes are all aggressive.
Das wäßrige Ammoniak löst die Verwitterungsprodukte von Zink, Kupfer und Nickel und legt dadur die für die etektroiytische Abscheidung erforderliche Metallunterlage frei. Da Kupfer und Nickel eben wie Zink Metall-Amminohydroxide bilden, werden diese Metalle analog wie Zink abgeschieden. Ohne z sätzliche Oxidationsmittel wie z.B. Luft, Wasserstoffperoxid u.a.m. werden Kupfer und Nickel aber nic durch Ammoniak angegriffen, und zwar zum Unterschied zum Zink auch nicht bei elektrolytischem Stro fluß. im allgemeinen ist es nicht nötig, die erfindungsgemäßen Elektroden nach dem Gebrauch auszusp len. Beim Eintrocknen sich ausscheidendes Zinkoxid und -hydroxid sowie gegebenenfalls Zinkphosph gehen bei erneutem Gebrauch mit dem eingefüllten wäßrigen Ammoniak wieder in Lösung. Man kann Elektroden mit dem Mundstück einfach auf saugfähigem Papier absetzen, das den Elektrolyten dann a saugt. Beim Lagern an der Luft bildet restliches Ammoniak mit dem Kohlendioxid der Luft Ammoniumc bonat, das jedoch ein flüchtiges und zersetzliches Salz und daher nicht von nachhaltiger korrosiver W kung ist.The aqueous ammonia dissolves the weathering products of zinc, copper and nickel and therefore exposes the metal base necessary for the electroplating. Since copper and nickel form metal amminohydroxides just like zinc, these metals are deposited analogously to zinc. Without additional oxidizing agents such as Air, hydrogen peroxide, etc. but copper and nickel are not attacked by ammonia, and in contrast to zinc also not with electrolytic current flow. in general, it is not necessary to rinse out the electrodes according to the invention after use. When the zinc oxide and hydroxide which precipitate out and, if appropriate, zinc phosphate dry out, they re-dissolve with the filled-in aqueous ammonia when used again. You can simply place electrodes with the mouthpiece on absorbent paper, which then sucks the electrolyte. When stored in the air, residual ammonia forms ammonium carbonate with the carbon dioxide in the air, but this is a volatile and decomposable salt and is therefore not of a corrosive nature.
Die Lebensdauer der Elektroden ist entweder nur durch den Verbrauch an Zinkteiien für die Verzinku selber oder durch die Lebensdauer des Separators bestimmt, der jedoch leicht auswechselbar ist.The service life of the electrodes is determined either only by the consumption of zinc parts for the galvanizing itself or by the service life of the separator, which is, however, easily replaceable.
Im Vergleich zu den kurzborstigen Bürstenelektroden, die wenig anschmiegsam und stockend arb ten, gleiten die erfindungsgemäßen Kunststoff- oder Gummimundstücke auf der benetzten, nassen Fläc sehr leicht und angenehm. Bei dichtester und damit kapiliaraktivster Packung der gleichmäßig dickCompared to the short-bristled brush electrodes, which are not very supple and sticky, the plastic or rubber mouthpieces according to the invention slide very easily and comfortably on the wetted, wet surface. With the densest and thus the most capillary-active pack, the evenly thick
ERSATZBLATT
runden Borsten verdecken diese geometrisch 91 % des freien Querschnitts, den die vorliegende Erfi dung nicht oder nur möglichst wenig einschränkt.REPLACEMENT LEAF Round bristles cover this geometrically 91% of the free cross-section, which the present invention does not restrict or only as little as possible.
Langhaarige Pinseielektroden, die weicher als kurze steife Borsten arbeiten, sind weniger strapazierf hig und übrigens auch für hochleitfähige Elektrolyte kaum praktikabel. Es ist daher vorgeschlagen wo den, Bürstenelektroden zu verwenden, deren Borsten z.T. kürzer und elektrisch leitend sind (US PS 15Long-haired brush electrodes, which work softer than short stiff bristles, are less hard-wearing and, incidentally, hardly practical even for highly conductive electrolytes. It is therefore proposed where to use the brush electrodes, the bristles of which partially. are shorter and electrically conductive (US PS 15
934).934).
Anstelle des Feinzinks kann auch unreineres und legiertes Zink verwendet werden. Ob sich ein Zinkiegierung für das vorliegende Verfahren eignet, kann schnell durch einen Vorversuch entschiede werden. Gegenüber den bekannten Schwämmen und Schaumstoffen mit offener Porenstruktur als Elektroly träger, die den ganzen Leitungsquerschnitt bei großer Dicke in Anspruch nehmen (Tampon-Elektroden sind die Vorteile der erfindungsgemäßen Elektroden der ungehinderte oder nur wenig gehinderte Stro durchgang, die Abriebfestigkeit und die Vermeidung von Kurzschlußbrücken, wie sie durch Zinkabschei dung in den Porengängen der Tampon-Elektroden auftreten. Was die Ausbildung der Handelektrode nach Patentanspruch 32 anbelangt, so hat sie gegenüber dInstead of fine zinc, impure and alloyed zinc can also be used. A preliminary test can quickly determine whether a zinc alloy is suitable for the present process. Compared to the known sponges and foams with an open pore structure as electroly carriers, which take up the entire wire cross-section with a large thickness (tampon electrodes are the advantages of the electrodes according to the invention the unimpeded or only slightly hindered current passage, the abrasion resistance and the avoidance of short-circuit bridges, as they occur due to zinc deposition in the pore passages of the tampon electrodes. As regards the design of the hand electrode according to claim 32, it has compared to d
Handelektrode nach der deutschen PS 673 190 die Vorteile, daß der Elektroiytträger nicht in dicke Schicht die ganze Positive abdeckt, der Elektrolytträger trotzdem viel dicker und anpassungsfähiger is der Elektrodenabstand geringer und das Speichervermögen für den Elektrolyten größer ist, weil das Elek trolytgefäß - bis auf das Mundstück - luftdicht verschlossen ist, und daß sich keine Kurzschlußbrücken au Zink im Träger ausbilden, wahrscheinlich, weil dieser den ringförmigen Hauptstromweg nicht abdeckt un der weich-elastische Schaumstoffträger im Mundstücksbereich in starker Bewegung ist.Hand electrode according to German PS 673 190 the advantages that the electrolyte carrier does not cover all the positives in a thick layer, the electrolyte carrier is nevertheless much thicker and more adaptable, the distance between the electrodes is smaller and the storage capacity for the electrolyte is greater because the electrolyte vessel - apart from that Mouthpiece - is sealed airtight, and that no short-circuit bridges made of zinc form in the carrier, probably because it does not cover the annular main flow path and the soft-elastic foam carrier in the mouthpiece area is in strong movement.
Die Konstruktion einer Pinselelektrode, bei der sich das Haarbündel in einem Platinbecher befindet un über den Rand desselben hinausreicht, ist im deutschen GM 81 29 270.8 beschrieben. Im Vergleich z den Handelektroden z.B. nach den Patentansprüchen 28 und 32 ist zu bemerken, daß die überstehende Pinselhaare keinen konstanten Elektrodenabstand gewährleisten, weil sie sich je nach dem von Han ausgeübten Druck mehr oder weniger krumm legen und abnutzen, abgesehen davon, daß die Volumen beanspruchung des Haarbündels und die starke Gasentwicklung an der inerten Positiven zu Störunge des Stromflusses führt.The construction of a brush electrode, in which the hair bundle is in a platinum cup and extends beyond the edge of the same, is described in German GM 81 29 270.8. In comparison z the hand electrodes e.g. According to claims 28 and 32, it should be noted that the protruding brush hairs do not ensure a constant electrode spacing, because, depending on the pressure exerted by Han, they bend and wear more or less, apart from the fact that the volume of the hair bundle and the strong gas evolution on the inert positive leads to disturbances in the current flow.
Ein offenes Mundstück mit im übrigen luftdichtem Elektrolytgefäß ist schon bei einer Handelektrod bekannt geworden, die "zum punktartigen elektrolytischen Behandeln metallischer Gegenstände, insbe sondere zum Polieren und Ätzen" dient (deutsche PS 1 130 245). Es handelt sich aber nur um die eng Mündung, durch die der verbrauchte Elektrolyt, getrieben durch beim Vorgang entstehendes Gas, ständi austreten soll. Es handelt sich nicht um eine Wanderreibeelektrode, und sie hat keine Lösungspositive. A die Beschaffenheit des Mundstücks werden a.a.O. nur die Anforderungen gestellt, daß es elektrisch nich leitend und punktartig eng sein soll. Das erfindungsgemäße Mundstück soll dagegen möglichst weit sein und die Weite ist nur durch die gegensätzliche Vorgabe begrenzt, daß möglichst kein Elektrolyt auslaufe soll.An open mouthpiece with an otherwise airtight electrolyte vessel has already become known for a handheld electrode which is used "for point-like electrolytic treatment of metallic objects, in particular for polishing and etching" (German PS 1 130 245). However, it is only the narrow mouth through which the used electrolyte, driven by the gas generated during the process, is to escape. It is not a traveling friction electrode and it has no positive solutions. A the nature of the mouthpiece are mentioned above only made the requirements that it should be electrically non-conductive and narrow at points. In contrast, the mouthpiece according to the invention should be as wide as possible and the width is only limited by the opposite stipulation that as far as possible no electrolyte should leak.
Wenn ein Vergleich zwischen der kapillaraktiven Spaltelektrode nach dem obigen Patentanspruch 2 mit der Pinseielektrode nach der deutschen PS 34 400 angestellt wird, ist festzustellen, daß der vom auf gewickelten Zinkblech gebildete Spalt von Pinselborsten angefüllt ist, die die Spaltweite und den ElektroIf a comparison is made between the capillary-active gap electrode according to the above claim 2 with the pin electrode according to the German PS 34 400, it should be noted that the gap formed by the rolled zinc sheet is filled with brush bristles that the gap width and the electro
ERSÄTZBLATT
denabstand garantieren und die Reibewirkung ergeben, während die genannte Ausbildung der erfin dungsgemäßen Elektroden freie Kapillarspatte und nur ein reibendes Mundstück am Umfang aufweist Ferner ist die Elektrode nach Anspruch 26 für das Verzinken in jeder Raumlage geeignet, was bei der be kannten nicht zutrifft, weil ihre - ähnlich wie beim Anstreichen einer Decke mit einem Pinsel - der Elektroly an der Handhabungsseite herausfließen kann, weil der Pinsel nicht gekapselt ist. Schließlich ist die be kannte Elektrode nur für größere ebene Flächen geeignet, während die erfindungsgemäße sowohl fü enge Spalte als auch - gebündelt gemäß Anspruch 38 - für konturierte Flächen verwendbar ist.REPLACEMENT LEAF guarantee the distance and give the friction effect, while the above-mentioned design of the electrodes according to the invention has free capillary flattening and only a rubbing mouthpiece on the circumference. Furthermore, the electrode according to claim 26 is suitable for galvanizing in any spatial position, which is not the case with the known because its - Similar to painting a ceiling with a brush - the electrolyte can flow out on the handling side because the brush is not encapsulated. Finally, the known electrode is only suitable for larger flat surfaces, while the inventive both for narrow gaps and - bundled according to claim 38 - can be used for contoured surfaces.
Der Patentanspruch 27 beinhaltet eine Verbesserung der Elektrode nach der vorgenannten DE PS 3 400 durch Kapselung derselben mit einem Zinkbecher, so daß sie in jeder Raumlage verwendet werde kann. Dabei genügen wenige Borsten als Spaltweitenhalter und die Borstenüberstände sind bei der Ver wendung der überstehenden isoiierstoffumrandung des Zinkbecherrandes als Mittel zur Wahrung des de Elektrodenabstandes und als Reibungsetemente entbehrlich.The claim 27 includes an improvement of the electrode according to the aforementioned DE PS 3 400 by encapsulating it with a zinc cup, so that it can be used in any position. Few bristles are sufficient as a gap width holder and the bristle protrusions are unnecessary when using the protruding insulator border of the zinc cup rim as a means of maintaining the electrode spacing and as friction elements.
Im folgenden aufgelistete weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind oben bereits ausführlich be schrieben worden: 1. Unübertroffen einfacher Elektrolyt und einfache Handelektroden.Further advantages of the present invention listed below have already been described in detail above: 1. Unsurpassed simple electrolyte and simple hand electrodes.
2. Kein Elektrolytdurchlauf, sondern geringster Verbrauch2. No electrolyte flow, but the lowest consumption
3. Typische Anwendung: Reparaturverzinken von Garagentorschwellen, deren Verzinkung abgefahre ist oder an Beton grenzt.3. Typical application: repair galvanizing of garage door sills, the galvanizing has worn off or is adjacent to concrete.
4. In jeder Raumlage anwendbare Handelektroden. 5. Im wesentlichen freier Elektrolytraum, also keine Erschwerung des Stoffaustausches und4. Hand electrodes that can be used in any position. 5. Substantially free electrolyte space, so there is no difficulty in the exchange of materials and
Stromflusses durch inerte Elektrolytträger.Current flow through inert electrolyte carriers.
6. An jede Flächenkontur anpassungsfähige Handelektroden.6. Hand electrodes that can be adapted to any surface contour.
7. Dünne Separatoren ermöglichen einen sehr geringen Elektrodenabstand und die Verwendung von körnigem Zink, das eine hohe Lösungsaktivität hat. 8. Sehr gute Stromstreuung, so daß Verzinken von z.B. Gewindetiefungen möglich ist.7. Thin separators allow a very small electrode gap and the use of granular zinc, which has a high dissolving activity. 8. Very good current spreading, so that galvanizing e.g. Thread recesses is possible.
9. Die Vorteile der Verzinkung als Lackträger: kein Vorlack und kein Füller erforderlich.9. The advantages of galvanizing as a lacquer carrier: no pre-lacquer and no filler required.
10. Keine abrasiven Eigenschaften der weichen Mundstücke.10. No abrasive properties of the soft mouthpieces.
11. Saugfähige, dochtartige Elektrolytträger nur in soweit, wie der Stromleitungsquerschnitt zwischen den Elektrodenengstellen frei bleibt, d.h. die Elektroden im aktivsten Bereich nicht abgedeckt sind. 12. Nutzung von Schaumstoff als Elektrolytträger, wobei diese abriebenentlastet und fiächenanpassungsfähiger sind, sowie ein konstanter Eiektrodenabstand durch das Mundstück vorgegeben ist.11. Absorbent, wick-like electrolyte carriers only to the extent that the power line cross-section between the electrode constrictions remains free, i.e. the electrodes in the most active area are not covered. 12. Use of foam as an electrolyte carrier, which is relieved of abrasion and more adaptable to the surface, and a constant electrode distance is specified by the mouthpiece.
13. Das gute Benetzungsvermögen von wäßrigem Ammoniak.13. The good wetting ability of aqueous ammonia.
14. Die Minimierung der Wasserstoffgasung. 15. Hohe Stromausbeute.14. The minimization of hydrogen gassing. 15. High current efficiency.
16. Keine Polarisation mit Stromstillstand bei Reibeelektrode.16. No polarization with current standstill with the friction electrode.
17. Verzinken auch bei Wintertemperaturen möglich und günstig.17. Galvanizing is also possible and cheap at winter temperatures.
18. Überdeckungsvermögen von Rostnarben.18. Coverage of rust scars.
19. Unmittelbare Verzinkbarkeit phosphatierter Eisenbleche 20. Kapillarspalt saugt schneller als Tampon, ohne den elektrolytischen Widerstand zu erhöhen.19. Immediate galvanizability of phosphated iron sheets 20. Capillary gap sucks faster than tampon without increasing the electrolytic resistance.
ERSATZBLATT
21. Flexible Bündelung von Handelektroden zur Bearbeitung größerer, auch gekrümmter Flächen.REPLACEMENT LEAF 21. Flexible bundling of hand electrodes for processing larger, even curved surfaces.
22. Nutzung der Verzinkungen als Gleitmittel und Gleitmittelträger zur mechanischen Verformung.22. Use of the galvanizing as a lubricant and lubricant carrier for mechanical deformation.
23. Verwendung und Abscheidung von Zinklegierungen.23. Use and deposition of zinc alloys.
24. Kein Vorwiderstand erforderlich, weil keine Kurzschlußgefahr besteht und der elektrische Widerstand durch den Elektrodenabstand wählbar ist.24. No series resistor is required because there is no risk of short-circuit and the electrical resistance can be selected by the electrode spacing.
Durchgesehene LiteraturLiterature reviewed
Druckschriften des Deutschen Patentamtes der KlassenPublications of the German Patent Office of the classes
48 a 5/00, 5/10, 5/70, 5/72, 5/74, 5/76; C 07 D 231/18;48 a 5/00, 5/10, 5/70, 5/72, 5/74, 5/76; C 07 D 231/18;
C 25 D 3/02, 3/22, 5/00, 5/04, 5/06, 5/08, 5/10, 5/22, 17/14, 19/00.C 25 D 3/02, 3/22, 5/00, 5/04, 5/06, 5/08, 5/10, 5/22, 17/14, 19/00.
Chemical Abstracts 1916 ff .Chemical Abstracts 1916 ff.
Gmelin, Handbuch der Anorganischen Chemie, Bank Zink, Hauptwerk 1924 und ErgänzungsbandGmelin, Handbook of Inorganic Chemistry, Bank Zink, Hauptwerk 1924 and supplementary volume
1956, Verlag Chemie. U.a.m.1956, publishing house chemistry. Etc.
ERSATZBLATT
REPLACEMENT LEAF