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DE1044550B - Verfahren zur elektrolytischen Herstellung rissfreier Chromueberzuege auf Metallgegenstaenden - Google Patents

Verfahren zur elektrolytischen Herstellung rissfreier Chromueberzuege auf Metallgegenstaenden

Info

Publication number
DE1044550B
DE1044550B DEU3457A DEU0003457A DE1044550B DE 1044550 B DE1044550 B DE 1044550B DE U3457 A DEU3457 A DE U3457A DE U0003457 A DEU0003457 A DE U0003457A DE 1044550 B DE1044550 B DE 1044550B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
per liter
crack
sulfate
chromium trioxide
metal objects
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEU3457A
Other languages
English (en)
Inventor
Jesse E Stareck
Ronald Dow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primerica Inc
Original Assignee
Metal and Thermit Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metal and Thermit Corp filed Critical Metal and Thermit Corp
Publication of DE1044550B publication Critical patent/DE1044550B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/04Electroplating: Baths therefor from solutions of chromium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

DEUTSCHES
In der Patentanmeldung U 2183 VI/48a ist ein Verfahren zur Erzeugung von Chromüberzügen beschrieben, bei dem Verchromungsbäder verwendet werden, die neben Chronitrioxyd Strontiumsulfat und AlkaHsilieofluorid in die Löslichkeit übersteigenden Mengen enthalten, und zur Regelung und Erniedrigung des während der Elektrolyse konstant zu haltenden Betrages an Sulfat- und Silicofluoridionen, die katalytisch die Abscheidung der Chromüberzüge begünstigen, Zusatzstoffe zugefügt sind. Diese Zusatzstoffe sind Strontium- und Alkaliverbindungen von nich katalytisch wirksamen Säuren. Geeignet sind z. B. Strontiumchromat, Alkalicarbonate, -hydroxyde, -chromate und -bichromate.
Nach der vorliegenden Erfindung erhält man nun besonders gute, nämlich völlig rißfreie Verchrotnuiigen, wenn man eine Reihe von besonderen Bedingungen innehält.
1. Durchführung der Elektrolyse bei einer Stromdichte von 775 bis 12400 A/m2, insbesondere von 1500 bis 4650 A/m2.
2. Temperaturen über 60° C, vorzugsweise von 60 bis 82° C, z. B. von 63 bis 71° C.
3. 300 bis 900 g CrO3 je Liter Elektrolytbad.
4. Nur die Sättigungskonzentration des Silicofluoride ist durch einen Zusatz heirabgedrückt.
5. Summe der Sulfat- und Silicofluoridionen 2,5 bis 10,5 g je Liter.
6. Abhängigkeit dieser Summe von dem Cr O3-Gehalt im Gebiet ABCD, insbesondere JKLM, der Zeichnung.
Die Konzentration der Sulfationen kann zwischen 1,5 und 5,5 g je Liter, die der Silicofluoridionen zwischen 1,0 und 9,0 g je Liter liegen.
Bei KatalysatOrrkonzenitrationen oberhalb der Kurve D-C ist der Überzug rissig, und bei Katalysatorkomzentrationen unterhalb der Kurve A-B ist der Überzug knotenartig bzw. picklig und ungeeignet. Die Abhängigkeit der Chromtrioxydkonzentration von der Summe der Sulfat- und Silicofluoridionen wird auch durch Tabelle 1 veranschaulicht, die auch erkennen läßt, wie weit die Sulfat- und Silicofluoridionen einzeln variieren können.
Tabelle 3,9 1 SO4 1,0 SiF6 2,4
Mengen 5,2 in g je Liter 1,0 3,7
CrO3 SO4-I-SiF6 6,5 bis 2,2 1,0 bis 5,0
300 2,5 7,8 1,5 bis 2,8 1,0 bis 6,3
400 2,5 bis 9,2 1,5 bis 3,5 1,0 bis 7,7
500 3,0 bis 10,5 1,5 bis 4,2 1,0 bis 9,0
600 3,5 bis 1,5 bis 4,8 1,0 bis
700 4,0 bis 1,5 bis 5,5 bis
800 4,5 bis 1,5
900 5,0 bis 1,5
Verfahren zur elektrolytischen
Herstellung rißfreier Chromüberzüge
auf Metallgegenständen
Zusatz zur Patentanmeldung U 2183 VI/48 a
(Auslegesdirift 1 034 445)
Anmelder:
Metal & Thermit Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner, Berlin-Grunewald, und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Tal 71,
Patentanwälte
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 12. August 1954
Jesse E. Stareck, Royal Oak, Mich.,
und Ronald Dow, Detroit, Mich. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden
Die Menge der nicht katalytisch wirksamen Alkalimetallverbindung ist vorzugsweise so groß, daß die Konzentration der gelösten Silicofluoridionen von der nicht herabgesetzten Sättigungskonzentration auf eine niedrigere Konzentration herabgesetzt wird, so daß die Summe der gelösten Sulfat- (SO4") und Silicofluoridionen (SiF6") 3,0 bis 8,5 g je Liter beträgt. Die bevorzugten Konzentrationen der gelösten Sulfationen können je Liter von 1,8 bis 5,0 g variieren, die der gelösten Siliooftiroridionen von 1,2 bis 7,0 g, die Summe der beiden Katalysatoren kann bevorzugt im Bereich von 3,0 bis 8,0 g liegen und der CrO3-Gehalt von 400 bis 900 g je Liter betragen. Die bevorzugte Änderung der Summe der gelösten Katalysatorionen, bezogen auf die Cr 03-Konzentration, wird durch die Fläche JK L M des Diagramms angegeben und ergibt sich ferner aus der nachstehenden Tabelle 2.
809 679/723
Tabelle 2
Mengen in g je Liter 3 1,2 SiF6 2,0
CrO8 j S04+SiFo SO4 3 bis 2,2 2,0 bis 3,0
400 ! 3,0 bis 3,5 1, 3 bis 2,8 2,0 bis 4,0
500 I 3,5 bis 4,5 1,< i bis 3,5 2,0 bis 5,0
600 I 4,0 bis 5,5 U 3 bis 4,2 2,0 bis 6,0
700 I 4,5 bis 6,5 U 3 bis 5,0 2,0 bis 7,0
800 ; 5,0 bis 7,5 U bis
900 j 5,5 bis 8,5 l,i
10
Ein noch mehr bevorzugter Bereich der CrO3-Konzentration ist 500 bis 700 g je Liter, wobei die gelösten Sulfationen von 1,8 bis 3,5 g, die gelösten Silicofluoridionen von 2,0 bis 5,0 g und die Summe der beiden Katalysatoren von 3,5 bis- 6,5 g je Liter variieren.
Der Chromtrioxydgehalt kann allein durch Chromtrioxyd gebildet sein, obwohl ein Teil durch den CrOg-Gehalt der nicht katalytisch wirkenden Verbindungen, wie Kalium- oder Natriumbichromat und Kalium- oder Natriumchromat, zugefügt werden kann. Der Chromtrioxydgehalt des Bades bedeutet die Gesamtmenge CrO3, einschließlich etwaiger Chromat- oder Bichromatzusätze.
Das Verchromungsbad kann durch Lösen einer Mischung der festen Bestandteile in Pulver- oder Körnerform in Wasser hergestellt werden, bis ein Gleichgewichtszustand erhalten wird. Das Bad kann auch in dieser Weise in arbeitsfähigem Zustand aufrechterhalten werden.
Die Kißfreiheit der nach der Erfindung erzeugten Verchromung kann nicht nur durch Augenschein, sondern auch durch andere Prüfverfahren, z. B. anodische Ätzung, festgestellt werden. Die rißfreie Verchromung gemäß der Erfindung ist ferner durch eine Härte von 425 bis 825, gewöhnlich 550 bis 700 Knoop gekennzeichnet. Sie ist verhältnismäßig weich und dehnbar im Vergleich zu üblichen Verchromungsverfaforen. Sie hat ein glattes Gefüge, ein satinartiges Aussehen und eine mattweiße Farbe. Sie läßt sich leicht polieren.
Die Erfindung wird durch folgende Ausführungsbeispiele veranschaulicht:
T> · · , H
Beispiel 1
Alis einer Mischung von 83,5 Gewichtsprozent Chromtrioxyd, 13,3 Gewichtsprozent Kaliumbichromat, 1,0 Gewichtsprozent Kaliumsilicofluorid und 2,2 Gewichtsprozent Strontiumsulfat wurde eine Lösung hergestellt, die 676 g Salzgemisch je Liter Lösung enthält. Die Lösung enthielt je Liter 625 g gelöstes CrO3, 2,6 g gelöstes Sulfat und 1,6 g Silicofluorid. Eine Stahlstange von 7,5 cm Länge und 9,5 mm Durchmesser wurde in dieser Lösung bei 66° C und 4650 A/m2 3 Stunden lang behandelt, wobei eine riß freie Chromschicht erzeugt wurde.
Beispiel 2
Aus einer Mischung von 410 Gewichtsteilen Chromtrioxyd, 284 Gewichtsteilen Natriumbichromat, 14,3 Gewichtsteilen NatriumsiMoofluarid und 7,2 Gewichtsteilen Strontiumsulfat wurde eine wäßrige Lösung mit folgender Zusammensetzung je Liter bereitet: 601g CrO3, 2,2 g Sulfat und 1,6 g Silicofluorid. Es wurde ein Stablstück üblicher Größe in dieser Lösung eine halbe Stunde bei 3875 A/m2 und 66° C behandelt. Es wurde ein matter, weißer, riß freier Chromüberzug von 0,0075 mm Dicke erzeugt.
Beispiel 3
Eine Mischung von 446 Gewichtsteilen Chromtrioxyd, 80 Gewichtsteilen Kaliumbichromat, 10 Gewichtsteilen Kaliumsilicofluorid und 10 Gewichtsteilen Strontiumsulfat wurde in Wasser zu einer Lösung mit 500 g gelöstem CrO3, 1,8 g Sulfat und 2,0 g Silkofluorid je Liter gelöst. Ein Stahlstück üblicher Größe wurde in dieser Lösung bei 66° C und 4650 A/m2 1 Stunde lang behandelt. Es wurde ein glätter, matter, weißer, riß freier Überzug erzeugt.
Es können Überzüge verschiedener Dicke erzeugt werden, z. B. dünne, die gerade ausreichen, um die Poren des Grundnietalls zu bedecken, sowie auch stärkere bis zu jeder gewünschten größeren Dicke.
Die Erfindung ist bei Gegenständen aus beliebigen Grundmetallen, wie unlegiertem Kohlenstoffstahl, Stahllegierungen einschließlich rostfreiem Stahl, Gußeisen, Kupfer, Kupferlegierungen, Nickel und Nickellegierungen, Zink und Zinklegierungen, Aluminium und Aluminiiumlegierungen, Zinn und Zinnlegierungen, Blei und Bleilegierungen usw., anwendbar.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur elektrolytischen Herstellung riß freier Chromüberzüge auf Metallgegenständen unter Verwendung von Bädern, die Chromtrioxyd sowie Strontiumsulfat und Alkalisilicofluorid in die Löslichkeit übersteigenden Mengen sowie niehtkatalytisch wirkende Stoffe, die die Löslichkeit des Alkalisiilicofluorids herabsetzen, enthalten, nach Patentanmeldung U 2183 VI/48 a, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Stromdichten von 775 bis 12400 A/m2 und Temperaturen oberhalb 60° C arbeitet und Bäder verwendet, die im Liter etwa 300 bis 900 g Chromtrioxyd enthalten und deren Summe an gelösten Sulfat- und Alkalisilicofluoridionen zwischen 2,5 und 10,5 g je Liter beträgt und in Abhängigkeit von der Konzentration von Chromtrioxyd innerhalb der Fläche ABC D. vorzugsweise innerhalb der Fläche IKLM, der Zeichnung liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung bei Temperaturen zwischen 60 und 82° C durchgeführt wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 469 015, 2 499 231;
»Metal finishing«, April 1952, S. 61;
»Metallic Bulletin«, Nr. 1, 1953, S. 8 und 12.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
©809 679/723 11.5»
DEU3457A 1954-08-12 1955-08-08 Verfahren zur elektrolytischen Herstellung rissfreier Chromueberzuege auf Metallgegenstaenden Pending DE1044550B (de)

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FR (1) FR1129375A (de)
GB (1) GB812337A (de)

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GB812337A (en) 1959-04-22
US2787588A (en) 1957-04-02
FR1129375A (fr) 1957-01-21

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