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Elektrolytisches Bad und Verfahren zum kathodischen Abscheiden von
Schutzschichten auf Süber Die Erfindung bezieht sich auf Bäder und ein Verfahren
unter Verwendung dieser Bäder zur elektrolytischen Herstellung von chromathaltigen
transparenten Schutzschichten auf Silber.
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# Silber in massiver Form oder als Metallüberzug auf einem anderen
Metall oder Nichtmetall wird häufig zu dekorativen oder technischen Zwecken verwendet.
Hierbei macht sich die geringe Beständigkeit des Silbers gegen das Anlaufen unangenehm
bemerkbar. Durch Einwirkung hauptsächlich schwefelhaltiger Bestandteile der Atmosphäre
wird eine dunkelfarbige Schicht auf der Silberoberfläche erzeugt, die nicht nur
das Aussehen des Silbers beeinträchtigt, sondern auch die elektrische Leitfähigkeit
verschlechtert.
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Man hat dähelr auf verschiedene Weise versucht, diesem Nachteil abzuhelfen.
So wurde versucht, das Silber mit anderen Metallen zu legieren oder einen Überzug
aus einem anderen MetaIll# z. B. Rhodium, aufzubringen. Diese Maßnahmen erwiesen
sich jedoch entweder als ungeeignet oder zu teuer.
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Außerdem wurden chemische Behandlungen zur Verbesserung der Anlaufbeständigkeit
von Silber vorgeschlagen. Bekannt wurde zu diesem Zweck die Aufbringung einer Fluoridschicht,
das Eintauchen in alkalische Natriumchromatlösung oder dieVerwendung von Chromborfluorid.
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Auch die elektrolytische Passivierung von Silber wurde beschrieben.
Man hatte versucht, durch Aufbringen von Schichten aus Aluminium-, Beryllium-, Tantal-,
Thorium- oder Zirkonoxyd die Anlaufbeständigkeit zu erhöhen. Darüber hinaus wurde
die anodische Behandlung von Silber in saurem Bereich bei einem PH-Wert von 2 bis
7 mit einer Lösung von Alkalichromat und weiteren Zusätzen sowie die kathodische
Behandlung in Säuren, wie Chromsäure, Schwefelsäure oder Salzsäure, bekannt. Alle
diese Verfahren haben sich jedoch in nennenswertem Umfang bisher in der Praxis nicht
eingeführt, weil entweder die Schutzwirkung oder die Abriebbeständigkeit unzureichend
war.
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Mit der Lösung nach der Erfindung werden transparente Schutzschichten
auf Silber erzeugt, die eine gute Anlaufbeständigkeit und eine hinreichende Abriebbeständigkeit
besitzen und die das Aussehen und die elektrische Leitfähigkeit des Silbers nicht
wesentlich verändern.
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Es wurde überraschenderweise gefunden, daß durch kathodische Behandlung
in stark alkalischer Alkalichromatlösung eine besonders vorteilhafte Wirkung erzielt
werden kann.
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Durch die Verwendung der neuen Chromatbäder werden auf dem Silber
transparente Schutzschichten erzeugt, die eine ausgezeichnete Anlaufbeständigkeit
und gute Abriebfestigkeit haben, das Aussehen, die Lötfähigkeit und die elektrische
Leitfähigkeit des Silbers nicht verändern.
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Die elektrolytischen Chromatbäder nach der Erfindung enthalten ein
Alkalichromat, ein Alkalibicarbonat oder ein Alkalicarbonat in den folgenden ungefähren
Konzentrationen: 10 bis 70 g/1 Alkalichromat, 50 g/1
bis zur Sättigung Alkalibicarbonat, 20 bis 60 g/1 Alkalicarbonat.
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Zur Herstellung der wäßrigen Chromatbäder können die obengenannten
Alkalimetallsalze oder die entsprechenden -Ammoniumsalze verwendet werden. Gewünschtenfalls
können dem Bad andere zusätzliche Stoffe, wie z. B. Netzmittel u. a., zugesetzt
werden.
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Bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es wichtig,
daß das Bad einen pH-Wert zwischen etwa 7,5 und 13,5 aufweist. Dieser
pH-Wert kann eingestellt werden durch die Zufügung eines basischen Mittels, z. B.
eines Alkalihydroxydes. Es wird ein Gleichstrom mit einer Spannung zwischen etwa
3 und 7 Volt und einer Stromdichte zwischen 1
und
8 A/dM2 benutzt. Die Badtemperatur wird vorzugsweise bei ungefähr
18 bis 25'C gehalten, jedoch kann es in gewissen Fällen, wenn die Behandlung
von profilierten Teilen durchgeführt wird, wünschenswert sein, die Temperatur auf
ungefähr 50'C zu erhöhen. Die Anoden können aus nichtrostendem Stahl bestehen.
Das Verhältnis der Waren- zur Anodenfläche soll 1 : 1 betragen. Geringfügige
Abweichungen von
diesem Wert sind möglich, ohne-daß die Wirksamkeit
des Verfahrens beeinträchtigt wird.
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Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert: Beispiel
1
Es wurde ein Bad hergestellt durch Auflösung der folgenden Komponenten in
Wasser: Kaliumchromat..* ................... 10 gll Kaliumcarbonat
.................. 40 g/1
Es wird Kaliumhydroxyd zugefügt, bis ein
pn-Wert von 12 vorliegt, eine Anode aus- rostfreiem Stahl eingeführt und ein Silbergegenstand
als Kathode benutzt.
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Bei einer Spannung von 4,5 Volt, einer Stromdichte von 2 A/dM2 und
einer Badtemperatur von 21'C
wird auf der Silberoberfläche ein durchsichtiger
Film erhalten, der nach dem Trocknen eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit aufweist.
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Beispiel 2 Es wurde ein Bad hergestellt durch Auflösung der folgenden
Komponenten in Wasser: Natriumchromat ......... ... * .. . .. 12
g/1
Natriumcarbonat .................. 30 g/1
Der pu-Wert wird durch
Zufügung von Natriumhydroxyd auf 12,5 eingestellt. In einem so angesetzten
Bad wurde bei einer Badtemperatur von 45'C und einer Stromdichte von 4A/dM2 auf
Silberteilen ein transparenter Film erhalten, der nach dem Tröcknen gut abriebbeständig
war. Die elektrische Leitfähigkeit der Teile war kaum verändert.
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Beispiel 3
Es wurde ein Bad hergestellt durch Auflösung der
folgenden Komponenten in Wasser: Natriumchromat .................. 50 g/1
Natriumbicarbonat
................ 80 g/1
Oberflächenaktives Mittel auf der Basis eines Fettalkoholsulfonates
(Handelsname Texapon Z) ........ 0,1 g/1
Der pH-Wert wird auf einen Wert von
8 eingestellt. In das Bad wird eine Anode aus rostfreiem Stahl und ein Silbergegenstand
als Kathode eingeführt. Wird ein Strom mit einer Stromdichte von 8 A/dm2
und einer Badtemperatur von 20'C hindurchgeführt, so wird auf dem Silber
ein transparenter Film erhalten, der nach dem Waschen und Trocknen einen ausgezeich-Noten
Glanz und eine gute Abriebfestigkeit hat. Der Silbergegenstand veränderte sein Aussehen
nicht durch Istündiges Eintauchen in eine 20/,ige Lösung von Kaliumsu-Ifld.-Beispiel
4 Es wurde ein Bad hergestellt durch Auflösung der folgenden Komponenten in Wasser:
Natriumehromat .................. 35 g/1
Natriumbicarbonat ................
60 g/1
Oberflächenaktives Mittel auf der Basis eines Fettalkoholsulfonates (Handelsname
Texapon Z) ....... 0,1 g/1
p.u .............................. 8,5
Stromdichte
...................... 6 A/dM2 Temperatur ...................... 20'C
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In das vorgenannte Bad wurde ein Silbergegenstand als Kathode und eine Anode
aus rostfreiem Stahl eingebracht. Es wurde ein transparenter Film auf dem Sübergegenstand
erhalten. Die Leitfähigkeit und der Glanz blieben unverändert. -
Wenn Bäder
benutzt werden, die ein Alkalimetallbicarbonat enthalten, ist es vorteilhaft, den
pH-Wert in der Nähe der -unteren Grenze des angegebenen Bereiches, d. h.
bei etwa 7,5 bis 9, zu halten. Ein Bad, das ein Alkalicärbonat enthält,
wird vorzugsweise auf einen etwas höheren pn-Wert, von etwa 12 oder höher, eingestellt.