DE3005159A1

DE3005159A1 - Verfahren zur plattierung von stahlbaendern mit einer zink-nickel-legierung

Info

Publication number: DE3005159A1
Application number: DE19803005159
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Kurimoto; Atsuyoshi Shibuya
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1979-02-15
Filing date: 1980-02-12
Publication date: 1980-08-21
Also published as: US4313802A; DE3005159C2; FR2449140B1; GB2046790B; GB2046790A; FR2449140A1

Description

Die Zinkplattierung wird allgemein als Korrosionsschutz für Stahl verwendet. Ihre Wirksamkeit zur Verhinderung von Korrosion bei Stahl geht auf die Tatsache zurück, daß die Zinkbeschichtung bevorzugt vor dem Stahlsubstrat korrodiert. Die Korrosionsschutzwirkung der Plattierung hängt deshalb von der Menge des abgeschiedenen Zinks ab. Um die Stahloberfläche mit einer Beschichtung zu versehen, die einen Langzeitschutz gegen Korrosion gewährleistet, ist deshalb die Abscheidung einer großen Menge von Zink erforderlich. Dies erhöht jedoch

die Produktionskosten und verschlechtert die Schweißbarkeit. 15

Es wurden bereits verschiedene Verfahren zum Ausrüsten einer Stahloberfläche mit einer Beschichtung mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit vorgeschlagen. Beispielsweise ist in der GB-PS 5^8 184- ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung aus Hi-Zn-Legierung auf Stahldrähte beschrieben. Die am stärksten bevorzugte Zusammensetzung der Legierung beträgt 11 bis 18% Nickel, Rest Zink, wobei der wirksamste Korrosionsschutz erreicht wird. Die erfolgreiche Durchführung dieses Verfahrens im technischen Maßstab stößt jedoch auf sehr große Schwierigkeiten, da jede .änderung in den Verfahrensbedingungen, beispielsweise der Stromdichte der Plattierung, unvermeidlich zu einer Änderung der Legierungszusammensetzung und zu Abweichungen in der·Beschichtungsdicke führt. Stabile Korrosionsfestigkeit und gleichmäßige Glätte der Oberfläche werden dabei nicht erreicht.

In der JP-OS 28533/1976 ist die Verwendung eines Cyanidbades anstelle des üblichen sauren oder basischen Bades als Elektrolyt für die Plattierung beschrieben. Obwohl das in dieser Druckschrift offenbarte Verfahren insbesondere für die Plattierung von Gegenständen, wie elektronischen Bauteilen,

L , J

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bei einer verhältnismäßig niedrigen Stromdichte vorgesehen ist, können Änderungen in der Zusammensetzung der abgeschiedenen Legierung in gewissem Umfang verhindert werden. Dieses Verfahren ist jedoch nicht so wirksam, wenn es auf Stahlbänder mit großer zu plattierender Oberfläche Übertragen wird und wenn hohe Stromdichte erforderlich ist, um die Plattierung mit hoher Produktivität durchzuführen. Außerdem tritt bei diesem Verfahren unvermeidlich das Problem der Behandlung cyanidhaltiger Abwasser auf. Es besteht deshalb keine Möglichkeit, dieses Verfahren zum Plattieren von Stahlbändern mit einer Ni-Zn-Legierung einzusetzen.

In den US-PSen 2 419 231, 3 420 754 und 3 558 44-2 wird ebenfalls die Plattierung von Stahlbändern mit einer Ni-Zn-Legierung vorgeschlagen. Diese Druckschriften sind auf die Zusammensetzung des Plattierbades gerichtet, enthalten aber keine

2+ 2+ Angaben zum Molverhältnis von Ni /Zn im Plattierbad und zu der Durchlaufgeschwindigkeit des Bandes durch das Plattierbad. Nach der US-PS 3 420 754 berechnet sich ein Molverhältnis, das niedriger als 0,8 ist. Wenn bei einem derart niedrigen Molverhältnis geringe Schwankungen in der Stromzufuhr auftreten, enthält die Beschichtung nicht genügend Nickel, um einen befriedigenden Korrosionsschutz und ein günstiges Aussehen zu ergeben.

Keines der bekannten Verfahren zur Plattierung von Stahlbändern mit einer Nickel-Zink-Legierung als Oberflächenbehandlung des Stahlbandes eignet sich demnach zur Durchführung

im großtechnischen Maßstab.
30

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Plattierung von Stahlbändern mit einer Zink-Nickel-Legierung bereitzustellen, das die vorgenannten Nachteile der bekannten Verfahren nicht aufweist und im großtechnischen Maßstab durchgeführt werden kann. Die erhaltene Zink-Nickel-Beschichtung soll eine gleichmäßige Legierungszusammensetzung und gleich-

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t bleibende Dicke trotz der unvermeidlichen Schwankungen der Plattierungsbedingungen bei der Durchführung des Verfahrens aufweisen.

Diese Aufgabe wird durch den überraschenden Befund gelöst, daß mit einer Zink-Nickel-Legierung plattierte Stahlbänder mit einheitlicher Legierungszusammensetzung und gleichmäßiger Dicke dann erhalten werden können, wenn die Konzentrationen

2+· 2+
an Ni - und Zn -Ionen im Plattierbad auf einer bestimmten Mindesthöhe gehalten werden, wobei gleichzeitig das Molver-

2+ 2+
hältnis ITi /Zn in. einem bestimmten Bereich liegen muß und wenn die Durchlaufgeschwindigkeit des Stahlbandes durch den Elektrolyten in einem bestimmten Bereich gehalten wird. Es hat sich herausgestellt, daß diese Parameter die bestimmenden Faktoren für eine gleichmäßige Beschichtung mit einer Zn-Ni-Legierung darstellen, die bei einer Stromdichte von mindestens 5 A/dm abgeschieden wird.

Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur Plattierung von Stahlbändern mit einer Zink-Nickel-Legierung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Stahlband kontinuierlich

2+ durch ein Elektrolyse-Plattierbad führt, in dem die Ni -Kon-

2+ zentration mindestens 20 g/Liter und die Zn -Konzentration mindestens 10 g/Liter beträgt und gleichzeitig das Molverhältnis Ni²⁺/Zn²⁺ in dem Bereich von 1,5 bis 4,0 liegt, wobei man die Durchlaufgeschwindigkeit des Stahlbandes durch den Elektrolyten relativ zu dem im Gegenstrom fließenden Elektrolyten auf 10 bis 200 m/min hält.

Die vorliegende Erfindung ist also durch die Steuerung der genannten Plattierungsbedingungen während der Durchführung der Elektroplattierung des Stahlbandes gekennzeichnet; d.h.

2+ durch das Aufrechterhalten einer Ni -Ionenkonzentration von mindestens 20 g/Liter und einer Zn -Ionenkonzentration von mindestens 10 g/Liter und gleichzeitig*Begrenzung des Molver-

2+ 2+
hältnisses von Ni /Zn auf einen Bereich von 1,5 bis 4- und

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durch die relative Durchlaufgeschwindigkeit des Stahlbandes in Bezug zum Elektrolyten von 10 bis 200 m/min.

Wach dem erfindungsgemäßen Verfahren, in dem diese Plattierbedingungen innerhalb der angegebenen Grenzen gehalten werden, ist erstmals eine Elektroplattierung von Stahlbändern mit einer Ni-Zn-Legierung im großtechnischen Maßstab möglich. Dabei wird eine Beschichtung mit gleichmäßiger Zusammensetzung und guter Korrosionsbeständigkeit erreicht. Die erbaltenen plattierten Stahlbänder besitzen hervorragenden Oberflächenglanz .

Obwohl der Mechanismus des erfindungsgemäßen Verfahrens noch nicht vollständig aufgeklärt ist, kann angenommen werden, daß

2+ die Anwesenheit einer verhältnismäßig großen Menge von Ki Ionen in dem Elektrolyten im Vergleich zur Menge an Zn -Ionen dafür verantwortlich ist, daß die Ausrüstung der Stahl oberfläche mit einer Plattierung möglich wird, die eine befriedigende Korrosionsbeständigkeit aufweist, sogar wenn das Stahlband mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit durch den Elektrolyten geführt wird. Ferner besitzt die entstehende Beschichtung eine gleichmäßige Legierungszusammensetzung und eine einheitliche Dicke, unabhängig von Schwankungen in gewissen Plattierungsbedingungen, da das Band mit ziemlich hoher Geschwindigkeit durch den Elektrolyten läuft.

Für die kontinuierliche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens über längere Zeit ist es erforderlich, daß die Plattier bedingungen innerhalb der vorstehend angegebenen Bereiche gehalten werden. Deshalb müssen Hi -Ionen und Zn ⁺- Ionen dem Plattierbad, das an diesen Ionen verarmt, zugesetzt werden. Wenn diese Ionen jedoch in Form von Sulfaten oder Chloriden zugesetzt werden, dann führt der Zusatz solcher Salze zu einer Erhöhung der Konzentration der entsprechenden Anionen, wie Sulfat- oder Chloridionen.

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Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird deshalb einer der nachstehend erläuterten Wege benutzt, um die Zusammensetzung des Plattierbades konstant zu halten.

(1) Als Anode wird eine unlösliche Elektrode verwendet und

2+ 2+
die zusätzlichen Ni - und Zn -Ionen werden dem Bad in Form einer basischen Verbindung zugeführt, wie Zinkoxid (ZnO), basisches Zinkcarbonat (ZnCO .nZn(OH) ν Zinkhydroxid (Zn(OH)₂), Nickeloxid (NiO), basisches Nickelcarbonat (NiCO .2Ni(OH)₂), oder Nickelhydroxid (Ni(OH)₂).

Infolge der Verwendung einer unlöslichen Elektrode wird Sauerstoff gas an der Oberfläche der Anoden entwickelt, was eine Abnahme des pH-Wertes des Bades zur Folge hat. Diese Abnahme des pH-Wertes wird durch den Zusatz der vorstehend genannten basischen Verbindungen ausgeglichen. Die Anionen dieser Verbindungen werden in Wasser oder Kohlendioxid umgewandelt, die den pH-Wert des Plattierbades nicht ändern.

(2) Als Anode wird eine lösliche Elektrode aus Nickel und eine

2+ 2+ lösliche Elektrode aus Zink verwendet. Die Ni - und Zn Ionen, die sich aus den Elektroden in dem Elektrolyten lösen, können den Verbrauch an diesen Ionen während der Elektroplattierung ausgleichen. In diesem Fall ist es, wie bei der üblichen Zinkplattierung vorteilhaft, eine Mehrzahl von Elektrolyse-Plattierzellen zu verwenden. Einige dieser Zellen sind mit einer Anode aus Nickel und einige mit einer Anode aus Zink ausgerüstet, so daß die Badzusammensetzung leicht gesteuert werden kann. Der Elektrolyt wird in diesem Fall auch über einen gemeinsamen Vorratstank durch die Elektrolysevorrichtung im Kreislauf geführt.

(3) In einer weiteren Ausführungsform sind einige der Elek-

troden unlöslich, andere dagegen löslich. In diesem Fall kön-

2+ 2+
nen Ni - und Zn -Ionen im Bedarfsfall in Form einer basi-

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sehen Verbindung zugesetzt werden.

Nachstehend werden die Gründe erläutert, die für die Begrenzung der Plattierbedingungen auf die erfindungsgemäß οίε fenbarten Bereiche maßgebend sind.

2+
Bei einer ITi -Ionenkonzentration von weniger als 20 g/Liter

2+
und bei einer Zn -Ionenkonzentration von nreniger als 10 g/ Liter kann keine gleichmäßige Durchführung der Plattierung erreicht werden. Die oberen Grenzen dieser Konzentrationen sind durch die jeweiligen Sättigungswerte festgelegt.

2+ 2+

Wenn das Molverhältnis von Ni -Ionen zu Zn -Ionen kleiner als 1,5 ist und dabei die Stromzufuhr geringen Schwankungen unterliegt, enthält die Beschichtung nicht genug Nickel für eine befriedigende Korrosionsbeständigkeit und ein gefälliges Aussehen. Andererseits wird, wenn das Molverhältnis größer als 4- ist, zu viel Nickel abgeschieden, was zu einer Erhöhung der Verfahrenskosten und zu einer Ausfällung einer Nickelphase führt, die Zink in ach gelöst enthält (α-Phase). Diese verschlechtert die Korrosionsfestigkeit der erhaltenen Beschich-

2+ 2+

tung. Das Molverhältnis der Ni -Ionen zu den Zn -Ionen beträgt vorzugsweise 1,8 bis 3*0·

Die Geschwindigkeit, mit der das Stahlband durch das Plattier-

2+ 2+ bad geführt wird, beeinflußt das Ni /Zn -Gleichgewicht in dem an der Oberfläche des durch das Plattierbad geführten Bandes anliegenden Bereich. Wenn das Band das Elektrolysebad mit einer Geschwindigkeit unter 10 m/min durchläuft, dann ändert sich die Zusammensetzung des Plattierbades in der Nähe der Bandoberfläche. Unter diesen Bedingungen nimmt die Stromdichte ab, so daß zu viel Nickel abgeschieden wird, wodurch das Verfahren weniger ökonomisch wird. Ferner kann infolge der Schwankungen der Plattierungsbedingungen keine Beschichtung mit gleichmäßiger Zusammensetzung erhalten werden. Erfindungsgemäß läuft das Band deshalb mit einer Geschwindigkeit

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BAD ORIGINAL

von mindestens 10 m/min durch das Plattierbad. Andererseits wird "bei einer Geschwindigkeit über 200 m/min Nickel nicht in ausreichender Menge abgeschieden, um eine Beschichtung mit gleichmäßigem Glanz und befriedigender Korrosionsbeständigkeit zu ergeben. Vorzugsweise beträgt die relative Band geschwindigkeit bis 100 m/min.

Da die Zuftihrungsgeschwindigkeit des Stahlbandes unter Beachtung der Größe der Zellen, der Kapazität der Vorrichtung und anderer Verfahrensbedingungen vorher festgelegt wird, erfolgt die Steuerung der Geschwindigkeit durch die Steuerung der Pließgeschwindigkeit des Elektrolyten durch die Zelle. Unter üblichen Bedingungen soll der Elektrolyt deshalb während der Durchführung der Plattierung durch das System im Kreislauf geführt werden. Die Geschwindigkeit, mit der das Stahlband das Plattier bad durchläuft, ist deshalb als die Geschwindigkeit des Stahlbandes relativ zu dem im Gegenstrom fließenden Elektrolyten definiert.

Die Temperatur des Plattierbades beträgt vorzugsweise 40 bis 7O⁰C Bei niedrigerer Temperatur ist die Abscheidung von Nickel nicht ausreichend, um eine zufriedenstellende Plattierung zu ergeben. Andererseits steigt bei einer höheren Temperatur die Nickelabscheidung zu stark an und außerdem ist die Verdampfung des Elektrolyten nicht mehr zu vernachlässigen, wodurch der Betrieb unwirtschaftlich wird.

Der pH-Wert des Plattierbades wird vorzugsweise auf 1,0 bis 4,5 gehalten. Wenn der pH-Wert erniedrigt wird, dann erhöht sich die Zahl der Wasserstoffgasblasen, die in dem Plattieibad entstehen und es bleiben Spuren der Blasen auf der plattierten Oberfläche zurück, wobei gleichzeitig der Stromwirkungsgrad abnimmt. Auf der anderen Seite gibt ein zu hoher pH-Wert der Plattierung manchmal ein dunkles Aussehen.

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2 Die Stromdichte beträgt mindestens 5 A/dm , vorzugsweise

5 bis 40 A/dm².

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig.. 1 ist eine schematische Darstellung einer Prüfvorrichtung, mit der die Beziehungen zwischen einer Anzahl von Plattierbedingungen "bestimmt wurden. 10

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung

2+ zwischen dem Molyerhältnis der Ni -Ionen zu den

+
-Ionen im Plattier bad und die Ergebnisse der

Plattierung zeigt.
15

Fig. 3 ist eine Schemazeichnung einer Fertigungsstrecke unter Verwendung einer Mehrzahl von Elektrolyse-Plattierzellen, in der das erfindungsgemäße Verfahren

durchgeführt werden kann.
20

In Fig. 1 enthält die Prüfvorrichtung 1 eine Plattierzelle, eine in der Zelle angeordnete Anode 3, einen Behälter 4 und einen in dem Behälter befindlichen Elektrolyten. Der Elektrolyt wird durch die Vorrichtung über eine Leitung 5 im Kreislauf geführt. Der Fluß des Elektrolyten wird durch einen Strömungsmesser 6 aufgezeichnet, der in der Leitung angeordnet ist. Ein Stahlband 2, das mit einer Zn-Ni-Legierung plattiert werden soll, ist innerhalb der Zelle gegenüber der Anode 3 und getrennt von ihr angeordnet. Die Anode ist mit einer Gleich-Stromquelle 7 verbunden. Das Stahlband ist ebenfalls mit der Gleichstromquelle verbunden und wirkt als Kathode. Die Zusammensetzung des Plattierbades wird durch den Zusatz von basischen Verbindungen zu dem Elektrolyten in dem Behälter 4 gesteuert.

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung enthält fünf Plattierzellen

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31» 32, 33, 3^ und 35, die in Reihe angeordnet sind. Der in einem gemeinsamen Vorratsbehälter 36 enthaltene Elektrolyt wird über die Leitungen 37 und 38 durch jede der Zellen geführt. Das Stahlband 39 wird von einem Abwickler 40 abgewickelt und durch eine alkalische Entfettungszelle 41 und danach durch eine Beizzelle 42 geführt. Das derart vorbehandelte Stahlband wird dann kontinuierlich durch eine Reihe von Elektrolysebädern geführt, deren Zusammensetzung gemäß vorliegender Erfindung gesteuert wird. In jeder der Zellen ist ein Anodenpaar und 45 vorgesehen, das das Band als Kathode durchläuft. Nach Beendigung der Elektroplattierung wird das Stahlband auf eine Spule 46 aufgewickelt. Die Stromquelle ist in Fig. 3 der Klarheit wegen r⁵icht dargest eilt.

Wenn unlösliche Anoden verwendet werden, werden dem Elektrolyten in dem Behälter 36 im Verlauf der Plattierung basische Nickel- und Zinkverbindungen zugesetzt, um die Zusammensetzung des Bades zu steuern. Bei der Verwendung löslicher Anoden ist das Verhältnis der Anzahl von Nickelanoden zur Anzahl von Zinkanöden unter den üblichen Bedingungen 1:1 bis 1:4.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1 Unter Verwendung einer Prüfvorrichtung gemäß Fig. 1 wird eine Reihe von Versuchen ausgeführt, um den Einfluß der Mengen an

2+ 2+

Ni -Ionen und Zn -Ionen im Plattierbad auf die Plattierung

2+

des Stahlbandes zu bestimmen. Durch Änderung der Ni - und Zn -Ionenkonzentration in dem Bad wird das Molverhältnis geändert. Aussehen und Korrosionsbeständigkeit der erhaltenen Beschichtungen werden im Hinblick auf das Molverhältnis bestimmt .

Als Salze werden Nickelsulfat und Zinksulfat verwendet. Das Plattierbad wird mit Natriumsulfat als Hilfselektrolyten in einer Menge von 70 g/Liter versetzt. Die Badtemperatur wird

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auf 5O°C gehalten und der pH-Wert des Bades auf 2,0 "bis 2,3 eingestellt. Als Anode wird eine unlösliche Elektrode aus Blei verwendet. Bas eingesetzte Stahlband hat eine Dicke von 0,4- mm, eine Breite von 50 mm und eine Länge von 3⁰⁰ n™· Die Durchlaufgeschwindigkeit des Stahlbandes relativ zu dem im Gegenstrom fließenden Elektrolyten beträgt 10 m/min. Die Strom-

dichte beträgt 20 A/dm und das Beschichtungsgewicht mindestens 20 g/m .

Die Ergebnisse der Versuchsreihe sind in der graphischen Darstellung der I¹Xg. 2 zusammengefaßt, in der das Zeichen "o" anzeigt, daß die erhaltene Beschichtung ein gutes Aussehen und eine gute Korrosionsbeständigkeit; besitzt, während das Zeichen "Δ" schlechtes Aussehen, aber gute Korrosionsbeständigkeit bedeutet und das Zeichen "x" schlechtes Aussehen und schlechte Korrosionsbeständigkeit bedeutet.

"Gutes Aussehen" bedeutet eine glänzende Oberfläche mit silbrigweißer Erscheinung. "Gute Korrosionsbeständigkeit" bedeutet, daß im Salzsprühtest roter Rost erst nach mehr als 120 Stunden entsteht.

Die Ergebnisse in Fig. 2 zeigen, daß befriedigende Ergebnisse erhalten werden, wenn das Molverhältnis im Bereich von 1,5 his 4,0 liegt. Anders ausgedrückt wird eine Beschichtung aus einer Zn-Ni-Legierung mit guter Korrosionsbeständigkeit und gutem Aussehen nur erhalten, wenn das Molverhältnis der ITi -Ionen

2+
zu Zn -Ionen im Bereich von 1,5 "bis 4,0 eingestellt wird.

Beispiel2

In diesem Beispiel wird ein kaltgewalztes Stahlband mit einer Dicke von 0,8 mm und einer Breite von 3OO mm unter Verwendung einer, horizontalen kontinuierlichen Plattierstrecke mit zwei Elektrolyse-Plattierzellen kontinuierlich plattiert» Als Anode wird eine unlösliche Elektrode aus Blei mit einem Si3bergehalt von 1% verwendet. Während der Plattierung wird Hickel

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in Form von basischem Wickelearbonat in einer Menge von 0,67 kg/Stunde und Zink in Form von Zinkoxid in einer Menge von 2,3 kg/Stunde eingespeist.

Die übrigen Plattierbedingungen sind nachstehend angegeben:

(1) Plattierbad:

Das Elektroplattierbad wird unter Verwendung von 265 g/Liter Nickelsulfat (FiSO₄.6H₃O) und 145 g/Liter Zinksulfat

(ZnSO₂I-TH₀O) hergestellt. Das Molverhältnis Ni²⁺/Zn ⁺ beträgt

2+
1,99 fcei einer Ni -Ionenkonzentration von 59»1 g/Liter und

2+

einer Zn -Ionenkonzentration von 33,1 g/Liter in der anfänglichen Elektrolytlösung. Als Hilfselektrolyt wird Natriumsulfat (Na₂SO^) in einer Menge von 75 g/Liter zugesetzt. Der pH-Wert des Plattierbades wird mit Schwefelsäure (HpSO₇, ) auf 2,1 bis 2,5 eingestellt. Die Badtemperatur wird auf 50 bis 55°C gehalten.

(2) Stromdichte: 20 A/dm².
20

(3) Geschwindigkeit der Elektrolytzirkulation:

Der Elektrolyt wird in die PlattierzeIlen im Gegenstrom zu dem Band eingespeist und mit einer Geschwindigkeit von 11 bis

14 m/min durch die Vorrichtung im Kreislauf geführt. 25

(4) Stahlband-Zuführungsgeschwindigkeit:

Das Stahlband durchläuft die Elektrolyse-Plattierzellen mit einer Geschwindigkeit von 4 m/min.

(5) Bandgeschwindigkeit relativ zur Geschwindigkeit des Elektrolyten:

Die Geschwindigkeit des Stahlbandes relativ zu dem im Kreislauf geführten Elektrolyten beträgt 15 bis 18 m/min, berechnet auf der Basis der vorstehend in (4) und (3) angegebenen Werte.

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(6) Beschichtungsgewicht:

2 Die Abscheidungsmenge beträgt 20 g/m .

Nach Beendigung der Plattierung wird die beschichtete Oberfläehe über die gesamte Länge des Bandes geprüft. Sie weist keinen matten Bereich auf. Die Beschichtung besitzt eine glänzende Oberfläche. Die Ergebnisse sind zufriedenstellend. Die Prüfung der Legierungszusammensetzung ergibt einen Nickelgehalt im Bereich von 12,8 bis 13,1%, der in den erstrebten Bereich von 9 "bis 20% fällt. Im Salzsprühtest zeigt sich kein roter Rost vor Ablauf von 192 Stunden.

Die Zusammensetzung des Plattierbades wird durch Zusatz von basischem Nickelcarbonat und Zinkoxid im wesentlichen auf den ursprünglichen Konzentrationen gehalten. Folgende Schwankungen der Plattierbad-Bedingungen werden aufgezeichnet:

2+
Ni -Konzentration: 56,5 his 61,5 g/Liter

Zn²⁺-Konzentration: 28,2 bis 34,0 g/Liter Molverhältnis Ni²⁺/Zn²⁺: 1,8 bis 2,3 pH-Wert: _< 1,8 bis 2,5·

Beispiel 3

In diesem Beispiel wird ein Stahlband mit einer Dicke von 0,8 mm und einer Breite von 914 mm unter Terwendung der in Fig. 3 dargestellten kontinuierlichen Plattieistrecke plattiert, in der die Anoden der ersten, zweiten, vierten und fünften Zelle aus reinem Zink und die Anode der dritten Zelle aus Nickel besteht.

Die Plattierbedingungen sind nachstehend angegeben:

(1) Plattierbad:

ZnSO^,.: 80 g/Liter (Zn -Konzentration: 32,4 g/Liter) NiCl₂: 200 g/Liter (Ni²⁺-Konzentration: 90,6 g/Liter) NH₄Cl: 30 g/Liter

Molverhältnis Ni²⁺/Zn²⁺: 3,11
pH-Wert: 2,2

Badtemperatur: 50⁰C.
L _j

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30 35

(2) Stromdichte: 20 A/dm

(3) Relative Bandgeschwindigkeit: 20 m/min.

2
(4·) Beschichtungsgewicht: 20 g/m .

Da lösliche Elektroden verwendet werden, bleibt die Zusammensetzung des Plattierbades sogar noch nach ²J-O Stunden im wesentlichen die gleiche wie zu Beginn. Die Oberfläche der er~ haltenen Beschichtung zeigt ein glänzendes Aussehen. Der analytische Nickelgehalt der Beschichtung beträgt 13,2 bis 13,8%. Die Schwankung der Legierungszusammensetzung ist also sehr klein und im wesentlichen die gleiche über die gesamte Länge des plattierten Bandes. Im Salzsprühtest zeigt sich auch nach 192 bis 24-0 Stunden kein roter Rost.

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Claims

VOSSIUS VOSSI US TAUCH N ER · HRUNEMANN- RAUH

PATENTANWÄLTE

SIEBERTSTRASSE 4 · 8OOO MÜNCHEN 86 · PHONE: (O89) 47 4O 75 CABLE: BENZOLPATENT MÜNCHEN · TELEX 5-29 453VOPAT D

12. Februar I980 u.Z.: P 514 (Ra/H)

Case: CH.-SH, File: FP/S-5-253

SUMITOMO METAL INDUSTRIES, LTD.
Osaka, Japan

. „ . -

"Verfahren zur Plattierung von Stahlbändern mit einer Zink-Nickel-Legierung"

Priorität: 15. Februar 1979, Japan, Nr. 16927/1979 15. Februar 1979, Japan, Nr. 16928/1979 18. Dezemb. 1979, Japan, Nr. 1653^3/1979

Patentansprüche

1, Verfahren zur Plattierung von Stahlbändern mit einer Zink-Nickel-Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß man das Stahlband kontinuierlich durch ein Elektrolyse-Plattierbad führt, in dem die Ni^-Konzentration mindestens 20 g/Liter und die Zn ⁺-Konzentration mindestens 10 g/Liter beträgt und gleichzeitig das Molver-

2+ 2+
hältnis Ni /Zn in dem Bereich von 1,5 bis 4-,O liegt, wobei man die Durchlaufgeschwindigkeit des Stahlbandes durch den Elektrolyten relativ zu dem im ^regenstrom fließenden Elektrolyten auf 10 bis 200 m/min hält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Plattierbad mit mindestens einer löslichen Anode aus Nickel und mindestens einer löslichen Anode aus Zink verwendet.

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3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Plattierbad mit mindestens einer unlöslichen Anode ver-

2+ 2+

wendet und zusätzliche ITi - und Zn -Ionen dem Elektrolyten während des Betriebs in Form von basischen Salzen der Metalle zuführt.
4·. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert des Plattierbades auf 1,0 bis 4·, 5 hält.
5· Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur des Plattierbades auf 40 bis 7O⁰C hält.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß man eine Stromdichte von mindestens 5 A/dm verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Stromdichte von 5 bis 40 A/dm verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß man das Stahlband mit einer relativen Geschwindigkeit von höchstens 100 m/min durch das Elektrolyse-Plattierbad führt.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anzahl der Nickel-Anoden zur Anzahl der Zink-Anodeh 1:1 bis 1:4- beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß man dem Elektrolyten basisches Nickelcarbonat, Nickeloxid oder Nickelhydroxid als basische Nickelverbindung unibasisches Zinkcarbonat, Zinkoxid oder Zinkhydroxid als basische Zinkverbindung zusetzt.

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