DE576227C

DE576227C - Verfahren zur Herstellung rostsicherer Eisenbleche auf elektrolytischem Wege

Info

Publication number: DE576227C
Application number: DEA62406D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-06-21
Filing date: 1931-06-21
Publication date: 1933-05-24

Description

Verfahren zur Herstellung rostsicherer Eisenbleche auf elektrolytischem Wege Auf Grund der heute allgemein anerkannten Lokalelementtheorie wird die . Korrosion des Eisens erklärt durch Vorhandensein von Stellen verschiedenen Potentials auf der Oberfläche des korrodierten Gegenstandes. Die Stellen edleren Potentials wirken als Kathode; diejenigen minder edlen Potentials als Anode. Jede Eisenoberfläche ist von vornherein mit einem dünnen Oxydhäutchen überzogen, welches aber nicht vollkommen dicht ist. Kommt nun eine solche Oberfläche mit einem korrodierenden Medium in Berührung, so wird an den Stellen, welche infolge ihres edleren Potentials als Kathode fungieren, Wasserstoff entwickelt, der - die schützende Oxydhaut absprengt und das Eisen dem chemischen Angriff preisgibt. Sind jedoch solche kathodischen Stellen recht zahlreich vorhanden, so wird zuerst der Angriff ganz gleichmäßig und- nicht punktförmig vor sich gehen. Sind außerdem diese käthodischen Stellen nicht durch reines Eigen, sondern durch ein wesentlich edleres Metall, wie z. B. Kupfer, gebildet, so wird der große Potentialunterschied eine sehr lebhafte elektrochemische Tätigkeit verursachen, welche an den anodischen Stellen, in diesem Falle dem Eisen, sogar die Bildung eines Oxydfilms verursachen kann und dadurch diese Stellen weitgehend gegen jeden weiteren Angriff schützt. Dieser Fall ist verwirklicht beim gekupferten Eisen, welches einen um 40 °/o verminderten Rostangriff zeigt, wobei dieser Angriff gleichmäßig über die ganze Oberflverteilt ist. Nun kann man noch einen Schritt weiter gehen. Beim gekupferten Eisen ist das Kupfer ursprünglich in fester Lösung mit dem Eisen. Erst durch das anfängliche Rosten wird diese feste Lösung an der Oberfläche gestört, und es kommt zur Bildung von zahlreichen Lokalelementen -und dadurch zur oben geschilderten Schutzwirkung. Gelingt es aber von- Anfang an, sehr fein verteiltes Kupfer, also sehr viele Lokalelemente an der Oberfläche des Eisens zu erhalten, so ist ohne weiteres einzusehen, daß die Oxydbildung eine so starke sein kann, daß: das Eisen überhaupt nicht anfängt zu rosten, sondern- blank bleibt.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Eisenlegierungen aus einem Elektrolyten herzustellen, der neben Gemischen von Eisensalzen mit Nickel, Kobalt oder anderen Schwermetallsalzen noch größere Mengen von Alkalifluorid enthält. Die- auf diese Weise hergestellten Eisenbleche sind nicht rostsicher.
Erfindungsgemäß können rostsichere Eisenbleche auf elektrolytischem Wege dadurch erzeugt werden, daß bei der Elektrolyse gleichzeitig mit dem Eisen ein edleres Metall, z. B. Kupfer, Gold oder Silber, abgeschieden wird und die so hergestellten Bleche bei einer Temperatur geglüht werden, bei der der Wasserstoff aus dem Blech entfernt wird, eine völlige Mischkristallbildung jedoch nicht eintritt.
Werden bei der Eisenelektrolyse dauernd in kleinen Mengen durch den Strom zersetzbare Kupferverbindungen zugesetzt, so scheidet sich trotz des großen Potentialunterschiedes neben dem Eisen auch fortlaufend Kupfer an der Kathode ab. Dieses Kupfer bildet selbstverständlich mit Eisen keine homogene Lösung, sondern ist nur in einem äußerst fein verteilten Zustande im Eisen eingesprengt. Das Eisen ist aber infolge seines Wasserstoffgehaltes so unedel, daß auch das Kupfer keine Schutzwirkung ausüben kann. 'Man muß daher erhitzen, um den Wasserstoff auszutreiben.
Nun ist noch folgendes zu bedenken: Eisen und Kupfer sollen in den Blechen in dem oben angegebenen fein verteilten heterogenen Zustande bleiben. Die Erhitzung darf also nicht bei so hohen Temperaturen vorgenommen werden, daß bereits eine Legierungsbildung, d. h. Einbau der Cu-Atome in das Fe-Gitter, unter Bildung von Fe-Cu-Mischkristallen eintritt. Die Temperatur, von der ab eine derartige Legierungsbildung einsetzt, liegt bei etwa 650'. Sie liegt also wegen der verlangten starken Diffusionsgeschwindigkeit oberhalb der Rekristailisationstemperatur. Ist so die Ausgleichtemperatur noch oben begrenzt, so ist andererseits eine Minimalhöhe vorgeschrieben, um die notwendige Verarmung an Wasserstoff zu erreichen. Diese Temperatur, bei der die Austreibung des Wasserstoffs, sei es im Vakuum oder unter gewöhnlichem Druck, genügend rach erfolgen kann, liegt bei 300', also merklich unter der Rekristallisationstemperatur. Der Temperaturbereich zwischen 300 und 650' kommt also für die Glühung in Frage. Um den Wasserstoff bei 5oo bis 550' vollständig zu entfernen, war eine Glühdauer von etwa io Stunden bei Normaldruck oder von 2 bis 3 Stunden im Vakuum notwendig.
Der günstigste Gehalt an Cu in dem Blech wurde zu 0,75 bis 1,5 °% gefunden. Unterhalb 0,75 % reicht die Wirkung nicht aus, um Schutz zu erzielen, oberhalb 1,5 % ist bereits eine gleichmäßig verteilte Abscheidung des Kupfers nicht mehr möglich. Die leichte Abscheidbarkeit des Kupfers führt hier zu nestartigen Ansammlungen und in ihrem Gefolge zu warzigem, mechanisch schlechtem Blech.
Die Elektrolyse wird in einem aus Eisenchlorür bestehenden Elektrolyten, der etwa 8o g Eisen pro Liter enthält, bei 9o ° und bei einer Stromdichte von 5 Amp./dcm2 durchgeführt. Das Kupfer wird in Form einer schwach salzsaueren Kupferchlorür- oder -chloridlösung dem Bade zugefügt, und zwar in kleinen Mengen, so daß die Kupferionenkonzentration niemals größer als o,oi g Kupfer pro Liter ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung rostsicherer Eisenbleche auf elektrolytischem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem. Eisen ein edleres Metall abgeschieden wird und die so erzeugten Bleche bei einer Temperatur geglüht werden, bei der der Wasserstoff aus dem Blech entfernt wird, eine völlige Mischkristallbildung jedoch nicht eintritt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das edlere Metall, insbesondere Kupfer, in Form durch den Strom zersetzbarer Verbindungen während des Niederschlagsprozesses laufend in kleinen Mengen dem Eisenbade zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech bei 5oo bis 55o' unter normalem Druck oder im Vakuum geglüht wird.
4. Rostsicheres, elektrolytisches Eisenblech, hergestellt gemäß dem Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als edleres Metall o;75 bis 1,5 °/o Kupfer enthält.