DE1496978C - Galvanisches Chrombad - Google Patents
Galvanisches ChrombadInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung neuer komplexer Fremdanionen als Katalysatoren in
Chromsäureeiektrolyten und als Glanzbildner in Chrombädern, deren überwiegender Bestandteil
Natriumtetrachromat Na2Cr4O13 ist.
Es ist bekannt, daß zur galvanischen Abscheidung von Chromüberzügen aus wäßrigen Chromsäurelösungen
die Gegenwart geeigneter Fremdanionen erforderlich ist.
Bekannte Fremdanionen sind Sulfationen (SO4'"),
Fluoridionen (F') und Fluosilikationen (SiF6")- Darüber
hinaus sind noch Fluoaluminationen (AlF6"), Fluoborationen (BF4), Flüotitanationen (TiFg') und
Fluozirkonationen (ZrF6") bekanntgeworden.
Die Fremdanionen können bekanntlich den Elektrolyten entweder allein oder in bestimmten Kombinationen
mit anderen wirksamen Katalysatoren, vorzugsweise mit Sulfationen, sowohl in Form freier
Säuren, z. B. als Schwefelsäure oder Flußsäure und/ oder Kieselfluorwasserstoffsäure als auch in Form
von löslichen Salzen, vorzugsweise als Alkali- oder Erdalkalisalze, zugesetzt werden.
Es wurde nun gefunden, daß komplexe Hexafluorantimonationen (SbF6') und/oder Hexafluostannationen
(SnF6"), sowohl vorteilhafte Fremdanionen für
die elektrolytische Chromabscheidung als auch Glanzbildner für Tetrachromatbäder sind.
Außer der diesen erfindungsgemäßen komplexen Anionen gemeinsamen Eigenschaft der Katalysatorwirkung
und Glanzbildung in Tetrachromatelektro-Iyten haben diese noch weitere spezifische Eigenschaften,
die sich auf die Arbeitsweise der Verchromungsbäder, z. B. auf die Deckfähigkeit, Streufähigkeit,
Tiefenwirkung, Stromausbeute usw. sowie auch auf die Eigenschaften und Qualität der Chromüberzüge,
z. B. auf Farbe, Glanz, Duktilität, Härte, Verschleißfestigkeit, Rissigkeit, Korrosionsbeständigkeit
günstig auswirken.
Die komplexen Fremdanionen gemäß der Erfindung sind für die Anwendung in allen für die Glanzverchromung
geeigneten Chromsäureelektrolyten geeignet, welche gegebenenfalls zusätzlich Mono-, Di-, Tri- und
Tetrachromate, vorzugsweise der Alkali- und Erdalkalimetalle,
enthalten können. Die Alkali- und Erdalkalimetall-Verbindungen können den Chrombädern
z. B. in Form von Oxiden, Hydroxiden oder Carbonaten zugesetzt werden.
Besonders vorteilhafte Verhältnisse ergibt der Einsatz der erfindungsgemäßen Hexafluoride in speziellen
Verchromungsbädern, die als überwiegenden Bestandteil Natriumtetrachromat, ferner freie Chromsäure,
Sulfationen und gegebenenfalls Fluoridionen enthalten, in denen das Molekularverhältnis Na2O: CrO3
= 1 :3,5 bis 1 :8, vorzugsweise 1 :4 bis 1:7 beträgt
und bei Badtemperaturen von 25 bis 400C betrieben
werden. Das Verhältnis der Gesamtchromsäure zur freien Chromsäure, beide berechnet als CrO3, soll
1:2,5 bis 1:5 betragen.
Die Komplexanionen gemäß der Erfindung können
den Elektrolyten entweder in Form ihrer Alkali- Doppelsalze vom Typus
(M1J2SbF6 und/oder M11SnF6 · H2O
zugesetzt werden, oder auch durch Zugabe von geeigneten Antimon- und/oder Zinnverbindungen und
Alkalifluoriden durch chemische Umsetzung in den Chrombädern erhalten werden.
So kann z. B. durch Zusatz äquivalenter Mengen von Zinn(IV)-fluorid und Kaliumfluorid in den Elektrolyten
Kaliumfluostannat K2SnF6 gebildet-werden.
Wie bei allen galvanischen Verchromungsbädern üblich, wird der Gehalt der erfindungsgemäßen komplexen
Fremdanionen oder die Summe der Fluoantimonat- und/oder Fluostannationen und gegebenenfalls
weiterer vorhandener Katalysatoren, z. B. Sulfationen und/oder Fluosilikationen auf den Chromtrioxid-(CrO3)-Gehalt
berechnet angegeben.
Das Verhältnis der Summe von Chromtrioxid und gegebenenfalls vorhandenen Mono-, Di-, Tri- und
Tetrachromaten, berechnet als Gesamt-CrO3, zu der
Summe aller Katalysatoren kann zwischen 0,7 und 4%, berechnet auf den Gesamt-Chromtrioxid-Gehalt,
betragen.
Die anwendbaren Konzentrationsbereiche der komplexen Fremdanionen gemäß der Erfindung und
gegebenenfalls zusätzlich vorhandener Katalysatoren sind weniger kritisch als bei bisher bekannten Fremdanionen,
vorzugsweise bei Sulfationen.
Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Komplexanionen mit Sulfationen in gemischtkatalysierten
Bädern kann der Anteil der Sulfationen im Vergleich zu den bekannten sulfatkatalysierten oder Misch-Elektrolyten,
z. B. aus Sulfationen und Fluosilikationen, auf die in Tetrachromatbädern üblichen Werte
von 0,15 bis 0,5%, berechnet auf den Gesamt-Chromtrioxydgehalt,
reduziert werden.
Das Verhältnis des Gesamt-Chromtrioxydgehaltes zu den komplexen Fremdanionen gemäß der Erfindung
ist von einer Anzahl von Faktoren abhängig,
z. B. von der Art, Zusammensetzung und Verwendungszweck der Verchromungselektrolyten, von den
Arbeitsbedingungen, den geforderten Eigenschaften der abzuscheidenden Chromüberzüge, von der Art
und dem Oberflächenzustand des verwendeten Grundmetalls.
Hinsichtlich der Galvanisierungsbedingungen bestehen
bei der gewerblichen Anwendung der Elektrolyten mit den erfindungsgemäßen Komplexanionen
keine wesentlichen Unterschiede gegenüber den bisher bekannten Bädern.
Die Verchromungsbäder mit den neuen komplexen Fremdanionen ergeben vorzugsweise in Verbindung
mit Sulfationen und Fluosilikationen moderne Chrombäder mit hervorragender Deck- und Streufähigkeit,
hoher Stromausbeute von 18 bis 22% des theoretischen
Wertes, je nach Badtemperatur und Stromdichte, weiten Stromdichtebereich, ungewöhnliche Stabilität
und hohe Wirtschaftlichkeit. Aus Bädern mit den vorgenannten Fremdanionen, sowohl aus Chrom-Säureelektrolyten
als auch aus Bädern, deren überwiegender Bestandteil Natriumtetrachromat ist,
können mit vielen Vorteilen bei bestimmten Badzusammensetzungen und Arbeitsbedingungen sehr
korrosionsbeständige, riß- und porenfreie mikrorissige Chromschichten und Doppelehromschichten abgeschieden
werden, von denen eine Schicht rißfrei und und der zweite Chromüberzug mikrorissig ist.
Für die mikrorissige Verchromung sind die erfindungsgemäßen Bäder, deren überwiegender Teil aus
Natriumtetrachromat besteht, infolge ihrer unübertroffenen Deck- und Streufähigkeit geeignet.
Die nachstehend aufgeführten Ausführungsbeispiele erläutern die Erfindung.
Ausführungsbeispiele
| Nr. | g/l Gesamt- |
g/l freie |
Na2O/ CrO3- |
g/i | g/l | g/l | g/l | g/I Gesamt kataly |
mg/1 | Bad- tempe- FiItU Γ |
Strom dichte |
Schicht stärke |
Rissigkeit |
| CrO3 | CrO3 | Verhältnis | SO4 | SiF6 | SbF6 | SnF6 | sator | Se | °c | A/dm2 | my | ||
| • ι | 200 | 0,4 | 3,8 | 4,2 | 45 | 15 | 1 | rissig | |||||
| 2 | 300 | 105 | 1:6,3 | 1,05 | — | 2,5 | — | 3,55 | — | 30 | 12 | 0,8 | praktisch |
| rißfrei | |||||||||||||
| 3 | 450 | — . | — | 1 | —· | 4 | — | 5 | ' — | 38 | 20 | 1,5 | rissig |
| 4 | 250 | — | — | 0,8 | — | 3,4 | 4,2 | — | 50 | 20 | 1,5 | rißfrei | |
| 5 | 400 | 100 | 1 :4,8 | 0,9 | — | 3,2 | — | 4,1 | — | 35 | 15 | 0,6 | praktisch rißfrei |
| 6 | 320 | 120 | 1 :7 | 1,5 | —. | 0,55 | 2,35 | 10 | 40 | 10 | 1.2 | L IUl 1 Vl mikrorissig |
|
| bis 25 | 1000 Risse | ||||||||||||
| pro | |||||||||||||
| 2,5 cm Hn. | |||||||||||||
| 7 | 150 | — | ' — | 0,3 | — | — | 1,3 | 1,6 | — | 48 | 10 | 1,1 | rissig |
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| rißfrei | |||||||||||||
| 9 | 450 | — | — | 1 | — | — | 3,2 | 4,2 | — | 35 | 12 | 2 | rissig |
| 10 | 300 | — | — | 0,4 | — | — | 1,7 | 2,8 | — | 55 | 25 | 1,8 | rißfrei |
| 11 | 400 | 100 | 1:4,8 | 1 | — | — | 2,9 | 3,9 | — | 50 | 20 | 1,6 | rißfrei |
| 12 | 320 | 120 | 1 :7 | 1,5 | — | — | 0,55 | 2,05 | 10 | 38 | 15 | 2. | mikrorissig |
| bis 25 | 1000 Risse | ||||||||||||
| pro | |||||||||||||
| 2,5 cm Hn. | |||||||||||||
| 13 | 250 | — | —■ | 1,5 | 2,1" | —. | 6,4 | 10 | — | 54 | 50 | 50 | Hartchrom |
| 14 | 320 | 120 | 1 :7 | 1,5 | — | 0,4 | 0,3 | 2,2 | 10 | 39 | 12 | 1,5 | mikrorissig |
| bis 25 | 1000 Risse | ||||||||||||
| pro | |||||||||||||
| 2,5 cm Hn. |
Claims (1)
- Patentanspruch:Galvanisches, Sulfationen, Fluoridionen und komplexe Fluoridionen enthaltendes Chrombad als Chromsäurebad oder als Tetrachromatbad, dadurch gekennzeichnet, daß das Chromsäurebad als Katalysatoren oder das Tetrachromatbad als Katalysatoren und Glanzbildner komplexes Hexafluoantimonat SbF6 und/oder Hexafiuostannat SnF6 enthält und die Summe aller im Bad enthaltenen Katalysatoren 0,7 bis 4%, berechnet auf den Gesamt-Chromtrioxidgehalt, beträgt.
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