DE1904319C - Saures galvanisches Zinkbad - Google Patents
Saures galvanisches ZinkbadInfo
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Description
I 904319
Die Erfindung betrifft ein neues galvanisches Zinkbad
zum Abscheiden von Zink, das Zinkacetat, Zinkchlorid oder Zinksulfat, Ammoniumchlorid, Natriumgluconat
oder Kaliumgluconat sowie Glanzbildner enthält. Das Bad ist dadurch gekennzeichnet, daß es
zusätzlich Borsäure enthält.
Im allgemeinen wurde bisher zum Abscheiden eines galvanischen Zinküberzugs ein saures Zinksulfatbad
oder ein alkalisches Zinkcyanidbad verwendet. Das alkalische Zinkcyanidbad ist gegenüber dem to
sauren Zinksulfatbad hinsichtlich der gleichmäßigen Abscheidungsfähigkeit überlegen. Wenn Gegenstände
komplizierter Gestalt plattiert werden sollen, wird gewöhnlich ein alkalisches Zinkcyanidbad verwendet.
Das alkalische Zinkcyanidbad enthält jedoch sehr giftige Cyanide, und die Verwendung des Bades war
ein unangenehmer Vorgang. Ferner waren zur Beseitigung des verbrauchten Bades hoher Kostenaufwand
und viel Raum notwendig. ' ao
Ein älterer Vorschlag betrifft ein Zinkbad, welches Sulfaminsäure, d. h. eine anorganische Säure, enthält.
Demgegenüber ist in dem erfindungygemäßen Bad Borsäure enthalten. Die zugesetzte Borsäure ist ein
pH-Puffer. Mit ihrer Hilfe wird ein pH von Vorzugs- as
weise 2 bis 7 und optimal von 4 bis 5 eingestellt. Durch die Zugabe von Borsäure wird jedoch nicht nur der
pH-Wert stabilisiert, vielmehr wird auch in überraschender Weise das Haftvermögen zwischen dem
aufgebrachten Zink und der Metalloberfläche merklieh erhbht. Daher ist Borsäure anderen Zusätzen,
z. B. Sulfaminsäure oder Ammoniumchlorid, weit überlegen. Sulfaminsäure ist kein pH-Puffer und vermag
auch nicht das Haftvermögen zu verbessern.
Eine Konzentration nn Kalium- oder Natriumgluconat liegt vorzugsweise bei 30 bis 300 g/l. Die
Konzentration an Natrium- oder Kaliumgluconat beträgt vorzugsweise 180 bis 220 g/l bei Anwendung
von Zinkacetat, 80 bis 120 g/l bei Anwendung von Zinkchlorid und 100 bis 140 g/I bei Anwendung von
Zinksulfat. Durch Zugabe von Natrium- oder Kaliumgluconat kann eine abgeschiedene Zinkoberfläche mit
gleichmäßiger Glanzverteilung erhalten werden. Auf der abgeschiedenen Zinkschicht kann durch Behandlung
mit Chromat ein Chromatüberzug mit guter Korrosionsbeständigkeit gebildet werden. Die Haftung
des abgeschiedenen Zinks auf der Metalloberfläche kann schlechter werden, wenn zu wenig Gluconat verwendet
wird.
Die Borsäurekonzentration liegt vorzugsweise bei 10 bis 100 g/l, insbesondere bei 15 bis 25 g/l. Borsäure
wirkt als ein pH-Puffer. Durch Zugabe von H3BO3
zu der Lösung kann der Glanz des abgeschiedenen Zinks weiter verbessert werden.
Der pH-Wert liegt vorzugsweise bei 2 bis 7, insbesondere bei 4 bis 5. Der pH-Wert steht in engem
Zusammenhang mit der Haftfähigkeit des abgeschiedenen Zinks auf der Metallplatte. Die Haftung wird
schlechter, wenn ein zu hoher oder zu geringer pH-Wert angewendet wird. Ein zu niedriger pH-Wert
steigert die Auflösung der Zinkanode, und die Regelung des Zinkgehaltes wird schwierig.
Als Glanzmittel können Gelatine, Leime, Dextrine, Polyäthylenglykole oder Triäthanolamine verwendet
werden.
In der folgenden Tabelle sind Beispiele der Erfindung wiedergegeben. Ferner wird in der Tabelle ein übliches
Zinkcyanidbad verglichen.
| Zusätze | 1 | 2 | BcisDielc | 4 | 5 | Alkalisches | Bemer | |
| Bedingungen | 100 g/l | 60 g/l | ZnCI1, | ZnSO4 | Zinkcyanid | kun | ||
| Zn(CH3CO2), | 3 | 75 g/l | 150 g/l | bad | gen | |||
| Elektrolyt | 120 g/l | metalli | ||||||
| lösung | 70 g/l | 70 g/l | 75 g/l | 75 g/l | sches Zink | |||
| (NH1)Cl | 45 g/l | |||||||
| 220 g/l | 180 g/l | 80 g/l | 100 g/l | 120 g/l | NaCN | |||
| Natrium- | i20 g/l | |||||||
| gluconat | Kaliu:n- | freie | ||||||
| 20 g/l | 20 g/l | gluconat | 25 g/l | 20 g/l | NaOH | |||
| H3BO, | Gelatine | 0,H15NO, | 240 g/l | Gelatine | Gelatine | 70 g/l | ||
| Glanzmittel | ig/i | 10 g/i | 20 g/l | ig/l | 0,5 g/l | — | ||
| Gelatine | Leim | PoIy- | PoIy- | —. | ||||
| ig/i | ig/i | äthylen- | äthylen- | |||||
| glykol | glykol | |||||||
| 2 g/l | 4 g/l | |||||||
| 5,0 | 4,5 | 5,0 | 5,0 | |||||
| pH-Wert | 350C | 350C | 350C | 35°C | ||||
| Temperatur | 5,0 | — | ||||||
| Abscheidungs- | der | 350C | 25°C | |||||
| bedingnngen | Elektrolyt | |||||||
| lösung | 3 A/dm« | 3 A/dm1 | 3 A/dm1 | 3 A/dm» | ||||
| Stromdichte | ||||||||
| an der | 3 A/dm1 | 3 A/dm* | ||||||
| Kathode | 15 Min. | 15 Min. | 15 Min. | 15 Min. | ||||
| Plattierungs* | ||||||||
| zeit | 15 Min. | 15 MiO. | ||||||
(Fortsetzung der Tabelle)
| Bedingungen | Zusätze | 1 | 2 | Beispiele 3 |
* I | 5 | Alkalisches Zinkcynnid- bfid |
Bemer kun gen |
| Eigenschaften der abge schiedenen |
Oberflächen eigenschaf ten |
glänzend und glatt |
glänzend und glatt |
glänzend und glatt |
glänzend und glatt |
glänzend und glatt |
glatt | |
| 2n-Schicht | Behandlungs fähigkeit mit Chromat |
gut | gut | gut | gut | gut | gut | |
| Haftfähigkeit | ||||||||
| Fähigkeit zur gleichmäßi gen elektro lytischen Abscheidung |
gut | gut | gut | gut | gut | gut | ||
| Korrosions beständig keit |
5.5 | 4.7 | 5.8 | 5.0 | 5,6 | 5,5 | Bemer kung 1 |
|
| Stromausbeute | 26 Std. | 20 Std. | 23 Std. | 25 Std. | 25 Std. | 28 Std. |
Bemer
kung Z |
|
| 95% | 75% | 96% | 95% | 95°/ | 80% |
Bemerkung 1:
Die Fähigkeit zur gleichmäßigen Abscheidung wird durch das Verhältnis von AjB wiedergegeben, wobei A und B die
Dicke der 2n-S; Seht bei hoher Stromdichte, bzw. die Dicke
der 2n-Schicht bei niedriger Stromdichte darstellen, wenn die Abscheidung in einer Huli-Zelle earchgeführt wird.
Bemerkung 2:
Die Korrosionsbeständigkeit wird durch die Zeit wiedergegeben, die zum Auftreten der Zinkblumc erforderlich ist,
wenn eine 10o/o'ge wäßrge Natriumchloridlösung bei
einem Druck von 0,7 kg/cmJ auf ein abgeschiedenes Zinkmaterial in einem Versuchsbehälter bei 60"C aulgesprüht
wird.
Wie sich eindeutig aus der Tabelle ergibt, sind die abgeschiedenen 2n-Schichten denen, die durch Anwendung
eines alkalischen Zinkcyanidbades erhalten werden, gleichwertig oder überlegen. Darüber hinaus
Werden erfindungsgemäß keine giftigen Cyanide verwendet.
Claims (2)
- Patentansprüche:1, Saures galvanisches, Zinkacetat, Zinkchlorid oder Zinksulfat, Ammoniumchlorid, Natriumgluconat oder Kaliumgluconat sowie Glan;:bildner enthaltendes Zinkbad zum Abscheiden von Zink, dadurchgekennzeichnet, daß das Bad außerdem Borsäure enthält
- 2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad 10 bis ICK) g/l Zinkionen, 30 bis 150 g/l Ammoniumchlorid, 30 bis 300 g/l Kaliumgluconat oder Natriumgiuconat und 10 bis, 100 g/l Borsäure enthält land einen pH-Wert von 2 bis 7 aufweist.
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