DE3005159C2 - Verfahren zur Plattierung von Stahlbändern mit einer Zink-Nickel-Legierung - Google Patents
Verfahren zur Plattierung von Stahlbändern mit einer Zink-Nickel-LegierungInfo
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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.
Es wurden bereits verschiedene Verfahren zum Ausrüsten einer Stahloberfläche mit einer Beschichtung
mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit vorgeschlagen. Beispielsweise ist in der GB-PS 5 48 184 ein
Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung aus Ni-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 Beschichtungsdikke 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, 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 Abwässer auf. Es besteht deshalb keine Möglichkeit, dieses Verfahren zum
Plattieren von Stahlbändern mit einer Ni-Zn-Legierung einzusetzen.
In den US-PS 24 19 231, 34 20 754 und 35 58 442 wird ebenfalls die Plattierung von Stahlbändern mit einer
Ni-Zn-Legierung vorgeschlagen. Diese Druckschriften sind auf die Zusammensetzung des Plat.tierbades
gerichtet, enthalten aber keine Angaben zum Molverhältnis von Ni2+/Zn2+ im Plattierbad und zu der
Durchlaufgeschwindigkeit des Bandes durch das Plaltierbad.
Nach der US-PS 34 20 754 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.
so Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Plattierung von Stahlbändern mit einer
Zink-Nickel-Legierung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs bezeichneten Art 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 gleichbleibende 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 in einem Verfahren der bezeichneten Art das Molverhältnis Ni2VZn2+ in einem
estimmten Bereich liegt 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/dm2 abgeschieden wird
Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur Plattierung von Stahlbändern mit einer Zink-Nickel-Legierung,
wobei das Stahlband als Kathode kontinuierlich durch ein Elektrolyse-Plattierbad mit einem pH-Wert
von 1,0 bis 4,5 geführt wird, in dem die Ni2+-K.onzen«ration
mindestens 20 g/Liter und die Zn2+-Konzentration
mindestens 10 g/Liter beträgt und wobei die Abscheidung bei einer Badtemperatur von 40 bis 70° C, einer
Stromdichte von mindestens 5 A/dm2 und unter Bewegen des Elektrolyten relativ zum Stahlband durchgeführt
wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Molverhältnis Ni2+/Zn2+ im Elektrolyten im Bereich
von 1,5 bis 4,0 und die Durchlaufgeschwindigkeit des Stahlbandes relativ zu dem im Gegenstrom fließenden
Elektrolyten auf 10 bis 200 m/min hält
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist also durch die Steuerung der genannten Plattierungsbedingungen
während der Durchführung der Elektroplattierung des Stahlbandes gekennzeichnet; d. h. durch die Begrenzung
des Molverhältnisses von Ni2+/Zn2+ auf einen Bereich
von 1,5 bis 4 und durch die relative Durchlaufgeschwindigkeit des Stahlbandes in bezug zum Elektrolyten von
10 bis 200 m/min.
Nach 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 erhaltenen
plattierten Stahlbänder besitzen hervorragenden Oberflächenglanz.
Obwohl der Mechanismus des erfindungsgemäßen Verfahrens noch nicht vollständig aufgeklärt ist, kann
angenommen werden, daß die Anwesenheit einer verhältnismäßig großen Menge von Ni2+-Ionen in dem
Elektrolyten im Vergleich zur Menge an Zn2+-Ionen
dafür verantwortlich ist daß die Ausrüstung der Stahloberfläche 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 Plattierbedingungen innerhalb der vorstehend angegebenen Bereiche gehalten werden. Deshalb
müssen Ni2+-Ionen und Zn2+-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.
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 die zusätzlichen Ni2+- und Zn2+-lonen
werden dem Bad in Form einer basischen Verbindung zugeführt wie
Zinkoxid (ZnO),
basisches Zinkcarbonat (ZnCO3 · /JZn(OH)2),
Zinkhydroxid (Zn(OH)2),
Nickeloxid (NiO),
basisches Nickelcarbonat (NiCO3 ■ 2Ni(OH)2),
oder Nickelhydroxid (Ni(OH)2).
Infolge der Verwendung einer unlöslichen Elektrode wird Sauerstoffgas 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 lösliche Elektrode aus Zink verwendet. Die Ni2+- und Zn2+-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 Elektroden unlöslich, andere dagegen löslich. In diesem
Fall können Ni2+- und Zn2+-Ionen im Bedarfsfall in
Form einer basischen Verbindung zugesetzt werden.
Nachstehend werden die Gründe erläutert, die für die Begrenzung der Plattierbedingungen auf die erfindungsgemäß
offenbarten Bereiche maßgebend sind.
Bei einer Ni2-'-Ionenkonzentration von weniger als
20 g/Liter und bei einer Zn2+-Ionenkonzentration von
weniger als 10 g/Liter kann keine gleichmäßige Durchführung der Plattierung erreicht werden. Die
oberen Grenzen dieser Konzentrationen sind durch die jeweiligen Sättigungswerte festgelegt.
Wenn das Molverhältnis von Ni2+-Ionen zu Zn2+-
lonen 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 sich gelöst enthält
((X-Phase). Diese verschlechtert die Korrosionsfestigkeit
der erhaltenen Beschichtung. Das Molverhältnis der Ni2+-Ionen zu den Zn2+-Ionen beträgt vorzugsweise 1,8
bis 3,0.
Die Geschwindigkeit, mit der das Stahlband durch das Plattierbad geführt wird, beeinflußt das Ni2 +/Zn2+-
Glei«.hgewicht 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 Platlierbades 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
Zusamn onsetzung erhalten werden. Erfindungsgemäß läuft das Band deshalb mit einer Geschwindigkeit
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 Bandgeschwindigkeit
bis 100 m/min.
Da die Zuführungsgeschwindigkeit 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 Fließgeschwindigkeit 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 Plattierbad durchläuft, ist
deshalb als die Geschwindigkeit des Stahlbandes relativ zu dem im Gegenstrom fließenden Elektrolyten
definiert.
Die Temperatur des Plattierbades beträgt 40 bis 70° C. 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 auf 1,0 bis 4,5 gehalten. Wenn der pH-Wert erniedrigt wird, dann
erhöht sich die Zahl der Wasserstoffgasblasen, die in dem Plattierbad 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.
Die Stromdichte beträgt mindestens 5 A/dm1, vorzugsweise
5 bis 40 A/dm2.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
F i g. 1 ist eine schematische Darstellung einer Prüfvorrichtung, mit der die Beziehungen zwischen
einer Anzahl von Plattierbedingungen bestimmt wurden;
F i g. 2 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Mol verhältnis der Ni2+-Ionen
zu den Zn2+-Ionen im Plattierbad und die Ergebnisse
der Plattierung zeigt;
Fig.3 ist eine Schemazeichnung einer Fertigungsstrecke unter Verwendung einer Mehrzahl von Elektrolyse-Platiierzellen,
in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.
In F i g. 1 enthält die Prüfvorrichtung 1 eine PlattierzeHe, 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 Z 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 Gleichstromquelle 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 31, 32, 33, 34 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 Beizzeüe 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 43 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 F i g. 3 der Klarheit wegen nicht dargestellt.
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 Zinkanoden unter den üblichen Bedingungen 1 :1 bisl :4.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Unter Verwendung einer Prüfvorrichtung gemäß F i g. 1 wird eine Reihe von Versuchen ausgeführt, um
den Einfluß der Mengen an Ni2+-Ionen und Zn2+-Ionen
im Plattierbad auf die Plattierung des Stahlbandes zu bestimmen. Durch Änderung der Ni2+- und Zn2+-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 auf 50°C gehalten
und der pH-Wert des Bades auf 2,0 bis 23 eingestellt Als
Anode wird eine unlösliche Elektrode aus Blei verwendet Das eingesetzte Stahlband hat eine Dicke
von 0,4 mm, eine Breite von 50 mm und eine Länge von 300 mm. Die Durchlaufgeschwindigkeit des Stahlbandes
relativ zu dem im Gegenstrom fließenden Elektrolyten beträgt 10 m/min. Die Stromdichte beträgt 20 A/dm2
und das Beschichtungsgewicht mindestens 20 g/m2.
Die Ergebnisse der Versuchsreihe sind in der graphischen Darstellung der F i g- 2 zusammengefaßt in
der das Zeichen »o« anzeigt, daß die erhaltene Beschichtung ein gutes Aussehen und eine gute
Korrosionsbeständigkeit besitzt, während das Zeichen »zl« schlechtes Aussehen, aber gute Korrosionsbeständigkeit
bedeutet and das Zeichen »x« schlechtes Aussehen und schlechte Korrosionsbeständigkeit bedeutet
»Gates Aassehen« bedeutet eine glänzende Oberfläche
mit silbrigweißer Erscheinung. »Gate Korrosionsbeständigkeit« bedeutet, daß im Salzsprüh-
test roter Rost erst nach mehr als 1 20 Stunden entsteht.
Die Ergebnisse in F i g. 2 zeigen, daß befriedigende Ergebnisse erhalten werden, wenn das Molverhältnis im
Bereich von 1,5 bis 4,0 liegt. Anders ausgedrückt wird eine Beschichtung aus einer Zn-Ni-Legierung mit guter
Korrosionsbeständigkeit und gutem Aussehen nur erhalten, wenn das Molverhaltnis der Ni-''-Ionen zu
Zn2· -Ionen im Bereich von 1,5 bis 4.0 eingestellt wird.
In diesem Beispiel wird ein kaltgewalztes Stahlband
mil einer Dicke von 0,8 mm und einer Breite von 300 mm unter Verwendung einer horizontalen kontinuierlichen
Plattierstreckp mi ι zwei Elektrolyse-Plattierzellen
kontinuierlich plattiert. Als Anode wird eine unlösliche Elektrode aus Blei mit einem Silbergehalt von
1% verwendet. Während der Plattierung wird Nickel in Form von basischem Nickelcarbonat 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 Piattierbedingungen sind nachstehend angegeben:
(1) Plattierbad
Das Elektroplattierbad wird unter Verwendung von 265 g/Liter Nickelsulfat (NiSO1 · 6 H2O) und 145 g/Liter
Zinksulfat (ZnSO4 ■ 7 H2O) hergestellt. Das Molverhältnis
Ni2 + /Zn2+ beträgt 1,99 bei einer Ni2+-Ionenkonzentration
von 59,1 g/Liter und einer Zn2 + -lonenkonzentration
von 33,1 g/Liter in der anfänglichen Elektrolytlösung. Als Hilfselektrolyl wird Natriumsulfat
(Na2SO4) in einer Menge von 75 g/Liter zugesetzt. Der
pH-Wert des Plattierbades wird mit Schwefelsäure (H2SO4) auf 2,1 bis 2,5 eingestellt. Die Badtemperatur
wird auf 50 bis 55°C gehalten.
(2) Stromdichte: 20 A/dm2.
(3) Geschwindigkeit der Elektrolytzirkulation
Der Elektrolyt wird in die Plattierzellen im Gegenstrom zu dem Band eingespeist und mit einer
Geschwindigkeit von 11 bis 14 m/min durch die Vorrichtung im Kreislauf geführt.
(4) Stahlband-Zuführungsgeschwindigkeit
Das Stahlband durchläuft die Elektrolyse-Plattierzellen mit einer Geschwindigkeit von 4 m/min.
(5) Bandgeschwindigkeit relativ
zur Geschwindigkeit des Elektrolyten
zur Geschwindigkeit des Elektrolyten
Die Geschwindigkeit des Stahlbandes relativ zu dem im Kreislauf geführten Elektrolyten betragt i5 bis
18 m/min, berechnet auf der Basis der vorstehend in (4)
und (3) angegebenen Werte.
50
(6) Beschichtungsgewicht
Die Abscheidungsmenge beträgt 20 g/m2.
Nach Beendigung der Plattierung wird die beschichtete Oberfläche 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:
Ni2 + -Konzentration: 56,5 bis 61,5 g/Liter
Zn2 + -Konzentration: 28,2 bis 34,0 g/Liter
Molverhältnis Ni2VZn2 + : 1.8 bis 2,3
pH-Wert: 1,8 bis 2,5
Zn2 + -Konzentration: 28,2 bis 34,0 g/Liter
Molverhältnis Ni2VZn2 + : 1.8 bis 2,3
pH-Wert: 1,8 bis 2,5
In diesem Beispiel wird ein Stahlband mit einer Dicke
von 0,8 mm und einer Breite von 914 mm unter Verwendung der in F i g. 3 dargestellten kontinuierlichen
Plattierstrecke 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
ZnSO4:
80 g/Liter (Zn2+-Konzentration: 32,4 g/Liter)
NiCI2:
NiCI2:
200 g/Liter (Ni2+-Konzentration: 90,6 g/Liter)
N H4CI: 30 g/Liter
Molverhältnis Ni2+/Zn2+: 3,11
pH-Wert: 2,2
Badtemperatur: 50° C
N H4CI: 30 g/Liter
Molverhältnis Ni2+/Zn2+: 3,11
pH-Wert: 2,2
Badtemperatur: 50° C
(2) Stromdichte: 20 A/dm2.
(3) Relative Bandgeschwindigkeit: 20 m/min.
(4) Beschichtungsgewicht: 20 g/m2.
Da lösliche Elektroden verwendet werden, bleibt die Zusammensetzung des Plattierbades sogar noch nach 40
Stunden im wesentlichen die gleiche wie zu Beginn. Die Oberfläche der erhaltenen 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 240 Stunden kein roter Rost.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zur Plattierung von Stahlbändern mit einer Zink-Nickel-Legierung, wobei das Stahlband
als Kathode kontinuierlich durch ein Elektrolyse-Plattierbad mit einem pH-Wert von 1,0 bis 4,5
geführt wird, in dem die Ni2+-Konzentration
mindestens 20 g/Liter und die Zn2+-Konzentration
mindestens 10 g/Liter beträgt, und wobei die Abscheidung bei einer Badtemperatur von 40 bis
700C, einer Stromdichte von mindestens 5 A/dm2
und unter Bewegen des Elektrolyten relativ zum Stahlband durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Molverhältnis Ni2+/Zn2+ im Elektrolyten im Bereich von 1,5 bis 4,0
und die Durchlaufgeschwindigkeit des Stahlbandes relativ zu dem im Gegenstrom 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.
3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß man ein Plattierbad mit mindestens einer unlöslichen Anode verwendet und zusätzliche
Ni2+- und Zn2+-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 eine Stromdichte von 5 bis
40 A/dm2 verwendet.
5. 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.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anzahl der
Nickel-Anoden zur Anzahl der Zink-Anoden 1 :1 bis 1 :4 beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 3, daduich gekennzeichnet,
daß man dem Elektrolyten basisches Nickelcarbonat, Nickeloxid oder Nickelhydroxid als
basische Nickelverbindung und basisches Zinkcarbonat, Zinkoxid oder Zinkhydroxid als basische
Zinkverbindung zusetzt.
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