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Verfahren -zur Erzeugung galvanischer Niederschläge auf Zinklegierungen
Es ist bekannt, daß sich Zinklegierungen mit hohen Zinkgehalten, z. B. die unter
dem Handelsnamen »ZAMAK« bekannten Legierungen, welche als Hauptbestandteil Zink
und außerdem noch untergeordnete Mengen von anderen Metallen, vorzugsweise Kupfer,
und Leichtmetalle, wie Aluminium und/oder Magnesium, enthalten, sehr schlecht und
mitunter überhaupt nicht in brauchbarer Weise galvanisieren lassen.
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Dies dürfte wesentlich darauf beruhen, daß derartige zinkreiche Legierungen
die Eigenschaft haben, infolge von Rekristallisationserscheinungen im Laufe der
Zeit Volumveränderungen zu erleiden, -Was zur Folge hat, daß die aufgebrachten Niederschläge
nur geringe Haftfestigkeit besitzen und starke Neigung zeigen, sich zu werfen und
abzublättern.
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Die Erfinderin hat sich die Aufgabe gestellt, Zinklegierungen mit
hohen Zinkgehalten, welche für direkte Galvanisierung nur schlecht oder sogar ungeeignet
sind, mit festhaftenden galvanischen Überzügen aus Nickel, Chrom, Silber oder Legierungen
derartiger Metalle zu versehen. Eingehende Versuche haben zu dem Ergebnis geführt
daß man Zinklegierungen der vorstehend gekennzeichneten Art oder daraus bestehende
Gegenstände oder Teile solcher mit ausgezeichnet haftenden Überzügen versehen kann,
wenn man zunächst Zwischenschichten aus Weißmessing, vorzugsweise Glanzweißmessing,
mit Kupfergehalten von etwa To bis 30 °/Q herstellt und auf diese die metallische
Überzugsschicht aufbringt. Unter Glanzweißmessing soll eine Kupfer-Zink-Legierung
mit etwa 3o °/o Kupfer, Rest Zink, verstanden sein.
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Zur Erzeugung der Zwischenschicht können beliebige für die Erzeugung
galvanischer Weißmessing- bzw. Glanzweißmessingüberzüge geeignete Verfahren und
Bäder Verwendung finden.
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Man kann z. B. derart verfahren, daß man die Zinklegierung zunächst
nach üblichen Methoden entfettet, was z. B. durch Behandeln mit Sodalauge, Alkalilauge
oder anderen Entfettungsmitteln oder auf elektrolytischem Wege geschehen kann, indem
der Gegenstand als Kathode in eine Lösung von Carbonaten, Phosphaten, Cyaniden o.
dgl. eingebracht, das Fett verseift und durch den sich entwickelnden Wasserstoff
abgehoben wird. Hierauf
wird kurz, z. B. mit verdünnten Säuren,
vorzugsweise Salzsäure gebeizt und die Oberfläche zweckmäßig noch auf mechanischem
Wege, z. B. durch Bürsten, von einem gegebenenfalls vorhandenen Belag befreit. ,
Bei Behandlung von Gegenständen, welche aus Legierungen mit höheren Aluminiumgehalten,
z. B. solchen von etwa io °/o bestehen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, an
die üblichen Vorbehandlungsmethoden noch eine Zinkatbeize, wie sie für hochprozentige
Aluminiumlegierungen bekannt ist, anzuschließen, z. B. derart, daß die vorstehend
behandelten Gegenstände einige Sekunden in eine alkalische Lösung von Zinkoxyd getaucht
und hierauf gründlich gespült werden.
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Die entfetteten, gebeizten und gegebenenfalls noch mechanisch gereinigten
Gegenstände werden nun in einem für die Erzeugung von Überzügen aus Weißmessing
oder Glanzweißmessing geeigneten Bad mit einem dünnen Überzug versehen. Wenn ein
Glanzweißmessingbad zur Erzeugung der Zwischenschicht verwendet wird, genügt einfaches
Abspülen des Überzugs. Bei Verwendung eines gewöhnlichen Weißmessingbades ist es
zweckmäßig, den Überzug noch einer glättenden Behandlung, z. B. mit rotierenden
Stahlbürsten, zu unterwerfen.
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Auf die Zwischenschicht aus Weißmessing bzw. Glanzweißinessing wird
nunmehr die Deckschicht aus Nickel, Chrom, Silber, Gold oder aus Legierungen derartiger
Metalle nach üblichen '-Methoden unter Verwendung hierfür geeigneter Bäder aufgebracht.
Es hat sich u. a. als möglich erwiesen, Zinkspritzgußlegierungen, welche bisher
mit haltbaren galvanischen Überzügen überhaupt nicht versehen werden konnten, finit
einwandfreien festhaftenden Überzügen zu versehen.
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In Ausübung der Erfindung kann man z. B. derart verfahren, daß ein
aus einer zinkreichen Legierung bestehender Gegenstand zunächst auf elektrolytischem
Wege entfettet, hierauf mit verdünnter Salzsäure (i : d.) gebeizt, alsdann kurze
Zeit, z. B. etwa 5 Minuten, in einem Weißmessingbad bei geeigneten Bedingungen,
z. B. i bis 2 Amp/dm°, behandelt und hierdurch ein dünner Niederschlag, der z. B.
etwa 2o °% Kupfer enthalten kann, aufgebracht wird. Nach kurzem Spülen mit Wasser
wird die Deckschicht aufgebracht, z. B. derart, daß der Gegenstand etwa 30Minuten
lang in einem gewöhnlichen G1anzvernicklungsbad mit i Amp/dm= galvanisiert wird.
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In der Zeitschrift für Oberflächentechnik vom i9. 2. 1935 ist auf
Seite .Il, rechte Spalte, Abs. i ausgeführt worden, daß Walzzink ebenso wie Zinkspritzguß
oder gewöhnlicher Zinkguß vor dem Vernickeln und Verchromen oft untermessingt «-erde.
Durch diese Vorve.röffentlichung ist die Verwendung von Zwischenschichten aus gewöhnlichem
'Messing bekanntgeworden. Gemäß vorliegender Erfindung sollen aber Zwischenschichten
aus Weißmessing, vorteilhaft Glanzweißmessing, verwendet werden, die nur etwa Mo
bis 30'1" Kupfer enthalten. Nach fachmännischer Ansicht war durchaus nicht im voraus
damit zu rechnen, daß man gerade durch Verwendung von Weißmessing besonders gute
Ergebnisse erhalten würde. In der Einleitung vorliegender Beschreibung ist z. B.
dargetan «-orden, daß bekanntlich Zinklegierungen mit hohen Zinkgehalten sich sehr
schlecht, mitunter überhaupt nicht in brauchbarer Weise galvanisieren lassen und
daß dies wesentlich darauf beruhe, daß zinkreiche Legierungen die Eigenschaft haben,
infolge von Rekristallisationserscheinungen im Laufe der Zeit Volumveränderungen
zu erleiden wodurch die Haftfestigkeit vermindert «-erde und Neigungen zum Werfen
und Abblättern auftreten. Es war nicht vorauszusehen, daß dadurch, daß man auf derartige
Zinklegierungen bestimmte zinkreiche Legierungen, nämlich Weißmessing, und auf diese
Zwischenschichten die Deckschicht aus Nickel, Chrom oder Silber aufbringt, ganz
besonders gute Ergebnisse erzielt «-erden, wie dies tatsächlich der Fall ist. In
diesem Zusammenhang sei verwiesen auf die Tatsache, daß es sich auf Grund vorliegender
Erfindung sogar als möglich erwiesen hat, solche Zinkspritzgußlegierungen, welche
bisher mit haltbaren galvanischen Überzügen überhaupt nicht versehen «erden konnten,
mit einwandfreien festhaftenden Überzügen zu versehen. Es sei ferner noch bemerkt,
daß die Anwendung von Zwischenschichten aus Weißmessing gegenüber den bekannten
Zwischenschichten aus Gelbmessing noch den besonderen Vorteil einer geringeren Potentialdifferenz
bieten, wodurch ebenfalls die Korrosionsgefahr vermindert ist. Beispiele: i. Blechstreifen
aus einer Zinklegierung, bestehend aus 2,7 % Kupfer, .I °% Aluminium, 0 03
oJro Magnesium, Rest Zinlz, von 2,5 X io cm werden bei Zimmertemperatur 5 bis io
Minuten bei 2 Amp/din= in einem Glanzweißniessingbad galvanisiert, welches je Liter
Lösung folgende Bestandteile enthält: 60 g Zn (CN).=. 83 g
Na C N, 78 g Na O H, 2ogCuCN, o,5 g Na S, 3 g Piperonal, 8 g m003.
Auf
die so erzeugten Zwischenschichten aus Glanzweißmessing, deren Dicke z. B. 3 bis
5 ,u betragen kann, -*erden Deckschichten aus vorgenannten Metallen bzw. Legierungen
derartiger Metalle nach üblichen Methoden unter Verwendung hierfür geeigneter galvanischer
Bäder aufgebracht.
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2. Zinkspritzgußstreifen von I/4 dm= werden bei Zimmertemperatur bei
5 bis io Amp/dm= in einem Weißmessingbad galvanisiert, welches im Liter folgende
Bestandteile enthält: 6o g Zn (C N)!!, 20 g Cu (G N), 83 g Na C N, 8o g Na OH.
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Auf die Zwischenschichten, die gegebenenfalls noch 'einer glättenden
Nachbehandlung unterworfen werden können, und deren Dicke z. B. etwa 2 bis q. ic
beträgt, werden die vorgenannten Deckschichten aufgebracht.
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Die Erfindung gestattet die Herstellung von Überzügen einwandfreier
Haftfestigkeit. Versuche mit erfindungsgemäß galvanisierten Blechen, bei welchen
auf die Zwischenschicht aus Weißmessing bzw. Glanzweißmessing Überzüge aus Nickel
aufgebracht worden sind, haben gezeigt, daß nach einmonatigem Lagern der Bleche
in Trockenschränken bei 95 bis ioo° keinerlei Fehler, wie Blasenbildung, in Erscheinung
getreten sind. Auch bei mehrstündiger Behandlung der Bleche im Dampftopf bei i und
2 atü traten keinerlei Fehler in Erscheinung.