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Verfahren zur galvanischen Vergoldung von Gegenständen, z. B. Schreibfedern,
aus Chromstahl Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum galvanischen Vergolden
von Gegenständen, z. B. Schreibfedern, aus Chromstahl.
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Bekanntlich können aus Kohlenstoffstahl o. dgl. hergestellte Schreibfedern
in der Weise galvanisch vergoldet werden, daß in einem alkalischen Plattierungsbad
eine Goldschicht auf sie niedergeschlagen wird. Dabei läßt es sich jedoch infolge
der Porosität elektrolytisch niedergeschlagener Plattierungen nicht vermeiden, daß
das Grundmetall der Federn von den Säurebestandteilen der Tinte durch die Poren
der Goldschicht hindurch angegriffen wird und die so vergoldeten Federn daher rasch
korrodieren und ihren Glanz verlieren.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist man dazu übergegangen, unter der
Einwirkung von Säuren stehende Gegenstände, wie Schreibfedern, aus Chromstahl herzustellen.
Dabei hat es sich gezeigt, daß das oben angegebene Verfahren zum Vergolden von aus
Chromstahl bestehenden Gegenständen nicht geeignet ist, da sich auf Chromstahl durch
ein bloßes Niederschlagen des Goldes aus einem alkalischen Plattierungsbad keine
festhaftende Goldschicht erreichen läßt. Dies ist hauptsächlich darauf zurückzuführen,
daß die sich bekanntlich unter der Einwirkung der Außenluft auf Chromstahl bildende
korrosionsfeste Oxydschicht infolge ihrer schwammartigen Beschaffenheit auf ihrer
Unterlage nur sehr schlecht haftet.
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Es ist daher zum galvanischen Vergolden von Gegenständen, wie Schreibfedern,
aus Chromstahl der Vorschlag gemacht worden, den Chromstahl zunächst in Salzsäure
elektrisch zu beizen und nach Abspülen der Salzsäure in einem sauren Bade zu vernickeln
o. dgl. und erst im Anschluß an diesen Vernicklungsvorgang galvanisch zu vergolden.
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Nach diesem älteren Verfahren muß also zur Erzielung eines gut haftenden
Goldüberzuges vor dem eigentlichen Vergolden zuerst eine Zwischenschicht aus Nickel
o. dgl. auf den Chromstahl aufgebracht werden. Dies ist jedoch ziemlich umständlich
und außerdem auch verhältnismäßig kostspielig. Ferner besteht hier, z. B. im Falle
von Schreibfedern, die Gefahr, daß die zwischengeschaltete Nickelschicht durch die
beim galvanischen Vergolden unvermeidlichen Poren der Goldplattierung hindurch durch
die in den meisten handelsüblichen Tinten vorhandene Salzsäure angegriffen und allmählich
zersetzt wird.
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Nach der Erfindung sind diese Nachteile dadurch behoben, daß die auf
dem Chromstahl vorhandene Oxydschicht zunächst durch elektrolytisches, und zwar
kathodisches Beizen in einer Säure, z. B. Salzsäure, entfernt und darauf vor der
Neubildung der Oxydschicht die Goldschicht auf den Gegenstand elektrolytisch niedergeschlagen
wird.
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Durch ein solches unmittelbares Niederschlagen der Goldschicht auf
den Chromstahl unter Verhinderung einer Neubildung der Oxydschicht läßt sich eine
fest auf ihrer Unterlage haftende Goldschicht erreichen, die gegenüber mechanischen
Beanspruchungen,wie Reibkräften o. dgl., einen hohen Widerstand aufweist. Außerdem
ist,
z. B: im Falle von Schreibfedern, auch die Gefahr behoben, daß der Chromstahl durch
die Poren der -Göldplattierung hindurch von der in den meisten Tinten enthaltenen
Salzsäure angegriffen wird. Der Grund hierfür ist darinzu suchen, daß sich nach
dem Herausziehen c? zu vergoldenden Gegenstandes aus dem Platti@. -rüngsbad an den
bloßliegenden Stellen des Gegenstandes unter der Einwirkung der Außenluft durch
die Poren der Plattierung hindurch eine säurefeste Oxydschicht bildet. Der vergoldete
Gegenstand ist daher über seine gesamte Oberfläche erstens durch die fest anhaftende
Goldschicht und in den Poren der Goldschicht durch die sich an diesen Stellen durch
die Plättierüng hindurch bildende Oxydschicht gegen die Einwirkung von. Säuren geschützt
bzw. korrosionsfest gemacht.
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Das neue Verfahren ist nachstehend in seiner Anwendung auf eine Schreibfeder
beschrieben. Als Ausgangswerkstoff ist zweckmäßig ein Chromstahl mit einem geringen
Zusatz an Molybdän; wie z. B. ein etwa 18% Chrom, ß0/0 Nickel und 2,50/0 Molybdän
enthaltender Chromnickelstahl, zu verwenden. Ein solcher geringer Zusatz. an Molybdän
ist insofern zweckmäßig; als einige der handelsüblichen Tinten einen so hohen Gehalt
an freier Salzsäure aufweisen, daß eine reine Chromoxydschicht durch diese Tinten
möglicherweise angegriffen werden könnte: Diese Gefahr läßt sich durch Zusetzen
eines kleinen Prozentsatzes an Molybdän verhindern, da in diesem Falle die Säurebeständigkeit
der sich bildenden Oxydschicht durch ihren Gehalt an Molybdänoxyd erheblich größer
ist.
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Zu ihrer Vergoldung ist die Feder zunächst von der auf ihrer Oberfläche
vorhandenen Oxydschicht zu befreien. Dies geschieht zweckmäßig durch elektrolytisches,
und zwar kathodisches Beizen in einer Säure, z. B. Salzsäure. Die Konzentration
der Salzsäure in dem Beizbad beträgt vorteilhaft etwa 25 bis 5o0/°. Nach dem Beizvorgang
ist die Feder zweckmäßig in einem verdünnten Säurebad, das beispielsweise ungefähr
1o bis 150/0 Salzsäure enhalten kann, zu spülen, worauf sie möglichst rasch in ein
Goldplattierungsbad zu überführen ist. Eine solche rasche Überführung der Feder
von dem Spülbad in das Plattierungsbad ist insofern von Vorteil, als sich mit der
verhältnismäßig schwachen Salzsäurekonzentration des Spülbades eine Neubildung der
Oxydschicht nur für kurze Zeit verhindern läßt. Die Salzsäurekonzentration des Spülbades
ist dabei deshalb möglichst niedrig "zu halten, um zu verhindern, daß zusammen mit
der Feder größere Mengen an Salzsäure in ,das Plattierungsbad gelangen und den Säure-:
Behalt des Plattierungsbades auf diese Weise über das gewünschte Maß hinaus erhöhen.
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Das vorbeschriebene Nachspülen der Feder in einem verdünnten Salzsäurebad
ist jedoch nicht unbedingt erforderlich; es könnte vielmehr entweder ganz unterbleiben
oder aber es könnte gegebenenfalls und insbesondere im Falle einer raschen Überführung
der Feder von .4:dem starken Beizbad in das Plattierungsbad -'durch ein Spülen in
Wasser ersetzt werden. Es ""kommt also nicht so sehr auf den Spülvorgang als solchen
an als darauf, daß schon etwas Gold auf die Feder niedergeschlagen ist, bevor sich
die Oxydschicht neu bilden kann.
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Das Plattierungsbad sollte zweckmäßig leicht sauer reagieren; und
zwar könnte es etwa die folgende Zusammensetzung aufweisen: 0,481 konzentrierter
Salzsäure, 226,8 gNatriumcyanid, 3e54 g Natriumgoldcyanid, 3,81 Wasser.
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Ein solches Bad weist einen verhältnismäßig niedrigen Gehalt an Salzsäure
auf; die Säurekonzentration könnte jedoch im Bedarfsfalle auch so weit herabgesetzt
werden, bis das Bad annähernd neutral ist, oder aber so weit erhöht werden, bis
das Bad nahezu konzentrierte Salzsäure darstellt, der etwas Gold und Cyansalz zugesetzt
ist. Ein geringer Zusatz an Cyansalz ist insofern wichtig, als zur Erzielung guter
Ergebnisse in, dem Plättierungsbad etwas Cyanwasserstoffsäure vorhanden sein muß.
Die Cyanwasserstoffsäure bildet sich dabei aus der Salzsäure und dem Cyansalz; die
Salzsäure dient dabei hauptsächlich dazu, erstens die Bildung bzw. Neubildung einer
schwammigen, nichthaftenden Oxydschicht auf der Feder zu verhindern und zweitens
die Niederschlagswirkung des Plattierungsbades zu erhöhen. Dem jeweiligen besonderen
Gehalt des Bades an freier Cyanwasserstoffsäure kommt keine entscheidende Bedeutung
zu; er sollte nur so groß sein, daß das Bad auf Lackmus leicht sauer reagiert, wobei
er zumindest so weit erhöht werden kann, als sich die Cyanwasserstoffsäure mit dem
anwesenden Gold vereinigen kann. Wird ein Bad der oben angegebenen Zusammensetzung
benutzt, so ist die vorhandene Cyanwasserstoffsaure zweckmäßig von Zeit zu Zeit
durch einen entsprechenden Zusatz an Natriumcyanid oder in irgendeiner anderen Weise
zu erneuern, und zwar ist ein solcher Zusatz an neuem Natriumcyanid vorteilhaft
dann vorzunehmen, wenn der Glanz des Goldniederschlages merklich nachläßt. Bei einem
normalen Plattierungsbad von ungefähr 571 Inhalt genügt ein Zusatz von etwa 5o bis
15o g Natriumcyanid je 5oo Gros Federn.
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Im Bedarfsfalle könnten natürlich auch andere Goldsalze, wie z. B.
Chlorgold, verwendet werden. Allerdings müßten dem Bad auch in diesem Falle Salzsäure
und Cyansalz zugesetzt werden, um auf diese Weise das Vorhandensein freier Cyanwasserstoffsäure
gewährleisten zu können.
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Nach Beendigung des Goldplattierungsvorganges kann die Feder aus dem
Plattierungsbäd herausgezogen und in Benutzung genommen
werden.
Da die Goldschicht unmittelbar auf das Metall niedergeschlagen worden ist, kann
sich an den mit Gold bedeckten Stellen der Feder auch nabh Herausziehen der Feder
aus dem Plattierungsbad keine neue Oxydschicht mehr bilden. Dies hat eine gute Haftfähigkeit
der Goldschicht auf der Feder zur Folge. In den beim Plattieren auf elektrolytischem
Wege unvermeidlichen Poren der Goldschicht wird sich dagegen eine solche neue Oxydschicht
bilden können; dadurch sind auch diese Stellen korrosionsfest gemacht.
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Wenn die in der angegebenen Weise mit einem ersten Goldüberzug versehene
Feder auch unmittelbar in Benutzung genommen werden kann, so soll sie doch zweckmäßig
in einem der üblichen alkalischen Bäder, z. B. einem Cyansalzbad, noch einem zweiten
Plattierungsvorgang unterworfen werden.
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Ein solches alkalisches Bad könnte beispielsweise auf 11 Wasser
etwa 3,7 g Natriumgoldcyanid und etwa 18,6 g Natriumcyanid enthalten.
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Wie bereits weiter oben erwähnt, ist die fertige Feder trotz der anfänglichen
Entfernung der korrosionsfesten Oxydschicht gegen ein. Korrodieren unter irgendwelchen
chemischen Einflüssen vollständig geschützt, wobei sie außerdem auch ihren Glanz
nicht verliert. Ihre vollkommene Korrosionsfestigkeit trotz der beim Plattieren
auf elektrolytischem Wege unvermeidlichen Porosität der niedergeschlagenen Goldschicht
ist wohl hauptsächlich darauf zurückzuführen, daß sich in den Poren der Plattierung
erneut eine Oxydschicht bildet. Ist die Goldschicht an bestimmten Stellen der Feder,
z. B. an der Federspitze, vollständig abgenutzt, so bildet sich auch an diesen Stellen
wieder eine Oxydschicht.