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Verfahren zur Behandlung von galvanischen Zinküberzügen Die Erfindung
bezieht sich auf die Oberflächenbehandlung von galvanischen Niederschlägen, insbesondere
von galvanischen Zinküberzügen.
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Galvanische Zinküberzüge werden vielfach wegen ihrer vorteilhaften
Eigenschaften als Schutzüberzüge verwendet. Obgleich Zink gegen Korrosion nicht
sehr widerstandsfähig ist, beschleunigt es doch nicht die Korrosion von Eisen oder
Stahl, wie z. B. Kupfer und Nickel. - Da Zink in der elektromotorischen Reihe höher
steht, schützt es vielmehr Eisen oder Stahl gegen Rosten, selbst wenn erhebliche
Fächen des Grundmetalls freigelegt sind.
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Trotz der vielen Vorteile gegenüber anderen Stoffen für Überzüge konnten
galvanische Zinküberzüge bisher nicht so recht in der Praxis Eingang finden, da
sie kein gefälliges Aussehen aufweisen und selbst bei Anwendung einer Polierbehandlung
das gefällige Aussehen nicht beibehalten. Viele bekannte Verfahren des Elektroplattierens
von Zink ergeben dunkle, mißfarbene Überzüge. Andere Verfahren zeigexi den Nachteil,
daß die Überzüge zuerst ein gefälliges Aussehen ergeben, nach einer gewissen Zeit
aber die Niederschläge dunkel und mißfarben werden. Es sind bereits elektrolytische
Verfahren bekannt, bei denen die Zinkniederschläge eine bessere Glätte und einen
erhöhten Glanz aufweisen. Diese Niederschläge werden aber auch dunkel und mißfarben,
wenn sie der Einwirkung der Atmosphäre ausgesetzt werden.
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Die galvanisch hergestellten Zinküberzüge haben den Nachteil, daß
sie sehr zu Fleckenbildung neigen. So werden die Überzüge leicht fleckig, wenn sie
z. B. mit den Fingern der die Gegenstände behandelnden Person in Berührung kommen.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden; das Aussehen von Zinküberzügen
durch Eintauchen in Glanzznklösungen zu verbessern. NTAMT-
Diese Lösungen machen das Zink weniger empfindlich gegen Fleckenbildung
und etwas widerstandsfähiger gegen das Nachdunkeln in der Atmosphäre.
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Die Zinküberzüge, gleichgültig ob sie in einem Glanzbad behandelt
sind oder nicht, zeigen noch den weiteren Nachteil, daß das Löten auf Zink große
Schwierigkeiten bereitet, da das Lot nicht genügend haftet. Man ging deshalb bisher
so vor, daß man durch Verwendung von starken Flußmitteln den Zinküberzug auflöste
und dann das Löten unmittelbar auf dem Grundmetall vornahm, wobei allerdings durch
dieses Verfahren der Gegenstand unschön aussah und der Korrosionswiderstand verringert
wurde.
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Es wurde nun gefunden, daß; wenn man eine dünne filmartige Kadmiumschicht
auf dem Zinküberzug erzeugt; der Widerstand gegen Korrosion in der Atmosphäre erhöht
wird, der Überzug nicht matt wird und eine gefällige, weißliche Farbe erhält. Dabei
@ergibt sich der weitere Vorteil, daß das Löten auf den gemäß der Erfindung behandelten
Zinküberzügen keine Schwierigkeiten bietet. Zur Erzeugung des Kadmiumfilms auf dem
Zinküberzug kann man vorteilhaft so verfahren, daß der Gegenstand mit dem galvanischen
Zinküberzug in eine Lösung getaucht wird, die eine Cyanid- und eine Kadmiumverbindung
enthält. Hierbei kann die Menge des Kadmiums außerordentlich klein sein, so daß
die zusätzlichen Kosten für das Zinkplattieren gering bleiben.
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Die zu verwendenden Cyanidkadmiutnlösungen können in ihrer Zusammensetzung
in weiten Grenzen schwanken, und sie können bis fast zur vollständigen Erschöpfung
des Kadmiumgehalts benutzt werden. Da die Zusammensetzung " der Bäder innerhalb
sehr weiter Grenzen schwanken kann, bedürfen sie nur der geringsten Wartung und
Überwachung.
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Es würde ferner gefunden; daß es vorteilhaft ist, vor der Behandlung
des galvanischen Zinküberzuges in einer Kadmiumlösung den Zinküberzug zu reinigen
bzw. abzuspülen, was beispielsweise durch Eintauchen in eine verdünnte Natriumcyanidlösung
erfolgen kann.
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Durch dieses Vörbehandlungsbad werden die auf dem Überzug aus dem
Plattierungs-Bad mitgenommenen Zinkverbindungen entfernt: Die erfindungsgemäße Vorbehandlung
beschleunigt auch das Niederschlagen des Kadmiums und macht diesen Niederschlag
im Aussehen gleichmäßig.
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Die Erfindung wird an folgenden Beispielen erläutert: Beispiel i Die
behandelten galvanischen Zinküberzüge wurden durch Verwendung eines frisch angesetzten
handelsüblichen Zinkplattierungs-Bades hergestellt. Sie zeigen eine völlig glatte
Oberfläche. Die mit diesem Zinküberzug versehenen Gegenstände wurden sodann in eine
wässerige Lösung von Nätriumcyanid und Kadmiumoxyd eingetaucht, bis ein gleichmäßiger
und gefälliger Überzug erhalten war: Bei Verwendung der in der folgenden Tabelle
angeführten Zusammensetzungen der Lösungen ergeben sich folgende günstigste Eintaüchzeiten
in Sekunden:
Wird -der zinkplattierte Gegenstand zuerst in eine Kadmiumlösüng getaucht, so erscheint
zunächst ein brauner Film, alsdann erhält der Überzug bald die normale weißliche
Farbe des Kadmiums. Die Dicke der erzeugten Schicht in den obigen Bädern beträgt
ungefähr 0,000254mm.
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Die Konzentration der Lösung kann weitgehendst geändert werden, wobei
ein zufriedenstellender Überzug erhalten wird. Daß bei dem letzten Bad der Tabelle
ein nicht so heller Überzug erhalten wurde, ist wahrscheinlich auf die sehr lange
Zeit zurückzuführen, die zur Hervorbringung des Überzuges erforderlich war.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn man eine Behandlungslösung
verwendet, die ungefähr von 16 bis etwa 42 gll Natriumcyanid und etwa q. bis io
g%1 Kadmiumoxyd enthält.-Die Verwendung noch stärkerer Lösungen ist insofern kostspielig,
als gewisse Mengen
der Lösung beim Herausheben der behandelten Gegenstände
an diesen haften und dadurch verlorengehen.
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Obwohl man die Lösungen bis zur völligen Erschöpfung verwenden kann,
ist es doch ratsam, dies nicht zu tun, da sonst die Behandlungszeit zu lange ausgedehnt
werden muß, um zufriedenstellende Überzüge zu erhalten.
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Die in das Bad eingebrachten Zinkverbindungen bei nicht gereinigten
Überzügen oder wenn sie vorher nicht in einem Cyanidbad eingetaucht wurden, üben
keine besonders schädliche Wirkung unter gewöhnlichen Arbeitsbedingungen aus.
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Das Verhältnis von Natriumcyanid zu Kadiniuinoxyd ist ungefähr dasjenige
eines Kadmiuinplattierungsbades. Dieses Verhältnis kann in weiten Grenzen schwanken,
und es richtet sich etwa nach den Bedingungen bei Kadmiumniederschlägen. Im allgemeinen
soll das Verhältnis ungefähr 2 : 5 betragen.
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In manchen Fällen kann die Kadmium-Schicht glänzend gemacht werden
dadurch, daß die Niederschläge in eine sehr verdünnte Glanzlösung für eine sehr
kurze Zeit eingetaucht werden. Bei längerer Glanzbehandlung oder Verwendung von
stärkeren Glanzlösungen würde das Kadmium ganz entfernt werden. Es wurde gefunden,
daß das Eintauchen für q. Sekunden in eine Lösung, die o,2511/0 Schwefelsäure und
a o/o Wasserstoffperoxyd enthält, gute Erfolge zeitigte.
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Wenn Zinkniederschläge gemäß der Erfindung verwendet werden sollen,
die keine glänzende, glatte Oberfläche aufweisen, können die Niederschläge in einem
Glanzbad behandelt werden, um Flecken zu entfernen, bevor die Behandlung in der
Cyanidkadmiumlösung erfolgt. Hierfür kann jede geeignete Glanzlösung für Zink verwendet
werden, z. B. eine saure Wasserstoffperoxydlösung oder eine verdünnte Salpetersäurelösung.
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An sich können handelsübliche Cyanidkadmiumelektrolyte zur Behandlung
der galvanischen Zinkniederschläge verwendet werden. Bei manchen solchen Bädern
hat sich ergeben, daß sie nicht zufriedenstellend arbeiten. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß die handelsüblichen Bäder anscheinend organische Zusätze enthalten, die schädlich
sind, weshalb ihre Verwendung vermieden werden sollte. Beispiele Mehrere nach einem
gewöhnlichen Verfahren hergestellte galvanische Zinkniederschläge werden kurz in
eine Natriumcyanidlösung getaucht, die 26 g je Liter Natriumcyanid enthält. Die
plattierten Gegenstände werden dann noch naß in eine Cyanidkadmiumlösung eingetaucht,
die 32 g je Liter Natriumcyanid und 9,6 g je Liter Kadmiumoxyd enthält. Nach
ungefähr 18 Sekunden Eintauchzeit sind die Gegenstände ausreichend überzogen, worauf
sie aus der Lösung gehoben werden.
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Die Verwendung einer Cyanidlösung als Vorbad. ergibt einen sehr glatten
und gleichmäßigen Kadmiumüberzug auf dem Zinkniederschlag.
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Die Konzentration des Cyanidlösung enthaltenden Vorbades kann verschieden
gewählt werden. Lösungen, die von 2 bis roo g/1 Natriumcyanid enthalten, wurden
als zufriedenstellend gefunden: