Chromabscheidung aus trivalenten Elektrolyten

Chromabscheidung aus trivalenten Elektrolyten

Im dekorativen sowie funktionellen Bereich der Galvanotechnik spielen Chromschichten eine entscheidende Rolle. Die helle, glänzende und harte Schicht hat einen hohen Stellenwert in der Armaturen-, Möbel- und Automobilindustrie. Durch das Ersetzen von sechswertigen Chrombädern durch trivalente Elektrolyte ergibt sich oftmals das Problem, dass sich die Schichten optisch voneinander unterscheiden und so ein Mischverbau nicht möglich ist. Das Saphir 2000 BL Verfahren der Fa. Kiesow Oberflächenchemie GmbH & Co. KG aus Detmold ist ein modifiziertes, trivalentes Chromverfahren welches Abscheidungen mit b*-Werten im negativen Bereich (-0,5 bis -1) ermöglicht. Es ist speziell für die Ansprüche der Automobilindustrie entwickelt worden (Abb. 1).

Saphir 2000 BL ist seit ca. einem Jahr auf dem Markt und hat sich als ein zuverlässiges und robustes dreiwertiges Chromverfahren erwiesen. Es zeichnet sich dadurch aus, dass es auch bei hohen Belastungen verlässlich arbeitet und Schichtdicken bis zu 0,3 µm erreicht werden können.

Ein großer Vorteil ist die einfache Abwasserbehandlung. Der Saphir 2000 BL Elektrolyt beinhaltet keine Komplexbildner und kann daher mittels einfacher Neutralisationsbehandlung in einer üblichen chemisch-physikalischen Abwasserbehandlungsanlage entsorgt werden. Der Grenzwert für Chrom (gesamt) liegt für Abwasser gemäß Anhang 40 AbwV bei 0,5 mg/L und kann somit sicher und einfach eingehalten werden.

Im Gegensatz zu Elektrolyten mit starken Komplexbildnern und entsprechend hohen Anforderungen an eine aufwändige Behandlung, konnte die einfache Handhabung des Abwassers aus Saphir 2000 BL-Prozessen auch durch das Team der bi.bra Abwassertechnik GmbH bestätigt werden. In den durchgeführten Untersuchungen wurde der Elektrolyt unterschiedlich stark verdünnt (1:40, 1:20 und 1:10), um im Anschluss eine Neutralisationsfällung durchführen zu können (Tab. 1).

Tab. 1: Die Neutralisationsfällung der Verdünnungen wurde wie hier angezeigt durchgeführt 

Schritt

Aktion

Wert

Chemikalien

Bemerkung

1

Ansäuern

pH 1,5

HCl

 

2

Reaktionszeit

30 min

   

3

Neutralisation

pH 9,5

Ca(OH)2

 

4

Reaktionszeit

60 min.

   

5

Flockung

 

bi.bra Floc-MK

 

6

Filtration

   

Faltenfilter

7

Messung Klarfiltrat

   

 

Abb. 2: Ausfällung des Chromhydroxids nach der Zugabe der Kalkmilch (a);  Filtration der Lösung um das Chromhydroxid von der Klarphase zu trennen (b); Auffangen der Klarphase zur Analyse (c)Abb. 2: Ausfällung des Chromhydroxids nach der Zugabe der Kalkmilch (a); Filtration der Lösung um das Chromhydroxid von der Klarphase zu trennen (b); Auffangen der Klarphase zur Analyse (c)Danach wurden alle Proben getrennt über einen Faltenfilter gegeben und das Klarfiltrat aufgefangen (Abb. 2). Die Analyse des Klarfiltrates erfolgte nach DIN EN ISO 11885; 09-2009. Es zeigte sich, dass bei allen Proben die Cr-Konzentration im Abwasser unter 0,3 mg/L Cr lag und somit die Einleitbedingungen erfüllt wurden.

Laborbericht unter:

www.kiesow.org/aktuelles/saphir-2000-bl-248

Im Produktionsbetrieb ist die Verwendung einer Ionenaustauscheranlage (Abb. 3) zur Badpflege notwendig um, je nach vorgelagerten Prozessen, Fremdmetalle wie Cu, Ni, Fe, Zn mittels Spezialionenaustauscherharz sicher aus dem Elektrolyten zu entfernen. Diese Behandlungsanlage kann, je nach Produktionsaufkommen ein- oder zweistraßig bzw. mit manueller oder automatischer Steuerung ausgeführt werden.

Insgesamt gesehen sind die Abscheidungen des Saphir 2000 BL Elektrolyten mit denen aus hexavalenten Systemen vergleichbar, und die Abwasserbehandlung bereitet keine Schwierigkeiten. Es handelt sich um einen anwenderfreundlichen Elektrolyten, der die Ansprüche einer dekorativen Chromschicht voll umfänglich erfüllt.

Abb. 3: Schematische Darstellung der Chromanlage mit angeschlossener IonentauscheranlageAbb. 3: Schematische Darstellung der Chromanlage mit angeschlossener Ionentauscheranlage

Wir würden uns über die Chance freuen, Ihnen den Saphir 2000 BL Elektrolyten vorzustellen. Gern berät Sie unserer Technischer Außendienst während der Einführungsphase des Saphir 2000 BL Prozesses.

DIE AUTOREN

Dr. Reiner Dickbreder, Laborleiter/Entwicklung,
Lisa Büker und Martin Bertels,
Forschung und Entwicklung,
Kiesow Oberflächenchemie GmbH & Co. KG,
Detmold

  • Ausgabe: August
  • Jahr: 2022
  • Autoren: Dr. Reiner Dickbreder, Laborleiter/Entwicklung, Lisa Büker und Martin Bertels, Forschung und Entwicklung, Kiesow Oberflächenchemie GmbH & Co. KG, Detmold
  • Link: https://www.kiesow.org/
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