Artikelarchiv Galvanotechnik

Vorbemerkung: Heft 2/1962 vorliegender Zeitschrift erschien als Sonderheft „Galvanische Edelmetall-Überzüge“. Ergänzend zu den umfangreichen Aufsätzen in jenem Sonderheft veröffentlichen wir in vorliegender Ausgabe eine weitere Arbeit zum Thema von Herrn Prof. Dr. Weiner. Die Herstellung eines Goldüberzuges auf unedlen Metallen ist grundsätzlich nach drei verschiedenen Verfahren möglich: Feuervergoldung mit Hilfe von Goldamalgam, Walzplattierung durch Verschweißen von Unterlage und Goldauflage unter Druck und Wärme und schließlich galvanische Vergoldung.

Das Angebot an galvanischen Spezialelektrolyten mit ausgesprochen einebnender Wirkung wird täglich vielfältiger. Meist ist die Neuanschaffung derartiger Bäder aber mit größeren Unkosten verbunden, da maximale Ergebnisse nur mit bester technischer Ausrüstung erzielt werden. Auch die Elektrolyte selbst sind nicht billig und der Fachmann fordert deshalb mit Recht schon im Angebot eine ausreichende Aufklärung über ihre Leistungsfähigkeit. Die Forderung nach einer physikalisch technischen Größe für den Einebnungseffekt galvanischer Bäder wurde immer wieder gestellt. Sie ist berechtigt, denn die Einebnung verschiedener Glanznickel- und Glanzkupferbäder entspricht sich keineswegs in allen Fällen.

Zum Trocknen wasserfeuditer Ware wurden als apparative Einrichtungen die „ASL-Trockner“ von der Wacker-Chemie entwickelt, welche in der Fachwelt bekannt sind. In diesem Zusammenhang wurde stets darauf hingewiesen, daß infolge seiner weitaus günstigeren Eigenschaften als Trocknungsflüssigkeit das Perchloräthylen allein in Frage komme. Per schien zum Abdampfen von Wasser geeigneter zu sein, weil der Wasserdampf in einem physikalisch bestimmten Verhältnis zum Dampf des Lösemittels steht und das sogenannte binäre Dampfgemisch von Per einen größeren Wassergehalt hat.

In Heft 6, Band 51 (1960) vorliegender Zeitschrift veröffentlichte Chem.-lng. W. Weber einen Beitrag „Methoden zur Bestimmung kleiner Cyanmengen in galvanischen Abwässern“. In Heft 11, Band 51 (1960) nahm auch Herr Dr. L. Lancy (USA) zu diesen Problemen Stellung und veröffentlichte eine neue Analysen-Methode zum Thema. Unter Bezugnahme auf diese Veröffentlichungen erhalten wir vom Staatlichen Forschungsinstitut in Prag den nachstehend veröffentlichten Diskussionsbeitrag und danken den Autoren aus der Tschechoslowakei auch an dieser Stelle für die Teilnahme am Erfahrungsaustausch auf internationaler Grundlage.

Wirkung von Temperaturen auf die Verschleißfestigkeit von Chromüberzügen: Harte Metallüberzüge werden zum Schutz metallischer Oberflächen gegen Korrosion und Verschleiß angewendet. Insbesondere Stahl, Nickel und Chrom zählen zu den wichtigsten überzugsmetallen, die auf galvanischem Wege gegen Verschleiß abgeschieden werden. Chrom besitzt von den genannten überzugsmetallen die größte Härte und kann direkt auf z. B, Stahl und Eisen, auch Grauguß, abgeschieden werden.

Mit zunehmender Industrialisierung stieg in gleichem Maße die Anforderung, die an Qualität und Güte der Erzeugnisse gestellt wird. Hat doch die Güte eines Erzeugnisses immer einen großen Einfluß im industriellen Wettbewerb. In früheren Zeiten wurde meist die Qualität eines Produktes durch den Ruf des Herstellers gekennzeichnet. Heutzutage versucht man durch systematische Untersuchungen die Güte eines Erzeugnisses zu charakterisieren. Für die Galvanotechnik bietet sich hierzu als einfache und sichere Kontrollmethode die Attributprüfung (Gut-Schlecht-Prüfung) nach sogenannten Stichprobenplänen an. Bei Anwendung von Stichprobenplänen ergibt sich im Gegensatz zur 100%igen Prüfung der Vorteil, daß erstens die Prüfkosten erheblich gesenkt werden und daß zweitens, besonders bei hochpolierten Teilen, die Prüfermüdung geringer wird.

Wenn das vorliegende Heft der „Galvanotechnik“ aus der Druckpresse kommt, fand bereits am 12. März in Frankfurt die erste Veranstaltung der Bezirksgruppe Hessen statt. Einzelheiten und einen Bericht über die Gründung dieser Bezirksgruppe finden unsere Leser auf Seite 145 dieses Heftes. Die Einladung für diese erste Veranstaltung in Frankfurt wurde bereits im Februar-Heft dieser Zeitschrift veröffentlicht. Herr Dr.-lng. Kurt Frölich (AEG, Frankfurt) machte damit den Anfang für die Arbeit der Bezirksgruppen.

Kurzauszüge aus dem internationalen Schrifttum der Oberflächenbehandlung von Metallen

Erstes Referate-Organ dieses Fachgebietes

• Wichtiges in Kürze
• Neues aus der Fachwelt
• Hier sprechen die Lieferfirmen
• Patentschau (Pateirtanmeldungen, erteilte Patente, ausländische Patente)

Die galvanische Abscheidung von dicken Goldlegierungsüberzügen bezeichnet man als Hartgoldplattierung. In den Bereich der Hartgoldplattierung fallen alle galvanischen Goldlegierungsauflagen, die einen genügend hohen Anteil an Legierungsmetallen enthalten, um sich in ihrer Farbe und Härte von Feingold deutlich zu unterscheiden und die mindestens etwa 1 µm dick sind. Überzüge unter 1 µm Dicke gehören zur Färb- oder Hartvergoldung. Im allgemeinen enthalten Hartgoldplattierungsüberzüge 10 bis 30 % an Legierungsmetallen (Feingehalt 700 bis 900 ‰ Gold) und werden in Schichtdicken bis 20 µm abgeschieden.

Über die Erscheinung der Spannungskorrosion – d. h. die Eigenschaft bestimmter Legierungen, unter der Einwirkung korrodierender Agentien beim gleichzeitigen Vorliegen mechanischer Zugspannungen aufzureißen – liegt eine umfassende Literatur vor. Hauptthema der Untersuchungen stellt dabei die Aufklärung der verschiedenen Korrosionsmechanismen dar und deren Zusammenhänge mit dem jeweiligen physikalischen Zustand der betreffenden Legierungen. Weniger Interesse scheint die Frage gefunden zu haben, inwieweit die Erscheinung der Spannungskorrosion durch die Aufbringung korrosionsbeständiger Deckschichten verhindert werden kann.

1. Einleitung: Während das Gold früher ausschließlich für rein dekorative Zwecke eingesetzt wurde, findet es in jüngster Zeit in steigendem Maße Anwendung in der Technik als korrosionsschützender Überzug, über die verschiedenen Verfahren und Anwendungsgebiete wird in anderen Aufsätzen dieses Heftes berichtet. 2. Die chemische Vergoldung: Die Methode der chemischen Vergoldung ist schon sehr lange bekannt. Betrachtet man die in der Literatur hierüber vorhandenen Abhandlungen, dann stellt man zwei Grundprinzipien fest, nach denen diese Vergoldungsbäder arbeiten: a) Austausch; b) Reduktion.

1. Einleitung: In diesem Aufsatz sollen sowohl die günstigen wie auch die nachteiligen Eigenschaften der Edelmetalle besprochen werden. Bemerkt sei, daß in den Vereinigten Staaten (RR-T-51a) und England (B. S. 2816: 1957) Normen für technisch verwendete galvanische Silberüberzüge sowie auch für Rhodiumschichten auf Silber, Kupfer, Stahl oder Aluminium (DTD 931) bestehen. 2. Korrosion: Die Edelmetalle widerstehen dem Angriff der meisten Chemikalien und Gase. Bei Silber ist lediglich die Unbeständigkeit gegen Schwefelverbindungen in manchen Fällen sehr unangenehm.

Die Entwicklung der Elektrotechnik und ganz besonders der Elektronik hat ein bedeutendes Anwendungsgebiet für die Edelmetallgalvanik geschaffen, und damit die Entwicklung der Galvanik mit Silber, Gold, Rhodium, von denen diejenigen mit Silber und Gold zu den ältesten angewendeten Verfahren gehören – es sei nur daran erinnert, daß Werner Siemens, der Begründer des Hauses Siemens, sich in jungen Jahren intensiv mit diesen Problemen beschäftigt hat – außerordentlich gefördert. Es darf heute festgestellt werden, daß es sich um eine sehr fruchtbare Parallelentwicklung handelt, indem die Elektrotechnik und Elektronik erst die Möglichkeiten geschaffen haben, diese alten galvanischen Verfahren technisch einwandfrei anwenden zu können, während andererseits die von dieser Entwicklung profitierende Galvanotechnik damit in die Lage versetzt wurde, der Elektrotechnik und Elektronik neue Verfahren zur Verfügung zu stellen, die es dieser letzteren ermöglichen, bis jetzt ganz oder teilweise ungelöste Probleme technisch einwandfrei zu lösen.

In Heft 4 1960 vorliegender Zeitschrift veröftentlichten wir bereits eine Reportage über die Galvanik der WMF. Dieser Bericht bezog sich auf die Besteckfertigung bei der WMF, wahrend die nachfolgende Veröffentlichung sich bevorzugt mit der Hohlwarenfertigung beschältigt. Verlag und Schriftleitung sprechen der Geschäftsleitung der WMF Geislingen den besten Dank aus für die Genehmigung zur Abfassung und Drucklegung dieses Berichtes.

In der gesamten Elektrotechnik gibt es eine größere Anzahl von Anwendungsgebieten für galvanische Metallplattierungen, insbesondere Edelmetallplattierungen, über deren Verwendung und Eigenschaften hier berichtet werden soll. Die wichtigsten Verwendungszwecke solcher galvanisch aufgebrachten Edelmetallüberzüge sind (a) der Schutz unedler Metallteile vor der Einwirkung aggressiver Umgebungsmedien, (b)| die Verbesserung elektrischer Eigenschaften und (c) die Erhöhung der Abriebfestigkeit und die Verbesserung des Gleitverhaltens von anderen Metallteilen. Folgende Grundmetalle kommen hauptsächlich in Betracht: Silber, Kupfer, Beryllium-Kupfer-Legierung, Messing, Phosphor-Bronze, Neusilber, Eisen-Nickel-Legierung, Vacon^(R) (Eisen - Kobalt - Nickel - Legierungen), Nickel, Aluminium, Molybdän, Titan.

Gold und Silber waren die ersten Metalle, die galvanisch abgeschieden wurden. Dabei war ausschließlich an die Verschönerung durch die Behandlung gedacht: diese Zielsetzung blieb jahrzehntelang unverändert. Erst in den letzten Jahrzehnten ist es gelungen, die galvanischen Verfahren der Edelmetallabscheidung so weit zu vervollkommnen, daß die Erzeugnisse sehr wohl in Wettbewerb mit den nach anderen Verfahren hergestellten treten können. Der beste Beweis für die Hochwertigkeit der heutigen galvanischen Edelmetallüberzüge ist der, daß sie in zunehmendem Maße für technische Zwecke verwendet werden, wo es nicht auf das schöne Aussehen, wohl aber auf beste Korrosionsbeständigkeit ankommt und sich immer weitere Anwendungsgebiete in dieser Richtung erschließen.

Kurzauszüge aus dem internationalen Schrifttum der Oberflächenbehandlung von Metallen

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C. Grundlagen der Regelungsvorgänge:

In vorangehenden Aufsätzen dieser Aufsatzserie wurden im Abschnitt A (Wissenschaftliche Grundlagen) die chemischen Vorgänge bei der Entgiftung cyanidhaltiger und chromathaltiger Abwässer und die zur Messung der Giftkonzentrationen und des pH-Wertes verwendeten Elektroden behandelt und im Abschnitt B (Grundlagen der stromlosen Gleichspannungsmessung über die Grundlagen der stromlosen Messung der Zellspannung) der eingesetzten Elektroden berichtet. In dem vorliegenden Artikel sollen die Grundlagen der Regelungsvorgänge bei der kontinuierlichen Entgiftung und Neutralisation industrieller Abwässer behandelt werden.