203388. lajstromszámú szabadalom • Króm-galvánfürdő és eljárás krómréteg galvanotechnikai leválasztására fémalapra
3 HU 203 388 B 4 Az ábrák ismertetése Az 1. ábra a találmány szerinti elektrotikus krómbevonat tapadó, lamináris szerkezetének keresztmetszeti ábrázolására. A 2. ábra a technika állása szerinti funkcionális krómgyártmány keresztmetszeti ábrázolása, amely az elektrolitikus krómbevonat oszlopos szerkezetét mutatja be. Az elektrolitikus krómbevonatok szerkezetét a következő közleményekben ismertetett módszerekkel állapítottuk meg: Dennis, J. K. és munkatársai: Nickel and Chromium Plating 1972, 205-206. oldal; Lowenheim: Modem Electroplating, John Wiley & Sons, 3. kiadás, 1974. Egy találmány szerinti tipikus funkcionális króm-galvánfürdő összetétele a következő. A komponensek koncentrációját g/literben adjuk meg. I. táblázat Megfelelő Előnyös KOMPONENS krómsav 200-450 250-350 szulfoecetsav’ 40-100 70-90 KOMPONENS ADOTT ESETBEN szulfát-ion 0-4,5 2,5-3,5 ÜZEMI KÖRÜLMÉNYEK: GYORS GALVANIZÁLÁS (4 543 172 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás) áramsűrűség (A/m* 1 2) 77,5-139,5.103 * 108.5-124.105 hőmérséklet (*C) 50-70 55-60 HAGYOMÁNYOS GALVANIZÁLÁS áramsűrűség (A/m2) 1.55-7.75.1Ö3 3.1-4.6.103 hőmérséklet (*C) 45-70 50-60 Megjegyzés: A szulfoecetsav jelen lehet mint szulfoacetát, izetionsav (2-hidroxi-etán-szulfonsav) vagy izetionát is, amelyek a galván fürdőben oxidálva szulfoecetsavat adnak a kívánt koncentrációban. Az áramkihasználásokat - a találmány szerint galvánfurdő-összetételt használva - különböző galvanizálási körülményekre a n. táblázat szemlélteti. II. táblázat Galvanizálási körülmények A galvanizálás áramkihasználása nagy áramsűrűség 50% hagyományos kis áramsűrűség 25% A fémalapon, például acélon a találmány szerinti galvánfürdőből a fenti körülmények között képződött tipikus elektrolitikus krómbevonat a következő fizikai tulajdonságokkal, kémiai összetétellel és teljesítménytulajdonságokkal rendelkezik. III. táblázat FIZIKAI TULAJDONSÁGOK tapadás a szubsztrátumhoz - kitűnő fényesség - kitűnő szerkezet - tapadó lamináris felület-sima vastagság - 0,0025 - 0,050 mm (gyors galvanizálás) >0,0025 mm (hagyományos galvanizálás) KÉMIAI ÖSSZETÉTEL kéntartalom-0,4-1 tömeg% TELJESÍTMÉNY-TULAJDONSÁGOK keménység - KN1(X) >1100, például 1100-1400* súrlódási koefficiens - kitűnő kopásállóság - kitűnő A KN100 (Knoop Hardness) 100 g tömeget alkalmaz. Valamennyi értéket Knoop Hardness Units (KH)-ban fejeztük ki. Ami az ábrákat illeti, az 1. ábra a találmány szerinti krómgyártmányt szemlélteti, amit mind nagy, mind kis áramsűrűségeknél elkészítettünk. A gyártmány az 1 szubsztrátumból áll, ami általában egy fémalap, például szilárd acél rész, amelyre a 2 krómréteget a találmány szerint galvanotechnikával leválasztjuk. A 2 krómrétegnek 3 tapadó lamináris szerkezete van és felülete sima és lényegileg sík. A lamináris szerkezet tökéletesített kopási tulajdonságokat és kis súrlódási koefficienst biztosít a krómrétegnek. A keménységi tulajdonság megmarad még magasabb hőmérsékleten végzett hőkezelés után is. így például a galvanizálás utáni 1397 KH KN100- érték 1376 lesz, miután a gyártmányt 2 órán át 482 ‘C-on tartottuk. A hagyományos króm-galvánfiirdőből, nagy áramsűrűséggel előállított krómgyártmányt a 2. ábra szemlélteti. A 2’ krómrétegnek 3’ oszlopos szerkezete van, ami lehetővé teszi, hogy krómdarabok kicsorbuljanak vagy letörjenek, elsősorban az utókezelési műveletek alatt, és ennek eredménye, hogy a leválasztott réteg megkarcolódik. A találmányt közelebbről a következő példák szemléltetik. Kis áramsürüséggel végzett galvanizálás 1. példa Elkészítünk egy alábbi összetételű króm-galvánfürdőt: krómsav 250 g/lilter szulfoecetsav 40 g/lliter Krómot választunk le ebből a fürdőből egy acéltüskére (mandrel) 7,75 A/m áramsűrűségnél, 60 *C-on, 20 percig, így 0,020 mm vastagságú krómréteget képezünk rajta. Az áramkihasználás 20%. Az elektrolitikus krómbevonat a II. táblázatban feltüntetett fizikai és teljesítménytulajdonságokkal rendelkezik. A KNu» keménységi érték 1397. A réteg kéntartalma 0,41 tömeg% S. 2. példa Alábbi összetételű galvánfürdőt készítünk: krómsav 250 g/liter szulfoecetsav 40 g/liter Ebből a fürdőből a krómot acéltüskére választjuk le 7.75.1Ö5 A/m2 áramsűrűségnél, 60 *C-on, 20 percig, így 0,020 mm vastagságú krómréteget képezünk rajta. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
