Die galvanische Verchromung

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1 SCHRIFTENREIHE GALVANOTECHNIK UND OBERFLÄCHENBEHANDLUNG Die galvanische Verchromung Günther A. Lausmann Jürgen N. Unruh Zweite komplett überarbeitete Auflage mit 247 Abbildungen und 66 Tabellen Fachverlag für 1 Oberflächentechnik - Galvanotechnik Produktion von Leiterplatten und Systemen (Baugruppentechnik) EUGEN G LEUZE VERLAG BAD SAULGAU GERMANY

2 1 Geschichte der Verchromung 11 2 Die elektrolytische Chromabscheidung Prinzip der Abscheidung Abscheidung durch schrittweise Reduktion von Chromat Abscheidung durch direkte Reduktion von Chromat Anodische Reaktionen Elektrodenreaktionen des Chroms in wässrigen Lösungen Grundbestandteile von Chromelektrolyten Chromsäure Fremdsäuren Netz- und Abdeckmittel Elektrolytverunreinigungen Chromelektrolyte auf der Basis von Chromsäure Schwefelsaure Elektrolyte Gepufferte Sulfatelektrolyte Mischsaure Elektrolyte Ätzfreie Hochleistungselektrolyte Duralloy - Bindungsmechanismus von Duralloy-Chrom Schwarzchrom Glanzchrom Weichchromelektrolyte und Tetrachrom Chromlegierungsabscheidung Chromelektrolyte auf der Basis von Chrom(III)Verbindungen Wirkung von Elektrolytbestandteilen in Chromatelektrolyten und andere Chromabscheidungsverfahren Wässrige Elektrolyte mit speziellen Zusätzen Elektrolyte mit anorganischen Zusätzen Elektrolyte mit organischen Zusätzen Abscheidung aus aprotischen Elektrolyten Abscheidung aus Ionenschmelzen Inchromieren Elektrolyt- und Schichteigenschaften 148

3 2.6.1 Kathodische Stromausbeute Streu- und Deckfähigkeit Leitfähigkeit Eigenschaften der Chromschichten Aussehen, Glanz, Rauheit Rissbildung bei einstufigen mikrorissigen Glanzverfahren A3 Härte von Chromniederschlägen Tribologische Eigenschaften Weitere Eigenschaften Amorphe Chromschichten Korrosionsbeständigkeit von Hartchromschichten Die Glanzverchromung Grundwerkstoffe und Zwischenschichten Vorbehandlung vor der Verchromung Glanzchromabscheidung Ansatz eines Chromelektrolyten Verfahrensparameter Elektrolytführung Anoden Praktische Hinweise Korrosionsschutz durch Glanzchromschichten Das System Nickel-Chrom und sein Korrosionsmechanismus Doppel- und Dreifachchrom Poröses Chrom und Mikrorisse durch Beeinflussung von Nickelelektrolyten Funktion des Korrosionsschutzes durch Mikroporen Kurzzeitprüfung durch Fuhrmanntest Andere Korrosionsschutzsysteme mit Glanzchrom Die Hartverchromung Wahl des Grundmaterials Einfluss der Verchromung auf die Eigenschaften des Grundmaterials Verchromen verschiedener Grundmaterialien Verfahrensablauf bei der Hartverchromung Wärmebehandlung des Bauteils vor dem Verchromen Schleifen und Polieren des Werkstückes vor und nach dem Verchromen Reinigen und Entfetten vor dem Hartverchromen Gestelle, Abschirmungen, Hilfsanoden Abdeckung ' Ätzen vor dem Verchromen Die Chromabscheidung * Bildung von Mikrorissen in Hartchromniederschlägen Tempern zur Wasserstoffentfernung nach dem Verchromen 302

4 4.3 Anwendung von Hartchromschichten Stoßdämpferkolben, Kolben für Gasdruckdämpfer und Hydraulikteüe Neue Prozesstechnik für die Hochgeschwindigkeitsabscheidung von Hartchrom Hochgeschwindigkeitsabscheidung mit extrem hohen Stromdichten Verchromung von Kolbenringen Tiefdruckwalzen-Verchromung Verchromung von Grauguss Verchromung von perforierten Edelstahlzylindern Verchromung von Aluminium Strukturchrom Entchromen Fehler und ihre Beseitigung bei der Glanz- und Hartverchromung Fehler und deren Ursachen Fehler bei der Glanzverchromung Fehler bei der Hartverchromung Entstehung und Abbau von Chrom(III)oxid in sechswertigen Verchromungselektrolyten Schadensfälle aus der Praxis Schadensfälle bei der Glanzverchromung Schadensfälle bei der Hartverchromung Anlagen und Zubehör Verchromen von schüttfähigen Massenteilen Tamponverchromen Abscheidung aus intensiv bewegten Elektrolyten Chromabscheidung mit besonderen Stromformen Vorelektrolyse Gleichstromabscheidung Deckstrom Gestufter Strom Unterbrochener Gleichstrom Pulsierender Gleichstrom Impulsüberlagerung Umpolung Wechselstromüberlagerung durch Gleichrichtung Wechselstromüberlagerung durch Gleichrichtung mit gesteuerten Gleichrichtern Echte Wechselstromüberlagerung durch spezielle Schaltungen Einfluss der Restwelligkeit auf die Hartchromabscheidung Absaugung Werkstoffbeständigkeiten Abwasserbehandlung und Stoffrückgewinnung 456

5 10 Inhaltsverzeichnis 8.1 Einleitebedingungen Behandlung chromathaltiger Abwässer Chemische Behandlung Anlagentechnik Wassersparende Spülmaßnahmen Kaskadenspülung Kreislaufspülung Rückgewinnung von Chromsäure aus Spülwasser Rückgewinnung von Chromelektrolyt aus Spülwasser Regeneration von Chromelektrolyten Online-Regenerierung von Chromelektrolyten mit Membranelektrolytzellen Ausblick Qualitätskontrolle Analytische Methoden zur Elektrolytüberwachung Chromtrioxid CrO 3 -Bestimmung Chromtrioxid CrO 3 -Bestimmung Sulfatbestimmung, gravimetrisch Kaliumbestimmung Sulfatbestimmung mittels Zentrifuge Kalibrierlösung für Sulfatbestimmung 3,5 g/l SO 2 4 ' Silicofluoridbestimmung Eisenbestimmung Aluminiumbestimmung Kupferbestimmung Zinkbestimmung Natriumbestimmung Kaliumbestimmung Wirkungsgradbestimmung Hullzelle Verfahren zur Abwasser- und Schlammuntersuchung Schichtkontrolle Kontrolle galvanotechnischer Elektrolyteigenschaften Anhang Eigenschaften und Daten des Chroms Stromausbeuten der Chromabscheidung Löslichkeit anorganischer Zusätze zu Chromelektrolyten Dichtemessung Umrechnungstabelle metrisch in US und Britische Maßeinheiten Stichwortverzeichnis 521 Firmen-Inserentenverzeichnis 531