Z-N 500 CYANIDFREIES ALKALISCHES ZINK - NICKEL VERFAHREN

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1 Süd GmbH Am Marienberg 4, D Lautertal-Lautern Tel Fax Z-N 500 CYANIDFREIES ALKALISCHES ZINK - NICKEL VERFAHREN KENNZEICHEN: ZN - 1 : Dunkelblaue Lösung ZN - 2 : Violette Lösung ZN - 3 : Gelbliche Lösung ZN - 4 : Dunkelviolette Lösung ANWENDUNGSGEBIET: Das cyanidfreie alkalische Zink-Nickelbad Z-N 500 scheidet auf Gestell- und Trommelware aus Eisen und Stahl glänzende Niederschläge einer Zink-Nickel- Legierung mit einem Nickel-Gehalt von % ab, die chromatiert einen hervorragenden Korrosionsschutz bieten. Das Bad erzeugt bei Stromdichten bis 4 A/dm² gleichmäßig glänzende Überzüge, besitzt eine sehr gute Glanztiefenstreuung und Metallverteilung, und kann auch bei sehr stark profilierten Teilen eingesetzt werden. Die Überzüge lassen sich mit unseren entsprechenden Chromatierungen sehr gut und gleichmäßig nachbehandeln. Die Legierungsschichten aus Z-N 500 entsprechen in ihrer Zusammensetzung dem im IMDS-System hinterlegtem Werkstoff mit der ID-Nr BETRIEBSWERTE: Kathodische Stromdichte bis 4 A/dm² bei Gestellware mit Bewegung bis 1,5 A/dm² bei Trommelware Anodische Stromdichte bis 2 A/dm² Spannung 6 18 Volt Arbeitstemperatur C Stromausbeute % abhängig von Zn-Gehalt und Stromdichte Anoden Nickelanoden bzw. vernickelte Stahlanoden

2 Zinknachlösung: in separatem Lösebehälter, außenstromlos in Eisenkörben oder vernickelten Eisenkörben Anoden/Kathoden Verhältnis 2:1-1:1 Abscheidegeschwindigkeit 0,35 µm/min bei 2 A/dm² ANALYSENWERTE: Gestell Trommel Zink 7 11 g/l 7 11 g/l Nickel 1,0 1,9 g/l 1,0 1,5 g/l Ätznatron g/l g/l ARBEITSBEDINGUNGEN: Ansatz für 100 Liter Gestellbad Trommelbad Zinkoxid 1,2 kg 1,2 kg Natriumhydroxid 12,0 kg 12,0 kg Nickellösung ZN - 1 1,0 1,5 l 1,0 1,5 l Grundzusatz ZN 2 4,0 6,0 l 4,0 6,0 l Glanzzusatz ZN 3 0,1 0,2 l 0,1 0,2 l Alternativ zur Nickellösung ZN - 1: Nickellösung ZN 4 1,5 2,2 l 1,5 2,2 l INSTANDHALTUNG: Verbrauch per Ah Nickellösung ZN - 1 Grundzusatz ZN - 2 abhängig von der Ausschleppung und der Karbonatkonzentration Trommel/Gestellbad 6 8 l 3 6 l Glanzzusatz ZN l Alternativ zu Nickellösung ZN -1 und Grundzusatz ZN - 2: Nickellösung ZN l

3 Grundzusatz ZN - 2 abhängig von der Ausschleppung und der Karbonatkonzentration AUSRÜSTUNG: Es sind die üblichen alkalibeständigen Eisenwannen mit Drahtglas, PVC-, PE- oder Hartgummi-Auskleidung zu verwenden. Die ruhenden Bäder sollten mit Warenbewegung ausgestattet werden (2 4 m/min). Stark beanspruchte Bäder sollten mit einer Kühlvorrichtung ausgestattet sein. Eine kontinuierliche Filtration ist erforderlich, so dass das gesamte Elektrolytvolumen 2 3 mal pro Stunde umgewälzt wird. Außerdem ist eine Absaugung nötig. Die Trommeldrehung sollte ca. 3-5 U/min betragen. Je größer die Trommelperforation ist, desto besser sind die erzielten Ergebnisse. Zur Nachlösung des Zinks ist ein separater Lösebehälter erforderlich. In diesem werden Anoden-Feinzink 99,99 % DIN 1706 in Eisenkörben chemisch gelöst. BADANSATZ: Der Badansatz erfolgt in einem alkalibeständigen, wärmefesten Behälter nach Möglichkeit mit entionisiertem bzw. enthärtetem Wasser. Etwa 1/5 bis 1/4 der erforderlichen Wassermenge werden bei Raumtemperatur vorgelegt. Nun wird zuerst die berechnete Menge Natriumhydroxid aufgelöst. Vorsicht starke Erwärmung!! In diese heiße Lösung wird nun das Zinkoxid eingerührt und unter kräftigem Umrühren gelöst. Es entsteht eine klare Lösung. Anschließend wird mit Wasser auf das Endvolumen aufgefüllt. Wurde kalkhaltiges Wasser verwendet, ist die Lösung trübe und muss filtriert werden. Nachdem die Lösung auf Betriebstemperatur abgekühlt wurde, werden die restlichen Zusätze zugegeben und gut vermischt. Die Lösung ist danach betriebsbereit. KONSTANTHALTUNG: Zink: Zink wird als Anoden-Feinzink in einem getrennten Behälter außenstromlos in Eisenkörben bzw. vernickelten Eisenkörben nachgelöst. Die angereicherte Zinklösung wird über eine Filterpumpe dem Bad zugeführt. Ätznatron: Der Gehalt an Ätznatron sollte ergänzt werden, wenn er unter 100 g/l absinkt, er sollte aber 150 g/l nicht übersteigen. Nickel: Der Gehalt an Nickel im Elektrolyten wird durch die Nickellösung ZN - 1 reguliert. Diese sollte vor Zugabe im Verhältnis von zwei Teilen ZN - 1 zu einem Teil ZN - 2 gemischt werden. Wird alternativ ZN - 4 verwendet, dann kann dies direkt zugegeben werden, die Vormischung entfällt. Der Anteil an Nickel im Überzug beträgt durchschnittlich %; dabei werden

4 1 kg Zink und ~ 0,13 kg Nickel abgeschieden, welches in 1,3 l Nickellösung ZN - 1 enthalten ist. Außerdem wird Nickel teilweise auf den Zinkanoden ausgefällt. Es ist angebracht, den Nickelgehalt im Elektrolyten und im Überzug analytisch zu überwachen (AAS, X-Ray oder Photometer). Für eine gute Chromatierbarkeit und einen optimalen Korrosionsschutz ist es wichtig, dass der Nickelgehalt im Überzug in den Grenzen von % gehalten wird. Folgende Parameter beeinflussen den Nickelgehalt im Überzug: Das Verhältnis Ni : Zn im Elektrolyten. Höherer Nickelgehalt erhöht den Nickelgehalt im Überzug. Höherer Zinkgehalt erniedrigt den Anteil an Nickel im Überzug. Alle Faktoren, die die Stromausbeute für die Zinkabscheidung erniedrigen, erhöhen den Anteil an Nickel im Überzug. Diese sind: Niedriger Zinkgehalt Hoher Karbonatgehalt Temperaturerniedrigung Hohe Stromdichte Überhöhter Gehalt an ZN - 2 und/oder ZN - 3 Schlechter Elektrolytaustausch (z. B. mangelhafte Bewegung) ARBEITSGANG: Die Teile werden nach einwandfreier Entfettung und Dekapierung mit entsprechender Stromdichte nach der Zeit veredelt. Die veredelte Ware wird nach sorgfältiger Spülung chromatiert oder passiviert und mit warmer Luft getrocknet, um die Korrosionsbeständigkeit und Grifffestigkeit zu erhöhen. INFORMATIONEN: Grundmaterial: Normaler Stahl lässt sich problemlos und mit guter Haftfestigkeit veredeln. Gehärtete und legierte Stähle bedürfen unter Umständen einer gesonderten Vorbehandlung, die jeweils zu optimieren ist. Bleilegierte Stähle sind in den meisten Fällen ohne spezielle Vorbehandlung nicht alkalisch zu veredeln. Vorbehandlung: Bei dieser sollte eine Wasserstoffaufladung des Grundmaterials vermieden werden. Bevorzugter Ablauf: 1. Abkochentfettung 2. Säurebeize (mit Beizentfetter) 3. Anodische Entfettung, manchmal auch kathodisch Expositionszeit: Die Expositionszeit ist von der Stromdichte, der Stromausbeute und der gewünschten Schichtdicke abhängig. Die Stromausbeute beträgt je nach Stromdichte zwischen 40

5 und 70 %, wobei zu beachten ist, dass mit steigender Stromdichte die Stromausbeute abnimmt. Bei einer Stromdichte von 1 A/dm² und 100 % Stromausbeute werden etwa 0,29 µm Zink-Nickel/min. abgeschieden. Der Elektrolyt wird analytisch und per Hullzelle überwacht. Zugaben: Im Falle eines allgemeinen Glanzabfalls werden zuerst die Grundwerte des Bades eingestellt. Ist dadurch eine Glanzerhöhung nicht zu erreichen, ist zunächst zu prüfen, ob genügend Ansatzlösung ZN - 2 im Elektrolyten vorhanden ist. Dies geschieht in der Hullzelle durch Zugabe von 5 ml/l Ansatzlösung ZN - 2, dadurch sollte wieder ausreichender Glanz gebildet werden. Ist dies nicht der Fall, muss das Bad durch Zugabe der anderen Zusätzen eingestellt werden. Es ist zu empfehlen, die Zusätze in kleineren Mengen dem Bad zuzugeben, um so eine gleichmäßigere Qualität zu erreichen (Dosiereinrichtung). In das Bad gefallene Metallteile, besonders aus Kupfer oder Messing, sind sofort aus dem Bad zu entfernen. Hullzellenprüfung: Bei Trommelbädern: Zellstrom 1,0 A Zeit 20 min Bei Gestellbädern: Zellstrom 1,5 A Zeit 20 min Die Badbewegung wird mit Rührstab, Magnetrührer oder Lufteinblasung ausgeführt. Bei Gestellware sollte das Hullzellblech gleichmäßig gut glänzend und ohne Anbrennung in den hohen Stromdichten sein. Bei Trommelware ist es ausreichend, wenn das Hullzellblech im niedrigen Stromdichtebereich glänzend ist. Nachbehandlung: Nach einer Aufhellung in 0,1 Vol. %iger Salzsäure kann in speziellen Klar-, Schwarzoder Gelbchromatierungen chromatiert werden. Wir empfehlen besonders unsere auf dieses Verfahren abgestimmten Chromatierlösungen. TROMMELABSCHEIDUNG: Die Zink-Nickel-Abscheidung auf Massenartikeln erfordert besondere Maßnahmen, da hierbei zusätzliche Faktoren die Abscheidung und die Chromatierbarkeit beeinflussen. Diese sind: - die Trommeldrehung - die Trommelfüllung - der Elektrolytaustausch in der jeweiligen Trommel (Perforation) - die Stromverhältnisse während der Trommelgalvanisierung Aus diesen Gründen sollte eine Optimierung der Zink-Nickel-Abscheidung jeweils mit dem entsprechenden Trommelsystem vor Ort in "Stippversuchen" erfolgen, was insbesondere die Chromatierbarkeit betrifft. Die Abscheidungsdaten für die Gestellgalvanisierung sind in diesem Falle nicht einfach auf die Trommelgalvanisierung zu übertragen!

6 GENERELLER HINWEIS: Die angegebenen Werte sind lediglich Richtwerte und beruhen auf unseren Erfahrungen. Abweichungen hiervon können in Abhängigkeit von der Anlagenkonstruktion und auch Teilegeometrie auftreten. SICHERHEITSHINWEIS: Siehe Sicherheitsdatenblatt HAFTUNG: Diese Arbeitsanleitung ist das Ergebnis sorgfältiger Erprobung und dient der Beratung unserer Kunden. Eine Haftung können wir nur in Bezug auf gleichbleibende Qualität unserer Produkte zum Zeitpunkt der Lieferung übernehmen, da eine vorschriftsmäßige Anwendung nicht unserem Einfluss unterliegt.