Sechswertige Chromverfahren

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1 Themen 1 Sechswertige Chromverfahren Hartchromverfahren SurTec 875 Dekorativchromverfahren SurTec 871 Bettina Kerle, Mathias Opper, Sigrid Volk SurTec GmbH

2 Themen 2 1. Einleitung Allgemeine bersicht und Anwendungen Verfahrenstechniken Anlagentechnik Abscheidung aus sechswertigen Chromelektrolyten Kathodenreaktionen Anoden und Anodenreaktionen Zusammensetzung von Chromelektrolyten Badparameter Einflu der Badparameter auf die Abscheidungsbedingungen Hartchrombad SurTec Glanzchrombad SurTec Schichteigenschaften Analytik und Badkontrolle Analysen fÿr HartchrombŠder Methoden zur Badeinstellung fÿr HartchrombŠder Analysen fÿr DekorativchrombŠder Badeinstellung fÿr DekorativchrombŠder Fehleranalyse Praxiserfahrung Chromverfahren Elektrodialyse Zusammenfassung... 69

3 3 1. Einleitung 1.1. Allgemeine bersicht und Anwendungen 1.2. Verfahrenstechniken 1.3. Anlagentechnik

4 Allgemeine bersicht und Anwendung Chromverfahren: Dekoratives Glanzchrom fÿr Armaturen in KŸche und Bad, MšbelbeschlŠge, Bauteile elektrischer GerŠte, Fahrrad-, bzw. Autozubehšrteile Allgemein: fÿr optisch ansprechende Abschlu schichten Hartchrom fÿr Kolbenstangen, Kolbenringe, Gu kukillen, Tiefdruckzylinder Allgemein: fÿr Teile mit hoher mechanischer Beanspruchung Dreiwertige Chromverfahren fÿr Badezimmerarmaturen, Bauteile elektrischer GerŠte, verschlei feste Teile Allgemein: fÿr optisch nicht unbedingt einwandfreies Aussehen und fÿr mechanisch beanspruchte Teile Schwarzchrom fÿr Solar-Kollektoren, Badezimmerarmaturen, Boot-Ausstattung Allgemein: wenn optisch oder funktionell schwarze Schichten gefordert sind, die auch einen guten Verschlei schutz brauchen und hohe Temperaturen aushalten sollen

5 1.1. Allgemeine bersicht und Anwendung 5 Chromverfahren im Vergleich Glanzchrom Hartchrom Dreiwertige Schwarzchrom Chromverfahren Metallgehalt g/l g/l ca. 30 g/l ca. 250 g/l ChromsŠure ChromsŠure Chromsulfat/-chlorid ChromsŠure Sonstige Sulfat Sulfat Ammoniumsulfat EssigsŠure Badbestandteile evtl. Fluorid Katalysator BorsŠure Bariumacetat Na-Thiocyanat ph-wert < 1 < < 1 Abscheidungsrate ca. 0,2 µm/min 1-1,5 µm/min 0,1-5 µm/min ca. 0,2 µm/min Badpflege rel. einfach rel. einfach aufwendig aufwendig SchichtstŠrken 0,3-0,8 µm µm 0,3-150 µm 0,3-0,8 µm Aussehen der Schicht blšulich glšnzend glšnzend weniger Glanz schwarz (meist nach Schleifen) nicht so blšulich wenig reflektierend

6 Verfahrenstechniken Teilespektrum, das fÿr Verchromen in Frage kommt: Eisen, Messing, Kupfer, Zinkdruckgu, Aluminium VorbehandlungsvorschlŠge: Eisenteile: Hei entfettung SurTec SurTec 415, bei 60 C fÿr 5-15 min Beize HCl 1:1, eventuell inhibiert mit SurTec 424 Elktrolytische (anodische) Entfettung SurTec SurTec 419, bei 25 C fÿr 2-5 min Messing, Kupfer,: Zinkdruckgu Hei entfettung SurTec 151, bei 60 C fÿr 2-10 min Elektrolytische (kathodische) Entfettung SurTec 177, bei 25 C fÿr 2-5 min Fluoridhaltige Dekapierung SurTec 481, bei 25 C fÿr 0,5-2 min Aluminium: Hei entfettung SurTec 133, bei 60 C fÿr 5 min Beize (hochalkalisch) SurTec 181, bei 60 C fÿr 0,5-1 min Dekapierung in 30 % SalpetersŠure, bei 25 C fÿr 1 min Zinkatbeize SurTec 652 (cyanidfrei) bei 25 C fÿr 1-2 min

7 1.2. Verfahrenstechniken 7 Beispiele zum Schichtaufbau fÿr hartverchromte Teile: Werkstoff Stahl Stahl Kupfer cyan./cyanfrei Cu SurTec 866/ µm mšglicher sauer Cu Verfahrens- SurTec 869 ablauf ca. 20 µm Hartchrom Hartchrom Hartchrom SurTec 875 SurTec 875 SurTec µm µm µm Beispiele Tiefdruckzylinder Kolbenstangen/ -ringe, Kupferkukillen Backtabletts fÿr Gu schmelzen

8 1.2. Verfahrenstechniken 8 Schichtaufbau fÿr dekorative Teile Werkstoff Stahl Stahl Zinkdruckgu Messing / Kupfer Aluminium cyan. / cyanfrei Cu cyan. / cyanfrei Cu cyan. / cyanfrei Cu Zinkatbeize SurTec 866 / 864 SurTec 866 / 864 SurTec 866 / 864 SurTec 650/ µm 3-5 µm 5-8 µm sauer Cu sauer Cu cyan. / cyanfrei Cu SurTec 869 SurTec 869 SurTec 866 / 864 mšglicher µm µm 5-8 µm Verfahrens- Halbglanz-Ni ablauf SurTec µm Glanz-Ni Perl-Ni Glanz-Ni Glanz-Ni Glanz-Ni SurTec 857 SurTec 852 SurTec 857 SurTec 857 SurTec µm µm µm µm µm Glanzchrom Glanzchrom Glanzchrom Glanzchrom Glanzchrom SurTec 871 SurTec 871 SurTec 871 SurTec 871 SurTec 871 0,3 µm 0,3 µm 0,3 µm 0,3 µm 0,3 µm Beispiele MšbelbeschlŠge MšbelbeschlŠge TŸrgriffe (Auto) Badezimmer- Autofelgen Motorradteile KofferbeschlŠge armaturen

9 1.2. Verfahrenstechniken 9 Badfolge vor und nach dem Chrombad Besondere Vorbehandlungen: (je nach Anforderungen) Sandstrahlen Polieren organisch Entšlen Verdampfungsverluste Frischwasser Aktivierung Hartchrombad SurTec SpŸle 2. SpŸle Aktivierungsbad separat: Hartchrombad: SpŸlen: 3 g/l ChromsŠure, evtl. mit anodischer StromunterstŸtzung (ggfs. mit Umpolung) hohe Verdampfungsverluste, daher gute RŸckfŸhrung mšglich FrischwasserspŸlen mit RŸckfŸhrung in der letzten SpŸle Einsatz von Reduktionsmittel SurTec 870 R mšglich

10 1.2. Verfahrenstechniken 10 Verschleppung - besonders wichtig bei Glanzchromelektrolyten zur Bestimmung des Verschleppungswertes: Neuansatz der SpŸle nach dem Aktivbad SpŸlbad exakt vermessen Bad und SpŸlbad im Ausgangszustand gut mischen und 100 ml Badprobe entnehmen WarentrŠger mit breitem Teilespektrum durchfahren lassen und zšhlen in regelmš igen AbstŠnden Proben entnehmen und analysieren Berechnung: V A,n = c S,n - c S,0 á V S c B mit: V A,n = eingeschlepptes Volumen c S,n = Konzentration der SpŸle nach n WarentrŠgern c S,0 = Ausgangskonzentration der SpŸle c B = Badkonzentration V S = Badvolumen der SpŸle

11 1.2. Verfahrenstechniken 11 Beispiel: Verschleppungsberechnung des Chrombades von Fa. Kronenberger WT CrO 3 in g/l V A, kum in l V A in l/wt 0 0,38 6 0,67 3,28 0,55 8 0,74 4,07 0, ,79 4,71 0, ,85 5,39 0, ,89 5,87 0, ,10 8,32 0, ,16 9,00 0, ,22 9,61 0, ,26 10,12 0, ,39 11,62 0, ,53 13,23 0, ,57 13,72 0, ,62 14,26 0, ,81 16,51 0,47 Chrombad: 260 Mittelwert: 0,485 2,0 1,5 1,0 0,5 CrO 3 in g/l Anzahl der Warenträger 0,

12 1.2. Verfahrenstechniken 12 Berechnung des Organik-Verbrauches fÿr SurTec 871 bei Kronrnberger: Ausschleppung (Chrombad: 260 g/l CrO 3 und 25 ml/l SurTec 871 II) 0,5 l/wt RŸckfŸhrung (StandspŸle: 90 g/l CrO 3 und 9 ml/l SurTec 871 II) 400 l nach 1140 WT = 0,35 l/wt ChromsŠureverbrauch durch Schichteinbau (25 % SA, 1000 A á 4,5 min/wt) = 12 g/wt ChromsŠureverbrauch durch Ausschleppung 0,5 l/wt á 260 g/l Ð 0,35 l/wt á 90 g/l = 98 g/wt Summe: 110 g/wt SurTec 871 II durch Ausschleppung 0,5 l/wt á 25 ml/l Ð 0,35 l/wt á 9 ml/l = 9 ml/wt Verbrauch je 50 kg CrO 3 (50 kg á 9/110)= 4,1 l SurTec 871 II

13 Anlagentechnik BadbehŠlter: Heizung/KŸhlung: Arbeitsschutz: Gleichrichter: Anodenanordnung: Stahlwanne mit chromsšurebestšndiger Auskleidung z.b. Hartgummi, PVC beides erforderlich, um bei konstanter Temperatur konstante QualitŠt zu produzieren Material: Teflon, PVC, Glas nur bei fluoridfreien Elektrolyten Schaumteppich erzeugen mit SurTec 870 AK, oder Kunststoffkugeln auf der BadoberflŠche schwimmen lassen; Absaugung ist trotz dieser beiden Ma nahmen dringend empfohlen Schutzbrille, Schutzhandschuhe und geeignete Kleidung sind erforderlich auf ausreichende KapazitŠt achten (Stromdichten von A/dm2 mšglich); Restwelligkeit mu kleiner 0,4 % sein, da sonst durch ãpolwechselò die Schicht passiv wird mšglichst gro e Anoden-Kathoden AbstŠnde herstellen; bei komplizierten Teilen kšnnen Innenanoden oder Abblendvorrichtungen nštig sein

14 14 2. Abscheidung aus sechswertigen Chromelektrolyten 2.1. Kathodenreaktionen 2.2. Anoden und Anodenreaktionen

15 2.1. Kathodenreaktionen 15 Folgende Reaktionen laufen an der Kathode bzw. am WerkstŸck ab: erwÿnschte Abscheidungsreaktion: a) Reduktion von Cr(VI) zum ungeladenen metallischen Chrom: 2 CrO H 2 O Ü 2 H 2 CrO 4 Ü H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O (Cr 2 O 7 ) e H+ Ü 2 Cr0 + 7 H2O (10-20 %) Nebenreaktionen: b) Wasserstoffentwicklung: 2 H+ + 2 e- Ü H2 (80-90 %) c) Chromreduktion bis zur 3-wertigen Stufe: (Cr 2 O 7 ) e H+ Ü 2 Cr H2O ( 0-5 %)

16 2.1. Kathodenreaktionen 16 Berechnung der Abscheidungsrate: 1.) abgeschiedene Stoffmenge je FlŠche und Zeit Stromausbeute Stromdichte 02, mol 6 A As 100 cm 2 = 20, mol 2 cm s quivalenzelektronen FARADAY-Konstante 2.) abgeschiedene Schichtdicke pro Zeit g cm 20,73 10 mol 60 s 10 mm mol 7,19 g cm s min cm 2 = mm 009, min Molmasse Chrom Dichte Chrom Umrechnung der Einheiten

17 2.1. Kathodenreaktionen 17 Prinzipskizze: H Gleichrichter O 2 e - e - e - e - e - e- e - Fe Kathode H+ Cr 6+ H+ H+ H+ H+ O2- H+ H+ O2- H+ e - e - e - e - e - Pb Anode

18 2.1. Kathodenreaktionen 18 ÒRissbildungÓ: Cr(VI) + x H+ (6+x) e- -> CrH x b-chrom -H 2 Umkristallisation: CrH x - x H -> Cr + x/2 H 2 a-chrom

19 2.1. Kathodenreaktionen I/mA Cr 0 Cr(VI) + 6 e neuer Chromelektrolyt klassischer Chromelektrolyt U SHE /mv -40 Cr(VI) + 3 e - Cr(III) BE U -80 AE Cr(VI) + 6 e - Cr 0 und 2 H + +2 e - H RSE GE I(U ) z Zyklovoltammogramme mit 10 mv/s; rotierende Goldscheibe, 0,196 cm 2, 1250 U/min, 280 g/l ChromsŠure, 28 C RSE = rotierende Scheibenelektrode, AE = Arbeitselektrode, BE = Bezugselektrode, GE = Gegenelektrode, U = Potential, I = Strom, U z = Zellspannung

20 2.2. Anodenreaktionen und Anoden 20 Folgende Reaktionen laufen an der Anode wšhrend der Beschichtung ab: a) Sauerstoffentwicklung: 2 H 2 O - 4 e- Ü O H+ b) Oxidation von 3-wertigem Chrom: Cr H 2 O - 3 e- Ü CrO H+ Bei platinierten Titananoden ist der Anteil der 2. Reaktion sehr gering. Zur Oxidation der Chrom-(III)-Salze ist daher auf Dauer eine zusštzliche Einrichtung notwendig Ü z.b. Elektrodialyse (s. Kap. 6)

21 2.2. Anoden und Anodenreaktion 21 Prinzipskizze: e- e- e- PbO2 hohe O2- berspannung Cr3+ Cr6+ Pb geringe O2- berspannung O 2- H+ H+ O H+ PbCrO4 passiv

22 2.2. Anoden und Anodenreaktion 22 Anoden- / KathodenflŠche in der Praxis etwa 2/1. Anodenmaterial: in der Praxis Ÿblich: Bleianoden Vorteile: Nachteile: - hohe SauerstoffŸberspannung durch Bildung einer Bleioxidschicht an der AnodenoberflŠche - dadurch effiziente Oxidation von Chrom(III) zu Chrom(Vi) - relativ gÿnstig in der Anschaffung - ÒFormierenÓ vor Proze beginn notwendig - nach langen Arbeitspausen evtl. mechanische Aktivierung notwendig - Anodenkorrosion -> Bleichromatschlamm -> Entsorgung - ToxizitŠt, hoher Arbeitsschutzaufwand

23 2.2. Anoden und Anodenreaktion 23 Anodenmaterial: Alternative: platiniertes Titianstreckmetall - Streckmetallgitter- oder Rundstabanoden mit ca. 2,5 µm Platinauflage Vorteile: Nachteile: - Dimensionsstabil / nicht korrodierend - kein Anodenschlamm -> keine Entsorgung - Toxikologisch unbedenkliches Handling - hohe Investitionskosten - nicht in fluoridhaltigen Elektrolyten verwendbar -> platiniertes Niob - Zerstšrung durch Umpolen -> kein Puls-Reverse mšglich - geringere Oxidationswirkung bezÿglich Cr(III) -> evtl. zusštzliche Einrichtung notwendig

24 2.2. Anoden und Anodenreaktion 24 Anodenwerkstoffe fÿr Chromelektrolyte: Chromelektrolyttyp Kruzzeichen platiniertes Titan schwefelsauer PbSb2 geeignet (nur auf SchwefelsŠurebasis) PbSb5 PbSn6 mischsauer PbSn6 nicht geeignet (SchwefelsŠure/Flu sšure) PbSn2Ag2 (*) (Alternative: platiniertes Niob) fluoridfrei PbSn6 geeignet (z.b. SurTec 875) PbSb5 Bem.: Die Zahl hinter dem Element entspricht dem jeweiligen Massenanteil in %. In der Praxis wird der PbSn-Typ als preisgÿnstigste Variante bevorzugt verwendet. (*) vor allem bei Einschleppung von Chlorid bevorzugt zu verwenden -> AusfŠllung als Silberchlorid

25 2.3 Zusammensetzung von Chromelektrolyten 25 Chromelektrolyte, Hart- und GlanzchrombŠder, setzen sich zusammen aus: Chromtrioxid FremdsŠure Chrom (III) Netzmittel

26 2.3 Zusammensetzung von Chromelektrolyten 26 Chromtrioxid / ChromsŠure Hauptbestandteil - MetalltrŠger Abscheidung aus reinen Chromlšsungen ist nicht mšglich - dichter Film von Chromchromaten an der Kathode verhindert den Zutritt von Chromanionen und deren Reduktion zu Metall - nur Wasserstoffbildung FremdsŠure Um eine technisch brauchbare Chromschicht zu erhalten, mÿssen Fremdanionen als Katalysatoren (FremdsŠure), im ganz bestimmten VerhŠltnis zur ChromsŠure, zugegeben werden Wirksame FremdsŠuren - H 2 SO 4 (SchwefelsŠure) - HF (FluorwasserstoffsŠure) - H 2 SiF 6 (KieselfluorwasserstoffsŠure) - Gemisch von SchwefelsŠure und KieselfluorwasserstoffsŠure bzw. deren Salze

27 2.3 Zusammensetzung von Chromelektrolyten 27 Der FremdsŠuregehalt betršgt 1,0-2 % bezogen auf das im Elektrolyten enthaltene Chromtrioxid. Mit diesem FremdsŠuregehalt hat der ChromsŠureelektrolyt die hšchste Stromausbeute und damit die grš te Abscheidungsgeschwindigkeit 24 kathodische Stromausbeute in % H 2 SiF 6 HF H 2 SO %-Gehalt FremdsŠure im VerhŠltnis zu Chromtrioxid die Stromausbeute ist je nach FremdsŠure unterschiedlich und steigt in der Reihenfolge - H 2 SO 4 - HF - H 2 SiF 6 an.

28 2.3 Zusammensetzung von Chromelektrolyten 28 Vorteile von ChrombŠdern mit den Fremdanionen Fluorid, Silicofluorid und Gemische dieser Salze mit Sulfat: - hšherer Wirkungsgrad erzielbar - hšhere anwendbare Stromdichte - sehr harte ChromŸberzŸge - der Stromdichtebereich fÿr die Glanzabscheidung des Chroms ist betršchtlich erweitert - DeckfŠhigkeit und Tiefenstreuung sind stark verbessert Nachteile dieser ChrombŠder: - korrosive Wirkung auf Wannen und Anoden - bei partieller Verchromung - Unterwanderung durch den Elektrolyten - empfindlicher gegenÿber Verunreinigungen

29 2.3 Zusammensetzung von Chromelektrolyten 29 Chrom (III) geringe Mengen an Cr 3+ verbessern die Tiefenstreuung in der Regel wird beim Neuansatz Reduktionsmittel (SurTec 870 R, OxalsŠure, WeinsŠure, Zucker etc.) zugegeben, um Cr 6+ zu Cr 3+ zu reduzieren Cr 3+ entsteht an der Kathode durch Reduktion von Cr 6+ an der Anode oxidiert Cr 3+ zu Cr 6+ der Cr 3+ - Gehalt wird durch die AnodenflŠche gesteuert ist die AnodenflŠche im VerhŠltnis zur KathodenflŠche zu klein (oder Anoden passiv), steigt der: Cr 3+ - Gehalt an. Ab ca. > 6g/l (Glanzchrom) oder ca. > 10 g/l (Hartchrom): Aussehen der ChromŸberzŸge veršndert sich (im niedrigen Stromdichtebereich braune Flecken) Glanzstromdichtebereich wird enger Verringerung der DeckfŠhgikeit bei weiterem Ansteigen von Cr 3+ ist eine glšnzende Abscheidung gar nicht mehr mšglich

30 2.3 Zusammensetzung von Chromelektrolyten 30 Netzmittel durch die starke Gasentwicklung an der Anode und Kathode werden Elektrolyttropfen mit in die AtmosphŠre gerissen Badnebel sind stark korrosiv und fÿr Menschen giftig / krebserregend / sensibilisierend / Štzend zur Verringerung der Badnebel und zur besseren AbspŸlbarkeit werden Netzmittel eingesetzt Netzmittel setzt die OberflŠchenspannung herab es bildet sich eine Schaumdecke

31 31 3. Badparameter 3.1. Einflu der Badparameter auf die Abscheidungsbedingungen 3.2. Hartchrombad SurTec Glanzchrombad SurTec 871

32 3. Badparameter Einflu der Badparameter auf die Abscheidungsbedingungen Der Abscheidungsbereich glšnzender und harter ChromŸberzŸge ist verhšltnismš ig eng und von der Stromdichte und der Temperatur abhšngig. au erhalb dieses Bereiches werden graue, matte und spršde oder milchig matte und weiche Chromschichten abgeschieden Die Lage und Grš e des Glanzbereiches ist bei verschiedenen Chromelektrolyten unterschiedlich, aber stets von Šhnlicher Form.

33 3. Badparameter 33 ChromsŠure Temperatur Stromdichte hšhere Stromausbeute bessere DeckfŠhigkeit kleinere Anbrennungsgrenze bessere Tiefenstreuung # + + hšhere HŠrte hoch - niedrig # Die Tiefenstreuung ist abhšngig von der LeitfŠhigkeit des Elektrolyten Bei hšheren ChromsŠuregehalten verbessert sich die Tiefenstreuung > 300 g/l CrO 3 nimmt die Tiefenstreuung allmšhlich wieder ab

34 3. Badparameter Hartchrombad SurTec 875 Das Hartchromverfahren SurTec 875 besteht aus zwei Produkten: SurTec 875 A: (Ansatzlšsung) 50 Gew% CrO 3 + Katalysator + SurTec 870 AK SchwefelsŠure wird separat zugegeben SurTec 875 V: (Verbrauchslšsung) 50 Gew % CrO 3 + Katalysator + SurTec 870 AK Beispiele fÿr einen Neuansatz: Sollgehalt in g/l CrO 3 á 2 = Zugabemenge in g/l SurTec 875 A Soll 120 g/l CrO 3 = 240 g/l SurTec 875 A Soll 180 g/l CrO 3 = 360 g/l SurTec 875 A Soll 250 g/l CrO 3 = 500 g/l SurTec 875 A

35 3. Badparameter 35 Badparameter (Praxiswerte): SurTec 875 A: g/l Sulfat: 1-2 % vom ChromsŠuregehalt Temperatur: C Spannung: ca. 6-8 V Stromdichte: ca A/dm 2 Hilfsanoden werden bei sehr stark profilierten Teilen eingesetzt. Abblendungen werden verwendet Instandhaltung: - SurTec 875 V entsprechend nach CrO3 Analyse ergšnzen - H2SO4 wird bei Bedarf separat zugegeben bzw. wenn der Sulfat-Gehalt zu hoch ist, mu das Sulfat mit BaCO3 ausgefšllt werden

36 3. Badparameter 36 Umstellung: eine Umstellung von WettbewerbshartchrombŠdern ( auch fluoridhaltige BŠder ) ist mšglich bei sehr hohen Metallverunreinigungen ( g/l ) ist eine Umstellung nicht mehr sinnvoll nach Umstellungsanalyse im Hause SurTec wird der Katalysator von einem SurTec Servicetechniker zugegeben und ggfs. Ca(OH) 2 und/oder BaCO 3 Vergleich zu Wettbewerbsverfahren: - Wettbewerbsverfahren arbeiten in der Regel bei 250 g/l CrO 3 - SurTec 875 hat trotz dem geringeren CrO 3 - Gehalt eine vergleichbare bis bessere DeckfŠhigkeit und Abscheidungsgeschwindigkeit. - Der Glanzgrad und die Schichteigenschaften sind vergleichbar mit den Wettbewerbsverfahren.

37 3. Badparameter Glanzchrombad SurTec 871 (Praxiswerte) CrO3: g/l Sulfat: 1-1,5 g/l = ml/l SurTec 871 I Fluorid: ca. 0,2 g/l = 25 ml/l SurTec 871 II SurTec 870 AK (Netzmittel): 2,5 ml/l Temperatur: C Spannung: ca. 5 V Expositionszeit: ca. 5 min Schichtdicke: 0,3-0,8 µm Hilfsanoden werden nur noch bei sehr stark profilierten Teilen eingesetzt. Abblendungen werden verwendet.

38 3. Badparameter 38 Instandhaltung: - CrO 3 wird entsprechend nach Analyse ergšnzt - SurTec 871 II und SurTec 870 AK nach Verschleppung - Verbrauch SurTec 871 I gering bis gar nicht: durch Sulfat-Einschleppungen von CrO 3 (sollte max. 800 ppm Sulfat enthalten) und / oder durch Sulfat-Einschleppungen aus den NickelbŠdern - Ist der Sulfatgehalt zu hoch, mu das Sulfat mit BaCO3 ausgefšllt werden Vergleich zu Wettbewerbsverfahren: - der Wettbewerb arbeitet Ÿberwiegend mit hšheren ChromsŠuregehalten und mit hšheren Temperaturen - der Glanzgrad (abhšngig von der Ni-Zwischenschicht) und die Farbe ist vergleichbar - die DeckfŠhigkeit und die Tiefenstreuung ist besser als vom Wettbewerb

39 39 4. Schichteigenschaften

40 4. Schichteigenschaften 40 ChromŸberzŸge sind: glšnzend mit blšulich wei er Farbe hart glatt unmagnetisch ChromŸberzŸge haben: eine gute Verschlei bestšndigkeit und Abriebfestigkeit hohe Zugspannungen, sind daher wenig duktil und stark rei empfindlich bei mechanischer Beanspruchung ( z. Bsp. biegen, verformen) ein gutes Reflexionsvermšgen

41 4. Schichteigenschaften 41 Auf ChromŸberzŸgen bildet sich, bereits unter Einwirkung des Luftsauerrtoffs: eine dÿnne, dichte Oxidhaut, ohne das metallische Aussehen zu veršndern dadurch lšst sich die Schicht erst bei etwa 1,3 V auf dadurch haben ChromŸberzŸge ein geringe Benetzbarkeit, Klebeneigung (Antihafteffekt) dadurch sind sie anlaufbestšndig bis ca. 500 C dadurch sind sie nicht lštfšhig dadurch sind sie schlecht leitfšhig Chrom ist bestšndig gegen weniger bestšndig gegen nicht bestšndig gegen org. SŠuren Flu sšure SalzsŠure PhosphorsŠureverbindungen SchwefelsŠure Chloridverbindungen SalpetersŠureverbindungen Alkalien # # in Alkalien lš t sich der ChromŸberzug anodisch ablšsen

42 4. Schichteigenschaften 42 Ri bildung der ChromŸberzŸge beim Verchromen bilden sich, infolge der starken Wasserstoffabscheidung an der Kathode, Ÿberwiegend Chromhydride Chromhydride haben ein hexagonales Gitter; bei ihrem Zerfall entsteht jedoch kubisch raumzentriertes Chrom, das ein geringeres Volumen einnimmt als das Chromhydrid die Volumenverminderung hat sehr hohe innere Spannungen zur Folge - der Metallfilm rei t ab einer gewissen Schichtdicke auf Ÿber der nun spannungsarmen Chromschicht wšchst wšhrend des Verchromens eine neue spannungsreiche Schicht, die schlie lich wieder aufrei t bei dickeren Schichten liegen somit mehrere rissige Schichten Ÿbereinander ab ca. 20 µm Schichtdicke Ÿberdecken sich die Risse soweit, dass sie nicht mehr bis auf das Grundmetall gelangen (mikrorissige ChromŸberzŸge)

43 4. Schichteigenschaften 43 Ri netzwerk (mikrorissig) eines ChromŸberzuges mit Ri netzwerk (makrorissig) eines ChromŸberzuges mit mehr als 300 Risse/cm (Vergrš erung 200:1) weniger als 50 Risse/cm (Vergrš erung 200:1) Schliffbild eines HartchromŸberzuges mit vielen kurzen Schliffbild eines HartchromŸberzuges mit wenigen langen Rissen (Vergrš erung 1000:1) Rissen (Vergrš erung 1000:1)

44 4. Schichteigenschaften 44 normale GlanzchrombŠder weisen Risse / cm auf mikrorissiges Chrom hat etwa Risse / cm Mirkorisse Chromschichten haben einen wesentlich besseren Korrosionsschutz als makrorissige ChromŸberzŸge: - ab ca. 20 µm Ÿberdecken sich die Risse soweit, dass sie nicht mehr bis auf das Grundmetall gelangen - infolge des gÿnstigeren VerhŠltnisses von anodischen zu kathodischen OberflŠchenbezirken ist bei korodierenden Einwirkungen eine gute KorrosionsbestŠndigkeit gegeben Eine Abscheidung ri freier ChromŸberzŸge ist mšglich, allerdinges haben auch diese Schichten noch hohe innere Spannungen und rei en nachtršglich auf ( Makro-Risse).

45 4. Schichteigenschaften 45 Hartchrom SurTec 875 Die Bezeichnung Hartchrom ist irrefÿhrend, da es nur ein Metall Chrom gibt, welches sowohl aus GlanzchrombŠdern wie aus HartchrombŠdern abgeschieden wird. Beide Chromschichten haben die gleiche HŠrte, sie unterscheiden sich lediglich durch ihre Schichtdicke. Anwendung: Verschlei schutz AbriebbestŠndigkeit HŠrte GleitfŠhigkeit Schichtdicken: 1 µm - mehrere Millimeter SurTec 875 HŠrte: Risse: Glanzgrad: HV ca. 400 Risse / cm - nach dem Schleifen Risse / cm gut

46 4. Schichteigenschaften 46 Glanzchrom SurTec 871 dekorative Anwendung (Dekorativ-Chrom) 0,3-1,0 µm Schichtdicke bei dieser Schichtdicke bietet das Chrom nur sehr geringen Korrosionsschutz daher werden Schichtsysteme: Ni / Cr oder Cu / Ni / Cr abgeschieden porenfreie NickelŸberzŸge schÿtzen das Grundmetall KorrosionsprŸfung: Corrodkote-Verfahren nach DIN 50958

47 47 5. Analytik und Badkontrolle 5.1. Analysen fÿr HartchrombŠder 5.2. Methoden zur Badeinstellung fÿr HartchrombŠder 5.3. Analysen fÿr DekorativchrombŠder 5.4. Badeinstellung fÿr DekorativchrombŠder 5.5. Fehleranalyse

48 Analysen fÿr HartchrombŠder ChromsŠurebestimmung: Reagenzien: DurchfŸhrung: Berechnung: konz. SalzsŠure, Kaliumiodid, 0,1 N Natriumthiosulfatlšsung, 1%ige StŠrkelšsung (frisch angesetzt) 10 ml Bad im 500 ml Me kolben mit VE-Wasser auffÿllen. Davon 10 ml in einen 250 ml Erlenmeyerkolben pipettieren, mit VE-Wasser auf 100 ml verdÿnnen, 10 ml konz. SalzsŠure und 2 g Kaliumiodid zugeben. Mit 0,1 N Thiosulfatlšsung bis zur schwachen GelbfŠrbung titrieren, dann Zusatz von 3 Tropfen StŠrkelšsung und bis zur EntfŠrbung titrieren. Verbrauch in ml 16,67 = g/l CrO3 Bei automatischer Titration ist die Zugabe von StŠrkelšsung nicht nštig; der Endpunkt wird mit einer Platinelektrode festgestellt.

49 5.1. Analysen fÿr HartchrombŠder 49 ChromsŠurebestimmung Ÿber die Baddichte: 1000,0 900,0 800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0, ChromsŠuregehalt Dichte in % in g/l in g/ml 1 10,1 1, ,3 1, ,2 1, ,7 1, ,8 1, ,6 1, ,2 1, ,4 1, ,3 1, ,1 1, ,6 1, ,8 1, ,0 1, ,2 1, ,2 1, ,0 1, ,6 1, ,4 1, ,8 1, ,5 1, ,6 1, ,8 1,663

50 5.1. Analysen fÿr HartchrombŠder 50 Chrom-lll-Bestimmung Reagenzien: DurchfŸhrung: Natronlauge 10 %, H 2 O 2 30 % konz. SalzsŠure, Kaliumiodid, 0,1 N Natriumthiosulfatlšsung, 1%ige StŠrkelšsung (frisch angesetzt) Gleiche VerdŸnnung wie zur Cr-Vl Bestimmung: 10 ml Bad im 500 ml Me kolben mit VE-Wasser auffÿllen. Davon 10 ml in einen 250 ml Becherglas pipettieren, 50 ml VE-Wasser und Natronlauge bis ca. ph 10 zugeben (Farbe schlšgt dabei um). Ca. 0,3 ml H 2 O 2 zugeben und die Lšsung min kochen. Das ŸberschŸssige H2O2 mu vollstšndig verkocht sein. Die Verdampfungsverluste am Ende wieder auffÿllen und die abgekÿhlte Lšsung mit 10 ml konz. SalzsŠure ansšuern (mu danach orange gefšrbt sein). 2 g Kaliumiodid zugeben, mit 0,1 N Thiosulfatlšsung bis zur schwachen GelbfŠrbung titrieren, dann Zusatz von 3 Tropfen StŠrkelšsung und bis zur EntfŠrbung weitertitrieren. Verbrauch in ml = b Berechnung: Verbrauch fÿr CrO 3 -Bestimmung in ml = a ( b - a ) á 8,7 = g/l Cr (lll)

51 5.1. Analysen fÿr HartchrombŠder 51 Sulfatbestimmung: Bestimmung durch FŠllung und Titration Reagenzien: konz. SalzsŠure, Ethanol, 3%ige Bariumchloridlšsung, konz. Ammoniaklšsung, 0,1 N EDTA- Lšsung, Eriochromschwarz-T-Indikator (1%ige Verreibung mit NaCl), 0,1 N Zinkchloridlšsung. DurchfŸhrung: 20 ml Bad in ein 250 ml Becherglas pipettieren, mit VE-Wasser auf 150 ml verdÿnnen, 20 ml konz. SalzsŠure und 30 ml Ethanol zugeben. Die Lšsung zur Reduktion der ChromsŠure 10Êmin kochen. 10 ml Bariumchloridlšsung in die siedende Lšsung tropfen. Den entstandenen Niederschlag in der WŠrme absetzen lassen, nach 30 min Ÿber ein Blaubandfilter abfiltrieren und mit warmer verd. SalzsŠure chrom- und bariumfrei waschen. Filter in 200 ml einer Lšsung aus exakt 20 ml 0,1 N EDTA und 20 ml konz. Ammoniak in VE-Wasser aufnehmen und 30 min kochen. In die abgekÿhlte Lšsung 20 ml konz. Ammoniak und eine Spatelspitze Indikator geben und den EDTA- berschu mit 0,1ÊN Zinkchloridlšsung von blau nach rot zurÿcktitrieren. Berechnung: (20 Ð Verbrauch in ml) á 0,4805 = g/l SO4 2- Korrektur: Erhšhung: Zugabe der fehlenden Menge mittels SchwefelsŠure AusfŠllen von 0,1 g/l: Zugabe von 0,2 g/l BaCO 3

52 5.1. Analysen fÿr HartchrombŠder 52 Sulfatbestimmung durch Abzentrifugieren Reagenzien: HCl, konz., BaCl 2 - Lšsung, 15 % (150 g BaCl 2 x 2 H 2 O / l) DurchfŸhrung: In zwei graduierte ZentrifugenglŠser werden 20 ml Badprobe und 2,5 ml HCl, konz. eingefÿllt. Bei der Bestimmung in ChrombŠdern kann es auch ohne Zugabe von Beariumchlorid zur Niederschlagsbildung kommen; durch Zentrifugieren (eine Minute bei ca U/min) wird dieser abgesetzt und das Volumen abgelesen. Zugabe von 1,0 ml BaCl 2 - Lšsung, Zentrifugenglas mit einem Stopfen verschlie en, gut mischen und 2 Minuten stehen lassen. Anschlie end eine Minute bei ca U/min abzentrifugieren und das Niederschlagsvolumen ablesen. Da Niederschlagsbildung und Absetzverhalten etwas variieren kšnnen, sollten zwei Bestimmungen nacheinander durchgefÿhrt werden. Berechnung: Da die Graduierungen von ZentrifugenglŠsern unterschiedlich sein kšnnen, mu vor der ersten Messung eine Eichung der GlŠser durchgefÿhrt werden. Dazu wird eine Standardlšsung hergestellt, entsprechend der Vorschrift behandelt und abzentrifugirt. Standardlšsung: Durch Lšsen von 6,247 ml 1N (0,5 M) H2SO4 (Titrino) in 100 ml VE - Wasser kann eine Testlšsung mit 3,00 g/l Sulfat hergestellt werden.

53 5.1. Analysen fÿr HartchrombŠder 53 Fremdmetalle (Fe, Cu, Ni) Bestimmung per Atomabsorptions-Spektrometrie (AAS): Je nach Fremdmetallgehalt ist eine geeignete VerdŸnnung zu wšhlen und gegen einen passenden Eichstandard zu vergleichen. Beispiel bei ca. 10 g/l Eisen im Bad: 10 ml Bad auf 100 ml im Me kolben verdÿnnen, davon 5 ml entnehmen und auf 500 ml im Me kolben auffÿllen. Mit der Standardlšsung von 10 ppm vergleichen. Hartchrom-Katalysator Bestimmung nur mit Ionenchromatographie mšglich, gegen eine Standardlšsung. (Diese Bestimmung ist nicht im SurTec-Labor mšglich, sondern wird von uns an ein externes Analytikinstitut gegeben.)

54 5.2. Methoden zur Badeinstellung fÿr HartchrombŠder 54 Hullzellentest Zur berprÿfung der DeckfŠhigkeit und der Anbrennungsgrenze des Bades. 250 ml Badprobe werden auf Arbeitstemperatur gebracht, in eine Porzellan-Hullzelle mit platinierter Titananode gegeben und evtl. auf der Heizplatte auf Temperatur gehalten. Ein frisch vernickeltes Hullzellblech (in einem Becherglas mit dem dort vorhandenen Elektrolyten parallel beschichtet, mit 3-5 A fÿr 5 min) wird in die Chrom-Hullzelle gegeben und mit 5 A fÿr 5 min beschichtet (Strom langsam hochfahren). HEEF SurTec 875

55 5.2. Methoden zur Badeinstellung fÿr HartchrombŠder 55 Bestimmen der Stromausbeute In einem 600 ml Becherglas mit eingepa ter Rundanode aus platiniertem Titan werden 500 ml des Elektrolyten auf Arbeitstemperatur gebracht. Ein Metallstab wird mit exakt 60 A/dm2 beschichtet, bis 1800 As geflossen sind (2,5Êmin). Der Glanzgrad der abgeschiedenen Hartchromschicht wird beurteilt, auf Anbrennungen am unteren Stabende wird geachtet, dann wird die Schicht in 5 %iger Natronlauge wieder quantitativ aufgelšst: In einen 100Êml Standzylinder werden ca. 90 ml NaOH gegeben, der Stab wird exakt in der Mitte einer Rundkathode fixiert und mit 2 A wird 20 min lang alles Chrom abgelšst. Die Lšsung wird quantitativ in ein 250 ml Becherglas ŸberfŸhrt und mit 15 ml HCl (konz.) angesšuert, abkÿhlen gelassen und titriert: Zugabe von 2 g KI, mit 0,1 N Na-Thiosulfatlšsung bis zur leichten GelbfŠrbung titrieren, dann Zugabe von einigen Tropfen StŠrkelšsung und bis zur EntfŠrbung titrieren. Berechnung der Stromausbeute: 0,1 mol á ml Thiosulfat á As/mol á 6 á 100 % = Stromausbeute 1000 ml á 60 A á 150 s á 3 kurz: ml Thiosulfat á 1,0756 = Stromausbeute

56 5.2. Methoden zur Badeinstellung fÿr HartchrombŠder 56 Versuchsaufbau zur Bestimmung der Stromausbeute:

57 Analysen fÿr dekorative GlanzchrombŠder ChromsŠure, Sulfat, Chrom-lll und Fremdmetalle werden bestimmt wie bei HartchrombŠdern. Fluoridbestimmung GerŠte: Fluoridsensitive Elektrode (z. B. Metrohm ) Ag/AgCl/KCl-Bezugselektrode (z. B. Metrohm ) ph-meter mit mv-anzeige (ggf. Adapter fÿr die Elektroden) 3 PE-Becher (100 ml) und 3 PE-Me kolben (100 ml) MagnetrŸhrer und 3 kleine TeflonrŸhrkerne Reagenzien: DurchfŸhrung: ChromsŠure (reinst), 50%ige Lsg. SurTec 871 II, 45%ige Natronlauge Probenvorbereitung: 50 ml Bad in einen 100 ml PE-Becher pipettieren, mit Natronlauge auf ph 7 einstellen (Fremdmetalle fallen als Hydroxide aus und stšren nicht weiter). Zwei 50 ml Vergleichsproben mit gleichem ChromsŠuregehalt wie das Bad ansetzen. Zur Vergleichsprobe a) 1 ml und zur Vergleichsprobe b) 4Êml der 50%igen Lšsung von SurTec 871 II geben. Beide Vergleichsproben mit Natronlauge auf ph 7 einstellen. Alle drei Proben quantitativ in je einen 100 ml PE-Me kolben ŸberfŸhren, in kaltes Wasser stellen und auf Raumtemperatur abkÿhlen lassen. Anschlie end mit VE-Wasser auffÿllen und gut durchmischen.

58 5.3. Analysen fÿr dekorative GlanzchrombŠder 58 Potentialmessung (Temperatur aller Proben mu gleich sein!): Ca. 50 ml von Vergleichsprobe a) zurÿck in den PE-Becher geben. Mit einem TeflonrŸhrkern auf dem MagnetrŸhrer langsam rÿhren (Einstellung merken). Beide Elektroden eintauchen und das Potential U1 in mv am ph-meter ablesen und notieren. Elektroden mit VE-Wasser abspÿlen und die Potentiale in den anderen beiden Proben (zuerst Badprobe: UB, dann Vergleichsprobe b): U2) wie beschrieben messen und notieren. Berechnung: UB U1 U2 U1 0, 2865 = g/l Fluorid (NŠherungsformel) U 0, 0760 exp B U 1 1, 386 = g/l Fluorid (exakte Formel) U2 U1 Korrektur: Erhšhung um 0,1 g/l = Zugabe von 13 ml/l SurTec 871 II 5.4. Badeinstellung fÿr dekorative GlanzchrombŠder Hullzellentest 250 ml Badprobe werden auf Arbeitstemperatur gebracht, in eine Porzellan-Hullzelle mit platinierter Titananode gegeben und evtl. auf der Heizplatte auf Temperatur gehalten. Ein frisch vernickeltes Hullzellblech (in einem Becherglas mit dem dort vorhandenen Elektrolyten parallel beschichtet, mit 3-5 A fÿr 5 min) wird in die Chrom-Hullzelle gegeben und mit 3 A fÿr 3 min beschichtet (Strom langsam hoch- und herunterfahren).

59 5.4. Badeinstellung fÿr dekorative GlanzchrombŠder 59 Extremer Sulfatmangel optimaler Sulfatgehalt Sulfatmangel

60 5.5. Fehleranalyse 60 Fehlertabelle fÿr Chromverfahren Erkennbarer Fehler Mšgliche Ursache Fehlerbehebung schlechte DeckfŠhigkeit Sulfatgehalt zu hoch mit 0,2 g/l Bariumcarbonat werden 0,1 g/l Sulfat ausgefšllt Anfangsstromdichte zu gering Deckstrom fÿr s verwenden (ca. das 1,5 fache der normalen Stromdichte) Temperatur zu hoch Temperatur auf 55 C einstellen Chromschicht ist matt, spršde, Temperatur zu niedrig Temperatur auf 35 bzw. 60 C erhšhen an den Kanten rauh Stromdichte zu hoch Stromdichte auf 10 bzw. 50 A/dm2 einstellen Chromschicht matt, rauh Metallgehalt zu gering Zusatz von 20 g/l ChromsŠure Blasen, schlechte Haftfestigkeit schlecht entfettet Vorbehandlung und deren Dauer ŸberprŸfen Glanzintervall stark eingeengt Cr-lll Gehalt zu hoch Durcharbeiten mit kleiner Kathoden- und gro er AnodenflŠche schlechte Streuung der Schicht mangelhafte Kontaktierung Kontakte ŸberprŸfen Stromdichte zu gering OberflŠchenberechnung ŸberprŸfen, Stromdichte erhšhen WarentrŠger ist zu dicht behšngt, Abstand der Teile voneinander ŸberprŸfen, Teile blenden sich gegenseitig ab Anoden-Kathodenabstand vergrš ern keine Abscheidung in Durch- zu starke Gasentwicklung dort Bohrungen mit Blei oder PVC verschlie en brÿchen und Bohrungen milchige Schleier Chlorid-Verunreinigung Zugabe von Silbercarbonat (entsprechend Vorversuchen)

61 5.5. Fehleranalyse 61 Weitere Fehlermšglichkeiten speziell bei dekorativen Glanzelektrolyten Erkennbarer Fehler Mšgliche Ursache Fehlerbehebung mausgraue Flecken zu niedriger Sulfatgehalt Analyse und Zugabe von entsprechender Menge SurTec 871 l dunkler bergang von Chrom Mangel an Fluoridkatalysator Analyse oder Hullzelltest und entsprechende zu Nickel SurTec 871 ll Zugabe an SurTec 871 ll Blasen, schlechte Haftfestigkeit ungenÿgende Vorbehandlung/ berprÿfen der Vorbehandlung, Aktivierung lšngere/aggressivere Aktivierung Verunreinigungen im Ni-Elektrolyt Kontrolle des vorgeschalteten Nickelbades schlechte DeckfŠhigkeit bei korrekter Sulfatmenge, Tempera- Komplexieren der Fremdmetalle im Ni-Bad tur und Deckstrom: Fremdmetalle im vorgelagerten Nickelbad

62 62 6. Praxiserfahrung 6.1. Chromverfahren 6.2. Elektrodialyse

63 6.1. Chromverfahren 63 SurTec 871 Glanzchromverfahren im Einsatz bei LKS Kronenberger in Seligenstadt. Kunde bescheiningt folgende Vorteile seit der Umstellung: - bessere StreufŠhigkeit des Elektrolyten - dadurch keine Hilfsanoden mehr erforderlich - vergleichsweise einfache BadfŸhrung: - ChromsŠure- und Sulfatgehalt im Labor von LKS - SurTec 871 II nach Hullzellentest / monatlich eine Analyse mit fluoridsensitiver Elektrode im Analytiklabor von SurTec - gleichbleibende BeschichtungsqualitŠt

64 6.1. Chromverfahren 64 SurTec 875 Stromausbeuten in verschiedenen Installationen: 16,3-20,4 % Beispiel: Im Einsatz bei COFAP / Portugal. Vergleich zu bisher eingesetztem HEEF-Elektrolyten: Parameter HEEF SurTec 875 ChromsŠuregehalt 180 g/l 105 g/l Sulfatgehalt 1,2-1,3 g/l 1,2 g/l Betriebstemperatur min. 60 C ab 55 C Schichtdicke 58 A/qdm, 143 min. 82 +/- 12 µm 94 +/- 8,5 µm -> + 14% Ergebnisse: Haftung: gut Mikrorisse (soll /cm): ~ 465 Risse/cm HŠrte: (soll min. 800 HV): ~ HV

65 6.1. Chromverfahren 65 Bevorzugte ArbeitsgŠnge bei der Hartverchromung: Minuten anwšrmen (stromlos) im anodischen tzbad. 2. Anodisches tzen ca Sekunden bei 30 A/qdm und ca. 55 C Minuten stromloses anwšrmen im Hartchromelektrolyten - unter kathodischem ÒSchutzpotentialÓ von ca. 2 V 4. Langsames Hochregeln des Stromes von 0 auf den Arbeitsstrom 5. Hartverchromung auf die gewÿnschte Schichtdicke, z.b. bei C und 50 A/qdm FŸr geometrisch komplizierte Teile: - Hilfsanoden - Abblendungen aus Kunststoff oder Metall wg. Anbrennungen/Aufwachsungen Trotz optimaler Proze fÿhrung/anlagentechnik werden Teile in der Regel auf berma verchromt und nachtršglich auf Pa ma fertiggearbeitet (z.b. geschliffen).

66 6.2. Elektrodialyse 66 Elektrodialyse zur Chrombadregeneration: - Oxidation von Cr(III) zu Cr(VI) - Reduzierung von Fremdmetallen - Wiederverwendung des Elektrolyten Funktionsprinzip: - Membrantrennproze im elektrische Feld mit Kationenaustauschermembran (KAM) - Im Elektrolyten befindet sich die Anode (PbO 2 ), die Cr(III) zu Cr(VI) oxidiert - Fremdmetalle wandern durch Memnbran in Katholyten (verd. SchwefelsŠure) - Chrom(VI) liegt als Anion vor (Chromate) und wird durch KAM im Elektrolyten gehalten - Je nach AusfŸhrung Durchlauf- oder Chargenbehandlung

67 6.2. Elektrodialyse 67 Schematische Funktionsweise der Elektrodialyse: KAM 2 O e- Ü O 2 2 H+ + 2 e- Ü H 2 Men+ Anode Cr 2 O 7 2- Kathode Men+ Cr3+ - 3e- Ü Cr6+ Men+ + ne- Ü Me0 ÒAnolytÓ = Chrombad ÒKatholytÓ = SchwefelsŠure

68 6.2. Elektrodialyse 68 Vorteile der Einrichtung einer kontinuierlichen Anlage: - Konstanthalten des Fremdmetallanteils bei geringen Konzentrationen - Konstanthalten des Cr(III)-Anteils durch Regulierung des Durchsatzes - Fahrweise mit platinierten Titananoden mšglich - gleichbleibende SchichtqualitŠt, Schichteigenschaften - Keine Erhšhung des ChromsŠuregehaltes mit zunehmendem Badalter nštig RentabilitŠt der Elektrodialyseanlage: Die reinen Energiekosten fÿr die Reduzierung des Fremdmetallanteils auf 1/5 der Ausgangskonzentration belaufen sich auf ca. 550 DM/m3 Chrombad. Dem entgegen entstehen fÿr die Entsorgung und den Neuansatz von 1 m3 Kosten in Hšhe von ca DM. Je nach Kosten der Elektrodialyseanlage amortisiert diese sich folglich nach der Regeneration von m3 Chrombad. Verschiedene Firmen bieten auch die Mšglichkeit kleinere mobile Anlagen zu mieten.

69 69 7. Zusammenfassung

70 7. Zusammenfassung 70 Vortragsinhalte: - Verfahren, Anwendungen, Verfahrenstechniken - Abscheidungsreaktionen, Anodenprozesse, Anoden - Elektrolytzusammensetzungen - Verfahrensparameter in der Praxis - Schichteigenschaften, Parameter, Einflu grš en - Analytik, Proze fÿhrung - Praxisbeispiele als BestŠtigung der Laborergebnisse SurTec 875 und SurTec einfache Proze fÿhrung aufgrund einfacher Analysen per Titration und Hullzelle - qualifizierte technische UnterstŸtzung zu den Verfahren von Laborseite - positive Praxiserfahrungen