Lochfraß durch Vergoldung?

[YETI]

Hallo zusammen

Wer hier regelmäßig mitliest, kennt es. Dieses ausgefallene Schreibset fand letzte Woche seinen Weg zu mir. Allerdings war da noch eine vergoldete Feder drin.

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Der erste Versuch der Inbetriebnahme schlug fehl; die Feder blieb trocken. Also habe ich wie üblich erst das Griffstück über Nacht in Wasser eingelegt zum Einweichen. Am nächsten Tag kam die Feder mit ein wenig freundlicher Überredung heraus. Nach gründlicher Reinigung fand ich dann das:

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Ich möchte ausdrücklich betonen, daß man das von außen nicht erkennen konnte; der Verkäufer konnte das nicht wissen.
Gut, daß ich auf Flohmärkten auch so manchen Billigheimer mitgenommen habe, auch wenn er nicht mehr ganz in Ordnung war. So konnte ich dieses "gute Stück" zur Organspende hernehmen.(hier schon mit der Schrottfeder - man sieht nichts vom Schaden)

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Jetzt schreibt der Taschenfüller richtig gut, wie man es auch bei teuren Füllern selten besser findet. Daß die Stahlfeder farblich nicht ganz dazupasst, kann ich verschmerzen.

Jetzt komme ich zum Kern der Sache. Solchen Lochfraß konnte ich bisher nur an vergoldeten Federn feststellen. Baugleiche Edelstahlfedern ohne Beschichtung hatten solche Schäden bei mir noch nie.
Ich vermute mittlerweile, daß sich an Schadstellen in der Vergoldung (Kratzer o.ä.) unter Einfluss der sauren Tinte ein galvanisches Element bildet, welches die Korrosion am Stahl beschleunigt. Dabei bildet nicht das Gold den zweiten Pol, sondern die Kupferschicht, die beim Galvanisieren meist den "Haftgrund" für die eigentliche Goldschicht bildet.
Eine bessere Erkärung fällt mir nicht ein. Wenn jemand eine andere Theorie dazu hat, immer her damit.

Gruß

Andreas

[Cepasaccus]

Warum das Kupfer und nicht das Gold?

Es kann auch sein, dass die Hersteller nicht so rostfreie Staehle verwenden, weil es doch durch das Gold geschuetzt ist.

Cepasaccus

[Tenryu]

Für mich klingt das plausibel.

Zum Glück scheinen meine Pelikane (noch) nicht davon betroffen zu sein. Entweder ist deren Vergoldung besser oder ich verwende ich noch nicht lange/oft genug.

[YETI]

Ich gehe davon aus, daß die Hersteller für die beschichteten Federn das gleiche Material verwenden, wie für die unbeschichteten. Man kann nicht einfach ein anderes Material durch das selbe Werkzeug schieben und erwarten, daß hinten die Teile die gleiche Form haben. Die Anpassung des Werkzeugs an ein billigeres Material kann ziemlich teuer sein.
Die Sache mit dem Kupfer ist nur ene Vermutung, da ich mir nicht vorstellen kann, daß Gold einen negativen Einfluss auf andere Materialien hat.

Gruß

Andreas

[meinauda]

Ich hatte, wie schon erzählt, das Set in schwarz zum Säubern. Nach dem Ultraschallbad war die Feder ziemlich 'entgoldet'. Katharina hat sie mir wunderbar wieder in ein Goldbad getaucht. Sie sah toll aus. Leider habe ich sie danach nicht fotografiert.
Also vorsichtig mit dem Ultraschall bei vergoldeten Federn.

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Vor dem Ultraschallbad

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Nach dem Ultraschallbad

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Vielen Dank nochmals an Katharina Vospen für die exzellente Reparatur!!

[Frodo]

Hi YETI
Von einer Vor- Verkupferung hatte ich noch nichts gehört, aber ich bin lernfähig.
Zu den Vergoldungen kann ich vielleicht noch was beitagen, auch wenn ich mich teilweise aus früheren Beiträgen wieder selbst zitiere:
Vergoldung
Die Vergoldung von Stahlfedern war immer nur eine mehr oder weniger gute Lösung, die eigentlich eher aus optischen Gründen gemacht wurde. Das Vergolden einer niedrig legierten Feder führt allerdings, nachdem sich während des Gebrauchs Haarrisse gebildet haben, zur Ablösung der Goldschicht. Das Gold wirkt nur als mechanische Deckschicht, die in schwach vergoldeten Federn bereits durch Kratzbewegungen im Federträger beschädigt werden kann. Frei liegendes Eisen (Ferritkristalle) bildet mit den Eisencarbidkristallen (Fe3C) und der Tinte als Elektrolyt galvanische Lokalelemente, die zu Rostbildung führen. Das Volumen des Oxidationsproduktes ist höher als das Volumen der Ausgangsprodukte, deshalb kommt es zu Blasenbildung und zum weiteren Absprengen der Goldschicht. Das Gold selbst ist inert und trägt nicht zur Potentialbildung im Galvanischen Element bei.

Sehr einfach ist die „Kontakt- oder Tauchvergoldung“, die ich hier auszugsweise anhand einer Originalbeschreibung von Heraeus in Hanau am Main vom 7. 10. 1955 für die Gold-federnfabrik Rupp in Heidelberg, anführe.
<<Die gut polierten Federn werden mehrfach in Trichloräthylen entfettet und zur Entfernung letzter Schmutzreste in konzentrierter Natronlauge gekocht. Danach werden sie in destilliertem Wasser gespült und in halbkonzentrierter Salzsäure aktiviert. Nach erneutem Abspülen werden die Federn unter Zugabe von zwei Alu- Ringen in die kochende Goldlösung eingebracht ( Anmerkung: Diese enthielt Goldchlorid, Natriumcyanid sowie einen basischen Puffer ). Nach etwa 80 Sekunden ist der Vorgang beendet. Mit – umgerechnet – einem Gramm Feingold lassen sich 1800 Federn üblicher Größe gut deckend vergolden. Fällt einmal eine Charge nicht farbschön aus, dann kann die Goldschicht mit einer Lösung von 100 Gramm Zyankali pro Liter Wasser wieder entfernt werden.>>
Diese Art der Vergoldung war einfach und billig, selbst mit dem heutigen hohen Goldpreis errechnet sich die Goldmenge pro Feder für einen Preis unter einem Cent. Der optische Eindruck der Goldschichten auf kontaktvergoldeten Federn ist völlig befriedigend. Doch die Dicke ist gering und ausgerechnet am Mittelschnitt der Feder noch dünner und anfälliger gegen Brüche. Dort verarmt die Goldsalzkonzentration während der Reaktion schneller. Folgende chemische Reaktion liegt dabei zugrunde:
3 Au (+I) + Fe (0) => 3 Au (0) + Fe (+III)
Unedleres Eisen aus der Feder löst sich auf, dabei scheidet sich edleres Gold aus der komplexen Lösung von Natriumcyanoaurat ab.
Im Ergebnis besser ist die elektrolytische Vergoldung. Hierbei werden die Federn in ein Gestell eingespannt und berühren mit der Basis einen Kontakt, der als Kathode einer Gleichspannungsquelle geschaltet wird. Als Bad wird ebenfalls der cyanidische Gold (+I)- Komplex verwendet, doch kann mit Hilfe der angelegten Zersetzungsspannung weiteres Gold aus der Lösung abgeschieden werden, auch wenn kein Eisen mehr durchtritt. Praktisch könnten mit diesem Verfahren Goldschichten bis zu einem mm Dicke erzeugt werden. Bei bestimmten Stromdichten können aus dem Elektrolyten auch Fremdmetalle mit elektrolysiert werden, die die Goldschichten erheblich verbessern können. So erhöhen geringe Mengen Antimon oder Kobalt die Härte der Vergoldung auf den zehnfachen Wert. Andere Fremd-metalle wie Kupfer, Nickel, Wismut oder Indium geben effektvolle farbige Tönungen.
Viele Goldfedern werden heute auch rhodiniert. Das elektrolytisch aufgetragene Rhodium ist ein Metall, welches bei hervorragender Korrosions- und Kratzfestigkeit auf Spiegelglanz poliert werden kann.
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1938 - 1945 war die Verwendung von Gold und von Palladium für den Inlandsverbrauch verboten. Seit dieser Zeit begann die DEGUSSA Dossenheim mit der Produktion von Stahlfedern aus hochlegiertem nichtrostendem V4A Supra- Stahl. Die VA- Stähle (Versuchsschmelze Austenit) waren eine Entwicklung des Stahlherstellers Krupp, der V4A Supra hatte die Formel X2 Cr Ni Mo 17- 12- 2 ( = 0,02% Kohlenstoff, 17% Chrom, 2% Molybdän. Ab 12 % Cr wird der Stahl passiviert und damit nichtrostend). Allerdings verschwand mit der blassgrauen Färbung des Metalls auch der einstige vorzeigbare Glanz der Goldfeder. Viele Federn wurden „brüniert“, bei diesem Verfahren wird Öl auf das Metall aufgetragen und dann durch hohes Erhitzen wieder abgebrannt. Die hellbraunen Abbrandrückstände sollen der Feder ein bronzeartiges Aussehen geben. Trotz der hohen Qualität des Stahls gab es bei der Verwendung von Eisengallustinten Probleme mit Lochfraß in den Federn. Man vermutete hier eine Reaktion mit dem Schwefel aus dem Hartgummi des Federträgers oder Tintenleiters. Während des Krieges musste auf V2A- Stahl umgestiegen werden, gegen Ende des Krieges waren nur noch minderwertige Stahlsorten verfügbar.

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Das Vergolden von hoch legierten Stahlfedern, wie sie zum größten Teil nach dem Krieg verwendet wurden, ist aus technischen Gründen nicht einfach. Die Legierungsbestandteile, insbesondere der hohe Anteil von Chrom, passivieren den gesamten Metallverband. Chrom ist an sich ein sehr unedles Element, welches sich selbst aber an der Oberfläche mit einer harten schwerlöslichen aber transparenten Oxidschicht umgibt, die vor weiterer Oxidation schützt. Diese Oxidschicht verhindert aber auch eine innige Legierung mit dem galvanisch aufgetragenen Gold, sodass die Feder bereits bei längerer Behandlung im Ultraschallbad wieder entgoldet werden kann.
Gruss, Frodo

[YETI]

Danke Frodo, für die umfangreiche Aufklärung. Da lag ich mit meiner Vermutung garnicht so daneben.
Die Sache mit dem Kupfer habe ich von meinem Vater. Der war gelernter Galvaniseur, konnte den Beruf aber aus gesundheitlichen Gründen nicht lange ausüben. Als er noch dabei war, arbeitete er hauptsächlich für die lokale Scheren- und Pinzettenindustrie. Da waren Hartvergoldungen üblich, die auf eine Kupferschicht aufgetragen wurden. Vielleicht ist das ein Unterschied zu den vergoldeten Federn, vielleicht haben sich die Verfahren auch in den letzten Jahrzehnten geändert und weiterentwickelt. Leider kann ich ihn nicht mehr dazu befragen, da er schon einige Jahre nicht mehr lebt.

Gruß

Andreas

[Thom]

Die Kupferbasisschicht verwendet man beim Galvanisieren, aber beim Tauchverfahren das Frodo beschreibt nicht. Bei Gold als Deckschicht würde Kupfer alleine auch nicht reichen, weil das Gold mit der Zeit "versinken" würde (eigentlich diffundiert das Kupfer durch).
Bist Du denn wirklich davon überzeugt, dass das Edelstahl ist?

V.G.
Thomas

[Cepasaccus]

Bist Du denn wirklich davon überzeugt, dass das Edelstahl ist?

Rostender Stahl haette ja wohl den Vorteil, dass die Vergoldung besser haftet. Aber bei Else Marie ging die Vergoldung durch das Ultraschall ab. Also sollte es doch rostfrei sein?

Cepasaccus

[Thom]

Das liegt nicht am nicht rosten mit dem schlechter haften auf Edelstahl, sondern vermutlich eher an der Chromoxidschicht, die der Chromstahl bildet. Aber Else Marie's Feder ist ja auch nicht die verrostete, sondern YETI's. Und da ist das Gold noch dran.

[thobie]

Ich habe auch schon einmal in einem M100 eine Feder im Ultraschallbad entgoldet. Kleine Reste der Vergoldung sind noch vorhanden. Die Feder ist jetzt halt eine Stahlfeder. Sie rostet aber nicht.

Viele Grüße
Thomas

[hubert1]

@Frodo

Viele Federn wurden „brüniert“, bei diesem Verfahren wird Öl auf das Metall aufgetragen und dann durch hohes Erhitzen wieder abgebrannt. Die hellbraunen Abbrandrückstände sollen der Feder ein bronzeartiges Aussehen geben.


Sorry, muss dich berichtigen:
Das Verfahren nennt nicht Brünieren sondern Schwarzfärben.
Siehe Wiki unter:
Brünieren


Viele Grüße

Hubert1

[Cepasaccus]

Hallo Hubert,

von was fuer Federn redest Du mit dem Schwarzfärben? Materialtechnisch kann ich mir dafuer nur moderne, dicke, Nägel vorstellen. Federhalterfedern mit mehr oder weniger Flex wären nach der Schwarzfärbung (Wikipedia: "Die Temperatur soll etwa 400 °C (...) bis 700 °C (...) betragen.") nicht mehr zu gebrauchen, weil die Haerte verloren gegangen waere. Wenn man erst Schwarzfaerbt und dann Haertet waere die Schwarzfaerbung sicher floeten. Brünieren würde dagegen funktionieren. Dafuer reicht z.B. eine ca. 100°C heisse Natronlauge. Schon ausprobiert. Habe ich schon ausprobiert. Das Ceranfeld hatte dann unentfernbare Aetzflecken. Aber eine gehaertete Feder behielte damit ihre Elastizitaet.

Cepasaccus

[hubert1]

Hallo Hubert,

von was fuer Federn redest Du mit dem Schwarzfärben? Materialtechnisch kann ich mir dafuer nur moderne, dicke, Nägel vorstellen. Federhalterfedern mit mehr oder weniger Flex wären nach der Schwarzfärbung (Wikipedia: "Die Temperatur soll etwa 400 °C (...) bis 700 °C (...) betragen.") nicht mehr zu gebrauchen, weil die Haerte verloren gegangen waere. Wenn man erst Schwarzfaerbt und dann Haertet waere die Schwarzfaerbung sicher floeten. Brünieren würde dagegen funktionieren. Dafuer reicht z.B. eine ca. 100°C heisse Natronlauge. Schon ausprobiert. Habe ich schon ausprobiert. Das Ceranfeld hatte dann unentfernbare Aetzflecken. Aber eine gehaertete Feder behielte damit ihre Elastizitaet.

Cepasaccus

Ich muss dir da zustimmen -ich wollte nur Bezug auf das brünieren mit Oel nehmen und dieses Verfahren nennt man eben Schwarzfärben.

Schwarzfärben wie dort beschrieben nutzt man nicht in der Schreibfederherstellung. in der Regel sind die schwarzen Schreibfedern schwarzchrom Beschichtet.

[Zollinger]

...1938 - 1945 war die Verwendung von Gold und von Palladium für den Inlandsverbrauch verboten. Seit dieser Zeit begann die DEGUSSA Dossenheim mit der Produktion von Stahlfedern aus hochlegiertem nichtrostendem V4A Supra- Stahl. Die VA- Stähle (Versuchsschmelze Austenit) waren eine Entwicklung des Stahlherstellers Krupp, der V4A Supra hatte die Formel X2 Cr Ni Mo 17- 12- 2 ( = 0,02% Kohlenstoff, 17% Chrom, 2% Molybdän. Ab 12 % Cr wird der Stahl passiviert und damit nichtrostend). Allerdings verschwand mit der blassgrauen Färbung des Metalls auch der einstige vorzeigbare Glanz der Goldfeder. Viele Federn wurden „brüniert“, bei diesem Verfahren wird Öl auf das Metall aufgetragen und dann durch hohes Erhitzen wieder abgebrannt. Die hellbraunen Abbrandrückstände sollen der Feder ein bronzeartiges Aussehen geben. Trotz der hohen Qualität des Stahls gab es bei der Verwendung von Eisengallustinten Probleme mit Lochfraß in den Federn. Man vermutete hier eine Reaktion mit dem Schwefel aus dem Hartgummi des Federträgers oder Tintenleiters. Während des Krieges musste auf V2A- Stahl umgestiegen werden, gegen Ende des Krieges waren nur noch minderwertige Stahlsorten verfügbar....

Jetzt musste ich ein bisschen suchen (aber was soll's der Beitrag liegt erst knapp 7 Jahre zurück ) bis ich einen geeigneten Faden gefunden hatte um das Foto dieser Pelikan-Feder anzuhängen, aber dieser Faden (und die darin gemachten Ausführungen sind dafür perfekt, oder andersrum, das Foto ist perfekt um die Aussagen zu illustrieren).


Pelikan 100N CN-Feder von 1940-49

Und gleich noch eine Illustration der gemachten Aussage:

...Viele Federn wurden „brüniert“, bei diesem Verfahren wird Öl auf das Metall aufgetragen und dann durch hohes Erhitzen wieder abgebrannt. Die hellbraunen Abbrandrückstände sollen der Feder ein bronzeartiges Aussehen geben...

Pelikan IBIS, ca. 1940 by C.M.Z, auf Flickr
Pelikan IBIS von ca. 1940-42, könnte es sein, dass es sich hier um eine brünierte Feder handelt?

Pelikan IBIS, ca. 1940 by C.M.Z, auf Flickr