Vernickeln von Messing- und Kupferteilen

In meinen Artikeln über den Bau des Lokalbahnwagen-Zugs habe ich beschrieben, wie meine Methode zum Brünieren von Messing und Neusilber verlässlich funktioniert und versprochen, demnächst auch über eine Methode zum Vernickeln von unseren im Metall-Modellbau hauptsächlich benutzten Werkstoffen Kupfer und Messing zu berichten. Wir haben ja viele Teile mit metallischen Oberflächen an unseren Modellen, arbeiten aber meistens mit Messing, Kupfer, Bronze und Neusilber, die eher rötlich bis gelblich sind. Aluminum- oder Silberfarben lackieren ist eigentlich keine Option, hält auch nicht lange und der Tipp von Herrn Riedl (Gerard) ein Lokomotivgestänge zu verzinnen und dann im heißen Zustand mit einem nassen Lappen abzuwischen ist nicht gerade einfach zu machen und hält auch nicht sehr lange, weil die Oxidation des Zinns sehr schnell beginnt.

Ich habe dann einen Artikel in der amerikanischen Modellbau Zeitschrift „Live Steam and Ourdoor Railroading“ zu diesem Thema gelesen. Der Autor verwendet darin einfache Mittel und „Küchentisch-Methoden“ zum Vernickeln seiner Teile. Das möchte ich euch nicht vorenthalten, deshalb habe die Methode selbst aufgebaut und eine Kuppelstange aus Messing im „Selbstversuch“ vernickelt, damit ich sehe ob das auch funktioniert.

Die Methode besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen: Im ersten Schritt die Herstellung des Nickel-Elektrolyten und im zweiten Schritt das Galvanisieren. Ich stelle hier die Hilfsmittel, die ich verwendet habe zusammen, am Ende des Artikels gibt es eine Stückliste mit Angabe von möglichen Lieferanten und die notwendigen Sicherheitshinweise.

Welche Hilfsmittel werden benötigt?

Für die Herstellung des Elektrolyten

• Ein hinreichend großes Gefäß um die zu vernickelnden Teile aufnehmen zu können

• Einen Liter handelsüblichen weißen Haushaltsessig mit 5% Essigsäure-Anteil

• Eine Prise normales Speisesalz (ohne Jod oder ähnliche Zusätze)

• Zwei Nickelelektroden mit >= 99,5% Nickelanteil mit 6 mm Durchmesser

• Ein Steckernetzgerät, meines hat 12 V bei 800 mA

• Zwei Messleitungen mit Krokodilklemmen an beiden Enden

• Einmal-Handschuhe (auch wenn es sich nur um Haushaltsessig handelt)

Für das Galvanisieren (Vernickeln)

• Ein Gerüst aus Holzleisten 10 x 10 mm mit 6mm Bohrungen für die Aufnahme der Elektroden

• Kupferdraht (möglichst dünn, ich habe aber auch erfolgreich einen 1 mm Draht verwendet)

• Das zu vernickelnde Bauteil (in meinem Fall eine Kuppelstange für eine Dampflok)

Die Herstellung des Elektrolyten:

Es gibt natürlich fertige Elektrolytlösungen zu kaufen, die Herstellung zu Hause ist aber nicht aufwendig und wesentlich preisgünstiger. An privat dürfen außerdem nur Elektrolyte mit sehr geringem Nickelgehalt verkauft werden. Die hergestellte Elektrolytlösung kann immer wieder weiterverwendet werden, bis der Nickelgehalt erschöpft ist, der Autor des amerikanischen Artikels schreibt hier von mehreren Jahren. Wenn das nicht nachhaltig ist…..

Als Gefäß habe ich eine wiederverschließbare Dose für Speiseeis verwendet, weil die tiefer war als andere bei mir zu Hause verfügbaren Behälter und auch dicht abschließt.

Der Versuchsaufbau. Das Bild zeigt die gesättigte grüne Nickellösung

Das ist wichtig für die spätere Lagerung. Als Halter für die Elektroden verwende ich ein Gerüst aus Kieferleisten, das mit vier M3 Schrauben zusammengeschraubt ist und auf das Gefäß gelegt werden kann (siehe Bild 1). Die Maße kann jeder nach seinem eigenen Gefäß ausrichten. Mittig habe ich für die Nickelelektroden zwei Bohrungen mit 6 mm eingebracht, in denen die Nickelelektroden stramm sitzen. Falls die Bohrungen zu groß geworden sind, dann kann man an einem Ende der Elektroden eine Querbohrung einbringen und einen Draht als Sperre durchschieben Die Verbindung zum Steckernetzgerät wird mit zwei Messleitungen mittels Krokodilklemmen hergestellt. Das von mir verwendete Steckernetzgerät hat folgende Kennwerte:

Das Datenschild des Netzgerätes

Es ist generell jedes Netzgerät ab 5 V und ab einer Stromstärke von ca. 800 mA verwendbar, das Gleichstrom liefert. Sicher hat fast jeder so was zu Hause rumliegen.

In das Gefäß wird eine Prise Salz gegeben, dieses regt die Leitfähigkeit an. Dann nach Bedarf mit dem weißen, klaren Essig auffüllen. Handschuhe nicht vergessen!

Die zwei Nickelelektroden in das Trägergerüst einhängen und mit den Messleitungen verbinden (siehe Bild 1). Nun kann das Steckernetzgerät eingesteckt werden. An der Kathode (Minus) beginnen sich kleine Blasen zu bilden. Falls nicht, dann die Verbindung zum Netzgerät noch mal überprüfen. Nach ca. 10 Minuten begann die Flüssigkeit sich grün zu färben. Ich habe die Anordnung insgesamt 7 Stunden angeschlossen gelassen, dann war die Elektrolytflüssigkeit gebrauchsfertig. Die Dauer hängt von der verwendeten Stromstärke und der Spannung ab, das Verfahren ist aber vollkommen ungefährlich und muss nicht dauernd beobachtet werden. Nach Beendigung des Prozesses trennt man erst das Steckernetzgerät vom Netz, dann nimmt man die Kathode (die Elektrode, die mit Minus beaufschlagt war) aus dem Halter. Nach dem Abspülen mit Wasser kann die Nickelelektrode beiseitegelegt werden. Für den Galvanisierungsprozess wird sie nicht mehr benötigt. Das Gefäß mit dem Elektrolyt ist nun vorbereitet für das Galvanisieren. Bitte vergesst nicht, das Gefäß eindeutig zu kennzeichnen, der Elektrolyt ist trotz der Verwendung von Haushaltsessig giftig!

Das Werkstück mit einem gleichen Referenzteil

Bevor das Teil in das Galvanisierbad gehängt werden kann, muss es gereinigt werden. Ich habe hierzu das gleiche Verfahren verwendet wie beim Brünieren: Etwa zwei Stunden Einlegen in Waschbenzin / Bremsenreiniger. Das Teil wird dann mit einem Kupferdraht in die Lösung gehängt und mit dem Minuspol des Steckernetzgerätes verbunden. Die Nickelelektrode ist nach wie vor mit dem Pluspol des Netzgerätes verbunden. Nach dem Einschalten des Stroms bzw. dem Einstecken des Netzteils beginnen sich Blasen am Werkstück zu bilden:

Der Galvanisierungsprozess ist nun in Gang gesetzt. Ich habe ihn zunächst 8 min laufen lassen, dann das Teil umgekehrt eingehängt und weitere 8 Minuten im Galvanisierbad gelassen. Die nächste Treibstange werde ich mal waagrecht einhängen. Da sich das Nickel an der der Anode zugewandten Seite besser anlagert, habe ich das Teil jede Minute ein Stück gedreht. Das Ergebnis kann sich sehen lassen:

Bild 5 zeigt den Vergleich vorher/nachher, die Beschichtung ist vollständig, auch an den Stellen, wo noch etwas Lötzinn vorhanden war.

Fazit

Das beschriebene Verfahren erfüllt seinen Zweck, ist einfach zu handhaben und vielfach wiederholbar. Meine Treibstange hätte einen noch feineren Überzug aus Nickel erhalten, wenn ich die Oberfläche vorher poliert hätte. Das werde ich auch bei meinen nächsten Teilen so machen. Die benötigten Hilfsmittel können normalerweise bis auf die Nickelelektroden in der Bastelkiste, in der Küche, im Baumarkt und/oder beim Discounter gefunden werden.

Die Stückliste

Wie schon oben erwähnt, sind die Kosten abgesehen von den Nickelelektroden überschaubar und belaufen sich auf ca. 35 Euro. Das ist abhängig davon, ob die benötigten Dinge aus der Bastelkiste sich tatsächlich da befinden. Mehr als 50 Euro sind dafür aber nicht auszugeben.

Gefahrhinweise

Bei der Anwendung des Verfahrens sind aus Sicherheitsgründen ein paar Dinge zu beachten:

1. Einmalhandschuhe tragen! Das ist zum einen wegen des Essigs aber auch wegen evtl. Nickelallergie des Anwenders absolut notwendig!
2. Gute Belüftung! Anders als beim Lackieren entstehen keine geruchsintensiven Dämpfe, trotzdem sollte man aus Sicherheitsgründen auf gute Belüftung achten
3. Der Elektrolyt ist giftig! Auch wenn der Haushaltsessig mit einem Säuregehalt von 5% keine Gefahr darstellt, ist der hergestellte Elektrolyt giftig. Sachgerechte Lagerung ist notwendig!
4. Lagergefäß deutlich kennzeichnen! Das Gefäß ist eindeutig z.B. als „Nickelelektrolyt Giftig!“ „Nicht trinken!“ und „Handschuhe tragen“ zu kennzeichnen!
5. Von Kindern fernhalten! Aus naheliegenden Gründen darf das gelagerte Gefäß mit dem Elektrolyten nicht von Kindern erreichbar sein!
6. Kann Allergien auslösen! Dies gilt vor allem für Anwender, die eine Nickelallergie haben.

Bei der Ausübung unseres Hobbys haben wir ohnehin schon mit vielen Stoffen zu tun, die Vorsichtsmaßnahmen erfordern, deshalb dürften die oben genannten Hinweise kein Neuland für euch sein. Ich habe sie aber der Vollständigkeit halber zusammengetragen und hoffe, sie sind vollständig.

 Damit bin ich am Ende der Beschreibung angelangt und wünsche viel Spaß und Erfolg beim Vernickeln!