CH182415A - Verfahren zur Herstellung opaker Schutzschichten auf Aluminium und seinen Legierungen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung opaker Schutzschichten auf Aluminium  und seinen Legierungen.    Es wurde gefunden, dass man Aluminium  und Aluminiumlegierungen beispielsweise  durch     anodische    Behandlung in einem wässe  rigen Bade, welches gelöste     Titansalze    ent  hält, mit einer sehr harten, gegen Korrosion  äusserst widerstandsfähigen, festhaftenden,       opaken    Schicht von emailartigem Aussehen  überziehen kann.

   Die so erhaltene opake  Schutzschicht unterscheidet sich von dem  nach dem bekannten     Aluminiumoxydations-          verfahren    erhältlichen     Oxydfilm    ganz wesent  lich durch sein Aussehen, das heisst durch  die bisher sonst nicht     herstellbare        Opazität     und durch die geringere Porendichte.  



  Der Gegenstand vorliegender Erfindung  ist nun ein Verfahren zur Herstellung opaker  Schutzschichten auf Aluminium und seinen  Legierungen, dadurch gekennzeichnet, dass  man Aluminium und seine Legierungen in  einem Bade, welches mindestens ein Titan  salz enthält, elektrolytisch, zum Beispiel mit  Wechselstrom oder     anodisch    mit Gleichstrom  behandelt. Die     Titansalze    können auch in    komplexer Form oder als Alkali     bezw.    Am  monium-Titanyl-Doppelsalze im Bade ent  halten sein oder als solche dem Bade ein  verleibt werden. Als Anionen eignen sich  mit Ausnahme der     Halogenide    sowohl minera  lische als auch organische     Säurekomponenten     des drei- oder vierwertigen Titans.  



  Das Bad kann ferner je nach dem ge  wünschten Effekt noch enthalten  1. Anorganische Säuren (vorzugsweise  Phosphorsäure oder saure oder neutrale Phos  phate, Arsensäure,     Arseniate,    Borsäure,     Bo-          rate,        Thiosulfate)    oder deren Salze mit Al  kali, Ammonium oder organischen Basen.  



  2. Organische Säuren, (vorzugsweise     Di-          karbonsäuren,        Oxykarbonsäuren    und     Oxypoly-          karbonsäuren)    oder deren Salze mit Alkali,  Ammonium oder organischen.

   Basen, zum  Beispiel als     Dikarbonsäuren    :     Oxalsäure,        Ma-          lonsäure,    Bernsteinsäure; als     Oxykarbonsäu-          ren:        Glykolsäure,    Milchsäure,     Glukonsäure;     als     Oxypolykarbonsäuren:        Weinsäure,    Zitro  nensäure.      3.

   Wasserlösliche Polyalkohole und Koh  lenhydrate, wie zum Beispiel als Polyalko  hole:     Glykol,        Glycerin,        Polyvinylalkohole,          Mannit;    als wasserlösliche     Kohlenhydrate:     Glukose, Rohrzucker,     Dimethylcellulose,        Dex-          tr        ine.     



  Einzelne Zusätze, wie zum Beispiel Säu  ren, werden mit der Zeit durch sich lösen  des Metall verbraucht und können deshalb  während des Betriebes in den notwendigen  Dosierungen wieder ersetzt werden.  



  Die Temperatur des Bades während der  Behandlung schwankt je nach der     Acidität,     der Konzentration der Komponenten und der  jeweiligen Betriebsspannung und kann zwi  schen     1O    und 95   C betragen. Sie kann  durch entsprechende Rühr- und Kühlvorrich  tungen im Bade homogenisiert und konstant  gehalten werden. Zum Beispiel darf die Tem  peratur bei stark mineralsauren Bädern nicht  wesentlich über 25   C betragen, während  dem das Bad bei schwach     organischsauren     Elektrolyten bei Temperaturen von 65 bis  95   C am vorteilhaftesten arbeitet.    Die Gegenstände werden zweckmässig vor  der Behandlung gut entfettet, zum Beispiel  mit Petroleum oder Benzin oder Sprit, und  hernach einer sorgfältigen     Beizung    unter  worfen.

   Die Beize kann alkalisch     (znm    Bei  spiel Natronlauge oder Sodawasser oder ba  sische Phosphate) oder stark mineralsauer  (Salpetersäure) sein. Auch die bekannte       Flusssäurebeize    eignet sich für den Zweck  sehr gut.  



  Die nach vorliegendem Verfahren     herstell-          bare    Schutzschicht besteht gemäss experimen  tellen Befunden aus Aluminiumoxyd     (-hydrat)     und     Titansäure        (-hydrat),    welch letztere vom       Aluminiumoxydhydrat    chemisch oder physi  kalisch festgehalten wird und ohne Zerstö  rung der Schicht nicht mehr daraus entfernt  werden kann. Die Schutzschicht ergibt  gleiche, zum Teil aber bedeutend höhere       Korrosionsbeständigkeit    als ein reiner     Alu-          miniumoxyydfilm    und schützt das Unterlage  metall gegen chemische Angriffe ausge  zeichnet.

      Es wurde weiterhin gefunden, dass man  auch Aluminium, sowie seine Legierungen,  deren Oberfläche bereits nach irgend einem  Vorgang mit festhaftendem Aluminiumoxyd  film überzogen ist, nach dem vorliegenden  Verfahren weiterbehandeln     bezw.    mit einer  opaken Schutzschicht überziehen kann.  



  Der opake Film kann mit organischen       Farbstoffen.    in wässeriger, oder organische  Lösungsmittel enthaltender Farbflotte oder  durch irgendwelches Auftragen oder Über  ziehen mit gefärbten Ölen, Metallseifen oder  Lacken gefärbt werden. Zur Herstellung rein  weisser Effekte kann eine Nachbehandlung  erfolgen, welche darin besteht, dass man die  behandelten Gegenstände oder Flächen einige  Zeit mit     Titansalzlösungen    behandelt, und  die in der Schicht festgehaltenen     Titansalze     durch Erhitzen oder mittels chemischer Agen  zien     hydrolysiert.     



  Das Aussehen der nach vorliegendem  Verfahren hergestellten Schutzschicht hängt  von der Oberflächenbeschaffenheit und den  Bedingungen der Behandlung ab. Mit Sand  strahl oder Bürsten oder Beizmitteln stark       gerauhte    Oberflächen erhalten ein mattes  Aussehen, auf polierten, glänzenden Flächen  aber können nach dem Verfahren     hocbglän-          zende    oder     satinartige    bis gänzlich matte  Effekte, welche neuartig und bisher unbe  kannt sind, erzielt werden.  



  Durch Nachbehandlung mit Fettsäuren  oder deren Salzen von Alkali oder starken  Basen oder mit     sulfurierten    Ölen kann die  opake     Schutzschichtwasserabstossend    gemacht  werden durch Bildung der unlöslichen     Titan-          und    Aluminiumsalze     bezw.    -seifen. Oder die  Schicht kann nachträglich mit geeigneten  Lacken oder     Einbrennharzen    überzogen wer  den.  



  Je nach den Bedingungen kann die Dicke  der Schutzschicht bis zu 0,5 min betragen.  Doch sind Schichten von 0,02 mm Dicke  schon bereits stark opak, so dass die so be  handelten Gegenstände keine metallischen       Effekte    mehr zeigen. Durch diese Tatsache  wird das vorliegende Verfahren besonders  wirtschaftlich.

        Die aus dem     Elektrolysierbad    gelangen  den Gegenstände oder Flächen werden zweck  mässig zunächst mit Wasser oder verdünntem  Ammoniak oder verdünnter     Sodalösung    oder  verdünnter Natronlauge gewaschen, gefärbt       etc.    und dann getrocknet; das Trocknen er  folgt vorteilhaft bei höherer Temperatur im  Ofen, zum Beispiel bei 100 bis<B>1600</B> C, je  nach Grösse und Beschaffenheit der     Oberfläche          einviertel    bis dreiviertel Stunden. Durch  diese Trocknung wird die Schicht härter.

      <I>Beispiel X:</I>  Als Bad wird eine Lösung von 50     lig          Titankaliumogalat,    15 kg Zitronensäure, 20 kg       Glukose    und 6 kg Phosphorsäure in<B>1000</B> kg  Kondenswasser verwendet. Es wird mit  Wechselstrom von 110 Volt und einer Tem  peratur von<B>760</B> C     elektrolysiert    mit Strom  dichten von 5 bis 6 Amperes auf den Qua  dratdezimeter, so lange bis 2,5 Amperestun  den pro Quadratdezimeter verbraucht sind.  <I>Beispiel 2:</I>  Als Bad wird eine Lösung von 22 kg       Titankaliumsulfat,    25 kg Zitronensäure, 13 kg       Glycerin    und 2 kg     Kaliumbiogalat    in 1000 kg  chlorfreiem Leitungswasser verwendet.

   Es  wird mit Gleichstrom von 120 Volt und Tem  peraturen von 45 bis 46   C     anodisch    be  handelt mit Stromdichten von 6 bis 8 Amperes  auf den Quadratdezimeter, so lange bis eine  Strommenge von 1 bis 1,5 Amperestunden  pro Quadratdezimeter verbraucht ist..

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Herstellung opaker Schutz schichten auf Aluminium und seinen Legie rungen, dadurch gekennzeichnet, dass man Aluminium und seine Legierungen in einem Bade, welches mindestens ein Titansalz ent hält, elektrolytisch behandelt. UNTERANSPR'ÜCEE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad ein Komplex salz des Titans enthält. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad ein Wasser lösliches Titanyl-Doppelsalz enthält. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad Anionen von anorganischen Säuren enthält. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mit Gleichstrom anodisch elektrolytisch. behandelt wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mit Wechselstrom elektrolytisch behandelt wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad Anionen von organischen Säuren enthält. _7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad noch solche anorganische Kationen enthält, welche mit den übrigen Bestandteilen des Bades keine Niederschläge bilden. B. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad noch einen löslichen Polyalkohol enthält. 9. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das- Bad noch ein wasserlösliches Kohlenhydrat enthält. 10.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad eine Tem peratur von 10 bis<B>950</B> C bat. 11. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht gefärbt wird. 12. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht durch Behandlung mit Fettsäureverbin- dungen wasserabweisend gemacht wird. 13. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet; dass die Schutzschicht durch Behandlung mit einem sulfurierten 01 wasserabweisend gemacht wird. 14. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht mit Lack überzogen wird. 15.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht mit einem hydrolysierbaren Titansalz nachbehandelt wird, zwecks Erhöhung des Weissgehaltes. 16. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht bei erhöhten Temperaturen getrocknet und gehärtet wird. 17. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man das Aluminium und seine Legierungen vor der elektro lytischen Behandlung heizt. 18. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man bereits mit einem Aluminiumogydfilm überzogenes Aluminium und seine Legierungen elektro lytisch behandelt.

   PATENTANSPRUCH II: Nach dem Verfahren gemäss Patentan spruch I erhaltene Schutzschicht. UNTERANSPRUCH: 19. Schutzschicht nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Dicke etwa 0,02 mm beträgt.