CH221939A - Verfahren zur Herstellung von undurchsichtigen, fast weissen und färbbaren Schichten auf Gegenständen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Illerstellung    von     undurelisichtigen,    fast weissen und     färbbaren        Schiehten     auf     Gegenständen    aus Aluminium und     Aluminiumlegiertingen.       Es wurde bereits vorgeschlagen, auf Ge  genständen aus Aluminium und     Aluminium-          legierunge        #    undurchsichtige, nahezu weisse,       färbbare        Schutzschiellten    dadurch zu erzeu  gen,     dass    man die Gegenstände in einem       wässrigen    Elektrolyten, welcher mindestens  ein Titan-,

       Zirkon-    oder     Thoriumsalz    oder  ein Gemisch solcher Salze gelöst enthält, mit  Wechselstrom oder     anodisc'h    mit Gleichstrom  behandelt.  



  Bei derartigen Behandlungen entstehen  auf den Gegenständen     oxydische    Schichten,  die aus Aluminiumoxyd mit eingelagertem  weissem Pigment bestehen, wobei das Pig  ment<B>je</B> nach     Badzusammensetzung    ein Oxyd  oder     Hydroxyd    des Titans,     Zirkons    oder       Thoriums    sein kann.  



  Die Undurchsichtigkeit     bezw.        Opazität     der Schicht ist physikalisch dadurch be  dingt,     dass    zwischen den Brechungsexponen  ten dieser drei Metalloxyde     (Titandioxyd     n     ==        2,5-2,9,        Zirkoniumdioxyd    n<B>= 2,1</B> bis    2,2,     Thoriumdioxyd    n     =    2,2) einerseits und       denjenigen    des Aluminiumoxyds oder     Alumi-          niumoxyllydra,tes    (n<B>= 1,5-1,7)</B> anderseits  wesentliche Unterschiede bestehen.

   Die     An-          färbbarkeit    solcher Schichten     lässt        sieli    da  durch erklären,     dass    die Schicht einen fein  porigen     bezw.    kapillaren Aufbau besitzt, die  die     Farbstoffaufnahme    begünstigt.  



  Bei der praktischen     Betriebsdurchfüll-          rung    derartiger Verfahren wurde beobachtet,       dass    nicht immer Schichten entstehen, die  die     gewünseliten    wertvollen Eigenschaften in  vollem     Umfange        aufweis#en.    Insbesondere  stellte sich heraus,     dass    die     elektrolytischen     Bäder nach längerem Gebrauche trotz<B>üb-</B>  licher Instandhaltung nicht mehr sicher  arbeiten     bezw.    keine regelmässigen Ergeb  nisse mehr liefern.  



  Gegenstand der Erfindung ist ein Ver  fahren zur Herstellung von undurchsichti  gen, fast weissen und     färbbaren    Schichten  auf Gegenständen aus Aluminium und Alu-           miniumlegierungen    durch elektrolytische Be  handlung in Bädern, welche zur Bildung       oxydischer    Pigmente geeignete Salze enthal  ten, das dadurch gekennzeichnet ist,     dass    die  elektrolytische Behandlung in einem Bade  stattfindet, das ein     1)1,    von mindestens<B>0,8</B>  und höchstens 4,0 aufweist und das prak  tisch frei ist von Anionen solcher Säuren,

    die nach elektrolytischer Entladung in der  unmittelbaren Umgebung der Anode zu     pH-          Verschiebung    über die genannten Grenzen  hinaus     Anlass    geben. Das Verfahren kann  mit     titan-,        zirkon-    oder     thoriumsalzhaltigen          21     Bädern durchgeführt werden.  



  Aus diesem Verfahren     eraeben    sieh un  ter anderem folgende, auf die     Badzusam-          mensetzung        bezügliche    Bedingungen:  <B>1.</B> Die     Wasserstoffionenkonzentration    des  Bades darf im Gegensatz zu den bekannten  Bädern für die gewöhnliche     Anodisierung     (mit Schwefelsäure, Chromsäure,     Oxalsäure          ete.)        nieht    allzu gross und anderseits aber  auch nicht zu klein sein.

   Zur     Erreiehunc,    der  gewünschten Wirkung der     Opazität        bezw.     eines hierzu hinreichenden     Pigmenteill-          schlusses    ist es notwendig,     dass    das     pl,    des  Elektrolyten zwischen<B>0,8</B> und 4,0 liegt.  



  Bei stärker sauren Bädern (PH kleiner als  <B>0,8)</B> scheidet sieh kein     Titanium-,        Zirko-          nium-    oder     Thoriumoxyd    aus, das heisst die  Hydrolyse ihrer Salze in oder unmittelbar  auf der sieh bildenden     Oxydschicht    wird ge  hemmt.

   Bei weniger sauren Elektrolyten fin  det anderseits keine zweckmässige Film  bildung statt, entweder weil die     Wasser-          stoffionenkonzentration    zu schwach ist, um  die Poren durch teilweise Auflösung des neu  gebildeten Aluminiumoxyds offen halten  zu können, oder weil durch alkalische Reak  tion die Filmbildung überhaupt infolge voll  ständigen     Auflösens    des Aluminiumoxyds  verhindert wird.  



  2. Der Elektrolyt darf praktisch keine  Anionen solcher Säuren enthalten, die in       Sekundärreaktion    nach elektrolytischer Ent  ladung in der unmittelbaren Umgebung der       Al-Anode    zu starker     p,1-Versehiebung        An-          lass    -eben.

   Solche Säuren sind beispielsweise:  <B>e</B>         11alogenwasserstoffsäuren,        Halogensäuerstoff-          säuren,    Schwefelsäure,     Stickstoffsauerstoff-          säuren        ete.    Befindet sich nämlich beispiels  weise ein Nitrat in der Lösung, so kann  an der Anode das     Nitrat-Io"    entladen  und mit Wasser zu frei werdendem Sauer  stoff,     Wasserstoff-Ion    und     Nitrat-Ion    um  gesetzt werden.

   Dadurch wird, weil Salpeter  säure eine stark     dissozierende    Säure ist, in  der     Oxydschicht    oder unmittelbar in der  Berührungszone     Elektrolyt-Oxydschicht    in  folge der allmählichen Anreicherung an  Salpetersäure das     pl,    so stark erniedrigt,     dass     eine Hydrolyse der     Titanium-,        Zirkonium-          oder        Thoriumsalze    unter Umständen voll  ständig verhindert wird. Denn die Hydrolyse  der Salze dieser drei Elemente hängt nicht  nur von der Temperatur und der Konzentra  tion, sondern in erster Linie vom PH ihrer  Lösungen ab.  



  Als Säurekomponenten des Bades eignen  sieh am besten Chromsäure,     Oxalsäure,    Essig  säure,     Malonsäure,        Berns'teinsäure,    Borsäure  und deren Salze. Daneben kommen aber auch  für gewisse Zwecke, wie     Pufferung    und Ver  besserung der Leitfähigkeit, noch andere  Säuren, wie Phosphorsäure, Zitronensäure,  Milchsäure und andere sowie deren Salze in  Betracht.  



  Die Temperatur des Elektrolyten wird in  der Regel über 40<B>' C</B> gehalten, weil unter  halb dieser Temperatur wiederum die Hydro  lyse der in der Schicht niederzuschlagenden  Metalloxyde weitgehend gehemmt ist. Die  Spannung richtet sich nach der     Wasser-          stoffionenkonzentration,    der Zusammen  setzung und der Temperatur des Bades, der  jeweiligen Dicke der Schicht und nach der  zu behandelnden Leichtmetallegierung. Sie  wird normalerweise über 40 Volt betragen.  



  Die Aufrechterhaltung des erforderlichen  Grades der     Wasserstoff-Ionenkonzentration     während des Betriebes kann zum Beispiel  dadurch geschehen,     dass    man Chromsäure,       Chromtrioxyd    oder saure     Chromate    oder aber       organisehe    Säuren oder Salze solcher Säuren  zugibt.      Die     (#xegensinnde    können nach der gemäss  vorliegender Erfindung vorgenommenen     elek-          trolytisolien.    Behandlung, solange die Schicht  eine poröse oder kapillare Struktur aufweist,  durch Eintauchen in Farbflotten oder durch  doppelte Umsetzung     farbbildender    Körper  gefärbt werden.  



  Die Kapillaren und Poren können     naell     den üblichen Methoden, das heisst durch  echte     Quellung    oder durch Einlagerung  füllender Substanzen, verschlossen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von undurch- sielitigen, fast weissen und färbbaren Schichten auf Gegenständen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen durch elektrolv.- tische Behandlung in Bädern, welche zur Bildung oxydischer Pigmente geeignete Salze enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrolytiselle Behandlung in einem Bade stattfindet, das ein p]l von mindestens<B>0,8</B> und höchstens 4,0 aufweist und das prak tisch.

   frei ist von Anionen solcher Säuren, die nacli elektrolytischer Entladung in der un mittelbaren Umgebung der Anode zu pl,- Verschiebung über die genannten Grenzen hinaus Anlass geben. UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Verfahren nach Patentanspruc'h, da durch gekennzeichnet, dass in titansalzhalti- gen Bädern gearbeitet wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in zirkonsalzhalti- gen Bädern gearbeitet wird.

   <B>3.</B> Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in thoriumsalz- haltigen Bädern gearbeitet wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in Bädern ge arbeitet wird, die sechswertiges Chrom ent halten, wobei das p,1 der Bäder im Betrieb durch Zugabe von Chromsäure innert der ge nannten Grenzen gehalten wird.

   <B>5.</B> Verfahren nacli Patentansprueli, da durch gekennzeichnet, dass in Bädern ge arbeitet wird, die sechswertiges Chrom ent halten, wobei das pl, der Bäder im Betrieb durch Zugabe von Chromsäure bildenden Stoffen innert der genannten Grenzen ge halten wird. <B>6.</B> Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in freie Chromsäure enthaltendem Bade gearbeitet wird. <B>7.</B> Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch<B>5,</B> dadurch gekennzeichnet, dass in ehromsaures Salz enthaltendem Bade gearbeitet wird.

   <B>8.</B> Verfahren. nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in Bädern ge arbeitet wird, die organische Säure-Anionen enthalten, wobei das p,1 des Bades im Be trieb durch Zugabe von organischen Säuren innert der genannten Grenzen gehalten wird. <B>9.</B> Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in Bädern ge arbeitet wird, die organische Säure-Anionen enthalten, wobei das pH des Bades im Be trieb durch Zugabe von freie organische Säure bildenden Stoffen innert der genannt ten Grenzen gehalten wird.

   <B>10.</B> Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch<B>8,</B> dadurch gekennzeichnet, dass in freie organische Säure enthaltendem Bade gearbeitet wird.