CH475364A - Verfahren zur anodischen Oxydation von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen - Google Patents

Description

  <U>Verfahren zur</U>     anodischen   <U>Oxydation von</U>  <U>Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen</U>    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren  zur     anodischen    Oxydation von Aluminium bzw.       Aluminiumlegierungen.     



  Es ist bereits bekannt,     z.B.    mit dem soge  nannten     Eloxalverfahren,    eine Schicht aus oxy  diertem Aluminium auf als Anode eingesetzten  Teilen aus     Aluminium    bzw. Aluminiumlegierungen  in einer elektrolytischen Lösung, die Schwe  felsäure,     Oxalsäure        u.a.    enthält, unter Ver  wendung einer entsprechenden Kathode und einem  durch die Lösung fliessenden elektrischen  Strom herzustellen.

   Die mit diesem Verfahren  gebildete Schicht aus oxydiertem Aluminium  zeigt jedoch wegen ihrer     Porosität    keine aus  reichende Korrosionsbeständigkeit und     macht     eine nachfolgende Verdichtung der erzeugten  Schicht durch Behandeln mit heissem Wasser  oder dergleichen erforderlich. Ausserdem hat  dieses Verfahren den weiteren Nachteil, dass  zur Erzielung einer farbigen Schicht auf den       anodisch    oxydierten Teilen eine Farbbehandlung  in einem weiteren Verfahrensschritt notwendig  ist.  



  Bei einem anderen bekannten Verfahren wird  eine     Formamid    und Borsäure oder     Borat    enthal  tende elektrolytische Lösung verwendet. Die  Ergiebigkeit ein und desselben Ansatzes einer  solchen Lösung, mit der eine bestimmte Färbung  zu einem bestimmten Farbton erreicht werden  soll, ist jedoch nicht ausreichend,     d.h.    die  Lebensdauer dieser elektrolytischen Lösung ist  beschränkt.  



  Ziel vorliegender Erfindung ist es, die  Nachteile der bisher bekannten Verfahren zu  beseitigen und ein Verfahren zu schaffen, mit  dem in einem Arbeitsgang auf der Oberfläche  von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen nicht  nur hinreichend dicke, sondern auch farbige       Oxydschichten    hergestellt werden können.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren zur anodi-    scheu Oxydation von     Aluminium    bzw. Aluminium  legierungen ist dadurch gekennzeichnet, dass       man    eine elektrolytische Lösung verwendet, die       Formamid,    Borsäure oder     Borat    und     Oxalsäure-          anhydrid    enthält.  



  Mit dem erfindungsgemässen Verfahren können  während eines vergleichsweise kurz andauernden  elektrischen Stromflusses in der Lösung     grös-          sere    Schichtdicken an oxydiertem     Aluminium    er  halten werden als mit den bisher bekannten  Verfahren zur     anodischen    Oxydation von Alumi  nium bzw. Aluminiumlegierungen. So kann mit  dem erfindungsgemässen Verfahren auf der Ober  fläche von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen  in einem Arbeitsgang eine gefärbte, stark aus  gebildete     Oxydschicht    hergestellt werden.

   So  lässt sich beispielsweise mit dem     erfindungs-          gemässen    Verfahren in einem einzigen und glei  chen Arbeitsgang die Farbe der Schicht von  gelb bis schwarz beliebig verändern.  



  Unter Verwendung einer     Formamid,    Borsäure  und     Oxalsäureanhydri.d    enthaltenden elektroly  tischen Lösung kann mit steigendem Gehalt an       Oxalsäureanhydrid    die Endspannung erniedrigt  und gleichzeitig die Lebensdauer der Lösung  verlängert werden. Dieses sei durch das nach  stehende Beispiel näher erläutert.

        In eine elektrolytische Lösung, die durch  Auflösen von 30-50     Gew.%    Borsäure in     Formamid     und anschliessendem Zusetzen von 2-10     Gew.%          Oxalsäureanhydrid    hergestellt wird, werden  Teile aus Aluminium oder     Aluminiumlegierungen     als Anode eingesetzt und als Kathode eine  Aluminiumplatte     verwendet.    Bei Fluss eines  elektrischen Stromes durch die Lösung entsteht  dann auf der Oberfläche der Aluminiumteile  eine gefärbte     Oxydschicht.    Um eine genügend  intensive Farbbildung während der Elektrolyse  aufrechtzuerhalten, kann die elektrolytische  Spannung dabei allmählich erhöht werden (mög  licherweise auch automatisch)

   und der durch  die Lösung fliessende Strom konstant gehalten  werden, da der elektrische Widerstand mit zu  nehmender Schichtdicke ebenfalls     zunimmt.     



  Die Farbe der dabei entstehenden     Oxydschicht          ändert    sich in Abhängigkeit von der Dicke der  gebildeten Schicht von gelb bis schwarz und  ist     umso    schwärzer, je dicker die Schicht ist.  In Abhängigkeit von der Dauer der Stromzufuhr       kann    man daher eine     gewünschte    Farbe der Oxyd  schiebt in einem einzigen Arbeitsgang erhal  ten. Die gebildete     Oxydschicht    weist eine hohe  Verschleissfestigkeit auf und besitzt hohe  Licht- und Wetterbeständigkeit.

   Sie hat trotz  der grossen Schichtdicke den Vorteil, dass  keine Risse entstehen und eine Nachverdich  tung,     z.B.    mit siedendem Wasser unnötig ist,  was bei den bisher bekannten     Eloxierverfahren     üblich ist.  



  Wird unter den vorstehend beschriebenen Ver  fahrensbedingungen beispielsweise eine elek  trolytische 800 g     Formamid    und 400 g Borsäure  enthaltende Lösung als Vergleichsbasis zu       Oxalsäureanhydrid    und gleiche Mengen     Formamid     und Borsäure enthaltenden Lösungen gesetzt, so  erhält man mit steigenden Mengen an zugesetz  tem     Oxalsäureanhydrid    die in der Tabelle auf  geführten Werte für die Endspannungen.

   Die  Werte in der Tabelle entsprechen den Bedingun-  
EMI0002.0021     
  
    Zugesetzte <SEP> Behand- <SEP> End  Menge <SEP> an <SEP> lungsfläche <SEP> spannurig
<tb>  Oxalsäure- <SEP> in <SEP> cm2 <SEP> in <SEP> Volt
<tb>  anhydrid
<tb>  in <SEP> Gew.Z
<tb>  0 <SEP> 400 <SEP> 200 <SEP> - <SEP> 250
<tb>  4 <SEP> 900 <SEP> 140 <SEP> - <SEP> 160
<tb>  5 <SEP> 1100 <SEP> 120 <SEP> - <SEP> 140
<tb>  6 <SEP> 1300 <SEP> 120 <SEP> - <SEP> 160
<tb>  7 <SEP> 900 <SEP> 110 <SEP> - <SEP> 140
<tb>  8 <SEP> 800 <SEP> 100 <SEP> - <SEP> 150       gen mit einer     Aluminiumanodenplatte    von    100     cm2,    einer     Aluminiumkathodenplatte    mit  einer Oberfläche von 15 X 7     cm2,

      einer Strom  dichte von 2     A/dm2    und einer Temperatur der  elektrolytischen Lösung zwischen 50 und<B>600</B> C  sowie einer     Glanzbehandlungsdauer    von 45 min.  



  Ein Zusatz von     5-6%        Oxalsäureanhydrid    ist am  vorteilhaftesten. Bei dem letzten in der Ta  belle aufgeführten Beispiel ist die Ergiebig  keit, die mit ein und demselben Ansatz der  elektrolytischen Lösung eine Farbbehandlung  zur Herstellung einer     bestimmten    Färbung     zu-          lässt,    grösser als bei dem ersten in der Ta  belle angeführten Beispiel. Es wird hierbei  eine etwa um die Hälfte niedrigere Endspannung  benötigt und die Lebensdauer der Lösung gleich  zeitig     um    das Zwei- bis Dreifache verlängert.  Die dabei gebildete     Oxydschicht    ist schwarz  braun und hat eine Dicke von 32 u.

   Die     Vickers-          härte    beträgt 473 (gemischt aus den Härten der       Oxydschicht    und des Aluminiums) und die     Ver-          wischungsbeständigkeit    ist derart, dass die  Schicht der     Sandfallprüfung    nach     JIS    (Japan       Industrial    Standard) etwa 30 min lang wider  steht.  



  Wie die Beispiele zeigen, kann man die     End-          spannung        erniedrigen    und gleichzeitig die  Lebensdauer der elektrolytischen Lösung ver  längern, wenn man erfindungsgemäss der elek  trolytischen     Lösung,    die     Formamid    und Borsäure  enthält,     Oxalsäureanhydrid    zusetzt. Mit dieser  Lösung lässt sich dann in einem einzigen Ver  fahrensschritt einer     anodischen    Oxydation vor  zugsweise eine gefärbte, stark ausgebildete       Oxydschicht    erhalten, die sehr licht- und wet  terbeständig ist.

   Teile aus Aluminium, welche  eine mit dem erfindungsgemässen Verfahren her  gestellte     Oxydschicht    aufweisen, sind bei  spielsweise witterungsbeständig. Das     erfin-          dungsgemässe    Verfahren weist darüber hinaus  vorzugsweise eine erhöhte Herstellungskapazi  tät auf.

Claims (1)

1. P A T E N T A N S P R U C H Verfahren zur anodischen Oxydation von Alu minium bzw. Aluminiumlegierungen, dadurch ge kennzeichnet, dass man eine elektrolytische Lösung verwendet, die Formamid, Borsäure oder Borat und Oxalsäureanhydrid enthält. Anmerkung <U>des</U> Eidg. <U>Amtes für geistiges Eigentum</U> Sollten Teile der Beschreibung mit der im Patentanspruch gegebenen Definition der Erfindung nicht in Einklang stehen, so sei daran erinnert, dass gemäss Art. 51 des Patentgesetzes der Patentanspruch für den sachlichen Geltungsbereich des Patentes massgebend ist.