CH525965A - Verfahren zur elektrochemischen Behandlung von Metall-Werkstücken - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur elektrochemischen Behandlung von Metall-Werkstücken
Bei der anodischen Oxydation, insbesondere von Aluminium oder Aluminium-Legierungen bereitete es bisher erhebliche Schwierigkeiten, Oxydschichten ganz bestimmter Stärke zu erzeugen. Zur Erzielung solcher masshaltiger Schichten muss nämlich zunächst die Grösse der zu behandelnden Flächen ermittelt werden. Das ist je nach der Form der Werkstücke unter Umständen sehr kompliziert und zeitraubend. Die Stromdichte, die ja abhängig ist von der Grösse der Oberfläche, weicht dann vielfach von den Sollwerten ab. Entsprechend sind die Schwankungen in der Schichtstärke der aufgebrachten Oxydschicht. Bei der normalen anodischen Oxydation, die allgemein unter dem Namen Eloxierung bekannt ist, entstehen dadurch in der Regel keine nennenswerten Nachteile.

  Praktisch kommt es dabei entweder auf die dekorative Wirkung oder die Erzielung eines ausreichenden Korrosionsschutzes an.



  Für das Aussehen spielt die Stärke der Oxydschicht im allgemeinen keine Rolle. Wenn allerdings ein ausreichender Korrosionsschutz erreicht werden soll, dann muss überall die Stärke der Schutzschicht einen gewissen Mindestwert erreichen. Eine Überschreitung der erforderlichen Schichtstärke wirkt sich vorwiegend in wirtschaftlicher Hinsicht nachteilig aus. Wenn aus Gründen der Sicherheit die notwendige Schichtstärke um einen gewissen Betrag überschritten wird, so kann dadurch leicht eine Kostenerhöhung um 20% und mehr eintreten. Eine stärkere Überschreitung der notwendigen Schichtstärke kann umgekehrt leicht die Qualität der Oxydschicht beeinflussen, wenn sich die Schichtdicke der Rücklösungsgrenze nähert.



   Von wesentlich grösserer Bedeutung sowohl bezüglich der Kosten als auch hinsichtlich der Qualität machen sich Über- oder Unterschreitungen der Schichtdicke bemerkbar bei sogenannten harten anodischen Oxydschichten. Solche Schutzschichten werden z. B. auf Maschinenteile oder sonstige Bauteile aufgebracht, um die Verschleissfestigkeit zu erhöhen.



  Dabei können Abweichungen von einer vorgeschriebenen Schichtstärke aus Passungsgründen unter Umständen absolut unzulässig sein. Wenn z. B. ein Gewinde entsprechend behandelt wird, so wird durch eine zu starke Schutzschicht die Passung gestört. Es ist dann vielfach eine sehr teure und aufwendige Nachbearbeitung durch Honen, Schleifen und dergleichen notwendig. Bei Schichtstärkenunterschreitung sind masslich tolerierte Teile in der Regel unbrauchbar. Was für Gewinde gilt, gilt in gleicher Weise auch für Bolzen und dergleichen.



   In der Praxis gelingt bisher die Aufbringung von anodischen Oxydschichten gewollter Stärke meistens nur durch den Einsatz hochqualifizierter Kräfte, die über eine langjährige Erfahrung verfügen und die dann mehr oder minder gefühlsmässig das Verfahren richtig steuern. Dabei müssen aber notgedrungen gewisse Abweichungen in Kauf genommen werden.



   Es ist schon versucht worden, die vorerwähnten Nachteile dadurch zu beheben, dass zuvor die nötige Gesamtstromdichte einer Badcharge ermittelt wurde. Dazu benutzte man Werkstücke mit einer bekannten genau festgelegten Oberfläche, durch die in Zusammenhang mit einem vom Hauptstromkreis getrennt geschalteten Strommessgerät die von der Gesamtoberfläche der Charge unabhängige Stromdichte ermittelt wird.



  Dadurch werden aber die vorbeschriebenen Ungenauigkeiten immer noch nicht ausgeschlossen. Die Oberflächengrösse ist nur in seltenen Fällen absolut genau festlegbar. Schon Änderungen in der Oberflächenrauhigkeit und Schwankungen in der Legierungszusammensetzung haben Abweichungen zur Folge, die sich später in der Stärke der aufgebrachten Oxydschicht bemerkbar machen.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorerwähnten Nachteile zu beseitigen. Das Aufbringungsverfahren soll mit allen seinen vorher genau festgelegten Einzelheiten selbsttätig exakt so abrollen, dass sich auf der ganzen Oberfläche des Werkstücks eine gleichmässige anodische Oxydschicht genau gewollter Stärke ergibt.



   Die Erfindung benutzt dabei zunächst die Erkenntnis, dass sich beim Eintauchen des Werkstückes in das Behandlungsbad ein Ruhepotential einstellt, welches von der Legierung des Werkstücks abhängig ist. Wenn die Legierung unbekannt ist, dann kann sie über den Ruhestrom festgestellt werden. Voraussetzung ist dabei allerdings eine konstante Konzentration des Elektrolyten sowie die Einhaltung einer bestimmten Badtemperatur. Ferner basiert die Erfindung auf der Erkenntnis, dass bei einem vorgegebenen Potential-Sollwert sich eine Strom stärke einstellt, die von der Oberflächengrösse des Werkstücks abhängig ist.  



   Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich nun dadurch aus, dass das beim Eintauchen eines Werkstücks in das Behandlungsbad sich einstellende Ruhepotential sowie anschliessend die bei einem vorgegebenen Potentialwert sich einstellende von der Oberflächengrösse des Werkstücks abhängige Stromstärke als Werte in einen Prozessrechner eingegeben werden, worauf von diesem über eine Steuerung der Spannung selbsttätig die Stromdichte eingestellt wird, bis die Behandlung beendet ist.

 

   Die Beendigung des Behandlungsverfahrens erfolgt durch Abschalten des Stromes und durch gleichzeitiges Ausheben der Werkstücke aus dem Bad.



   In gleicher oder ähnlicher Weise wie Aluminium oder Aluminium-Legierungen können auch alle anderen Metalle elektrochemisch behandelt werden. Ferner kann eine Glanz- oder Ätzbehandlung von Metallwerkstücken nach dem gleichen Verfahren durchgeführt werden, wenn entsprechende Elektrolyten in das Bad eingefüllt werden.



   Es sei noch erwähnt, dass die Messung der Stärke der anodischen Schutzschicht durch Ermittlung des elektrischen Durchströmwiderstandes bewirkt werden kann. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zur elektrochemischen Behandlung von Metall Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dass das beim Eintauchen eines Werkstückes in das Behandlungsbad sich einstellende Ruhepotential sowie anschliessend die bei einem vorgegebenen Potentialwert sich einstellende von der Oberflächengrösse des Werkstücks abhängige Stromstärke als Werte in einen Prozessrechner eingegeben werden, worauf von diesem über eine Steuerung der Spannung selbsttätig die Stromdichte eingestellt wird, bis die Behandlung beendet ist.