DE1073827B - Gloss pickling for aluminum and aluminum alloys - Google Patents
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Description
Glänzbeizen für Aluminiuin und Aluminiumlegierungen Die bekannten Beizen zum Glänzen der Obtrfläche von Gegenständen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bestehen hauptsächlich aus Mischungen von Säuren. Es lassen sich zw-ei Typen unterscheiden: verhältnismäßig wasserreiche Gemische aus Salpetersäure und Flußsäure und Gemische aus hochkonzentrierter Phosphorsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure, welche noch Essigsäure enthalten können.Gloss pickling for aluminum and aluminum alloys The well-known Pickling for shining the surface of objects made of aluminum or aluminum alloys consist mainly of mixtures of acids. A distinction can be made between two types: relatively water-rich mixtures of nitric acid and hydrofluoric acid and mixtures from highly concentrated phosphoric acid, nitric acid and sulfuric acid, which still May contain acetic acid.
Die bekannten Beizen aus Salpetersäure und Flußsäure haben -den Nachteil, daß sie nur sehr reine Aluminiumsorten zu glänzen vermögen. Die bekannten Beizen aus hochkonzentrierten Säuren vermögen zwar in gewissem Umfange auch unreinere Aluminiumsorten und Aluminiumlegierungen zu glänzen, haben jedoch den Nachteil, -daß sie bei ihren hohen Gebrauchstemperaturen sehr heftig gesundheitssehä#dliche, gasförmige Stickoxyde entwickeln. Ein weiterer Nachteil beiderTypen vonGl#anzbeiz-en ist, daß sie bei der Glänzung verhältnismäßig viel Metall abtragen, was neben der häufig unerwünschten maßlichen und gewichtsmäßigen Verminderung des Gegenstandes sich noch in einem verhältnismäßig starken Verbrauch der Beize auswirkt.The well-known pickles made from nitric acid and hydrofluoric acid have the disadvantage that they can only shine with very pure types of aluminum. The well-known pickling From highly concentrated acids, to a certain extent, impure types of aluminum can also be used and aluminum alloys to shine, however, have the disadvantage that they with their high usage temperatures very violently harmful, gaseous nitrogen oxides to develop. Another disadvantage of both types of Gl # is that they work with the gloss remove a relatively large amount of metal, which is often undesirable dimensional and weight reduction of the object is still proportionate heavy consumption of the stain.
Die Erfindung löst die Aufgabe, Glanzbeizen zu entwickeln, welche diese Nachteile nicht aufweisen und zugleich eine sehr allgemeineAnwendbarkeit auch auf unreinere Aluminiumsorten und Aluminiumlegierungen besitzen.The invention solves the problem of developing gloss stains, which do not have these disadvantages and at the same time also have a very general applicability on impure aluminum and aluminum alloys.
Die erfindungsgemäßen Beizen enthalten -10 bis 60% Phosphorsäure, 10 bis 301/e Alkalibistilfat, 10 bis 30 % Alkalinitrat und 8 bis 30 11/o Wasser.The pickles according to the invention contain -10 to 60% phosphoric acid, 10 to 301 / e alkali distilate, 10 to 30 % alkali nitrate and 8 to 30 11 / o water.
Als Alkalisalze werden vorzugsweise Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze angewandt. Zugunsten einer höheren Löslichkeit werden zweckmäßig Salze mit verschiedenen Kationen benutzt. So haben beispielsweise bevorzugte Beizen folgende Zusammensetzung. 45 bis 551/o Phosphorsäure, 5 bis 1511/o Natriumbisulfat, 5 bis 101/o Kaliumbisulfat, 10 bis 20% Natriumnitrat, 10 bis 2(YO/o Wasser.Sodium, potassium or ammonium salts are preferably used as alkali salts. Salts with various cations are expediently used in order to achieve a higher solubility. For example, preferred stains have the following composition. 45 to 551 / o phosphoric acid, 5 to 1511 / o sodium bisulphate, 5 to 101 / o potassium bisulphate, 10 to 20% sodium nitrate, 10 to 2 (YO / o water.
Die Art und Menge der verwendeten Alkalhonen beeinflußt in gewisser Weise die Beizwirkung und kann auf die jeweilige zu beizende Aluminiumsorte oder Legierung abgestimmt werden.The type and amount of alkali used has a certain influence Way the pickling effect and can be based on the respective type of aluminum to be pickled or Alloy to be matched.
Eine solche Badzusammensetzung kann nicht aus einer anderen hergeleitet werden, die neben Phosphorsäure ausschließlich noch andere anorganische hochkonzentrierte Säuren aufweist und, wie bekannt, aus 411/o Phosphorsäure, 25% Schwefelsäure, 30% Salpetersäure und 4% Borsäure besteht, indem man die Säuren durch entsprechende Salze ersetzt, um auf diese Weise eine gleichwirkende Beize zu erhalten, weil keine Möglichkeit besteht, gleich viel entsprechende Anionen in Lösung zu bringen. Würden nämlich statt der 30 Gewichtstefle Salpetersäure etwa 41 g Alkalinitrat und statt der 25 (7;r-ewichtsteile Schwefelsäure etwa 35 g primäres Alkalisulfat in der bekanntenBeize verwendet, könnten dieseSalzmengen bei der geringen entsprechenden Wassermenge nicht in Lösung gehen.Such a bath composition cannot be derived from another one which, in addition to phosphoric acid, contains only other inorganic, highly concentrated acids and, as is known, consists of 411 / o phosphoric acid, 25% sulfuric acid, 30% nitric acid and 4% boric acid by passing the acids through corresponding salts are replaced in order to obtain a pickling agent with the same effect, because there is no possibility of dissolving the same number of corresponding anions. If, instead of 30 parts by weight of nitric acid, about 41 g of alkali metal nitrate and instead of 25 (7; r parts by weight of sulfuric acid about 35 g of primary alkali sulfate were used in the known pickle, these amounts of salt could not go into solution with the small corresponding amount of water.
Da im übrigen zur Erzielung eines stärleeren Glanzeffektes rauchende Salpetersäure bei der bekannten Beize Anwendung findet, zeigt sich die bereits als nachteilig geschilderte Belästigung durch die dichten braunen Dämpfe des Stickoxyds. Außerdem ist die erfindungsgemäße Badzusammerisetzüng für den Fall des Glänzens von Gegenständen aus Aluminiumlegierungen, insbesondere von Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen, der bekannten Beize überlegen.Since, moreover, smoking to achieve a stronger gloss effect Nitric acid is used in the well-known stain, it shows up as disadvantageous nuisance described by the dense brown vapors of nitrogen oxide. In addition, the bath composition according to the invention is for the case of gloss of objects made of aluminum alloys, in particular aluminum-zinc-magnesium alloys, superior to the known stain.
Die Beizwirkung der erfindungsgemäßen Beizen kann in manchen Fällen noch durch Zusatz der Ionen eines gegenüber dem Aluminium edleren Metalls zur Beize, beispielsweise der des Kupfern, Silbers oder Bleies, in Spuren oder bis zu l"/o verbessert werden.The pickling effect of the pickling according to the invention can in some cases by adding the ions of a metal that is more noble than aluminum for pickling, for example that of copper, silver or lead, in traces or up to 1 "/ o be improved.
Die Beizen geben den höchsten Glanz bei höheren Beiztemperaturen. Die besten Beizergebnisse werden bei Temperaturen von 100 bis 140' C erzielt. Tm allgemeinen empfiehlt es sich, eine um so höhere Beiztemperatur zu wählen, aus je reinerem Alunainiurn der zu beizende Gegenstand besteht. Die Be.izdatioikann 10 Sekunden bis etwa 5 Minuten betraggen.The stains give the highest gloss at higher pickling temperatures. The best pickling results are achieved at temperatures of 100 to 140 ° C. Tm general, it is best to choose a so higher pickling temperature, consisting of ever purer Alunainiurn to be pickled object. The input time can range from 10 seconds to about 5 minutes.
Eine überraschende Eigenschaft der erfindungsgemäßen Beizen besteht darin, daß sie selbst bei Temperaturen über 100' C trotz ihres hohen Gehaltes an Nitratio-ien und einer so starken schwerflüchtigen Säure wie der Phosphorsäure. keine sichtbare Entwicklung von Stickoxyden zeigen, solange nicht gebeizt wird. Offenbar wird das Nitration durch die erfindungsgemäß angewandten Salze gegenüber der Einwirkung der weniger flüchtigen Säuren, welche bekanntermaßen sonst bei höheren Temperaturen Stickoxyde aus Nitrat enthaltendenLösungen auszutreiben vermögen, so stabilisiert, daß eine solche Zersetzung nicht eintritt.A surprising property of the pickles according to the invention is that they can even be used at temperatures above 100 ° C. despite their high content of nitrates and such a strong non-volatile acid as phosphoric acid. show no visible development of nitrogen oxides as long as there is no pickling. Obviously, the nitrate ion is stabilized by the salts used according to the invention against the action of the less volatile acids, which are known to be able to drive off nitrogen oxides from nitrate-containing solutions at higher temperatures, so that such decomposition does not occur.
Beim Eintauchen des zu beizenden Gegenstandes in -die-Beize kann -jedoch häufig im ersten Augenblick eine geringe Entwicklung von Stickoxyd beobachtet y#rer,den, doch braucht sie zur Erzielung einer Glänzung nicht unbedingt in sichtbarem Ausmaße einzutreten. Diese Bildung von Stickoxyden läßt nach einigen Sekunden nach oder hört ganz auf, da offenbar die Oberfläche des gebeizten Metalls in gewisser Weise passiviert wird.When the object to be stained is immersed in the stain, however often at the first moment a slight development of nitric oxide is observed y # rer, the, but it does not necessarily need to be visible in order to achieve a gloss to enter. This formation of nitrogen oxides subsides after a few seconds or ceases entirely, since apparently the surface of the pickled metal in some way is passivated.
Die erfindungsgemäßen Beizen - sind also in ihrer Zusammensetzung so abgestimmt, daß das in ihnen enthaltene Nitration nur etwa in dem Maße und dein Augenblick zur Reaktion gelangt, in dem es für die Glanzbeizung erforderlich ist.The stains according to the invention - are so coordinated in their composition that the nitrate ion contained in them only reacts to the extent and the moment in which it is necessary for the gloss staining.
Die Bildung von Stickoxyden kann durch Zusätze von Alkaliboraten noch verringert werden. Es wird daher empfohlen, eine um so größere Menge Alkaliborate, beispielsweise Natriumborat, der Beize zuzusetzen, je stärker die zu beizende Aluminiumsorte oder Legierung von der Beize angegriffen wird und zur Bildung von Stickoxyden neigt. Es können zu diesem Zwecke bis zu 10 % Alkaliborat der Beize noch zugesetzt werden.The formation of nitrogen oxides can be reduced by adding alkali borates. It is therefore recommended to add a larger amount of alkali borates, for example sodium borate, to the pickling, the more the type of aluminum or alloy to be pickled is attacked by the pickling and tending to form nitrogen oxides. For this purpose, up to 10 % alkali borate can be added to the stain.
Beispielsweise wird zur Verminderung einer Stickoxydbildung ein solcher Zusatz von Alkaliboraten bei den meistenAluminiumlegierungen empfohlen, welche über etwa 3 % Legierungsbestandteile enthalten.For example, in order to reduce nitrogen oxide formation, such an addition of alkali borates is recommended for most aluminum alloys, which contain more than about 3 % alloy components.
Die erfindungsgemäßen Beizen eignen sich zum Glänzen von Gegenständen aus allen gebräuchlichen Aluminiumsorten und Aluminiumlegierungen, außer denen mit höheren Gehalten an Silicium.The stains according to the invention are suitable for shining objects made of all common types of aluminum and aluminum alloys, except those with higher levels of silicon.
Besonders gute Glänzwirkungen werden von den erfindungsgemäßen Beizen an Gegenständen aus Alumin,ium-Zink-Magnesium-Legierungen, beispielsweise an einer Aluminiumlegierung mit 4 bis 5 % Zink und 1,bis 1,50/0 Magnesium, erzielt.Particularly good gloss effects are achieved by the pickling according to the invention on objects made of aluminum-zinc-magnesium alloys, for example on an aluminum alloy with 4 to 5 % zinc and 1 to 1.50 / 0 magnesium.
- Auch Aluminiumlegierungen, welche sogenannte Spanbrecherzusätze, wie solche von Blei oder Zinn, enthalten, können mit -den erfindungsgemäßen Beizen geglänzt werden. - Also, aluminum alloys, so-called chip breaker accessories, such as lead or tin, may contain, are polished with -the present invention pickling.
Claims (2)
Publications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0325097A1 (en) * | 1988-01-15 | 1989-07-26 | International Business Machines Corporation | Chemical polishing bath and method for aluminum alloys |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE814984C (en) * | 1949-08-23 | 1951-09-27 | Vernal S A | Process for polishing and glazing objects made of aluminum and aluminum alloys |
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