DE1108536B

DE1108536B - Verfahren zur Bildung ultraharter Oberflaechen auf Aluminium und Aluminiumlegierungen durch anodische Oxydation

Info

Publication number: DE1108536B
Application number: DE1952H0014144
Authority: DE
Inventors: William John Campbell
Original assignee: HARD ALUMINIUM SURFACES Ltd
Current assignee: HARD ALUMINIUM SURFACES Ltd
Priority date: 1951-06-25
Filing date: 1952-10-14
Publication date: 1961-06-08
Also published as: GB716554A; BE514705A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das anodische Oxydieren von Aluminium und Aluminiumlegierungen.

Es ist seit langem bekannt, daß Gegenstände aus Aluminium und seinen Legierungen mit einer harten Oberfläche durch anodische Oxydation versehen werden können. Es ist jedoch bisher nicht möglich gewesen, auf solchen Gegenständen Oberflächenschichten zu erzielen, die hart genug sind, um die Benutzung der anodisch oxydierten Gegenstände als Werkzeuge zu gestatten. Ebensowenig ist es möglich gewesen, harte und zugleich dicke Oberflächenschichten durch anodische Oxydation zu erzeugen. Die Oberflächenschichten, wie sie bisher auf Aluminiumlegierungen, die Kupfer und Silicium enthalten, insbesondere wenn die Anteile dieser Elemente insgesamt hoch sind, erhalten wurden, waren weich, und es ist bisher nicht möglich gewesen, auf solchen Legierungen Oberflächen zu erzielen, die ebenso hart sind wie diejenigen, welche auf Reinaluminium und seinen Legierungen mit Magnesium und Zink erhalten werden können.

Es ist nun gefunden worden, daß ultraharte Oberflächen in jeder gewünschten Dicke auf sowohl aus Reinaluminium als auch aus irgendeiner Aluminiumlegierung bestehenden Gegenständen dadurch gebildet werden können, daß die Bedingungen, unter welchen die anodische Oxydation der in einem Elektrolyten als Anode geschalteten Gegenstände ausgeführt wird, in besonderer Weise eingestellt werden.

Gemäß der Erfindung wird bei der anodischen Oxydation von Aluminium und Aluminiumlegierungen unter Anwendung gleichmäßiger Stromdichte während des größeren Teiles der Behandlung bei einer Temperatur des Elektrolyten von unter 10⁰C, vorzugs-Verfahren zur Bildung

ultraharter Oberflächen auf Aluminium

und Aluminiumlegierungen

durch anodische Oxydation

Anmelder:
Hard Aluminium Surfaces Limited, London

Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 15,

und Dipl.-Ing. W. Niemann,
Hamburg 1, Ballindamm 26, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 16. Oktober 1951 und 3. März 1952

William John Campbell,

Thornliebank, Renfrewshire (Großbritannien),

ist als Erfinder genannt worden

anodisch zu oxydierenden Gegenstand und dem Elektrolyten eine Relativbewegung vorzusehen.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kommt es jedoch auf die kombinierte Anwendung eines bei einer besonders niedrigen Temperatur, nämlich unter 10° C und vorzugsweise bei 0 bis 2° C arbeitenden Elektrolyten und einer hohen Relativbewegung zwi-

weise 0 bis 2° C, gearbeitet und zwischen dem Elek- 35 sehen dem Elektrolyten und der zu behandelnden trolyten und der Anode eine geregelte Relativbewe- Oberfläche in Verbindung mit einer gleichmäßigen gung in der Weise herbeigeführt, daß ein Elektrolytstrom in Berührung mit der Anodenoberfläche mit
einer Geschwindigkeit größer als 10 cm pro Minute
für jeden Zentimeter Anodenoberfiäche, gemessen in 40
der Bewegungsrichtung, aufrechterhalten wird.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann in an sich bekannter Weise gleichzeitig mit Wechsel- und Gleichstrom gearbeitet werden.

Es ist an sich bekannt, bei der anodischen Oxy- 45 seine Legierungen, die gemäß der Erfindung behandation den Elektrolyten zu kühlen, um zu verhindern, delt worden sind, um ihnen diese ultraharten Oberdaß die Arbeitstemperatur, die z. B. für Schwefel- flächen zu geben, können für Werkzeuge zum Schneisäurelösungen mit etwa 30° C und für Oxalsäure- den und Fräsen weicher Metalle, für Scheiben zum lösungen mit etwa 40° C angenommen wurde, nicht Schleifen, Honen und Läppen, für Luftschrauben, überschritten wird, weil sonst eine geringe Ober- 50 Turbinen- und Propellerschaufeln., für Spiegel und flächenhärte erhalten wird. andere optische Geräte, für Bremstrommeln, Kupp-

Es ist ferner an sich bekannt, zwischen einem lungsplatten oder -scheiben, Maschinenteile, Zylinder-

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Stromdichte an, um ultraharte Oberflächen beliebiger Dicke zu erzielen, was mit den bisher bekannten Verfahren nicht möglich war.

Wegen der großen Härte der gemäß der Erfindung erhaltenen Oberflächen ist es möglich, gemäß der Erfindung behandeltes Aluminium für eine Anzahl von Zwecken zu benutzen, für welche es bisher nicht mit Erfolg angewendet werden konnte. Aluminium und

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futter und allgemein für alle Zwecke benutzt werden, Das Inbewegungssetzen des Elektrolyten kann mitbei denen ein hoher Abnutzungswiderstand gefordert tels eingeblasener Luft, Schaufeln, Propellern, Turwird. Ultraharte Oberflächen gemäß der Erfindung binen oder Pumpen erfolgen. Wenn der Elektrolyt besitzen, wenn sie auch in einigen Fällen weniger ad- durch Hindurchpumpen durch eine Kühleinheit gesorbierend als nach bekannten Verfahren erhaltene 5 kühlt wird, kann die für diesen Zweck benutzte Oberflächen sind, noch ausreichend adsorbierende Pumpe selbst eine Mischvorrichtung darstellen. Es Eigenschaften. Sie können z. B. mit Öl oder anderen muß Sorge getroffen werden, daß die ganze Flüssig-Schmiermitteln behandelt werden, wenn die Reibung keit gleichmäßig gerührt wird, so daß die Bildung von auf ein Minimum herabgesetzt werden soll, wie z. B. Zonen von verhältnismäßig ruhigem Elektrolyten verbei Zylindern, Zylinderfuttern, Kolben und Kolben- io hindert und eine angemessene Zerstreuung von entringen für Verbrennungsmaschinen. Sie können auch wickelter Wärme gewährleistet wird, wenn mit vermit synthetischen Harzen behandelt werden, wenn ein hältnismäßig hohen Stromdichten gearbeitet wird.
Widerstand gegen chemische Korrosion gefordert Die Bewegungsgeschwindigkeit des Elektrolyten wird, wie z. B. bei Pumpen und Ventilen, und sie relativ zu der der anodischen Oxydation unterliegenkönnen mit Farben und Lacken behandelt werden, 15 den Oberfläche soll größer als 10 cm und vorzugswenn eine Ausschmückung gewünscht wird, wie z. B. weise größer als 70 cm pro Minute für jeden Zentibei Geländern, Ornamenten, Gesimsen oder Treppen- meter Oberfläche (in der Bewegungsrichtung gemesstufen. sen) sein; dabei sind die höheren Bewegungsgeschwin-Zum anodischen Oxydieren von Reinaluminium digkeiten erforderlich, wenn ultraharte Oberflächen- und von Aluminiumlegierungen, die nicht mehr als je- 20 schichten von mehr als 0,0102 cm Dicke gebildet weils etwa 1 % irgendeines anderen Bestandteiles ent- werden sollen.

halten, kann eine Kombination von Wechselstrom und Die elektrische Kraftzufuhr soll derart sein, daß Gleichstrom mit einem Spannungsverhältnis von 1V sie die Überlagerung von Wechselstrom und Gleich-Wechselstrom zu 0,5 bis 6 V Gleichstrom benutzt strom zuläßt, die beide gewöhnlich eine Spannung werden. Für die Behandlung von Aluminiumlegie- 25 bis zu 100 V haben können, um ultraharte Oberrungen mit einem Kupfer-, Nickel- oder Mangan- flächenschichten bis zu 0,025 cm Dicke bei den meigehalt von 1 bis 15% oder einem Siliciumgehalt von sten Legierungen zu bilden. Jedoch kann eine be-1 bis 25°/o kann Wechselstrom allein benutzt werden, trächtlich höhere Spannung notwendig sein, um ein oder es kann zunächst Wechselstrom angewendet gleiches Ergebnis mit einigen Legierungen, insbesonwerden, worauf dann eine Behandlung mit einer Korn- 30 dere solchen mit hohem Siliciumgehalt, zu erzielen, bination von Wechsel- und Gleichstrom mit einem Im allgemeinen ist die Spannung, die zur Erzeugung Spannungsverhältnis von IV Wechselstrom zu 0,5 der gleichen Dicke erforderlich ist, bei Verwendung bis 6 V Gleichstrom folgt. von Oxalsäure höher als die Spannung, welche erLegierungen, die 1 bis 15% Magnesium enthalten, forderlich ist, wenn Schwefelsäure benutzt wird,
können mit einer Kombination von Wechsel- und 35 In den nachstehenden Beispielen werden die Ar-Gleichstrom mit einem Spannungsverhältnis von beitsbedingungen für die Behandlung von Reinalu-6 V Gleichstrom zu 1 bis 24 V Wechselstrom behan- minium und von verschiedenen Aluminiumlegierungen delt werden. Legierungen, die 1 bis 15% Zink ent- angegeben. Bei allen Beispielen beträgt die Frequenz halten, können mit einer Kombination von Wechsel- des Wechselstromes 50 Hz.

und Gleichstrom im Verhältnis von bis zu IV 40 Für Reinaluminium ist ein geeigneter Elektrolyt

Wechselstrom zu 1V Gleichstrom behandelt werden; entweder Oxalsäure oder Schwefelsäure oder Schwe-

gegebenenfalls können solche Legierungen auch mit feisäure mit etwas Magnesiumoxalat.

Gleichstrom allein behandelt werden. Die Arbeitsbedingungen für 10- bis 15%ige Schwe-

Für die meisten Zwecke kann die Stromdichte über feisäure bei 0 bis 2° C sind die folgenden:
0,031 A/cm² während des größeren Teiles der Be- 45 Es wird gleichzeitig mit Wechsel- und Gleichstrom handlung betragen; sie kann gegen Ende der Behänd- bei einer Stromdichte von 0,39 A/cm² gearbeitet,
lung zur Verbesserung der Haftung herabgesetzt Die Anfangsspannungen sind 10 bis 12 V Wechselwerden, strom und 20 bis 24 V Gleichstrom, wobei es er-Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann der forderlich ist, beide Spannungen in 10 Minuten etwa Elektrolyt aus irgendeiner bekannten anodisch oxydie- 50 zu verdoppeln, um die Stromdichte auf einem gleichrenden Lösung bestehen. Vorzugsweise wird jedoch bleibenden Wert zu halten. Die Geschwindigkeit des als Elektrolyt Schwefelsäure oder Oxalsäure in irgend- Anwachsens der Oberflächenschicht beträgt ungefähr einer der üblichen Konzentrationen und mit irgend- 0,05 cm je Stunde. Am Ende einer Stunde beträgt die welchen der bekannten Zusatzstoffe verwendet. Die erforderliche Gleichspannung 120 bis 140 V mit einer bevorzugte Schwefelsäurekonzentration beträgt 10 55 proportionalen Erhöhung der Wechselspannung,
bis 20%, und die bevorzugte Oxalsäurekonzentration Die mit Oxalsäure erzeugten Oberflächenschichten beträgt 3 bis 8%. Ein Elektrolyt, der beide Säuren erlangen eine ungefähr gleiche Härte mit niedrigeren enthält, kann aus einer 1:1-Mischung der angegebe- Stromdichten; 0,03 A/cm² ergeben eine ausgezeichnen Konzentrationen bestehen; 2 bis 5% Magnesium- nete Härte, wobei natürlich die Geschwindigkeit des sulfat oder -oxalat können zugesetzt werden. 60 Anwachsens der Oberflächenschicht geringer ist.

Die Gewährleistung der gemäß der Erfindung vor- Aluminium-Magnesium-Legierungen, wie z. B. die

gesehenen Relativbewegung zwischen dem Elektro- DIN-Legierungen AlMg3. AlMg? und (GAlMgIO),

lyten und der Anode kann durch eine rasche Hin- reagieren gut auf Oxalsäure; vorzugsweise erfolgt

und Herbewegung bzw. Umlaufbewegung der zu be- eine Herabsetzung der Stromdichte, wenn sich der

handelnden Gegenstände oder durch ein rasches Um- 65 Magnesiumgehalt erhöht, um die Haftung zu fördern,

laufenlassen des Elektrolyten oder vorzugsweise Bei Verwendung der DIN-Legierung Al Mg 3 mit

durch die gleichzeitige Anwendung beider Maß- einem Gehalt von 3 bis 5% Magnesium sind die Ar-

nahmen erreicht werden. beitsbedingungen mit 6°/oiger Oxalsäure bei 0 bis 2° C

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folgende: 30 V Wechselstrom und 40 V Gleichstrom gleichen Stromdichte oder als Anfangsstoß für die mit einer Erhöhung auf 70 V Wechselstrom und 40 V beiden ersten Minuten verwendet werden.
Gleichstrom in 4 Stunden, um eine 0,0102 cm dicke, Hochsiliciumhaltige Aluminiumlegierungen mit ultraharte kieselartige Oberflächenschicht zu erzeu- Nickel, wie z.B. dieDIN-Legierung(GAlSi 12CuNi), gen, deren äußere Oberfläche etwas poröser ist. Ein 5 werden gleichfalls vorzugsweise mit Wechselstrom hoher Anteil an Wechselspannung sucht die Haftung allein behandelt, um eine Stromdichte von 0,15 A/cm² herabzusetzen und eine sprödere Schicht zu erzeugen; zu erhalten. Mit 22% Silicium wird die Bildungsein hoher Anteil an Gleichspannung erzeugt eine geschwindigkeit entsprechend geringer, und es ist eine weichere poröse Schicht. höhere Stromdichte vorzuziehen.

Aluminium-Magnesium-Legierungen reagieren auch io Aluminium-Zink-Legierungen, wie z. B. die DIN-gut mit Schwefelsäure. So kann die DIN-Legierung Legierungen (GZn 12 Cu) und (AlZnMgCu) mit 9 AlMg3 mit 3 bis 5% Magnesium in zufriedenstellen- bzw. 8% Zink, reagieren gut auf eine Gleichspander Weise über einen weiten Bereich der Stromdichte nung allein in jedem Elektrolyten, jedoch wird vor- und der Anteilverhältnisse der Wechsel- und Gleich- zugsweise auch eine kleine Wechselspannung angespannung behandelt werden. Mit einer Stromdichte 15 legt. In Schwefelsäure wird bei einer kombinierten von 0,225 A/cm² bei einem Verhältnis der Wechsel- Stromdichte von 0,075 A/cm², ausgehend von 5 V spannung zur Gleichspannung von 6:20 V und einer Wechselstrom und 20 V Gleichstrom, worauf eine Verminderung auf 0,015 A/cm² während der letzten Steigerung auf 15 V Wechselstrom und 60 V Gleichwenigen Minuten werden ausgezeichnete Oberflächen strom folgt, eine etwa 0,013 cm dicke ultraharte Obererhalten, ao flächenschicht in 15 Minuten erzeugt. Die Haftung

Bei Legierungen mit etwa 12% Magnesium, wie wird nach einer weiteren Behandlungsperiode verz. B. bei der Legierung (GAlMgIO), ist es vorzu- bessert, während welcher die Stromdichte auf etwa ziehen, gleiche Wechsel- und Gleichspannungen und 0,0075 A/cm² vermindert wird. Gegebenenfalls wird eine Stromdichte von 0,09 A/cm² mit einer Verminde- eine verbesserte Haftung auch nach einer kurzen Berung auf 0,015 A/cm² während der letzten wenigen as handlungsperiode erhalten, während welcher ein abMinuten zu verwenden. Wie bei allen Aluminium- nehmender pulsierender Strom ohne umgekehrte Magnesium-Legierungen suchen höhere Anteile der Komponente, wie er bei der Niederfrequenz-Einpha-Wechselspannung harte, brüchige Oberflächenschich- sen-Halbwellengleichrichtung erhalten wird, angeten zu erzeugen, während höhere Anteile der Gleich- wendet wird. Mit Oxalsäure liefern die gleichen Anspannung weichere und porösere Oberflächenschich- 30 teile an Wechsel- und Gleichspannung oder eine ten zu bilden suchen. Die Geschwindigkeit des An- Gleichspannung allein, um eine Stromdichte von Wachsens der Oberflächenschichten auf Aluminium- 0,03 A/cm² zu erzeugen, Schichten von der gleichen Magnesium-Legierungen ist etwas höher als bei Rein- Härte, wobei jedoch die Wachstumsgeschwindigkeiten aluminium. viel geringer sind.

Aluminium-Magnesium-Silicium-Legierungen, wie 35 Der weite Bereich der im allgemeinen Gebrauch z. B. die DIN-Legierung AlMgSi, werden Vorzugs- befindlichen Aluminium-Kupfer-Legierungen reagiert weise mit mehr Wechselspannung als die binären Alu- gut auf die Behandlung mit kombinierten Wechselminium-Magnesium-Legierungen behandelt, und sie und Gleichspannungen. Das allgemeine Merkmal gereagieren bei einer höheren Wachstumsgeschwindig- schmiedeter Aluminium-Kupfer-Legierungen ist, daß, keit der Oberflächenschicht günstig auf die Behänd- 40 je höher der Kupfergehalt ist, um so höher der zu lung von Reinaluminium. Eine ultraharte Ober- bevorzugende Anteil an Wechselspannung wird. Aluflächenschicht ist auf einem Drehbank-Werkzeug aus miniumlegierungen, die bis zu 3% Kupfer enthalten, dieser Legierungsart bei einem Spannungsverhältnis wie z.B. die DIN-Legierung AlCuNi 1,2—MgSiFe, von 3 V Wechselstrom zu 1V Gleichstrom bei einer können in Schwefelsäure oder Oxalsäure mit Gleich-Stromdichte von 3 A/cm² erzeugt worden, und es 45 strom allein oder mit Wechselstrom allein behandelt wurde gefunden, daß sich die Schicht ausgezeichnet werden, jedoch wird eine härtere und glattere Oberbeim Drehen bewährt. flächenschicht mit kombiniertem Wechsel- und Gleich-

Hochsiliciumhaltige Aluminiumlegierungen mit bis strom erhalten. In lO°/oiger Schwefelsäure bei 0° C

zu 13% Silicium reagieren je nach der Legierungsart erzeugt eine kombinierte Stromdichte von 0,09 A/cm²

verschieden. Für ein Sandgußstück aus z. B. der DIN- 50 bei 8 V Wechselstrom und 22 V Gleichstrom, die in

Legierung GAlSi ergibt sich bei Verwendung von 30 Minuten auf 12 V Wechselstrom und 42 V Gleich-

10%iger Schwefelsäure bei 0 bis 2° C und ungefähr strom erhöht werden, eine 0,013 cm dicke ultraharte

gleichen Anteilen an Wechselstrom und Gleichstrom Oberflächenschicht.

mit Spannungen, die in 6 Minuten von 20 auf 60 V Eine typische Legierung dieser Gruppe, nämlich die

erhöht werden, eine Stromdichte von 0,15 A/cm². Die 55 DIN-Legierung AlCuNi0,9MgSiFe, reagiert in

Stromdichte wird in weiteren 3 Minuten auf 6%iger Oxalsäure bei 2° C günstig und liefert eine

0,075 A/cm² absinken gelassen. Es wird eine ultra- harte, glatte Oberflächenschicht bei 0,03 A/cm² und

harte Oberflächenschicht von etwa 0,0076 cm Dicke 30 V Wechselstrom und 40 V Gleichstrom mit einer

erzeugt. Annähernd das Zweifache dieser Dicke wird Steigerung des Wechselstroms auf 70 V und des

erhalten, wenn die Spannung während 12 Minuten 60 Gleichstroms auf 50 V in 4 Stunden, wobei eine Ge-

Behandlungsdauer weiter auf 100 V erhöht wird. Für schwindigkeit der Bildung der Oberflächenschicht von

ein Druckform-Gußstück aus der gleichen Legierung etwa 0,0038 cm je Stunde erhalten wird,

ergeben 24 V Wechselstrom und 8 V Gleichstrom eine Aluminium-Kupfer-Legierungen, die zwischen 3

Stromdichte von 0,15 A/cm², welche dadurch auf- und 8% Kupfer enthalten, erfordern einen höheren

rechterhalten werden kann, daß eine stetige Steige- 65 Anteil an Wechselspannung für eine zufriedenstel-

rung der Spannungen auf 50 V Wechselstrom und lende Behandlung. Für eine der DIN-Legierung

25 V Gleichstrom vorgenommen wird. Gegebenenfalls AlCuMg ähnliche Legierung, die 6% Kupfer enthält

kann auch Wechselstrom allein zur Erzielung der und in 10%iger Schwefelsäure bei 0⁰C behandelt

wird, ist es vorzuziehen, zunächst während 1 Minute nur Wechselstrom mit 25 V anzulegen, um ein gleichmäßiges Anwachsen der Schicht auf der Metalloberfläche einzuleiten und dann mit Wechselstrom und Gleichstrom mit einem Spannungsverhältnis von 2 V Wechselstrom zu IV Gleichstrom unter Aufrechterhaltung einer kombinierten Stromdichte von 0,15 A/cm² weiterzuarbeiten, was in 25 Minuten eine Oberflächenschicht von 0,015 cm Dicke erzeugt und bei 50 V Wechselstrom und 25 V Gleichstrom endet. Für dünne Abschnitte oder Bleche kann es von Vorteil sein, die Stromdichte auf 0,09 A/cm² zu senken oder den Anteil der Wechselspannung zu erhöhen.

Die vorstehend beschriebene Behandlung eignet sich auch für Aluminiumlegierungen, die sowohl Kupfer als auch Silicium enthalten, wie z. B. die DIN-Legierung GAlSiCu.

Für Aluminiumlegierungen, die bis zu 13 % Kupfer enthalten, können die gleichen allgemeinen Arbeitsbedingungen mit einem Verhältnis von 3 V Wechselstrom zu IV Gleichstrom angewendet werden. Dadurch wird eine dicke harte Oberflächenschicht erzeugt, die an der Oberfläche etwas rauh ist, die sich jedoch auf eine harte glatte Fertigoberfläche abschleift.

Die mittels Oxalsäure auf einer 13% Kupfer enthaltenden Aluminiumlegierung erzeugte Oberflächenschicht ist sehr glatt und hart, jedoch macht sie zur Einleitung 30 V Wechselstrom und 20 V Gleichstrom erforderlich, die auf 100 V Wechselstrom und 62 V Gleichstrom in 9 Minuten gesteigert werden, wodurch eine weniger als 0,0025 cm dicke Oberflächenschicht erzeugt wird. Da die Geschwindigkeit des Anwachsens der Schicht sehr niedrig ist und die Fortsetzung des Verfahrens zur Erzielung einer genügenden Dicke eine ziemlich hohe Spannung erfordert, kann es bei dieser Legierung zweckmäßig sein, sie zuerst während 2 oder 3 Minuten in Oxalsäure zu behandeln und dann das Verfahren in Schwefelsäure fortzusetzen, um eine dicke, harte, glatte Oberflächenschicht zu erhalten.

Bei steigendem Kupfer- oder Siliciumgehalt soll der Anteil der Wechselspannung zur Gleichspannung erhöht werden.

Es ist nicht ratsam, ungleichartige Legierungen zu gleicher Zeit zu behandeln.

Die Konzentration des Elektrolyten ist nicht kritisch, und es können ähnliche Ergebnisse mit sehr verdünnten Lösungen in der Größenordnung von weniger als 1% und ebenso mit stärker konzentrierter Säure in der Größenordnung von 70 % erhalten werden.

Dünne Abschnitte und Bleche sollen mit einer geringeren Stromdichte oder einem höheren Anteil an Wechselspannung bzw. einer höheren Relativgeschwindigkeit als dicke Werkstücke behandelt werden.

Eine Wechselspannung bewirkt eine langsamere, aber gleichmäßigere Bildung der harten Oberflächenschicht, insbesondere bei hohem Kupfergehalt, während eine Gleichspannung eine weniger gleichmäßige Oberflächenschicht zu erzeugen sucht.

Höhere Stromdichten können verwendet werden, wenn der Anteil der Wechselspannung erhöht und bzw. oder die Relativgeschwindigkeit der Bewegung zwischen Anode und Elektrolyt vergrößert wird. Umgekehrt gestattet die Anwendung geringerer Stromdichten die Benutzung eines kleineren Anteiles an Wechselspannung und bzw. oder einer kleineren Relativgeschwindigkeit.

Aluminiumlegierungen im geglühten Zustand reagieren günstiger auf niedrigere Stromdichten oder höhere Anteile der Gleichspannung als Aluminiumlegierungen im harten oder wärmebehandelten Zustand.

Oxalsäure erzeugt im allgemeinen eine glattere Oberflächenschicht, und wenn eine glattere Oberflächenschicht erwünscht ist, dann kann der Gegenstand zunächst kurze Zeit in Oxalsäure behandelt

ίο und das Verfahren anschließend mit Schwefelsäure beendet werden. Diese Arbeitsweise hat insofern einen besonderen wirtschaftlichen Wert, als die Kosten der Behandlung in Schwefelsäure kleiner sind als die Kosten der Behandlung in Oxalsäure. Gemischte Elektrolyte liefern ebenfalls gewisse Vorteile in dieser Hinsicht, und sie können die Notwendigkeit der Verwendung eines Zweibäderverfahrens beseitigen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Bildung ultraharter Oberflächen auf Aluminium und Aluminiumlegierungen durch anodische Oxydation unter Anwendung gleichmäßiger Stromdichte während des größeren Teiles der Behandlung, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur des Elektrolyten von unter 10⁰C, vorzugsweise 0 bis 2° C, gearbeitet und zwischen dem Elektrolyten und der Anode eine geregelte Relativbewegung in der Weise herbeigeführt wird, daß ein Elektrolytstrom in Berührung mit der Anodenobenfläche mit einer Geschwindigkeit größer als 10 cm pro Minute für jeden Zentimeter Anodenoberfläche, gemessen in der Bewegungsrichtung, aufrechterhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit Wechsel- und Gleichstrom gearbeitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des größeren Teiles der Verfahrensdauer die Stromdichte auf über 0,075 A/cm² Anodenoberfläche gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte während des letzten Teiles der Verfahrensdauer allmählich vermindert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Elektrolyten und der zu anodisierenden Oberfläche größer gewählt wird als 70 cm pro Minute für jeden Zentimeter Anodenoberfläche, gemessen in der Bewegungsrichtung.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zwischen der Anode und dem Elektrolyten durch eine hin- und hergehende Bewegung der Anode aufrechterhalten wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 647 427, 683 169;

schweizerische Patentschriften Nr. 217 775,
171732;

französische Patentschrift Nr. 723 207;
USA.-Patentschrift Nr. 1735 509;
Jenny, »Die anodische Oxydation des Aluminiums«, 1938, S. 121, 122;

Schenk, »Werkstoff Aluminium und seine anodische Oxydation«, 1948, S. 575, 625, 628, 730, 770.