DE1110982B

DE1110982B - Glaenzbad zur Erzeugung von hochglaenzenden Oberflaechen auf Gegenstaenden aus Aluminium oder dessen Legierungen und Regenerierungsloesung fuer dieses Glaenzbad

Info

Publication number: DE1110982B
Application number: DEV17876A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Neunzig
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1960-01-13
Filing date: 1960-01-13
Publication date: 1961-07-13
Also published as: CH423406A; US3155556A; SE302394B

Description

'Glänzbad zur Erzeugung von hochglänzenden Oberflächen auf Gegenständen aus Aluminium oder dessen Legierungen und Regenerierungslösung für dieses Glänzbad Die Hauptpatentanmeldung V 15770 VI / 48d betrifft ein Glänzbad zur Erzeugung von hochglänzenden Oberflächen auf Gegenständen aus Aluminium mit einem geringeren Reinheitsgrad als Reinstaluminium oder den glanzeloxierbaren Legierungen einer solchen Aluminiumqualität. Dieses Glänzbad, das Wasserstoff-, Ammonium-, Nitrat- und Fluorionen sowie gegebenenfalls Bleiionen und Dextrin und/oder Gummiarabikum enthält, ist gekennzeichnet durch einen Gehalt an 6 bis 12, vorzugsweise 10 Gewichtsprozent Salpetersäure, 5 bis 12, vorzugsweise 10 Gewichtsprozent Ammoniumhydrogenfluorid sowie gegebenenfalls 0,005 bis 0,05 Gewichtsprozent Blei in Form eines löslichen Salzes und 0,5 bis 8 Gewichtsprozent Gummiarabikum und/oder Dextrin, vorzugsweise 1 bis 3 Gewichtsprozent Gummiarabikum oder 5 bis 7,5 Gewichtsprozent Dextrin. Dieses Glänzbad ist eine Variante der insbesondere für die Behandlung von Reinstaluminium und seinen glanzeloxierbaren Legierungen entwickelten und mit den deutschen Patenten 835 821, 844 388 sowie 930 966 unter Schutz gestellten Bäder.
Als Aluminiumqualitäten von geringerer Reinheit als Reinstalluminium, die jedoch zur Erzielung hochglänzender Oberflächen befähigt sind, sind in der Technik Aluminium mit einem Reinheitsgrad von 99,95°/o und geringer, insbesondere mit einem solchen von 99,8 bis 99,95 %, von besonderem Interesse.
Es wurde nun in Weiterentwicklung des mit der Hauptpatentanmeldung V 15770 VI/84 d unter Schutz gestellten Glänzbades gefunden, daß zur Erzeugung von hochglänzenden Oberflächen auf Gegenständen aus Aluminium des angegebenen Reinheitsgrades von 99,95°/o und geringer, insbesondere von einem solchen von 99,8 bis 99,95%, und dessen glanzeloxierbaren Legierungen ein Glänzbad unter Verwendung saurer Lösungen, enthaltend Wasserstoff-, Ammonium-, Nitrat-, Fluor- und Bleiionen sowie Gummiarabikum besonders geeignet ist, das durch einen Gehalt eines Liters dieser Lösungen an 100 bis 160 ccm 540/aiger Salpetersäure, 25 bis 40 ccm 70%iger Flußsäure, Rest Wasser, sowie durch einen weiteren Zusatz zu einem Liter dieser Lösungen von 40 bis 70g bleifreiem Ammoniumfluorid, 0,2 bis 0,6 g Bleinitrat oder einer bezüglich des Bleigehaltes äquivalenten Menge eines anderen wasserlöslichen Bleisalzes und 5 bis 100 g Gummiarabikum gekennzeichnet ist. So kommt beispielsweise auch Bleiazetat als solches wasserlösliches Bleisalz in Frage, wenn auch Bleinitrat gegenüber diesem bevorzugt verwendet wird. An Stelle von Gummiarabikum können auch andere viskositätserhöhende Stoffe, wie Dextrin, Agar-Agar u. dgl. eingesetzt werden.
Besonders günstige Ergebnisse werden mit einem Bad erzielt, das durch einen Gehalt eines Liters dieser Wasserstoff-, Ammonium-, Nitrat-, Fluor- und Bleiionen sowie Gummiarabikum enthaltende Lösungen an 135 ccm 54%iger Salpetersäure, 33 ccm 70%iger Flußsäure, Rest Wasser, sowie durch einen weiteren Zusatz zu einem Liter dieser Lösung von 50 g bleifreiem Ammoniumfluorid, 0,3 g Bleinitrat und 30 g Gummiarä.bikum gekennzeichnet ist.
Das angegebene Glänzbad erfordert eine Behandlungsdauer der zu glänzenden Gegenstände von etwa 40 bis 60 Sekunden je nach deren Oberflächenzustand. Die Temperatur ist bei frischen Bädern auf 65 bis 75° C zu halten und bei älteren Bädern zweckmäßig auf etwa 85° C zu steigern.
Das erfindungsgemäße Glänzbad zeichnet sich dadurch aus, daß auf den Aluminiumwerkstoffen in dem oben angegebenen Bereich von insbesondere 99,8 bis 99,95°/o oder deren Legierungen Glänzwerte erreicht werden, die je nach dem Reinheitsgrad der Werkstoffe den mit den bekannten Glänzbädern auf Reinstaluminium erzielbaren Glänzwerten nahekommen. Darüber hinaus besitzt das erfindungsgemäße Glänzbad eine größere Konstanz bezüglich seiner Zusammensetzung und damit auch eine größere Konstanz der Glänzleistung als die bisher bekannten Bäder.
Wie bei allen Glänzbädern macht sich auch bei dem erfindungsgemäßen Bad nach einer bestimmten Gebrauchsdauer ein gewisses Nachlassen des Glänzeffektes bemerkbar. Maßgebend hierfür ist in erster Linie die durchgesetzte Metalloberfläche. Doch auch der Oberflächenzustand der Beglänzten Gegenstände hat einen merklichen Einfluß darauf. Es hat sich ergeben, daß im Durchschnitt etwa 0,25 bis 0,30 m° Oberfläche, bezogen auf 1 1 Frischbadlösung, mit Erfolg behandelt werden können.
Zur Aufrechterhaltung der optimalen Glänzleistung des Glänzbades ist dieses wie folgt zu regenerieren: Es dient hierzu eine Regenerierungslösung, die für 1 1 des Glänzbades aus 10 bis 25 ccm, vorzugsweise 15 ccm, 70%iger Flußsäure und 0,05 bis 0,1 g, vorzugsweise 0,08 g, Bleinitrat, letzteres in einer geringen Menge Wasser gelöst, besteht und die bei einem erstmaligen Durchsatz von 0,25 bis 0,30 m= Oberfläche in 1 1 der Frischbadlösung und dann bei weiterem Durchsatz von jeweilig 0,15 bis 0,20 m2 Oberfläche je Liter Glänzbadlösung in Anwendung kommt. Die Regenerierung des Bades kann in dieser Weise so oft erfolgen, bis ein Gesamtdurchsatz von etwa 2 m= je Liter erreicht ist.
Die Erfindung fällt, soweit sie die Zusammensetzung des Glänzbades betrifft, wie die Hauptpatentanmeldung gleichfalls unter den Schutzbereich der angegebenen deutschen Patente 835 821, 844 388 und 930 966, weil das erfindungsgemäße Bad ebenfalls Wasserstoffionen, Nitrationen, Fluorionen und Ammoniumionen neben Bleiionen und einen Zusatz von Gumrniarabilcum enthält. Desgleichen fällt die Erfindung, soweit sie die Regenerierung des Glänzbades betrifft, in den Schutzbereich des deutschen Patents 878 144, da das Bad auch durch Zusatz von Flußsäure regeneriert wird, allerdings enthält die erfindungsgemäße Lösung zur Regenerierung des Glänzbades noch Blei. Trotz des angegebenen Standes der Technik stellt die vorliegende Erfindung einen unerwarteten Fortschritt dar, welcher darin liegt, daß ein spezieller Bereich der bereits allgemein bekannten Zusammensetzung der Bäder gefunden worden ist, welcher neue und nicht zu erwartende Vorteile aufweist. Abgesehen von der bemerkenswert guten Eignung des erfindungsmäßigen Bades spezieller Zusammensetzung für die Glänzbehandlung von Aluminium minderer Reinheit hat dieses Bad darüber hinaus gegenüber den bekannten Bädern, in denen Reinstaluminium und dessen Legierungen mit Erfolg geglänzt werden können, folgende weitere Vorzüge: 1. Das Bad ist nicht empfindlich gegenüber einer Steigerung einer Zugabe von Gummiarabikum, so daß der günstigste Einfluß dieses Zusatzes voll ausgenutzt werden kann. Bei den bekannten Bädern ist dieses nämlich nicht möglich, weil dort bei höherem Zusatz von Gummiarabikum ein unregelmäßiger blauer Schleier auf den Beglänzten Oberflächen aufzieht. Die deshalb mengenmäßig begrenzte Anwendbarkeit von Gummiarabikum stand aber dem Umstand entgegen, daß gerade hohe Zusätze dieses Stoffes bei Aluminium geringeren Reinheitsgrades erforderlich sind, um die abtragende Wirkung des Bades zurückzuhalten.
2. Die Kapazität des erfindungsgemäßen Bades ist doppelt so groß wie die der bekannten Bäder. Nach der deutschen Patentschrift 878144 ist nämlich die Ergiebigkeit auf 1 m2 Gesamtdurchsatz je Liter Bad beschränkt, während das erfindungsgemäße Bad insgesamt einen doppelt so großen Durchsatz, nämlich 2 m9 Oberfläche je Liter Bad, erlaubt, und das sogar noch bei der Verwendung des Bades für Aluminium niedrigerer Qualität. 3. Durch die erfindungsgemäße Regenerierungslösung wird eine Konstanz des optimalen Glänzeffektes durch Steuerung des Bleiionengehaltes in dem für das erfindungsgemäße Bad erforderlichen Bereich bewirkt. Im Falle der Oberflächenbehandlung der unreineren Aluminiumqualitäten wirken sich nämlich sonst unvermeidbare schwankende Gehalte an Bleiionen in erheblich stärkerem, sogar visuell erkennbarem Maße aus, als es bei der Behandlung von Reinstaluminium und seinen Legierungen der Fall ist.
Der durch das erfindungsgemäße Bad gegebene Fortschritt sei durch die bei der Behandlung von Aluminiumproben verschiedener Qualität erhaltenen Reflexionswerte näher belegt.
Beispiele la bis 4a Probebleche aus Aluminium mit den weiter unten näher angegebenen Reinheitsgraden wurden nach üblicher Entfettung während 20 Sekunden bei 65° C in einem Bad behandelt, das 135 ccm Salpetersäure (54%ig), 33 ccm Flußsäure (700%ig), mit Wasser auf 1 1 Lösung aufgefüllt, enthielt und dem weiterhin 50 g bleifreies Ammoniumfluorid, 0,3g Bleinitrat. 30 g Gummiarabikum zugesetzt waren. Danach wurden die Proben mit Wasser gespült, in 30%ige Salpetersäure während 2 Minuten bei Raumtemperatur getaucht, wiederum in Wasser gespült und dann in bekannter Weise mit einer 5 1, dicken anodisch erzeugten Schutzschicht versehen.
Beispiel 1b bis 5b Vergleichsweise wurden Aluminiumprobebleche der angegebenen Qualitäten nach dem Entfetten während 20 Sekunden bei 50° C in einem Glänzbad behandelt. welches 16 Gewichtsprozent Ammoniumhy drogenfluorid, 13 Gewichtsprozent Salpetersäure und je Liter Lösung 0,18 g Blei sowie einen Zusatz von 10 g Gummiarabikum enthielt. Die weitere Aufarbeitung der Proben mit anschließender Aufbringung der Oxydschicht als Schutzschicht war die gleiche, wie für die Beispiele 1 a bis 4a angegeben.

Die Messung der gerichteten Reflexion ergab folgende Werte:

b) Für Reinst-

aluminium und

Werkstoff a) Erfindungs- seine Legierungen

gemäßes Glänzbad geeignetes Glänzbad

nach dem Stand

der Technik

1. Al 99,80/0

-i- 0,2)/0 Mg 650/0 (abs.) 55,1)/o (abs.)

2. Al 99,9)/o 78,40/0 (abs.) 68,9"/o (abs.)

3. Al 99,91/o

-f- 0,5'% Mg 79,4"/o (abs.) 70,3% (abs.)

4. Al 99,9"/0

+ l%mg 75,1"/0 (abs.) 65,7"/o (abs.)

5. Al 99,99"/o - 80,3)/o (abs.)

Die vorstehend angegebenen Reflexionswerte lassen erkennen, daß das erfindungsgemäße Glänzbad bei seiner Verwendung für Aluminium minderen Reinheitsgrades und seiner Legierungen zu Glänzeffekten führt, für die die erhaltenen Reflexionswerte praktisch den auf Reinstaluminium gewonnenen bei Behandlung dieser Proben nach dem Stand der Technik gleichkommen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Glänzbad zur Erzeugung von hochglänzenden Oberflächen auf Gegenständen aus Aluminium mit einem Reinheitsgrad von 99,95% und geringer, insbesondere mit einem solchen von 99,8 bis 99,95 0/0, oder dessen glanzeloxierbaren Legierungen unter Verwendung saurer Lösungen, welche Wasserstoff, Ammonium-, Nitrat-, Fluor-und Bleiionen sowie Gummiarabikum enthalten, gemäß Patentanmeldung V 15770 VI/48d, gekennzeichnet durch einen Gehalt eines Liters dieser Lösungen an 100 bis 160 ccm 54%iger Salpetersäure, 25 bis 40 ccm 70%iger Flußsäure, Rest Wasser, sowie durch einen weiteren Zusatz zu einem Liter dieser Lösungen von 40 bis 70 g bleifreiem Ammoniumfluorid, 0,2 bis 0,6 g Bleinitrat oder einer bezüglich des Bleigehaltes äquivalenten Menge eines anderen wasserlöslichen Bleisalzes und 5 bis 100 g Gummiarabikum.
2. Glänzbad nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt eines Liters dieser Lösungen an 135 ccm 54%iger Salpetersäure, 33 ccm 70%iger Flußsäure, Rest Wasser, sowie durch einen weiteren Zusatz zu einem Liter dieser Lösung von 50 g bleifreiem Ammoniumfluorid, 0.3 g Bleinitrat und 30 g Gummiarabikum.
3. Verfahren zur Erzeugung von hochglänzenden Oberflächen auf Gegenständen aus Aluminium mit einem Reinheitsgrad von 99,95% und geringer, insbesondere mit einem solchen von 99,8 bis 99,95 %, oder dessen glanzeloxierbaren Legierungen unter Verwendung des Glänzbades nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände bei einer Temperatur von 65 bis 85° C etwa 40 bis 60 Sekunden in dem Bad behandelt werden.
4. Regenerierungslösung zur Aufrechterhaltung der optimalen Glänzleistung des Glänzbades nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese für 1 1 des Glänzbades aus 10 bis 25 ccm, vorzugsweise 15 ccm, 70%iger Flußsäure und 0,05 bis 0,1g, vorzugsweise 0,08 g, Bleinitrat, letzteres in einer geringen Menge Wasser gelöst, besteht und nach einem erstmaligen Durchsatz von 0,25 bis 0,30 m2 Oberfläche und dann nach weiteren Durchsätzen von jeweils 0,15 bis 0,20 m= Oberfläche je Liter Glänzbadlösung in Anwendung kommt, wobei der erreichbare Durchsatz je Liter des Glänzbades etwa 2 m2 beträgt.