DE1226392B - Verfahren zur Vorbehandlung von Gegenstaenden aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen fuer die anschliessende Galvanisierung, insbesondere Verchromung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C23b

Deutsche Kl.: 48 a-5/62

Nummer: 1226 392

Aktenzeichen: F 25600 VI b/48 a

Anmeldetag: 25. April 1958

Auslegetag: 6. Oktober 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorbehandlung von Gegenständen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen für die anschließende Galvanisierung, insbesondere Verchromung.

Man hat bereits auf Gegenständen aus Aluminium und seinen Magnesium oder Silicium enthaltenden Legierungen nach Entfetten durch Beizen in alkalischen Bädern, anschließendes Ziehen durch eine verdünnte Säurelösung stromlos in ein Chrombad eingehängt und die Stromstärke dann langsam bis auf normalen, für die Abscheidung des endgültigen Überzuges vorgeschriebenen Wert geschaltet. Hierbei sollten durch das langsame Steigern der Stromdichte die an der Oberfläche haftenden Verunreinigungen losgerissen werden, um einen sauberen Untergrund für die Chromabscheidung zu erhalten.

Auch ist es bekannt, Aluminium in sauren und alkalischen Lösungen der verschiedensten Schwermetalle zu behandeln, um durch eine hiermit aufgebrachte dünne Metallüberzugsschicht die Neubildung einer Oxydschicht zu verhindern.

Nach der Erfindung erfolgt die Vorbehandlung der Gegenstände durch Beizen in verdünnter Schwefelsäure, insbesondere 10 %ig^er Schwefelsäure, bei Tempsraturen von etwa 77° C bis kurz unter den Siedepunkt der Lösung, anschließendes Spülen mit Wasser bei Temperaturen unterhalb 38° C und Behandeln mit einer wäßrigen, Chromtrioxyd und ein saures Sulfat enthaltenden Lösung bei einer 35⁰C nicht überschreitenden Temperatur, wobei die Beizzeit 1 bis 20 Minuten und die Behandlungszeit im anderen Bad 1 bis 10 Minuten betragen kann.

Auf nach der Erfindung vorbehandelten Gegenständen haften die aus entsprechenden Bädern, z. B. Chrombädern, galvanisch aufgebrachten Metallüberzüge auf Grund ihres feinkörnigen Gefüges sehr fest, sind sehr hart und dicht, weisen daher einen hohen Schutzwert auf und erteilen den Gegenständen eine glänzende, hervorragend korrosionsbeständige und verschleißfeste Oberfläche.

Diese Vorbehandlung ist anwendbar auf Gegenstände aus Aluminium und Aluminiumlegierungen jeglicher Verarbeitungsart, wie Guß-, Knet- und Walzlegierungen.

Vor der Beizbehandlung werden die Gegenstände durch geeignete Reinigungsmittel von Fetten und Fremdstoffablagerungen aus den verschiedenen vorangegangenen Ver- und Bearbeitungsstufen befreit.

Die Beizbehandlung richtet sich nach der Sorte von Aluminium bzw. seinen Legierungen.

Verfahren zur Vorbehandlung von Gegenständen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen für
die anschließende Galvanisierung, insbesondere
Verchromung

Anmelder:

General Development Corporation,

Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,

Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:
William Donald Mac Lean,
Oakville, Ontario (Kanada)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 27. Juni 1957 (668 319)

Beispiele

a) Gußaluminium

Gußaluminium mit einer Zusammensetzung Al-Si 8,5—Mn 3,5 wird wegen des verhältnismäßig hohen Gehaltes an anderen Legierungsbestandteilen 1,5 Minuten bei 77°C in der Schwefelsäurebeize behandelt.

b) Walzaluminium

Walzaluminium mit einer Zusammensetzung Al-Mn 1,2 wird 5 Minuten bei 85° C in der Schwefelsäurebeize behandelt.

c) Stranggepreßtes Aluminium

Eine Knetlegierung mit einer Zusammensetzung Al-Mg 0,7—SiO 0,4 wird in der Schwefelsäurebeize bei 85° C behandelt, und zwar unter entsprechender Abstimmung der Behandlungsdauer und einzuhaltenden Temperaturen, wobei bei 1- bis 20minutigem Eintauchen unter Verwendung einer 5- bis 25%igaa Schwefelsäure das Bad bei einer Temperatur von 77⁰C bis zu seinem Siedepunkt gehalten werden kann.

Nach dem Beizen werden die Gegenstände mit ■fließendem Wasser unterhalb 38°C gespült. Höhere Wassertemperaturen ergeben später ungleichmäßige und fehlerhafte Überzüge bei Galvanisierung.

609 669/357

Das endgültige Überziehen der gereinigten und gespülten Gegenstände■--■ mit dem auf ■ ihnen abzuscheidendem Chrom, Nickel, Silber oder Kupfer wird erfahrungsgemäß wesentlich von einem während des Übertragens aus der Vorbehandlung zum galvanischen Bad stabil bleibenden Kontaktwiderstand auf den· als Haftgrund dienenden' Oberflächen beeinflußt;. der wiederum maßgebend für gleichmäßige Dicke und erstrebte Korrosionsbeständigkeit, zu dieser im-umgekehrten Verhältnis stehend, ist. Er muß- demnach zuvor erheblich, vorzugsweise auf 20 bis 10 Mikroohm verringert werden. Dann erzielt man einen direkten ausgezeichneten Kontakt von dem Grundwerkstoff-zu dem aufzugalvanisierendem Metall, das dann später als galvanischer Überzug infolge fester und gleichmäßiger Verankerung hervorragend haftet.

Vor dem. Galvanisieren, wird= nach, der Erfindung der Kontaktwiderstand der Oberflächen, die sauber und völlig frei von nichtleitenden, also das elektrische Leitvermögen normalerweise einschränkenden isolierenden Filmen oder filmbildenden Materialien sein müssen, auf einen Mindestwert durch Behandeln der Gegenstände in einem Spezialbad verringert, wie dies aus den nun folgenden.Beispielen hervorgeht. .

Beispiel 1

Die Gegenstände werden in einem Bad, das mit einer wäßrigen Lösung gefüllt ist, die 12 g Chromtrioxyd und 108 g saures Natriumsulfat (NaHSO₄) pro Liter enthält, 1 bis 10 Minuten bei einer· etwa 35⁰C nicht..überschreitenden Temperatur behandelt, wobei durch erzielte Verringerung des Kontaktwiderstandes der metallischen Grundwerkstoffe deren Annahmefähigkeit, d. h. Affinität zu dem galvanisch aufzubringenden Metallüberzug erheblich erhöht wird.

Die folgenden Beispiele erläutern die Behandlungsweise der Gegenstände in Abhängigkeit vom Grundwerkstoff: ■■"■"■ '

Beispiel 2

Für die Behandlung von Gußaluminium mit einer Zusammensetzung von ■ Al-Si 8,-5—Mn 3,5 benutzt man wie nach Beispiel 1 eine wäßrige Lösung, die 12 g Chromtrioxyd und 108 g saures Natriumsulfat (NaHSO₄) pro Liter enthält. Die Temperatur des Chromtrioxyd-Sulfat-Bades beträgt für 3minutiges Eintauchen etwa 21,1° C.

Beispiel3

In einem Chromtrioxyd-Sulfat-Bad wie nach Beispiel 2 wurde ein Aluminiumblech- oder -walzmaterial mit einer Zusammensetzung Al—Mn I,2]etwa2 Minuten unter Einhaltung einer Temperatur von 21,1° C behandelt.

Beispiel 4

In einem gleichen Chromtrioxyd-Sulfat-Bad werden Gegenstände aus Knetaluminium oder aus Knetaluminiumlegierungen mit einer Zusammensetzung wie Al-Mg 0,7—Si 0,4 etwa 3 Minuten unter Einhaltung einer Temperatur von etwa 21,1° C behandelt.

Die Angaben über den grundlegenden Arbeitsverlauf für die Vorbehandlung der Guß-, Knet- und Walzmetalle oder ihrer Legierungen bzw. aus diesen hergestellte Gegenstände sind nicht unbedingt kritisch, sondern können etwas voneinander abweichen. Jedenfalls wird eine solche Beschaffenheit der anschließend zu metallisierenden Oberfläche erzielt, daß sie sich stabil verhält, d. h. sich beim Transport der Gegenstände aus dem Chromtrioxyd-Sulfat-Bad zum Galvanisierungsbehälter für Aufbringen eines Überzuges aus ChranvNickel, Silber oder Kupfer nach zwischengeschaltetem Spülen-mit Wasser nicht verändert. — Ein im Anschluß an die Vorbehandlung galvanisch aufgebrachter" Chromüberzug zeichnet sich durch ausnehmend gute Korrosionsbeständigkeit und Glanz

ίο aus.

Für den Nachweis der hohen Korrosionsbeständigkeit wurden nach Standardvorschriften in einer entsprechenden Apparatur unter anderem im Anschluß an die erfindungsgemäßen Vorbehandlungsstufen durch Galvanisierung verchromte Aluminiumstreifen Salzsprühversuchen 100 Stunden unterworfen, wobei ηεμη Proben von diesen nach Beendigung des Sprühens zufriedenstellende Beschaffenheit und Güte aufwiesen. Auch bei der einen, bereits nach etwa 72 Stünden zu Bruch gegangenen Streifenpröbe kann diese Haltbarkeit als gut über dem Durchschnitt im Vergleich zu bisherigen galvanisch verchromten Werkstoffen liegend angesehen werden. ^; '

Auch bei !weiteren, in gleicher Weise dem"· Salz¹-sprühversuch 100 Stunden unterworfenen nach der erfindungsgemäßen Vorbehandlung verchromten Alüminiumproben wurde keinerlei Anzeichen eines Zubruchgehens, Abblätterns und/oder einer Korrosion festgestellt. Diese Prüfungen wurden" nach ASTM-Vorschriften unter Verwendung einer Salzkönzentration von 5 % sowie Einhaltung einer Temperatur von 35±1,1°C und eines Sprühdüsendruckes von etwa 0,7031 kg/cm² durchgeführt.
An Stelle einer Verchromung kann auch ein Überzug aus Nickel, Silber oder Kupfer aufgebrächt werden, um verschiedene Eigenschaften und Veredlungsnuancen der Oberflächen zu erhalten.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Vorbehandlung von Gegenständen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, für die anschließende Galvanisierung, insbesondere Verchromung, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände nach dem Beizen mit verdünnter Schwefelsäure, insbesondere 10%ig^er Schwefelsäure, bei Temperaturen von etwa 77°C bis kurz unter den Siedepunkt der Lösung, und anschließendem Spülen mit Wasser bei Temperaturen unterhalb 38°C mit einer wäßrigen, Chromtrioxyd und ein saures Sulfat enthaltenden Lösung bei einer etwa 35° C nicht überschreitenden Temperatur behandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände in der Beizlösung 1 bis 20 Minuten behandelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände mit einer Lösung, die 12 g Chromtrioxyd und 108 g saures Natriumsulfat pro Liter enthält, behandelt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände in dem^; Chromtrioxyd-Sulfat-Bad 1 bis 10 Minuten behandelt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 919 450; »Oberflächentechnik«, 1938, S. 101.

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