DE1237874B

DE1237874B - Bad und Verfahren zum Glaenzen von Gegenstaenden aus Aluminium oder dessen Legierungen

Info

Publication number: DE1237874B
Application number: DEC19123A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Philip Bellinger
Original assignee: Conversion Chemical Corp
Current assignee: Conversion Chemical Corp
Priority date: 1958-06-04
Filing date: 1959-06-03
Publication date: 1967-03-30
Also published as: GB861424A

Description

DEUTSCHES #M PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 48 dl-3/02

Nummer: 1237874

Aktenzeichen: C19123 VI b/48 dl

1237 874 Anmeldetag: 3.Juni 1959

Auslegetag: 30. März 1967

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bad zum Glänzen von Gegenständen aus Aluminium oder dessen Legierungen, welches Phosphorsäure und Salpetersäure enthält und welches zur Durchführung des Tauchverfahrens verwendbar ist.

Bäder zum chemischen Glänzen von Aluminiumoberflächen zwecks Verbessern ihres Aussehens bzw. Erzeugen eines Spiegelglanzes sind bekannt. Solche Bäder bewirken in heißem Zustand ein Beizen der Oberfläche eines für kurze Zeit eingetauchten Aluminiumgegenstandes. Vermutlich ist der Beizvorgang rein chemischer Natur, denn die verwendeten Bäder wirken nicht als Elektrolyte.

Im allgemeinen enthalten die chemischen Glänzbäder für Aluminium sowie gewisse Aluminiumlegierungen im wesentlichen Phosphorsäure, Salpetersäure und Wasser und bewirken innerhalb bestimmter Temperaturbereiche einen Oberflächenglanz des eingetauchten Aluminiumgegenstandes. Den bisherigen Bädern haftet jedoch der Nachteil an, ätzende, gesundheitsschädliche Dämpfe zu entwickeln, weshalb man gezwungen ist, besondere Entlüftungsanlagen vorzusehen. Dies bringt einen unerwünschten technischen Aufwand mit sich, welcher durch das Erfordernis des Verwendens korrosionsbeständiger Materialien noch erhöht wird. Eine weitere Komplizierung der Entliiftungsanlage ist dadurch bedingt, daß die entwickelten Dämpfe verhältnismäßig schwer sind, nach unten sinken und eine Gefahr für benachbarte Grundstücke bzw. Anlagen bilden, weshalb die Dämpfe nach außerhalb des Werkes geführt werden müssen.

In dem Bestreben, die Bildung von ätzenden Dämpfen beim chemischen Glänzen von Aluminium zu unterdrücken, ist bereits ein Glänzbad bekanntgeworden, welches 60 Volumen Phosphorsäure, 20 Volumen Schwefelsäure und ISVolumen Salpetersäure aufweist und welchem man zwecks Verhinderung der Entwicklung von Stickoxyden Harnstoff zugesetzt hat. Dieses Bad zeigt jedoch den Nachteil, daß die in ihm geglänzten Aluminiumgegenstände einen unerwünschten, blaustichigen Schleier aufweisen, der das gute Aussehen der Gegenstände beeinträchtigt. Ein weiterer Nachteil dieses Bades besteht darin, daß es nur das Glänzen von Aluminium ohne wesentliche Legierungsbestandteile gestattet.

Es ist daher Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Glänzbad zu schaffen, welches die nachteilige Entwicklung von ätzenden Gasen und Dämpfen wie Stickoxyden ausschaltet, für -die Glänzung sowohl reinen Aluminiums als auch seiner Legierungen geeignet ist und einen einwandfreien Glanz der behan-Bad und Verfahren zum Glänzen von
Gegenständen aus Aluminium oder dessen
Legierungen

Anmelder:

Conversion Chemical Corporation,
Ellington, Conn. (V. St A.)

Vertreter:

Dr. W. Koch und Dr. R. Glawe,
Patentanwälte, München 22, Liebherrstr. 20

Als Erfinder benannt:
Kenneth Philip Bellinger,
Ellington, Conn. (V. St A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 4. Juni 1958 (739 658)

delten Oberfläche ohne jeden Schleier erzeugt. Weiteres Erfindungsziel ist ein Glänzbad, bei welchem Salpetersäure eingespart wird, bei welchem der durch Verkochen oder durch Dampf- bzw. Gasbildung herbeigeführte Säureverbrauch herabgemindert ist, dessen Betriebsbedingungen nicht kritisch sind und welches verminderte Schlammbildung zeigt.

Diese Ziele werden überraschenderweise erreicht durch das erfindungsgemäße Bad zum Glänzen von Gegenständen aus Aluminium oder dessen Legierungen, welches Phosphorsäure und Salpetersäure enthält. Dieses Bad ist dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus einer Lösung von 75 bis 87 Gewichtsprozent Phosphorsäure, 2 bis 5 Gewichtsprozent Salpetersäure und Rest Wasser besteht, welcher 0,05 bis 3 Gewichtsprozent 2,4,6-Triamino-s-triazin, Harnstoff oder Dicyandiamid bzw. eine Kombination zweier oder aller der drei letztgenannten Stoffe zugesetzt sind, und daß etwa vorhandene Sulfationen nicht in größerer Menge als 1%, bezogen auf die Lösung, anwesend sind. Vorzugsweise enthält das Bad 0,1 bis 1,5 Gewichtsprozent 2,4,6-Triaminos-triazin, Harnstoff oder Dicyandiamid bzw. eine Kombination zweier oder aller drei der genannten Stoffe.

Eine Glanzlösung kann z. B. aus 85 Gewichtsprozent (59° Bäume) Phosphorsäure bestehen, der 148 bis 296 cm³ handelsübliche Salpetersäure von 42°

709 547/393

Claims

Bäume (67 Gewichtsprozent) beigegeben ist. Der Rest ist Wasser. Diese Lösung wird während der Verwendung auf Temperaturen gehalten, die sich zwischen 71 und IlO0C bewegen. Der niedrigste Siedepunkt der in der Lösung enthaltenen Säuren begrenzt den Temperaturbereich nach oben, optimale Ergebnisse werden jedoch gewöhnlich bei Temperaturen um oder über 93° C erzielt. Obwohl eine solche Lösung für die Erzielung des angestrebten Glanzes höchst wirksam ist, ist die Verwendung derselben von. der to obenerwähnten heftigen Gas- oder Dampfentwicklung begleitet. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Begleiterscheinung wesentlich vermindert bzw. ausgeschaltet werden kann, wenn ein geringer Prozentsatz von entweder 2,4,6-Triamino-s-triazin oder Harnstoff oder Dicyandiamid oder einer Kombination derselben der Lösung beigegeben wird. Der Gewichtsprozentsatz eines oder sämtlicher dieser Inhibitoren liegt bei 0,05 bis 3 % der Lösung. Es hat sich ferner gezeigt, daß durch Kombinieren von 2,4,6-Tri- ao amino-s-triazin, Harnstoff und Dicyandiamid mit gewissen anderen Zusätzen in den angeführten Prozentmengen eine Gasbildung gänzlich ausgeschaltet werden kann, wenn die Lösung mit den die Gasbildung verhindernden Mitteln in einem Temperaturbereich um 90° C gehalten wird. Nach der Erfindung ist also der Zusatz eines beliebigen der obengenannten, die Gas- oder Dampfbildung verhindernden Mittel in den bezeichneten Mengenverhältnissen oder eine Kombination zweier oder sämtlicher dreier sowie eine Kombination eines oder mehrerer dieser Stoffe mit anderen glanzerzeugenden Mitteln vorgesehen. Die Lösung Nr. 1 ist insbesondere zum Glänzen von Aluminiumknetlegierungen mit einem Gehalt von unter 0,5% Kupfer oder 0,5% Silicium wirksam. Zusatz Nr. 1 Gewichtsprozent Harnstoff 24,5 2,4,6-Triamino-s-triazin 8,0 Natriumnitrat 45,0 Natriumsulfat 20,0 Ferrosulfat 1,7 Wasserfreies Kupfersulfat-Monohydrat ... 0,8 100,0 Der Zusatz wird in der Menge von 22,5 bis 29,9 g/1 85%iger Phosphorsäurelösung zugesetzt, die bei etwa 93° C verwendet wird und der 31,3 bis 46,9 cm3/l 42° Bäume Salpetersäure zugesetzt wurde. Die Behandlungsdauer beträgt 1 bis 2 V2 Minuten. Die Lösung Nr. 2 dient zum Glänzen von reinstem Aluminium (Reinheitsgrad 99,99%, allein oder mit bis zu 2% reinem Magnesium legiert), wobei eine Gasbildung verhindert wird. Zusatz Nr. 2 Gewichts- g0 Prozent 2,4,6-Triamino-s-triazin 42,0 Harnstoff 50,45 Kupfersulfat-Monohydrat 4,40 Mangansulfat (75- bis 80%ig) 1,05 fi Ferrosulfat 1,05 WasserfreiesNickesulfat 1,05 100,0 Der Zusatz wird im Verhältnis von 15 bis 22,5 g/1 85%iger Phosphorsäurelösung bei 88° C bis 105° C verwendet, der 39,1 bis 78,2 cm3/l Salpetersäure 42° Bäume zugesetzt wurden. Die Behandlungsdauer beträgt 1 bis 3 Minuten. Obwohl die obengenannten Prozentzahlen sich als innerhalb der angegebenen Temperaturbereiche besonders wirksam erwiesen haben, unterliegen sie jedoch Änderungen entsprechend der Art des zu glänzenden Aluminiums und den gewünschten Ergebnissen, und eine gewisse Abweichung von diesen Prozentzahlen ist unter Ausschaltung der Dampfbildung durch das 2,4,6-Triamino-s-triazin, den Harnstoff oder durch beide möglich. Auch die Eintauchdauer ändert sich entsprechend der Art des zu behandelnden Aluminiums und der Betriebstemperatur. Beide oben angeführten, als Zusatz zu verwendenden Verbindungen schalten die Bildung der korrodierenden braunen Stickoxydgase bzw. nitrosen Gase aus dem Bad und dem Werkstück bei der Überführung aus. Da die so vorbereiteten Lösungen im Temperaturbereich von 93° C befriedigend arbeiten, welcher wesentlich unterhalb des Siedepunktes der Salpetersäure liegt, ergibt sich ein sehr stabiles Bad, das auch während längerer Ruhezeiten stabil bleibt. Der verminderte Verbrauch an Salpetersäure, der bereits erwähnt wurde, führt zu einem Bad, das im Betrieb weniger kritisch ist sowie ein gutes Abtropfvermögen aufweist; die Uberführungsdauer beträgt nur 35 Sekunden. Durch die Verminderung der kritischen Eigenschaften zeigen sich an dem zu behandelnden Werkstück Korrosionserscheinungen in geringerem Ausmaß, Schlammbildung tritt nur in geringem Maße auf, und es besteht keine Neigung zur Emulsionsbildung. Auch ein Ätzen des in Behandlung befindlichen Werkstückes tritt während der Überführung in geringerem Maße auf. Unter gewissen Umständen kann eine Gasbildung von sehr geringer Stärke zu Beginn beobachtet werden. Sobald jedoch die Gas-Inhibitoren zu reagieren beginnen, verschwindet die Gasbildung rasch. Patentansprüche:

1. Bad zum Glänzen von Gegenständen aus Aluminium oder dessen Legierungen, welches Phosphorsäure und Salpetersäure enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus einer Lösung von 75 bis 87% Phosphorsäure, 2 bis 5% Salpetersäure und Rest Wasser besteht, welcher 0,05 bis 3 Gewichtsprozent 2,4,6-Triamino-s-triazin, Harnstoff oder Dicyanamid bzw. eine Kombination zweier oder aller der drei letztgenannten Stoffe zugesetzt sind, und daß etwa vorhandene Sulfationen nicht in größerer Menge als 1 %, bezogen auf die Lösung, anwesend sind.

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich geringe Mengen an Salzen wie Kupfer-, Mangan-, Ferro-, Nickel-, Natriumsulfat und/oder Natriumnitrat enthält.

3. Bad nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Lösung von 75 bis 87% Phosphorsäure, 2 bis 5% Salpetersäure und Rest Wasser besteht, und einem Liter dieser Lösung 15 bis 22,5 g eines Zusatzes zugefügt sind, welcher aus 42 Gewichtsprozent 2,4,6-Tri-