DE1247806B

DE1247806B - Aqueous solution and process for glazing and brightening aluminum

Info

Publication number: DE1247806B
Application number: DE1960M0044212
Authority: DE
Inventors: Norris Rupert Watkins
Original assignee: MINBRITE HOLDINGS Ltd
Current assignee: MINBRITE HOLDINGS Ltd
Priority date: 1959-02-04
Filing date: 1960-02-04
Publication date: 1967-08-17
Also published as: GB907787A; FR1247161A; CH410575A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

C23fC23f

Deutsche KL: 48 dl - 3/02 German KL: 48 dl - 3/02

Nummer: 1 247 806Number: 1 247 806

Aktenzeichen: M 44212 VI b/48 dlFile number: M 44212 VI b / 48 dl

Anmeldetag: 4. Februar 1960 Filing date: February 4, 1960

Auslegetag: 17. August 1967Opened on: August 17, 1967

Es ist bekannt, zum Glänzen und Aufhellen wäßrige Lösungen zu verwenden, welche Phosphorsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure und gegebenenfalls Polier- oder Glättungsmittel enthalten. In der deutschen Patentschrift 814 984 werden solche Lösungen beschrieben, die 15 bis 6O°/o Phosphorsäure, 5 bis 50% Salpetersäure und 15 bis 70% Schwefelsäure enthalten.It is known to use aqueous solutions which contain phosphoric acid, Contain nitric acid and sulfuric acid and optionally polishing or smoothing agents. In the German Patent 814 984 such solutions are described, the 15 to 6O% phosphoric acid, 5 to Contains 50% nitric acid and 15 to 70% sulfuric acid.

Es wurde nun gefunden, daß beim Glänzen und Aufhellen von handelsüblichem und Reinstaluminium besonders gute Erfolge erzielt werden, wenn man hierzu eine wäßrige Lösung verwendet, die auf 36 bis 58 Teile einer mehrbasischen Phosphorsäure, berechnet als Ortophosphorsäure, 14 bis 25 Teile Salpetersäure und 27 bis 40 Teile Schwefelsäure enthält, wobei auf ein Teil Schwefelsäure weniger als 1,75 Teile der Phosphorsäure entfallen. Die besten Lösungen enthalten auf 47 bis 49 Teile der Phosphorsäure 20 bis 22 Teile Salpetersäure und 30 bis 33 Teile Schwefelsäure.It has now been found that when glossing and brightening commercial and pure aluminum Particularly good results can be achieved when this is done using an aqueous solution based on 36 to 58 parts of a polybasic phosphoric acid, calculated as orthophosphoric acid, 14 to 25 parts Contains nitric acid and 27 to 40 parts sulfuric acid, with less than one part sulfuric acid 1.75 parts of the phosphoric acid are omitted. The best solutions contain on 47 to 49 parts of phosphoric acid 20 to 22 parts of nitric acid and 30 to 33 parts of sulfuric acid.

Es wurde ferner gefunden, daß solche Lösungen sehr gut geeignet sind, die als Zusatz Borsäure oder eine Bor enthaltende Verbindung, Salzsäure und/ oder eine in Mineralsäure lösliche, die Ionen von Titan oder Vanadium und einer zweibasischen organisehen Säure liefernde Verbindung enthalten. Ausgezeichnete Lösungen dieser Art sind solche, die auf 10 bis 88 Teile, vorzugsweise 27 Teile der Borverbindung, 3,9 bis 86 Teile, vorzugsweise 36 Teile Salzsäure und 2,2 bis 58 Teile, vorzugsweise 37 Teile der Titan- oder Vanadiumverbindung enthalten.It has also been found that such solutions are very suitable as an additive or boric acid a compound containing boron, hydrochloric acid and / or one soluble in mineral acid, the ions of titanium or vanadium and a dibasic organic acid supplying compound. Excellent Solutions of this type are those which contain 10 to 88 parts, preferably 27 parts of the boron compound, 3.9 to 86 parts, preferably 36 parts of hydrochloric acid and 2.2 to 58 parts, preferably 37 parts of the Contain titanium or vanadium compound.

Die Lösungen können schließlich als Zusatz einen Zucker, vorzugsweise Glucose, aber auch Saccharose und/oder Wasserstoffperoxyd enthalten.Finally, the solutions can contain a sugar, preferably glucose, but also sucrose as an additive and / or contain hydrogen peroxide.

Erfindungsgemäß behandelt man das Aluminium mit den oben beschriebenen Lösungen vorzugsweise bei 90 bis 125° C.According to the invention, the aluminum is preferably treated with the solutions described above at 90 to 125 ° C.

Nach dem Glänzen kann das Aluminium in an sich bekannter Weise gespült und gegebenenfalls anodisch oxydiert werden.After polishing, the aluminum can be rinsed in a known manner and optionally anodized are oxidized.

Die zum Glänzen und Aufhellen von Aluminium verwendeten Lösungen sollten keine Verbindungen der Alkalimetalle oder der Erdalkalimetalle enthalten. Zum Verdünnen der Lösungen verwendet man daher am besten destilliertes oder durch Behandeln mit Ionenaustauschern entionisiertes Wasser.The solutions used to shine and brighten aluminum should not be compounds the alkali metals or the alkaline earth metals. To dilute the solutions one uses therefore it is best to use distilled water or water that has been deionized by treatment with ion exchangers.

Wie schon erwähnt wurde, ist es nach der deutschen Patentschrift 814 984 bekannt, zum Glänzen und Aufhellen von Aluminium Lösungen zu verwenden, die 15 bis 60% Phosphorsäure, 5 bis 50% SaI-petersäure und 15 bis 70% Schwefelsäure enthalten. Solche Mischungen sind in dem Dreieckdiagramm Wäßrige Lösung und Verfahren zum Glänzen
und Aufhellen von AluminiumAs already mentioned, it is known from German patent specification 814 984 to use solutions which contain 15 to 60% phosphoric acid, 5 to 50% salt pitric acid and 15 to 70% sulfuric acid for shining and brightening aluminum. Such mixtures are in the triangle diagram Aqueous Solution and Polishing Process
and lightening of aluminum

Anmelder:Applicant:

Minbrite Holdings Limited, LondonMinbrite Holdings Limited, London

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. H. Görtz, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Schneckenhofstr. 27Dipl.-Ing. H. Görtz, patent attorney,
Frankfurt / M., Schneckenhofstr. 27

Als Erfinder benannt:
Norris Rupert Watkins,
Worcester (Großbritannien)Named as inventor:
Norris Rupert Watkins,
Worcester (UK)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 4. Februar 1959 (3913) - -Great Britain from February 4, 1959 (3913) - -

durch das umrahmte große Feld dargestellt. Die Punkte in diesem Feld bezeichnen die in den Beispiegen der VorveröfEentlichung genannten Zusammensetzungen. Demgegenüber sollen erfindungsgemäß Lösungen verwendet werden, deren Zusammensetzung graphisch durch das kleinere schraffierte Feld dargestellt ist.represented by the large framed field. The points in this field denote those in the examples the compositions mentioned in the prior publication. In contrast, according to the invention Solutions are used, the composition of which is shown graphically by the smaller hatched field is shown.

Vergleichversuche haben gezeigt, daß keineswegs alle im Bereich des Bekannten liegenden Mischungen von Phosphorsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure gleich gut zum Glänzen und Aufhellen von Aluminium geeignet sind. Vielmehr gibt es innerhalb dieses Bereiches bestimmte Zusammensetzungen, die überraschenderweise eine ganz auffallende Überlegenheit gegenüber den anderen besitzen. Diese Tatsache wurde durch Vergleichsversuche bestätigt.Comparative tests have shown that by no means all mixtures lying within the range of the known phosphoric acid, nitric acid and sulfuric acid are equally good for shining and brightening aluminum are suitable. Rather, within this range there are certain compositions that Surprisingly, have a very striking superiority over the others. These This fact was confirmed by comparative tests.

709 637/6«709 637/6 «

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Für die Versuche wurden zwei verschiedene Mischungen verwendet. Die eine Mischung, die im Diagramm mit A bezeichnet ist, enthielt Phosphorsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure im Mengenverhältnis 47,3 : 21,0 : 31,7 und 15,6 Gewichtsprozent Wasser. Die andere Mischung, die im Diagramm mit B bezeichnet ist,.. enthielt Phosphorsäure, Salpetersäure und Schwefelsäure im Mengenverhältnis 42,7 : 31,3 : 26,0 und ebenfalls etwa 15,6 Gewichtsprozent Wasser, ^epjriift, wurden diese Mischungen an superreinem Aluminium und an handelsüblichem Aluminium von 99,8 °/o Reinheit.Two different mixtures were used for the experiments. The one mixture, which is designated in the diagram with A , contained phosphoric acid, nitric acid and sulfuric acid in a quantitative ratio of 47.3: 21.0: 31.7 and 15.6 percent by weight of water. The other mixture, labeled B in the diagram, contained phosphoric acid, nitric acid and sulfuric acid in a ratio of 42.7: 31.3: 26.0 and also about 15.6 percent by weight of water Aluminum and commercial aluminum of 99.8% purity.

Die Aluminiumester wurden in die Mischung A bei 108° C 40 Sekunden lang eingetaucht, dann 10 Sekunden gespült und schließlich 15 Minuten anodisch oxydiert. In die Mischung B wurden die Muster bei 95° C 180 Sekunden lang eingetaucht, dann 180 Sekunden gespült und schließlich wieder 15 Minuten anodisch oxydiert.The aluminum esters were immersed in mixture A at 108 ° C. for 40 seconds, then rinsed for 10 seconds and finally anodized for 15 minutes. The samples were immersed in mixture B at 95 ° C. for 180 seconds, then rinsed for 180 seconds and finally anodically oxidized again for 15 minutes.

Bei der Prüfung, de;r-.'so_: behandelten Aluminiummuster wurde festgestellt, daß das mit der Mischung A behandelte Aluminium in allen Fällen einen besseren Glanz hatte und daß die Bearbeitungsspuren weitgehend verschwunden waren. Hierbei muß noch berücksichtigt werden, daß das Aluminium mit der Mischung A nur 40 Sekunden lang behandelt war, während man die Mischung B 180 Sekunden lang einwirken ließ. j ι. , :. When considering de r - 'like _this: treated aluminum pattern was found that the aluminum treated with the mixture A had a better gloss in all cases and that the tool marks were largely gone. It must also be taken into account here that the aluminum was treated with mixture A for only 40 seconds, while mixture B was allowed to act for 180 seconds. j ι. ,:

Bei den Versuchen wurde ferner festgestellt, daß die Mischung B nach einigem Gebrauch ganz erneuert werden mußte. Dagegen konnte die Zusammensetzung der Mischung A. sehr lange Zeit durch einfachen Zusatz der Säuren konstant gehalten werden.During the tests it was also found that mixture B had to be completely renewed after some use. In contrast, the composition of mixture A. could be kept constant for a very long time by simply adding the acids.

example 1

Es wurde ein Glänz- und Aufhellungsbad verwendet, das je Liter die folgenden Bestandteile enthielt:A shine and whitening bath was used which contained the following components per liter:

Phosphorsäure : 596 gPhosphoric acid: 596 g

Schwefelsäure .. ivv. 400 gSulfuric acid .. ivv. 400 g

Salpetersäure 266 gNitric acid 266 g

Borsäure 0,75 gBoric acid 0.75 g

Salzsäure IgHydrochloric acid Ig

Käliumtitanoxalat- ■:■·.· 1 IgPotassium titanium oxalate- ■: ■ ·. · 1 Ig

Wasser 331 gWater 331 g

5050

In dieses Bad wurden bei 90 bis 116° C Gegenstände aus handelsüblichem Aluminium 30 bis 90 Sekunden lang eingetaucht. Die so behandelten Gegenstände wurden dann zuerst- mit kaltem Wasser gespült, dann durch Eintauchen in eine Lösung, die je Liter 32 g Chromsäure ,.und 80 g Schwefelsäure enthielt, gereinigt und schließlich wieder mit kaltem Wasser gespült. Anschließend wurden sie in Schwefelsäure 20 Minuten bis 1 Stunde lang anodisch oxydiert, ■■·,.,...-Objects made of commercially available aluminum were placed in this bath at 90 to 116 ° C. for 30 to 90 seconds immersed for a long time. The objects treated in this way were then first rinsed with cold water, then by immersion in a solution containing 32 g chromic acid and 80 g sulfuric acid per liter, cleaned and finally rinsed again with cold water. They were then put into sulfuric acid Anodically oxidized for 20 minutes to 1 hour, ■■ ·,., ...-

Alle behandelten Gegenstände hatten eine glatte imd glänzende Oberfläche, waren sehr beständig gegen Korrosion und ähnelten im Aussehen rostsicherem Stahl. ..'.:·'All treated objects had a smooth and glossy surface and were very resistant to Corrosion and resembled rustproof steel in appearance. .. '.: ·'

Bei diesen Versuchen wurde auch festgestellt, daß die verwendeten Lösungen sich durch Zugabe frischer Lösungen während eines.langen Zeitraumes und bei vielfacher Verwendung trotz der Anreicherung mit Aluminiumsalzen auffrischen ließen, ohne daß ihre Wirksamkeit nachließ.In these experiments it was also found that the solutions used became fresher when added Solutions over a long period of time and with multiple use despite the enrichment with Refreshed aluminum salts without their effectiveness diminishing.

B eisp i el 2Example 2

Es wurden Bäder verwendet, die je LiterBaths were used that were per liter

Phosphorsäure 636 gPhosphoric acid 636 g

Schwefelsäure 426 gSulfuric acid 426 g

IOIO

Salpetersäure 284 gNitric acid 284 g

und außerdemand also

a) 5 g Wasserstoffperoxyd oder
b) 2,4 g Glucose odera) 5 g of hydrogen peroxide or
b) 2.4 g glucose or

c) 2,5 g Wasserstoffperoxyd und 1,2 g Glucosec) 2.5 g hydrogen peroxide and 1.2 g glucose

oderor

d) 2,4 g Saccharose oder
e) 2,4 g Fructosed) 2.4 g sucrose or
e) 2.4 g fructose

enthielten. :contained. :

Es wurde ebenso gearbeitet, wie im Beispiel 1 beschrieben. In allen Fällen entsprachen die Ergebnisse denen der Beispiele 1 und 2.The same procedure as described in Example 1 was followed. In all cases the results were the same those of Examples 1 and 2.

Die mit c) bezeichneten Lösungen waren besonders wirksam, so daß das Aufhellen schon in kürzerer Zeit durchgeführt werden konnte.
Beim Glänzen von Aluminium mit den erfindungsgemäßen Lösungen müssen selbstverständlich die bekannten Zusammenhänge zwischen der Arbeitstemperatur, der Arbeitsdauer und dem Alter der Lösung beachtet werden.The solutions labeled c) were particularly effective, so that the lightening could be carried out in a shorter time.
When shining aluminum with the solutions according to the invention, the known relationships between the working temperature, the working time and the age of the solution must of course be taken into account.

3535

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Claims

Patent claims:

1. Aqueous solution for shining and brightening aluminum, which contains phosphorus, nitric and sulfuric acid and optionally polishing and smoothing agents, characterized in that that to 36 to 58 parts of a polybasic phosphoric acid 14 to 25 parts of nitric acid and 27 to 40 parts Contains sulfuric acid, with 1 part sulfuric acid less than 1.75 parts of phosphoric acid omitted.

2. Solution according to claim 1, characterized in that it is based on 46 to 49 parts of phosphoric acid Contains 20 to 22 parts of nitric acid and 30 to 33 parts of sulfuric acid.

3. Solution according to claim 1 or 2, characterized by the addition of boric acid or a boron-containing compound, hydrochloric acid and / or one soluble in mineral acid, the Ions of titanium or vanadium and a dibasic organic acid supplying compound.

4. Solution according to claim 3, characterized in that it is 10 to 88 parts, preferably 27 parts of the boron compound, 3.9 to 86 parts, preferably 36 parts, and hydrochloric acid 2.2 to 58 parts, preferably 37 parts of the titanium or. Contains vanadium compound.

5. Solution according to one of claims 1 to 4, characterized by the addition of a sugar, preferably glucose and / or hydrogen peroxide.

6. Process for glossing and lightening aluminum with an aqueous solution one of claims 1 to 5, characterized in that the treatment of aluminum carried out at 90 to 125 ° C.

7. The method according to claim 6, characterized in that after shining in on rinsed in a known manner and optionally anodically oxidized.

Considered publications: German Patent Specifications No. 814 984, 850 974; French patent specification No. 984 863.

1 sheet of drawings