DE1271499B

DE1271499B - Verfahren und Loesung zum Aufbringen eines Chromatueberzuges auf Oberflaechen aus Aluminium und dessen Legierungen

Info

Publication number: DE1271499B
Application number: DEP1271A
Authority: DE
Inventors: Dennis Brian Freeman
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1962-08-15
Filing date: 1963-07-30
Publication date: 1968-06-27
Also published as: CH435913A; GB986455A; US3307980A; BE635940A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4J07WW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C23f

Deutsche Kl.: 48 dl - 7/26

P 12 71 499.7-45
30. Juli 1963
27.Juni 1968

Es ist bekannt, daß auf Aluminium und Legierungen, die vorwiegend aus Aluminium bestehen, Chromatüberzüge aufgebracht werden können durch Behandlung der Oberflächen mit wäßrigen sauren Lösungen, die sechswertiges Chrom und einfache oder komplexe Fluoridionen enthalten. Die erhaltenen Überzüge weisen eine gelbe bis braune Farbe auf und können für dekorative Zwecke verwendet oder zur Vorbereitung der Oberflächen für die Aufbringung eines Anstriches benutzt werden. Die Fluoridionen wirken als Aktivator. Trotz ihrer Anwesenheit erfordern diese Lösungen jedoch relativ lange Behandlungszeiten, und die erzeugten Überzüge sind nicht immer festhaftend.

Aus der USA.-Patentschrift 2 844 496 ist die Erzeugung von Schutzüberzügen auf Aluminium oder dessen Legierungen mit Hilfe von sechswertiges Chrom, Fluorid und Sulfaminsäure enthaltenden sauren Lösungen bekannt. Die Haftfestigkeit dieser Überzüge ist häufig nicht gut genug.

Es wurde nun gefunden, daß befriedigende Überzüge mit verbesserter Haftfestigkeit sehr schnell aufgebracht werden können, wenn die sauren wäßrigen, sechswertiges Chrom und Fluorid enthaltenden Lösungen darüber hinaus eine primäre, sekundäre oder tertiäre aliphatische α-Aminosäure, in der ein oder beide Wasserstoffatome der Aminogruppe substituiert sein können, enthalten. Besonders geeignete Säuren sind Glycin, Sarcosin (N-Methylglycin) und Äthylendiamintetraessigsäure (EDTA).

Die Zusammensetzung der Lösungen ist die übliche, soweit es das sechswertige Chrom und die Fluoridionen betrifft. Die Konzentration an Chrom (berechnet als CrO₃) kann beispielsweise innerhalb des Bereichs von 1 bis 10 g/l liegen, während das Fluorid in einer Konzentration von 0,05 bis 5 g/l anwesend sein kann. Der pH-Wert der Lösungen liegt im allgemeinen zwischen 1 und 4. Die oc-Aminosäure wird vorzugsweise in einer Konzentration von 0,1 bis 10 g/l angewendet.

Das sechswertige Chrom kann in die Lösung eingebracht werden als CrO₃ oder als Dichromat, und die Fluoridionen können beispielsweise von Fluorwasserstoffsäure, einem einfachen Fluorid, einem Fluorsilikat oder einem Fluorborat oder beliebigen Kombinationen dieser Stoffe stammen. Die «-Aminosäure kann als solche oder beispielsweise als Alkalisalz eingebracht werden.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Aluminium aus den behandelten Oberflächen gelöst, und es reichert sich in der Lösung an als komplexes Fluoridion. Dreiwertiges Chrom rei-Verfahren und Lösung zum Aufbringen
eines Chromatüberzuges auf Oberflächen
aus Aluminium und dessen Legierungen

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,

6000 Frankfurt, Reuterweg 14

Als Erfinder benannt:

Dennis Brian Freeman,

Harrow, Middlesex (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 15. August 1962 (31 334)

chert sich ebenfalls in der Lösung an infolge Reduktion von sechswertigem Chrom. Dieses Aluminium und

ao dreiwertige Chrom können jedoch einfach entfernt werden nach der in der britischen Patentschrift 846 363 beschriebenen Methode, wobei Teile der Lösung über ein stark saures kationenaustauschendes Harz geleitet und dann zu der Hauptlösung zurückgeführt werden. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren in Zusammenhang mit einem Kationenaustauscher durchgeführt werden soll, ist es zweckmäßig, die «-Aminosäure nicht als Metallsalz einzubringen, da die zusätzlich eingebrachten Kationen den Austauscher schneller erschöpfen.

Gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung wird der Chromatierungslösung zusätzlich eine Selenverbindung zugeführt. Es wurde gefunden, daß Selen eine zusätzliche beschleunigende Wirkung ausübt und darüber hinaus die Farbe des erzeugten Überzuges vertieft. Selen wird vorzugsweise als Selen oder Selendioxyd in die Lösung eingebracht; Selenate oder Selenite können jedoch auch verwendet werden. Eine geeignete Konzentration ist 0,05 bis 1 g/l (berechnet als SeO₂).

Die Oberflächen von Aluminium können mit der Lösung durch Aufspritzen oder im Tauchverfahren behandelt werden. Befriedigende Überzüge lassen sich bereits durch nur 5 Sekunden langes Aufspritzen der Lösung bei einer Temperatur von 21 bis 54° C erzielen, so daß sie insbesondere geeignet ist zur Verwendung in Spritzanlagen, durch die Bänder kontinuierlich geleitet werden.

Beispiel 1

Eine 6 g/l CrO₃ und 2 g/l H₂SiF₆ enthaltende Lösung wurde bei einer Temperatur von 51⁰C 15 Sekunden

809 567/537

auf handelsübliches Reinaluminium aufgespritzt. Ein dünner staubiger Überzug mit Gewicht von 0,23 g/m^a wurde erhalten. Wenn der Lösung 1,5 g/l Glycin zugefügt wurde, erhielt man unter Anwendung der gleichen Bedingungen einen goldgelben Überzug, der nicht staubig war und 0,39 g/m² wog. Wenn der Lösung zusätzlich 0,02 g/l SeO₂ zugefügt wurden, erhielt man wiederum goldgelbe Überzüge, jedoch war deren Gewicht auf 0,56 g/m² angestiegen.

Beispiel 2

Durch 1 Minute langes Aufspritzen einer 6 g/l K₂Cr₂O₇ und 10 g/l HBF₄ (40 %) enthaltenden Lösung bei 54⁰C auf Aluminium wurde ein dünner, schlecht haftender Überzug erhalten. Nach Zugabe von 2 g/l des Dinatriumsalzes der Athylendiamintetraessigsäure zu der Lösung wurde ein festhaftender goldgelber Überzug erzeugt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbringen eines Chromatüberzuges auf Oberflächen aus Aluminium und dessen Legierungen mittels Lösungen, die sechswertiges Chrom und einfache oder komplexe Fluoride enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen mit einer Lösung behandelt werden, die eine primäre, sekundäre oder tertiäre aliphatische «-Aminosäure, in der ein oder beide Wasserstoffatome der Aminogruppe substituiert sein können, vorzugsweise in Mengen von 0,1 bis 10 g/l, enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen mit einer Lösung behandelt werden, die Glycin, Sarcosin (N-Methylglycin) und/oder Athylendiamintetraessigsäure enthält.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen mit einer Lösung behandelt werden, die Selen, vorzugsweise in Mengen von 0,05 bis 1 g/l, berechnet als SeO₂, enthält.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen mit der Lösung bei Temperaturen von 21 bis 54° C bespritzt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen mit einer Lösung behandelt werden, aus der Aluminium entfernt wird, indem ein Teil der Lösung über einen stark sauren Kationenaustauscher geleitet und anschließend dem Bad wieder zugeführt wird.

6. Lösung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 10 g/l Cr^, berechnet als CrO₃, 0,05 bis 5 g/l Fluorid und 0,1 bis 10 g/l einer primären, sekundären oder tertiären aliphatischen α-Aminosäure, in der ein oder beide Wasserstoffatome der Aminogruppe substituiert sein können, enthält und einen pH-Wert zwischen 1 und 4 aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 844496.