DE1496719A1

DE1496719A1 - Elektrolyt zur Erzeugung eigenfarbener,anodischer Oxidschichten auf Aluminium und Aluminiumlegierungen

Info

Publication number: DE1496719A1
Application number: DE19661496719
Authority: DE
Inventors: Alfred Marquetant; Fritz Schneeberger; Walter Zweifel
Original assignee: Aluminium Walzwerke Singen GmbH
Current assignee: Constellium Singen GmbH
Priority date: 1965-11-12
Filing date: 1966-10-25
Publication date: 1969-08-07
Also published as: US3425918A; CH452310A

Description

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ALUMINIUM-WALZWERKE SINGEN GMBH, SINGEN AM HOHENTWIEL

Elektrolyt zur Erzeugung eigenfarbener, anodischer Oxidschichten auf Aluminium und Aluminiumlegierungen,

Es sind verschiedene anodische Oxydationsverfahren für Aluminium und Aluminiumlegierungen bekannt geworden, mit welchen harte Oxidüberzüge mit lichtechter Eigenfärbung erzeugt werden können. Die dabei benützten Elektrolyte sind meistens Säuregemische, die in wässriger Lösung eine oder mehrere organische Säuren und Schwefelsäure und/oder Metallsulfate enthalten und zum Teil sehr teuer sind. Auch erfordern diese Verfahren für die Erzeugung dunkler Oxidüberzüge Anodisierspannungen bis zu 100 Volt und mehr.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Elektrolyten zur Erzeugung eigenfarbener, anodischer Oxidschichten auf Aluminium und Aluminiumlegierungen, der relativ billig ist und bei welchem die erforderliche Spannung auch für die Erzeugung sehr dunkler Schichten weit unter 100 Volt liegt. Der erfindungsgemässe Elektrolyt ist dadurch gekennzeichnet, dass er in wässriger Lösung 10 bis 200 g/l Weinsäure, 1-10 g/l Schwefelsäure oder eine aequivalente Menge Metallsulfate und 10 - 150 g/l einer SuI-fosäure enthält. Zum Anodisieren in diesem Elektrolyten kann Gleichstrom oder mit Wechselstrom überlagerter Gleichstrom

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verwendet werden unter Anwendung einer Stromdichte von 0,5-5

vorzugswej.se 1,5-3 A/dm . Als Metallsulfat an Stelle der Schwefelsäure kann z.B. Natriumbisulfat eingesetzt werden. Die Konzentration an Weinsäure und Schwefelsäure beträgt vorzugsweise 50-100 g/l bzw. 2-5 g/l. Der erfindungsgemässe Elektrolyt unterscheidet sich in seiner Zusammensetzung von den bekannten Elektrolyten vor allem durch den Weinsäuregehalt und in seiner Aus-• wirkung durch die Bildung dunklerer Oxidschichten. Während in reinen wässrigen Weinsäurelösungen auf Aluminium bei der anodischen Oxydation nur dünne Sperrschichten entstehen und bei Spannungssteigerung Anfressungen auftreten, erhält man beim Anodisieren in Weinsäurelösungen, die noch kleine Mengen im Bereiche von 1 bis 10 g/l Schwefelsäure oder Metallsulfate enthalten, auf-der Aluminiumoberfläche unregelmässig verteilte, dunkle Oxidirseln. Bei hoher Weinsäurekonzentration gibt es im Schwefelsäuregehalt einen engbegrenzten, unter 0,1% liegenden Bereich, in welchem fe Oxidschichten mit gleichmässlg dunkler Eigenfärbung entstehen. Unterhalb dieses praktisch nicht einhaltbaren Schwefelsäuregehaltes treten Anfressungen und oberhalb davon Inselbildungen auf. Der Bereich des sich für die Ausbildung einer gleichmässigen cigenfarbenen Oxidschicht günstig auswirkenden Schwefelsäure- oder Sulfat-Gehaltes lässt sich durch Zugabe einer Sulfosäure erweitern. Als solche können sowohl aromatische Sulfosäuren, wie z.B. Sulfosalicylsäure und SuIfophthalsäure in Konzentrationen von 10-50 g/l, als auch die anorganische Sulfaminsäure in einer Konzentration von 50 bis 150 g/l in Betracht.

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Die im Vergleich mit der in bekannten Elektrolyten erhaltene dunklere Färbung der im erfindungsgemässen Elektrolyten erzeugten Oxidschichten ist bedingt durch den Weinsäuregehalt. Mit steigender Weinsäurekonzentration werden die Schichten dunkler. Die Intensität der Färbung ist aber auch vom Schwefelsäuregehalt abhängig. In Elektrolyten mit über 10 g/l Schwefelsäure werden nur schwach gefärbte oder farblose Schichten erhalten.

Die Temperatur des Elektrolyten während der anodischen Oxyda- ™ tion kann zwischen 20 und 40°C gehalten werden. Es ist keine Tiefkühlung auf O⁰C und tiefer notwendig wie bei der Erzeugung von Hartanodisierschichten.

Ausführungsbeispiele

1^. Ein Strangpressprofilabschnitt aus einer AlMgSi 0,5 Legierung wurde in einem Elektrolyten, der in wässriger Lösung 50 g/l Weinsäure, 45 g/l Sulfosalicylsäure und 3 g/l Schwefelsäure enthielt, bei einer Temperatur von 25°C während 30 Minu- % ten mittels Gleichstrom mit einer Stromdichte von 2 A/dm** anodisiert, wobei die Stromdichte innert der ersten 3 Minuten auf den Sollwert allmählich gesteigert wurde. Die Endspannung betrug 65 Volt. Die gebildete Oxidschicht mit ca. 20 μηι Dicke wies einen dunklen Bronzeton auf.

2_. Ein gleiches Profilmuster wie im Beispiel 1 wurde in einem wässrigen Elektrolyten, der pro Liter 50 g Weinsäure, 25 g Sulfophthalsäure und 4 g Schwefelsäure enthielt bei

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einer Temperatur von 25°C während 40 Minuten mit einer Gleichstromdichte von 1,5 A/dm² anodisiert, wobei die Stromdichte innert der ersten 3 Minuten auf den Sollwert gesteigert wurde. Die Endspannung betrug 55 Volt. Die gebildete ca. 20 μιη dicke Oxidschicht wies einen mittleren Bronzeton auf.

3_. Ein gleiches Profilmuster wie im Beispiel 1 wurde in einem wässrigen Elektrolyten, der pro Liter 40 g Weinsäure, 100 β Sul· faminsäure und 6 g Natriumbisulfat enthielt, bei 25 - 30°C fe während 40 Minuten mittels Gleichstrom mit einer Stromdichte von 1,5 A/dm* anodisiert. Die Stromdichte wurde innert der ersten 2 Minuten auf den Sollwert gebracht. Die Endspannung betrug 45 Volt. Die 20 μτη dicke Oxidschicht zeigte eine hellbronzene Eigenfarbe.

4. Ein Blechabschnitt aus einer AlMgSi 1-Legierung mit 1% Si, 0,8% Mg, 0,3% Mn und 0,3% Fe wurde in einem Elektrolyten, der in wässriger Lösung je Liter 80 g Weinsäure, 100 g SuIfaminsäure und 3 g Schwefelsäure enthielt, bei 25°C während 30 Minuten mit einer Stromdichte von 2 A/dm² anodisiert. Die Endspannung betrug 68 Volt. Die ca. 20 μΐη dicke Oxidschicht wies eine dunkle braungraue Eigenfarbe auf.

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Claims

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Ansprüche

1. Elektrolyt zur Erzeugung eigenfarbener, anodischer Oxidschichten auf Aluminium und Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass er in wässriger Lösung 10 - 200 g/l Weinsäure, 1-10 g/l Schwefelsäure oder eine aequivalente Menge Metallsulfate und 10 - 150 g/l einer Sulfosäure enthält.

2. Elektrolyt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er 50 - 100 g/l Weinsäure und 2-5 g/l Schwefelsäure enthält.

3. Elektrolyt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er 50 - 150 g/l Sulfaminsäure enthält.

4. Elektrolyt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er 10 - 50 g/l Sulfosalicylsäure enthält.

5. Elektrolyt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er 10 - 50 g/l Sulfophthalsäure enthält.

ALUMINIUM WALZWERKE SINGEN GMBH

18.10.66 Zbg/lu

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