DE1521088A1 - Elektrolytisches Beizen von Titan - Google Patents

Description

• Elektrolvtisches Beizen von Titan Die Erfindung bezieht sich auf die elektrolytische Beizbehandlung von Titan, insbesondere von itanbänderno `Titan ist ein relativ unedler Werkstoff, dessen Korrosionsbeständigkeit auf der Bildung einer dichten Oxydschicht beruht. Diese Schicht ist vor allem in oxydierenden hIedien außerordentlich beständig. In reduzierenden Lösungen, wie z. B. in Salzsäure, kann`1'itan durch zZulegieren geringer Mengen eines edleren Elementes, wie beispielsweise Palladium, passiviert werden. Titan kann in verschiedenen Elektrolyten anodisch oxydiert werden, wonach die Oberfläche auch einfärbbar ist, wie beispielsweise bei Aluminium. Fluorionen enthaltende Elektrolyten haben eine außerordentlich zerstörende Wirkung auf die passivierende Schutzschicht von Titan.. Für das Beizen von Titan wird daher Flußsäure generell in Verbindung mit der oxydierend auf Titan einwirkenden Salpetersäure verwendet. Die gewünschte Wirkung eines Beizelektrolyten für Titan kann durch die Konzentration der Flußsäure eingestej.lt werden. Das Ruhepotential verlagert sich nämlich mit steigender Flußsäurekonzentration zu negativeren Verten, wobei allerdings eine lebhafte Vasserstoffentwicklung zu beobachten ist. Hierdurch besteht die Gefahr der Vasserstoffaufnahme für den Blektrolvten, vor allem dann, wenn dessen i`emperatur auf über 50o C ansteigt. Diese Temperatur wird in der Praxis sehr schnell erreicht und auch überschritten.
• Werden die anodischen Stromdichten des Titans in Elektrolyten aus einer Lösung verschiedener Flußsäurekonzentration bei gleichbleibendem, etwa 20ii)igem Salpetersäureanteil mit einer gesättigten Kalomelelektrode verglichen, so kann festgestellt werden, daß bei der anodischen Polarisation des Verkstoffes die Anodenstromdichte bis zu einem I..aximum ansteigt. Der Wert dieses I;aximums ist abhängig von der flußsäurekonzentration, d. h. er nimmt mit steigender Konzentration zu. Nach weiterer Steigung der Polarisation tritt Passivierung ein, deren Wert in gleicher Weise von der Flußsäurekonzentration abhängt und deren Reststrom über einen weiten Bereich erhalten bleibt.
• Da eine gesteigerte Flußsäurekonzentration sich jedoch schädlich auf das Titan auswirkt, hat --ich die Erfindung die Aufgabe gestellt, das Beizen des Titans auf andere ',leise zu intensivieren. Dies gelingt dadurch, daß das elektrolytische Beizen von Titan bei wechselnder Polarisation der Gegenelektroden vorgenommen wird, wobei beim jeweiligen Übergang zur kathodischen Polarisation die anodische Oxydation wieder abgebaut wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in dem Bereich vorgenommen, in welchem das Maximum der Anodenstromdichte liegt. Für Titan liegt dieses Maximum der Stromdichtenpotentialkurve, gemessen an einem Gemisch aus Fluß- und Salpetersäure gegenüber einer gesättigten Kalomelelektrode zwischen -700 und -200 Da das Stromdichte-Maximum auch in I,iischsäuren mit niedriger Flußsäurekonzentration, z. B. von nur 0,8 54 beachtlich hoch ist, kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise bei niedrigen Flußsäurekonzentrationen sehr wirkungsvoll gebeizt werden. Zur Erläuterung des technischen Fortschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Zusammenstellung gemäß der nachstehenden Tabelle.

  Beizlösung Abtragung Korrosions- Rauhig-

  2 Strom in keit Ra

  [ m d mA%cm2

  1 # 20 ;ö IÜT 03 + 4 % HF 2558 2398 111 - 2,1 20 5'0 12103 4- 2 # HF 1120 1093 0t8 - 123 3 . 20 ;D HIT03 + 195 ö HF 783 7928 197 - 295 4 ° 20 5ö IHZ03 + 1 5ü HF 468 4935 193 - 2,1 Elektrolytisches Beizen, Potentialdifferenz der Gegenelektroden 10V 5 # 20 % HId03 + 0t8 HF - bis 35 0,1 - 0935 In dieser Tabelle sind die aus den Abtragungswerten errechneten Korrosionsströme mit dem bei dem elektrolytischen Verfahren erzielten Korrosionsstrom verglichen, dessen höhe ein Maß für den Beizabtrag ist. Mährend erfindungsgemäß im Bereich der maximalen Anodenstromdichte gebeizt wird, hat dies eine Glättung der Oberfläche im Bereich des passiven Reststromes zur folge. Dieser Effekt kommt in der letzten Spalte durch den Vergleich der Oberflächenrauhigkeit zum Ausdruck.
• Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die beiden Abbildungen. Beim Eintauchen von Titan in eine H:03/HF-@T.ischsäure gemäß der Abbildnng 1 stellt sich bei H2 -Entwicklung ein gegenüber einer Kalomelvergleichselektrode negatives Ruhepotential 1 ein. Durch anodische Polarisation wird der Anodenstrom 2 erhöht, durchläuft ein Maximum 3 und fällt mit wachsender Polarisation auf den passiven Reststrom 5 ab; Durch Verringerung der Polarisation -6 wird die gleiche Kurve in umgekehrter Richtung/durchlaufen.-Es findet also bei jedem Polarisationswechsel eine verstärkte anodische Auflösung statt. In Punkt 7,dem Reaktivierungspotential wird die bei hoher anodischer Polarisation auftretende Oxydation wieder abgebaut.
• Das Phänomen des hohen Passivierungsstromes'des Titans in HN03/HF-P,Iischsäure kann durch ein Mittelleiterverfahren gemäß *der entsprechend der Linie 4 konstant bleibt. der Abbildung 2 zur Entzunderung von T'itanbändern ausgenutzt werden. Beim Durchgang des Bandes durch alternierend polarisierte Gegenelektroden liegt dieses auf einem mittleren Potential, so daß es gegenüber den Gegenelektroden wechselnd kathodisch und anodisch polarisiert ist. Jeder Bandbascluiitt durchläuft dabei mehrfach die in Abbildung 1 dargestellte Stromdichtepotentialkurve in beiden Richtungen. Zur Vermeidung einer anodischen Oxydation muß das Band das Bad kathodisch polarisiert verlassen.
• Die Bezugszeichen der Abbildung 2 bedeuten im einzelnen: 8 Elektrolyiische Zelle, 9 Anode, 10 Kathode, 11 @itanband, 12 Stromschienen.

Claims (2)

1. P a t e n t ans p r ü c h e 1.` Verfahren zum elektrolytischen Beizen von i'i-tan, insbesondere von 1'itanbändern in Salpetersäure mit einer relativ schwächen Flußsäurekonzentration, dadurch gekennzeichnet, daß das Beizen bei wechselnder Polarisation der Gegenelektroden erfolgt, wobei beim jeweiligen Übergang zur kathodischen Polarisation die anodische Oxydation wieder abgebaut wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beizen in dem Bereich der maximalen Anodenstromdichte erfolgt.