DE1521664A1 - Verfahren zur Schutzbehandlung von Gegenstaenden aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen - Google Patents
Verfahren zur Schutzbehandlung von Gegenstaenden aus Aluminium oder AluminiumlegierungenInfo
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Description
- Verfahren zur Schutzbehandlung von Gegenständen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Oberflächenschutz von Gegenständen aus Aluminium oder aus Aluminiumlegierungen, insbesondere von solchen, die an ihrer Oberfläche elektrolytisch oder chemisch erzeugte Oxydüberzüge tragen.
- Die Oxydschichten bestehen im wesentlichen aus Aluminiumoxyd, können aber, je nach den zu ihrer'Erzeugung angewandten Verfahren, auch andere Stoffe enthalten. Sie stellen ein Konglomerat aus mehr oder weniger dicht zusammengeschlossenen Kristallen ver-
achiedenar Gräge d arg die feiet an dar Uttallober# fiüobe haftet . hart sind und einen guten Abrieb- widerstaxtd a*ufwoieen. . In der fraxie worden versohieden# Verführern zur, Zr- seugung derartiger üsydabersUge angewandert. Zn allge» meinen bedient mm sich der elekarolytisohen Metriodeg wobei wo als Slektrolyt xeß. Schwefelsäure, Chrom.. saure, organioohe Säuren, saure* *Sslse oder ßeaisohe tue Säuren und verechiedenen Salzen rarvondet. Der :u oxydierende AlnainiumgeStnatand bildet den einen pol der Zollte Bei Stromdurobgang entsteht auf Kosten den Xetall*s eine Aluminisumoxydoahioht. hier alt der Oxydoohiaht bedeckter Aluziniusobar- flüohe baren oiniretUrbt verdeag indem den. Gegenstand in einet wgasrige eung eines organtechen parbotoffen eintaucht, der mit- der Tonerde farbige laoki bildete Uan kaxm auch Parbotoite. verwänden, dien in orgeuriechen Löiungeatitteis löalioh sind und nach Verdampfen derer höaungsmittels in der Oxydaohioht einten waaserunlds# liehen farbigen adre aurUaklaeatz. Ebenso kaum man unlösliobe gefärbte anorganische Verbindungen auf der 8obiobt niederechlagen. Saab der Stnfärbung .bleibt dien Oxydic::i"t aber irrer noch porös und abeorbierend, so dad cxan sieg wenn des man eine sohitdig=g der frbotoffe und unter der aohiaht liegenden Xetallen vermeiden will, undurch- lässig asoäen JUDO' Zu diesem Zweck fahrt man das wasserfreie 11uniniumoxrdf aus dem die Sobioht besteht, in nein Xonohrdrat über. bieser Prozess ist von einer Toluxen- vergrößerwxg begleitetf so das die Poren verschlossen bzw.versiegelt und die absorbierenden Eigenschatten der Oxydsohioht unterdrückt worden. In der 2rarie wendet nun zu diesem Zweck ver- schiedene Verfahren an. 8o kann man beispielsweise die mit einer o:ydsohioht aberzogenen Gegenstände aus Aluminium oder Aluainiunlegierwngen mit Wasserdampf von 1'f0 - 1200 behandeln oder kern sie in eätminerali- siertee siedenden Wasser eintauchen, um die Hydrolyse des Aluminiumoxydes zu begünstigen. Den siedenden Wasser rännen Zusätze beigefttgta sein, wie Alkali- . eafate, -ohronato,oder -biohromate oder falze von Schwermetallen mit aohwaohpn Säuren, sie betapielaweieo Hiokel- oder xobaltaoetat. aaoh einer ginqirkungedauer von ungefähr 30 t Hinutoa@iat die o:ydsahioht zwar voreiegelt, aber die oegenatande weisen oft den Nachteil auf, daß ihre Oberfläche mit einem pulverigen AlutainitmarydUbor- sag bedeckt ist, der fest an der oigentlioben Ubor- zugasohiaht haftet. fies üxn en entfernen muß nun das Objekt einen neoriami#oben polterprossas =tersrrten, der oft eohaierig tot und Am .Schädigungen fubrea kaue. Das Versiegeln (oolotatage) führt außerdem meist au eines oft wehr starken VerbInssen der harbexe und ge# wiege farbstotte Ladern .aiah auch In Ton. Dazu kosest ,noch, dies die Obertlenbäste der üxydoobiobt weseatr- Uob leidet. Xan hat xeiterbin vorgeschlagen 81e OxydeoLtobt da- durch zu versiegeln, das man den ßegenstand in ein wamse Ahkaltsilikatbud sintringt, Jedoob wird dabei dir ursprUagiiohe- lgrbung des Cber:ugs xcowie die Ruo*re Srsobeinuie der Obertlkohe v*rdort. läan bat auch schon versucht eia Yersiegeln der Oxydaabioht ixt zwei auteiniaaderfolgenden Det;andlungs- atuten zu erreichen, beispielaweist :dadurch" daß man den Oegonst«d zuerst in .einem biohronatbad behmdelt . und ihn darauf in ein ßilixatbad einbringt. Dies hatte den Erfolg, daß *war die Haltbarkeit des Ubersuges ggeagber Oalsaprohnebnln und gegenüber sauren gedita verbessert war, d0 jedoch die Wideratandetäbigkeit gegen alkalische Nedien und dis äußere Erocheiniz der Oberfläche recht wenig, befriedigend waren. bei Anwendung den erfindungsgemäßen Verfahrene lsAsen eich diene Nachteile vomeiden. Eriinäungago- zU unterwirft nan Gegenstände aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, die durch Oxydation Mit einer Oxydeoz icht überzogen worden sind, zwei aufeinander- folgenden merandlungen stur Versiegelung der Übarzugs- sohiaht; dar Verfahren besteht in einem Bratara, ele "Vorvereiegelung" zu bezeichnenden Oahritt, bei welchem dar betreffende Gegenstand in ein Bad von normaler Temperatur mit alkalisahom pE eingetaucht und wird, das Ä=oniak adsr ein oder mehrere Salze einen getanes Y enthut, deaeen Oxyd eich ist unmoniaLalischen Yadium nicht auesoheidet; dieser ernten Bax.andlunge- atufe folgt eine zweite Vernie@,&eluugebetissndlung, die auch als "Naohveroiogelnff bezeichnet werden kann, mit eine® Mittel, das an eich datUr bekannt ist, dad en unter solchen umständen eine Yeraiogerlungewiirx=g ausübt. Die in der ersten Stufe angewandten Zalzd wind voraugaweiee i;ioht-kompldxo Nickel- oder Kobaltenlsei man kann jedoch erfindunge,:enU auch anderer Salza an- Brenden, Pier Salse den Kupfers, des Bleie, den Zinke oder die nicht-kanplexen Chromealsa. Gegebenenfalls tignen »103x außerdem auch Cadai=-, 1Silber-., gier-, Xangan-Oder D@agn@reit@nsatse. - . ,Die genannten Kationen können allein oder in Gemlioh angewandt- werden, Es ließ eich teotatellen, 3a3 der h=oniak eine Jianptrolle bei dem Vorversiegeln und bissichtlich der beabsichtigten tachniscbea "-rgubniaae spielte Es ist anaunelnen, daß seine Wirkung darin boateht, dad sich ein komplexes Ammoniakssas eines der genannten stalle bildete eine Annahme, der jedoch keine einschränkende Wirkung zukommen soll. rfinduag@rgemt Scann den Dad ein Awoniakeals, inebeeondere das Ammoaiekaals einer acheaahen Säure zugefügt worden* Die Zuaatnenge k4.,in schwanken, je nach dem verwendeten Tation und je nach 4eeaen Xonzen# tration in Bad; der gal:zuaats verhindert das Aus.. .fallen der Zetallsalse bei der Zugabe von Aimoniake Bei Verwendung der nicht komplexen Ilse, wie der- janigen des Nickels, des Itobalte, des Xupfere, deo Zink* uawe, kann man gegebenenfalls die Zugabe von Ammoniakeals vermeiden, denn die Salze dieser Kationen bilden mit ausreichenden Uengen .Rm=onlak lömliähe Additionsverbindungen, beispiel»oise Tetramin- oder Segamiaverbindungen. Dae beim Vcrvera'@. »k -1a benützte Bad ist Völlig klar _ nd du»hsiobtis nad bleibt &M&" #Ahread seinerL1@1@id sog als "ion der beim vorrroroiegsin re Verendeten xetsllsalso ist besonders das . Anion eint:r soharambene 8#uree wie der Essisssurof saeitatte _ D1: tonssatration des gotallsalzes ebenso Arie diejenige des am anishrr@3sas liegen «tiaäungago- s4s -»isoh« Out nag. 10 aw,-. ßio dssutäansar des Vorrrereissslns liegt _ »lachen 1. und 30 Mine' insbesondere »isohon 5 tmd 15 zinntene faktisch stellt mm das Bad mm Vornrersiegeln derart here daß mm sun&aahet das Xetallsals nag iobeneatalls das Aroniaksals in Wässer auflöste eorsut . aast die hösung mm dohluß mit AAOaiak bis saw gewsascaten ,B-Vest alkalisch ara"te Die Wahl äes jK-VVertes f dir innerhalb der oben angegebenen Orauln liegen mß e erfolgt in allgemeinen . gut der dru"lags einer «peris»tsllen Brr der eirkswdceit der gera%soluage -Die» tung bestem . beispielsweise darin,` das mm eiusn ufflfäarbten dorr Vorher deln versiegeln Vaterworten wurdet » in nein Färbebad für Aluminiun taucht. 8aob etwa 10 .. 1 2 Inne farbweit und aepulen mit Wieset darf die " . 0gyduchiobt nicht gefärbt nein, wozu die Versiegelung wirkungsvoll ist. tritt dagegen noch eine Färbung ein,, so *tollt man die Alkttlinität den am Versiegeln b400 etiaaten zudee solange eine bis um , das gerrrt,naohte ` Resultat erhält. hier B türke der dlkalinität hegt ebenso von #rr Natur und der Konzentration den Kations, wie von der Konzentration des . gegebenenfalls Zuge. sertaten Amsoniakaal:es ab. Der vorversiegelte Gegenetand .. wird awookaäßigorweiot gut geopUlt. Der pH-Wert in der Yorversiegelungsstufe liegt-vorzugsweise zwischen 8 und 11. Wenn ,die VorversigEolung beendet ist, ka= der Bogenstand nicht nur eingefärbt werdeae sondern ¢r ist auch Unempfindlich r& ?*ttee die an einzelnen stellen aUf seine Oberlläcbtt - aufgebracht vordem auch Abwischen hinterlaaaen fettkrrper keine fleeksn. riet Oberfläche des so vorbehandelten Gegenetandas bat sich durch dar VorversieGela nicht verändert und wird nun der ertinäungs@esä@en fiaohversisgeisuig enter- worfen. . Diener Nschvereieglua$nproaene besteht, wie bef- reite oben autgeturte in Aufbrirzen eine* belidbigen Uittelie das axr eich dafür bekannt tote eine vor-. aiegelnxswirsunauaben. Diese deute tann daher in einer °einfuaheu Bebandlung mit eiedendem W"aar oder &4t eaenerdampt uaw. bentaheni eia besteht ja- dock vorsugewtiae darin, daß saa, den vorrersiegelton gegsnst4Ud in ein wames i,lkalisi137catbad eintaucht. -Die Temperatur beim @acl@versiog®lß liegt sweak- äUlgorweist zrrisohe. 70 und 10000 Genug einer beeouderzt@urchf@t@:rungaforra @ieeer baohvearnieg@eluns ist darr j91-Wert den ei alkalisch und liegt ungefähr siisohen 1092 und 10,8. Die Konzentration da* Jades Scann swiaehen 4u1 uAd 2d QEt.- Xl@i,i8E,3.li@CÜt,f@le 1;LC "gUr gewöhnlich Die Dauer des 3c@aii@erala,alr beträgt/3 bis 30 lrtiu. _ En zeigte oiah" daß sich beim t@rfixtäung,c@@o@iio@t Zaohveruieseln gelegentl16b die Oxydscbirbt leicht ointrübt, wenn sie un"atUrbt odor durroheiahtig go# türbt 18t. Es wurde @odoab. getun@iex@, 4a£3 man diese Erscheinung zum Veruchwindea brinGen und die irana# parens dar Schicht wider herstellen baw, orböhen kann, wenn man den Alkalleilikatbud eia anderes Alkali- sals, beispielaweisr Natriunaaetatl in einer Zcnaentratiou, die im allgemeinen :wischen 1 und 200 s je Mter liest. aus.! tist. 3'n iat Uberrasohexd, drrß das Vorvereiegeln, das doch unter-sehr milden Bedingungen, d.h,. in der Vilto und nur *Urend oialger Einuten durobge# tghrt wird, :u einer no vollständigin veretoptung . der Foren an der Oberfläche den behandelten Objekten fUhrtt daß darauhin keint_aoitere ibeorgtioxs von Parb- stotten mehr möglich ist, wie dies oben gezeigt s ist ferner Loberraaohend, daß die ßilikutbe- xundlung, obwohl hier in s1lgezeinen im alkalischen Xediun dnrob,geMrt wird, weder daß dien Urbtnxg den Gegenstandes abgeschwächt wird oder bar vernohwinde*, noch 3a3- due iusschen der t)berflUohe beaintrüahtigt wird (boiopielsweieo daß Marmoriorung eintritt), Wirkungen, die am Bier bei dienor De- bundlung als Unvermeidlich ansah. n neigte - aioh in Gegenteil, daß mm durch die ertindungsgas@äße Zo- baudlun$- gleiahaeitig ein sehr betriedigendba Äue- ethm der Oberfläche darr beeLandelten Gogensthnde nowie einen erböhton torrosionsviders fand sowohl im sauren wie tu all@alisobanediu@/sf@len , was weder hieber zu erreichen noch vorsuasuaehen war. Ihre Wideratandefähigkeit gedenüber gewissen t Produkten ait alincbor aauktlon, wie Zementen .und Mörtel, nacht die leadurte naob der F,rUndung besonders Jeeignat :nur Anwendung auft äf °x t3ebl f t der AroUtektur. 3i .@renduu,@ des Vrrf4brtns nach der Erfindung . findet kein Aöo`tssn Fron puhsrigsa Al d an der Gigdsahioht statt und darin Dautxbaftf$7ceit und Träasparoas Word« wes«tUah vimbensext; handelt es eich ms if@crbte dahiaht@en@ e Wird außerdem die Jestündigk@rit dir )Färbung Meaübsr dau M"t srbäht. . . " - »so Votversitgeln lUt sich ohne. weiteres bei ger@liober Tsmporatur durohfE@hrux; die* bedeutet eine Ersparnis gegonUber den bekannten Behtlursge- weie«, die 3n dir Wä=e durobgefUhrt worden nUseen. Gegenstände aus Ä3uXIuiUa oder xlumin3@ralegierungen, die an, ihrer absrtlgohi eine srtindunfisGama vsr- eitgslte oxydocuobt tragen, sind aufgrund iärer le#. #tändigkelt g!$taUber Säuren und Basen insbesondere gtoigaet zur Verwendung fUr Dekoratione:weclte in Inneren und anueris@ Fron" Gebäudeaa, fUr die Kraft- wogtnJndustrie@" die Eieenbrhne die idarUi,.,fttr lpparste und Vorrichtungen der Eloktmindustrie und bei Bauten, insbesondere für Penotor- und Turrah»a aus leicht- Die Eispiele dienen zur n"erm trlfescutg des Yortahr«s nach der Erfiadua4r- 3eiso1.01 1 i )lau löst al Liter Waesor g Kupfersulfat. und 2,3 g kristallieiertea A=oniuaaottat und tut dann _ . 14 «3 immoniak vom 22°8s' tue Der pX-Wort beträgt 8,2. In das wo vorbereitete Bad wird ein Alumi»iuo- gegenetand eirigetauohtg dar vorher nach einen der bekannten Verfahren oxydiert und gegebenenfalls eingefärbt worden ist; die Tauchzeit beträgt 10 bis 15 Mine # wor"t der geßenstand herauegeno=en, ge- spült und getrocknet wird. Die O#dsobieht irrt damit vorareraiegelt und für die zweite BohanUungsetute bereits niese, mreite Stufe bestebt darin, daß man den llualniumgegenstand, dessen txydsohioht xorvereiegolt wurde, noch 30 Minl in ein Wsaeerbad von 90o'eintauaht, das 30 g Natriumsultat und 25 g tlüaeiges Silikat je Liter entbälte Nach .dieser. Behandlung wird dir gegen- stand gespült und wieder getrocknete Seine ßberfläaba ist glatt ohne anhaftende Fulvereahioht und ihre Bärte, tbr Korrosionswiderstand, sowie ihre Transparenz sind beträohtlioh erhöhte . Beianiel 2 't tu 200 onr3 ltasser löst mm 15 g xiokolaoetat, lügt 35 en) 20 9.isen Ämroniak hinzu und. tUlt mit 'warser auf 1 fiter gute Der »B-t!ert beträgt 1094. In dieser Bad taucht man einen Aluminitisgegenstand mit i#dßchieht 10 1dfs. - ein, eprat =d trocknet. - Der so bebandelte Gegenstand kann nicht mehr einge- tärbt rnrdea; Ptttetotte, die an einzelnen steilen auf seine Oberfläche wutgebracht werden, werden nicht mehr abaorbierir und hinterlassen naob Abwisobtn keine ?lecken. Der Gegenstand ist d$mit vorbereitet tilcrr dir zweite Behandlungestuto, die gemäß Beispiel 1 durchgeführt wild e . Dia tolgende@a .Btispiela 3 und 4 zeigen inebe- sonders die Vorteile der ertimdungogmägen Vorver- eiege lungsbetandlung. Die für die Beispiele benutzten @tusterstaoko be- standen etmtliahe aus winsr lluainiunlegirruM Bleieber QuallUt, die 99 % 13. Und 1 % 94 enthielt; sie waren vorgebeizt und einer dnadenbabandlung auf 15 - 17ju sahlohtdioke In sohwe=elekuren iedium unterworfen wordaa. Die nach Behandlung gemäß Beispiel 3 baw. 4 er- haltensn Produkte worden wie talgt auf Ihre Yitrbetäbig- zeit und auf ihre 1Corrdsionsasptindliohkpit geprUts 1. ütung@"au, £ laLbotithi ke, 3ts ,nach dem Torvereiog*la .taucht man die ioreuabs- stücke in eine Lösung eines blauen >axbstoftes für Aluminium von 60,000 San. beobaohtet das getärbte bsw. nicht g*tärbte Auesohen dos absteratilakos. 3. @"@,e;,flnsyersuah ja-sauren il#iediua# rrwwwrrwrmr r W ## mrrn Nach der »alten Y@rraiolungaatut"@r worden die Xusterstloko 15 Via* eine siedend* 10 %-ise Zoeig# säurolösung, die mit 0,5 6(L 'üatriunaoatat versetzt in%, eiagetauecht. man Mist den Gewiohtaworlust in aß je d22 0bertläoho. Die Korrosionebsst:ndigkeit In nauren Xedium kann als sehr gut boooidhnet worden, wenn der Gewichts- Verlust unter 20 mg/dn2 liegt; ' kaut von mittlerer Beständigkeit sproeben' wenn der Oawiahtsverluat zwiechea 20 und 50 mwds2 und von sohleobter* wo.-44 er» zwischen 50 und 100 oWda2 liegt. 3. o o ey rsuo f alka incheri Med uri Nach demaah@reraiogln werden die MusterstUake 30 kin. bei Normaltemperatur (20 o0 ) in Natronlauge mit 20 g XSCI je Liter NZO eingetaucht. Der Xorrosions# . widora ;,ans in alkalieoben kodium - kann ale sehr gut gelten, wohn der Gewtahtsverlust unter 30 mg/da 2,. `ale mittelgut, Brenn er wrisohen 30 und 80 Wda2 und ale . sobioobtp wo= er swisabea 80 und 200 Wdr'2 liegt. Bei Beisspiel 3 bändelt da sieb um ,einen Veer#* gleiabsvereeuabe der nicht den Verrühren nach der Erfindung entspricht. dabei des Naahveer- eietgeIn mit Silikat reis beim , exrti@dungcgexteen Vcr- Ahren in dnweseaheit Fron Natrixuxuastat vorgenommen wurde # unternat e idee t .sich daue Beispiel 3 von den ertindungegexeüBen Verfahren grundakttlich dadurcä, da8 da. 'iiorverßiegeln ob.» Axeiat und ixt, der Wte er- i`olgte. Die Renultate winde lnebesond*re in alkalischen Uedium snsureieobend. , Das Beispiel 4 entspricht dem asrriudusgeerr#ca Yertahreuw. Da* Naahveersiegeln erfolgte dabei wie in Beispiel 3e jedoch unteerscrbeidet eich dan Beiapiel 4 von den vorangehenden durch das erf ird4ngsgemUe Vorm versiegeln. Zweck den Beispielen Tate die Wichtigkeit der Azmoniakßugabec und den Arbeitens bei Ztaunterperctur beim vorreereiegeeln klar beraussuatellen; diese beiden Uerkaale sind unrläaalioh wenn mm zu den guten - nesultatan den eerlindungeeg«Uen Verfahrens kommen vill, ins'esondeerte wenn die buhe Videeretandefähigkeit in alia.sobeen ßadium- erreicht werden soll. Die Durotatihr=istom und die der Bei- spiglu geben aus der Tabelle hervor. ..
Claims (1)
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g e, t Q n t a n a p r U o h 0 1 e Verfahren zur . dohutabeltandluag von gegen- stünden aue Aluminium oder Aluniniumlagierungen darob Oxydation der OberfUohe unter.Bildung einer Ccqd- eohtohte und Voreiegeln der Oxydavl:ioht 32a zwei auf- e i,urad erf ol,gond ce@x Beeh and lu»g $ s rufen f dadurch g e kann n s t ohne t , Saß moaa samt Zweckt den Vor- verelegolne den oberflticü:lioh oxydierten Gegenstand bei, Wemperutur in ein Bad mit aUalisahem pE-t'ert eintaucht, das aus einer 3@ieuuag von i=uigk und mindeateus einem wotallsala, deuoen Oxyd sich 1u smooxixkalieohen Medlum nicht aunseeidot! besteht. 2. Vorfahren nach Anapruah 1 e dadurch g a x i x a s o i o L n a t " Sag xu= in Vorvareiegelunge# bad Erle Uotelxsalz ein Nickel- oder Kobaitesls vor,-- wendet* e verfahren aue Anspruch 1 oder 2e dadurch g t a a a s e i o b n e t , das man im vorversiogelungs- bad als Anion See ketxllealz*e eine iobwaohe Säure ver- wendete 4e Verfahren nach einrm der ineeprüohe i # 3e da- durch « # k e ß n i ! t o b a # t 9 däß man dem Vor- rereiegtlungebad ein irmoniumaels inebeeonderoedaa Ä»oaiumeala einer sahwäahon Säure susetste . 5. . - Yerlehren uaah einen der Ansprüche 1 # 4 9 dadurch g e 1c e a n x e i c -J# a e t , daß mm das lcsahtersiegeln. in einen 71Jcalißilikatbad bei einer Temperatur :wischen 60 und 100°C durchführt. - . 6. Yertdhren nach haapruah 5, dadurch g 6 .. . 7c i n n s e i c b n e t , daß nah, den AlkalieiliJtat- bad ein anderes Salz eines ilxalimetalle® zufügt.
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