DE1521908B2

DE1521908B2 - Alkalische Losung und Verfahren zum Glänzen von Aluminiumlegierungen

Info

Publication number: DE1521908B2
Application number: DE19661521908
Authority: DE
Inventors: Gerald Rüssel Gaspar Louis Georges Kalamazoo Mich Formsma (V St A )
Original assignee: North American Aluminum Corp , Parchment, Mich (V St A )
Priority date: 1965-06-25
Filing date: 1966-06-20
Publication date: 1971-01-28
Also published as: DE1521908A1; GB1136588A; US3464870A

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine alkalische, Alu- nahezulegen, da es sich hier um eine typische Ätzlösung minium enthaltende Lösung zum Glänzen von Alu- handelt und keinerlei Hinweis darauf gegeben wird,

miniumlegierungen. daß durch Zusatz von Aluminium in einer Mindest-

Beim Glänzen von aus Aluminiumlegierungen be- menge von 50 g/l eine Glänzlösung entstehen würde, stehenden Produkten mittels alkalischer Lösungen 5 Auch die Kombination der beiden bekannten Löwerden nicht, wie beim eigentlichen Ätzen, große Me- sungen, die an sich von Haus aus schon nicht naheliegt, tallmengen abgehoben; die Oberfläche bleibt aber auch weil es sich einerseits um eine Reinigungs-, andererseits nicht, wie beim Oberflächenreinigen, völlig unan- um eine Ätzlösung handelt, führt nicht zur Erfindung, gegriffen. Beim Glänzen wird vielmehr eine sehr ge- Dabei ist zu berücksichtigen, daß bisher für Glänzringe Metallmenge von der zu glänzenden Oberfläche io lösungen 25 g/l als oberste Grenze für die Aluminiumabgelöst. ^: konzentration galt. Die Fachwelt hatte daher keinerlei

Wenn man bisher Werkstücke aus Aluminium- Veranlassung anzunehmen, daß beim Hinzufügen von

legierungen in einer alkalischen Lösung geglänzt hat, 50 g/l Aluminium zu den bekannten Lösungen eine

dann wurde das Bad nach einer Betriebszeit von nur alkalische Glänzlösung hoher Lebensdauer entstehen

wenigen Wochen unbrauchbar. Die in dem Bad 15 würde.

behandelten Werkstücke zeigten nämlich plötzlich Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich speziell

sehr ungleichmäßige .Glanzbilder, so daß das Bad zum Glänzen von Aluminiumlegierungen folgender

nicht mehr zur Behandlung von Serienwerkstücken, Zusammensetzung:

wo es auf gleichmäßigen Glanz bei allen Einzelstücken a) Stranggepreßte Produkte: 0,2 bis 0,8 %' Si, max.

ankommt, verwendet werden konnte. Ferner ergab 20 0,4°/₀Fe, max. 0,2% Cu, 0,3 bis 1,0% Mg, alle

sich nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit des anderen Elemente außer Al unter jeweils 0,1 %>

Bades, daß einzelne, insbesondere stranggepreßte, Rest Aluminium; und

Werkstücke Oberflächen aufwiesen, die wie verzinkt b) Bleche: max. 0,45% Si -f Fe, max. 0,1 % Cu, 2,2

aussahen. Die Struktur der Oberfläche war deutlich bis 2,8% Mg, 0,15 bis 0,25% Cr, alle anderen

zu sehen, so daß das Werkstück, welches einen gleich- 25 Elemente außer Al unter jeweils 0,1 %, Rest AIu-

förmigen Glanz aufweisen sollte, nicht mehr brauchbar minium.

war. Dies führte dazu, daß generell bisher zum Glän- Die Glänzbehandlung wird in einer heißen wäßrigen zen verwendete Bäder nach wenigen Wochen weg- Alkalilösung durchgeführt, die beispielsweise Natriumgeschüttet werden mußten. Hieraus resultierten erheb- , oder Kaliumhydroxid oder andere Alkalien enthält, liehe wirtschaftliche und abwassertechnische Probleme. 30 wobei Natriumhydroxid bevorzugt wird. Die Alkali-

Eine Untersuchung der bisher als unbrauchbar an- konzentration des Bades ist nicht kritisch und kann in gesehenen Bäder ergab, daß in ihnen die Aluminium- dem Bereich von 15 bis 75 g Alkali pro Liter Wasser konzentration auf etwa 25 g/l angestiegen war. Diese , liegen. Die Alkalilösung kann ferner verschiedene üb-Konzentration sah man als kritische Grenze an, bei liehe, nichtkritische Zusatzstoffe, beispielsweise Naderen Erreichen das Bad weggeschüttet werden mußte. 35 triumgluconat, enthalten, welche die Glänzwirkung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine al- verbessern, die Zunderbildung verhindern usw.
kaiische, Aluminium enthaltende Lösung zum Glän- Die Alkalilösung muß mindestens etwa 50 g gelöstes zen von Aluminiumlegierungen mit wesentlich höherer Aluminium pro Liter enthalten, damit auf der Ober-Lebensdauer als bisher zu schaffen. Diese Aufgabe fläche der behandelten Produkte aus der Aluminiumwird erf ndungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lösung 40 legierung der gewünschte einheitliche Glanz erzielt mindestens etwa 50 g/l gelöstes Aluminium sowie wird. Bei einem kleineren Gehalt an gelöstem Alu-Sulfidionen enthält. -■'., ..···■ miniumoxid in dem Bad treten schwer zu beherr-

Die erfindungsgemäße Lösung hat überraschender- sehende Schwankungen in dem Glanz der geätzten

weise eine fast unbegrenzte Lebensdauer. Sie liefert Strangpreßprodukte auf. Nach oben wird die Konzen-

auch nach sehr langer Betriebszeit noch vollkommen 45 tration des gelösten Aluminiums in dem Bad nur durch

gleichmäßig glänzende Oberflächen der mit ihr be- die Fähigkeit der Lösung begrenzt, das Aluminium

handelten Werkstücke. Der gefürchtete »Verzinkungs- in Lösung zu halten. Diese Fähigkeit wird durch

effekt« tritt nicht mehr auf. mehrere Faktoren beeinflußt, insbesondere durch die

Es ist zwar aus der USA.-Patentschrift 2 750 309 , .Temperatur der Lösung. Es hat sich gezeigt, daß bei

bereits eine Lösung bekannt, die neben einem Alkali- 50 Aufrechterhaltung einer geeigneten Temperatur die

hydroxid Aluminium enthält. Diese Lesung dient je- Konzentration des gelösten Aluminiums in dem Bad

doch ausschließlich zum Reinigen der Oberfläche von ohne weiteres bis zu etwa 90 bis 105 g/l betragen kann

Aluminium und Aluminiumlegierungen ohne jedes und in geeigneten Fällen noch höhere Konzentrationen

Ablösen von Metall von der zu reinigenden Oberfläche. des gelösten Aluminiums zulässig sind.

Bei der bekannten Lesung soll die Aluminiummenge 55 Wie vorstehend angegeben Wurde, kann der Glanz-

nur etwa die Hälfte der Gewichtsmenge des Alkali- wert in Abhängigkeit von der Konzentration des

hydroxids betragen. Diese bekannte Lösung konnte gelösten Aluminiums in dem Glänzmittelbad etwas

die erfindungsgemäße Lösung nicht nahelegen, da es schwanken. Beim. Beginn des Arbeitens mit einem

an der Erkenntnis fehlt, man könne durch Steigerung frischen Bad ist es zweckmäßig, die Konzentration des

der Aluminiumkonzentration auf mindestens etwa 60 gelösten Aluminiums auf den gewünschten Wert zu

50 g/l aus der Reinigungslösung eine Lösung machen, erhöhen, ehe Teile geglänzt werden, für die ein einheit-

mit der die Oberfläche geglänzt werden kann. licher Glanz erforderlich ist. Zu diesemZweck kann

Ferner ist aus der USA.-Patentschrift 2 795 490 eine man das Bad zum Ätzen von Aluminiumschrott oder

alkalische Ätzlösung bekannt, die eine schwefelhaltige von Teilen verwenden, die keinen einheitlichen Glanz

Verbindung mit einer reaktionsfähigen SH-Gruppe ge- 65 erfordern, oder einen Teil eines vorhandenen Bades

löst enthält, wobei die schwefelhaltige Verbindung bei- zum Ansetzen eines neuen Bades verwenden,

spielsweise mit Zinkionen einen Niederschlag bilden Beim Glänzen der Strangpreßprodukte wird ständig

kann. Auch diese Lösung vermag die Erfindung nicht Aluminium in dem Bad gelöst, so daß die Aluminium-

3 4

konzentration des Bades steigt:. Dies stellt kein schwer- Ausführungsbeispiel 2
wiegendes Problem dar, weil ein Teil des gelosten

Aluminiums mit den geglänzten Produkten ständig Eine andere Probe aus demselben stranggepreßten aus dem Bad entfernt wird. Zum Ersatz der Lösung, Gut wurde 10 Minuten lang bei 54° C in einer wäßrigen die mit dem geglänzten Produkt aus dem Bad ausge- 5 Lösung geglänzt, die dasselbe Glänzmittel wie im tragen oder in der chemischen Reaktion verbraucht Beispiel 1 und zusätzlich 20 g/l gelöstes Aluminium wird, ist es nützlich, dem Bad von Zeit zu Zeit frische enthielt. Das stranggepreßte Produkt wurde dann in Lösung zuzusetzen. Da die Zusatz-Glänzlösung alu- Leitungswasser gespült und bei Umgebungstemperatur miniumfrei ist, wird auf diese Weise die Aluminium- in 30gewichtsprozentiger Salpetersäure von dem konzentration in dem Bad in ziemlich konstanten io Belag befreit. Es trat keine Verzinkung auf, und der Grenzen gehalten, da die Geschwindigkeit, mit der Glanzwert betrug 120.
das Aluminium von den geglänzten Produkten weggelöst wird, annäherend der Menge des gelösten Ausführungsbeispiel 3
Aluminiums entspricht, das aus dem Bad ausgetragen
wird. 15 Eine dritte Probe desselben stranggepreßten Gutes

Die Temperatur des Bades kann zwischen 38 und wurde 10 Minuten lang bei 54⁰C in einer wäßrigen

82° C betragen. Mit einer Glänzdauer von 1 bis Lösung geätzt, die dasselbe Glänzmittel und 40 g/l

30 Minuten werden gute Ergebnisse erzielt. gelöstes Aluminium enthielt. Danach wurde das

In dem Bad wird ständig eine merkliche Sulfidionen- Strangpreßprodukt in Leitungswasser gespült und bei

konzentration aufrechterhalten, damit Zink als Zink- ao Umgebungstemperatur in 30gewichtsprozentiger SaI-

sulfid ausgefällt wird. Infolge der niedrigen Löslichkeit petersäure von dem Belag befreit. Es trat eine Ver-

des Zinksulfids in wäßrigen Alkalilösungen kann man zinkung auf, so daß das Material verschrottet werden

die Restzinkkonzentration in dem Bad so niedrig mußte.

halten, daß kein Verzinken auftritt. Die Sulfidionen- Ausführungsbeispiel 4
konzentration wird ständig auf einem Wert von 25

4 bis 5 g/l (berechnet als Natriumsulfid) gehalten, Eine vierte Probe desselben stranggepreßten Gutes

damit das Ausfällen des Zinks gewährleistet ist. Man wurde 10 Minuten lang bei 54° C in einer wäßrigen

kann auch eine höhere Sulfidkonzentration aufrecht- Lösung geglänzt, die dasselbe Glänzmittel, 40 g/l

erhalten, doch ist dies nicht notwendig. Man kann gelöstes Aluminium und 4 g/l Natriumsulfid enthielt,

auch mit niedrigeren Konzentrationen der Sulfid- 30 Die Lösung war dieselbe wie im Beispiel 3 mit einem

ionen arbeiten, doch muß ständig eine merkliche Zusatz von 4 g/l Natriumsulfid. Das Strangpreß-

Konzentration eines Sulfids in dem Glänzmittelbad produkt wurde dann in Leitungswasser gespült und bei

vorhanden sein. Bei niedrigeren Mengen wird die Umgebungstemperatur in 30gewichtsprozentiger SaI-

Gefahr des Verzinkens vergrößert. Das Sulfid wird dem petersäure von dem Belag befreit. Es trat keine Ver-

Bad zweckmäßig von Zeit zu Zeit zugesetzt, um das 35 zinkung auf, und der Glanzwert betrug 150.
mit dem Zink oder in Form von anderen unlöslichen

Metallsulfiden ausgefällte Sulfid sowie jene Sulfid- Ausführungsbeispiel 5
menge zu ersetzen, die mit dem geglänzten Produkt

aus dem Bad ausgetragen wird. Ein Zusatz von Sulfid Eine fünfte Probe desselben stranggepreßten Gutes ist in einer Menge von 1 bis 10 g pro 100 g des dem 40 wurde 10 Minuten lang bei 54° C in der in Beispiel 2 Bad zugesetzten Glänzmittels erforderlich. Beispiele von verwendeten Lösung geglänzt, zu der 6 Teile Zink Substanzen, die als Quellen von Sulfidionen verwendet pro Million zugesetzt worden waren. Das Strangpreßwerden können, sind Schwefelwasserstoff, Alkali- produkt wurde in Leitungswasser gespült und bei sulfide und -polysulfide, wobei Natriumsulfid bevor- Umgebungstemperatur in 30gewichtsprozentiger SaI-zugt wird. Es kann eine dieser Substanzen oder ein 45 petersäure von dem Belag befreit. Infolge Verzinkung Gemisch von zwei oder mehreren dieser Substanzen war die Probe ungeeignet,
verwendet werden. ■ . .... , . . , ,

Es versteht sich, daß der Belag, der nach dem Glän- Ausf uhrungsbeispiel 6

zen auf der Oberfläche des stranggepreßten Produkts Eine sechste Probe deselben stranggepreßten Gutes

vorhanden ist, auf beliebige Weise entfernt werden 50 wurde 10 Minuten lang bei 54° C in derselben Lösung

kann. Diese Maßnahmen sind üblich und bekannt wie im Beispiel 5 geglänzt, zu der 4 g/l Natriumsulfid

und bilden keinen Teil der Erfindung, so daß sie nicht zugesetzt worden waren. Dann wurde das Strangpreß-

beschrieben zu werden brauchen. produkt in Leitungswasser gespült und bei Umgebungs-

Glanzunterschiede können durch Eloxieren oder temperatur in 30gewichtsprozentiger Salpetersäure

eine andere Nachbehandlung auf ein Minimum herab- 55 von dem Belag befreit. Es trat keine Verzinkung auf.

gesetzt werden. Der Glanzwert betrug 105.

Ausführungsbeispiel 1 Ausf uhrungsbeispiel 7

Ein Strangpreßprodukt aus einer Aluminium- 60 Eine siebente Probe desselben stranggepreßten legierung wurde bei 54° C10 Minuten lang in einer wäß- Gutes wurde 10 Minuten lang bei 54° C in einer wäßrigen Lösung geglänzt, die 37,5 g/l NaOHund 2 g/l rigen Lösung geglänzt, die 37,5 g/l NaOH, 2 g/l Sorbi-Sorbitol enthielt. Die Lösung enthielt kein gelöstes toi, 50 g/l gelöstes Aluminium und 4 g/l gelöstes Na₂S Aluminium. Dann wurde das stranggepreßte Produkt enthielt. Das Strangpreßprodukt wurde dann in in Leitungswasser gespült und bei Umgebungs- 65 Leitungswasser gespült und in 30gewichtsprozentiger temperatur in 30gewichtsprozentiger Salpetersäure Säure (HNO₃) von dem Belag befreit. Es trat keine von dem Belag befreit. Es trat keine Verzinkung auf, Verzinkung auf. Bei Messung in der im Beispiel 1 und der Glanzwert betrug 215. angegebenen Weise betrug der Glanzwert 170.

Ausführungsbeispiel 8

. Beispiel 7 wurde mit 70 g/l Aluminium wiederholt. Der Glanzwert betrug 200.

Ausf iihrungsbeispiel 9

Beispiel 7 wurde mit 90 g/l Aluminium wiederholt. Der Glanzwert betrug 220.

Claims

... Patentansprüche: 10

1. Alkalische, Aluminium enthaltende Lösung zum Glänzen, von Aluminiumlegierungen, d adurch gekennzeichnet, daß sie mindestens etwa 50 g/l gelöstes Aluminium sowie Sulfidionen enthält.

2. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumkonzentration maximal etwa 105 g/l beträgt.

3. Lösung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch. gekennzeichnet, daß sie Sulfide und/oder Polysulfide von Alkalimetallen gelöst enthält.

4. Lösung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie Natriumsulfid gelöst enthält. . ■ ... .

5. Verfahren zum Glänzen von Aluminiumlegierungen unter Verwendung der Lösung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dia Lösung bei einer Temperatur von 38 bis 82⁰C für eine Dauer von 1 bis 30 Minuten zur Einwirkung auf die zu glänzende Oberfläche gebracht wird.