DE1521908C - Alkalische Losung und Verfahren zum Glänzen von Aluminiumlegierungen - Google Patents

Description

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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 °/₀ Si, max.

ankommt, verwendet werden konnte. Ferner ergab ao 0,4 °/„ Fe, 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 + Fe, max. 0,1% Gu, 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- as 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/I 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 Aluminiurr.legierungen 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 erfndungsgemäß 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 Konzenauch 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 ^;<ieri^riJSÄ>.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 Lösung 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 Lösung soll die Aluminiummenge 55 Wie vorstehend angegeben wurde, kann der Glanznur etwa die Hälfte der Gewichtsmenge des Alkali- wert in Abhängigkeit von der Konzentration des hydroxide 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 g/l aus der Reinigungslösung eine Lösung machen, erhöhen, ehe Teile geglänzt werden, für die ein einheitmit 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-

konzentration des Bades steigt. Dies stellt kein schwerwiegendes Problem dar, weil ein. Teil des gelösten Aluminiums mit den geglänzten Produkten ständig aus dem Bad entfernt wird. Zum Ersatz der Lösung, die mit dem geglänzten Produkt aus dem Bad ausgetragen oder in der chemischen Reaktion verbraucht wird, ist es nützlich, dem Bad von Zeit zu Zeit frische Lösung zuzusetzen. Da die Zusatz-Glänzlösung aluminiumfrei ist, wird auf diese Weise die Aluminiumkonzentration in dem Bad in ziemlich konstanten Grenzen gehalten, da die Geschwindigkeit, mit der das Aluminium von den geglänzten Produkten weggelöst wird, annäherend der Menge des gelösten Aluminiums entspricht, das aus dem Bad ausgetragen wird.

Die Temperatur des Bades kann zwischen 38 und 82° C betragen. Mit einer Glänzdauer von 1 bis 30 Minuten werden gute Ergebnisse erzielt.

In dem Bad wird ständig eine merkliche Sulfidionenkonzentration aufrechterhalten, damit Zink als Zinksulfid ausgefällt wird. Infolge der niedrigen Löslichkeit des Zinksulfids in wäßrigen Alkalilösungen kann man die Restzinkkonzentration in dem Bad so niedrig halten, daß kein Verzinken auftritt. Die Sulfidionenkonzentration wird ständig auf einem Wert von 4 bis 5 g/l (berechnet als Natriumsulfid) gehalten, damit das Ausfällen des Zinks gewährleistet ist. Man kann auch eine höhere Sulfidkonzentration aufrechterhalten, doch ist dies nicht notwendig. Man kann auch mit niedrigeren Konzentrationen der Sulfidionen arbeiten, doch muß ständig eine merkliche Konzentration eines Sulfids in dem Glänzmittelbad vorhanden sein. Bei niedrigeren Mengen wird die Gefahr des Verzinkens vergrößert. Das Sulfid wird dem Bad zweckmäßig von Zeit zu Zeit zugesetzt, um das mit dem Zink oder in Form von anderen unlöslichen Metallsulfiden ausgefällte Sulfid sowie jene Sulfidmenge zu ersetzen, die mit dem geglänzten Produkt aus dem Bad ausgetragen wird. Ein Zusatz von Sulfid ist in einer Menge von 1 bis 10 g pro 100 g des dem Bad zugesetzten Glänzmittels erforderlich. Beispiele von Substanzen, die als Quellen von Sulfidionen verwendet werden können, sind Schwefelwasserstoff, Alkalisulfide und -polysulfide, wobei Natriumsulfid bevor- ' zugt wird. Es kann eine dieser Substanzen oder ein Gemisch von zwei oder mehreren dieser Substanzen verwendet werden.

Es versteht sich, daß der Belag, der nach dem Glänzen auf der Oberfläche des stranggepreßten Produkts vorhanden ist, auf beliebige Weise entfernt werden kann. Diese Maßnahmen sind üblich und bekannt und bilden keinen Teil der Erfindung, so daß sie nicht beschrieben zu werden brauchen.

Glanzunterschiede können durch Eloxieren oder eine andere Nachbehandlung auf ein Minimum herabgesetzt werden.

Ausführungsbeispiel 1

Ein Strangpreßprodukt aus einer Aluminiumlegierung wurde bei 54° C10 Minuten lang in einer wäßrigen Lösung geglänzt, die 37,5 g/l NaOHund 2 g/l Sorbitol enthielt. Die Lösung enthielt kein gelöstes Aluminium. Dann wurde das stranggepreßte Produkt in Leitungswasser gespült und bei Umgebungstemperatur in 30gewichtsprozentiger Salpetersäure von dem Belag befreit. Es trat keine Verzinkung auf, und der Glanzwert betrug 215.

Ausführungsbeispiel 2

Eine andere Probe aus demselben stranggepreßtea Gut wurde 10 Minuten lang bei 54° C in einer wäßrigen Lösung geglänzt, die dasselbe Glänzmittel wie im Beispiel 1 und zusätzlich 20 g/l gelöstes Aluminium enthielt. Das stranggepreßte Produkt wurde dann in Leitungswasser gespült und bei Umgebungstemperatur in 30gewichtsprozentiger Salpetersäure von dem Belag befreit. Es trat keine Verzinkung auf, und der Glanzwert betrug 120.

; Ausführungsbeispiel 3

Eine dritte Probe desselben stranggepreßten Gutes wurde 10 Minuten lang bei 54° G in einer wäßrigen Lösung geätzt, die dasselbe Glänzmittel und 40 g/l gelöstes Aluminium enthielt. Danach wurde das Strangpreßprodukt in Leitungswasser gespült und bei Umgebungstemperatur in 30gewichtsprozentiger Salpetersäure von dem Belag befreit. Es trat eine Verzinkung auf, so daß das Material verschrottet werden mußte.

Ausführungsbeispiel 4

Eine vierte Probe desselben stranggepreßten. Gutes wurde 10 Minuten lang bei 54° C in einer wäßrigen Lösung geglänzt, die dasselbe Glänzmittel, 40 g/l gelöstes Aluminium und 4 g/l Natriumsulfid enthielt. Die Lösung war dieselbe wie im Beispiel 3 mit einem Zusatz von 4 g/l Natriumsulfid. Das Strangpreßprodukt wurde dann in Leitungswasser gespült und bei Umgebungstemperatur in 30gewichtsprozentiger Salpetersäure von. dem Belag befreit. Es trat keine Verzinkung auf, und der Glanzwert betrug 150.

Ausführungsbeispiel 5

Eine fünfte Probe desselben stranggepreßten Gutes wurde 10 Minuten lang bei 54° C in der in Beispiel 2 verwendeten Lösung geglänzt, zu der 6 Teile Zink pro Million zugesetzt worden waren. Das Strangpreßprodukt wurde in Leitungswasser gespült und bei Umgebungstemperatur in 30gewichtsprozentiger Salpetersäure von dem Belag befreit. Infolge Verzinkung war die Probe ungeeignet.

Ausführungsbeispiel 6

Eine sechste Probe deselben stranggepreßten Gutes wurde 10 Minuten lang bei 54° C in derselben Lösung wie im Beispiel 5 geglänzt, zu der 4 g/l Natriumsulfid zugesetzt worden waren. Dann wurde das Strangpreßprodukt in Leitungswasser gespült und bei Umgebungstemperatur in 30gewichtsprozentiger Salpetersäure von dem Belag befreit. Es trat keine Verzinkung auf. Der Glanzwert betrug 105.

Ausführungsbeispiel 7

Eine siebente Probe desselben stranggepreßten Gutes wurde 10 Minuten lang bei 54° C in einer wäßrigen Lösung geglänzt, die 37,5 g/l NaOH, 2 g/l Sorbitol, 50 g/l gelöstes Aluminium und 4 g/l gelöstes Na₂S enthielt. Das Strangpreßprodukt wurde dann in Leitungswasser gespült und in 30gewichtsprozentiger Säure (HNO₃) von dem Belag befreit. Es trat keine Verzinkung auf. Bei Messung in der im Beispiel 1 angegebenen Weise betrug der Glanzwert 170.

Ausführungsbeispiel 8

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

Ausführungsbeispiel 9

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

Claims (5)

... . . . Patentansprüche:

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 die 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.