DE1546835A1 - Verfahren zur Herstellung von UEberzuegen auf Aluminiumlegierungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von UEberzuegen auf AluminiumlegierungenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich" auf mit Überzügen versehene
Legierungen auf der Basis von Aluminium und Verfahren zur Herstellung derartiger Legierungen. Der Ausdruck ''Legierung auf
der Basis von Aluminium" wird hier dazu benutzt, u-ra Legierungen
zu bezeichnen, die mehr als 50 Gew.-ja Aluminium enthalten.
Auf vielen Anwendungsgebieten ist es wünschenswert, eine Legierung auf Aluiuiniumbasis, die wegen ihrer mechanischen
Eigenschaften ausgewählt worden ist, mit einem Überzug dekorativer oder schützender Art zu verwenden, z.B. aus einem Lack
oder einer Emaille, oder mit einem Überzug aus einem Klebstoff zur Befestigung eines festen Stoffes, beispielsweise eines
Kunststoffilms. Beispiele für derartige Anwendungsgebiete sind
BAD ORIGINAL
009141/143$
die Herstellung von Kronenkorken, Behältern oder Kanistern,
kosmetischen Verpackungen und Verpackungen für Lebensmittel.
Bin gutes Halten zwischen dem Überzug und dem Metall ist normalerweise
erforderlich, um mechanische! Beschädigungen zu
widerstehen und/oder uiu einen ausreichenden Schutz des darunter
liegenden Metalls gegen Korrosion zu gewährleisten. In derartigen Fällen ist es dann erx'oruerLieh, vor. der Oberfläche, uie
zu überziehen ist, alle Substanzen zu entfernen, die einen kontinuierlichen Kontakt zwischen dem Metall und dem Überzug
verhindern und das Haften 2,wirch«n diesen Teilen verringern.
Derartige Substanzen ..eraen im nachfolgenden als "Kontairinanten"
bezeichnet.
Öle und Fette auf der ζ χ überziehenden Oberfläche lassen
sich dadrrch e?itfernen,% daß man aie Oberfläche den Dämpfen eines
geeigneten Lösungsmittels aussetzt, at er feste Kontaiainanten»
die möglicherweise.vorhanden sind, bleiben auf der Oberflächeiisften
und stören ir. einem gewissen Grade die Haftfestigkeit des Überzuges, der aufge oracht ist. Manchmal ist es möglien,
derartige feste Kontsiainanten durch physikalische Wirkungen,
während des Entfettens zu entfernen, so daß es sich mehr um eine Reinigung als um eine einfache Entfettung handelt; jedoch
lassen sich nicht alle Kontaminanten auf diese t'/eise entfernen.'
Z.B. tendieren Aluminium-Magnesiuia-Legierungen, wie sie normalerweisu
erzeugt werden, dazu, einen Film von Magnesiumoxyd zu
009841/1435
BAD ORiGJNAL
bilden, der über einem AluminiuiEOxydfilin liegt. Das M
oxyd bat oft eine Form, die eine relativ schlechte Haftung für
•inen überzug, der auf die Obe^fl^che aufgebracht werden soll,
ergibt. Uifc die feister haftenden Konta™in rten zu entfernen,
kann man auch einen checirchon Ätzvorgang einschalten, aber
das hat den Nachteil, da? Ätze'nrichtun'en verwandt wp^aen massen,
die wertvolle Bodenf leiche beanspruchen un? wodurch außerdem
d_e iieh ndlungszeit vergrößert wird. Zus:jt?lich int die
durch die chemische Ätzung hervorgerufene matte Erscheinunrsform
unter einen klaren Lack meistens nicht erwünscht.
I2s >vurde nun überraschend und völlig unerwartet gefunden,
daß Aluminium, welchem τ*»τ»listens 99 »ig i*ein ist, uni das vereinigt
abor nicht ge?; + zt worden i?=t, eir.e Haftung n^cht m·--
talliecher überzüge ergibt, die denen vergleichbar sini, die
sich an Aluminiumlegierunr;en erhalten l^ss^n, Ui^ ^e^ + rt worden
sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher die überzogene
Legierung auf A"!uairiiu:nbasxs dadurch hergestellt, daß
ein Legierungskern verwendet wira, der :..it e^n-m Überzug auü
wenigstens 99 -« reinem Aluuiniuia anf e'ner Fläche aes Kernes
überzogen wird, uni der nicht netallis he überzug diesem Über^u^
aufgetragen wird.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein YerfcJiren zur
Herstellung einer überzogenen Legierung auf der Basis vcn
_ 4 BAD OBlGlNAL
009841/U35
Aluminium, in dem wenigstens einer Fläche des Kernes der Legieruni" e4n Überzug aus werigstens 99 γ>
reinein Aluminium aufgebracht wird, auf den dann der nicht metallische Überzug ausgebracht
wird.
Die Stärke des Aluminiumüberzuges liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 5 ^ der gesamten metallischen Stärke
und kann einer oder beiden Flächen eines Bleches aus der Legierung aufgebracht werden.
Es soll nier darauf hingewiesen werden, daß der Ausdruck
"Überzug" für den Aluminiumüberzug eine Schicht aus Metall bezeichnen
soll, die einem Metallkern durch eine oder mehrere
Walzoperationen aufgebracht wird, während denen die Stärke sowohl des K-erns als auch des Überzugs verringert wird und wobei
der Überzug mit dem Kern vereinigt wird. Da das Kemmeterial
im allgemeinen auf die gewünschte Stärke ausgewalzt werden
muß, bedeutet das Überziehen des Kerns nicht unbedingt irgendwelche zuFät-lichen Arbeitsgänge,oder zusätzliche Apperaturen.
Die Erfir>dun£ ist von besonderer, jedoch nicht ausschließlicher
Bedeutung für Aluuinium-Magnesium- und Aluminium-Mangan-Legierungen.
einige Ausführungebeispiele der Erfindung werden nun
beispielsweise beschrieben.
Es wird eine Prcbe verwendet, die aus einer Aluminium-Mangan-Lo£ierung
besteht, die der Zusammensetzung NS3 (B.S.1470)
009841 / H35 BAD
entspricht und 1,2 Gew.-% Mangan enthält, während der Rest
aus Aluminium von 99» 2 $iger Reinheit ist und in der Form ein
Blech vor. 0,25 mm Stärke darstellt, welches durch Spülen mit
einem Lösungsmittel gereinigt worden ist, an das sich eine
Entfettung ίτ Dampf anschloß. Sodann wurzle es lackiert und
zu einem Becher gezogen, der etwa 30 mm inneren Durchmesser
besaß und eine Tiefe νcn ungefähr 20mm.
3ir.e zweite Probe wurde ähnlich wie die erste behandelt
und vor aem Lackieren geätzt.
Eine dritte Probe schließlich, die aus 99 ^ reinem Aluminium
bestand entsprechend SIC (B.S-1470), wurde gereinigt,
lackiert und zu einem Becher der obigen Dimensionen tiefgebogen.
Alle drei Proben warden zu 2/3' mit einer wässrigen Lösung 5 c/oip:eT Essigsäure und 5 tigern Natriumchlorid gefüllt und
bei 25° C geholter. Fach 3 '^agen erstreckte sich die Korrosion
der ersten Probe über 60 bic 80 ί:ό der lackierten Oberfläche,
wogegen die beiden anderen Proben, die zweite und die dritte, keine Korrosion oder andere Anzeichen einer Zerstörung der
Lackhaftung zeigten.
Diese Versuche haben gezeigt, daß gereinigtes aber ungeätztes
Aluminium von wenigstens 99 1^ Reinheit eine Lackhaftung
besitzt, die genauso gut Ιε-Λ wie sie durch Atzen der
Legierung erhalten werden kann. Weitere Versuche zeigten, daß durch Überziehen der Legierung mit einem Aluminium von wenigstens
009841/U35
99 "ά Reinheit di? Haftung des Lack·30 auf den: Überzug wenigstens
so gut war, wie jene, dii u?n auf cir.^r ger+zten Le^i^run^ erhalten
kann.
Dienes -^rgebüis ipt überraacnend un^ nw"»"wartet, wpü
ge^ir^e Differenzen in der Qualität der gereinigten wie gewalzten
Obe^fü "ehe zu erwarten wären aufgrund üer verschiedenen
Metallzusa"".mensptzun°:en . Der Unterschied in der Lackhaftung,
der beobachtet wurde, ist viel gr^°er als zu erwarten gewesen
ware. y,B vr.rde z.B. eir.e A^'uminium-KagnesiUiJi-ilangan-Legierimg
verwendet, die 2,25 Gew.-^ Magnesium, 0,4 (iew.-wo Mangan und
■aen Rest A3uiaiiiiuu. von ur.r;ef?hr 9',«t? *» Reinheit enthielt und
der Legierung NS4· (B.8.1470) erts^racxi ir. Form eines Bleches
von C,^ nun Stärke, weloh.es gereir.igt, lackiert und dem oben
beschriebenen Korrosioi\stest unterwerfen wurde. ITach drei Tagen
hatte die Korrosion an der Legierung aufgrund eines Fehlers in
der Haftung des Lacküberzuges begonnen.
Ein ähnlicher Versuch wurde :ult einer Legierung NS4 durch·
geführt, die auf einer Oberfläche mit einem Überzug aus 99,7 γ>
reinem Aluminium vor der. Lackieren ü^ersoren »/orden war. Jsder
Überzug besaß eine Stärke von etwa j c^>
der Gesamtn.etalldicke.
Nach 40 tigiger Dauer des oben beschriebenen Korrosionstestes
warm immer noch keine Fehler in der Haftung der Lackschicht und/ keine Korrosion des Metalls festzustellen.
Es ist bekannt, daß· die Korrosionsfestigkeit des Substrates
eine Rolle in der Korrosionsfestigkeit gestrichener
BAD ORlGiNAb 7 -
009841/U3B
-7- 15Λ6835
oder lackierter Metalle spielt. Jedoch scheint das kein wesentlicher
Paktor im vorliegenden Falle zu seir, da die Korrosionnbest;
rdigkeitvon 99,7 # reinem AluiüiniUL» nur sehr wenig besser
ist als die der NC4 L^gierunr, insbesondere unter sa1 zigen Bedingungen»
und der oben besenrieber.e Teat z^igt eine raerkliche
und disprono^tionp.le Zunahme ir. der !«ckhnftfestigk^it und im
Widerstand ge.~en Korrosion bei der Überzogenen Lp^ierun^ vergllctien
mit der nicht überzogenen L<°ri«nm£.
Be sei darauf hingewiesen, da3 die Sf rk*1 des Überzuges
so gering wie möglich fein kann, vora'iSf-ep^tzt, ά"=2 eine Kontinuität
ues Überzuges sichergestellt i^t. uiid dabei muß au^rdem
sichergestellt sein, daß keine unzulässige Diffusion der
Kontaininanten vom Kern zur Außenseite ^er Oberfläche des Lberzuges
stattfindet.
Die Überlegenheit der L^gierun"**!! auf Al'jxir.iuiabasis,
die entsprechend der vorlie 'er. jen J3rfir.dtm.7 "'^errrogen sird,
wird weiter durch eine Serie von Versuchen äemoiiptri°rt, deren
Ergebnisse unten aufgeführt sind. Eei diesen Ve-s^chen wurden
Überzogene Legierungen auf Alu^iniucbapis, deren überzug aus
90 *€ reinen Aluminiua bestand, und Legierungen auf Aluainiumbasis
ohne Überzugsschicht einer Korrosion ausgesetzt, inden eine Lesung einer 5 ügen ^ssigsnure mit 5 -5 Natriumohlorid
bei 25° C angewandt wurde. Die Ergebnisse sird als prozentuale
Fehler der Überzüge nach 5 bs"-. 40 T?.'en aufgezeichnet. Der
BAD ORIGINAL
009841/1435
überzug bestand in jedem Falle aus einem Epoxylack, obgleich
natürlich, auch andere Lacke, z.B. Vinyllacke, die die gleiche Verbesserung ergeben, hatten verwandt werden können.
Versuch I
Versuchsproben von 30 s.w.g. Streifen wurden lackiert und der Lack bei 250° C 45 Sekunden gehärtet. Die Proben wurden
dann der Korrosionslösung ausgesetzt und die folgenden Ergebnisse erhalten:
Nach t> lagen Nach 40 Tagen
NS4 Legierung 100 100
NS4 Legierung, überzogen
mit 99.0 fo reinem Alu.-inium 0 3
NS4 legierung, überzogen
iait 99· 7 -i renem Aluminium C 3
^9.C ^s reines Aluminium 0 1
99.5 70 reines Aluminium 0 1
99.8 -Ό re:'nes Aluminium 0 1
NSi Legierung 0 30
Versuch II
Vereuchsproben ähnlich denen von Versuch I, aber mit
einem Lack, der bei 250° C 60 Sekunden gehärtet wurde, ergeben
die folgenden verbesserten Ergebnisse:
0098*1/1435 bad omqmu.
NS4 legierung 20 100
•NS4 Legierung, überzogen
mit 99.0 >£■ reinem Aluminium 0 1
NS4 Legierung, überzogen
mit 99*7 ;ό reinem Aluminium 0 2
99.0 $ reines Aluminium 0 0
99*5 Lß>
reines A^minium 0 0
y9»8 ia reines Aluminium 0 0
NS3 legierung 0 .10
Versuchsproben von 20 s.w.g. Streifen mit einem Lack,
der bei 250 C 60 Sekunden gehärtet wurde ergaben die folgenden
Ergebnisse:
| Legierung | Nach 5 Tagen | 0 | NacL. 40 Tagen | |
| NS4 | Legierung, überzogen | 100 | 100 | 100 |
| NS4 | ||||
| mit | 99.7 f>'° reinem Aluminium 0 | 3 | ||
| 99. | 7 /o reines Aluminium | 15 | ||
| HS | 30 Legierung | 100 | ||
HS 30 legierung, überzogen
mit 99.0 '-/o reinem Aluminium 0 10
Versuch IV
Versuchsproben in Form von Bechern, die aus lackierten 30 s.w.g. Streifen gepreßt wurden, mit einem Lack, der bei
250° G 45 Sekunden gehärtet wurde:
008841/U3S BADOBIGINAL -10-
NS4 Legierung
NS4 Legierung, überzogen mit 99.0 ρ reinem Aluminium
NS4 Legierung, überno 'en
mit 99.7 "Ό reinem Aluminium j9.0 70 reines Aluminium
99.5 $ reines Aluminium 99.8 -Ι» reines Aluminium
NS3 Legierung
Hach
5 Tagen
0 ■
Wach 40 Tagen 100
5 5 2
0 8
Versuch V
Versuchsproben ii.nnlich denen von Versuch IV, aber mit
einem Lack, der bei 300° G 60 Sekunden gehärtet wurde:
Fach 5 Tagen - ffach 40 Tagen
5 30
NS4 Legierung
NS4 -legierung, überzogen
mit 99.0 fo reinem
NS4 Legierung, überzogen mit 99.7 C3 reinem Aluminium
99.0 L/o reines Aluminium
99.5 fo reines Aluminium 99.8 5« reines Aluminium
NS3 Legierung
1 2 2 0 6
- 11 -
009841/1435
BAD 0R1ÖÄ4AI
| Nach 5 Ta^e | η Nach 40 Ta^en |
| 100 | 100 |
| 3 | 12 |
| 5 | 20 |
| 100 | 100 |
Yereuch YI
Versuche Bit Bechern, die aus lackierten 20 s.w.g.
Streifen gepreßt wurden, mit einem Lack, der bei 250° G 45 Sekunden gehärtet wurdet
NS4 legierung, überzogen mit 99.7 <
reines Aluminium
99·? 1* reines Aluminium
RS 30 Legierung
<Ν·0 £ reinem Aluminium 3 45
Versucheproben ähnlich denen von Verbuch VI aber mit
einem Lack, der bei 300° C 60 Sekunden gehörtet wurde:
IS4 Legierung« übersogen mit 99.7 i rtfinem Aluminium
99*7 1· reines Aluminium HS 50 Legierung
HS 50 Legierung» tibersogen
mit 99*0 it reinem Aluminium 0 20
| Nach 5 | 80 | Tagen | Nach 40 *a/?en |
| 15 | 100 | ||
| 0 | 4 | ||
| 0 | 4 | ||
| 100 |
- 12 -
BAD OBIG*NAL
009841/U35
I»ie obengenannte Legierung NS3 enthalt 1,2 Gew.-^
an^an und den Rest handelsreines Aluminium.
Die Legierung NS4 enthält 2,25 Gew.-^ Magnesium,
";,4 üew.-ί Mangan und den Rest handelsübliches Aluminium.
Die Lpgierung HS3O enthalt 0,7 üew.-55 Magnesium, 1,0 Gew.-üiliziuiu
und 0,d üew.-'-i Mangan; Rest handelsreines Aluminium.
Die einzige Bedr.gung, die an das Kernmrterial zu stellen
ist,- ist die, daß e.«? keine Diffusion schädlicher Elemente
sur Oberfläche des Überzuges bei 3er tats^'chlicn vorhandenen
Überzugs;:t^rke zuläßt. Inebesondere sollte ein schädlich wirkender
hoher Kupfergeh-^lt vermieden werden.
iJie Erfindung if?t nicht nur dann anwendbar, wenn ep sich
am die Aufbringung von Lacküberzügen handelt, sondern auch für andere Überzüge oier Beschiebtunken, wo diese Art Haftung erforderlich
ist, z.B. für Druckfarben, Farben, Emaillen, metallische
(beisTiei^Y/eise 31ektroplatierungen) und nicht metallische
"überzüge ganz allgemein, auch für Haftmittel zur Befestigung
Torgefertigter Filme der sich in situ bildender Filme z.B. von
Ilastik auf Metall.
- Patentansprüche 009841/1435
Claims (9)
1. Überzogene legierung auf Aluminiumbasis mit ein^m Kern aus
der Legierung und einem Überzug von wenigstens 99 .'■>
reinem Aluminium auf der einen Fläche des Kerns und einem Überzug
oder einer Beschichtung auf dem Aluminiumüberzug.
2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung oder überzug ein Lack ist.
3. Legierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Legierung eine Äluininiuiu-Ma.£mesiu:_—legierung ist.
4. Legierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Legierung eine Aluminium-Mangan-Legierung ist.
5. Legierung nach Anspruch 1 bin 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stärke des aufgebrachten Aluminiumüberzuges nicht
größer ist als 5 fo der gesamten Metallstärke.
6. Verfahren zur Herstellung einer beschichteten oder bezogenen
Logierung auf Aluminiumbasis, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens auf einer Fläche des aus der Legierung bestehenden Kerns ein Überzug aus 99 0A reinem Aluminium aufgebracht
008841/1435 - A 2
ist und sodann _.uf diesen Überzug eine nicht metallische
'Schicht aufgebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
aufgebrachte nicht metallische ocaicht ein Lack ist, der nach.
dem Aufbringen ausgehärtet wird.
S. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lack ein Spoxylack ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lack ein Vinyllaok i:t.
BAD ORIGINAL
0QSI41/U3I
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=10158598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19621546835 Pending DE1546835A1 (de) | 1961-06-12 | 1962-06-08 | Verfahren zur Herstellung von UEberzuegen auf Aluminiumlegierungen |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| US (1) | US3235961A (de) |
| CH (1) | CH408588A (de) |
| DE (1) | DE1546835A1 (de) |
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