DE1621145B1

DE1621145B1 - Verfahren zur vorbehandlung von aluminium oder seinen legie rungen vor der galvanischen beschichtung

Info

Publication number: DE1621145B1
Application number: DE1967P0042830
Authority: DE
Inventors: Henri Richaud
Original assignee: Pechiney SA
Current assignee: Pechiney SA
Priority date: 1966-08-19
Filing date: 1967-08-17
Publication date: 1971-04-29
Also published as: LU54332A1; GB1133679A; CH476855A; NL156451B; FR1496225A; NL6711402A; BE702850A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorbehandlung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen für das galvanische Abscheiden von Überzügen in einem wäßrigen Zink- und Nickelfluoboratbad.

Die galvanische Beschichtung des Aluminiums oder seiner Legierungen erfordert praktisch außer den herkömmlichen Beizarbeitsgängen eine besondere Oberflächenbehandlung, damit der Überzug vollkommen haftet. Man wendet hierzu vielfach die Verzinkung in alkalischem Bad an. Diese Methode ist jedoch nur dann befriedigend, wenn das beschichtete Stück keiner Erhitzung zu unterwerfen ist, weil die so aufgebrachten' Überzüge eine ziemlich, geringe Beständigkeit gegenüber Wärme und plötzlichen Wärmeeinwirkungen haben. Eine Erhitzung auf über 120° führt zur Bildung von Blasen und einer Minderung des Korrosionswiderstandes.

Ein anderes Verfahren besteht darin, die Aluminiumoberfläche mit einer wäßrigen Lösung von Zink- und Nickelfmoboraten zu behandeln; dabei bildet sich auf der Aluminiumoberfläche eine dünne Zink- und Nickelschicht, die anschließend das Erhalten glänzender und festhaftender Überzüge mittels elektrolytischer Beschichtung ermöglicht, die gegenüber Wärme und Korrosion beständig sind. Indessen führt diese Methode nur bei nichtlegiertem Aluminium zu guten Ergebnissen. Wenn man sie auf Aluminiumlegierungeii anwendet, ist die Haftung des Überzuges weit weniger gut.

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, ein Vorbehandlungsverfahren mittels eines Bades auf der Basis von Fluoboraten zur - Oberflächenbehandlung von Aluminium und'seinen Legierungen vor der galvanischen Beschichtung anzugeben, mit dem in allen Fällen ein festhaftender Überzug erhalten wird, der gegenüber Wärme, plötzlichen Wärmeeinwirkungen und Korrosion beständig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Bad mit einem Gehalt von 5 bis 100 g/l, vorzugsweise 10 bis 30 g/l Zinkfluoborat, 5 bis 100 g/l, vorzugsweise 10 bis 30'g/l Nickelfluoborat-ünd 0,1 bis 50 g/l, vorzugsweise 0,5 bis 5 g/l Magnesia verwendet und ein pH-Wert von 2 bis 6, vorzugsweise 3,5 bis 4,5 eingestellt wird. ... . _: -■-:.:-■ . . - - ■

Die Lösung unterscheidet sich vom. bekannten Ver;, fahren durch die Anwesenheit von Magnesiumsalz', welches sich durch Zugabe des Hydroxids oder eines in saurem Medium löslichen Salzes, des Magnesiums · zur wäßrigen Lösung der -Zink- und Nickelflüöb'orate bildet. Man kann z. B. Magnesiumsulfat oder -karbonat verwenden. Im allgemeinen befindet sich der pH-Wert der wäßrigen Lösung direkt in -dem ausge^ suchten Wertbereich. Wenn das nicht der Fall ist, setzt man ihr die zum Einregeln des pH-Weffs erforderliche Menge Fluorborsäure zu.

Zweckmäßig werden die zu behandelnden Gegenstände, die vorher nach üblichen Verfahren entfettet und gebeizt wurden, 5 Sekunden bis 5 Minuten in diese Lösung zwischen 10 und 80°, vorzugsweise zwischen 20 und 35° eingetaucht, wobei die Behandlungsdauer von der Behandlungstemperatur abhängt und etwa 30 bis 60 Sekunden beträgt, wenn die Temperatur zwischen 20 und 35° Hegt. Nach Spülung mit Wasser sind die Gegenstände zur elektrolytischen Beschichtung mit dem gewünschten Metall, wie Kupfer, Nickel, Cadmium, Chrom, Silber usw., bereit.

Die Ergebnisse können hinsichtlich der Haftfestigkeit durch eine zweifache Behandlung noch verbessert werden. Nach dem ersten Eintauchen und dem anschließenden Spülen löst man die oberflächliche Zink- und Nickelschicht in einer Salpetersäurelösung auf, fährt dann, nach Spülung mit Wasser, mit einem zweiten Eintauchen in die Lösung gemäß der Erfindung fort und spült schließlich mit Wasser, bevor die elektrolytische Beschichtung folgt.
Die Magnesium enthaltende Fluoboratlösung besitzt große Vorzüge im Vergleich mit der alkalischen Verzinkungslösung, was auch dann gilt, wenn die zu

■ behandelnden Gegenstände nicht erwärmt werden müssen. Sie ist viel flüssiger, was die Mitnahmeverluste mindert und das Spülen erleichtert. Als schwach saure Lösung ist sie gegenüber Aluminium viel weniger aggressiv als die alkalischen Lösungen, was die Behandlung der leicht porösen Gußstücke ermöglicht, bei denen die alkalische Lösung nicht anwendbar ist.
Im Vergleich mit den bekannten Zink- und Nickelfluoboratlösungen liefert die Magnesium enthaltende Lösung sehr überlegene Ergebnisse, wenn man Aluminiumlegierungen behandelt.

Beispiell
Verchromung von Kokillengußteilen aus A G4 Z

Die Legierung A G4 Z (AFNOR-Norm A 57 702) enthält 4°/₀ Magnesium und 1,2 % Zink. Die Teile werden in Trichloräthylen und anschließend bei 20 bis 25° in einem Elektrolysebad entfettet, welches 100 g Trinatriumphosphat, 20 g Natriumkarbonat und 5 g Natriumsilikat pro Liter enthält. Die Elektrolyse dauert-2 Minuten bei einer Spannung von 12VoIt, wobei die Teile als Kathode geschaltet sind. Nach dem Spülen beizt man sie in einem Chromschwefelsäurebad bei 60° und spült sie mit Wasser.

Die Lösung zur Oberflächenbehandlung vor dem Galvanisieren ist eine wäßrige Lösung mit Zinkfluoborat entsprechend 20 g/l Zink, Nickelfluoborat entsprechend 21 g/l· Nickel und, darin aufgelöst, 3,5 g/l Magnesiumkarbonat. Der pH-Wert dieser Lösung

: ist 4,1. :

ν .Man taucht die Teile 30 Sekunden in die 30° warme Lösung und spült sie dann mit Wasser. Anschließend unterwirft man sie in einem herkömmlichen sauren

- .Bad 25 Minuten einer Glanzvernickelung bei 55 bis 60° mit einer Stromdichte von 6 A/dm², auf die eine Verchromung in einem herkömmlichen Chromsäureschwefelsäurebad, für, 2 Minuten,bei 50 bis 55° folgt, worauf man sie "spült und trocknet.

Die erzielte Verchromung ist sehr festhaftend: sie hält, ohne Blasen zu bilden, eine einstündige Er-

. Mtzung aui 200°..und-anschließende schroffe Abkühlung durch Abschrecken in kaltem Wasser aus. Sie

ist--auch sehr korröslohsbesiändig, denn sie erleidet keine Veränderung, wenn sie 200 Stunden bei 35° dem genormten Salznebel ausgesetzt wird.

Beispiel II
Vercadmung von Walzteilen aus A U4 G

Die Legierung A U4 G (AFNOR-Norm A 57 650) enthält 4% Kupfer, 0,7% Magnesium, 0,5 % Silizium und 0,5% Mangan.

Das Blech wird in Trichloräthylen entfettet und dann 5 Minuten in ein 80° warmes Bad mit 10 g/l Trinatriumphosphat und 10 g/l Natriumkarbonat getaucht. Nach

Claims

3 4

dem Spülen wird es 5 Minuten bei 25° in einem sauren eine Auflösung des oberflächlichen Überzuges in

Bad gebeizt, welches folgende Bestandteile aufweist: Salpetersäure von 36° Be. Nach dem Spülen geht man

Salpetersäure 40° Be 300 cm³ ™ ^e[^nem weiten Eintauchen von 45 Sekunden im

Wasser 700 cm³ Fluoboratbad über und wascht das Ted, welches dann

Natriumfluorid""'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 10 g/l 5 für die Versilberung bereit ist

Man beginnt mit einer Vorversilberung m einem

Anschließend wird das Teil gespült und 45 Sekun- Bad mit 5 g/l Silbercyanid und 60 g/l Natriumcyanid,

den lang in ein 25° warmes Bad getaucht, welches in die 15 Sekunden mit 2 A/dm^a bei 25° vorgenommen

wäßriger Lösung Zinkfluoborat entsprechend 14 g/l wird. Die Endversilberung wird unmittelbar anschlie-

Zink, Nickelfluoborat entsprechend 16 g/l Nickel und j ο ßend in einem Bad mit 30 g/l Silbercyanid, 55 g/l

einen Zusatz von 3 g/l Magnesiumsulfat enthält und Kaliumcyanid und 45 g/l Kaliumkarbonat 90 Minuten

einen pH-Wert von 3,8 zeigt. mit 0,5 A/dm² bei 25° durchgeführt. Die Dicke der

Nach dem Spülen bringt man zwei aufeinander- Silberschicht ist 25 μ. Das Teil wird schließlich gespült

folgende Überzüge, zuerst Kupfer und dann Cad- und an Luft getrocknet.

mium, in herkönmmliche Cyanidbädern mit stark 15 Der so erhaltene Silberüberzug ist sehr festhaftend

alkalischem pH-Wert auf, wobei für die Verkupferung und hält, ohne Blasen zu bilden, eine lstündige Er-

4 Minuten bei 45° und für die Vercadmung 25 Minuten hitzung auf 200° und anschließende schroffe Abkühbei 20° gearbeitet wird. Zum Schluß wird das Blech lung durch Abschrecken in Wasser aus. Er zeigt

5 Sekunden bei gewöhnlicher Temperatur in ein keine Korrosion, wenn er 200 Stunden bei 35° dem Färbbad getaucht, welches 80 g Natriumbichromat, 20 genormten Salznebel ausgesetzt wird.

8 g Schwefelsäure von 66° Be und 1 g Natriumchlorid _, .. ,

enthält. Patentansprüche:

Der so erhaltene Cadmiumüberzug ist sehr fest- 1. Verfahren zur Vorbehandlung von Aluminium

haftend und erträgt, ohne Blasen zu bilden, eine oder Aluminiumlegierungen für das galvanische

lstündige Erhitzung auf 200° und anschließende 25 Abscheiden von Überzügen in einem wäßrigen

schroffe Abkühlung in Wasser. Er zeigt keine Korro- Zink- und Nickelfluoboratbad, dadurch ge-

sion, wenn er 200 Stunden bei 35° dem genormten kennzeichnet, daß ein Bad mit einem

Salznebel ausgesetzt wird. Gehalt von 5 bis 100 g/l, vorzugsweise 10 bis

30 g/l Zinkfluoborat, 5 bis 100 g/l, vorzugsweise

Beispiel III 30 10 bis 30g/l Nickelfluoborat und 0,1 bis 50g/l,

Versilberung von Ziehteilen aus A G3 vorzugsweise 0,5 bis 5 g/l Magnesia verwendet und

em pH-Wert von 2 bis 6, vorzugsweise 3,5 bis 4,5

Die Legierung A G3 (AFNOR-Norm A 57 650) eingestellt wird.

enthält 3 % Magnesium und 0,4 % Mangan. Die Teile 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennwerden im Lösungsmittel und dann im alkalischen 35 zeichnet, daß an Stelle von Magnesia Magnesium-Bad unter den gleichen Bedingungen, wie im Beispiel II hydroxid oder ein in saurem Medium lösliches bschrieben, entfettet; danach werden sie in einer Magnesiumsalz zum Bad gegeben wird und der Chromschwefelsäuremischung bei 55 bis 60° 5 Minu- pH-Wert gegebenenfalls mittels Fluoborsäure auf ten gebeizt und gespült. den gewünschten Wert eingestellt wird.

Die Oberflächenvorbereitung erfolgt dann in einem 4° 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch

Bad mit folgenden Bestandteilen: Zinkfluoborat ent- gekennzeichnet, daß die Gegenstände in dem auf

sprechend 20 g/l Zink, Nickelfluoborat entsprechend einer Temperatur zwischen 10 und 80° C, vorzugs-

21 g/l Nickel und ein Zusatz von 3,5 g/l Magnesium- weise 20 bis 35⁰C gehaltenen Bad während einer

karbonat. Zeit von 5 Sekunden bis 5 Minuten in Abhängig-

Der pH-Wert dieses Bades ist 4,1, seine festgesetzte 45 keit der Behandlungsdauer von der Temperatur

Temperatur 30°. behandelt werden, wobei für Temperaturen zwi-

Man arbeitet in zwei Zeiten: einem ersten Ein- sehen 20 und 35°C eine Behandlungsdauer von

tauchen von 30 Sekunden folgen eine Spülung und 30 bis 60 Sekunden gewählt wird.