DE1902983B2

DE1902983B2 - Verfahren zum elektrolytischen faerben von anodischen oxidschichten auf aluminium oder aluminiumlegierungen

Info

Publication number: DE1902983B2
Application number: DE19691902983
Authority: DE
Inventors: Ove Christopher Sarpsborg Gedde (Norwegen)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-06-21
Filing date: 1969-01-22
Publication date: 1973-03-22
Also published as: SE351440B; DE1902983C3; ES368153A1; NL6909024A; GB1257047A; FI47385C; DK126210B; DE1930288A1; FI47385B; BE734886A; DE1930288B2; CH520206A; AT285272B; DE1902983A1; US3669856A; JPS4934287B1; NL152304B; FR2011376A1

Description

Die Höhe der entsprechend dem Verfahren gemäß durch Überlagerung einer Wechselspannung mit

der Erfindung angelegten unsymmetrischen Wechsel- einer durch Gleichrichtung einer Wechselspannung

spannung liegt zweckmäßigerweise je nach der Zu- erzeugten Spannung erzielt

sammensetzung des Elektrolyten und den Egen- Die Stromstärke wurde angenähert konstant gehalschaften der zuvor aufgebrachten Oxidschicht im Be- 5 ton. Die Stromdichte wurde der Aluminiumoxidreich von 5 bis 50 Volt Die Stromdichte beträgt je schicht angepaßt und betrug 0,4 A/dm². Bei Anwennach dem verwendeten Elektrolyt vorzugsweise 0,1 dung einer zu großen Stromdichte würde die zuvor bis 0,5 A/dm² bei einer Behandlungszeit, die nicht auf dem Aluminium aufgebrachte Oxidschicht belänger als 1 bis 10 Minuten dauert. schädigt Bei einer Behandlungszeit von 10 Minuten

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zuerst für io wurde eine tiefschwarze Farbe erzielt,
kurze Zeit eine symmetrische und erst anschließend

eine unsymmetrische Wechselspannung zu verwen- Beispiel 2

den. Es wurde ein in Schwefelsäure anodisch oxydierter

Außerdem erfolgt die Entfärbung schneller und .Aluminiumgegenstand, die gleiche Gegenelektrode wirksamer wenn die Spannung verhältnismäßig lang- 15 und der gleiche Elektrolyt verwendet wie im Beisam, etwa in einer Zeitspannung von der Größenord- spiel 1. Außerdem wurde die gleiche Wechselspannung von einigen Sekunden, von 0 bis zu dem für nung angelegt und mit derselben Stromdichte gearden Färbungsprozeß erwünschten Wert reguliert beitet.
wird. Im Laufe der ersten 2 Minuten wurde eine symme-

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung hat es 20 irische Wechselspannung verwandt; danach wurde die

sich bei Anwendung von einer Reihe von Elektroly- Wechselspannung unsymmetrisch gemacht und der

ten ergeben, daß es auf einfache Weise möglich ist, Färbungsprozeß 8 Minuten fortgesetzt,

die Menge der in der Oxidschicht abgesetzten, fär- Die gesamte Behandlungszeit betrug also 10 Minu-

benden Verbindungen und die dadurch hervorge- ten. Es wurde eine braune Farbe erzielt,

brachten Farbtöne zu regulieren. Der farbige Über- as .

zug ist sehr verschleißfest und zeigt eine große Beispiel 3

Widerstandsfähigkeit gegen atmosphärische Ein- Es wurde ein anodisch oxydierter Aluminiumge-

flüsse. Die nach diesem Verfahren behandelten Alu- genstand, die gleiche Gegenelektrode und der gleiche

miniumgegenstände haben sich daher als besonders Elektrolyt wie im Beispiel 1 verwendet. Außerdem

geeignet für die Verwendung im Freien erwiesen. 30 waren die Wechselspannung und die Stromdichte

g . . J₁ dieselben. Die angelegte Wechselspannung war be-

P ^λ ^e reits von Anfang an unsymmetrisch. Nach einer Be-

Ein in Schwefelsäure anodisch oxydierter Alumini- handlungszeit von 10 Minuten wurde eine beige Fär-

umgegenstand wurde in einen Elektrolyten getaucht, bung erreicht.

der 1,5 °/o Borsäure und 1 «/0 Cadmiumsulfat enthielt. 35 Es hat sich gezeigt, daß nach dem Verfahren ge-

AIs Gegenelektrode wurde eine Elektrode aus Blei maß der Erfindung gefärbte Aluminiumgegenstände

verwendet. einen besonders verschleißfesten und gegenüber at-

Während der ersten 10 Sekunden des Färbungs- mosphärischen Einflüssen sehr widerstandsfähigen

prozesses wurde eine symmetrische Wechselspan- Belag aufweisen. Der Farbton läßt sich innerhalb

nung angelegt. Anschließend wurde mit einer unsym- 40 eines sehr weiten Bereiches variieren, und die erfor-

metrischen Wechselspannung gearbeitet, deren nega- derliche Zeit ist sehr kurz. Auf diese Weise wird eine

tive Halbperiode bezogen auf die Bleielektrode grö- beträchtliche Verringerung der Arbeitszeit und des

ßer war als ihre positive Halbperiode. Sie wurde Energieverbrauchs erreicht.

Claims

wenn versucht wird, durch bestimmte Zusammenset-Patentansprüche: zungen des Elektrolyten oder durch die Wahl verschiedener Materialien für die Gegenelektrode die

1. Verfahren zum elektrolytischen Färben von Farbtönung zu beeinflussen. Zudem sind diese Veranpdischen Oxidschichten auf Aluminium oder 5 fchren kostspielig, umständlich und unwirtschaftlich. Aluminiumlegierungen in einem wässrigen sau- In der deutschen Patentschrift 741753 ist ein Verren, färbende Metallsalze enthaltenden Bad. mit- fahren zur elektrolytischen Herstellung von Färbuntels Wechselstrom, dadurch gekenn- gen auf Gegenständen aus Aluminium mit oxidischer zeichnet, daß eine unsymmetrische Wechsel- Oberflächenschicht durch Behandlung in Metallsalzspannung angelegt wird, die durch Überlagerung io lösungen mittels Wechselstrom oder einem die Richvon einer oder mehreren symmetrischen Wech- tung wechselnden Gleichstrom beschrieben. Hierbei selspannungen mit-,einer durch Gleichrichtung hat es sich gezeigt, daß, obgleich eine symmetrische einer Wechselspannung oder mit einer durch Un- Wechselspannung angelegt wurde, der Verlauf des terdrückung der Halbwellen einer Richtung einer Stromes im Elektrolyten als Funktion der Zeit inso-Wechselspannung erzeugten Spannung erzielt 15 fern unsymmetrisch wird, als die Halbwellen der wird. einen Stromrichtung in ihrer Form angenähert unver-

2. Verfahren zum elektrolytischen Färben von ändert bleiben, während sie in der Gegenrichtung anodischen Oxidschichten auf Aluminium oder einer starken Verformung unterliegen. Diese Erschei-Aluminiumlegieningen in einem wässrigen sau- nung ist, abweichend von der in der Patentschrift ren, färbende Metallsalze enthaltenden Bad mit- 20 versuchten Erklärung, auf die Sperrwirkung der tels Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß Oxidschicht zurückzuführen. Die gleichen Erscheieine durch Überlagerung einer Gleich- und einer nungen treten selbstverständlich auch bei Verwen-Wechselspannung erzeugte unsymmetrische dung von periodisch die Richtung wechselndem Wechselspannung angelegt wird. Gleichstrom auf. Eine Beeinflussung der Kurvenform

3. Verfahren zum elektrolytischen Färben von 25 des Stromes war bei diesem Verfahren jedoch nicht anodischen Oxidschichten auf Aluminium oder vorgesehen; die Asymmetrie trat vielmehr ungewollt Aluminiumlegierungen in einem wässrigen, sau- auf und konnte nicht beeinflußt werden. Es wurde leren, färbende Metallsalze enthaltenden Bad mit- diglich versucht, durch Verwendung eines Wechseltels Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß stromes niederer Frequenz, bzw. durch die Dauer der die angelegte Wechselspannung dadurch erzielt 30 Umpolung bei Gleichstrom verschiedener Richtung, wird, daß eine Gleichspannung zerhackt und einen Einfluß auf den Färbevorgang zu gewinnen,
einem Wechselstrom überlagert wird oder zwei Im folgenden sollen eine Wechselspannung und entgegengesetzte Gleichspannungen zerhackt und ein Wechselstrom kurz als unsymmetrisch bezeichnet wechselweise derart zusammengesetzt werden, werden, wenn zwar ihr zeitlicher Verlauf bei beliebidaß sich eine rechteckige Kurvenform ergibt, bei 35 ger Form periodisch ist, aber die Halbwellen der der das gegenseitige Amplitudenverhältnis der einen Richtung sich ihrem Verlauf und ihrem Inteneinzelnen Halbperioden eingestellt werden kann. sitätsmittelwert nach von den Halbwellen der ande-

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 ren Richtung unterscheiden.

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechsel- Aufgabe der Erfindung ist es, den durch den Elek-

spannung verhältnismäßig langsam von 0 bis zu 40 trolyten fließenden Strom derart zu beeinflussen, daß dem Wert, bei dem der Färbungsprozeß durchge- die Farbtöne der Oxidschicht in einfacher Weise vaführt wird, erhöht wird. rüert werden können.

5. Abwandlung des Verfahrens nach einem der Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung eine vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- auf bestimmte Weise erzeugte unsymmetrische zeichnet, daß vor dem Anlegen der unsymmetri- 45 Wechselspannung angelegt. Vorzugsweise wird eine sehen Wechselspannung eine symmetrische Gegenelektrode aus Blei, rostfreiem Stahl oder Titan Wechselspannung angelegt wird. verwendet, da diese Materialien in den für die Färbung verwendeten sauren Bädern nahezu unlöslich sind und einen günstigen und niederen Leistungsver-

— 50 brauch gewährleisten.

Die erzielbaren Farbtöne der Oxidschicht hängen von der jeweils gewählten Kurvenform der angeleg-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, durch das ten Spannung und der Dauer des Stromdurchtritts

Gegenstände aus Aluminium oder Aluminiumlegie- ab.

rungen, die eine anodische Oxidschicht aufweisen, 55 Die Asymmetrie der angelegten Wechselspanelektrolytisch eingefärbt werden. Die Gegenstände nung kann gemäß der Erfindung auf verschiedene werden hierbei zusammen mit einer Gegenelektrode Weise erreicht werden, etwa durch Überlagerung von in ein wässriges, saures Bad getaucht, welches die einer oder mehreren symmetrischen Wechselspan-Oxidschicht färbende Metallsalze enthält und durch nungen mit einer durch Gleichrichtung einer Wechdas ein Wechselstrom geleitet wird. 60 selspannung oder mit einer durch Unterdrückung der

Ähnliche Verfahren sind bereits durch die deut- Halbwellen einer Richtung einer Wechselspannung sehen Patentschriften 562 615 und 655 700 sowie die erzeugten Spannung. Man kann auch eine Wechselbritische Patentschrift 1022 927 bekannt geworden. spannung mit einer Gleichspannung überlagern oder Bei diesen Verfahren wird eine sinusförmige Wech- eine Gleichspannung zerhacken und einer Wechselselspannung, gegebeneßL"" auch eine Gleichspan- 65 spannung überlagern, bzw. zwei entgegengesetzt genung, an die Elektroden gelegt. Die hierbei erzeugten richtete zerhackte Gleichspannungen wechselweise farbigen Überzüge zeigen jedoch bezüglich der Wahl aneinandersetzen, so daß eine rechteckförmige Spander Farbe nur sehr wenige Möglichkeiten, selbst nung wechselnder Richtung entsteht.