DE1932011C - Verfahren zur Vorbehandlung von Aluminium und seinen Legierungen für das galvanische Aufbringen ton metallischen Überzügen - Google Patents
Verfahren zur Vorbehandlung von Aluminium und seinen Legierungen für das galvanische Aufbringen ton metallischen ÜberzügenInfo
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Description
Beim galvanischen Aufbringen von metallischen Überzügen auf Aluminium oder seine Legierungen
muß bekanntlich zusätzlich zu den üblichen Abbeiz-Arbeitsgängen eine besondere Oberflächenbehandlung
vorgenommen werden, damit die aufgebrachte Schutzschicht vollständig haftet.
Üblicherweise wendet man das Verzinken im alkalischen Bad an, z. B. gemäß dem von H. R i c h a u d
in »Corrosion et Anticorrosion«, Bd. 9, Nr. 6, S. 195
bis 202 (1961), beschriebenen Verfahren. Dieses Verfahren ist aber nur dann zufriedenstellend, wenn das
galvanisierte Werkstück nicht erhitzt wird, weil die aufgebrachten Schutzschichten nur wenig hitzebeständig
und temperaturwechselbeständig sind. Ein Erhitzen auf mehr als 12O0C führt zur Blasenbildung
und verringert die Korrosionsfestigkeit.
Gemäß einem anderen Verfahren wird die Aluminiumoberfläche mit einer wäßrigen Lösung von Zink-
und Nickelfluoborat chemisch behandelt; es bildet sich auf der Aluminiumoberfläche eine dünne Zink-
und Nickelschicht aus, auf der sich galvanisch glänzende und haftende Überzüge abscheiden lassen, die
gut wärme- und korrosionsbeständig sind. Diese Arbeitsweise führt aber nur bei nichtlegiertem Aluminium
zu guten Ergebnissen. Wendet man es auf Aluminiumlegierungen an, so haftet der Überzug sehr
viel schlechter.
In der französischen Patentschrift 1 496 225 wird eine Verbesserung dieses Verfahrens beschrieben,
wonach man der Lösung aus Zink- und Nickelfluoboraten Magnesiumionen zusetzt. Unter diesen Bedingungen
erzielt man auf den meisten Legierungen sehr gute Ergebnisse. Die Steuerung der Arbeitsbedingungen
ist jedoch sehr schwierig, und die Ergebnisse lassen sich nicht gut reproduzieren, vor
allem nicht bei kupferhaltigen Aluminium-Legierungen, z. B. Legierungen, die 3,5 bis 4,7% Cu und 0,4 bis
1,0% Mg neben üblichen Al-Begleitstoffen enthalten.
Es hat sich nun gezeigt, daß diese Nachteile vermieden werden, wenn Aluminium und seine Legierungen
in einem Bad, das aus einer wäßrigen sauren Lösung aus Zink- und Nickelfluoborat besteht,
kathodisch vorbehandelt werden. Gegenüber den rein chemischen Verfahren gestattet das erfindungsgemäße
elektrolytische Verfahren eine einfachere Steuerung der Arbeitsbedingungen und eine gute Reproduzierbarkeit
und führt zu besseren Ergebnissen auf kupferhaltigen Legierungen.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Vorbehandeln von Aluminium und seinen Legierungen
für das galvanische Aufbringen von metallischen Überzügen und ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Werkstücke nach dem Abbeizen kathodisch in einem wäßrigen, sauren Bad aus Zink· und Nickelfluoborat
während einer Zeit von einigen Sekunden bis zu wenigen Minuten behandelt werden.
Die Arbeitsbedingungen, die eingehalten werden müssen, sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt. In dieser sind der recht breite Bereich, in dem
sich das erfitidungsgemäße Verfahren anwenden läßt, sowie der engere Bereich, der zu den besten Ergebnissen führt, angegeben.
Die verwendeten Bäder sind sehr leichtflüssig, wodurch die Verluste durch Austragen verringert und das
Spülen erleichtert wird; sie greifen das Metall wenig an, so daß auch poröse Gußstücke behandelt werden
2 |
Anwendungs
bereich |
Bevorzugter
Bereich |
5 bis 100 5 bis 100 2 bis 6 10 bis 80 0,1 bis 1 5 bis 300 |
10 bis 30 10 bis 30 3,5 bis 4,5 20 bis 35 0,5 bis 2 20 bis 60 |
|
, Zinkfluoborat in g/l Zn ... Nickelfluoborat in g/l Ni .. pH-Wert Badtemperatur in °C Stromdichte in A/dm3 Behandlungszeit in Sekunden |
Nach der kathodischen Behandlung werden die Werkstücke mit Wasser gespült und sind dann bereit
zum Galvanisieren, wobei sie mit Metallen wie Kupfer, Nickel, Chrom, Zinn, Silber oder Cadmium überzogen
werden. Die auf diese Weise erzielten Überzüge sind außerordentlich hitzefest und beständig gegenüber
plötzlichem Temperaturwechsel.
ao Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele
näher erläutert.
Dauerform-Gußstücke aus einer Al-Legierung, enta5
haltend 3,5 bis 4,5% Mg und 0,9 bis 1,45% Zn neben üblichen Al-Begleitstoffen, wurden wie folgt dekorativ
verchromt:
Entfetten mit Trichloräthylen,
alkalisches Entfetten während 2 Minuten bei 800C
in einem Bad, enthaltend 10 g/l Trinatriumphosphat und 10 g/l Natriumcarbonat,
Spülen;
5 Minuten Abbeizen bei 55°C in einem Bad der Zusammensetzung
Schwefelsäure 66" Βέ 150 cm3
Wasser 850 cm3
Chromsäure 50 g
Spülen;
♦°
♦°
kathodische Vorbehandlung der Oberfläche in einem Bad der Zusammensetzung
Zink (als Fluoborat) 20 g/I
Nickel (als Fluoborat) 20 g/l
pH-Wert 3,8
Stromdichte 0,5 A/dm2 — entsprechend
einer Klemmenspannung von 2,5 V Behandlungsdauer 60 Sekunden
Temperatur 30° C — Graphitanoden
Spülen;
Glanzvernickeln in einem Bad, das etwa 350 g/l Nickelsulfat, 50 g/l Nickelchlorid und 40 g/l Borsäure
enthält, pH-Wert 3 bis 4,5, mit einer Stromdichte von 6 A/dm* bei 55 bis 6O0C während
25 Minuten;
Spülen;
Spülen;
dekoratives Verchromen in einem üblichen Bad auf
der Basis von Chromsäure und Schwefelsaure während 2 Minuten mit einer Stromdichte von 25 A/dm'
bei 50 bis 55°C;
Spülen und Lufttrocknen.
6s
Spülen und Lufttrocknen.
6s
Man erhielt leicht und in reproduzierbarer Weise einen sehr festhaftenden dekorativen Chromüberzug,
der ohne Blasenbildung 1 Stunde auf 25O°C erhitzt
1
und in kaltem Wasser abgeschreckt werden konnte und der keinerlei Korrosion nach 200stündigem Angriff durch Salznebel (standardisiert, Kochsalz) bei
35°C aufwies.
S Beispiel 2
Gezogene Stäbe oder Stangen aus Aluminium Reinheit 99,5% wurden wie folgt verzinnt:
Spülen;
kathodische Vorbehandlung der Oberfläche in einem Bad, enthaltend:
pH-Wert 3,8
Klemmenspannung von 3 V;
aus rostfreiem Stahl 18/8;
Spülen;
alkalisches Verkupfern in eir -,m Bad, enthaltend
(Rochellesalz) 32 g/l
pH-Wert 11,6
mit einer Stromdichte von 1 A/dm1 bei 450C während 4 Minuten, was eine Schichtdicke in der Größenordnung von 1 μ ergibt;
Spülen;
freie Soda 9 g/l
kristallisiertes Natriumacetat 15 g/l
einer Klemmenspannung
von 3,5 V
Dauer 50 Minuten — Schichtdicke 15 μ, Spülen und Lufttrocknen.
Es wurde leicht und in reproduzierbarer Weise ein tehr festhaftender Überzug erhalten, der, ohne Blasen
zu bilden, ί Stunde auf 25O°C erhitzt und dann mit kaltem Wasser abgeschreckt werden konnte und nach SS
Stunden im Standard-Kochsalznebel bei 350C keinerlei Korrosion aufwies.
30
35
45
60
Zum Cadmieren von Walzgut aus einer Al-Legierung mit 3,5 bis 4,7 Cu und 0,4 bis 1 % Mg neben üblichen
Begleitsioffen wurde wie folgt verfahren:
Chemisches Entfetten in einem Bad, enthaltend 10 g/l Trinatriumphosphat und 10 g/l Natriumcarbonat während 2 Minuten bei 8O0C,
Spülen;
Wasser 700 cm3
während 5 Minuten bei 250C,
Spülen;
kathodische Vorbehandlung der Oberfläche in einem Bad mit
pH-Wert 3,6
Klemmenspannung von 3 V Behandlungsdauer.. 45 Sekunden
Anoden: Graphit,
Spülen;
alkalisches Verkupfern in einem Bad mit
(Rochellesalz) 32 g/l
pH-Wert 11,6
mit einer Stromdichte von 1 A/dm* bei 45°C während 4 Minuten, was eine Schichtdicke in der Größenordnung von 1 μ ergibt;
Spülen;
pH-Wert 12,2
mit einer Stromdichte von 1 A/dm* bei 20 bis 25 0C
während 25 Minuten, was eine Schichtdicke in der Größenordnung von 12 μ ergibt;
Spülen;
Chromatieren durch Eintauchen während 5 Minuten bei Raumtemperatur in ein Bad, enthaltend
Es wurde leicht und in reproduzierbarer Weise ein sehr fest haftender Überzug erhalten, der ohne Blasenbildung auf 25O°C erhitzt und in kaltem Wasser
abgeschreckt werden konnte und keinerlei Korrosion nach 200 Stunden im Standard-Kochsalznebel bei
35°C aufwies.
Walzgut aus einer Al-Legierung, enthaltend 2,6 bis
3,8 °/o Mg neben üblichen Bcgleitstoffen, wurde wie folgt versilbert:
während 2 Minuten bei 8O0C, Spülen;
Claims (2)
- 5 6Abbeizen in einem Chromschwefelsäuregemisch Die Silberschicht haftete sehr fest, konnte ohnewährend 5 Minuten bei 55 bis 6O0C, Blasenbildung 1 Stunde auf 25O0C erhitzt und dannSpülen; in Wasser abgeschreckt werden und wies prai tischkathodische Vorbehandlung der Oberfläche in Kein"Ie; K°rfo u sio" n o a^h 20° Stunden im Standard-folgendem Bad: 5 Kochsalznebel bei 35°C auf.Zink (als Fiuoborat) Iu g/lNickel (als Fiuoborat) 13 g/lpH-Wert 4,0 Patentansprüche:Stromdichte 1 A/dm2, entsprechend einer ioKlemmenspannung von 3 V 1. Verfahren zur Vorbehandlung von AluminiumBehandlungsdauer.. 45 Sekunden und seinen Legierungen für das galvanische AufTemperatur 30nC bringen von metallischen Überzügen, dadurchAnoden: Graphit, gekennzeichnet, daß die Werkstücke nachSpülen; 15 dem Abbeizen kathodisch in einem wäßrigen saurenVorversilbern in folgendem Bad: Bad aus Zink" und Nickelfluoborat während einer„.., .. , „ Zeit von wenigen Sekunden br, zu wenigen Minu-Silbercyanid 5 g ^ ^handelt werden.Natnumcyanid ^O g/l 2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-während 15 Sekunden mit einer Stromdichte von ao zeichnet, daß ein Bad mit einem Gehalt an Zink-
- 2 A/dm2 bei 25 bis 28°C, und Nickelfluoborat von jeweils 5 bis 100 g/l, vor-kein Spülen; zuf.sweise von 10 bis 30 g/l, verwendet und aufDickversilbern in einem Bad, enthaltend: einem pH-Wert von 2 bis 6, vorzugsweise vono-,. „„„_- j ,n „ 3,5 bis 4,5, gehalten wird.κ· r ^ » -H ' « / a5 3· Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch£ vnllrh t λ\ ι gekennzeichnet, daß bei einer Badtemperatur vonKaliumcarbonat 45 e/1 Tn u· ono/-. · ,„ .· ■,?<,{-< ·♦B/ 10 bis 80 C, vorzugsweise von 20 bis 35°C, mitmit einer Stromdichte von 0,5 A/dm2 bei 25 bis 28°C einer Stromdichte von 0,1 bis 10 A/dm2, vorzugswährend 90 Minuten, was eine Schichtstärke von weise von 0,5 bis 2 A/dm2, während einer Zeit von 22 μ ergibt; 30 5 bis 300 Sekunden, vorzugsweise von 20 bis 30 Se-Spülen und Lufttrocknen. künden, gearbeitet wird.
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