DE1950716A1 - Verfahren zur Farbanodisierung von Aluminiumwerkstoffen - Google Patents

Description

VEREINIGTE ALUMINIÜN-rV/ΕζϊΚΕ '

AKTIENGESELIiSGEAFT -_λ _ _ _ ^ „ _

Verfahren zur Farbanodisieruno- von Alu-mlniumwerkitOffen

Die .ii'fLnrlunrj betrifft ein Verfahren zur Parbanodisierung von Λ Irmrini umwerkst of fen in einem Elektrolyten auf Basis Maleinsäure, der außerdem gerinre Mengen an Schwefel- md gegebenenfoils Oxalsäure enthält. '

Parbi^e- Oxidschjchten kann man in bekannten Elektrolyten erzeugen, die aus wäßrj pen Lösungen von Sulfonsäuren (z.B. SuIfosalioy1säure, Sulfophthalsäure) oder auch von Dicarbonsäuren mit jeva.ls geringen Zusätzen an Schwefelsäure bestehen. Von der letzteren Gruppe ist ein Elektrolyt auf Basis' Maleinsäure mit /zusätzen von Oxal- und Schwefelsäure infolge der geringen Kosten den Badansatzes sowie der Gleichmäßigkeit der bei verhälnntK-näßip; ni. ;dri gen Spannungen erzieübaren Farbtöne, die von !"'ollbraun bis dunkelgrau und schv;arz reichen, von besonderem

^T^in geviisser Nachteil eines vorrwiegend die ungesättigte M'ileinßäiire enthaltenden Elektrolyten besteht jedoch darin, daß d.n- ch den an der Kathode abgeschiedenen Wasserstoff, ein. erheblicher Teil der Maleinsäure in Bernsteinsäure umgewandelt wird. Infolge der relativ geringen Löslichkeit, von Bernsteinsäure kristallisiert diese an den Öffnungen der zur Badumwälzung benötif-;ten Preß Iu ft leitung sovie an den zur Badkühlung., benötigten Kühlschlangen aus. Infolgedessen ist es erforderlich, das Bad

ρ
nach Durchsatz von 5 bis 10 dm" Aluminiumoberfläche pro 1 Bad-

inhnlt dadurch r-u regenerieren, daß entweder das ganze Bad oder zumindest ein erheblicher Teil desselben um 10 bis.20⁰C gegenüber der Arbeitstemperatur (20 bis JO⁰C) abgekühlt und die ausfallende Bernsteinsäure entfernt wird. Außerdem muß die ursprüngliche Konzentration des Elektrolyten durch Zugabe einer entsprechenden von Kaleinsaure wieder eingestellt werden.

Nach dom erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich die Bildung von TV?rnste"^!.nsäure nahezu vollständig dadurch vermeiden, daß die vor" "nodonraum getrennt in einem kasten- oder rohr-

109817/1999

förmipen Behälter angebracht; wenden, dessen V/and aus eineT feinporigen, ionendurchlässirer. Material (Diaphragma) besteht '-"nd der einen Elektrolyten mit einer elektrisch rut leitender organischen Säure oder ein Gemisch von organischen Säuren rrit c'crinpcn Mengen an Schwefelsäure enthält.

Als Material für einen solchen Behälter ist z.B. ein bei hohen Temperaturen gebranntes' Gemisch aus Tonerdesilikaten geeif-ret, dessen Porenweite etv;a 1 my beträgt. Bei Wanddicken zwischen vorzugsweise jü und 10 mm weist ein solcher Behälter eine ausreichende mechanische Festigkeit und zugleich einen niedrigen elektrischen Widerstand auf. Die Oberfläche des,Behälters bzw.. die Gesamtoberfläche einer Batterie von parallel geschalteten Behältern soll dabei so bemessen werden, daß die Stromdichte 5 A/dm nicht überschreitet.

Die Konzentration des im Behälter befindlichen Elektrolyten soll zweckmäßig so hoch sein, daß möglichst wenig Maleinsäure eindiffundiert. Geeignete Elektrolytmischungen sind beispielsweise. 3 bis 8 Gew.^ Oxalsäure und 0,2 bis 1 Gew.^ Schwefelsäure oder auch 5-30 Gew.% Zitronensäure bzw. Sulfosalicylsäure mit Zusätzen an Schwefelsäure in derselben Menge. Solche Elektrolytmischungen haben neben zahlreichen anderen, die an sich, möglich sind,- den Vorteil, daß im Falle einer Beschädigung der Behälter keine wesentliche Änderung der Eigenschaften des beispielsweise aus 20 Gew.% Maleinsäure, 1 Gew.% Oxalsäure, 0,4 Gew.% Schwefelsäure, Rest Wasser bestehenden Elektrolyten des Anodenraumes eintritt.

Als weiterer überraschender Vorteil einer Anordnung der erfin-; dungsgemäßen Art hat sich herausgestellt, daß ein wesentlicher Teil des während der anodischen Oxydation im Bad gelösten Aluminiums, das nach dem Stand der Technik durch Ionenaustauscher entfernt wird, sich in den Kathodenbehaltern ansammelt, ohne den iAnodisationsprozeß zu behindern. Die Lebensdauer eines solchen Bades wird daher erhöht.

.- 3 -8 4 7/1999

BAD ORIGINAL

--*-■ 19SG716

oh d"⁵ c beschriebcr.·'=? Anordnung wird erreicht, daß Teile aus Rei." η^Ί ;·.ι^ηηϊ·ΐ'- sowie aus den bekannt en, für die F r.rb anodisation -o'^i^notvi^ -Alur.:iniu'.:le£ierunc^en in ^)l^ktro-lyten~ auf Basis Maleinsäure wesentlich wirtschaftlicher als bisher anodisiert werden können. De^ ohr« Regenerierung des Bades mögliche Durchsatz wird je nach den ArbeitsbedinrungTi um das Zehn- bis Fünf zi rf ache ■erhöht. Die Notwendigkeit, Maleinsäure n^Qu zuzusetzen, entfällt bis auf die-¹ ^r^änzunp" von Verschleppunrsverlusten,

Zu^ ^;irT äuterrn"· des erzielten technischen Fortschritts diene das folgende Beispiel. In einem Elektrolyten, bestehend aus 20 Gew.f M.ⁿlein^^:iu>'e, 1 Oew.^ Oxplsäure und 0,4 Gew.$ "Schwefelsäure, in welchem Preßprofi]e einer AIMgSlO,^-Legierung in einem dunkel·- b"minpn Farbton eloxiert wurden, v;ar es bf³! Verwendung von K^thodenblGchen aus A3uminium, die mit dem Elektrolyten direkt in ^erUhrunr: standen, ■ erforderlich, die Regenerierung nach einem Durchsatz von ,ieweils 6 dm /l Badinhalt durchzuführen. Wurden hin :er;en Kathoden derselben- Art in einem gesonderten Behälter angebracht,- der einen Elektrolyten mit ?0 Gew.% Zitronensäure und 0,4 Oew«^ Schwefelsäure enthielt, so bildete sieh im Anoden-" raum auch nach einem Durchsatz von 100 dm^f/l Badinhalt nur ein r;pr"^;n^r:er, f⁷"r di° Farbanodisatlon unschädlicher Anteil an Bernpteinsäure.^ Im Fat.i->or!enra\jm wurde nach dieser _Zei:; zwar ein Gehalt von '^; ';' gelöster und 5 ^r-' auskristallisierter Bernsteinsäure fer^-rnstpllt (TTmwandlung von eindiffundierter Maleinsäure), jedocli behinderte dies die weitere Farbanodi sation nicht. Außerdem nahm der Aluminiumgehalt im Kathodenraum erheblich zu; es wurden etwa 40 fo des während der Farbanodi sation im Anodenraum gelösten Aluminiums aus diesem entfernt.Gegenüber der bisherigen Verfahrensweise brauchte entsprechend weniger Aluminium durch Ionenaustausch entfernt zu werden. Nach Erneuerung der im.Verhältnis zum Badinhalt geringen Elektrolytmenge "des Kathodenraumes konnte wie zuvor farbanodisiert werden. Bei Einhaltung einer Stromdichte von etwa 2 A/dm Oberfläche der .Diaphragmenbehälter war die Spannung: nur um etwa 4V höher als bei sonst gleicher Arbeitsweise ohne Benutzung der Behälter.

■ - 4 10 9 817/1999

'1900716

HlT ^ Vorrichtung ZU·" /*'KSfMJhrun.p ή^<ζ e r> f -j η rll 3 HPSP⁰¹¹Ia⁰ ^T! VP^fw^Ti^ 1 i^t j P. der TOOT fefi-ict^r -^i P .¹^ O¹J P Γ7 1 ' ^ ■>' fni pi .ρ^»»ρ»ΐ p,r> IJ^d i¹" O¹¹.·"¹^¹^ ^^-J ΡΓill dP.rr:est.eU t-,. T^ ^nTj oh befi^^ot sio¹"¹ Ir ^^-1Vp em Behälter die Λη<^ΛΊ^ ¹ ^. V:·. e^ "lit oir>em fprbiF^n Überzv¹. zu νθΐ°ρ(=·^βηάΡΓ n^rrenstprirl,. ferner die Kathode 2, die von dem Diaphragma 4 Umreb^n iPt. T-^⁺" 3 ir⁴* dpr> VfB^STi₁TP ^] Gi-C^T)Iy t bezel chrc^.j cinr b^j snioi sw=?s^ ;νΐίτ ?0 Gew.% Maleinsäure, 1 Gew.^- Oxalsäure, ^,^ Gev.'.^ Schv;efel päure, Rest Wasser bertoht. Per Diaphrap-nierolektro^i-t ^yä^-t" d-τ-^Pozur-pzeichen S. Die Kathode 2 weist Unterbrechungen 6 a---f, d dje de" Wrs^e^rtof^ in drn Innere der Kathode eintreten und > ^her ortweicihen >pv.yi.

09817/1999

BAD ORIGINAL

Claims (4)

1. Patentansprucho

   ^Λ . ^erfahren zvr Fnrhfinodir''.er^Tm^f\ von £ Iv.riiii'i.avrerkstoffen in einerr '^üelrtroly+'en auf Breis Maleinsäure, der außerder. wringe Mengen an Schwefel- und gegebenenfalls Oxalsäure enthalt, dadurch gekennzeichnet, dai? dl«=¹ Kathoden vom Anodpnravm getrennt in einem kasten- odor rohrförmigen PohKltor angebracht verden, dessen -Viand aus einem feinporige-¹ j ionendurchläs.sip;en Material (Diaphragma) "besteht und der einen Elektrolyten mit einor elektrisch reut leitenden organischen Säire oder ein Gemisch von organischen Säuren rpit ^Gringen Mengen an Schv.'efölsäure enthält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 ,· dadurch ..gekennzeichnet, daß als Material für den Behälter ein bei hohen Temperaturen gebranntes Oemir.ch a\is Tonerdesilikaten verwendet wird, dessen Porenweite etwa 1 my beträgt.
3. Ji. Vorrichtung zur· Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 2, bestehend aus einem den wässrigen Elektrolyten enthaltenden Behälter, einer darin untergebrachtd^Kathode und Anode, dadurch gekennzeichnet, daß ctie Kathode (2) von einem Diaphragma (4) umgeben ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch. 3_t dadurch gekennzeichnet, da·! die Kathode (?) Unterbrechungen (6) aufweist.

   BAD-ORIGINAL'"■ 109817/1999

   L e e r s e ί t e