DE1961003C - Verfahren zur gleichmäßigen reprodu zierbaren Färbung von anodischen Oxidschich ten auf Aluminium oder Aluminiumlegierun gen - Google Patents
Verfahren zur gleichmäßigen reprodu zierbaren Färbung von anodischen Oxidschich ten auf Aluminium oder Aluminiumlegierun genInfo
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Description
1 961,005
•L
r - Zur Herstellung von farbigen Schu&iiberzügen auf Aufhellung und eine Vereinheitlichung der Färbung
ε - Gegenständen aus Aluminium oder AlummiumJegie- mit sich, Sobald eiie-gewünschte Farbtiefe erreicht ist,
\ ■ rungen sind bereits zahlreiche Verfahren bekannt, wird der Prozeß durch Abschalten des Stromes un-[η
So beschreibt die französische Patentschrift 880 095 {erbrochen. Abschließend wird die gefärbte Geschieht
V.J ein Verfahren, wonach» man mittels Wechselstrom- 5 wie üblich in siedendem Wasser nachgedichtet,
s?, _ -elektrolyse Teilchen von färbenden Metaüverbindun- Gemäß einer bevorzugten DurcMührungsform des
r " gen in den Poren einer vorher anodisch erzeugten erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Färbung
l· Aluminiumoxidschicht abscheidet. Die Oxidschicht mittels Wechselstrom und die anschließende anil·
wird mehr oder weniger dunkel gefärbt, je nachdem, odische Gleichstrombehandlung in einem Bad durch-
ob die Wechselstromelektrolyse über längere oder iq geführt. Zu diesem Zweck ist dann lediglich ein
-kürzere Zeit durchgeführt rwird. Allgemein wird des- ? Schalter vorgesehen, mit dem man von Wechselhalb
die Elektrolyse unterbrochen, sobald die ge- ./strom auf Gleichstrom umschalten kann. Noch einwünschte
Farbe erzielt worden ist, und anschließend fächer und völlig ausreichend ist es, wenn mau eine
die gefärbte Oxidschicht in siedendem Wasser nach- Diode oder eine Diodenbrücke im Stromkreis vorgedichtet.
Nachteilig an diesem bekannten Verfahren 15 sieht, mit deren Hilfe man den Wechselstrom in
ist, daß bei Beginn der Elektrolyse die färbenden einen gleichgerichteten ungefilterten Strom üb·.·.
Metallteilchen unregelmäßig abgelagert werden und führen kann, der zu den gleichen Resultaten füh.
man dann keine gleichmäßige Färbung erhält. F.s ist wie der Gleichstrom.
daher schwierig, auf reproduzierbare Weise klare Der Elektrolyt ist eine saure Lösung eines Mj
Färbungen von guter Qualität zu erhalten. 20 tallsalzes (z. B. eines Kupfer-, Nickel-, Cadm un:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleich- oaer Cobaltsalzes). Man arbeitet bei rund 20° C bc
mäßigen, reproduzierbaren Färbung von anodischen einer konstanten Stromdichte von weniger al-Oxidschichten
auf Aluminium oder Aluminiumlegie- 5 A/dm2, vorzugsweise zwischen 0,1 and 2 A/dii
rangen mittels Wechselstrom in einem färbende Me- oder bei konstanter Spannung von 10 bis 50 V, vor
tallsalze enthaltenden Bari und ist dadurch gekenn- 25 zugsweise von 15 bis 15 V. Der Prozeß verläu!'
zeichnen daß die Oxidschicht zunächst mittels Wech- innerhalb in Sekunden bis 30 Minuten, im allgemiselstrom
dunkler als angestrebt gefärbt und anschlie- nen innerhalb 30 Sekunden bis 15 Minuten
ßend anodisch mit Gleichstrom oder gleichgerichte- Der erhaltene Farbton hängt von dem jeweils vettern
ungeffnertern Strom behandelt wird. wendeten Metall ab, während für die Farbtiefe b^
Es hat sich überraschend gezeigt, daß man die bei 30 gleichem anfänglichem Färbeeffekt die Stromd'ch1:.
der Elektrolyse eines färbende Metallsalze enthalten- und die Dauer der anodischen Auflösung maßgebend
den Bades mittels Wechselstrom während der An- sind. So kann man beispielsweise mit einem Elektro
fangsstadien der Abscheidung erhaltenen klaren Far- lyt, der Kupfersalze enthält, eine ganze Reihe ver
hen durch anodische Auflösung der in der Oxid- schiedener Rottöne von Rosa bis tief Scharlachrot
schicht abgeschiedenen, diese dunkel oder sogar 35 einschließlich aller Abstufungen von Kupferrot crschwarzfärbenden
Metallteilchen oder Teilchen von halten. Nickel-, Cadmium- und Kobaltsalze ergeben
Metallverbindungen mittels Gleichstrom oder gleich- Bronze- oder Goldtöne.
gerichteten ungefilterten Strom wieder herstellen Das endgültige Aussehen des Gegenstandes hängt
kann. Während der anodischen Auflösung wird mit außerdem von der Beschaffenheit seiner Oberfläche
forc-chrcitender Behandlung die Farbschicht immer 40 vor Aufbringen der porösen Aluminiumoxidschicht
klarer, wobei im Gegensatz zu den Vorgängen beim ab. Auf einem sehr glatten oder hochglänzenden Geelektrolytischen
Einfärben mittels Wechselstrom genstand sind die bei dem Verfahren erhaltenen Färallein
die gesamte Oberfläche des Gegenstandes rasch bungen ebenfalls hochglärzend, während auf einem
eine gleichmäßige Färbung annimmt. Außerdem ist stumpfen oder matten Objekt die Fa bungen ebendie
Behandlung durch anodische Auflösung sehr an- 45 falls stumpf oder matt erscheinen. Zweckmäßigerpassungsfähig
hinsichtlich der Anforderungen der weise stellt man demnach vor dem Überziehen der
Praxis, war, bei der Durchführung des Verfahrens Oberfläche deren Beschaffenheit durch bekannte Maßim
technischen Maßstab von besonderem Vorteil ist. nahmen, wie Polieren, Schleifen oder Satinitren. ein.
In der Praxis wird zunächst die beispielsweise in So erhält man beispielsweise eine matte Ober-
einem Schwefelsüurebad erzeugte poröse Aluminium- 50 fläche, wenn man den Gegenstand 10 min bti S0°C
oxidschicht mittels Wechselstrom in einem färbende in einer Sodalösung (Konzentration 50 g/l) reinigt,
Metallsalze enthaltenden Bad dunkel gefärbt. Die unter fließendem Wasser spült, in Salpetersäure von
Gegenelektrode besteht entweder aus dem Metall des 36° Be eintaucht und dann wieder in fließendem
im Elektrolyt gelösten Salzes oder aus einemMate- Wasser wäscht, Hochglanz kann man Jurch merharial,
das dem Bad gegenüber widerstandsfähig ist und 55 nisches Polieren oder mit Hilfe von chemischen oder
nicht zum Auftreten von Sekundärreaktionen wäh- elektrolytischen Methoden erhaltenrend
der Elektrolyse führt, z. B. aus rostfreiem Stahl. In allen Beispielen wurden die Gegenstände fol*
Wenn das Werkstück eine dunkle Färbjng aufweist genden Maßnahmen unterworfen:
oder auf Grund eines Überschusses an farbigen Teil-
chen in den Poren der Aluminiumoxidschiclit sogar 60 (a) Oberflächenbearbeitung mit Hilfe eines der oben
" schwarz ist, folgt die anodische Auflösung, welche beschriebenen Verfahren;
die wesentliche Phase des erfindungsgemäßen Ver- (b) Anodisierung im Schwefelsäurebad;
fahrcns darstellt. Diese anodische Auflösung wird (c) Einfärben mit Wechselstrom in einer sauren
mittels Gleichstrom oder ungefiltertem gleichgerich- Lösung eines Metallsalzes (z. B. eines Cu^ Mi-
tfitem Strom vorgenommen. Das Anion des Elektro- 65 oder Co-Salzes) mit Gegertelektröden aus dem
lyten bildet mit der in den Poren der Aluminium- in dem betreffenden Salz enthaltenen Metall
oxidschicht abgelagerten Metallverbindung ein lös- oder aus rostfreiem Stahl bei Stromdichten
liches Salz des betreffenden Metalls. Dies bringt eine zwischen 0,5 und 5 A/dm2 über eine Zeitdauer
1
von I bis 15, Μίημίεη, wobei schwärze, rote
oder sehr tiefe Bronsefärbimgen erhalten
. werden;
(d) teilweise anqdisehe Auflösung im eigentlichen
' Farbebad; '
(e) Nachrichten durch 30 Minuten langes Eintauchen
in siedendes destilliertes Wasser mit einem Gehalt an 0,5 bis 2 g Nickelacetat je Liter,
Ein Blech aus Reinaluminium (99,5% Al) wird satiniert und in einem Schwefelsäurebad derart anodisiert,
daß es mit einer 15 μ dicken porösen Schicht von Aluminiumoxid überzogen ist. Der
Überzug wird gefärbt, indem man das Stück als ig. Elektrode in eine Elektrolysezelle einbringt, die mit
Wechselstrom betrieben wird und deren Elektrolyt eine schwefelsaure Lösung von Kupfersulfat folgender
Zusammensetzung ist:
CuSO4-5HoO 20 g/Liter ao
H2SO., ...Γ 5 g/Liter
Die Gegenelektrode besteht aus rostfreiem Stahl.
Nach einer Behandlung von 3 Minuten bei 0,6 A/dm- ist das Blech dunkelrot gefärbt.
Die Zelle wird dann mit Gleichstrom beschickt, wobei das Blech als Anode dient. Nach einer Behandlung
von 3 Minuten bei O 2 A/dm2 und 2O0C
wird das Blech herausgenommen.
Nach dem Nachdichten in siec';ndem Wasser ist
die Farbe des Bleches ein klares Kupferrot. Die Färbung
ist einheitlich und von sehr stumpfem Aussehen; sie ist widerstandsfähig gegen ultraviolettes
Licht und gegen Korrosion.
Ein Aluminiumblech mit einem Gehalt von 0,6 °/p Magnesium wird auf chemischem Wege mit
einem Hochglanz versehen und dann im Schwefelsäurebad derart anodisiert, daß sich darauf eine 20 μ
dicke poröse Schicht aus Aluminiumoxid bildet. Der Überzug wird gefärbt, indem man das Blech als
Elektrode in eine Elektrolysezelle einbringt, die mit Wechselstrom betrieben wird und als Elektrolyt eine
schwefelsaure Lösung von Kupfersulfat folgender Zusammensetzung enthält:
CuSO4-5H2O 20 g/Liter
H2SO4 5 g/Liter
Dii Gegenelektrode besteht aus Kupfer. so
Nach einer Behandlung von 10 Minuten bei 0,6 A/dm2 ist das Blech schwarz gefärbt.
Die Zelle wird dann mit gleichgerichtetem Strom (ungefiltert) beschickt, wobei das Blech als Anode
dient. Nach einer Behandlung von 1 Minute 30 Sekünden bei 0,4 A/dm2 und 200C wird das Blech
herausgenommen.
Nach dem Nachdichten in siedendem Wasser weist das Blech eine glänzend rote Färbung auf. Die
Farbschicht ist völlig gleichmäßig und glänzend, und die Färbung ist gegen UV-Strahlen und Korrosion
widerstandsfähig.
Ein Probestück aus einer Aluminiumlegierung mit 0,5% Silicium und 0,5% Magnesium wird rnechaüisch
poliert und dann in einem schwefelsauren Bad derart anodisiert. daß sich eine 18 μ dicke poröse
Ό 03 7
J 4
Sphjeht ays Aluminiumoxid bildet, Das Stück wird
eingefärbt, indem man es als Elektrode in eine Elektrolysezelle einbringt, djeinit'Wechselstrom betrie^
ben wird und deren Elektrolyt eine Lösung aus Bor^
säure, Nickelsulfat und Ammoniumsulfat folgender
Zusammensetzung ist: · ' ■ ?
Nickelsulfat ,.;'," 1,.;,,,' 1ÖQ g/i^ter
■:' Borsäure ;..,.'.,,,,',,, 25 g/Liter'
Ammoniumsulfat .,.,',, 30 g/Liter
, Die Gegenelektrode besteht aus Nickel,
Nach einer Behandlung von '5 Minuten bei 0,4 A/dm2 weist das Stück eine dunkle Bronzefarbe
auf.
Die Zelle wird dann mit Gleichstrom beschickt,
wobei das Stück als Anode dient. Nach einer Behandlung von 6 Minuten bei 0,1 A/dm- und 25^1C
wird das fertige Stück herausgenommen.
Nach dem Nachdichten in siedendem Wasser hat das behandelte Probestück eine klare, einheitliche
und hochgiänzende Bronzefarbe, die gegen UV-Strahlen und Korrosion beständig ist.
Beir.pi el 4
Ein Probestück aus einer Aluminiumlegierung mit 1% Silicium, 1% Magnesium und 1% Mangan
wird mit Soda gereinigt und im schwefelsauren Bad derart anodisiert, daß sich eine 12 μ dicke poröse
Schicht aus Aluminiumoxid bildet. Das Stück wird eingefärbt, indem man es als Elektrode in eine mit
Wechselstrom betriebene Elektrolysezelle einbringt, die als Elektrolyt eine Lösung von Borsäure, Cobaltsulfat
und Ammoniumsulfat folgender Zusammensetzung aufweist:
Cobaltsulfat 20 g/Liter
Borsäure 25 g/Liter
Ammoniumsulfat 15 g/Liter
Die Gegenelektrode besteht aus rostfreiem Stahl.
Nach einer Behandlung von 10 Minuten bei 0,3 A/dm2 weist das Stück eine dunkle Bronzefarbe
auf.
Die Zelle wird dann mit Gleichstrom beschickt, wobei das behandelte Stück als Anode dient. Nach
einer Behandlung von 4 Minuten bei 0,2 A/dm2 und 20° C wird das fertige Stück herausgenommen.
Nach dem Nachdichten in siedendem Wasser hat das Probestück eine klare, gleichmäßige matte
Bronzefärbung, die gegen UV-Strahlen und Korrosion beständig ist.
Ein Probestück pus einer Aluminiumlegierung mit 10Zo Silicium, 1 % Magnesium und 1" ·>
Mangan wird mechanisch poliert und im schwefe iuren Bad derart anodisiert, daß sich eine 15 μ di· ke poröse
Schicht bildet Das Stück wird eingefärbt, indem man es als Elektrode in eine mit Wechselstrom betriebene
Elektrolysezelle einbringt, die als Elektrolyt eine seliwefelsauie Lösung von Kupfersulfat folgender
Zusammensetzung enthält:
CuSO4-SH2O 20 g/Liter
M2SO4 5 g/Liter
Die Gegenelektrode besteht aus Kupfer,
Nach einer Behandlung von 10 Minuten bei 0,6 A/dm2 hat das Probestück eine schwarze Färbung.
Nach einer Behandlung von 10 Minuten bei 0,6 A/dm2 hat das Probestück eine schwarze Färbung.
I
ι, Pie Zeile wird dann mit Gleichstrom
Wpbej das -Stück als Anode dient, Nach einer Be*
Handlung vpn 2 Minuten bei 20 V und einer Tempe-.--rstur
von 2QPC wird das fertige Sffick herausge·,
fiommen.
Nach dem Nachdichten in siedendem Wasser hat
tlas Prpbesjyck eine gleichmäßige und hochglänzende
kupferrote Färbung, die gegen UV^Strahlen und.
Korrosion beständig ist,
Claims (1)
- Patentansprüche;1, Verfahren zur gleichmäßigen, reproduzierbaren Färbung von anodischen Oxidschichten . M Aluminium oder Aluminiiimlegjerungen miitejs Wechselstrom in einem fiirbende MPtftHsRlze enthaltenden Bad, dadurch gekerinjzieichnet, daß die Oxidschicht'zunächst mittels Wechselstrom dunkler als angestrebt gefärbt und anschließend anodisch mit Gleichstrom odsr gleichgerichtetem ungefiltertem Strom behandelt wird,2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbung mittels Wechselstrom und die anschließende anodische Gleichstrombehandlung in einem Bad vorgenommen wird.
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