DE19858795C2 - Verfahren zum Abdunkeln einer Oberflächenschicht eines Materialstücks, die Zink enthält - Google Patents
Verfahren zum Abdunkeln einer Oberflächenschicht eines Materialstücks, die Zink enthältInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abdunkeln einer Oberflächenschicht
eines Materialstücks, die Zink enthält, bei dem das Materialstück in einem Tauchbad
oxidiert wird, das eine wässrige Lösung eines Hydroxids und eines Nitrats enthält, auf
mit einem solchen Verfahren behandelte Materialstücke sowie auf Elektrolyte zur
Durchführung des Verfahrens und auf Verfahren zur Vorbehandlung von Material
stücken.
Zum Abdunkeln von Materialoberflächen, die Zink enthalten, wird bisher das als
"Schwarzchromatieren" bezeichnete Verfahren angewandt. Bei diesem Verfahren wird
das sehr reaktive Molekül Cr6 eingesetzt, das jedoch nach den neuesten Erkenntnissen
stark gesundheitsschädliche Wirkungen zeigt.
Ein gesundheitlich verträglicheres Verfahren zum Abdunkeln von reinen Zinkober
flächen wird in dem Fachartikel "production of a protective and decorative coating on
zinc by alternating-current treatment at 50 Hz in alkaline solutions" von M. Al.
Encheva, veröffentlicht in J. Appl. Chem. of the USSR 45, 318 (1972), beschrieben.
Dort wird ein Tauchbad zum Abdunkeln von Zinkmaterialoberflächen vorgestellt, das
im Rahmen einer anodischen Oxidation als Elektrolyt wässrige Lösungen von NaOH
und NaNO3 enthält. Im Mittelpunkt dieses Fachartikels steht die Verbesserung der
Korrosionsbeständigkeit von Materialstücken, die mit einer Zinkoberfläche versehen
sind, und das äußere Erscheinungsbild der oberflächenbehandelten Materialstücke,
insbesondere deren Umwandlung.
In dem genannten Fachartikel werden breite Parameterbereiche für das
Behandlungsverfahren angegeben, wobei auf die Homogenität und Gleichmäßigkeit der
dunkel-verfärbten Oberflächen nicht explizit eingegangen wird. Weiterhin wird ausge
sagt, daß die besten Ergebnisse unter den folgenden Bedingungen erhalten werden:
NaOH-Konzentration 20-30 g/l, Natrium- oder Ammoniumnitratkonzentration 15-20
g/l, Stromdichte 0,1-1,4 A/cm2, Badtemperatur 25-40°, Behandlungszeit 8-15
Minuten. Eine Weiterentwicklung des bekannten Verfahrens wird im Hinblick auf
Anwendungen bei Sonnenkollektoren in der
Veröffentlichung "Optimization and Microstructural Analysis of Black-Zinc-Coated
Aluminium Solar Collector Coatings" von S. N. Patei et al., erschienen in "Thin Solid
Films", 113 (1984), S. 47) beschrieben.
In der US 4,574,041 wird ein Verfahren zum Abdunkeln von Zink enthaltenden Ober
flächen beschrieben, bei dem eine Nitratkonzentration im Bereich von 15-30 g/l als
besonders günstig angesehen wird. Das dort beschriebene Verfahren arbeitet mit Wech
selstrom, wobei als bevorzugte Stromdichte ein Bereich zwischen 0,15 und 0,25 A/cm2
angegeben wird.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Verfahren zum Abdun
keln einer Oberflächenschicht eines Materialstücks, die Zink enthält, ausgehend von
dem zuvor beschriebenen bekannten Verfahren einer Oxidation, so weiter zu entwic
keln, daß die behandelte Oberflächenschicht eine erhöhte Homogenität, Haftung und
Gleichmäßigkeit zeigt, sowie ein diese Eigenschaften aufweisendes Materialstück und
Elektrolyte zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.
Die Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bei Einhaltung dieser Verfahrensparameter ergeben sich homogen schwarz-verfärbte
Oberflächenschichten der Zink enthaltenden Oberflächen von Materialstücken, wobei
auch eine hervorragende Gleichmäßigkeit der Oberflächenschicht erreicht wird. Es ist
hervorzuheben, daß, abweichend von dem in dem Fachartikel beschriebenen Verfah
ren, gerade eine vergleichsweise niedrige Stromdichte zu den erwünschten Verfärbun
gen der Oberflächenschichten führt.
Als Materialstücke kommen sämtliche geeignete Substrate, die mit einer Zinkschicht
versehen sind, deren Oberfläche behandelt wird, sowie reines Zink in Frage. Statt
reinem Zink kann auch eine Zinklegierung eingesetzt werden, bei der, bezogen auf die
Trockenschicht, ein hoher Zinkanteil, beispielsweise mindestens 60 Gew.-%, Zink,
vorliegt. Im übrigen kann eine reine Zink- oder Zinklegierungsschicht auch in anderen
Verfahren auf ein Substrat aufgebracht sein, wie beispielsweise durch Aufdampf
verfahren wie PVD und CVD, Schmelztauchverfahren zur Feuerverzinkung und
Verfahren zum mechanischen Aufbringen solcher Schichten. Im einzelnen können auch
matt- oder glanzverzinkte Stahlbleche verwendet werden. Als mögliche Zinklegierun
gen kommen Zn/Fe, Zn/Ni, Zn/Fe/Co, Zn/Co, Zn/Al, Zn/Sn in Frage.
Als Gegenelektrode für das zu behandelnde Materialstück kann Titan eingesetzt wer
den. Es ist jedoch auch möglich, daß Elektroden aus anderem Material verwendet
werden, wobei dann die erforderliche Stromdichte anzupassen ist. Mögliche andere
Materialien für die Gegenelektrode sind Edelmetalle, Edelstahl, Tantal, Graphit.
Bevorzugt wird der pH-Wert über eine entsprechende Konzentration an NaOH oder
KOH eingestellt. Letztlich kommt es jedoch auf den pH-Wert an, wobei zur Bereit
stellung der OH--Gruppen auch Amine oder andere organische Basen, Wasserglas,
Aminosilane, basisch eingestellte Titansäureesther, einzeln oder kombiniert, eingesetzt
werden können. Auch in ihrer Bereitstellung an OH--Gruppen ähnliche Zirkonium-
Verbindungen sind möglich.
Zur Beschleunigung des Behandlungsverfahrens ist der pH-Wert bevorzugt größer als
13.
In diesem Fall kann die anodische Oxidation über eine Behandlungszeit von 1 Sekunde
bis 10 Minuten durchgeführt werden, so daß anschließend eine dunkel verfärbte
Oberflächenschicht vorliegt.
Das Verfahren kann wahlweise mit Gleichspannung und Wechselspannung durchgeführt
werden. Grundsätzlich gilt, daß beim Arbeiten mit Gleichspannung niedrigere Strom
dichten zur Erzielung der Abdunklung der Oberflächenschicht erforderlich sind. Für
die Erniedrigung der Stromdichte bei Gleichspannung im Vergleich zur Wechsel
spannung kann dienen, daß die Stromdichte bei im übrigen gleichen Verfahrenspara
metern bei Gleichspannung halb so groß ist wie bei Wechselspannung.
Beim Durchführen des Verfahrens bei Gleichspannung kann die Badtemperatur im
Bereich von 15 bis 30°C liegen, während die Stromdichte im Bereich von 0,01 bis
0,05 A/cm2 liegt und die Behandlungszeit größer als 3 Minuten ist. Das Arbeiten bei
Gleichspannung hat den Vorteil, daß sich gute Ergebnisse bezüglich der Abdunklung
der Oberflächenschicht auch bei Zimmertemperatur und sehr niedriger Stromdichte
zeigen. Bei Durchführung des Verfahrens mit Gleichspannung ist die Behandlungszeit
vorzugsweise größer als 3 Minuten.
Alternativ dazu kann bei Durchführung des Verfahrens mit Wechselspannung die
Badtemperatur 35 bis 45°C betragen, während die Stromdichte im Bereich von 0,025
bis kleiner als 0,1 A/cm2 liegt.
Das oben beschriebene Verfahren kann auch durch Vorbehandlungsschritte ergänzt
werden, bei denen strukturelle Inhomogenitäten der Oberfläche der Materialstücke oder
hohen Organikanteilen in den Oberflächen der Materialstücke Rechnung getragen
werden kann. In beiden Fällen wird das Materialstück vor der anodischen Oxidation
einer Tauchbehandlung in einer Säure unterworfen.
Zur Beseitigung sichtbarer struktureller Inhomogenitäten kann als Säure mindestens 0,5
molare H2SO4 verwendet werden, wobei die Tauchbehandlung über eine Zeit von
mindestens 10 Sekunden durchgeführt wird. Die Behandlungszeit richtet sich nach dem
sichtbaren Eindruck, den die Oberflächenschicht bei Betrachtung vermittelt.
Gerade wenn die Oberflächenschicht hohe Organikanteile enthält, kann bei einem
Vorbehandlungsschritt als Säure 2 molare H2SO4 verwendet werden. Anschließend
kann das Materialstück bei einer Temperatur von etwa 200°C getempert werden, wobei
der Zeitraum für diesen Vorgang im Bereich von 1 Stunde liegt.
Die zuvor beschriebenen Vorbehandlungsschritte sind besonders geeignet bei Material
stücken, deren Oberflächenschicht aus Glanzzink besteht. Die bei der Herstellung von
Glanzzink eingesetzten Glanzbildner können für einen derart hohen Organikanteil in
der Oberfläche sorgen, daß kein zufriedenstellend abgedunkeltes Erscheinungsbild der
Oberflächenschicht erreicht wird.
Die Qualität des Erscheinungsbilds der Oberflächenschicht kann auch nach der ano
dischen Oxidation noch durch einen Nachbehandlungsschritt verbessert werden, bei
dem das Materialstück ebenfalls einem Tauchvorgang in einer Säure unterworfen wird.
Diese Nachbehandlung bezieht sich beispielsweise auf das Vorhandensein irisierender
Filme auf der abgedunkelten Oberflächenschicht, die den optischen Eindruck der
Oberflächenschicht trüben.
Insbesondere zur Vermeidung solcher irisierender Filme kann das Materialstück in eine
10%-ige CH3COOH getaucht werden, wobei die Tauchbehandlung über eine Zeit von
mindestens 30 Sekunden durchgeführt wird. Gute Ergebnisse haben sich bei einer
Zeitdauer für die Tauchbehandlung von einer Minute gezeigt.
Die oben beschriebenen Vor- und Nachbehandlungsverfahren können durch das folgen
de Verfahren zum Vorbehandeln einer Oberflächenschicht eines Materialstücks, die
Zink enthält, ersetzt werden. Bei dem nun beschriebenen Vorbehandlungsverfahren
wird das Materialstück in ein Tauchbad einer Vorrichtung mit mindestens zwei Elek
troden für eine anodische Oxidation eingetaucht und hat die Schritte Anlegen von
Wechselspannung an die Elektroden vor Eintauchen des Materialstücks in das Tauch
bad und Eintauchen des Materialstücks in das Tauchbad unter Beibehaltung der Wech
selspannung, die bei einem Elektrodenabstand von 3 cm anfangs 8 Volt betragen kann.
Bevorzugt wird nach Ablauf einer Zeitdauer von einigen Sekunden nach dem Ein
tauchen des Materialstücks die für das Verfahren nach Anspruch 1 erforderliche
Stromdichte durch Absenken der Spannung eingestellt.
Es kann auch bipolar gearbeitet werden, wobei beide Elektroden für die anodische
Oxidation von einem Materialstück, dessen Oberflächenschicht Zink enthält, gebildet
werden, d. h. auch die Gegenelektrode als oberflächenzubehandelndes Materialstück
vorliegt. Dadurch wird die Produktionsrate für Materialstücke mit abgedunkelter
Oberfläche etwa verdoppelt.
Bei der Oberflächenbehandlung der Materialstücke kann es vorteilhaft sein, daß die
Oberflächenschicht eine Dicke von mindestens 10 µm aufweist. Dies bezieht sich
insbesondere auf Materialstücke, bei denen es sich um Gestellteile handelt. Solche
Gestellteile weisen Kanten auf, deren Oberflächenbehandlung sich als schwierig
darstellen kann. Zur Erhaltung insbesondere der Korrosionsbeständigkeit des Material
stücks kann die genannte Mindestdicke eingehalten werden.
Besonders gute Ergebnisse für die Abdunklung der Oberflächenschicht von Material
stücken ergeben sich, wenn die Oberflächenschicht mindestens 60 Gew.-% Zink
enthält.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein nach den oben beschriebenen Verfahren her
gestelltes, oberflächenbehandeltes Materialstück. Die Zink enthaltende Oberfläche
zeichnet sich dadurch aus, daß sie in Ihrer Struktur infolge der anodischen Oxidation
derart umgewandelt wird, daß sie, beispielsweise im sichtbaren Spektralbereich, ein
sehr hohes Absorptionsvermögen zeigt, so daß die Oberfläche schwarz gefärbt er
scheint. Die Dicke des umgewandelten Teils der Oberflächenschicht des Materialstücks
liegt im Bereich von einigen 10 bis einigen 100 nm, maximal jedoch bei etwa 2 µm. Es
läßt sich, insbesondere auch für infrarote Strahlung ein sehr geringer Reflektionsgrad
einstellen. Die umgewandelte Oberflächenschicht zeichnet sich außerdem dadurch aus,
daß sie in sich und an dem an sie angrenzenden Material haftend und somit dauerhaft
ist.
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren zum Abdunkeln einer Ober
flächenschicht aus ZnFe eines Materialstücks, bei dem das Materialstück ohne Einsatz
elektrolytischer Effekte in einem Tauchbad einer Behandlung unterworfen wird, das
eine wässrige Lösung eines Hydroxids und eines Nitrates enthält, wobei die wässrige
Lösung einen pH-Wert im Bereich von 9 bis 14 und eine NH4NO3- oder NaNO3-
Konzentration im Bereich von 40 bis 50 g/l hat und bei einer Tauchbadtemperatur im
Bereich von 15 bis 45°C durchgeführt wird.
Bei der Durchführung des letztgenannten Verfahrens ist es günstig, wenn der pH-Wert
des Tauchbades größer als 13 ist, die Badtemperatur im Bereich von 15 bis 25°C liegt
und die Behandlungszeit mindestens 10 Sekunden beträgt. Wenn beispielsweise ein
Elektrolyt eingesetzt wird, der NaOH in einer Konzentration von 30 g/l und NaNO3 in
einer Konzentration von 40 g/l enthält, und das Verfahren bei Raumtemperatur durch
geführt wird, ergibt sich bereits nach 20 bis 30 Sekunden eine Abdunklung der ZnFe-
Oberflächenschicht. Der Eisenanteil an dem ZnFe liegt beispielsweise im Bereich von
0,5 bis 1,5 Gew.-%.
Die vorgesehenen Verfahren und die danach hergestellten Materialstücke haben folgen
de Vorteile: Die Verwendung von gesundheitsschädlichem Cr6 wird vermieden; es
herrscht Kompatibilität zu gängigen galvanotechnischen Verfahren (z. B. Eloxier
verfahren von Aluminium), so daß die bekannte Anlagentechnik (Gestell- bzw. Trom
melverfahren) und das zugehörige Know-How hierbei großteils verwendet werden
können; Für den Fall, daß das Materialstück mit beispielsweise einem farblosen,
dunklen, ggf. schwarzen, Lacksystem auf organischer oder anorganischer Binde
mittelbasis überlackiert werden soll, ist der Kontrastunterschied der Lackschicht zu der
umgewandelten Oberfläche des Materialstücks gering, so daß mit geringem Material
einsatz eine Deckungswirkung für die Materialstückoberfläche erreicht wird.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Verfahren und danach behandelte Materi
alstücke werden nachfolgend zum besseren Verständnis der Erfindung erläutert.
Bei den nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispielen wird als Materialstück jeweils
ein glanzverzinktes Stahlblech eingesetzt.
Der erste Verfahrensschritt zur Behandlung der Oberfläche des Materialstücks besteht
aus einem Tauchvorgang in 0,5 M H2SO4 für etwa eine Minute. Dieser Verfahrens
schritt dient zur Verbesserung der Homogenität der in einem späteren Verfahrensschritt
im Wege der anodischen Oxidation zu behandelnden Oberfläche und ist nur dann
erforderlich, wenn die zu behandelnde Materialoberfläche überdurchschnittliche Inho
mogenitäten aufweist.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird eine anodische Oxidation des Materialstückes
durchgeführt (Elektrodenabstand: 3 cm; einige Volt Wechselspannung), wobei als
Gegenelektrode ein Titanblech eingesetzt wird. Für die anodische Oxidation wird ein
Tauchbad benutzt, das als Elekrolyt eine wässrige Lösung von NaOH und NaNO3
aufweist, wobei folgende Konzentrationen gewählt werden: 13 g/l NaOH und 50 g/l
NaNO3. Die Badtemperatur T beträgt 40°C, während die Stromdichte i zu 0,05 A/cm2
gewählt ist. Die Behandlungszeit t liegt im Bereich von 2-10 Minuten.
Für die anodische Oxidation bei diesem Ausführungsbeispiel bildet das Materialstück
die Arbeitselektrode eines Wechselstromkreises, der mit 50 Hz-Wechselstrom betrieben
wird, während das Titanblech als Gegenelektrode wirkt.
Als dritter Verfahrensschritt wird das Materialstück aus dem Tauchbad für die ano
dische Oxidation entnommen, anschließend in einem gegebenenfalls mehrstufigen
Spülprozeß gewaschen und schließlich getrocknet.
Durch die anodische Oxidation wird die Oberflächenschicht des Materialstücks so
umgewandelt, daß sich eine homogene Struktur und eine gleichmäßige dunkle Verfär
bung der Oberflächenschicht ergibt. Die Dicke des umgewandelten Teils der Ober
flächenschicht hängt in erster Linie von der Behandlungszeit t ab und liegt im Bereich
von einigen 10 bis einigen 100 nm. Die umgewandelte Oberflächenschicht ist in sich
haftend und fest mit der Oberfläche des nicht umgewandelten Zinks verbunden.
Unter Beibehaltung des zweiten Verfahrensschritts aus Beispiel 1 wird der erste Ver
fahrensschritt insofern modifiziert, daß störende hohe Organikteile der Glanzverzinkung
des Stahlblechs entfernt werden.
Zu diesem Zweck besteht der erste Verfahrensschritt aus einem Tauchvorgang in
2 M H2SO4 für mehr als 10 Sekunden, beispielsweise bis zu 2 Minuten. Der erste
Verfahrensschritt umfaßt außerdem ein Tempern des Materialstücks bei etwa 200°C.
Der Schritt des Temperns dauert etwa 1 Stunde.
Bei diesem Beispiel wird der Tatsache Rechnung getragen, daß sich gerade bei Glanz
verzinkten Stahlblechen trotz der Durchführung der vorgenannten und anhand der
Beispiele 1 und 2 erläuterten Verfahrensschritte nach der anodischen Oxidation irisie
rende Filme auf der Materialoberfläche zeigen können.
Zur Vermeidung dieser irisierenden Filme wird das Materialstück einer Tauchbe
handlung in 10%-iger CH3COOH über eine Zeit von mindestens 3 Sekunden unterzo
gen.
Bei diesem Beispiel wird im Gegensatz zum Beispiel 1 das Verfahren mit Gleich
spannung durchgeführt. Als Materialstück wird wiederum ein glanzverzinktes Stahl
blech verwendet.
Die Verfahrensparameter lauten wie folgt. Elektrolyt: NaOH 30 g/l, NaNO3 40 g/l in
Wasser. Die Gleichstromdichte beträgt 0,017 A/cm2, während die Behandlungsdauer
5 Minuten beträgt.
Die Badtemperatur entspricht der Raumtemperatur.
Bei diesem Beispiel ergeben sich insbesondere die Vorteile, daß mit im Vergleich zur
Wechselspannung niedrigerer Stromdichte gearbeitet werden kann. Außerdem wird
beim Durchführen des Verfahrens mit Gleichspannung die Bildung von Wasserstoff,
der bei Wechselspannung in der kathodischen Halbwelle gebildet wird, vollständig
vermieden. Der Wasserstoff kann zur Versprödung der Oberflächenschicht des Materi
alstücks führen.
Nachfolgend wird ein Beispiel erläutert, bei dem ohne elektrolytische Effekte eine
Abdunklung einer Oberflächenschicht eines Materialstücks erreicht wird.
Bei dem Materialstück gemäß diesem Beispiel liegt eine Oberflächenschicht aus ZnFe
vor, wobei der Anteil an Eisen im Bereich von 0,5 bis 1,5 Gew.-% liegt.
Das Verfahren wird stromlos bei Raumtemperatur durchgeführt.
Der Elektrolyt enthält 30 g/l NaOH und 40 g/l NaNO3.
Nach 20 bis 30 Sekunden des Eintauchens des Materialstücks zeigt sich eine Ab
dunklung der Oberflächenschicht.
Zur Vorbehandlung eines glanzverzinkten Stahlbleches anstelle der anhand der Bei
spiele 1) und 2) dargelegten Vorgehensweisen für den ersten Verfahrensschritt kann bei
Einsatz von Wechselspannung, beispielsweise mit einer Frequenz von 50 Hz, folgendes
vorgenommen werden: An das Materialstück und die Gegenelektrode wird bereits vor
Eintauchen des Materialstücks Wechselspannung angelegt, die auch während des
Eintauchvorgangs beibehalten wird.
Auf diese Weise werden dieselben Vorteile erzielt, die in den zuvor beschriebenen
Beispielen durch den Einsatz von Säuredips und ggf. Tempern erreicht werden.
Beim Eintauchen des Materialstücks fließt zunächst ein hoher Strom zwischen den
Elektroden. Nach einer kurzen Zeitdauer nach dem Eintauchen wir die Wechsel
spannung herabgesetzt, so daß die für die eigentliche anodische Oxidation erforderliche
Stromdichte bereitgestellt wird.
Es ergeben sich homogene und haftfeste umgewandelte Oberflächenschichten des
Materialstücks. Die Zeitdauer für die Umwandlung eines Teils der Oberfläche des
Materialstücks beträgt bei diesem Beispiel 5 Minuten.
Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Beispielen wird hier als Gegenelektrode ein
in seiner Struktur mit dem Materialstück im wesentlichen übereinstimmendes zweites
Materialstück eingesetzt, so daß bipolar gearbeitet wird. Unter Anlegen von Wechsel
spannung werden beide Materialstücke gleichzeitig behandelt, wobei sich wiederum
abgedunkelte Oberflächenschichten der Materialstücke ergeben.
Das vorliegende Beispiel kann auch kombiniert werden mit dem Vorbehandlungs
verfahren anhand von Beispiel 6).
Claims (19)
1. Verfahren zum Abdunkeln einer Oberflächenschicht eines
Materialstücks, die Zink enthält, bei dem das Material
stück in einem Tauchbad anodisch oxidiert wird, das
eine wässrige Lösung eines Hydroxids und eines Nitrates
enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die anodische
Oxidation in einer wässrigen Lösung mit einem pH-Wert
im Bereich von 9 bis 14 und einer NH4NO3- oder NaNO3-
Konzentration im Bereich von 40 bis 50 g/l, bei einer
Tauchbadtemperatur (T) im Bereich von 15 bis 45°C und
bei einer Stromdichte (i) im Bereich von 0,01 bis klei
ner als 0,1 A/cm2 durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der pH-Wert über eine entsprechende Konzentration an
NaOH oder KOH eingestellt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß es bei einem pH-Wert von größer 13
durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die anodische Oxidation über eine
Behandlungszeit (t) von 1 Sekunde bis 10 Minuten durch
geführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß es bei Gleichspannung durchgeführt
wird, die Badtemperatur im Bereich von 15 bis 30°C
liegt, die Stromdichte (i) im Bereich von 0,01 bis 0,05
A/cm2 liegt und die Behandlungszeit (t) größer als 3
Minuten ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, es bei Wechselspannung durchgeführt
wird, die Badtemperatur 35 bis 45°C beträgt und die
Stromdichte im Bereich von 0,025 bis kleiner als 0,1 A/cm2 liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß vor der anodischen Oxidation das
Materialstück einer Tauchbehandlung in einer Säure
unterworfen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
als Säure mindestens 0,5 M H2SO4 verwendet wird und die
Tauchbehandlung über eine Zeit von mindestens 10 Se
kunden durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
als Säure 2 M H2SO4 verwendet wird und das Materialstück
nach der Tauchbehandlung bei etwa 200°C über etwa 1
Stunde getempert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß nach der anodischen Oxidation das
Materialstück einem Tauchvorgang in einer Säure unter
worfen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
als Säure eine 10%-ige CH3COOH verwendet wird und die
Tauchbehandlung über eine Zeit von mindestens 30 Se
kunden durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht mit einer
Dicke von mindestens 10 µm vorgesehen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht mindestens
60 Gew.-% Zink enthält.
14. Materialstück mit einer Oberflächenschicht, die Zink
enthält, hergestellt nach dem Verfahren gemäß den An
sprüchen 1 bis 13.
15. Verfahren zum Abdunkeln einer Oberflächenschicht aus
ZnFe eines Materialstücks, bei dem das Materialstück
einer stromlosen Behandlung in einem Tauchbad unterwor
fen wird, das eine wässrige Lösung eines Hydroxids und
eines Nitrates enthält, wobei die wässrige Lösung einen
pH-Wert im Bereich von 9 bis 14 und eine NH4NO3- oder
NaNO3-Konzentration im Bereich von 40 bis 50 g/l hat,
und die Behandlung bei einer Tauchbadtemperatur (T) im Bereich von 15
bis 45°C durchgeführt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der pH-Wert des
Tauchbades größer als 13 ist, die Badtemperatur im
Bereich von 15 bis 25°C liegt und die Behandlungszeit
mindestens 10 Sekunden beträgt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Vorbehandeln der Oberflächen
schicht des Materialstücks, die Zink enthält, das Mate
rialstück in das Tauchbad für die anodische Oxidation
eingetaucht wird, mit den Schritten Anlegen von Wech
selspannung an die Elektroden vor Eintauchen des Mate
rialstücks in das Tauchbad und Eintauchen des Material
stücks in das Tauchbad unter Beibehaltung der Wechsel
spannung.
18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem nach Ablauf einer
Zeitdauer von einigen Sekunden nach dem Eintauchen des
Materialstücks die für das Verfahren nach Anspruch 1
erforderliche Stromdichte eingestellt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder 17 und
18, bei dem beide Elektroden für die anodische Oxida
tion von einem Materialstück, dessen Oberflächenschicht
Zink enthält, gebildet werden.
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