DE2035599B2

DE2035599B2 - Waessrig-saures bad zur elektrolytischen erzeugung von anodischen oxidschichten mit bronzenen farbtoenen auf werkstuecken aus aluminium und aluminiumlegierungen

Info

Publication number: DE2035599B2
Application number: DE19702035599
Authority: DE
Inventors: Jos Grenoble Patrie (Frankreich)
Original assignee: Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
Current assignee: Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
Priority date: 1969-07-21
Filing date: 1970-07-17
Publication date: 1973-05-24
Also published as: FR2052132A5; LU61358A1; CH515338A; US3704210A; BE753706A; DE2035599C3; JPS5015216B1; ES381942A1; NL7010552A; CA926337A; SE351441B; DE2035599A1; GB1292699A

Description

einem Chromsäureoad mit einer 10 μιη dicken Aluminiumoxid-Schutzschicht venehen, wurde elektrolytisch mit Wechselstrom in einem Bad folgender Zusammensetzung eingefärbt:

Nickelsulfat 100 g/l

Arnim, umsulfat 10 g/l

Borsäure 20 g/l

Nickelchlorid 30 g/l

IO

pH-Wert=4,55, spezifischer Widerstand = 21,5Q-cm und Kristalle am Boden des Behälters bei 20° C.

Gearbeitet wurde 5 Minuten lang, bei einer Badtemperatur von 22° C und bei einer Badspannung von 10 V mit einem Verhältnis von Oberfläche des Teils zu Oberfläche der Gegenelektrode = 3.

Die Gegenelektroden aus rostfreiem Stahl blieben sauber, und die Stromdichte schwankte während der Behandlung von 0,35 bis 0,4 Amp/dm².

Es wurde ein ziemlich dunkelbronzener Farbton ao erzielt, der nach 30 Minuten langem Nachverdichten in kochendem, destilliertem Wasser korrosionsfest und UV-lichtbeständig war.

Wechselstrom mit einem Bad folgender Zusammensetzung gefärbt:

Nickelsulfat 100 g/l

Ammoniumsulfat 30 g/l

Borsäure 25 g/l

Nickelchlorid 200 g/l

pH-Wert des Bades = 3,99, spezifischer Widerstand 15,2 Qcm; bei 20⁰C hatten sich keine Elektrolytkristalle am Boden des Behälters abgesetzt.

Es wurde 10 Minuten lang bei 3O⁰C bei einer Stromdichte von 0,4 Amp/dm² und einem Verhältnis von Obirfläche des Teils zu Oberfläche der Gegenelektrode = 2 elektrolysiert.

Die Gegenelektroden aus Nickel blieben hell, und die Badspannung schwankte lediglich zvischen 9 und 9,7 V. Es wurde ein sehr dunkelbionzener Farbton erzielt, der nach 30 Minuten langem Nachverdichten in kochendem, destilliertem Wasser korrosionsfest und UV-lichtbeständig war.

Beispiel 4 Beispiel 2

F.in Blech aus einer Aluminiumlegierung, enthaltend 0,6° ο Magnesium, chemisch geglänzt und durch anodische Oxydation in einem Schwefelsäurebad mit einer 15 um st; 'ken Aluminiumoxidschicht versehen, wurde elektrolytisch mit Wechselstrom in einem Bad folgender Zusammensetzung gefärbt:

Nickelsulfat 100 g/l

Ammoniumsulfat 30 g 1

Borsäure 25 g'/l

Nickelchlorid 200 g/l

pH-Wert des Bades 3,99, spezifischer Widerstand 15.2 Ω cm. Bei 20⁰C hatten sich keine Kristalle am Boden des Behälters abgesetzt. Die Behandlung wurde bei 25° C mit einer Stromdichte von 0,4 Amp/dm² während 3 Minuten bei einem Verhältnis von Oberfläche des Teils zu Oberfläche der Gegenelektrode =-2 vorgenommen.

Die Gegenelektroden aus Nickel blieben hell, und die Badspannung schwankte lediglich zwischen 9 und 9,6 V. Es wurde eine bronzene Färbung erzielt, die nach 30 Minuten langem Nachverdichten in kochendem, destilliertem Wasser enthaltend 1 g/l Nickelacetat korrosionsfest und UV-lichtbeständig war.

Beispiel 3

Ein Profil aus einer Aluminiumlegierung, enthaltend 0,5 °/o Silicium und 0,5 °/o Magnesium, mechanisch poliert und durch anodische Oxydation in einem Schwefelsäurebad mit einer 12 μιη starken Aluminiumoxidschicht versehen, wurde elektrolytisch mit Ein Profil aus einer Aluminiumlegierung, enthaltend l°o Silicium, 1 ° ο Magnesium und 1⁰O Mangan, satiniert und durch anodische Oxydation mit Wechselstrom in einem Schwefelsäurebad mit einer 5 um starken Aluminiumoxidschicht versehen, wurde elektrolytisch mit Wechselstrom in einem Bad folgender Zusammensetzung gefärbt:

Nickelsulfat 75 g/l

Ammoniumsulfat 20 g/l

Borsäure 40 g/l

Nickelchlorid 350 g/l

pH-Wert = 3,6, spezifischer Widerstand = 14,8 Qcm. Bei 20" C hatten sich keine Elektrolytkristalle am Boden des Behälters abgesetzt.

Gearbeitet wurde bei 22° C und einer Stromdichte von 0,4 Amp/dm² während einer Zeit von 10 Minuten. Dabei war das Verhältnis von Profiloberfläche zu Oberfläche der Gegenelektrode=4.

Die Gegenelektroden aus rostfreiem Stahl blieben sauber, und die Badspannung blieb während der Behandlung konstant bei 9,6 V. Es wurde ein dunkelbronzener Farbton erzielt, der nach 20 Minuten langem Nachverdichten in kochendem, destilliertem

Wasser korrosionsfest und UV-lichtbeständig war.

Die Beispiele zeigen, daß die Zugabe von Nickdchlorid folgendes bewirkt: Die Polarisation der Gegenelektroden wird unterdrückt; die Auskristallisation des Elektrolyten bei Raumtemperatur wird zu-

rückgedrängt und bei einer Konzentration über 30 g/l sogar vollständig verhindert; der Widerstand des Elektrolyten wird auf 60% verringert.

Claims

ι 2 Polarisation der Gegenelektroden, cine außerordent- Patentansprüche: Hch störende Erscheinung, die bei der technischen Durchführung die Erzeugung eines einheitlich dun-

1. Wäßrig-saures Bad zur elektrolytischen Er- kelbronzenen Farbtons auf großen Flächen außcrzeugung von anodischen Oxidschichten mit bron- 5 ordentlich erschwert.

zenen Farbtönen auf Werkstücken aus Alumi- Außerdem kristallisiert der Elektrolyt bei Rau.n-

nium oder Aluminiumlegierungen mi'tels Wech- temperatur aus; am Boden des Badbenalters scheiden

Ostrom, enthaltend Nickelsulfat, Ammoniumsul- sich Kristalle ab, wenn dieser eine Zeitlang auU-r

fat und Borsäure, dadurchgekennzeich- Betrieb ist. Es muß deshalb eine Anlaufzeit beruck-

n et, daß es zusätzlich Nick Jlchlorid enthält. io sichtigt werden, bis der Elektrolyt eine remperatur

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- erreicht hat, bei welcher alle Bestandteile in Losung net, daß ^s neben 1 bis 200 g/l Nickelsulfat, 1 bis gegangen sind.

100 g/l Ammoniumsulfat und 1 bis 100 g/l Bor- Erfindungsgemäß werden diese Nachteile durcn

säure auch 1 bis 500 g/l Nickelchlorid enthält. Zusatz von Nickelchlorid zum Flektrolyten vermie-

3. Bad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- 15 den. Durch diese Maßnahme wird nicht nur drs Aukennzeichnet, daß es neben 5 bis 100 g/1 Nickel- kristallisieren des Elektrolyten bei Raumtempera·.i,r sulfat. 10 bis 50 g/l Ammoniumsulfat und 10 bis verhindert und die Polarisation der Gegenelektroc, * 50 g/l Borsäure auch 50 bis 250 g/1 Nickelchlorid \ermieden, so daß sich einheitlich dunkle Farbtn .· enthält. " auf großen Flächen erzeugen lassen; der neue Eic¹

20 trolw weist darüber hinaus eine deutlich verbesse::, elektrische Leitfähigkeit auf, was für die praktisch

Durchführung eine wesentliche Einsparung an Zc ■.

oder Energie bedeutet.

Der neue Elektrolyt läßt sich allgemein auf Ah:-

Die Erfindung betrifft ein wäßrig-saures Bad zur 25 minium und Aluminiumlegierungen anwenden. Di,·

elektrolytischen Erzeugung bronzener Farbtöne auf Werkstücke können je nach dem gewünschten Aus-

Aluminiumoxid-Schutzschichten von Werkstücken sehen des Fertigproduktes einer Oberfiächenvorbc-

aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, das handlung unterworfen werden. So wird z. B. ein

Nickelsulfat, Ammoniumsulfat oder Borsäure ent- mattes Aussehen durch 10 Minuten langes Abbeizen

hält. 30 bei 50^c C in einer Sodalösung enthaltend 50 g/l cr-

Farbige Aluminiumoxid-Schutzschichten werden zielt; das Werkstück wird gespült und dann in SuI-bekanntlich auf verschiedene Weise erhalten. Nach petersäure von 36° Be eingetaucht und erneut gceinem bekannten Verfahren wird auf dem Werkstück spült. Ein glänzendes Aussehen wird entweder durch aus Aluminium zunächst durch anodische Oxydation mechanisches Polieren oder durch chemische oder eine poröse Aluminiumoxidschicht erzeugt, dann 35 elektrolytische Gasbehandlung erzielt. Darauf wird werden in den Poren der Aluminiumoxidschichten auf beliebig bekannte Weise eine poröse Aluminiumdurch Elektrode mittels Wechselstrom in einer oxidschicht in einer Stärke von 1 bis 50 um erzeugt, sauren Metallsalzlösung Metallpigmente abgeschie- beispielsweise durch anodische Oxydation mit Gleichden. Die Gegenelektrode besteht meistens aus rost- strom oder mit Wechselstrom in einem Schwefelfreiem Stahl oder einem Metall, das im Elektrolyten 40 säure- oder Chromsäurebad enthaltend 50 g/l. Diese in Form eines gelösten Salzes vorliegt; schließlich Schicht wird dann mit Wechselstrom elektrolytisch wird die gefärbte Oxidschicht in kochendem Wasser eingefärbt. Das wäßrig-saure Bad enthält allgemein nachverdichtet. neben 1 bis 200gl Nickelsulfat, 1 bis 100 g/l Am-

Mi- Hilfe dieses Verfahrens lassen sich theoretisch moniumsulfat und 1 bis 100 g/l Borsäure auch 1 bis bronzene Farbtöne erzielen, wenn mit einem Nickel- 45 500 g/l Nickelchlorid. Die bevorzugte" Konzentrasulfathaltigen Elektrolyten und einer Gegenelrktrode tionsbereiche liegen bei 5 bis 100 g/l Nickelsulfat, aus Nickel gearbeitet wird. So kann ein Aluminium- 10 bis 50 g/l Ammoniumsulfat, 10 bis 50 g/l Borblech, Reinheitsgrad 99,5%, das zuvor satiniert und säure und 50 bis 250 g/l Nickelchlorid. Gearbeitet dann bis zu einer Schichtdicke von 20 μΐη in einem wird bei einem pH-Wert des Bades von 3,2 bis 4,7 schwefelsauren Bad anodisch oxydiert wurde, in 50 und einer Badtemperatur von 18 bis 50° C, vorzugseinem Bad bronzen eingefärbt werden, das 100 g/l weise von 18 bis 30° C.

Nickelsulfat, 30 g/l Ammoniumsulfat und 25 g/l Bor- Die Gegenelektrode besteht aus Nickel oder rostsäure bei einem pH-Wert 4,7 enthält und dessen spe- freiem Stahl. Die Elektrolyse wird mit Wechselstrom zifischer Widerstand 25,1 Ω cm beträgt. Die Behänd- entweder bei konstanter Stromdichte von 0,1 bis lung wird bei 25⁰C und mit einer Stromdichte von 55 5 Amp/dm², vorzugsweise von 0,1 bis 1 Amp/dm², 0,4 Amp/dm² während 3 Minuten mit einer Gegen- oder bei konstanter Badspannung von 5 bis 80 V, elektrode aus Nickel durchgeführt, wobei das Ver- vorzugsweise 7 bis 30 V durchgeführt. Die Elektrohältnis von Oberfläche des Gegenstandes zu Ober- lysedauer beträgt 5 Sekunden bis 20 Minuten, vorfläche der Gegenelektrode gleich 2 ist. Nach einem zugsweise 1 bis 10 Minuten.

45 Minuten langen Nachverdichten in kochendem, 60 Nach beendeter Elektrolyse wird die gefärbte

destilliertem Wasser ist die erzeugte bronzene Färb- Schutzschicht in kochendem, destilliertem Wasser, das

tönung korrosionsbeständig und widerstandsfähig Zusätze wie Nickelacetat enthalten kann, nachver-

gegen UV-Strahlen. dichtet; die Dauer dieser Behandlung beträgt 20 bis

Es zeigte sich jedoch, daß sich während dieser 45 Minuten.

elektrolytischen Einfärbung mit Wechselstrom die 65 B e i s ο i e 1 1 Gegenelektroden aus Nickel mit einem schwärzlichen

Niederschlag überziehen und die Badspannung von Ein Aluminiumblech, Reinheitsgrad 99,5%,

10 auf 11,1 V ansteigt. Dies ist ein Anzeichen für die chemisch geglänzt und durch anodische Oxydation in