DE2309453A1

DE2309453A1 - Verfahren zum elektrolytischen faerben von anodisiertem aluminium

Info

Publication number: DE2309453A1
Application number: DE19732309453
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Decker; Joachim Meier; Werner Dr Sautter
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1973-02-26
Filing date: 1973-02-26
Publication date: 1974-09-19
Also published as: CH587359A5; AU6592174A; DE2309453B2; AU472905B2; ZA74858B; NL7402054A; ES423339A1; BE811352A; AT325369B

Description

Verfahren zum elektrolytischen Färben von anodisiertem Aluminium Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrolytischen Färben von anodisch oxidiertem Aluminium in einer Metallsalzlösung unter Einwirkung von Wechselstrom.
Neben den bekannten Verfahren, farblose Oxidschichten, die beispielsweise nach dem Gleichstromschwefelsäureverfahren erzeugt wurden, durch Tauchfärbung in Farbflotten einzufärben, wurden auch zahlreiche Methoden entwickelt, solche Schichten in geeigneten Metallsalzlösungen mit Hilfe von Wechselstrom einzufärben. Man erhält hierbei durch Abscheidung der Metalle im unteren Bereich der feinporigen Oxidschicht bronzeähnliche bis schwarze sowie auch rotbraune Farbtöne. Die Färbungen sind lichtecht und gegenüber der Tauchfärbung besser reproduzierbar.
Für die elektrolytische Einfärbung mit Wechselstrom sind Metallsalze der Elemente Fe, Co, Ni, Mn, Cr, As, Sb, Bi, Se, Te und Sn bzw. Kombinationen derselben geeignet, wie sie bereits in der deutschen Altanmeldung L 100 853 (DBP 759 873) und der DT-PS 741 753 beschrieben wurden.
Die bisher bekannten Verfahren weisen jedoch beim praktischen Betrieb verschiedene Nachteile auf, wie ungenügende Streufähigkeit, örtliches Abplatzen der Oxidschicht sowie Randverfärbungen bei größeren Blechen. Um diese Nachteile zu vermeiden, wurden bereits zahlreiche Maßnahmen bezüglich der Badzusammensetzung (z.B. DT-AS 2 050 870 und DT-OS 2 025 284) sowie auch besonderer Anordnungen der Gegenelektroden vorgeschlagen (DT-OS 1 931 730).
Wie die Praxis gezeigt hat, konnten mit diesen Maßnahmen zwar gewisse Fortschritte erzielt werden, jedoch ließen sich die erwähnten technischen Nachteile nur zum Teil beseitigen.
So ist die bei kupfer- und nickelhaltigen E.lektrolyten empfohlene spezielle Anordnung der Gegenelektroden nur für bestimmte Blechabmessungen vorteilhaft, wodurch eine universelle Verwen.1ung der Bäder.eingeschränkt wird. Andererseits wurde bei zinnhaltigen Bädern mit besonders günstigem Streuvermögen festgestellt, daß die zur Stabilisierung des Elektrolyten vorgeschlagene Zugabe von Komplexbildnern (DT-OS 2 025 284) nicht ausreicht, ILm eine erhebliche Schlammbildung im Bad sowie auch die Abscheidung eines störenden Belages auf der Gegenelektrode zu verhindern.
Es wurde nun gefunden, daß die beschriebenen Nachteile überwunden werden können, wenn man einem zinnhaltigen Elektrolyten Zinksalze in solchen Mengen zusetzt , daß die Sinnionen zu den Zinkionen im Bad in einem Verhältnis von 1 : 1 bis 1 10 stehen und Komplexbildner, wie aromatische Enole, sulfonierte Kresole oder sulfonierte Naphthaline und/oder deren Derivate, zugegeben werden. dadurch wird neben einer sehr guten Streufähigkeit des Bades erreicht, daß zur Erzielung der Färbungen geringere Mengen der relativ teuren Zinnsalze erforderlich sind und die für die Beständigkeit des Bades schädliche Umwandlung von Sn2+ - in 5n4+-Ionen, die dann als SnO2-Schlamm ausfallen, vermindert wird.
Die Menge an Komplexbildnern wird vorzugsweise auf 10 bis 100 g/l Badflüssigkeit bemessen.
Zudem wurde gefunden, daß durch die Zugabe hocheiweißhaltiger Verbindungen wie Dextrin, Gummi arabicum, Gelatine, Leim usw. der ohne örtliche Abplatzungen mögliche Arbeitsbereich hinsichtlich Spannung und Stromdichte wesentlich erweitert wird.
Die Zugabe an hocheiweißhaltigen Stoffen beträgt zweckmciig 0,1 - 20 g/l Badflüssigkeit.
Die Stromdichte bei Arbeitsspannungen von 8 bis 20 V beträgt zunächst 1,5 bis 3 A/dm2 und fällt wahrend des 1 bis 15 min dauernden Färbevorgangs zunächst rasch und dann kontinuierlich bis auf etwa 0,2 A/dm² ab. Zur Einstellung des günstigsten pH-Wertes von 0,6 bis 1,3 wurden 10 bis 50 ml Schwefelsäure pro 1 nlektro'at benutzt.
Die Arbeitsweise des Bades und die erhaltenen Ergebnisse sollen anhand der folgenden Beispiele erläutert werden: Beispiel 1 Hohlprofile aus AlMgSi 0,5 mit komplizierter Querschnittsform wurden nach üblichem Entfetten und Beizen in Natronlauge nach dem Gleichstrom-Schwefelsäureverfahren bei 20 oC mit einer Stromdichte von 1,5 A/dm2 während 45 min anodisiert (Schichtdicke ca. 20 /um). Nach gründlichem Spülen in fließendem Wasser erfolgte die elektrolytische Einfärbung in einem Elektrolyten der Zusammensetzung 10 g/l 511504 ( = 5,5 g/l Sn2+) 25 g/l ZnS04 ( = 5,66 g/l Zn2+) 30 g/l Kresolsulfonsäure 10 g/l Schwefelsäure 0,5 g/l Gelatine Der pH-Wert betrug 0,7. Bei einer Spannung von 14 V ergab sich bei einer Stromdichte, die innerhalb der Färbezeit von 3 min von 1,6 A/dm2 auf 0,3 A/dm2 abfiel, eine sehr gleichmäßige, ansprechende Färbung in Hellbronze. Die Streuung des Bades war sehr gut, da zwischen den vorstehenden und den zurückliegenden Teilen des Profils kein Farbtonunterschied auftrat. Auch nach' einem Durchsatz von 2 m2/1 blieben die Strom-Spannungsverhältnisse des Bades konstant, und es wurde kein störender Belag auf den Gegenelektroden beobachtet.
Beispiel 2 In einem Bad der Zusammensetzung 10 g/l SnS04 ( = 5,5 g/l sn2+ 100 g/l Uns04 ( = 22,64 g/l Zn2+) 30 g/l Naphthalinsulfonsäure 10 g/l Schwefelsäure 1 g/l Gummi arabicum wurden Bleche der Abmessung 1,5 x 1000 x 2000 mm bei 14 V während 15 min behandelt, wobei sich eine gleichmäßige Schwarzfärbung der Oberfläche ergab. Örtliche Abplatzungen traten auch im Kantenbereich nicht auf. Bei verschiedener Anordnung der Gegenelektroden zeigte sich, daß hierdurch keine Farbabweichungen oder Randverfärbungen hervorgerufen wurden. Diese gute Streufähigkeit des Bades ist für die Praxis sehr wichtig, da hier Bleche und Profile unterschiedlicher Größe und Form bei vorgegebener Elektrodenverteilung gleichmäßig gefärbt werden müssen.

Claims

Patent ansprüche

1) Verfahren zum elektrolytischen Färben von anodisch oxidiertem Aluminium in einer Metallsalzlösung unter Einwirkung von Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß man einem zinnhaltigen Elektrolyten Zinksalze in solchen Mengen zusetzt, daß die Zinnionen zu den Zinkionen im Bad in einem Verhältnis von 1 : 1 bis 1 : 10 stehen und Komplexbildner, wie aromatische Enole, sulfonierte Kresole oder sulfonierte Naphthaline und/oder deren Derivate, zugegeben werden.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Komplexbildnern auf 10 bis 100 g/l Badflüssigkeit bemessen wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten hocheiweißhaltiger Verbtnduugen wie Dextrin, Gummi arabicum, Gelatine, Leim usw. zugegeben werden.

4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe an hocheiweißhaltigen Stoffen zweckmäßig 0,1 - 20 g/l Badflussigkeit beträgt.

5) Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß anfänglich bei Spannungen von 8 - 20 V und Stromdichten von 1,5 - 3 A/dm2 gearbeitet wird.

6) Verfahren nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein pH-Wert von 0,6 - 1,3 eingehalten wird.