DE2520554C3 - Verfahren zur Herstellung von gleichmäßig grau gefärbten Aluminiumblechen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von gleichmäßig grau gefärbten Aluminiumblechen

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DE2520554C3 DE19752520554 DE2520554A DE2520554C3 DE 2520554 C3 DE2520554 C3 DE 2520554C3 DE 19752520554 DE19752520554 DE 19752520554 DE 2520554 A DE2520554 A DE 2520554A DE 2520554 C3 DE2520554 C3 DE 2520554C3
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gleichmäßig grau gefärbten Blechen aus einer Legierung der Zusammensetzung 1,2 bis 3,0% Magnesium, 03 bis 0,8% Mangan, bis 0,7% Silizium und/oder bis 03% Eisen, Rest Aluminium.
Bei der Farbanodisation von Aluminium und AIuminiumlegierungcn in Elektrolyten, die beispielsweise Sulfonsäuren (z. B. Sulfosalicylsäure, Sulfophthalsäure) oder zweibasische Carboxylsäuren (z.B. Maleinsäure, Oxalsäure) sowie geringe Mengen an Schwefelsäure enthalten, hängt der bei der anodischen Oxidation erzielbcre Farbton neben den Verfahrensbedingungen wesentlich auch von der Zusammensetzung und dem Zustand der verwendeten Aluminiumlegierung ab. So ist es bekannt, daß bei der Farbanodisation von Reinaluminium und homogenen Legierungen des AlMg-Typs sowie bei aushärtbaren Legierungen der Gattung AlMgSi 0,5 Oxidschichten entstehen, deren Eigenfärbung je nach Badtemperatur, Stromdichte und Schichtdicke von Hell- bis Dunkelbronze reicht Ferner ist bekannt, daß man bei der Farbanodisation von AlMn-Legierungen oder auch von AlMgSi-Legierungen mit Zusätzen von Mangan, wie dies beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift 19 41 657 beschrieben ist, mittelgrau bis grauschwarz bzw. anthrazitähnlich gefärbte Oxidschichten erhält
Während die Verwendung von AlMgSi-Legierungen mit Zusätzen von 03 bis 0,8% Mangan in Verbindung mit einer geeigneten Wärmebehandlung bei der Herstellung von Preßprofilen zu einer befriedigenden Lösung des Problems der Erzeugung von grauen bis annähernd schwarzen Oxidschichten bei Anwendung der obengenannten Verfahren der Farbanodisation geführt hat, erwiesen sich dieselben Legierungen bei der Herstellung von Blechen, insbesondere mit Breiten über 1 m, als wenig geeignet Der Grund hierfür ist, daß es wegen der starken Warmrißneigung schwierig ist, Walzbarren dieses Legierungstyps im Stranggußverfahren in dem für das Warm- und Kaltwalzen von breiten Blechen erforderlichen Format rißfrei zu gießen. Darüber hinaus tritt auch durch unterschiedliche Verteilung der Ausscheidungen sehr leicht eine Streifenbildung und ungleichmäßige Färbung beim Farbanodisieren auf. Bei Verwendung von AlMn-Legierungen ergeben sich gießtechnisch zwar keine Schwierigkeiten, jedoch kommt es hier durch die Neigung dieses Werkstoffes zu partieller Rekristallisation sowie infolge ungleichmäßiger Verteilung der manganhaltigen Ausscheidungen bei der Farbanodisation zur Bildung von Streifen. Außerdem benötigt man beim Farbanodisieren von AlMn-Legierungen in den gewünschten grauen Farbtönen sehr hohe Anodisationsspannungen, da selbst bei relativ geringen Stromdichten die Spannung beim Anodisieren sehr schnell auf die maximal zulässigen Werte von 70 bis 100 V ansteigt Um die für Zwecke der Außenarchitektür benötigte Mindestschichtdicke von 20μηι zu erreichen, ist es daher erforderlich, nach dem Ansteigen der Spannung auf den zulässigen Höchstwert noch längere Zeit mit abfallender Stromdichte und entsprechend geringer Wachstumsgeschwindigkeit der Schicht
is weiter zu anodisieren (vgl. DE-OS 19 41 657). Infolgedessen ergeben sich sehr lange Anodisierzeiten, die die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beeinträchtigen.
Aus dem Prospekt »Halbfabrikate« der Aluminium-Walzwerke Singen GmbH 1957, S. 2, 16 und 18, ist eine Aluminiumlegierung aus 1,7 bis 2,4% Magnesium und bis zu 0,4% Mangan bekannt die noch bis zu 03% Silizium und bis zu 0,4% Eisen neben weiteren zulässigen Beimengungen enthalten kann, zur Verwendung für die Oberflächenveredlung und für Bauteile in der Architektur. Diese Legierung wird zu dekorativen Zwecken anodisch oxidiert, wobei eine »Naturton-Färbung« entsteht Bei der Lieferung in Eloxalqualität wird der Mangangehalt dieser Legierung üblicherweise herabgesetzt
Nach der FR-PS 14 97 831 ist es bekannt, eine Legierung bestehend aus 0,5 bis 2% Si, 0,3 bis 1% Fe, 0,1 bis 0,8% Mn und 0,01 bis 0,4% Cr, gegebenenfalls bis zu 1 % Mg im Strangguß zu vergießen, einer Barrenhochglühung bei 570 bis 620° C zu unterwerfen und nach dem Walzen zu Blech durch Farbanodisation in einem Schwefelsäure-Elektrolyten gleichmäßig grau zu färben. Über die Kokilleneintrittstemperatur sind keine Angaben gemacht
Aufgabe der Erfindung ist es, gleichmäßig grau gefärbte Bleche aus einer Aluminiumlegierung der im Oberbegriff angegebenen Zusammensetzung mit sehr gleichmäßiger Primärphasenverteilung herzustellen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Legierung mit Temperaturen von 71O0C und mehr am Eintritt der Metallschmelze in die Stranggußkokille zu Walzbarren vergossen wird, die Walzbarren bei Temperaturen von 570 bis 6000C hochgeglüht werden und nach der Verarbeitung zu Blechen eine Farbanodisation durchgeführt wird.
Das Warmwalzen erfolgt in üblicher Weise z. B. bei Warmwalztemperaturen von 440 bis 4800C auf Banddicken von 4 bis 8 mm. Anschließend wird bei Temperaturen unter 2000C auf die gewünschte Enddicke kaltgewalzt
Die erfindungsgemäß angewendete Schmelzüberhitzung bei Temperaturen von 7100C und mehr liegt um 50 bis 600C über der üblichen am Eintritt der Metallschmelze in die Stranggußkokille gemessenen Temperatur. Diese Maßnahme führt zusammen mit einer besonders hohen Glühtemperatur der Barren zu dem erfindungsgemäß angestrebten Gefüge und der besonderen Oberflächenstruktur.
Die Farbanodisation kann in an sich bekannter Weise in einem wäßrigen Elektrolyten durchgeführt werden, der neben Schwefelsäure in Mengen von 2 bis 6 g/l als Hauptbestandteil z. B. eine Sulfonsäure, wie Sulfosalicylsäure oder Sulfophthalsäure, oder auch eine zweibasische Carboxylsäure, wie z. B. Maleinsäure,
neben ggf. Oxalsäure enthält Durch entsprechende Wahl der Badtemperatur, bevorzugt im Bereich von 20 bis 300C erhält man bei Stromdichten zwischen 1 und 2 A/dm2 in gut reproduzierbarer Weise Oxidschichten, die bei einer Dicke von 18 bis 30μπι eine lichtechte s Eigenfärbung von Mittelgrau bis Anthrazit aufweisen. Die hierbei erforderlichen Spannungen liegen zu Beginn der Farbanodisation im Bereich von 35 bis 45 V und steigen im Laufe des Prozesses allmählich auf 60 bis 80 V je nach Badtemperatur und Elektrolytzusammen-Setzung an. Infolge des feinkörnigen Gefüge-; und der gleichmäßigen Verteilung der Ausscheidungen ist die Oberfläche der Bleche einheitlich gefärbt und weist keine Streifenbildung auf. Bei Enddicke gegebenenfalls erforderliche Wärmebehandlungen zur Erzielung vor- ü gegebener Festigkeitswerte haben keinen wesentlichen Einfluß auf den Farbton.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Beispiels näher erläutert:
Beispiel
2(1
Es wurde eine Legierung mit 1,9% Mg, 0,48% Mn1 0,50% Si und 0,28% Fe zu Walzbarren der Abmessungen 1800 mm χ 600 mm χ 2600 mm im Strangguß vergossen. Die Schmelztemperaturen am Eintritt in die Stranggußkokille lagen während des gesamten Gießvorgangs zwischen 710 und 714°C. Es konnten zahlreiche Walzbarren auf diese Weise ohne Risse oder Oberflächenbeschädigungen gegossen werden, obwohl solchermaßen erhöhte Metalleinlauftemperaturen to erfahrungsgemäß beim Gießen großer Walzbarren aus z. B. AlMgSi-Legierungen zur Rißbildung in den Barren führen. Untersuchungen an Barrenquerscheiben aus den auf diese Weise gegossenen Barren ergaben über den gesamten Barrenquerschnitt ein einwandfreies Gußgefüge, gekennzeichnet durch eine gleichmäßige Primärphasenverteilung.
Die Walzbarren wurden in üblicher Weise zur Entfernung der Oberflächenschicht gefräst und anschließend 16 Stunden bei 5800C geglüht
Das Warmwalzen erfolgte bei 4500C bis an eine Warmbandenddicke von 6 mm. Nach einer Zwischenglühung (2 Std. bei 3800C) wurden die Bänder auf 2,5 mm Enddicke kaltgewalzt und hieraus Bleche der Abmessung 1600 χ 2500 mm gefertigt
Nach üblichem Entfetten und Beizen in Natronlauge (5 Gew.-%) bei 50°C wurden die Bleche in einem Elektrolyten, bestehend aus 240 g/I Maleinsäure, 5 g/I Oxalsäure und 5 g/l Schwefelsäure, wie folgt farbanodisiert:
a) Stromdichte 1,3 A/dm2, Badtemperatur 24° C.
Bei konstant gehaltener Stromdichte stieg die Anodisationsspannung von anfänglich 45 V auf 62 V während der Behandlungsdauer von 55 Min. stetig an. Hierbei wurde eine Oxidschichtdicke von
21 μΐη errsicht Alle so behandelten Bleche wiesen eine gleichmäßige streifenfreie Oxidschicht mit einer mittelgrauen Eigenfärbung auf.
b) Stromdichte 2,8 A/dm2, Badtemperatui 21°C.
Unter den obigen Bedingungen stieg bei konstanter Stromdichte di? Anodisationsspannung von anfänglich 47 V während der Anodisationsdauer von 40 Min. auf 75 V an. Die ebenfalls struktur- und streifenfreie Oberfläche der auf diese Weise farbanodisierten Bleche wies eine dekorative
22 μηι dicke Oxidschicht mit anthrazitähnlicher Eigenfärbung auf.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von gleichmäßig grau gefärbten Blechen aus einer Legierung der Zusammensetzung 1,2 bis 3,0% Magnesium, 03 bis 03% Mangan, bis 0,7% Silizium und/oder bis 03% Eisen, Rest Aluminium, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung mit Temperaturen von 7100C und mehr am Eintritt der Metallschmelze in die Stranggußkokille zu Walzbarren vergossen wird, die Walzbarren bei Temperaturen von 570 bis 6000C hochgeglüht werden und nach der Verarbeitung zu Blechen eine Farbanodisation durchgeführt wird, bei der Elektrolyte verwendet werden, die Sulfonsäuren oder zweibasische Carboxylsäuren sowie geringe Mengen an Schwefelsäure enthalten.
DE19752520554 1975-05-09 1975-05-09 Verfahren zur Herstellung von gleichmäßig grau gefärbten Aluminiumblechen Expired DE2520554C3 (de)

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DE2520554B2 DE2520554B2 (de) 1979-05-17
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