DE2609146A1

DE2609146A1 - Verfahren zur elektrolytischen faerbung von aluminium und aluminiumlegierungen

Info

Publication number: DE2609146A1
Application number: DE19762609146
Authority: DE
Inventors: Kazuo Aikawa; Mutsuo Hasegawa; Shinji Hayashi
Original assignee: Yoshida Kogyo KK
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1975-03-06
Filing date: 1976-03-05
Publication date: 1976-09-09
Also published as: US4042468A; NL7602316A; GB1527943A; JPS5423664B2; AU1165176A; FR2303098B1; DE2609146C3; DE2609146B2; NL183470C; CA1054089A; MY8000258A; FR2303098A1; HK12180A; NL183470B; IT1058758B; AU498474B2; JPS51101740A

Description

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Tel. 2603939

5. März 1976

YOSHIDA EOGYO K. E. Tokio, Japan

Verfahren zur elektrolytischen_i'ärbung_von_Aluminiuin_und_Aluminium-

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur elektrolytischen Färbung von Aluminium oder dessen verschiedenen Legierungen.

Zum elektrolytischen Färben von Aluminium oder Aluminiumlegierungen ist ein Verfahren bekannt geworden und in Anwendung gekommen, bei dem das Grundmetall zur Bildung einer Oxidschicht zunächst anodisch oxidiert und dann einer Elektrolyse mit Wechselstrom oder Gleichstrom in einer Elektrolytlösung unterzogen wird, die ein Lie tall sal ζ wie etwa ein ITickelsalz enthält, während die Poren in der Oxidschicht noch unverschlossen sind. Das Grundmetall wird hierbei durch die elektrolytische Abscheidung von Metall oder Metalloxid in den Poren der aufgebrachten Oxidschicht angefärbt. Dieses Verfahren hat in der Großtechnik weithin Eingang gefunden, teils auch deshalb

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halb, T/eil die so erzeugten angefärbten Schichten eine hohe Witte rungsbe ständigkeit haben.

Die nach dem bekannten Verfahren erzeugten gefärbten Beläge las.sen jedoch hinsichtlich der Gleichmäßigkeit allgemein zu wünschen übrig, da besonders bei unregelmäßig geformten Werkstücken die hervorstehenden und eingetieften Partien im Farbton oftmals merklich abweichen. Sin weiterer Hachteil liegt darin, daß die Gleichmäßigkeit der färbung noch weiter abnimmt, wenn nach der anodischen Behandlung des Grundine tails eine zu lange Zwischenzeit eingelegt wird oder wenn das Grundmetall nach erfolgter anodischer Behandlung zu lange abgespült wird, insbesondere mit einer Flüssigkeit mit niederem pH-Wert.

Die Erfindung hat demgemäß zur Aufgabe , ein Verfahren zur elektrolytischen Färbung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen zu schaffen, das eine gleichmäßige Anfärbung des Grundmetalls unbeschadet seiner jeweiligen Formgebung gestattet.

Die Erfindung hat weiterhin zur Aufgabe, ein Verfahren der bezeichneten Art zu schaffen, bei dem sichergestellt ist, daß die auf dem Grundmetall gebildeten gefärbten Beläge eine hervorragende Wit te rungsbe ständi gke it haben und auch andere erwünschte Eigenschaften aufweisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dahingehend kurz zu umreißen, daß das Aluminium oder die Aluminiumlegierung zunächst zur Bildung einer Oxidschicht anodisch oxidiert wird, worauf die so gebildete Oxidschicht abgespült wird. Während die Poren in dieser Oxidschicht noch unverschlossen sind, wird das anodisch oxidierte Grundmetall zusammen mit einer Gegenelektrode in eine Elektrolytlösung eingetaucht, und bevor nun die elektrolytische Anfärbung in dieser Lösung erfolgt, wird ein im wesentlichen gleichgerichteter Strom durch die Lösung geleitet, wobei das anodisch oxidierte Grundmetall in der Lösung anodisch geschaltet ist. Danach wird das Grundmetall in der gleichen Lösung einer Elektrolyse mit Wechselstrom unterzogen, um den eigentlichen Anfärbungsvorgang ablaufen zu lassen.

Unter der Bezeichnung "im wesentlichen gleichgerichteter Strom" ist hier und in den beigegebenen Ansprüchen nicht nur ein

Gleichstrom

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Gleichstrom im strengen Wortsinn zu verstehen, sondern auch andere, praktisch gleichartige Ströme, beispielsweise die durch Vollweggleichrichtung eines Einphasenwechselstroms oder durch Gleichrichtung eines Dreiphasenwechselatroms erzeugten.

Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß die elektrolyt! sehe Vorbehandlung des anodisch oxidierten Grundmetalls mit einem im wesentlichen gleichgerichteten Strom eine auffallende Verbesserung in der Gleichmäßigkeit der Anfärbung des Grundmetalls bei der anschließenden Elektrolyse mit Y/ech sei strom in der gleichen Elektrolytlösung nach sich zieht. Diese erhöhte Gleichmäßigkeit der Färbung bleibt unabhängig von der Dauer der Abspülung des Grundmetalls nach der anodischen Behandlung praktisch unbeeinträchtigt. Die Elektrolytlösung, mit der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gearbeitet wird, enthält mindestens zwei Metallsalze und erwünschtenfalls eine stark reduzierende Verbindung.

Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung erschließen sich dem Verständnis im einzelnen aus der folgenden eingehenden Beschreibung, aus den Ausführungsbeispielen und aus den Ansprüchen.

Bs ist davon auszugehen, daß es sich bei dem durch das erfindungsgemäße Verfahren anzufärbenden Aluminium und bei den Aluminiümlegierungen um reines Aluminium und um die Legierungen von reinem Aluminium mit einem Element oder mit mehreren Elementen wie etwa Silicium, Magnesium, Kupfer, Hiekel, Zink, Chrom, Blei, Wismut, Eisen, EL-tan und Mangan handelt.

Zur anodischen Oxidation von Aluminium oder einer dieser Aluminiumlegierungen kann das Grundmetall zunächst in der üblichen Weise entfettet, abgespült oder einer sonstigen geeigneten Vorbehandlung unterworfen werden. Das vorbehandelte Grundmetall wird dann in der üblichen sauren Elektrolytlösung anodisch geschaltet, die Schwefelsäure, Oxalsäure, SuIfamidsäure o.dgl. enthält, worauf man zwischen dem anodisehen Grundmetall und einer als Gegenelektrode ebenfalls in die Lösung eingetauchten Katode einen elektrischen Strom übergehen läßt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das anodisch

oxidierte

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oxidierte Grundmetall dann in zwei aufeinanderfolgenden Schritten einer Llektrolyse in ein und derselben Elektrolytlösung unterzogen, die mindestens zwei Metallsalze und erwünschtenfalIs eine stark reduzierende Verbindung enthält. Der erste Schritt der Elektrolyse wird vorgenommen, indem man einen in we se η ti i ehe η gleichgerichteten Strom durch die Elektrolytlösung leitet, in der das anodisch oxidierte Grundmetall anodisch geschaltet ist. Bei diesem ersten Schritt der Llektrolyse ist mit einer Spannung von etwa IC bis 50 Volt zu arbeiten, wobei die besten Ergebnisse bei einem Sj)annungsbetrag von etwa 15 bis 30 Volt erzielt werden. Die Spannung bleibt nicht langer als etwa fünf Minuten angelegt, wobei sich bestmögliche Ergebnisse bei einer Zeitdauer von etwa 5 bis 60 Sekunden erzielen lassen. Im zweiten Schritt des Elektrolysevorgangs läßt man Wechselstrom mit einer Spannung in dem Bereich von etwa 5 bis 50 Volt durch die gleiche Lösung übergehen, wobei die be steη Ergebnisse bei einem Spannungsbetrag von etwa 10 bis 30 Volt erzielt werden.

Im Zuge der obigen beiden Elektrolyse gänge kann das Grundmetall mit einem äußerst hohen Grad der Gleichmäßigkeit angefärbt werden, unabhängig von der Zeitdauer der Abspülung nach der anodischen Behandlung. Darüber hinaus konnte experimentell festgestellt werden, daß die Anfärbung des Grundmetalls im zweiten Schritt der Elektrolyse nur sehr langsam voran schreitet, wenn das anodisch oxidierte Grundmetall im ersten Elektrolyse gang mit einer beträchtlich höheren Spannung als im zweiten Elektrolysegang sowie für eine relativ lange Zeitdauer behandelt wird.

Es ist eine bekannte Erscheinung, daß beim elektrolytischen Anfärben von Werkstücken unter Zuhilfenahme von Wechsel strom an jenen Partien der Werkstücke, die einen leichteren Stromdurchgang erlauben, meistens ein dunklerer Farbton erzeugt wird als an anderen Stellen, wo der Stromdurchgang nicht so leicht erfolgen kann. Die Endpartien der Werkstücke nehmen daher oftmals einen dunkleren Farbton an als die übrigen Bereiche, und falls die Werkstücke unregelmäßig geformt sind, werden die hervorstehenden Partien vielfach dunkler getönt als eingetiefte Partien. Zur Vermeidung dieser Färbung sungle ichmäßigkei te η hat man sich bislang der Maskierung der Gegenelektroden bedient, doch ist die Abstimmung der Maskierung

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- 5 -sehr be schwerlich.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das anodisch oxidierte Grundmetall nun aber in Aufeinanderfolge zunächst der Elektrolyse mit einem im wesentlichen gleichgerichteten Strom unterzogen, so daß bei dem anschließenden Schritt der Elektrolyse mit Wechselstrom diejenigen Stellen des Grundmetalls, die einen leichteren Stromdurchgang erlauben, verhältnismäßig schwer anzufärben sind, was aber an den übrigen Stellen nicht der pail ist, wo der Stromdurchgang von vornherein nicht so leicht erfolgt. Dies ist die Grundlage, auf der die Erfindung aufbaut. Nach dem Gesagten ist es klar, daß der erste Schritt der Elektrolyse, bei dem mit einem im wesentlichen gleichgerichteten Strom gearbeitet wird, den gleichen Zwecken dient wie die herköimnliche J.iaskierung, so daß bei dem zweiten Schritt der Elektrolyse , durchgeführt mit Wechselstrom, eine gewünschte Färbung in gleichbleibender Abtönung sowohl an den Endpartien oder hervorstehenden Stellen des Grundmetalls erzeugt werden kann, die also einen leichteren Stromdurchtritt gestatten, als auch im Mittelteil oder an eingetieften Stellen, wo der Strom nicht so leicht fließt.

Bei den obenerwähnten Lie tall salzen, die erfindungsgemäß in der Elektrolytlösung eingesetzt werden, kann es sich beispielsweise um die Salze anorganischer Säuren wie etwa Sulfate, phosphate, Hydrochloride, Chromate und Nitrate verschiedener Metalle handeln, wozu im typischen Fall Nickel, Kobalt, Chrom, Kupfer, Magnesium, Eisen, Cadmium, K.tan, Mangan, !Molybdän, Calcium, Vanadin, Zinn, Blei und Zink zu rechnen sind* und ferner auch um die Salze organischer Säuren wie etwa Oxalate, Acetate und Tartrate. Zur rascheren Anfärbung soll die Elektrolytlösung mindestens drei solcher !Metallsalze enthalten oder mindestens zwei dieser lie tall sal ze und eine stark reduzierende Verbindung. Die Konzentration des Gesamtanteils von zwei oder mehr gewählten Me tall sal ze η in der Elektrolytlösung ist in dem Bereich von etwa 5 Ms 500 Gramm pro Liter zu halten und zur Erzielung bestmöglicher Ergebnisse in dem Bereich von etwa 10 bis 250 Gramm pro Liter.

Bei der stark reduzierenden Verbindung, die erforderlichenfalls

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-s-

falls ·δμ der erfindungsgemäßen Elektrolytlösung hinzugegeben wird, kann es sich um. ein Dithionit wie etwa Uatriumdithionit und Zinkdithionit handeln, u;ü ein TMo sulfat wie etwa Anmoniumthi ο sulfat, Hatriumthiosulfat, ICaliumthiosulfat und Eisenthiosulfat, um ein saures Sulfit wie etwa Ifatriumhydrogensulfit und Kaliumhydrogensulfit', ferner um schweflige Säure, um ein Sulfit wie etwa Ammoniumsulfit, natriumsulfat und Kaliumsulfit, um Thioglycolsäure und um Thioglycolate wie etwa Ammoniumthioglycolat, ITatriumthioglycolat, Kaliumthioglycolat und Lithiumthioglycolat. Die Konzentration der jeweils gewählten stark reduzierenden Verbindung in der Elektrolytlösung ist in dem Bereich von etwa 0,05 bis 10 Gramm pro Liter zu halten und zur Erzielung bestmöglicher Ergebnisse in dem Bereich von etwa 0,5 bis 3 Gramm pro Liter.

Für gewöhnlich wird die Elektrolytlösung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens weiterhin entweder zumindest mit einer anorganischen Säure wie etwa Schwefelsäure, Salpetersäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Borsäure, Thioeyansäure und Chromsäure oder mit einer organischen Säure wie etwa Oxalsäure, Essigsäure, propionsäure , Ameisensäure, Weinsäure und Apfelsäure oder mit deren Ammoniumsalzen, Aminosalzen und Iminosalzen -versetzt. Die Konzentration der jeweils gewählten dieser Substanzen in der Elektrolytlösung ist in dem Bereich von etwa 5 bis 250 Gramm pro Liter zu halten.

Die Gleichmäßigkeit der Anfärbung läßt sich noch weiter verbessern, wenn man die Wechselspannung, mit der im zweiten Elektrolysegang gearbeitet wird, wenigstens einmal im Verlauf der Elektrolyse herabsetzt. Der Differenzbetrag zwischen dem 7/ert der Anfangsspannung und dem der im folgenden erniedrigten Spannung soll sich auf etwa 1 bis 10 Volt belaufen. DLe Spannungserniedrigung soll binnen zwei Mnuten, vorzugsweise aber etwa 5 bis 6o Sekunden nach der Einleitung des zweiten Elektrolyse gangs erfolgen.

Die Poren in der Oxidschicht auf dem Grundmetall, das nach dem obenbeschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren angefärbt worden ist, können in der auch bislang bereits bekannten Weise unter Zuhilfenahme von siedendem Wasser, durch Einwirkung von Chemikalien oder Frischdampf verschlossen werden. Fach, dieser Versiegelungsbehandlung,

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die aber auch entfallen kann, können die gefärbten Flächen mit einem geeigneten Harzbelag überzogen werden, beispielsweise durch 11 intauche η oder nach der ^iuothode der elektrolytischen Abscheidung, um so eine Schutzwirkung zu vermitteln.

Das erfindungsgeraaße Verfahren ist im folgenden in mehreren Ausführungsbeispielen noch eingehender beschrieben, die jedoch lediglich der Veranschaulichung oder Erläuterung dienen sollen und nicht in einem dia Erfindung einschränkenden Sinn aufzufassen sind. Es sind nachstehend auch einige Vergleichsbeispiele angeführt, die dazu dienen mögen, die Torteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zu •verdeutlichen.

Au sfüh run gsbei spiel 1

Vor der anodischen Behandlung wurde ein Probekörper in Form eines Aluminiumstrangpreßteils mit den Abmessungen 150 χ 10 χ 1,5 nim in der üblichen Weise entfettet, .geätzt und entschmutzt. Der so vorbehandelte Probekörper wurde in einer wässerigen Lösung von 17>5 W/T tfo Schwefelsäure anodisch geschaltet und über den anodischen Probekörper Und eine in dem Bad als Gegenelektrode geschaltete Aluminiumkatode wurde für die Dauer von 55 Minuten eine Gleichspannung von 15 Volt angelegt. Die Stromdichte belief sich auf 1,2 Ampere pro Quadratde zimeter. Auf dem Probekörper, der dann 12 Stunden in fließendem Wasser abgespült wurde, hatte sich eine Oxidschicht mit einer Stärke von 12 Mikron gebildet.

Zur elektrolytischen Färbung des in der obigen Weise anodisch oxidierten Probekörpers wurde ein Gefäß mit einer Länge von 300 aim, einer Breite von 100 mm und einer Höhe von 150 mm verwendet. In dieses Gefäß wurde eine SlektrolytlöBung der folgenden Zusammensetzung eingefülltr

Nickel sulfat (Hexahydrat)

Magnesiumsulfat (Heptahydrat)

Ammo nium sul f a t

Ammoniumthio sulfat Borsäure

DL-Ipfei säure

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30	g/l
10	g/i
35	g/i
1	g/i
10	g/i
1	g/i

Das pH der obigen Elektrolytlösung war 5»6 und ihre Temperatur betrug 20°C.

Der in der obigen Weise hergerichtete anodisch oxidierte Frobekörper wurde in diese Lösung eingetaucht, ebenso auch eine Kohleelektrode, die in einem Abstand von 250 mm von dem Probekörper angebracht war. Im ersten Elektrolyse gang wurde über den anodisch geschalteten Probekörper und die Kohleelektrode für die Dauer von 20 Sekunden eine Gleichspannung von 18,5 ToIt angelegt. Es wurde dann der zweite Elektrolyse gang mit dem Probekörper vorgenommen, indem für die Dauer von sechs Minuten eine Wechselspannung von 12,5 YoIt angelegt wurde. Der Probekörper wurde hierbei an beiden Flächen gleichmäßig bronzefarbig getönt, also sowohl an jener Fläche, die der Gegenelektrode zugekehrt war, wie auch an der von der Gfegenelektro de ab ge ve h r te η Fl äche .

Die in der obigen Weise erzeugte gefärbte Schicht auf dem Probekörper wurde dann für die Dauer von 30 Minuten einer Versiegelungsbehandlung mit Frischdampf bei einem Druck von 5 kg/cm unterzogen. Bei einen 3000 Stunden andauernden Kurzbewit te rungs ve rsuch, der mit dem Probekörper in einem BeWitterungsapparat vorgenommen wurde, trat keine Veränderung in der gefärbten Schicht ein. Auch durch ein zweistündiges Erhitzen des Probekörpers auf 200°C wurde keine Farbänderung bewirkt, und auch bei einer über 16 Stunden fortgeführten CASS-Prüfung (Sprühversuch mi t E s si gsäure sal ζ unter Kupferbeschleunigung, im folgenden kurz als CASS-Test bezeichnet) blieb der Probekörper unversehrt. Es bestätigte sich somit, daß Aluminium oder eine Aluminiumlegierung nach Anfärbung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren den zu erwartenden Bedingungen beim Einsatz als Konstruktionselement im Außenbau hinlänglich standzuhalten vermag.

Au sfüh rungsbe i sp ieI 2

Sin Äluminiumstrangpreßteil mit den Abmessungen 150 χ 70 χ 1,3 mm wurde nach der gleichen Verfahrensweise wie im Ausführungsbeispiel 1 anodisch oxidiert, wodurch eine Oxidschicht mit einer Stärke von etwa 12 Mikron gebildet wurde. Der anodisch oxidierte Probekörper wurde sechs Stunden unter fließendem Wasser abgespült und dann

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zwei aufeinanderfolgenden KIelctroIysegilngeη in einer Elektrolytlösung der folgenden Zusamme nsetzung unterzogen, die in das gleiche Gefäß wie im Ausführungsbeispiel 1 eingefüllt war:

Hi ekel sulfat (Hexahydrat) 30 g/l

Magnesiumsulfat 10 g/l

Ammoniumsulfat 35 g/l

Borsäure 10 g/l

Das pH dieser Elektrolytlösung war 5>6 ^u&cL ihre !Temperatur "betrug

Der anodisch oxidierte Probekörper wurde ebenso wie eine Kohleelektrode in die obige Lösung eingetaucht. Als erster Schritt der Elektrolyse wurde ein durch Tollweggleichrichtung eines iiinphasenwechselstroms erzeugter, im wesentlichen gleichgerichteter Strom für die Dauer von 10 ixinuten bei einer Spannung von 26 ToIt durch die Lösung geleitet, wobei der anodisch oxidierte Probe körper anodisch und die Kohleelektrode katodisch geschaltet waren. Der Probekörper wurde dann für die Dauer von fünf Ilinuten dem zweiten Schritt des EIe ktroly se Vorgangs unterworfen, \»obei mit einem Wechselstrom von l6 ToIt gearbeitet wurde. Der Probekörper wurde hierbei an beiden Flächen gle ichmäßig leicht rötlich-grau gefärbt.

Die Poren in der so erzeugten gefärbten Schicht auf dem Probekörper wurden in gleicher w'eise wie im Ausführungsbeispiel 1 verschlossen. Bei einem 30C0 Stunden andauernden Kurzbewitterungsversuch in einem Bewitterungsapparat, einem zweistündigen Erhitzungsversuch bei 200^G und beim CASS-!Test erbrachte der fertige Probekörper die gleichen günstigen Ergebnisse wie der des vorauf gegangene η Ausführungsbeispiels.

Au sf ührungsbe i spie 1 3

Ein Aluminiums trangpre β teil mit den Abmessungen 150 χ 70 x 1,3 mm wurde nach der Terf ahrens weise, des Ausführungsbeispiels 1 anodisch oxidiert, wodurch eine Oxidschicht mit einer Stärke von etwa 12 Mikron gebildet wurde. Der anodisch oxidierte Probekörper wurde 12 Stunden unter fließendem Wasser abgespült und dann zwei aufeinanderfolgenden Elektrolyse gangen in einer Elektrolytlösung der folgen-

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den Zusammensetzung unterzogen, die in das gleiche Gefäß wie im Aubführungsbeispiel 1 eingefüllt war:

Mekel sulfat (Hexahydrat) 30 g/l

. Idagne si um sulfat (Heptahydrat) 10 g/l

Animo aiumsulfat 35 g/l

AmEioniumthio sulfat 1 g'/l

Borsäure 10 g/l

HaIe insäure 0,5 g/l

Das pH dieser ISlektrolytlösung war 5,6 und. ihre ^temperatur betrug 20°C.

Der anodisch oxidierte Probekörper wurde ebenso wie auch ein rostfreies Stahlblech als Gegenelektrode in die obige Lösung eingetaucht. Im ersten Elektrolyse gang wurde über den anodisch geschalteten Probekörper und die Katode aus rostfreiem Stahl eine Gleichspannung von 25 ToIt für die Zeitdauer von 20 Sekunden angelegt. Der zweite Elektrolyse gang wurde vorgenommen, indem für die Dsuer von fünf LiLnuten mit einem Vife ch se Istrom von 18 ToIt gearbeitet wurde. Der Probekörper wurde hierbei an beiden Flächen gleichmäßig tief bronzefarbig getönt.

Die Poren in der so erzeugten gefärbten Schicht auf dem Probekörper wurden in der gleichen Weise verschlossen wie im Ausführungsbeispiel 1. Bei einem 3000 Stunden andauernden Kur zbe wit te rungsversuch in einem Bewitterungsapparat, einem zwexstündigen Erhitzungsversuch bei 2CO C und beim CASS-Iest erbrachte der fertige Probekörper die gleichen günstigen Resultate wie der des Ausführungsbeispiels 1.

Ausführungsbeispiele 4 bis 7

Die in der folgenden Aufstellung genannten stark reduzierenden Terbindungen wurden anstelle des Ammoniumthiosulfats in der Elektrolytlösung des Ausführungsbeispiels 3 verwendet, um vier verschiedene Elektrolytlösungen anzusetzen^

Ausführungsbe ispiel

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Ausführungs-	stark reduzierende	Konzentration	•i-i TI
beispiel	Verbindung	(g/l)	pH
' 4	2hio glycol säure	1,5	4,5
5	Ammoniumthioglycolat	1,5	5,6
6	Ammo niumsulfi t	2,0	5,6
7	Ammo niumhy dro ge nsulfi t	1,0	5,6

Ein Aluminiumstrangpreßte il der ohe ne rv» ahnte η Abmessungen wurde anodisch oxidiert, abgespült und nach der gleichen Verfahrensweise wie im Ausführungsbeispiel 3 in der jeweiligen der obigen vier Elektrolytlösungen einer Elektrolyse in zwei aufeinanderfolgenden Stufen unterzogen. Die Ergebnisse waren in jedem Fall gleichermaßen günstig wie die im Ausführungsbeispiel 3 erwähnten.

Ausführungsbei spiel 8

Zwei Probekörper in Fo im von Aluminium strangpreß te ilen mit den Abmessungen I50 χ 70 χ 1,3 mm wurden nach der gleichen Verfahrensweise wie im Ausführungsbeispiel 1 anodisch oxidiert, wobei Oxidschichten mit einer Stärke von etwa 12 Mikron gebildet, wurden. Die anodisch oxidierten Probekörper wurden 12 Stunden unter fließendem Yfesser abgespült und dann in zwei aufeinanderfolgenden Schritten einer Elektrolyse in einer Elektrolytlösung der folgenden Zusammensetzung unterzogen, die in das gleiche (Jefaß wie im Ausführungsbeispiel 1 eingefüllt wars

lickelsulfat (Hexahydrat) 25 g/l

Magnesiumsulfat (Heptahydrat) I5 g/l

Ammoniumsulfat 35 g/l

Ammoniumthiosulfat 1 g/l

Borsäure 20 g/l

Das pH dieser Elektrolytlösung war 5,6 und ihre Temperatur betrug 20⁰C.

Die beiden anodisch oxidierten Probekörper, die in der obigen Weise hergerichtet waren, wurden unter Einhaltung eines Abstände s von 10 mm in diese Lösung eingetaucht und eine Kohleelektrode

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wurde in einem Abstand von 250 mm von den Probekörpern angebracht. Im ersten Elektrolyse gang wurde für die Dauer von 15 Sekunden über die anodisch geschalteten Probekörper und' die Kohlekatode eine Gleichspannung von 24 YoIt angelegt. Der zweite Elektrolyse gang wurde vorgenommen, indem für die Dauer von 20 Sekunden ein Wechselstrom bei einer Anfangsspannung von 24 Volt zugeführt wurde, worauf die Wechselspannung auf l6 YoIt erniedrigt und der zweite Elektrolysegang noch weitere fünf Minuten fortgesetzt wurde. Alle vier Flächen der beiden Probekörper waren hierauf gleichmäßig bronzefarbig getönt.

Die so erhaltenen gefärbten Schichten auf den Probe körpern wurden dann nach der gleichen Ifethode wie im Ausführungsbeispiel 1 der YerSiegelungsbehandlung unterzogen. Bei einem 3000 Stunden andauernden Kurzbewitterungsve rauch in einem Bewitterungsapparat, einem zweistündigen Erhitzungsversuch bei 200 C und beim CASS-Üfest wurden mit den fertigen Probekörpern die gleichen günstigen Ergebnisse erzielt wie im Ausführungsbeispiel 1.

Ye rgleichsbei spiel 1

Ein Aluminiumstrangpreßteil der obengenannten Abmessungen wurde nach der YerfahrenBueiee des Ausführungsbeispiels 1 anodisch oxidiert, wodurch si oh eine Oxidschicht mit einer Stärke von etwa 12 Mikron bildete. Der anodisch oxidierte Probekörper wurde 12 Stunden unter fließendem Wasser abgespült. Zur Elektrolyse wurde das gleiche Gefäß und eine Elektrolytlösung der gleichen Zusammensetzung wie im Ausführungsbeispiel 1 verwendet.· Der anodisch oxidierte probe körper wurde für die Dauer von sechs Minuten einer Elektrolyse unterzogen, wobei mit einem TPe ch se Istrom von 12,5 YoIt in der Elektrolytlösung gearbeitet wurde, die eine Temperatur von 20°C hatte. Der Probekörper war bronzefarbig getönt, doch war die der Gegenelektrode zugekehrte Fläche merklich dunkler gefärbt als die entgegengesetzte Fläche, worin sich ein auffälliger Gegensatz zu dem Probekörper des Ausführungsbeispiels 1 zeigte, der an beiden Flächen gleichmäßig gefärbt war.

Ye rgleichsbe ispie 1

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- 15 Vergleichsbeispiel 2

iJin Aluminiumstrangpreßteil der obengenannten Abmessungen wurde nach der Verfahrensweise des Ausführungsbeispiels 1 anodisch oxidiert, wodurch, sich eine Oxidschicht mit einer Stärke von etwa 12 Mikron bildete. Der anodisch oxidierte Probekörper wurde 12 Stunden unter fließendem Wasser abgespült. Zur Elektrolyse wurde das gleiche Gefäß wie im Ausführungsbeispiel 1 benutzt, in das eine Elektrolytlösung der gleichen Zusammensetzung wie im Ausführungsbeispiel 3 eingefüllt wurde. Der anodisch oxidierte Probekörper wurde für die Dauer von fünf Ivanuten einer Elektrolyse unterzogen, wobei in der Elektrolytlösung, die eine !temperatur von 20 C hatte, mit einem Wechselstrom von 18 Volt gearbeitet wurde. Der Probekörper wurde hierbei bronzefarbig getönt, doch war die von der tfegenelektrode abgekehrte Fläche in einer auffallend helleren Tönung angefärbt als die entgegengesetzte Fläche, wobei der Farbton der erstgenannten Fläche gßgen die IvLLtte zu noch heller ausfiel. Diese Ergebnisse heben sich stark von denen des Ausführungsbeispiels 3 ^ab, bei dem der Probekörper an beiden Flächen gleichmäßig tief bronzefarbig ge tönt wurde .

Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

I..- Verfahren zur elektrolytischen Färbung von Aluminium oder Alumi-/

niuale gierungen, gekennzeichnet durch die anodische Oxidation eines gewünschten Grundmetalls, die KIe ktroly sie rung des anodisch oxidierten Grundmetalls durch Anwendung eines im wesentlichen gleichgerichteten Stroms, -wobei das Grundmetall in einer hergerichteten Elektrolytlösung anodisch geschaltet ist, und die weitere EIe ktroly sie rung des Grundmetalls in der gleichen Elektrolytlösung durch Anwendung von Wechselstrom.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmetall der Elektrolyse durch Anwendung des im wesentlichen gleichgerichteten Stroms bei einer Spannung in dem Bereich von etwa 10 bis 50 YoIt unterzogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmetall der Elektrolyse durch Anwendung des im wesentlichen gleichgerichteten Stroms für die Zeitdauer von nicht mehr als etwa fünf Minuten unterzogen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmetall der Elektrolyse durch Anwendung des Wechselstroms bei einer Spannung in dem Bereich von etwa 5 bis 50 Volt unterzogen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytlösung mindestens zwei Metallsalze enthält-
6. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den lie tall sal ze η um Salze anorganischer Säuren wie Sulfate, phosphate, Hydrochloride, Chromate und Uiträte mit Metallen wie Nickel, Kobalt, Chrom, Kupfer, Magnesium, Eisen, Cadmium, OHtan, Mangan, Molybdän, Calcium, Vanadin, Zinn, Blei und Zink oder um Salze organischer Säuren wie Oxalate, Acetate und Tartrate handelt.
7· Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytlösung weiterhin eine stark reduzierende Verbindung enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der stark reduzierenden Verbindung um ein Dithionit, ein Thiosulfat, ein Hydrogensulfit, schweflige Säure, ein Sulfit, Thioglycolsäure oder ein Ehioglycolat handelt.

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