DE2742637A1

DE2742637A1 - Pretreatment of aluminium profiles and sheets before anodising - by sand blasting and etching with sodium hydroxide soln.

Info

Publication number: DE2742637A1
Application number: DE19772742637
Authority: DE
Inventors: U Panthen Hans Joach Rothkirch
Original assignee: OBERFLAECHENVEREDELUNG UHL GMB
Current assignee: OBERFLAECHENVEREDELUNG UHL GMB
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1979-04-05

Abstract

Surface treatment of Al pts. involves high speed bombardment with hard, durable particles and then levelling by etching in NaOH soln. Pref. electrocorundum particles, diamond fragments, glass beads etc. with a particle size of 40-400 mu, pref. an average size of 220 mu, are used and are supplied perpendicular to the surface using injector nozzles. The NaOH soln. contains suitable etching additives. The process is economical. The treated pt. is highly resistant to corrosion, light-fast, uniformly coloured and insensitive to soiling and has a mat, non-reflecting surface, which mask superficial damage.

Description

Verfahren zur Oberflächenbehandlung Surface treatment method

von Alumini um-Bautei len Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung vopn Aluminium-Bauteilen und ist insbesondere zur Vorbehandlung von zu eloxierenden Aluminium-Profilen und Aluminium-Tafeln geeignet. von Alumini um-Bautei len The invention relates to a method for the surface treatment of aluminum components and is especially used for pretreatment suitable for anodized aluminum profiles and aluminum panels.

Bei der Herstellung von Strangpreßprofilen ist es nahezu unvermeidbar, daß diese Oberflächenschäden in Form von Preßriefen, die durch Kaltverschweißiingen zwischen der Matritze und dem austretenden Aluminium-Strang, durch örtliche Materialinhomogenitäten oder durch Werkzeugverschleiß entstehen, oder Kratzer und Beschädigungen, die durch den internen Werksverkehr und/oder durch das Verpacken hervorgerufen sind, aufweisen. Auch durch ungleichmäßige Werkstoffabkühlungen am Pressenauslauf, insbesondere bei Überschreitungen der Rekristallisationsschwelle über die zulässige Zeit hinaus, bedingte Grobkornbildungen können ebenfalls zu Oberflächenschäden führen. Ferner können Vorkorroslonen vorhanden sein, die erst, wie auch bei komplizierten Strangpressenprofilen die Steg- und Kammerabzeichnungen, nach einer Oberfläctienveredelung sichtbar werden. Zu eloxierende Bauteile werden daher vielfach einer Vorbehandlung unterzogen, indem deren Oberflächen geschliffen, gebürstet und oder poliert werden. Auch ist es bekannt, diese in Spezialbeizen vorzubehandeln. Durch derartige chemische Vorbehandlungen lassen sich Riefen und/odel- Verfärbungen jedoch nicht vollständig beseitigen, ein Strangpreßprofil aber zu schleifen und/oder zu polieren bedingt einen Aufwand, der vom Markt nicht akzeptiert wird.In the production of extruded profiles it is almost inevitable that this surface damage in the form of pressure grooves caused by Kaltverschweißiingen between the die and the exiting aluminum strand, due to local material inhomogeneities or caused by tool wear, or scratches and damage caused by internal factory traffic and / or caused by packaging. Also due to uneven material cooling at the press outlet, especially with The recrystallization threshold is exceeded beyond the permissible time, Any coarse grain formation can also lead to surface damage. Further Pre-corrosions can be present, as is the case with complicated extrusion profiles the bar and chamber markings become visible after a surface refinement. Components to be anodized are therefore often subjected to a pretreatment by whose surfaces are sanded, brushed and / or polished. It is also known pretreat them in special stains. Such chemical pretreatments however, grooves and / or discolorations cannot be completely removed But to grind and / or polish the extruded profile requires an effort that is not accepted by the market.

Obwohl mit Fellen behaftete Oberflächen nach den derzeit gültigen weitgefaßten Bestimmungen mitunter zulässig sind, führt die Diskrepanz zwischen diesen und den Marktgepflogenheiten bei Halbzeugwerken, wie z.B. Eloxalwerken, zu laufenden Reklamationen durch den Kunden und zu erheblichen finanziellen Belastungen. Aus Kulanzgründen ist nämlich ständig Material zurückzunehmen und einzuschmelzen.Although surfaces with fur according to the currently valid broad provisions are sometimes permissible, leads to the discrepancy between these and the market practices for semi-finished products, such as anodizing plants ongoing customer complaints and significant financial burdens. For reasons of goodwill, material must be taken back and melted down all the time.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Aluminium-Bauteilen zu schaffen, mittels dem es zu wirtschaftlich vertretbaren Konditionen möglich ist, Oberflächenschäden an Aluminium-Profilen jedweder Geometrie nahezu vollständig einzuebnen und/oder auszugleichen. Des weiteren soll das Verfahren eine hohe Korrosionssicherheit, Lichtechtheit, Farbgleichmäßigkeit und Schmutzunempfindlichkeit des behandelten Bauteils gewährleisten und dieses soll eine matte, nicht spiegelnde Oberfläche, durch die Oberflächenschäden überdeckt werden, aufweisen.It is accordingly the object of the invention to provide a method for surface treatment of aluminum components by means of which it becomes economically justifiable Conditions is possible, surface damage to aluminum profiles of any geometry level and / or level out almost completely. Furthermore, the procedure should high resistance to corrosion, lightfastness, color uniformity and insensitivity to dirt of the treated component and this should have a matt, non-reflective appearance Have surface by which surface damage is covered.

Gemäß der Erfindung wird dies durch die Kombination von zwei Verfahrensschritten erreicht, nämlich daß zunächst auf die Oberfläche des Aluminium-Bauteils Partikel hoher Härte und Standzeit unter hoher Geschwindigkeit aufgestrahlt werden und daß daran anschließend zur Einebnung der bestrahltan Oberfläche das Aluminium-Bauteil ii1 einer Natronlauge gebeizt wird.According to the invention, this is achieved by combining two process steps achieved, namely that initially particles on the surface of the aluminum component high hardness and durability are blasted at high speed and that then the aluminum component to level the irradiated surface ii1 a caustic soda is pickled.

Zweckmäßig ist es hierbei, die Oberfläche des Aluminium-Bauteils während des ersten Verfahrensschrittes mit Elektrokorundpartikel, Diamantsplittern, Glasperlen od.dgl. zu bestrahlen, wobei die aufgestrahlten Partikel eine Größe von 40 bis 400 » , vorzugsweise eine mittlere Größe von 220 >» , aufweisen sollten. Auch ist es angebracht, die Partikel mittels Injektordüsen senkrecht zur Oberfläche des Aluminium-Bauteils auf diese aufzunchießen.It is useful here to keep the surface of the aluminum component during of the first process step with electro corundum particles, diamond splinters, glass beads or the like. to be irradiated, the irradiated particles having a size of 40 to 400 », Preferably an average size of 220>» should have. Also is it is attached to the particles by means of injector nozzles perpendicular to the surface of the aluminum component to shoot at this.

Im anschließenden zweiten Verfahrensschritt ist die Natronlauge zur Einebnung der ausgekolkten Oberfläche des filuminium-sauteils zweckmäßigerweise mit geeigneten Beizadditiven zu versetzen, wobei während des Beizvorganges diese eine Temperatur von ca. 30 bis 800C haben und der Beizvorgang sich über eine Zeitdauer von etwa 2 bis 20 Minuten erstrecken sollte. Um pro Zeiteinheit einen hohen Beizabtrag ZU ermöglichen, ist es des weiteren angebracht, während des Beizvorganges das Aluminium-Bauteil ein- oder mehrfach, z.B. alle fünf Minuten, mit Wasser abzusprühen.In the subsequent second process step, the sodium hydroxide solution is used It is advisable to level the scoured surface of the aluminum sauté part to be mixed with suitable pickling additives, these during the pickling process have a temperature of approx. 30 to 800C and the pickling process takes place over a period of time should range from about 2 to 20 minutes. To a high amount of pickling removal per unit of time To enable it, it is also appropriate to remove the aluminum component during the pickling process spray one or more times, e.g. every five minutes, with water.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Aluminium-Bauteilen werden durch eine gewollte flächendeckende Oberflächenzerstörung eventuelle Beschädigungen beseitigt. Dabei wird durch das Aufstrahlen der Partikel zunächst die gesamte Sichtfläche eines Profils, z.B. eines Fensterflügelprofils, homogenisiert. Alle Unebenheiten, Stegabzeichnungen oder Korrosionsnarben werden einheitlich überdeckt, so daß Schäden nicht mehr lokalisierbar sind. Zwangsläufig ergibt sich aus dieser Zerschlagung der Oberfläche eine erhebliche Oberflächenvergrößerung, die, sowohl was die Griffestigkeit als auch die Korrosionssicherhellt angeht, unerwünscht ist. Zum einen entstehen durch die Oberflächenzerschlagung Auskolkungen und Kalottenbildungen mit scharfkantigen Rändern, die zu einem "Nagelfeileneffekt" führen, d.h., wird mit einem weicheren Gegenstand als dem Grundwerkstoff über diese Oberfläche gefahren, dann wird dieser Gegenstand zerspant, wobei die Späne sich in den Auskolkungen als sichtbar bleibender Strich abzeichnen. Des weiteren ergibt sich proportional mit der Oberflächenvergrößerung eine zunehmende Korrosionsanfälligkeit, d.h. der durch das Eloxieren korrosionssicher gemachte Werkstoff Aluminium büßt durch die Oberflächenvergrösserung seine an sich angestrebten Eigenschaften zum Teil wieder ein.By the method according to the invention for the surface treatment of Aluminum components are deliberately destroyed over the entire surface any damage removed. This is done by blasting the particles initially the entire visible surface of a profile, e.g. a window sash profile, homogenized. Any bumps, ridge marks or corrosion scars will be uniformly covered so that damage can no longer be localized. Inevitably This smashing of the surface results in a considerable increase in the surface area, which, both in terms of grip strength and corrosion-proofing, is undesirable is. On the one hand, the breaking up of the surface results in scouring and dome formations with sharp edges leading to a "nail filing" effect, i.e., will moved over this surface with a softer object than the base material, then this object is machined, with the chips appearing in the scouring as Draw a visible line that remains. Furthermore, it results proportionally with the surface enlargement an increasing susceptibility to corrosion, i.e. the by the anodizing of corrosion-proof aluminum loses its surface due to the increased surface area some of the properties it is striving for.

Wird jedoch nachfolgend das bestrahlte Bauteil in einer Natronlauge gebeizt, so werden die Auskolkungen geebnet uiid hierdurch die spezifische Oberfläche verkleinert. Diese ist jedoch in jedem Falle noch größer als bei einem unbehandelten Strangpreßprofil. Die gegenüber dem unbehandelten Profil vergrößerte Oberfläche führt zu dem matten, nicht spiegelnden und alle Oberflächenschäden verdeckenden Effekt, wobei gleichzeitig die angestrebte Korrosionssicherheit, Farbgleichheit und Schmutzunempfindlichkeit gewährleistet ist.However, the irradiated component is subsequently placed in a sodium hydroxide solution Pickled, the cavities are leveled and the specific surface area is thereby leveled scaled down. In any case, however, this is even greater than in the case of an untreated one Extruded profile. The enlarged surface compared to the untreated profile leads to the matt, non-reflective and covering all surface damage Effect, while at the same time the desired corrosion protection, color uniformity and insensitivity to dirt is guaranteed.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich somit Oberflächenfehler bei Aluminium-Bauteilen in kurzer Zeit und in äußerst kostengünstiger Weise beseitigen. Außerdem erhält das derart behandelte Bauteil eine matte, optisch sehr ansprechende Oberfläche. Selbstverständlich ist es möglich, durch die Intensität des Strahienssowie der sich daran anschließenden chemischen Nachbehandlung die Oberfläche eines Aluminium-Bauteils nach dem Einsatzzweck zu differenzieren, so daß eine vielseitige Anwendbarkeit, unter anderem auch in der Solarenergietechnik, da eine Oberflächenvergrößerung zur Verbesserung des Absorbtionskoeffizienten ohne weiteres zu bewerkstelligen ist, gegeben ist. Auch können nachträglich auf einfache Weise Sanierung8maßnahlllen durchgeführt werden, so daß beschädigte Profile nicht melxr etngeachmolzen werden müssen. Und durch die Vergrößerung der Oberfläche wird die Haftfähigkeit von Lacken gesteigert, so daß mittels des vorschlagsgemäßen Verfahrens behandelte Aluminium-Bauteile nahezu jedweder Oberflächenveredelung unterworfen weiden können, in besonders vorteilhafter Weise aber zu eloxieren sind.Surface defects can thus be eliminated with the aid of the method according to the invention eliminate in the case of aluminum components in a short time and in an extremely cost-effective manner. In addition, the component treated in this way is given a matt, very attractive appearance Surface. Of course, it is possible through the intensity of the beam as well as the subsequent chemical treatment, the surface of an aluminum component to differentiate according to the intended use, so that a versatile applicability, among other things also in solar energy technology, since a surface enlargement for Improvement of the absorption coefficient can be achieved without further ado, given is. Renovation measures can also be carried out subsequently in a simple manner so that damaged profiles do not have to be melted down. and by enlarging the surface, the adhesion of paints is increased, so that by means of the proposed method treated aluminum components almost subject to any surface refinement, in particularly advantageous Way but to be anodized.

In der Zeichnung sind die einzelnen gemäß der Erfindung vorgesehenen Verfahrensschritte bei der Behandlung eises Aluminium-Profils dargestellt.In the drawing, the individual according to the invention are provided Process steps in the treatment of ice aluminum profile shown.

Fig. 1 zeigt hierbei das mit Preßriefen 3 auf der Oberfläche 2 versehene Aluminium-Bauteil 1. Wird gemäß Fig. 2 die Oberfläche 2 des Aluminium-Bauteils 1 mit Partikeln 11, die durch die Pfeile dargestellt sind, bestrahlt, so wird dessen Oberfläche zerschlagen und es entsteheii Auskolkungen und Kalotten 12 mit scharfen Rändern. Wird sodann das auf diese Weise behandelte Bauteil 1 einer chemischen Nachbehandlung unterzogen, indem dieses in einer Natronlauge gebeizt wird, so wird, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, die Oberfläche wiederum eingeebnet.FIG. 1 shows that provided with press grooves 3 on the surface 2 Aluminum component 1. If, according to FIG. 2, the surface 2 of the aluminum component 1 with particles 11, which are represented by the arrows, irradiated, so is its The surface is smashed and scouring and spherical calottes 12 develop Margins. The component 1 treated in this way then undergoes a chemical aftertreatment by pickling it in a caustic soda solution, as described in Fig. 3 is shown, the surface again leveled.

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Claims

P a a v e n fl t a n s p r ii c h e 1. Process for surface treatment of aluminum components, especially for the pretreatment of aluminum profiles to be anodized and aluminum panels, d a d 1 r c h e k e n n n z e i c h n e t that initially on the surface of the aluminum component particles of high hardness and service life under tioher Speed are blasted and that subsequently to level the The irradiated surface of the aluminum component is pickled in a sodium hydroxide solution.

2. The method according to claim 1 d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e L that the surface of the aluminum component during the first process step with corundum particles, diamond fragments, glass beads or the like. is irradiated.

3. The method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z E i c h n e t that the particles blasted onto the aluminum component have a size from 40 to 400 μ, preferably an average size of 220 μ.

4. The method according to any one of claims 1 IJis 3, d a d u r c h 9 e it is not stated that the particles are perpendicular to the surface by means of injector nozzles of the aluminum component are shot onto them.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, d a d u r C h 9 e k It is noted that the caustic soda is used to level the scoured surface suitable pickling additives have been added to the aluminum component.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e k It is noted that the caustic soda has a tele,; erature during the process from approx. 30 to 80 ° C.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, d a d u r c h g e k It is noted that the pickling process takes place over a period of about 2 up to 20 minutes.

8. The method n.ich one of claims 1 to 7, d a d u r c h g e it is not shown that the aluminum component is or repeatedly, e.g. every 5 minutes, sprayed with water.