DE3402129A1 - Kolorierter, anodisierter gegenstand auf aluminiumbasis und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Kolorierter, anodisierter gegenstand auf aluminiumbasis und verfahren zu seiner herstellung

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DE3402129A1
DE3402129A1 DE19843402129 DE3402129A DE3402129A1 DE 3402129 A1 DE3402129 A1 DE 3402129A1 DE 19843402129 DE19843402129 DE 19843402129 DE 3402129 A DE3402129 A DE 3402129A DE 3402129 A1 DE3402129 A1 DE 3402129A1
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anodized
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Norihiro Shizuoka Ogawa
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Asahi Malleable Iron Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18After-treatment, e.g. pore-sealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
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    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/12Anodising more than once, e.g. in different baths

Description

  • Bezeichnung der
  • Erfindung: Kolorierter, anodisierter Gegenstand auf Aluminiumbasis und Verfahren zu seiner Herstellung Beschreibung: Die Erfindung bezieht sich auf einen kolorierten, anodisierten Gegenstand auf Aluminiumbasis. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen kolorierten, anodisierten Gegenstand auf Aluminiumbasis mit zwei Arten von Aluminiumoxidfilmen, die auf einem Substrat auf Aluminiumbasis aufgetragen sind. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren für die Herstellung eines solchen Gegenstandes.
  • Es ist allgemein bekannt, daß Aluminium oder eine Aluminiumlegierung bezüglich der Korrosions- und Witterungsbeständigkeit durch die Bildung eines anodisierten Aluminiumoxidfilmes an der Oberfläche des Materiales verbessert werden kann.
  • Dabei sind verschiedene Arten des anodischen Aluminiumoxidfilmes bekannt, wie die sogenannten einfachen und die Hartoxidfilme. Der einfache anodische Oxidfilm wird durch Anodisieren des Aluminiums oder seiner Legierung in einem elektrolytischen Bad, wie Schwefelsäurebad, bei einer Temperatur von 20 bis 240C im allgemeinen unter Verwendung von Gleichstrom erhalten. Der dabei entstehende Film ist klar und porös und es wird deshalb eine Kolorierung vorgesehen.
  • Wegen der hohen Porosität und der großen Porendurchmesser reicht jedoch die so erzielbare Widerstandsfähigkeit solcher Filme gegen Korrosion häufig nicht aus. Für die Herstellung eines anodischen Hartoxidfilmes erfolgt die Anodisierung des Aluminiums oder der Aluminiumlegierung bei einer Temperatur nicht Uber 10 C. Der Hartoxidfilm ist weniger porös und ist dicker als der einfache anodische Oxidfilm, sodaß er eine bessere Oxidationsresistenz als dieser ergibt.
  • Wegen der geringeren Porosität und der geringeren Porendurchmesser ist es jedoch schwieriger, einen Hartoxidfilm als einen einfachen Oxidfilm zu färben.
  • Hauptaufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen kolorierten, anodisierten Aluminiumbasis-Gegenstand zu schaffen, der sowohl eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion als auch eine gewünschte Farbe hat.
  • Um diese Aufgabe zu lösen, wird mit der vorliegenden Erfindung ein kolorierter anodisierter Aluminiumbasis-Gegenstand vorgeschlagen, der ein Aluminiumbasissubstrat aufweist, sowie einen ersten und einen zweiten anodischen Aluminiumoxidfilm, die in der Reihenfolge dieser Kennzeichnung auf dem Substrat gebildet sind. Der erste Film soll vorzugsweise eine Dicke zwischen 30 und 150/um und eine Vickershärte von zumindest etwa 330 Hv haben. Der zweite Film soll eine Dicke zwischen 5 und 25/um und eine Vickershärte von nicht mehr als etwa 270 Hv haben und gefärbt sein, indem ein Farbstoff in den Poren dieser Schicht abgelagert ist. Die Vickershärte ist dabei nach dem in den japanischen Industriestandards (Japanese Industrial Standards) niedergelegten Verfahren gemessen.
  • Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist die Schaffung eines Verfahrens für die Herstellung des vorbeschriebenen anodisierten Aluminiumbasisgegenstandes.
  • Weitere, mit der Erfindung gelöste Probleme, sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung der Erfindung.
  • Der kolorierte, anodisierte Aluminiumbasisgegenstand gemäß der Erfindung weist ein Aluminiumbasissubstrat auf, auf dem sich ein erster und ein zwieter anodischer Aluminiumoxidfilm befinden.
  • Das Aluminlumbasissubstrat besteht aus Aluminium und/oder seinen Legierungen wie Al-Mg-Zn und Al-Mg.
  • Der erste anodische Aluminiumoxidfilm auf der Substratoberfläche ist ein sogenannter "Hartanodischer Aluminiumoxidfilm", der durch geringe Porosität und große Härte gekennzeichnet ist. Der erste Film hat eine Vickershärte von zumindest etwa 330 Hv, vorzugsweise etwa zwischen 350 und 450 Hv. Seine Dicke liegt zwischen 30 und 150/um, vorzugsweise zwischen 50 und 70/um. Der durchschnittliche Porendurchmesser des ersten Filmes liegt im Bereich von 100 bis 300 Der äußere, zweite anodische Aluminiumoxidfilm ist auf der Außenfläche des ersten Aluminiumoxidfilmes angeordnet und ist ein sogenannter "einfacher anodischer Aluminiumoxidfilm" der durch hohe Porosität und Klarheit gekennzeichnet ist.
  • Dieser zweite Film hat eine Vickershärte von nicht mehr als etwa 270 Hv, vorzugsweise eine Vickershärte zwischen etwa 150 und etwa 250 Hv. Seine Dicke liegt zwischen 5 und 25/um, vorzugsweise zwischen 10 und 20/um. Vorzugsweise hat der zweite Film einen durchschnittlichen Porendurchmesser etwa zwischen 100 und 300 R . Der zweite Film ist koloriert, indem ein Farbstoff in zumindest einem Teil seiner Poren abgelagert ist. Dabei kann jeder organische oder anorganische Farbstoff Anwendung finden, wie er üblicherweise bei entsprechenden Anwendungsfällen zur Anwendung kommt. Abhängig von dem Metall des Substrates, wird der erste Film spontan koloriert. In einem solchen Fall kann der hergestellte Gegenstand dunkle Farhen annehmen, die sich aus dem Farbstoff und dem ersten Film ergeben.
  • Ein kolorierter Komposit-Aluminlumbaslsgegenstand wird wie folgt hergestellt.
  • Aluminium oder eine Aluminiumlegierung wird als Substrat zuerst einer ersten Anodisierungsbehandlung unterworfen, wie sie an sich bekannt ist. Daraufhin wird ein zweiter anodisierter Aluminiumoxidfilm mit einer Dicke und einer Härte hergestellt, wie sie oben definiert sind. Insbesondere wird Aluminium oder eine seiner Legierungen in ein erstes elektrolytisches Bad eingetaucht, beispielsweise in einen Elektrolyten auf der Basis von Schwefelsäure, mit einer geeigneten Gegenelektrode, z.B. einer Aluminiumkathode. Während einer bestimmten Zeitdauer wird dann zwischen den beiden Elektroden eine Spannung ausgebildet, beispielsweise mit einem Gleichstrom mit einer Spannung von 12 bis 22 Volt, sodaß sich der zweite anodische Aluminiumoxidfilm mit der gewünschten Dicke ausbildet. Wichtig ist, daß die erste anodische Oxidationsbehandlung bei einer Temperatur von 20 bis 40°C durchgeführt wird.
  • Das Aluminium des zweiten Filmes wird danach einer zweiten Anodisierungsbehandlung in einem zweiten elektrolytischen Bad unterzogen, um unter dem zweiten Film einen ersten anodischen Aluminiumoxidfilm mit einer Härte und Dicke, wie sie oben angegeben wurden, zu bilden. Auch die zweite Anodisierungsbehandlung erfolgt in einer an sich bekannten Weise. Schwefelsäure, Oxalsäure und ein Gemisch aus Schwefel- und Oxalsäure und/oder Zitronensäure sind Beispiele für geeignete zweite Elektrolyte. Wesentlich ist, daß die zweite Behandlung bei einer Temperatur ausgeführt werden sollte, die 100C nicht überschreitet, um zu gewährleisten, daß der anodische Oxidfilm eine große Härte hat.
  • Der resultierende Aluminium überzug mit dem ersten und dem zweiten anodischen Aluminiumoxidfilm wird danach koloriert, was in an sich bekannter Weise geschehen kann, beispielsweise unter Anwendung der Elektrokolorlerungstechnik, um abschließend einer an sich bekannten Versiegelungstechnik unterzogen zu werden.
  • Die Erfindung soll durch die beiden folgenden Beispiele noch näher erläutert werden.
  • Beispiel 1 Eine Aluminiumbasisleglerung aus 3,2 bis 3,8 Gew.% Mg, 2,8 bis 3,2 Gew.% Zn und dem im wesentlichen aus Al bestehenden Rest wurde mit einem Detergens entfettet. Die so vorbehandelte Legierung wurde in Schwefelsäure mit einem Gehalt an H2S04 von 220 g/l einer ersten Anodisierungsbehandlung unterzogen, wobei die Gegenelektrode aus Grafit bestand. Die erste Anodisierungsbehandlung wurde 10 Minuten lang bei einer Temperatur von 300C und bei einer Stromdichte von 4 Ampere je dm2 durchgeführt, wobei sich auf der Legierung ein einfacher anodischer Oxidationsfilm mit einer Dicke von 12/um bildete.
  • Der ersten Anodisierung folgte eine zweite Anodisierungsbehandlung im gleichen Elektrolysebad bei einer Temperatur von 200 und für die Dauer von 40 Minuten, wobei umgerührt wurde, um unter dem einfachen Oxidfilm einen harten anodischen Aluminiumoxidfilm mit einer Dicke von etwa 60/um zu bilden. Nach dem Abwaschen mittels Wasser, wurde die resultierende Legierung zum Einfärben in eine Farbflüssigkeit eingetaucht, die 10 g/l eines Im Handel erhältlichen Farbstoffes (Handelsname SANODAL von Sandoz Ltd., Schweiz) enthielt. Die Badtemperatur betrug 600C, die Eintauchzeit 15 Minuten. Nach dem Abwaschen mit Wasser wurde die kolorierte Aluminiumlegierung mit einer wässrigen Lösung behandelt, die 7 g/l eines Nickelbasissiegelungsagens enthielt. Die Temperatur der Lösung betrug 1000C, die Einwirkungsdauer betrug 20 Minuten. Hierdurch ergab sich ein anodisierter dunkelgefürbter Aluminiumoxidbasisgegenatund (Gegenstand uuf Aluminlumuxldbasis). Der Gegenstand hatte eine ausgezeichnete Korroslonsreslstenz.
  • Beispiel 2 Das Beispiel 1 wurde in der beschriebenen Weise wiederholt mit dem Unterschied, daß die Zeitdauer der ersten und zweiten Anodisierungsbehandlung auf 20 bzw.
  • 30 Minuten erstreckt wurden, um so einen kolorierten anodisierten Aluminiumbasisgegenstand zu erhalten. Der untere, hartanodische Oxidfilm hatte eine Dicke von etwa 20/um und der äußere, einfache anodische Oxidfilm hatte vor dem Kolorieren eine Dicke von etwa 50/um.
  • Zusammenfassend kann die Erfindung nochmals wie folgt gekennzeichnet werden.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein kolorierter, anodisierter Gegenstand auf Aluminiumbasis mit einem Substrat auf Aluminiumbasis und darauf angeordnetem erstem und zweitem anodisiertem Aluminiumoxidfilm. Der innen liegende, erste Film hat eine Härte von etwa 330 Hv und darüber, während der äußere, zweite Film poröser als der erste Film ist und eine Härte von etwa 270 Hv oder weniger hat. Der zweite Film ist mit einem Farbstoff koloriert. Der Gegenstand erhält dadurch diesen Aufbau, daß das Aluminiumbasissubstrat in einem Elektrolytbad bei einer Temperatur von 20 bis 400C anodisiert wird, anschließend bei einer Temperatur von nicht über 100C, wodurch das so vorbehandelte Substrat die beiden verschiedenen anodischen Aluminiumoxidfilme aufweist, um abschließend der Farbbehandlung unterworfen zu werden.

Claims (5)

  1. Bezeichnung der Erfindung: Kolorierter, anodisierter Gegenstand auf Aluminiumbasis und Verfahren zu seiner Herstellung Patentansprüche: 1. Kolorlerter, anodisierter Gegenstand auf Aluminiumbasis, gekennzeichnet durch ein Substrat auf Aluminiumbasis, einen ersten anodischen Aluminiumoxidfilm auf der Oberfläche des Aluminiumbasissubstrates mit einer Dicke zwischen 30 und 150/um und einer Vickershärte von zumindest 330 Hv und einen zweiten, porösen anodischen Aluminlumoxidfllm auf der Außenseite des ersten Filmes mit einer Dicke zwischen 5 und 25,um und einer Vickershärte von nicht mehr als etwa 270 Hv, in dessen Poren, zumindest einem Teil seiner Poren, ein Kolorierungsmittel abgelagert ist.
  2. 2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat auf Aluminiumbasis aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
  3. 3. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Film eine Dicke zwischen 50 und 70,um und eine Vickershärte etwa zwischen 350 und 450 Hv hat, während der zweite Film eine Dicke zwischen 10 und 20/um und eine Vickershärte etwa zwischen 150 und 250 Hv hat.
  4. 4. Verfahren zum Herstellen eines kolorlerten anodisierten Gegenstandes auf Aluminiumbasis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Anodisieren eines Substrates auf Aluminiumbasis in einem ersten elektrolytischen Bad unter Gleichstrom bei einer Temperatur zwischen 20 und 400C während einer Dauer derart, daß sich ein zweiter, äußerer anodisierter, poröser Aluminiumoxidfilm mit einer Dicke zwischen 5 und 25um und einer Vickershärte von nicht mehr als etwa 270 Hv auf der Substratoberfläche bildet; anschließendes Anodisieren des den zweiten, äußeren Film stützenden Substrates in einem zweiten Elektrolysebad bei einer Temperatur von nicht mehr als 100C für eine bestimmte Zeitdauer derart, daß ein erster, innerer, anodisierter Aluminiumoxidfilm mit einer Dicke zwischen 30 und 150/um und einer Vickershärte von zumindest etwa 330 Hv zwischen dem zweiten Film und dem Substrat entsteht und anschließende Farbbehandlung des Substrates mit dem ersten und zweiten ilm.
  5. 5. Ein nach dem Verfahren gemäß Anspruch 4 hergestellter Gegenstand.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3530934C1 (de) * 1985-08-29 1987-04-16 Chemal Gmbh & Co Kg Verfahren zur gleichmaessigen elektrolytischen Einfaerbung von eloxiertem Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen
CN1301345C (zh) * 2004-02-26 2007-02-21 陈刚 一种电子执行器硬阳极化处理的工艺方法
CN114481250A (zh) * 2020-10-23 2022-05-13 富准精密模具(嘉善)有限公司 复合阳极的制备方法及复合阳极

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