DE3426666A1 - Waessrige anodisierungsloesung - Google Patents
Waessrige anodisierungsloesungInfo
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
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- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
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Description
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine wäßrige Anodisierungslösung zur Anodisierung eines Gegenstandes aus Magnesium oder
einer Legierung auf Magnesiumbasis, um der Oberfläche des Gegenstandes Korrosionsbeständigkeit, Abriebbeständigkeit
und dekorative Eigenschaften zu verleihen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Färbung
eines Gegenstandes aus Magnesium oder einer Legierung auf Magnesiumbasis.
Magnesium und Magnesiumlegierungen sind leicht und haben günstige mechanische Eigenschaften. Sie sind aber chemisch
aktiv, so daß sie leicht korrodieren. Aus diesem Grunde werden Gegenstände aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen
im allgemeinen vor dem Gebrauch einer bestimmten Oberflächenbehandlung unterworfen, um sie korrosionsfest
zu machen. Bislang sind verschiedene Oberflächenbehandlungen vorgeschlagen worden, wobei einige davon
auch schon in die Praxis Eingang gefunden haben.
Die bekannten Oberflächenbehandlungen für Magnesium und
Magnesiumlegierungen werden breit in 2wei Gruppen aufgeteilt, nämlich eine chemische Umwandlung und eine
anodische Oxidation.
Repräsentative Beispiele für chemische Umwandlungsprozesse sind in der JIS-Norm H 8651(1978) in Gruppen 1 bis 4
und Gruppe 7 beschrieben. Repräsentative Beispiele für die anodische Oxidation schließen in der JIS-Norm
H 8651(1978) in Gruppen 5 und 6 beschriebene Prozesse (Formulierung der Anodisierungslösung der Gruppe 5:
Ammoniumnitrat, Natriumbichromat und wäßriges Ammoniak;
und Formulierung der Anodisierungslösung der Gruppe 6:
Natriumhydroxid, Ethylenglykol, Natriumoxalat, Natrium-
bichromat und Natriumhydrogenfluorid); den HAE-Prozeß,
beschrieben in MIL-Standard (MIL-M-452028; Formulierung
der Anodisierungslösung: Kaliumhydroxid, Kaliumfluorid, ;
Natriumphosphat, Aluminiumhydroxid und Kaliumpermanganat); und den Dow-17 Prozeß (Formulierung der Anodisierungslösung:
Ammoniumhydrogenfluorid, Natriumbichromat
und Phosphorsäure) ein.
Die oben beschriebenen, herkömmlichen Verfahren haben jedoch
alle nachteilige Merkmale. Obgleich der chemische Umwandlungsprozeß in der Verfahrensweise einfach ist, besitzt
die umgewandelte Oberfläche eines Gegenstandes aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung keine genügende.
Korrosionsbeständigkeit. Die chemische Umwandlung wird daher lediglich für eine versuchsweise durchgeführte Antikorrosionsbehandlung
angewendet.
Demgegenüber wird die anodische Oxidation im allgemeinen
für eine langzeitige Antikorrosionsbehandlung durchgeführt. Unter den bekannten anodischen Oxidationsverfahren
sind der HAE-Prozeß und der Dow-17 Prozeß wirksam, um der
Metalloberfläche eine hohe Korrosionsbeständigkeit zu verleihen. Trotzdem werden bei den genannten Prozessen
immer noch Verbesserungen gewünscht, und zwar insbeson- , dere hinsichtlich des Wertes der Korrosionsbeständigkeit
und der dekorativen Eigenschaften der so hergestellten Gegenstände. Dazu kommt noch, daß diese Verfahren dahingehende
Nachteile haben, daß die Oberfläche eines Gegenstandes aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung automatisch
gefärbt wird, um eine dunkelbraune oder dunkelgrüne Vorderseite zu zeigen. Obgleich der Gegenstand aus
Magnesium oder einer Magnesiumlegierung, der auf diese Weise in der Korrosions-Hemmbehandlung gefärbt worden
ist, hinsichtlich der chemischen und physikalischen Eigenschaften keine wesentlichen Probleme mit sich bringt,
■■■ ■*.-
wird ein solcher Gegenstand aber nicht ohne weiteres als Material für Handelsprodukte akzeptiert. Genauer gesagt,
der Gegenstand aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung wird in Handelsprodukte im allgemeinen eingearbeib
tet, nachdem er auf der Oberfläche so gefärbt worden ist, daß er an das Ziel der Gegenstände angepaßt ist, um das
dekorative Bild des Gegenstandes zu erhöhen. Die ursprünglich dunkelgefärbte Oberfläche kann selbst bei Anwendung
einer chemischen oder elektrochemischen Färbemethode oder einer Anstrichmethode auf der Oberfläche nur mit
Schwierigkeiten eingefärbt werden, um eine gewünschte Färbung oder eine gewünschte Farbschattierung zu erhalten.
Zur Überwindung der oben beschriebenen Probleme ist in der JA-OS 55(1980)-76094 bereits ein Verfahren zur Einfärbung
einer Oberfläche eines Gegenstandes aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung vorgeschlagen worden,
bei dem die Oberfläche einer elektrolytischen Behandlung (anodische Oxidation) in einem alkalischen, elektrolyti
sehen Bad, das Trinatriumphosphat und eine organische Säure (oder eine anorganische Säure) oder ein Salz davon
enthält, und bei dem in einer darauf folgenden Stufe die so behandelte Oberfläche des Gegenstandes mit einem Farbstoff
für die Färbung von Aluminium, d.h. einem Farbstoff für die Einfärbung von anodisiertem Aluminium, gefärbt
wird. Dieses Verfahren erfordert aber einen weiteren Prozeß zur Verhinderung der Färbung, damit der Farbstoff
auf der Oberfläche gehalten wird. Dieses Verfahren hat daher den Nachteil, daß die Verfahrensmaßnahmen kompliziert
sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anodisierungslösung zur Anodisierung eines Gegenstandes aus Magnesium oder
einer Magnesiumlegierung zur Verfügung zu stellen. Diese Anodisierungslösung soll den Gegenständen aus Magnesium
oder einer Magnesiumlegierung eine hohe Korrosionsbeständigkeit, eine hoche Abriebbeständigkeit und ausgezeichnete
dekorative Eigenschaften verleihen.
Durch die Erfindung soll weiterhin ein Verfahren zum
Färben eines Gegenstandes aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung zur Verfügung gestellt werden, das dazu
imstande ist, diesen Gegenständen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichnete dekorative
Eigenschaften zu verleihen.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine wäßrige Anodisierungslösung
zur Anodisierung eines Gegenstandes aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß sie pro 1 1 Volumen 20 bis 300 g eines Aluminate, 0,5 bis 8 Mol eines Alkalihydroxids/
1 Mol des Aluminate und mindestens eine Komponente aus der Gruppe 20 bis 200 g einer Borverbindung, 2 bis 50 ml
eines Phenols, 2 bis 50 g eines Sulfats und 5 bis 70 g einer Jodverbindung enthält.
Durch die Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zur Färbung eines Gegenstandes aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung
geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf der Oberfläche eines Gegenstandes eine
Aluminiumoxid enthaltende Schicht ausbildet und daß man die Schicht mit einem anodisiertes Aluminium färbenden"
Farbstoff färbt.
Gegenstände aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung
erhalten nach anodischer Oxidation in dem erfindungsgemäßen, wäßrigen Anodisierungsbad eine Aluminiumoxid enthaltende
Schicht auf ihrer Oberfläche. Die so hergestell-
ι te, Aluminiumoxid enthaltende Schicht besteht im allgemeinen
im wesentlichen aus einer chemisch stabilen und vorwiegend harten Spinellverbindung (MgO.Al2O,). Eine
solche Spinellschicht kann bis zu einer Dicke von etwa 70/um gebildet werden. Die Spinellschicht zeigt eine
weiße Oberfläche. Gegenstände aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung, deren Oberfläche mit einer solchen
Spinellschicht beschichtet ist, sind gegenüber Korrosion und Abrieb in beträchtlichem Ausmaß beständig.
Es wurde weiterhin festgestellt, daß die im wesentlichen aus der Spinellverbindung bestehende, weiße Oberflächenschicht
leicht in einem Färbebad, das einen Farbstoff für die Einfärbung von anodisiertem Aluminium enthält,
gefärbt wird, um eine gewünschte Färbung mit einer gewünschten Farbschattierung zu zeigen. Der Farbstoff
wird weiterhin von der Oberfläche der Schicht stark adsorbiert und die so gebildete Schicht ist gegenüber einer
Entfärbung hoch beständig.
Die erfindungsgemäße, wäßrige Anodisierungslösung enthält
als Hauptkomponenten ein Aluminat und ein Alkalihydroxid und erfordert im Gegensatz zu den bekannten
Anodisierungslösungen keine Einarbeitung eines Schwermetalls, wie Chrom oder Mangan, oder einer Fluor enthaltenden
Komponente. Demgemäß ist die erfindungsgemäße Anodisierungslösung deswegen vorteilhaft, weil daraus
entstehende Abwasser leicht bearbeitet werden können.
Gewünschtenfalls kann jedoch die erfindungsgemäße Anodisierungslösung
ein Bichromat enthalten, so daß der anodisierten Oberfläche eines Gegenstandes aus Magnesium
oder einer Magnesiumlegierung eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit verliehen werden kann. In diesem Fall
wird die Chromatkomponente notwendigerweise einer speziellen Bearbeitung unterworfen.
Das in die erfindungsgemäße Anodisierungslösung eingearbeitete
Aluminat ist vorzugsweise wasserlöslich. Repräsentative Beispiele sind Alkalimetallsalze von Aluminiumsäure,
wie Natriumaluminat und Kaliumaluminat. Das Aluminat
ist in einer Menge von 20 bis 300 g und vorzugsweise 30 bis 250 g/1 1 Volumen der Anodisierungslösung enthalten.
Bei Aluminatmengen unterhalb der Untergrenze wird auf der Oberfläche des Gegenstandes aus Magnesium oder
der Magnesiumlegierung keine Spinellschicht gebildet. Wenn andererseits die Aluminatmenge über die Obergrenze
hinausgeht, dann zersetzt sich die Aluminiumsäure-Verbindung rasch in der Lösung, wodurch ein Niederschlag von
Aluminiumhydroxid gebildet wird.
Das in die erfindungsgemäße Anodisierungslösung eingearbeitete
Alkalihydroxid wirkt in der Weise, daß die Hydrolyse eines Aluminiumions, das in Form des Aluminate
eingeführt wird, verhindert wird. Demgemäß ist die Menge an Alkalihydroxid in enger Beziehung zu dem Gehalt der
Lösung an Aluminiumsäureionen. Im allgemeinen beträgt die Alkalihydroxidmenge 0,5 bis 8 Mol und vorzugsweise 1
bis 6 Mol/1 Mol Aluminat. Wenn die Alkalihydroxidmenge unterhalb der Untergrenze liegt, dann ist eine Ausfällung
des Aluminiumhydroxids möglich. Wenn andererseits die Aluminiumhydroxidmenge oberhalb der Obergrenze liegt,
dann kann es vorkommen, daß die anodisierte Oberfläche des Gegenstandes aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung,
insbesondere hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit, verschlechtert wird. Repräsentative Beispiele für r
Alkalihydroxide sind Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid.
Die erfindungsgemäße, wäßrige Anodisierungslösung kann in der Weise hergestellt werden, daß man ein Aluminat,
ein Alkalihydroxid und mindestens eine Verbindung aus der Gruppe Borverbindungen, Phenole, Sulfate und Jodver-
ι bindungen in speziellen Mengen auflöst. Da Jedoch das
Aluminat in der Weise hergestellt werden kann, daß man metallisches Aluminium oder eine andere Aluminiumverbindung,
wie Aluminiumhydroxid, in einer wäßrigen Lösung von Alkalihydroxid, wie von Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid,
auflöst, kann die wäßrige Anodisierungslösung auch dadurch hergestellt werden, daß man das Aluminiumhydroxid
oder metallisches Aluminium anstelle des Aluminate verwendet. Die auf diese Weise hergestellte Anodisierungslösung
fällt daher gleichfalls unterdie wäßrige Anodisierungslösung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Hinsichtlich der Reihenfolge der Zugabe des Aluminate und des Alkalihydroxids zu Wasser bestehen keine speziellen
Begrenzungen. Wenn jedoch metallisches Aluminium oder Aluminiumhydroxid anstelle des Aluminate verwendet
wird, dann wird das Aluminium oder das Aluminiumhydroxid vorzugsweise in einer zuvor hergestellten, wäßrigen Alkalihydroxidlösung
aufgelöst. Geeigneterweise werden andere Additive danach in die Lösung eingeführt. Das bei
der Herstellung der Anodisierungslösung verwendete Wasser enthält vorzugsweise keine Chloridionen.
Wie oben beschrieben, enthält die wäßrige Anodisierungslösung gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens eine
Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Borverbindung, einem Phenol, einem Sulfat und einer
Jodverbindung, in den speziell angegebenen Mengen. Durch Verwendung der so formulierten Anodisierungslösung zeigt
eine behandelte Oberfläche eines Magnesium- oder Magnesiumlegierungsgegenstandes
erhebliche Verbesserungen hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit und der Abriebbeständigkeit
und der Gleichförmigkeit der Oberflächenschicht.
Die Borverbindung sollte in Wasser löslich sein. Die Einführung der Borverbindung in die erfindungsgemäße Anodisierungslösung
dient hauptsächlich dazu, die Korrosionsbeständigkeit des anodisierten Gegenstandes zu verbessern.
Die Menge der Borverbindung ist vorzugsweise auf ein gewisses Ausmaß begrenzt, so daß weder unlösliche Stoffe
zurückbleiben können noch Niederschläge gebildet werden. Im allgemeinen beträgt die zugegebene Menge der Borverbindung
20 bis 200 g/l (bezogen auf die Gesamtmenge der fertigen Anodisierungslösung, wobei diese Basis beim Fehlen
gegenteiliger Angaben nachstehend beibehalten werden wird). Beispiele für geeignete Borverbindungen sind
Kaliummetaborat, Natriummetaborat, Ammoniummetaborat,
Metaborsäure und Natriumtetraborat.
Das erfindungsgemäß verwendbare Phenol sollte in der Lösung
löslich sein und gegenüber den anderen Komponenten in der Lösung inert sein, so daß keine Niederschläge
durch Reaktionen gebildet werden können. Beispiele für geeignete Phenole sind Phenol, Phenolnatrium, Phenol-2,4-disulfonsäure,
o-Phensolsulfonsäure und p-Phenolsulfonsäure.
Die Zugabemenge des Phenols liegt im Bereich von 2 bis 50 ml/l, vorzugsweise 2 bis 25 ml/l. Wenn die
zugegebene Phenolmenge unterhalb der Untergrenze liegt, dann wird kein nennenswerter Effekt bewirkt. Wenn andererseits
die Zugabemenge des Phenols über die Obergrenze hinausgeht, dann kann es sein, daß sich der elektrische
Strom in nachteiliger Weise auf einen kleinen Bereich beim anodischen Oxidationsprozeß konzentriert, so daß
keine zufriedenstellend anodisierte Schicht erhalten wird.
Das Sulfat ist vorzugsweise in der Anodisierungslösung löslich und vorzugsweise gegenüber anderen Komponenten
in der Lösung inert, so daß keine Niederschläge durch Reaktion gebildet werden. Beispiele für solche Sulfate sind
Natriumsulfat, Kaliumsulfat und Ammoniumsulfat. Die Zugabemenge
des Sulfats liegt im Bereich von 2 bis 50 g/l, vorzugsweise 2 bis 25 g/l. Wenn die Zugabemenge des Sulfats
unterhalb der Untergrenze liegt, dann wird kein nennenswerter Effekt hinsichtlich der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
bewirkt. Wenn andererseits die Zugabemenge des Sulfats über die obengenannte Obergrenze hinausgeht,
dann kann es sein, daß beim anodischen Oxidationsprozeß in nachteiliger Weise der elektrische Strom
erhöht wird, so daß keine zufriedenstellend anodisierte Schicht erhalten werden kann.
Die Jodverbindung ist vorzugsweise in der Anodisierungslösung löslich und sie ist vorzugsweise gegenüber anderen
Komponenten in der Lösung inert, so daß keine Niederschläge durch Reaktion gebildet werden. Beispiele für geeignete
Jodverbindungen sind Salze von Jod mit Alkalimetallen
(z.B. Natrium und Kalium) und ein Ammoniumsalz von Jod. Die Zugabemenge der Jodverbindung liegt im Bereich
von 5 bis 70 g/l, vorzugsweise 5 bis 50 g/l. Wenn die Zugabemenge der Jodverbindung unterhalb der Untergrenze
liegt, dann wird kein nennenswerter Effekt bewirkt. Wenn andererseits die Zugabemenge der Jodverbindung
über die Obergrenze hinausgeht, dann kann es sein, daß bei der anodischen Oxidation in nachteiliger Weise
der elektrische Strom erhöht wird, so daß keine zufriedenstellend anodisierte Schicht erhalten wird.
Die obengenannten Additive können einzeln oder in Kombination in die erfindungsgemäße Anodisierungslösung eingearbeitet
werden. Vorzugsweise wird eine Kombination aus der Borverbindung und der Jodverbindung verwendet.
Die obengenannten Additive können weiterhin in Kombination mit einem Carboxylat angewendet werden. Das ver-
wendbare Carboxylat ist vorzugsweise wasserlöslich. Beispiele
für geeignete Carboxylate sind Alkalimetallsalze (z.B. das Natriumsalz oder das Kaliumsalz) und das Ammoniumsalz
verschiedener Carbonsäuren, wie Monocarbonsäuren (z.B. Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure und
Valeriansäure), Dicarbonsäuren (z.B. Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure und Adipinsäure) und Oxycarbonsäuren
(z.B. Milchsäure, Weinsäure und Citronensäure). Die Zugabemenge des Carboxylats liegt im Bereich von 2 bis
80 g/l, vorzugsweise 5 bis 60 g/l. Wenn die Zugabemenge des Carboxylats unterhalb der Untergrenze liegt, dann
wird kein nennenswerter Effekt bewirkt. Wenn andererseits die Zugabemenge des Carboxylats die obengenannte
Obergrenze übersteigt, dann kann es vorkommen, daß keine anodisierte Schicht mit zufriedenstellender Oberfläche
erhalten wird.
Die erfindungsgemäße Anodisierungslösung kann ein geeignetes
Chromat zusätzlich zu dem obigen Additiv (Additiven) enthalten. Durch Verwendung des Chromate wird die
anodisierte Lösung wirksamer, um der Oberfläche des Gegenstandes aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung
eine Korrosionsbeständigkeit zu verleihen. Das Chromat ist vorzugsweise in der Anodisierungslösung löslich und
ist gegenüber den anderen Komponenten in der Lösung vorzugsweise inert, so daß keine Niederschläge durch Reaktion
gebildet werden können. Beispiele für geeignete Chromate sind Bichromate, wie Kaliumbichromat, Natriumbichromat
und Ammoniumbichromat. Die Zugabemenge des Chromats liegt im Bereich von 2 bis 100 g/l, vorzugsweise
5 bis 50 g/l. Wenn die Zugabemenge des Chromats unterhalb der Untergrenze liegt, dann wird kein nennenswerter
Effekt bewirkt. Wenn andererseits die Zugabemenge des Chromats die obige Obergrenze übersteigt, dann kann
es .vorkommen, daß keine anodisierte Schicht mit zufriedenstellender
Oberfläche erhalten wird.
ι Hinsichtlich des Gegenstandes aus Magnesium oder der Magnesiumlegierung,
der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anodisierungslösung anodisiert werden kann, bestehen
keine speziellen Begrenzungen. Das Magnesium oder & die Magnesiumlegierung enthält vorzugsweise nicht weniger
als ungefähr 70 Gew.% Magnesium. Die anodische Oxidation
unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anodisierungslösung wird vorteilhaft auf Magnesiumlegierungen
angewandt, die ein oder mehrere weitere Elemente, wie Aluminium, Zink, Mangan, Zirkon, Silicium und Metalle der
seltenen Erden, enthalten.
Bei der Durchführung der anodischen Oxidation des Gegenstandes aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung in
lb der erfindungsgemäßen Anodisierungslösung wird die Anodisierungslösung
vorzugsweise auf einer Temperatur zwischen 5 und 700C gehalten. Wenn die Temperatur der Lösung
zu niedrig angesetzt wird, dann erfordert das Verfahren größere Kühlvorrichtungen, was vom wirtschaftlichen Standpunkt
aus nachteilig ist. Wenn andererseits die Temperatur zu hoch angesetzt wird, dann verdampft die Lösung
rasch, wodurch es schwierig wird, die Zusammensetzung der Lösung aufrechtzuerhalten. Demgemäß wird die Temperatur
der Anodisierungslösung vorzugsweise innerhalb des obigen Bereichs eingestellt.
Die Spannung für den anodischen Oxidationsprozeß wird
vorzugsweise auf einen Wert innerhalb des Bereichs von 10 bis 150 V eingestellt, da zu niedrige Spannungen nicht
dazu imstande sind, eine zufriedenstellende Spinellschicht auf der Oberfläche des Gegenstandes aus Magnesium oder
einer Magnesiumlegierung zu erzeugen, während andererseits zu hohe Spannungen auf einem Teil der Oberfläche
eine heftige anodische Oxidationsreaktion bewirken, wodurch ein Verbrennen der resultierenden Schicht bewirkt
wird. Die Stromdichte wird vorteilhafterweise innerhalb des Bereichs von 0,5 bis 10 A/dm eingestellt. Die Anodisierungs
ze it wird im allgemeinen auf einen Wert innerhalb von 10 bis 90 Minuten, je nach der gewünschten
Dicke der Oberflächenschicht, eingestellt.
Der Gegenstand aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung,
der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anodisierungslösung
anodisiert worden ist, wird sodann mit Wasser gewaschen und getrocknet. Alternativ wird der
anodisierte Gegenstand mit Wasser gewaschen, auf der Oberfläche in herkömmlicher Weise versiegelt, mit Wasser
gewaschen und getrocknet. Auf diese Weise wird ein Gegenstand erhalten, der eine Oberflächenschicht besitzt, die
eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit und Abriebbeständigkeit aufweist. Die resultierende Oberflächenschicht
besteht im wesentlichen aus dem anodischen Oxidationsprodukt von Magnesium oder der Magnesiumlegierung in Gegenwart
des Aluminate. Das Oxidationsprodukt ist im allgemeinen ein Spinell (MgO.Al2O-*) oder ein Spinell enthaltendes
Gemisch. Die in der erfindungsgemäßen Anodisierungs lösung gebildete Spinellschicht haftet an dem
Gegenstand bis zu einem Ausmaß, das demjenigen eines anodischen Oxidationsprodukts, welches unter Verwendung
einer herkömmlichen Anodisierungslösung erhalten worden ist, gleich oder sogar höher ist. Demgemäß kann die erfindungsgemäße
Anodisierungslösung vorteilhafterweise zur Bildung einer Substratschicht auf einem Gegenstand
aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung verwendet werden.
Die auf dem Gegenstand aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung
gebildete, weiße, anodisierte Oberflächenschicht kann ohne weiteres zu einer beliebigen Färbung
und einem beliebigen Farbton unter Verwendung eines
Farbstoffs für anodisiertes Aluminium, der üblicherweise
zum Einfärben von anodisierten Aluminiumschichten verwendet wird, gefärbt werden.
b Wenn eine Oberflächenschicht, wie von Magnesiumhydroxid [Mg(OH^L Magnesiumfluorid [MgF2J oder Magnesiumoxid
[MgO], als weiße Oberflächenschicht auf der Oberfläche des Gegenstandes aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung
gebildet wird, dann ist es möglich, die weiße Oberflächenschicht
unter Verwendung eines Aluminium-Einfärbungsfarbstoffs zu färben. Jedoch wird selbst in einem
solchen Fall der adsorbierte Farbstoff rasch durch Reiben der gefärbten Oberfläche mit einem weißen Papierblatt
etc. entfernt, was möglicherweise darauf zurückzuführen ist, daß keine Aluminiumkomponente in diesen
Schichten enthalten ist. Es wird angenommen, daß die Aluminium enthaltende Oberflächenschicht beispielsweise die
Schicht aus Spinell (MgO.AIpO,), die unter Verwendung
der erfindungsgemäßen Anodisierungslösung erhalten worden
ist, sich chemisch mit dem Farbstoff umsetzt, wodurch der Farbstoff auf der Oberfläche der Schicht fixiert wird,
so daß eine zufriedenstellende Einfärbung erhalten wird, die im wesentlichen von einer Entfärbung frei ist.
Auf diese Weise wird die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anodisierungslösung gebildete, anodisierte Oberflächenschicht
vorteilhaft mit einem Farbstoff für die Einfärbung von anodisiertem Aluminium gefärbt. Beispiele
für geeignete Farbstoffe sind bekannte, saure Farbstoffe, Metallkomplex enthaltende Farbstoffe und saure Beizenfarbstoffe.
Die Bedingungen zur Einfärbung der anodisierten Schicht auf dem Gegenstand aus Magnesium oder der Magnesiumlegierung,
z.B. hinsichtlich der Konzentration der Farbstofflösung, des pH-Wertes der Farbstofflösung,
den erforderlichen Maßnahmen, um eine Kontamination durch
Verunreinigungen zu verhindern, können entsprechend den Bedingungen eingestellt werden, wie sie für die Einfärbung
von Aluminium-Metalloberflächen üblich sind.
Die Einfärbung der Aluminium enthaltenden Oberflächenschicht,
die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anodisierungslösung
auf dem Gegenstand aus Magnesium oder der Magnesiumlegierung erhalten worden ist, kann in der
herkömmlichen Weise, wie sie für die Einfärbung von AIuminiumgegenständen
üblich ist, durchgeführt werden. So kann z. B. zunächst eine Farbstofflösung hergestellt
werden, deren Farbstoffgehalt im allgemeinen im Bereich von 1 bis 10 g/l liegt und deren pH-Wert erforderlichenfalls
eingestellt worden ist. Weiterhin kann gegebenenfalls
ein oberflächenaktives Mittel in die Farbstofflö-■"
sung eingearbeitet werden, um die gewünschte Farbstofflösung für die Einfärbung der Aluminium enthaltenden
Schicht zu erhalten. Einzelheiten hinsichtlich der weiteren Bedingungen und Verfahrensmaßnahmen des Einfärbungs-Verfahrens
werden in "Handbuch der Technologie der Metalloberflächen-Behandlung"
(in japanischer Sprache), herausgegeben von der Gesellschaft für die Technologie
der Behandlung von Metalloberflächen (Nikkan Kogyo Shimbun-Sha, 1976), und dem "Handbuch der Technologie
der Aluminiumoberflächen-Behandlung11 (in japanischer Sprache), herausgegeben von der Gesellschaft für die
Technologie der Aluminiumoberflächen-Behandlung (Keikinzoku Publishing, 1980), beschrieben.
Was die Temperatur einer Einfärbungslösung betrifft, so
wird im allgemeinen die Temperatur im Bereich von 55 bis 650C bei der Einfärbung der Aluminiumoberfläche angewendet.
Im Gegensatz dazu kann die Einfärbung bei einer höheren Temperatur, die etwa 100°C beträgt, bei der
Aluminium enthaltenden Oberflächenschicht vorgenommen
werden, die auf dem Magnesium oder der Magnesiumlegierung gebildet worden ist. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß die Oberflächenschicht eines Gegenstandes aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung, die durch anodische
Oxidation unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anodisierungslösung
erhalten worden ist, nicht versiegelt ist, wobei eine solche Versiegelung im allgemeinen beim Kontakt
mit siedendem Wasser bei der Behandlung der Aluminium-Metalloberfläche bewirkt wird. Die Einfärbungslösung
mit hoher Temperatur ermöglicht es, die Oberflächenschicht, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen
Anodisierungslösung erhalten worden ist, innerhalb einer kürzeren Zeitspanne einzufärben, weil die Farb-Adsorptionsgeschwindigkeit
erhöht worden ist.
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.
In den Beispielen wurde die Korrosionsbeständigkeit nach dem Salzspray-Test, beschrieben in der JIS-Norm Z-2371,
bestimmt. Hierbei wird der Gewichtsverlust eines Probekörpers durch. Korrision nach I6stündigem Aussetzen an einen
Salzspray bestimmt. Die Abriebbeständigkeit wurde nach der JIS-Norm H-8682 bestimmt, indem die Anzahl der
Doppelschlag-Reibungswirkung (DS-Zahl) des Reibungsrings bestimmt wurde, welche beim Oberflächenabrieb-Test für
die Entfernung einer Oberflächenschicht mit 1 /um Dicke von der anodisierten Oberflächenschicht erforderlich war
(Last = 400 g, Anzahl der Doppelschlag-Reibungswirkungen = 60 DS/min, Rauheit des Schleifpapiers = Nr. 320,
Schleifmaterial = SiC). Die Dicke der so hergestellten
Oberflächenschicht wurde nach der in der JIS-Norm H-8680 beschriebenen Wirbelstrom-Methode gemessen.
Der Zustand der gefärbten Oberfläche der anodisierten Schicht wurde durch visuelle Inaugenscheinnahme der ge-
färbten Oberfläche nach dem Waschen mit Wasser und Trocknen sowie durch visuelle Inaugenscheinnahme der Entfärbung
der gefärbten Oberfläche nach dem Reiben der Oberfläche gegen ein weißes Papierblatt bestimmt.
5
In den Beispielen wurde zunächst ein Probekörper (6 cm χ 5 cm χ 3 mm), der aus einem Blättchen aus der Magnesiumlegierung (AZ 31) herausgeschnitten worden war, mit einem
Sandpapier Nr. 400 behandelt und hierauf einem alkali- ■ sehen Reinigungsverfahren und sodann einem sauren Reinigungsverfahren
unterworfen. Der so behandelte Probekörper wurde sodann sofort anodisch oxidiert.
Die folgenden Beispiele 1 bis 11 beschreiben zusammen mit den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 die anodische Oxidation
oder eine andere bekannte Behandlung zum Erhalt einer Korrosionsbeständigkeit.
Es wurde 1 1 einer wäßrigen Anodisierungslösung hergestellt,
indem Natriumaluminat, Natriumhydroxid und weitere Additive in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen in entionisiertem
Wasser zu 1 1 wäßriger Lösung aufgelöst wurden. Der Probekörper wurde in der so hergestellten Anodisierungslösung
bei Bedingungen einer Stromdichte (Wechselstrom) von 2 A/dm f Badtemperatur von 25 C und Anodisierungszeit
von 30 min anodisiert.
30 Beispiel 1 Natriumaluminat
Natriumhydroxid Kaliummetaborat
Beispiel 2 Natriumaluminat
Natriumhydroxid Phenol
| 40 | g |
| 100 | g |
| 35 | g |
| 100 | g |
| 120 | g |
| 10 | ml |
| 20 | 3426666 |
| Natriumaluminat Natriumhydroxid Natriumsulfat |
200 g 120 g 10 g |
| Natriumaluminat Natriumhydroxid Natriumiodid |
200 g 120 g 30 g |
| Natriumaluminat Natriumhydroxid Kaliummetaborat Kaliumeitrat |
40 g 140 g 35 g 10 g |
| Natriumaluminat Natriumhydroxid Natriumiodid Kaliumeitrat |
160 g 120 g 30 g 25 g |
| Natriumaluminat Natriumhydroxid Natriumiodid Phenol |
200 g 120 g 30 g 10 ml |
| Natriumaluminat Natriumhydroxid Kaliummetaborat Natriumiodid |
200 g 120 g 100 g 30 g |
| Natriumaluminat Natriumhydroxid Natriumiodid |
100 g 100 g 30 g |
| Kaliumbichromat.2Hydrat | 10 g |
Die anodische Oxidation des Beispiels 6 wurde wiederholt, wobei die Anodisierungslosung des Beispiels 6 und der
vorstehend genannte Probekörper mit der Ausnahme verwendet wurden, daß die Stromdichte auf 5 A/dm abgeändert
wurde.
Die anodische Oxidation des Beispiels 8 wurde unter Verwendung der Anodisierungslosung des Beispiels 8 und des
vorgenannten Probekörpers mit der Ausnahme wiederholt,
daß die Stromdichte auf 5 A/dm abgeändert wurde.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurde eine Anodisierungslösung folgender Formulierung
hergestellt:
Aluminiumhydroxid 35 g
Kaliumhydroxid 165 g
Kaliumfluorid 35 g
Natriumphosphat 35 g
Kaliumpermanganat 20 g
entionisiertes Wasser auf 1 1
Die anodische Oxidation des Beispiels 1 wurde unter Verwendung der so hergestellten Anodisierungslösung und des
beschriebenen Probekörpers wiederholt.
Die vorliegende, anodische Oxidation erfolgte entsprechend dem bekannten HAE-Prozeß. Jedoch umfaßte die vorliegende
Verfahrensweise keine Oberflächenversiegelungs-Behandlung, sondern nur ein einfaches Waschen mit Wasser
nach der anodischen Oxidation, so daß der direkte Vergleich mit den Beispielen 1 bis 9 erleichtert wird.
Es wurde eine Anodisierungslösung folgender Formulierung hergestellt:
Ammoniumhydrogenfluorid 240 g
Natriumbichromat 100 g
85%ige Phosphorsäure 90 ml
entionisiertes Wasser auf 1 1
Die anodische Oxidation wurde unter Verwendung der so hergestellten Anodisierungslösung und des beschriebenen
Probekörpers bei Bedingungen einer Stromdichte (Wechselstrom) von 2,8 A/dm , Badtemperatür von 76°C und Anodisierungszeit
von 30 min durchgeführt.
Die vorliegende, anodische Oxidation erfolgte entsprechend dem bekannten Dow-17 Prozeß. Jedoch umfaßte die
vorliegende Verfahrensweise keine Oberflächenversiegelungs-Behandlung,
sondern nur ein einfaches Waschen mit Wasser nach der anodischen Oxidation, so daß der direkte
Vergleich mit den Beispielen 1 bis 9 erleichtert wird.
Es wurde eine Oberflächenbehandlungslösung folgender
Formulierung hergestellt:
Natriumbichromat 180 g
6O9oige Salpetersäure 261 ml
entionisiertes Wasser auf 1 1
Der beschriebene Probekörper wurde in die so hergestellte Lösung von 250C während 1 min eingetaucht, aus der
Lösung entnommen, 5 see gehalten, um überschüssige, wäßrige Tropfen davon zu entfernen, und mit Wasser gewaschen.
Die vorliegende Behandlung erfolgte entsprechend dem in der JIS-Norm H-8651, Gruppe 1-A, beschriebenen Prozeß.
Es wurde eine Oberflächenbehandlungslösung folgender
Formulierung hergestellt:
Natriumbichromat 150 g
60%ige Salpetersäure 200 ml
entionisiertes Wasser auf 1 1
Der beschriebene Probekörper wurde in die so hergestellte Lösung von 35°C während 1,5 min eingetaucht, aus der
Lösung entnommen, 5 see gehalten, um überschüssige, wäßrige Tropfen davon zu entfernen, und hierauf mit Wasser
gewaschen.
Die vorliegende Behandlung erfolgte mit dem bekannten
Verfahren gemäß der JIS-Norm H-8651, Gruppe 1-B.
Die Dicke der Oberflächenschicht, die Korrosionsbeständigkeit, die Abriebbeständigkeit und die Farbschattierungen
auf der Oberfläche der Probekörper in den Beispielen 1 bis 11 und Vergleichsbeispielen 1 bis 4 sind
in Tabelle 2 zusammengestellt.
| 5 | Gewichtsverlust durch Korrosion (g/m2) |
Abrieb bestän digkeit (DS//um) |
Farbschat tierung |
|
| Dicke der gebildeten Schicht (/um) |
6 | |||
| Beispiel | 7 | 0,6 | - | weiß |
| 1 | 24 | 0,9 | - | Il |
| 2 | 4 | 0,9 | - | Il |
| 3 | 14 | 0,6 | 20 | It |
| 4 | 11 | 0,4 | - | Il |
| VJ) | 25 | 0,7 | 22 | It |
| 6 | 24 | 1,0 | 31 | It |
| 7 | 21 | 0,3 | 21 | Il |
| 8 | 40 | 0,0 | 15 | blaßgrün |
| 9 | .Beisp. | 0,1 | 25 | weiß |
| 10 | 22 | 0,1 | 26 | It |
| 11 | 34 | |||
| Vergl | 2 | 7,8 | 16 | dunkelbraun |
| 1 | 1 | 2,8 | - | dunkelgrün |
| 2 | 44,6 | - | gelb-rot | |
| 3 | 63,5 | - | It Il | |
| 4 |
In den folgenden Beispielen 12 bis 26 und den Vergleichsbeispielen 5 bis 9 werden die Verfahren zur Einfärbung
der Probekörper aus der Magnesiumlegierung und die dabei erhaltenen Ergebnisse beschrieben. Es wurden die in Tabelle
3 aufgeführten Farbstoffe verwendet.
| Nr. | Warenzeichen des Farbstoffs |
Klassifizierung | Hersteller |
| 1 | Aluminiumrot RLW |
nichtmetallischer Azo- farbstoff |
Sandoz AG |
| 2 | Aluminiumblau 2LW |
ni chtme ta Hi s eher Anthrachinonfarbstoff |
dito |
| 3 | Aluminium violett CLW |
Metallkomplex-Azo- farbstoff |
dito |
| 4 | Aluminiumgelb G3LW |
dito | dito |
| 5 | Aluminiumgrün LWN |
dito | dito |
| 6 | Aluminiumgrau NL Paste |
dito | dito |
| 7 | Alumalight Schwarz 777 |
dito | Kaname Shokai |
| 8 | Basalox Schwarz SML |
dito | dito |
| B e | i s ρ i e 1 12 |
Die in der gleichen Weise wie in Beispiel 8 anodisierten Probekörper, um eine weiße Oberflächenschicht zu erhalten,
die im wesentlichen aus Spinell (Dicke 25/um) bestand,
wurden 10 min in eine wäßrige Lösung eingetaucht, die den Farbstoff Nr. 1 (2 g/l) bei 600C enthielt, und
sodann 10 min mit Wasser gewaschen. Die Oberfläche der Probekörper wurde getrocknet und die Probekörper zeigten
eine brillantrote Färbung. Die gefärbte Oberfläche zeigte nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt keine erkennbare
Veränderung.
Der Probekörper, der gemäß Beispiel 8 unter Bildung einer weißen Oberflächenschicht, die im wesentlichen aus Spinell
(Dicke 25/um) bestand, anodisiert worden war, wurde 10 min in eine wäßrige Lösung eingetaucht, die den Farbstoff
Nr. 2 (3 g/l) bei 60°C enthielt, und dann 10 min
mit Wasser gewaschen. Die Oberfläche des Probekörpers wurde getrocknet und zeigte eine brillantblaue Färbung.
Diese gefärbte Oberfläche zeigte keine ersichtliche Veränderung nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
5
Der gemäß Beispiel 8 unter Erhalt einer weißen Oberflächenschicht,
die im wesentlichen aus Spinell (Dicke 25/um) bestand, anodisierte Probekörper wurde 10 min in
eine wäßrige Lösung eingetaucht, die den Farbstoff Nr. 3 (0,3 g/l) bei 600C enthielt, und sodann 10 min mit Wasser
gewaschen. Die Oberfläche des Probekörpers wurde getrocknet und zeigte eine brillantviolette Färbung. Diese
gefärbte Oberfläche zeigte keine ersichtliche Veränderung nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Der genäß Beispiel 8 unter Erhalt einer weißen Oberflächenschicht,
die im wesentlichen aus Spinell (Dicke 25/um) bestand, anodisierte Probekörper wurde 10 min in
eine wäßrige Lösung eingetaucht, die den Farbstoff Nr.4 (2,5 g/l) bei 600C enthielt, und dann 10 min mit Wasser
gewaschen. Die Oberfläche des Probekörpers wurde getrocknet und zeigte eine brillantgelbe Färbung. Diese gefärbte
Oberfläche zeigte keine ersichtliche Veränderung nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Der gemäß Beispiel 8 unter Erhalt einer weißen Oberflächenschicht,
die im wesentlichen aus Spinell (Dicke 25/um)bestand, anodisierte Probekörper wurde 10 min in
eine wäßrige Lösung eingetaucht, die den Farbstoff Nr,5 (2,5 g/l) bei 60°C enthielt, und dann 10 min mit Wasser
gewaschen. Die Oberfläche des Probekörpers wurde getrocknet
und zeigte eine brillantgrUne Färbung. Diese gefärb-
ι te Oberfläche zeigte keine ersichtliche Veränderung nach
dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Der gemäß Beispiel 8 unter Erhalt einer weißen Oberflächenschicht,
die im wesentlichen aus Spinell (Dicke 25/um) bestand, anodisierte Probekörper wurde 10 min in
eine wäßrige Lösung eingetaucht, die den Farbstoff Nr. (1 g/l) bei 60QC enthielt, und dann 10 min mit Wasser gewaschen.
Die Oberfläche des Probekörpers wurde getrocknet und zeigte eine klare, graue Farbe. Diese gefärbte Oberfläche
zeigte keine ersichtliche Veränderung nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Die in Beispiel 17 beschriebene Färbungsverfahrensweise wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die Temperatur
der Farbstofflösung und die Eintauchzeit auf 1000C bzw.
5 min geändert wurden. Die getrocknete Oberfläche des Probekörpers zeigte ein echt schwarzes Aussehen. Diese
schwarze Oberfläche zeigte nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt keine erkennbare Veränderung.
Der gemäß Beispiel 8 unter Erhalt einer weißen Oberflächenschicht,
die im wesentlichen aus Spinell (Dicke 25/um) bestand, anodisierte Probekörper wurde 10 min in
eine wäßrige Lösung eingetaucht, die den Farbstoff Nr.7 (10 g/l) bei 600C enthielt, und dann 10 min mit Wasser
gewaschen. Die Oberfläche des Probekörpers wurde getrocknet und zeigte eine klare graue Farbe. Diese gefärbte
Oberfläche zeigte keine ersichtliche Veränderung nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Beispiel 20
Der gemäß Beispiel 8 unter Erhalt einer weißen Oberflächenschicht,
die im wesentlichen aus Spinell (Dicke 25/um)bestand, anodisierte Probekörper wurde 10 min in
eine wäßrige Lösung eingetaucht, die den Farbstoff Nr.
(10 g/l) bei 60°C enthielt, und dann 10 min mit Wasser gewaschen. Die Oberfläche des Probekörpers wurde getrocknet
und zeigte eine klare Graufärbung. Diese gefärbte Oberfläche zeigte keine ersichtliche Veränderung nach
dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Der gemäß Beispiel 2 unter Erhalt einer weißen Oberflächenschicht,
die im wesentlichen ais Spinell (Dicke 6/um) bestand, anodisierte Probekörper wurde 10 min in eine
wäßrige Lösung eingetaucht, die den Farbstoff Nr. 1 (2 g/l) bei 950C enthielt, und 10 min mit Wasser gewaschen.
Die Oberfläche des Probekörpers wurde getrocknet und zeigte eine brillantrote Färbung. Diese gefärbte
Oberfläche zeigte keine ersichtliche Veränderung nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
B e i sp i e 1 22
Der gemäß Beispiel 6 unter Erhalt einer weißen Oberflächenschicht,
die im wesentlichen aus Spinell (Dicke 14/um)bestand, anodisierte Probekörper wurde 10 min in
eine wäßrige Lösung eingetaucht, die den Farbstoff Nr. (1 g/l) bei 950C enthielt, und dann 10 min mit Wasser gewaschen.
Die Oberfläche des Probekörpers wurde getrocknet und zeigte eine brillantblaue Färbung. Diese gefärbte
Oberfläche zeigte keine ersichtliche Veränderung nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Beispiel 25
Der gemäß Beispiel 5 unter Erhalt einer weißen Oberfla-
Der gemäß Beispiel 5 unter Erhalt einer weißen Oberfla-
chenschicht, die im wesentlichen aus Spinell (Dicke
4/um) bestand, anodisierte Probekörper wurde 10 min in
eine wäßrige Lösung eingetaucht, die den Farbstoff Nr.3 (0,5 g/l) bei 95°C enthielt, und dann 10 min mit Wasser
b gewaschen. Die Oberfläche des Probekörpers wurde getrocknet
und zeigte eine brillantviolette Färbung. Diese gefärbte Oberfläche zeigte keine ersichtliche Veränderung
nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Der Probekörper wurde gemäß Beispiel 1 anodisiert, wobei jedoch die Anodisierungslösung durch die Lösung der
folgenden Formulierung ersetzt wurde: Natriumaluminat 50 g
Kaliumhydroxid 120 g
Kaliumfluorid 35 g
Kaliumeitrat 50 g
entionisiertes Wasser auf 1 1
Der resultierende Probekörper mit einer weißen Oberflächenschicht,
die im wesentlichen aus Spinell (Dicke 14/um) bestand, wurde in eine wäßrige Lösung eingetaucht,
die den Farbstoff Nr. 4 (5 g/l) bei 600C enthielt, und
dann 10 min mit Wasser gewaschen. Die Oberfläche des Probekörpers wurde getrocknet und zeigte eine brillantgelbe Färbung. Diese gefärbte Oberfläche zeigte keine
ersichtliche Veränderung nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Der gemäß Beispiel 24 unter Erhalt einer weißen Oberflächenschicht,
die im wesentlichen aus Spinell (Dicke 8 /um) bestand, anodisierte Probekörper wurde 5 min in eine
wäßrige Lösung eingetaucht, die den Farbstoff Nr. 5 (2,5 g/l) bei 900C enthielt, und dann 10 min mit Wasser
gewaschen. Die Oberfläche des Probekörpers wurde getrocknet und zeigte eine brillantgrüne Färbung. Diese gefärbte
Oberfläche zeigte keine ersichtliche Veränderung nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
5
Der Probekörper wurde gemäß Beispiel 1 anodisiert, wobei jedoch die Temperatur der Anodisierungslösung auf 600C
geändert wurde und die Anodisierungslösung folgende Formulierung besaß:
Natriumaluminat 50 g
Kaliumhydroxid 140 g
Kaliumfluorid 35 g
Kaliumeitrat 50 g
Kaliummetaborat 35 g
entionisiertes Wasser auf 1 1
Der resultierende Probekörper mit einer weißen Oberflächenschicht,
die im wesentlichen aus Spinell (Dicke 14·/um) bestand, wurde 10 min in eine wäßrige Lösung ein-,
getaucht, die den Farbstoff Nr. 6 (5 g/l) bei 60°C enthielt, und dann 10 min mit Wasser gewaschen. Die Oberfläche
des Probekörpers wurde getrocknet und zeigte eine klare Graufärbung. Diese gefärbte Oberfläche zeigte keine
ersichtliche Veränderung nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Es wurde eine Oberflächenbehandlungslösung für die bekannte Fluorid-Methode mit folgender Formulierung hergestellt:
Ammoniumfluorid 100 g
entionisiertes Wasser auf 1 1
Der Probekörper wurde in der so hergestellten Oberfla-
chenbehandlungs lösung bei den Bedingungen einer Spannung (Wechselstrom) von 120 V (konstant), Badtemperatur von
300C und Anodisierungszeit von 20 min anodisiert. Die
resultierende Oberflächenschicht war weiß und bestand im wesentlichen aus MgF2 (Dicke 2/um).
Der Probekörper wurde dann auf gleiche Weise wie in Beispiel 17 behandelt und zeigte eine brillantrote Färbung.
Diese gefärbte Oberfläche zeigte ein gewisses Austropfen des Farbstoffs nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Es wurde eine Anodisierungslösung mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
Kaliumhydroxid 3 g
Phenol 5 ml
oberflächenaktives Mittel 1 ml
entionisiertes Wasser auf 1 1
Der Probekörper wurde in der so hergestellten Anodisierungslösung bei den Bedingungen einer Stromdichte (Wechselstrom)
2 A/dm , Badtemperatur von 20°C und Anodisierungszeit von 90 min anodisiert. Die resultierende Oberflächenschicht
war weiß und bestand im wesentlichen aus Mg(OH)2 (Dicke 10 ,van).
Der Probekörper wurde dann gemäß Beispiel 17 behandelt und zeigte eine brillantrote Färbung. Diese gefärbte
Oberfläche zeigte ein gewisses Austropfen des Farbstoffs nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Entsprechend der vorgenannten JIS-Norm Gruppe 6 wurde
eine Anodisierungslösung folgender Formulierung hergestellt:
| 3426666 | g | |
| 240 | ml | |
| 83 | g | |
| 25 | 1 | |
| 1 |
Natriumhydroxid
Ethylenglykol
Natriumoxalat
entionisiertes Wasser auf
Der Probekörper wurde in der so hergestellten Anodisierungslösung bei den Bedingungen einer Stromdichte (Wechselstrom) von 1,5 A/dm , Badtemperatur von 770C und Anodisierungszeit von 20 min anodisiert. Die resultierende Oberflächenschicht war weiß und bestand im wesentlichen aus Mg(OH)p (Dicke 2/um.).
Ethylenglykol
Natriumoxalat
entionisiertes Wasser auf
Der Probekörper wurde in der so hergestellten Anodisierungslösung bei den Bedingungen einer Stromdichte (Wechselstrom) von 1,5 A/dm , Badtemperatur von 770C und Anodisierungszeit von 20 min anodisiert. Die resultierende Oberflächenschicht war weiß und bestand im wesentlichen aus Mg(OH)p (Dicke 2/um.).
Der Probekörper wurde dann gemäß Beispiel 17 behandelt und zeigte eine brillantrote Färbung. Diese gefärbte
Oberfläche zeigte ein gewisses Austropfen des Farbstoffs nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Entsprechend der vorgenannten JIS-Norm Gruppe 6 wurde eine
Anodisierungslösung folgender Formulierung hergestellt:
Natriumhydroxid 40 g
Kaliummetaborat 100 g
entionisiertes Wasser auf 1 1
Der Probekörper wurde in der so hergestellten Anodisierungslösung bei den Bedingungen einer Stromdichte
(Wechselstrom) von 5 A/dm , Badtemperatur von 250C und
Anodisierungszeit von 10 min anodisiert. Die resultierende Oberflächenschicht war weiß und bestand im wesentlichen
aus MgO (Dicke 10/um).
Der Probekörper wurde dann gemäß Beispiel 17 behandelt und zeigte eine brillantrote Färbung. Diese gefärbte
Oberfläche zeigte ein gewisses Austropfen des Farbstoffs nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Vergleichsbeispiel 9
Eine Anodisierungslösung folgender Formulierung wurde hergestellt:
Natriumhydroxid 40 g
entionisiertes Wasser auf 1 ι
Der Probekörper wurde in der so hergestellten Anodisierungslösung bei den Bedingungen einer Spannung(Wechselstrom)
von 40 V (konstant), Badtemperatur von 200C und
Anodisierungszeit von 30 min anodisiert. Die resultierende Oberflächenschicht war weiß und bestand im wesentlichen
aus MgO (Dicke 2 /um).
Der Probekörper wurde dann gemäß Beispiel 17 behandelt und zeigte eine brillantrote Färbung. Diese gefärbte
Oberfläche zeigte ein gewisses Austropfen des Farbstoffs nach dem Reiben gegen ein weißes Papierblatt.
Die in den Beispielen 12 bis 16 eingefärbten Probekörper
sowie die entsprechenden, nichtgefärbten Probekörper(d.h. diejenigen, die nur anodisiert worden waren) wurden dem
in der JIS-Norm Z-2371 beschriebenen Salzspray-Korrosionstest
unterworfen. Es wurde festgestellt, daß die gefärbten Probekörper einen Gewichtsverlust durch Korrosion aufweisen,
der nur halb so groß war wie derjenige der entsprechenden, nichtgefärbten Probekörper. Dadurch wird bestätigt,
daß die Färbungsbehandlung, die auf die Probekörper angewendet wird, welche in der erfindungsgemäßen
Anodisierungslösung anodisiert worden sind, nicht nur zufriedenstellende, dekorative Eigenschaften liefert, sondern
auch die Korrosionsbeständigkeit verbessert.
Claims (9)
1. j Wäßrige Anodisierungslösung zur Anodisierung eignes
Gegenstandes aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie pro 1 1 Volumen
20 bis 300 g eines Aluminate, 0,5 bis 8 Mol eines Alkalihydroxids /1 Mol des Aluminats und mindestens eine Komponente aus der Gruppe 20 bis 200 g einer Borverbindung,
2 bis 50 ml eines Phenols, 2 bis 50 g eines Sulfats und 5 bis 70 g einer Jodverbindung enthält.
2 3A26666
2. Wäßrige Anodisierungslösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie pro 1 1 Volumen 20 bis 300 g
Aluminat, 0,5 bis 8 Mol Alkalihydroxid/1 Mol Aluminat,
20 bis 200 g Borverbindung und 5 bis 70 g Jodverbindung enthält.
3. Wäßrige Anodisierungslösung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin 2 bis 100 g
eines Chromats/1 1 Volumen enthält.
4. Verfahren zur Färbung eines Gegenstandes aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung, dadurch gekennzeichnet,
daß man auf der Oberfläche des Gegenstandes eine Aluminiumoxid enthaltende Schicht ausbildet und daß
man die Schicht mit einem anodisiertes Aluminium färbenden Farbstoff färbt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Oberfläche des Gegenstandes gebildete,
Aluminiumoxid enthaltende Schicht eine Spinellschicht ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinellschicht durch Anodisierung der Oberfläche
des Gegenstandes gebildet worden ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Anodisierungsbehandlung in einer wäßrigen
Anodisierungslösung durchführt, die ein Aluminat, ein Alkalihydroxid und mindestens eine Verbindung, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus einer Borverbindung, einem Carboxylat, einem Phenol, einem Sulfat und
einer Jodverbindung, enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anodisierungslösung pro 1 1 Volumen 20 bis 300 g eines Aluminate, 0,5 bis 20 Mol eines Alkalihydroxids/1
Mol des Aluminate und mindestens eine Komponente aus der Gruppe 20 bis 200 g einer Borverbindung, 2 bis
80 g eines Carboxylate, 2 bis 50 ml eines Phenols, 2 bis
50 g eines Sulfats und 5 bis 70 g einer Jodverbindung enthält.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die wäßrige Anodisierungslösung pro 1 1 Volumen 20 bis 300 g eines Aluminate, 0,5 bis 8 Mol eines Alkalihydroxids/1
Mol des Aluminate und mindestens eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe 20 bis 200 g einer Borverbindung
und 5 bis 70 g einer Jodverbindung, enthält.
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ID=26466448
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| US2512563A (en) * | 1946-11-09 | 1950-06-20 | Dow Chemical Co | Method of electrolytically coating magnesium and its alloys |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4551211A (en) | 1985-11-05 |
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