DE3600415A1

DE3600415A1 - Method and device for pretreating aluminium material intended for electroplating

Info

Publication number: DE3600415A1
Application number: DE19863600415
Authority: DE
Inventors: Willhard Baranowski
Original assignee: Canning W GmbH
Current assignee: MAC DERMID CANNING GMBH, 40472 DUESSELDORF, DE
Priority date: 1986-01-09
Filing date: 1986-01-09
Publication date: 1987-07-16
Also published as: DE3600415C2

Abstract

To pretreat aluminium and aluminium alloys, i.e. to purify and activate the surface, the latter is treated with alkali solutions and subsequently subjected to active cleaning, preferably with ultrasound in a slightly alkaline solution. In the event of coarse contamination, an aftercleaning can be carried out in a mixture of an aqueous acid (hydrochloric acid, phosphoric acid, fluorine compounds, surfactants and inhibitors). Such a method involving aluminium components to be electroplated or chromatised can be automatically controlled, and a reject level of up to 10% in the case of complicated aluminium components can be maintained. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbehandeln von Aluminium und Aluminiumlegierungen, insbesondere zum Reinigen und Aktivieren ihrer Oberfläche vor dem Aufbringen eines haftfesten, galvanischen Niederschlages, wozu die Oberfläche zunächst sowohl von organischen Verunreinigungen als auch anhaftenden Reaktionsprodukten befreit wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Vorbehandlung von Aluminium und Alu-Legierungen, bestehend aus mehreren hintereinander angeordneten, Lösungen enthaltenden Behältern und einer dieser überfahrenden Kranbahn mit die Alu-Bauteile aufnehmenden Paletten zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for pretreatment of aluminum and aluminum alloys, especially for Clean and activate its surface before application a firm, galvanic deposit, for which the First surface both of organic contaminants as well as adhering reaction products. The The invention also relates to a device for Pretreatment of aluminum and aluminum alloys from several solutions arranged one behind the other Containing containers and one of these running over Crane runway with pallets holding the aluminum components Execution of the procedure.

Seit etwa 70 Jahren ist bekannt, daß man Aluminium nach den Zinkat- oder dem Stannat-Verfahren vorbehandeln kann, um haftfeste galvanische Abscheidungen zu erzielen. Darüber hinaus sind eine Vielzahl weiterer Verfahren bekannt, mit denen entsprechende Überzüge vor allem für dekorative Zwecke erreicht werden können. Erst in neuerer Zeit ist es aber gelungen, Aluminium auch mit einer Schicht zu versehen, die hoch beansprucht werden kann. Bei allen diesen Verfahren hat es sich als sehr wichtig herausgestellt, die Oberfläche vorab in einen chemisch und metallurgisch sauberen Zustand zu versetzen. Erst dann kann die Aluminumoberfläche in einem Tauchverfahren mit einem ersten Metallüberzug versehen werden, auf dem dann weitere Schichten entsprechender edlerer Metalle aufgebracht werden können. Die Reinigung der Aluminiumoberfläche erfolgt nach den bekannten Verfahren in zwei Schritten und zwar mit dem Entfetten und dem Ätzen. Entsprechende Verfahren sind beispielsweise in "Metalloberfläche" 32. Jahrgang 1978 Heft 1 Carl Hanser Verlag, 8000 München sowie "Galvanotechnik" Heft 1, Band 69 (1978), Eugen G. Leuze Verlag, 7968 Saulgau. Zweck des Entfettens ist es, vor allem organische Verunreinigungen, d. h. Fette, Öle, Poliermittel u. ä. von der Oberfläche zu entfernen. Auch bei besonderer Sorgfalt beim mechanischen Bearbeiten der Aluminiumbauteile bleiben solche organischen Verunreinigungen immer auf der Oberfläche und müssen mit den entsprechenden Maßnahmen entfernt werden, wozu beispielsweise organische Lösungsmittel und danach milde alkalische Reiniger eingesetzt werden. Im zweiten Schritt werden dann Verunreinigungen von der Oberfläche entfernt, die als Sperrschicht für die Bildung einer metallischen Bindung wirken können. Es geht dabei um Reste des Reinigers und seine Reaktionsprodukte mit dem Aluminium oder seinen Legierungsbestandteilen. Außerdem werden dabei metallische oder nichtmetallische Einschlüsse mit entfernt, wozu eine Säure oder ein Säuregemisch verwendet wird. Da die Verunreinigungen sehr heterogen und ihre Verteilung auf der Oberfläche unregelmäßig und von Fall zu Fall verschieden ist, ist auch die Zusammensetzung des jeweils optimalen Säuregemisches unterschiedlich, was schon andeutet, daß Probleme bei der Vorbehandlung der Aluminiumoberfläche dann auftreten, wenn unterschiedliche Ausgangsmaterialien oder unterschiedlich vorbehandelte Ausgangsmaterialien zur Galvanisierung anstehen. In der Praxis hat sich eine Säurebeize mit 50 vol.-%iger Salpetersäure und einem Zusatz von 3% Amoniumhydrogenfluorid und 2% Eisenchlorid als vorteilhaft erwiesen. Allerdings kann es insbesondere bei Ausgangsmaterial unterschiedlicher Legierung oder unterschiedlicher Oberfläche zur Blasenbildung kommen, wobei diese Blasen unter Umständen erst nach längerer Lagerung auftreten. Zwar können die entsprechenden Aluminiumbestandteile nach entsprechender Behandlung dann erneut der Galvanisierung unterworfen werden, doch ist der dafür notwendige Aufwand sehr erheblich, so daß eine Automatisierung der Galvanisierung wegen dieser Probleme nicht möglich ist. Die Vielzahl störender Legierungsbestandteile erfordert zu deren Beseitigung Gemische aus konzentrierten Salpeter-/Flußsäuren, Chromschwefelsäure, Salpeter-, Schwefel-, Flußsäure u. a. Hierbei haben nicht nur die Konzentrationen, sondern auch die gelösten Legierungsbestandteile Einfluß auf die Qualität der Haftfestigkeit, damit der Korrosionsbeständigkeit oder dem optischen Aussehen der Oberfläche. Die Säuren müssen sehr häufig ausgetauscht werden, verbunden mit der notwendigen Neutralisation und dem hohen Anfall an Sediment, wodurch sich eine nicht unerhebliche Umweltbelastung ergibt. Hinzu kommen die Probleme durch die Dämpfe, die beim Ätzen anfallen und die mit geeigneten Einrichtungen abgesaugt und abgeleitet werden müssen. Aus diesen Gründen ist die Galvanisierung bisher fast ausschließlich manuell durchgeführt worden.It has been known for about 70 years that aluminum pretreat using the zincate or stannate method can to achieve adhesive galvanic deposits. A large number of other processes are also known, with which appropriate coatings, especially for decorative Purposes can be achieved. Only recently but it was also possible to coat aluminum with one layer provided that can be highly stressed. With all of these Process it turned out to be very important the surface in advance in a chemical and metallurgical to put clean condition. Only then can the Aluminum surface in a dip process with a first Metal coating can be provided on the then further Layers of corresponding nobler metals are applied can. The aluminum surface is cleaned after the known method in two steps with degreasing and etching. Appropriate procedures are for example in "metal surface" 32nd year 1978 Issue 1 Carl Hanser Verlag, 8000 Munich and "Galvanotechnik" Issue 1, Volume 69 (1978), Eugen G. Leuze Verlag, 7968 Saulgau. The purpose of degreasing is it, especially organic contaminants, i.e. H. Fats, Oils, polishes and Ä. To remove from the surface. Even with special care when machining of the aluminum components remain organic Contamination always on the surface and must be carried along the appropriate measures are removed, for what for example organic solvents and then mild alkaline cleaners can be used. At the second step then contaminants are removed from the surface, which acts as a barrier for the formation of a metallic Bond can work. It is about remnants of the cleaner and its reaction products with the aluminum or its Alloy components. In addition, metallic or non-metallic inclusions removed, for which a Acid or a mixture of acids is used. Since the Contaminants very heterogeneous and their distribution the surface is irregular and varies from case to case is, the composition of the respective optimal Acid mixture different, which already suggests that Problems with the pretreatment of the aluminum surface then occur when different starting materials or differently pretreated starting materials queue for galvanization. In practice there has been one Acid stain with 50 vol .-% nitric acid and an additive of 3% ammonium hydrogen fluoride and 2% iron chloride as proven advantageous. However, it can be particularly at Starting material of different alloy or different surface form bubbles, these bubbles may take longer Storage occur. Although the corresponding Aluminum components then again after appropriate treatment be subjected to galvanization, but it is for it necessary effort very considerably, so that a Automation of electroplating because of these problems not possible. The multitude of disruptive alloy components requires mixtures to remove them concentrated nitric / hydrofluoric acids, chromic sulfuric acid, Nitric, sulfuric, hydrofluoric acid u. a. Don't have this only the concentrations, but also the dissolved ones Alloy components influence the quality of the Adhesive strength so that the corrosion resistance or the visual appearance of the surface. The acids have to exchanged very often, connected with the necessary neutralization and the high amount of sediment, which results in a not inconsiderable environmental impact. Added to this are the problems caused by the vapors that occur during the etching accrued and vacuumed with suitable equipment and must be derived. For these reasons, the Up to now, galvanization has been almost exclusively manual Have been carried out.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weitgehend legierungsunabhängiges, automatisierbares Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorbehandeln der zum Galvanisieren vorgesehenen Alu-Bauteile zu schaffen.The invention is based on the object largely automatable, independent of alloys Method and device for pretreating the Electroplating to provide intended aluminum components.

Die Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß die Aluminiumoberfläche mit alkalischen Lösungen und nachfolgender Aktivreinigung, vorzugsweise mit hochfrequenten elektromagnetischen Schwingungen in einer leicht-alkalischen Lösung behandelt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet sowohl die universelle Vorbehandlung zur Galvanisierung der unterschiedlichsten Aluminiumqualitäten in beliebiger Folge wie auch des Einsatzes weniger umweltbelastender und weniger gefährlicher chemischer Konzentrate mit verlängerten Standzeiten der Lösungen. Dies ist um so überraschender, als es bisher auch mit dem erheblichen Aufwand der scharfen Säuren und der weiteren Vorbehandlungsstufen nicht möglich war, die Blasenbildung bei entsprechenden qualitätsmäßigen Belastungen in einen wirtschaftlich vertretbaren Bereich herunterzudrücken. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist aber nicht nur dies möglich, sondern zugleich kann aufgrund der besseren Vorbehandlung und der Verwendung umweltfreundlicherer Materialien und Lösungen der Gesamtbetrieb soweit automatisiert werden, daß das Gesamtverfahren auch für sehr komplizierte einzelne Bauteile mit der notwendigen Sicherheit angewendet werden kann. Durch die alkalische Lösung wird wie an sich bekannt der aus organischen Produkten bestehende Film aufgelöst wie auch die Oberfläche so weit vorbereitet, daß mit der nachfolgenden Aktivreinigung, d. h. mit den hochfrequenten elektromagnetischen Schwingungen die Oberfläche nicht nur von dem erzeugten Überzug befreit wird, sondern zugleich auch von einer evtl. Sperrschicht aus anderen Verunreinigungen, die die Bildung einer metallischen Bindung verhindern könnten. Somit ist ein Verfahren geschaffen, das sehr vielseitig ist, eine hohe Arbeitssicherheit aufweist und umweltfreundlich ist, da die Neutralisation von Säuren praktisch nicht anfällt.The task is solved procedurally in that the aluminum surface with alkaline solutions and subsequent active cleaning, preferably with high frequency electromagnetic vibrations in one slightly alkaline solution is treated. The The inventive method allows both the universal Pretreatment for galvanizing the most varied Aluminum qualities in any order as well as the use less more polluting and less dangerous chemical Concentrates with extended service life of the solutions. This is all the more surprising than has been the case with the considerable effort of the sharp acids and the others Pretreatment levels were not possible, blistering with corresponding quality-related loads in one depress economically justifiable area. With the method according to the invention is not only this is possible but at the same time may be due to the better Pretreatment and using more environmentally friendly Materials and solutions of the overall operation so far be automated that the overall process for very complicated individual components with the necessary Security can be applied. Due to the alkaline As is known, the solution is made from organic Products existing film dissolved as well as the surface so far prepared that with the following Active cleaning, d. H. with the high frequency electromagnetic Vibrations not only the surface of that produced coating is exempted, but also from a possible barrier layer from other contaminants, which prevent the formation of a metallic bond could. This creates a process that is very is versatile, has a high level of occupational safety and is environmentally friendly because the neutralization of acids practically does not occur.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung des Verfahrens werden die zu galvanisierenden oder chromatisierenden Alu- Bauteile in einer leicht-alkalischen Lösung mit Ultraschall beaufschlagt. Der Ultraschall hat sich dabei als eine vorteilhafte Aktivreinigung herausgestellt, wobei die durch den Ultraschall in der leicht-alkalischen Lösung erzeugten winzigen Hohlraumbläschen beim Implodieren alle Schmutzpartikel und Verunreinigungen von der Oberfläche des Alu-Bauteils sicher ablösen. Die sogenannten Kavitationsbläschen sprengen den Schmutz praktisch von der Oberfläche des Alu-Bauteils ab, wobei auch kleinste Hohlräume sicher gereinigt werden.After proper training of the procedure are the aluminum to be electroplated or chromatized Components in a slightly alkaline solution with ultrasound acted upon. The ultrasound has proven to be one advantageous active cleaning, the through generated the ultrasound in the slightly alkaline solution tiny void bubbles when imploding them all Dirt particles and contaminants from the surface of the aluminum component. The so-called Cavitation bubbles practically blow the dirt off from the surface of the aluminum component, even the smallest Cavities can be cleaned safely.

Bei großen Verunreinigungen ist ergänzend zum weiter oben beschriebenen Verfahren vorgesehen, daß die alkalischen Lösungen zur Grundsäuberung eingesetzt werden und nach der Behandlung mit Ultraschall eine Aktivierung und Nachreinigung durch ein Gemisch organischer Säuren, Inhibitoren und Tenside vorgenommen wird. Durch die Vorschaltung der alkalischen Lösungen und der Aktivreinigung werden die Säuren nur noch bedingt und gering belastet, so daß ihre Standzeiten sehr hoch sind und besonders vorteilhaft nur solche Säuren zum Einsatz kommen, die aufgrund ihrer Umweltfreundlichkeit keine besondere Belastung darstellen.In the case of large impurities, the addition is further The methods described above provided that the alkaline Solutions for basic cleaning are used and after treatment with ultrasound activation and Post-cleaning with a mixture of organic acids, Inhibitors and surfactants is made. Through the Upstream of alkaline solutions and active cleaning the acids are only subjected to limited and low loads, so that their service life is very long and special advantageously only those acids are used that due to their environmental friendliness no special Represent burden.

Als alkalische Lösung wird erfindungsgemäß ein Verfahren von 5 g/l Natriumtripolyphosphat, 20-30 g/l Natriumcarbonat, 20 g/l Kokosamin äthoxyliert, 30-40 g/l Nonylphenol, 15 g/l Pyrophosphat, 10-15 g/l Natriumhydroxid und 10-15 g/l Borax verwendet. Eine solche alkalische Lösung bringt die vorteilhafte Lösung der auf der Oberfläche der Aluminiumbauteile haftenden Verunreinigungen, die dann, wie beschrieben, mit Hilfe des Ultraschalls sicher entfernt werden, so daß anschließend für die weitere Behandlung der Aluminiumbauteile eine Oberfläche zur Verfügung steht, die sicher mit dem Vorüberzug versehen werden kann, der anschließend die sichere Galvanisierung weiterer Schichten ermöglicht.According to the invention, an alkaline solution is a Process of 5 g / l sodium tripolyphosphate, 20-30 g / l Sodium carbonate, 20 g / l coconut amine ethoxylated, 30-40 g / l Nonylphenol, 15 g / l pyrophosphate, 10-15 g / l sodium hydroxide and 10-15 g / l borax used. Such an alkaline solution brings the advantageous solution to the surface of the Aluminum components adhering contaminants, which then, as described, safely removed using ultrasound be, so that subsequently for further treatment the surface of aluminum components is available, which can be safely provided with the preliminary coating which then the safe galvanization of further layers enables.

Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, in einem Temperaturbereich von 30 bis 80°C zu arbeiten, wobei die Einwirkungszeit auf 30 Sekunden bis 3 Minuten eingestellt wird. Sowohl Temperaturbereich wie Einwirkungszeit richtet sich nach Art der Legierung und Grad der Verunreinigung, wobei die jeweiligen Änderungen automatisch mit dem sich ändernden Ausgangsmaterial vorgegeben werden können, ohne daß dadurch wesentliche Verzögerungen beim Verfahrensablauf auftreten.It has proven to be particularly advantageous work in a temperature range from 30 to 80 ° C, the exposure time to 30 seconds to 3 minutes is set. Both temperature range as Exposure time depends on the type of alloy and Degree of contamination, the respective changes automatically specified with the changing source material can be without essential Process delays occur.

Die Ultraschallreinigung erfolgt in einer leicht alkalischen Lösung, wie weiter oben beschrieben ist. Dabei wird als leicht-alkalische Lösung vorzugsweise ein Gemisch von 50-60 g/l Borax, 10-15 g/l Natriumcarbonat, 7 g/l Natriumtripolysulfat, 4 g/l Kokosamin äthoxyliert und 15 g/l Pyrophosphat eingesetzt. In einer solchen Lösung kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft durchgeführt werden, wobei sich die abgelösten Partikel auf dem Boden des Gefäßes sicher absetzen, von wo sie in regelmäßigen Abständen entfernt werden.The ultrasonic cleaning is done in a light alkaline solution as described above. Here is preferably a mixture as a slightly alkaline solution from 50-60 g / l borax, 10-15 g / l sodium carbonate, 7 g / l Sodium tripolysulfate, 4 g / l coconut amine ethoxylated and 15 g / l Pyrophosphate used. In such a solution it can methods according to the invention are advantageously carried out, leaving the detached particles on the bottom of the vessel safely deposit from where they are on a regular basis be removed.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung werden Konzentrationen von 1 bis 3% eingesetzt und bei einem Arbeitstemperaturbereich zwischen Raumtemperatur und Siedepunkt gearbeitet. Die Einwirkungszeit wird auf 1 bis 10 Minuten eingestellt, wobei ebenso wie für die anderen Merkmale der Zustand der jeweils zu galvanisierenden Alu- Bauteile entscheidend ist.After an appropriate training Concentrations of 1 to 3% used and at one Working temperature range between room temperature and Boiling point worked. The exposure time is 1 to 10 minutes set, as well as for the others Characteristics of the state of the aluminum to be galvanized Components is crucial.

Gleiches gilt auch für das weitere Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens, nach dem mit Schwingungsfrequenzen von 20 bis 45 KHZ auf die Alu-Bauteile eingewirkt wird. Dabei werden kleine Bauteile mit empfindlicher Oberfläche vorzugsweise mit 40 KHZ gereinigt, größere Bauteile dagegen mit niedrigeren Frequenzen. Auch bei hartnäckigen Verunreinigungen wird erfindungsgemäß mit niedrigeren Frequenzen zwischen 20 und 25 KHZ gearbeitet. Eine Schall-Leistung von 4 bis 10 Watt/l wird eingebracht, womit die gewünschte Ablösung aller Verunreinigungen gesichert ist.The same applies to the other feature of the method according to the invention, with the oscillation frequencies from 20 to 45 KHZ acted on the aluminum components becomes. Small components become more sensitive Surface preferably cleaned with 40 KHZ, larger ones In contrast, components with lower frequencies. Also at stubborn contamination is inventively with lower frequencies between 20 and 25 kHz worked. A sound power of 4 to 10 watts / l is introduced, with which the desired detachment of all impurities is secured.

In Abhängigkeit vom Zustand der Oberfläche des Alu-Bauteiles wird zur Nachbehandlung ein Gemisch von 75 bis 150 ml/l Salzsäure, 15-50 ml/l Phosphorsäure und 5-100 g/l Fluorverbindungen, nichtionische Tenside und Inhibitoren eingesetzt. Eine solche Säure erfordert keine besonderen Maßnahmen, da eine Gefährdung durch Dämpfe u. ä. nicht eintreten kann. Darüber hinaus ist sie auch entsprechend einfach zu neutralisieren und verfügt über nicht zuletzt durch die vorgeschaltete Reinigung über eine lange Standzeit, die zur Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens wesentlich beiträgt. Depending on the condition of the surface of the Aluminum component is a mixture of 75 for post-treatment up to 150 ml / l hydrochloric acid, 15-50 ml / l phosphoric acid and 5-100 g / l fluorine compounds, nonionic surfactants and inhibitors used. Such acid does not require any special one Measures, as a hazard from vapors not can occur. In addition, it is also appropriate easy to neutralize and last but not least through the upstream cleaning over a long service life, which are essential to the economy of the overall process contributes.

Vorteilhafterweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Säurebereich bei Raumtemperatur gearbeitet. Die Einwirkungszeit wird auf 30 Sekunden bis 2 Minuten eingestellt, so daß das gesamte Verfahren auch bei der erläuterten Nachreinigung in sehr kurzer Zeit durchgeführt und abgewickelt werden kann.Advantageously, in the invention Process worked in the acid range at room temperature. The exposure time is 30 seconds to 2 minutes set so that the entire process also at explained after-cleaning performed in a very short time and can be handled.

Je nach Qualität der Legierung und des Oberflächenzustandes kann die Vorbehandlung minimiert oder für ein Höchstmaß an Qualität auch optimiert werden. Eine Anpassung erfolgt erfindungsgemäß bei unterschiedlichen Legierungen oder unterschiedlich vorbehandelten Alu-Bauteilen über die jeweilige Einwirkungszeit und/oder Wegfall oder Hinzufügen der Beizung oder Klärung.Depending on the quality of the alloy and the surface condition pretreatment can be minimized or for a The highest level of quality can also be optimized. An adjustment takes place according to the invention with different alloys or differently pretreated aluminum components the respective exposure time and / or elimination or Add the pickling or clarification.

Statt der Ultraschallreinigung ist es auch möglich, die Aktivreinigung mit Bondal-Reinigung-Ultra vorzunehmen, wobei dies auf weniger verschmutzte Teile begrenzt sein wird.Instead of ultrasonic cleaning, it is also possible carry out the active cleaning with Bondal-Reinigung-Ultra, being limited to less contaminated parts becomes.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung bzw. Anlage, bei der zwischen den die alkalischen Lösungen und die wässrige Säure enthaltenden Behältern jeweils mit Spülflüssigkeit gefüllte Behälter, vorzugsweise je zwei angeordnet sind und bei der die Wandung des die leicht- alkalische Lösung enthaltenden Behälters eine Membran aufweist, der ein Schallwandler und ein Generator zugeordnet ist. Mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung, die aus den miteinander verbundenen, zumindest aber dicht aneinanderstehenden Behältern und der zugeordneten Kranbahn besteht, kann auf einfache Weise ein automatisierter Betrieb durchgeführt werden, der das Eingreifen von Hand nur in Ausnahmefällen erfordert. Die jeweils vorgegebenen Zeittakte werden der Qualität oder Art der Legierung und dem jeweiligen Oberflächenzustand entsprechend eingestellt, so daß dann die eigentliche Vorbehandlung automatisch ablaufen kann mit der nachgeschalteten Galvanisierung. Durch die Zwischenschaltung von vorzugsweise zwei mit Spülflüssigkeit gefüllten Behältern ist insbesondere beim automatischen Betrieb sichergestellt, daß eine Verunreinigung der alkalischen Lösungen bzw. der Säure nicht erfolgen kann, wodurch deren Standzeiten weiter erhöht werden.A device is used to carry out the method or plant in which between the the alkaline solutions and the containers containing the aqueous acid Rinsing liquid filled containers, preferably two each are arranged and in which the wall of the light container containing an alkaline solution has a membrane has associated with a sound transducer and a generator is. With the help of such a device, which from the interconnected, but at least close to each other Containers and the assigned crane runway, can easily be automated operation be carried out by manual intervention only in Requires exceptional cases. The specified time cycles be the quality or type of alloy and the respective surface condition set accordingly, so that the actual pre-treatment automatically can run with the downstream galvanization. By interposing preferably two with Rinsing liquid filled containers is particularly useful for automatic operation ensures that a Contamination of the alkaline solutions or the acid cannot take place, which further increases their service life will.

Zur Einbringung der notwendigen Schallwellen ist eine Vorrichtung besonders vorteilhaft, bei der der Behälter einen ovalen Querschnitt aufweist und bei der die Membran, vorzugsweise einer der Kopfseiten zugeordnet ist. Die Form des Behälters begünstigt die Einbringung der Schallwellen und sichert die gezielte und gleichmäßige Verteilung über die gesamte Flüssigkeit. Um die Temperaturen jeweils über längere Zeiten zu bewahren, weisen die Behälter zweckmäßig eine wärmeisolierte Wandung auf.To introduce the necessary sound waves is a Device particularly advantageous in the case of the container has an oval cross section and in which the membrane, preferably is assigned to one of the header pages. The shape of the container favors the introduction of sound waves and secures the targeted and even distribution over the entire Liquid. To the temperatures over long periods to preserve, the containers expediently have a insulated wall.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine universelle Vorbehandlung zur Galvanisierung der unterschiedlichsten Aluminiumqualitäten möglich ist und zwar vorteilhafterweise mit weniger umweltbelastenden und weniger gefährlichen chemischen Konzentraten. Vorteilhaft ist weiter die erhebliche Verlängerung der Standzeiten, wobei durch die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Produkte einen wesentlich reduzierten Blasenanfall aufweisen, wodurch der Ausschuß auf ein Minimum reduziert werden kann. Auch bei komplizierten Teilen erfolgt eine so gründliche Reinigung der Oberfläche der Alu-Bauteile, daß mit dem geschilderten geringen Ausschuß gearbeitet werden kann und zwar auch dann, wenn der Gesamtbetrieb automatisiert ist.The invention is characterized in particular by that universal pretreatment for galvanizing the different aluminum qualities is possible and although advantageously with less polluting and less dangerous chemical concentrates. Advantageous is the significant increase in downtimes, whereby by using the method according to the invention produced a significantly reduced number of blisters have, which reduces the committee to a minimum can be. One is carried out even with complicated parts so thorough cleaning of the surface of the aluminum components, that worked with the small committee described can be, even if the overall operation is automated.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt sind. Es zeigen:Further details and advantages of the subject matter of the invention result from the following description the accompanying drawing, in the preferred embodiments with the necessary details and Individual parts are shown. Show it:

Fig. 1 ein Verfahrensschema für Al- Legierungen, Fig. 1 is a process flow chart for Al alloys,

Fig. 2 weiteres Verfahrensschema für Reinaluminium bzw. Gußlegierungen, Fig. 2 further process scheme for pure aluminum or cast alloys,

Fig. 3 eine schematisiert dargestellte Vorrichtung mit den Lösungsbehältern und der Kranbahn und Fig. 3 is a schematically illustrated device with the solution containers and the crane runway and

Fig. 4 eine Draufsicht auf den die Ultraschallvorrichtung aufnehmenden Behälter. Fig. 4 is a plan view of the container receiving the ultrasonic device.

Bei Fig. 1 ist die Vorbehandlungsstufe allgemein mit (1) und die Vorbereitungsstufe allgemein mit (2) bezeichnet, wobei als Vorbereitungsstufe hier ein mit der Bondal- Lösung gefüllter Bondal-Behälter (3) verwendet wird.In Fig. 1, the pretreatment stage is generally designated ( 1 ) and the preparation stage is generally designated ( 2 ), with a Bondal container ( 3 ) filled with the Bondal solution being used as the preparation stage.

Die Vorbehandlungsstufe (1) wiederum besteht aus drei Stufen bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Ausbildung. Der Behälter (5) ist mit der alkalischen Lösung gefüllt, wobei ihm hier nur ein Behälter (6) mit Spülflüssigkeit nachgeordnet ist. Daran schließt sich der Behälter (9) mit leicht-alkalischer Lösung an, dem die hier nicht dargestellten Ultraschall-Bauteile zugeordnet ist. An den Behältern (9) schließen sich zwei mit Spülflüssigkeit gefüllte Behälter (10, 11) an. Hinter dem Behälter (9) bzw. den Behältern (10, 11) ist der die wässrige Säure aufnehmende Behälter (13) angeordnet, an den sich wiederum zwei mit Spülflüssigkeit gefüllte Behälter (14, 15) anschließen. Dahinter ist dann der Bondal-Behälter (3) angeordnet. Dem Bondal-Behälter (3) sind Gußbehälter (4) und schließlich der oder die Galvanisierbehälter nachgeordnet.The pretreatment stage ( 1 ) in turn consists of three stages in the training shown in Fig. 1. The container ( 5 ) is filled with the alkaline solution, only a container ( 6 ) with rinsing liquid being arranged downstream of it. This is followed by the container ( 9 ) with a slightly alkaline solution, to which the ultrasound components, not shown here, are assigned. Two containers ( 10, 11 ) filled with rinsing liquid are connected to the containers ( 9 ). Behind the container ( 9 ) or the containers ( 10, 11 ) is arranged the container ( 13 ) which holds the aqueous acid, to which in turn two containers ( 14, 15 ) filled with rinsing liquid are connected. The Bondal container ( 3 ) is then arranged behind it. Casting containers ( 4 ) and finally the galvanizing container or containers are arranged downstream of the Bondal container ( 3 ).

Im Prinzip ähnlich ist das Verfahrensschema nach Fig. 2, wobei hier im Anschluß an den Behälter (5) mit der alkalischen Lösung zwei mit Spülflüssigkeit gefüllte Behälter (6, 7) angeordnet sind. Außerdem ist hier auf den mit wässriger Säure gefüllten Behälter (13) und die weiteren Behälter (14, 15) verzichtet worden, weil diese Ausbildung davon ausgeht, daß eine Nachbehandlung mit wässriger Säure bei den entsprechend eingesetzten Alu- Bauteilen (Reinaluminium) nicht notwendig ist. Vorzugsweise für Gußlegierungen vorgesehen ist das Schema rechts in Fig. 2, wobei hier wegen des im Prinzips ja vorgereinigten Produktes auf die Behandlung in der Klärlösung im Behälter (13) die Aktivreinigung im Behälter (9) folgen kann.The process scheme according to FIG. 2 is similar in principle, two containers ( 6, 7 ) filled with rinsing liquid being arranged here after the container ( 5 ) with the alkaline solution. In addition, the container ( 13 ) filled with aqueous acid and the other containers ( 14, 15 ) have been omitted because this design assumes that post-treatment with aqueous acid is not necessary for the aluminum components used (pure aluminum) . The diagram on the right in FIG. 2 is preferably provided for cast alloys, the active cleaning in the container ( 9 ) being able to follow the treatment in the clarifying solution in the container ( 13 ) here because of the product which has been pre-cleaned in principle.

Die Fig. 3 und 4 zeigen schematisiert dargestellte Vorrichtungen, wobei an der Laufschiene (17) eine Kranbahn (18) verfahr ist, die die Paletten (19) trägt, auf die die Alu-Bauteile (20, 21) vorzugsweise aufgesteckt sind. Mit Hilfe der Kranbahn (18) können die Paletten (19) mit den Bauteilen (20, 21) in den jeweiligen Behälter (5, 6, 7, 9, 10, 11, 13, 14, 15) abgesenkt werden. FIGS. 3 and 4 show schematic devices shown, wherein on the running rail (17) includes a crane rail (18) is traversing carrying the pallets (19) on which the aluminum components (20, 21) are preferably plugged. With the help of the crane runway ( 18 ), the pallets ( 19 ) with the components ( 20, 21 ) can be lowered into the respective container ( 5, 6, 7, 9, 10, 11, 13, 14, 15 ).

Der Behälter (9) ist bei dem hier wiedergegebenen Ausführungsbeispiel mit einer an die Wandung (23) oder am Boden angeordneten Membran (22) ausgerüstet, wobei diese der Kopfseite (25) und nicht der Kopfseite (24) zugeordnet ist. Genauso gut ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich. Die Wandung (23) wie auch die Wandung (27) des Behälters (5) und auch des Behälters (13) weisen eine Isolierung (26) auf, über die die Temperatur der jeweils dort enthaltenen Lösung über längere Standzeiten gehalten werden kann.In the exemplary embodiment shown here, the container ( 9 ) is equipped with a membrane ( 22 ) arranged on the wall ( 23 ) or on the bottom, this being associated with the top side ( 25 ) and not the top side ( 24 ). A reverse arrangement is also possible. The wall ( 23 ) as well as the wall ( 27 ) of the container ( 5 ) and also of the container ( 13 ) have an insulation ( 26 ), by means of which the temperature of the solution contained therein can be kept over longer periods of time.

Nach Fig. 4 ist der Membran (22) ein Schallwandler (28) und ein Generator (29) zugeordnet.According to Fig. 4 of the membrane (22) is assigned a transducer (28) and a generator (29).

example

Unter automatenähnlichen Bedingungen sind folgende Legierungen gezogenes, gegossenes oder gespritztes Material ohne Unterscheidung durch eine Vorbehandlungszone hindurch geführt worden:In machine-like conditions, the following are Alloys drawn, cast or sprayed material without differentiation through a pre-treatment zone passed through:

Al Mg Si 7 / Lw A-AC 71
Al Si 0,5 Mg /Wü
Al Mg Si 1 /F 30
E-Al Mg Si 0,5
GD-Al Si 12
G- Al Si 1 /F 30
Gh- Al Si 12
GD-Al Si 8 Cu 3
Al Cu Mg 1
GD-Al Si 12 (Cu)Al Mg Si 7 / Lw A-AC 71
Al Si 0.5 Mg / Wü
Al Mg Si 1 / F 30
E-Al Mg Si 0.5
GD-Al Si 12
G-Al Si 1 / F 30
Gh-Al Si 12
GD-Al Si 8 Cu 3
Al Cu Mg 1
GD-Al Si 12 (Cu)

Bei einer Vorreinigung im Behälter (5) einem Spülen in fließendem kaltem Wasser über 30 Sekunden im Behälter (6 bzw. 7) einem Reinigen im Behälter (9) über Ultraschall, einem zweimaligen Spülen in fließendem kalten Wasser je 30 Sekunden in den Behältern (10, 11), einem Klären und Aktivieren im Behälter (13) und einem nachfolgenden zweimaligen Spülen in fließendem kalten Wasser je 30 Sekunden und einem Aufbringen der Zwischenschicht nach Canning Bondal im Bondal-Behälter (3) und nachfolgendem zweimaligen Spülen in fließendem kalten Wasser von jeweils 30 Sekunden war ein Galvanisieren nahezu ohne prozeßbedingten Ausschuß möglich.In the case of pre-cleaning in the container ( 5 ), rinsing in flowing cold water for 30 seconds in the container ( 6 or 7 ), cleaning in the container ( 9 ) using ultrasound, two rinsing in running cold water for 30 seconds in the containers ( 10 , 11 ), a clarification and activation in the container ( 13 ) and a subsequent two rinses in flowing cold water each 30 seconds and an application of the intermediate layer according to Canning Bondal in the Bondal container ( 3 ) and subsequent two rinses in flowing cold water of each Electroplating was possible for 30 seconds with almost no process-related rejects.

Claims

1. A process for the pretreatment of aluminum and aluminum alloys, in particular for cleaning and activating their surface before applying an adhesive, galvanic precipitate, for which purpose the surface is first freed from both organic impurities and adhering reaction products, characterized in that the aluminum surface is treated with alkaline solutions and subsequent active cleaning, preferably treated with high-frequency electromagnetic vibrations in a slightly alkaline solution.

2. The method according to claim 1, characterized, that the aluminum to be galvanized or chromatized Components in a slightly alkaline solution with ultrasound be charged.

3. The method according to claim 1, characterized, that the alkaline solutions are used for basic cleaning become and after treatment with ultrasound Activation and post-cleaning with a mixture of organic Acids, inhibitors and surfactants is made.

4. The method according to claim 1, characterized in that a mixture of 5 g / l sodium tripolyphosphate as the alkaline solution
20-30 g / l sodium carbonate
20 g / l coconut amine ethoxylated
30-40 g / l nonylphenol
15 g / l pyrophosphate
10-15 g / l sodium hydroxide
10-15 g / l borax is used.

5. The method according to claim 1 and claim 4, characterized, that worked in a temperature range of 30 to 80 ° C. becomes.

6. The method according to claim 1, claim 4 and claim 5, characterized, that the exposure time to 30 seconds to 3 minutes is set.

7. The method according to claim 1 and claim 2, characterized in that a mixture of 50-60 g / l borax as a slightly alkaline solution
10-15 g / l sodium carbonate
7 g / l sodium tripolysulfate
4 g / l coconut amine ethoxylated
15 g / l pyrophosphate is used.

8. The method according to claim 7, characterized, that concentrations of 1 to 3% are used.

9. The method according to claim 1, claim 2 and claim 7, characterized, that the working temperature range between room temperature and boiling point.

10. The method according to claim 1 and claim 2, characterized, that the exposure time is set to 1 to 10 minutes becomes.

11. The method according to claim 1 and claim 2, characterized, that with vibration frequencies from 20 to about 45 kHz on the Alu components is affected.

12. The method according to claim 1 and claim 2, characterized, that a sound power of 4 to 10 watts / l introduced becomes.

13. The method according to claim 3, characterized in that, depending on the state of the surface of the aluminum component, a mixture of 75-150 ml / l hydrochloric acid (spec. Wt. 1.18)
15-50 ml / l phosphoric acid (specific weight 1.69)
5-100 g / l fluorine compounds, non-ionic
Surfactants and inhibitors are used for aftertreatment.

14. The method according to claim 3, characterized, that you work at room temperature.

15. The method according to claim 3, characterized, that the exposure time to 30 seconds to 2 minutes is set.

16. The method according to claim 1 and one or more the following claims, characterized, that an adjustment with different alloys or differently pretreated aluminum components over the respective exposure time and / or elimination or addition the pickling or etching is carried out.

17. The method according to claim 1, characterized, that the active cleaning is done with Bondal-Reiniger-Ultra becomes.

18. Device for the pretreatment of aluminum and aluminum alloys, consisting of several containers containing solutions arranged one behind the other and a crane runway running over them with pallets receiving the aluminum components for carrying out the method according to claim 1 and / or one or more of the claims mentioned below, characterized in that between the containers ( 5, 9, 13 ) containing the alkaline solutions and the aqueous acid each contain containers ( 6, 7; 10, 11; 14, 15 ) each filled with rinsing liquid and that the wall ( 23 ) of the container ( 9 ) containing the slightly alkaline solution has a membrane ( 22 ) to which a sound transducer ( 28 ) and a generator ( 29 ) are assigned.

19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the container ( 9 ) has an oval cross section and that the membrane ( 22 ) is preferably assigned to one of the head sides ( 24; 25 ).

20. The apparatus according to claim 18, characterized in that the containers ( 5, 9, 13 ) have heat-insulated walls ( 23, 27 ).