DE3728993A1 - Mischung zum korrosionsfestmachen von aluminium - Google Patents
Mischung zum korrosionsfestmachen von aluminiumInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf eine Mischung zum
Korrosionsfestmachen von Aluminium und Aluminiumle
gierungen und auf ein Verfahren zum Überziehen von
Aluminium und Aluminiumlegierungen mit einer korrosions
festen Schutzschicht.
Üblicherweise werden Aluminium oder Aluminiumlegierungen
dadurch geschützt, daß auf ihnen eine korrosionsfeste
Umwandlungsschicht als Zwischenschicht hergestellt
und dann über dem korrosionsfesten Überzug Farbe
aufgetragen wird. Dementsprechend muß der korrosions
feste Überzug eng mit der Oberfläche des Aluminiums
verbunden sein und darüber hinaus die erforderliche
Adhäsion zu dem Endüberzug, d. h. der Farbe, aufweisen.
Ein weit verbreitetes Verfahren zum Überziehen von
Aluminium und Aluminiumlegierungen mit einer korrosions
beständigen Zwischenschicht besteht darin, daß die
Oberfläche von Aluminium und Aluminiumlegierungen
mit einer Umwandlungsschutzschicht mittels einer
sauren sechswertigen Chromverbindung überzogen werden.
Sechswertiges Chrom ist in großem Umfang als korrosions
beständige Zwischenschicht akzeptiert worden, weil
hierdurch das Aluminium und Aluminiumlegierungen
an der Oberfläche für sehr lange Zeit geschützt werden
kann. Das sechswertige Chrom erzeugt eine korrosions
feste Schicht, welche einem Salznebelbad mehr als
168 Stunden widerstehen kann. Das überzogene Aluminium
beziehungsweise die Aluminiumlegierung werden gemäß
dem ASTM-Verfahren B-117 dem Salznebel bei 34,65°C
während wenigstens 168 Stunden ausgesetzt und dann
herausgenommen. Diese Anforderung ist für viele An
wendungen erforderlich. Darüber hinaus werden durch
sechswertige Chromverbindungen Zwischenschichten
erzeugt, welche sich zum Aufbringen anderer Überzüge,
wie Farben, auf die Aluminium- oder Aluminiumlegierungs
oberflächen eignet.
Die ausgezeichneten Merkmale von sechswertigen Chromver
bindungen haben dazu geführt, daß diese Verbindungen
in weitem Umfang für den Korrosionsschutz von Aluminium
und Aluminiumlegierungen und als korrosionsfeste
Zwischenschicht verwendet werden.
Jedoch weisen diese sechswertigen Chromverbindungen
einen sehr ernsten Nebeneffekt auf. Chrom ist in
hohem Maße toxisch und die verwendeten Chromverbin
dungen stellen ein ökologisches Problem dar. In der
Industrie wird versucht, diesem ökologischen Abfallpro
blem beizukommen, was sehr kostenaufwendig ist.
Es sind weiterhin andere korrosionsfeste Verbindungen
vorgeschlagen worden, welche jedoch nicht so erfolgreich
waren wie die sechswertigen Chromverbindungen.
1940 berichtete Collari erstmals über die passivierende
Wirkung von Kaliumpermanganat gegen den Angriff von
Natronlauge auf Aluminium (Chemical Abstracts 5814-6,
Band 34, 1940). 1941 berichteten Lilli Reschke und
Heinrich Neunzig (Chemical Abstracts, Band 36, 1942,
5760-5-7) in einer ersten Studie über die passivierende
Wirkung von Kaliumpermanganat gegen den Angriff von
Natronlauge auf Aluminium. Letztlich verglichen 1947
Collari und Fongi (Chemical Abstracts 4759, z. B.
Band 41, 1947) die Schutzwirkung von Kaliumpermanganat
mit Natriumchromat hinsichtlich der Schutzwirkung
für Aluminium gegenüber Natronlauge bei verschiedenen
Temperaturen.
Verschiedene Zusammensetzungen von Natriumchromat
und Natriumhydroxid wurden verwendet, wobei Aluminium
folien in diese Lösungen eingetaucht wurden. Die
Lösungen hatten sämtlich einen pH-Wert von 12,5 oder
größer als 12,5.
Nach diesen Veröffentlichungen wurde angenommen,
daß die wirkungsvollsten Korrosionsschutzüberzüge
diejenigen waren, welche auf Säurebasis hergestellt
wurden. Die basischen Zusammensetzungen mit sechswerti
gem Chrom waren für eine Langzeitkorrosionsschutzwir
kung der Aluminiumoberflächen nicht wirksam. Weder
das basische Chrom noch das basische Permanganat
mit einem pH-Wert von mehr als 12,5 würde für die
Herstellung von korrosionsbeständigen Überzügen auf
Aluminium geeignet sein, wenn eine Korrosionsbeständig
keit in einem Salznebel von mehr als 168 Stunden
gefordert wird. Darüber hinaus ging die industrielle
Praxis dahin, daß die basischen Zusammensetzungen
für diese Zwecke ungeeignet seien, weil hochbasische
Lösungen die Aluminiumoberflächen angreifen würden.
Dementsprechend haben sich die industriellen Bemühungen
auf Umwandlungsverbindungen auf Säurebasis konzentriert.
Bei manchen Anwendungen wurde die saure Chromatverbin
dung mit Kaliumpermanganat zur Herstellung eines
schwarzen Überzugs kombiniert. Der pH-Wert der Lösung
blieb in einem bevorzugten Bereich von 2 bis 3, wie
z. B. in der US-PS 41 45 234 beschrieben.
Es ist auch vorgeschlagen worden, die oxidierenden
Wirkstoffe Natrium- oder Kaliumchromat und Kaliumper
manganat einer Elektrolytlösung zur Unterbindung
der Korrosion von Aluminiumelektroden zuzugeben.
Bei der Herstellung von Tauchüberzügen auf Aluminium
in Form von Chromüberzügen variiert die Dicke des
Chromüberzugs üblicherweise in Abhängigkeit von
der Zeit, während welcher das Aluminium oder die
Aluminiumlegierung in Kontakt mit der Korrosionsschutz
mischung waren.
In der US-PS 35 16 877 wird das Überziehen einer
5051 Aluminiumlegierungs-Bewässerungsleitung mit
Natronlauge und KMnO4 beschrieben. Die spezielle,
gemäß der US-PS 35 16 877 verwendete Legierung ist
eine im großen und ganzen korrosionsbeständige Legierung
und wird derzeit kaum verwendet. Aus diesem Patent
ist kein spezieller Hinweis hinsichtlich des Schutzes
zu entnehmen, sondern es wird lediglich festgestellt,
daß die Leitung korrosionsfest war. Beim direkten
Vergleich der Verbindung gemäß der US-PS mit der
erfindungsgemäßen Verbindung wurde eine wesentliche
Verbesserung in der Korrosionsbeständigkeit festgestellt.
Durch die Erfindung werden einige der bei sechswertigen
Chromverbindungen auftretenden Probleme vermieden,
wobei eine Korrosionsschutzmischung beschrieben wird,
welche erforderlichenfalls kein Chrom oder ein vergleich
bares toxisches Material zu enthalten braucht. Darüber
hinaus ist es möglich, für solche Anwendungen, die
entsprechende Voraussetzungen bringen, einen korrosions
beständigen Überzug für Aluminium oder Aluminium
legierungen zu schaffen, welcher einem Salznebel
bei 34,65°C entsprechend der ASTM-Methode B-117 min
destens 168 Stunden lang widersteht und welcher erforder
lichenfalls eine hervorragende Zwischenschicht darstellt.
Darüber hinaus wird die Notwendigkeit einer speziellen
Handhabung vermieden, wie sie zuweilen bei sauren
Lösungen erforderlich ist, indem eine basische Überzugs
mischung vorgesehen ist, welche gegebenenfalls kein
Chrom enthält.
Dementsprechend richtet sich die Erfindung darauf,
eine Schutzschicht für Aluminium und Aluminiumlegierungen
zu schaffen, welche sich dadurch auszeichnet, daß
als wesentliche Bestandteile Alkalimetallpermanganat
und ein Alkalimetallchlorid in einer Lösung mit einem
pH-Wert im Bereich von 7 bis weniger als 12,5 vorgesehen
sind.
Weiterhin soll erfindungsgemäß ein Schutzfilm für
Aluminium und Aluminiumlegierungen geschaffen werden,
welcher als wesentliche Bestandteile ein Alkalimetallper
manganat, Alkalimetallsilikat, einen Puffer und gegebe
nenfalls ein oder zwei Alkalimetallchloride und Alkali
metallnitrate umfaßt und einen basischen pH-Wert
bis 14 aufweist.
Weiterhin soll gemäß der Erfindung ein korrosionsbe
ständiger Schutzfilm für Aluminium und Aluminiumver
bindungen geschaffen werden, welcher als wesentlichen
Bestandteil ein alkalisches Metallpermanganat, ein
Salz aus der Gruppe Alkalimetallchlorid, Alkalimetall
nitrat und Mischungen hiervon und eine Pufferverbindung
aus Alkalimetalltetraborat oder Alkalimetallmetaborat
oder Benzoesäure oder Alkalimetallbenzoat oder Alkalime
tallcarbonat und eine Mischung der Alkalimetalltetra-
und -metaborate enthält.
Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zum Schutz
von Aluminium und Aluminiumlegierungen mittels einer
korrosionsbeständigen Schutzschicht vorgesehen, welches
das Überziehen des Aluminiums oder der Aluminiumlegierung
mit einer korrosionsbeständigen Schutzmischung umfaßt,
welche als wesentliche Komponenten ein Alkali
metallpermanganat, eine Verbindung umfassend Alkalime
tallchlorid, Alkalimetalltetraborat, Alkalimetallmetabo
at, Benzoesäure, Alkalimetallbenzoate, Alkalimetallcar
bonate sowie eine Mischung aus Alkalimetalltetra-
und -metaboraten. Diese Komponenten können jeweils
einzeln oder in Mischungen vorgesehen sein und gegebenen
falls auch noch Natriumsilikat, K2(HPO4), Alkalimetallni
trat beziehungsweise eine Mischung hiervon umfassen,
wobei die Mischung einen basischen pH-Wert bis zu 14
aufweist.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Korrosions
schutzmischung für Aluminium oder Aluminiumlegierungen,
welche als wesentliche Bestandteile umfaßt ein Alkali
metallpermanganat und eine oder mehrere Komponenten
bestehend als Alkalimetallchloridsalz, Alkalimetalltetra
borat, Alkalimetallmetaborat, Benzoesäure, Alkalimetall
benzoat, Alkalimetallcarbonat und eine Mischung aus
Alkalimetalltetra- und -metaboraten, eine Mischung
dieser Verbindungen und gegebenenfalls Natriumsilikat,
K2(HPO4), Alkalimetallnitrat sowie Mischungen hiervon,
wobei die Mischung einen basischen pH-Wert bis zu 14
aufweist.
Es ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, eine
Korrosionsschutzmischung für Aluminium oder Aluminium
legierungen zu schaffen, welche als wesentliche Bestand
teile eine oder mehrere der folgenden Komponenten
umfaßt, nämlich Alkalimetallpermanganat und eine
oder mehrere Verbindungen umfassend Alkalimetallchlorid
salz, Alkalimetalltetraborat, Alkalimetallmetaborat,
Benzoesäure, Alkalimetallbenzoat, Alkalimetallcarbonat
und eine Mischung von Alkalimetalltetra- und -metabora
ten sowie gegebenenfalls ein oder mehrere hydratisierte
Alkalimetallsilikate, Alkalimetallphosphate und Alkalime
tallnitrate.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß die
Oberfläche des Aluminiums oder Aluminiumlegierung
durch ein geeignetes Reinigungsmittel gereinigt wird,
welches keine negativen Auswirkungen auf die Einbindung
des korrosionsbeständigen Überzuges auf die Aluminium
oberfläche beziehungsweise auf der Oberfläche von
entsprechenden Legierungen ausübt. Bevorzugte Reinigungs
lösungen sind Alkalinitratlösungen, d. h. beispielsweise
Natriumnitratlösung; Alkalimetallhydroxide, z. B.
Natriumhydroxid, Fluorwasserstoffsäure, Borax, Schwefel
säure, Salpetersäure und kommerziell erhältliche
nicht-ionische Oberflächenbehandlungsmittel aus Polyoxy
äthylen- oder Polyoxypropylenderivaten organischer
Säuren, Alkohole, Alkyphenole oder Amine.
Die Alkalimetallpermanganatverbindung kann in beliebiger
Weise angewendet werden (z. B. durch Eintauchen, Auf
sprühen, Aufbringung von Sprühnebeln mit geeigneten
Applikatoren oder dergleichen).
Der pH-Wert der Verbindung ohne Silikat liegt zwischen 7
und weniger als 12,5. Der bevorzugte pH-Bereich liegt
zwischen 9 und 10.
Der pH-Wert der Verbindung mit Silikat beträgt bis
zu 14, wobei der Bereich üblicherweise zwischen 12
und 14 liegt.
Die Aluminium- oder Aluminiumlegierungsoberfläche
wird im Regelfall in die wäßrige Alkalimetallpermanga
natlösung eingetaucht, welche die wesentlichen Bestand
teile umfaßt. Die Temperatur der Lösung beträgt zwischen
Raumtemperatur und dem Siedepunkt der Mischung. Die
bevorzugte Temperatur beträgt ca. 15,4° bis 81,4°C,
wobei sie vorzugsweise zwischen 37,4° und 81,4°C
liegt. Wenn jedoch die Temperatur erhöht wird, ist
eine geringere Eintauchzeit erforderlich, um den
korrosionsfesten Schutzfilm auf den Aluminium- oder
Aluminiumlegierungsoberflächen auszubilden.
Das hier angesprochene Alkalimetall wird ausgewählt
aus Kalium, Natrium oder Lithium.
Das bevorzugte Alkalimetallpermanganat ist Kalium-
oder Natriumpermanganat. Die Konzentration des Permanga
nats ist zur Erzielung eines Schutzfilms für das
Aluminium oder die Aluminiumlegierung, welche im
Salznebel 168 Stunden haltbar ist, so hoch bemessen,
daß wenigstens 700 ppm Mangan in der Überzugslösung
sind, wobei das praktische Maximum beim Sättigungspunkt
des Permanganats liegt. Wenn Kaliumpermanganat verwendet
wird, beträgt die Konzentration etwa 0,2 Gewichts
prozent. Bei Raumtemperatur erhält man eine gesättigte
KMnO4-Lösung bei 6,3 Gewichtsprozent, bei 0°C bei
2,8 Gewichtsprozent und bei 99°C bei 28 Gewichtspro
zent. Das Natriumpermanganat ist unbegrenzt lösbar,
so daß insoweit keine praktische obere Grenze besteht.
Das bevorzugte Alkalimetallchlorid ist Natriumchlorid
oder Lithiumchlorid. Die Konzentration des Natrium
chlorids oder Lithiumchlorids liegt in der Regel
in dem Bereich von 0,05 bis 10 Gewichtsprozent der
Lösung und vorzugsweise in dem Bereich von 0,1 bis 5
Gewichtsprozent der Lösung.
Das Alkalimetallphosphat ist vorzugsweise K2(HPO 4).
Die Konzentration von K2(HPO4) liegt in dem Bereich
von 0,1 bis 1 Gewichtsprozent der Lösung, vorzugsweise
bei 0,5%.
Das Alkalimetallsilikat ist vorzugsweise hydratisiert
und die bevorzugte Verbindung ist Natriumsilikatpenta
hydrat (Na2SiO3 · 5H2O). Die Konzentration von Na2SiO3 · 5H2O
liegt in der Regel zwischen 0,1 und 40 Gewichtsprozent.
Das bevorzugte Alkalimetallnitrat ist Lithiumnitrat
(LiNO3) oder NaNO3. Die Konzentration von NaNO3 und/oder
LiNO3 liegt in dem Bereich zwischen 0,05 bis 10 Gewichts
prozent der Lösung und vorzugsweise bei 0,1% bis 5%.
Die Puffer, die in der Mischung verwendet werden
können, sind Alkalimetalltetra- und -metaborate,
Benzoesäure, Alkalimetallbenzoat und die Alkalimetallcar
bonate. Die Benzoesäure wird lediglich in Mengen
verwendet, welche den pH-Wert nicht auf weniger als 7
herabsetzen. Wenn die Menge an Benzoesäure zu groß
ist, kann NaOH zur Neutralisierung der Säure beziehungs
weise zur Umwandlung in Natriumbenzoat hinzugesetzt
werden. In jedem Fall darf der pH-Wert der Mischung
nicht unter 7 sein. Das Tetraborat ist vorzugsweise
ein hydratisiertes Tetraborat, wobei das hydratisierte
Natriumtetraborat in der Regel als Borax (Na2B4O7 · 10 H2O)
bezeichnet wird. In den Ausführungsbeispielen wird
Borax der Formel Na2B4O7 · 5 H2O verwendet.
Dabei sind die nicht hydratisierten Borate wahrschein
lich gleichwirkend wie die hydratisierten Borate,
ebenso wie das zehnfach hydratisierte Borax gleichwir
kend ist mit dem fünffach hydratisierten Borax mit
der Ausnahme, daß das zehnfach hydratisierte Borax
mehr Wasser hydratisiert gebunden erhält. Die bevor
zugten Puffer sind Borax-5 H2O, Alkalimetallbenzoate
und Natriumcarbonat. Die bevorzugte Konzentration
an Alkalimetallbenzoat beträgt 0,05 bis 44 Gewichtspro
zent der Lösung. Die bevorzugte Konzentration von
Natriumcarbonat liegt bei 0,05 bis 31,5%.
Die bevorzugte Eintauchzeit zur Herstellung eines
korrosionsbeständigen Überzuges auf dem Aluminium
oder der Aluminiumlegierung liegt bei etwa einer
Minute bei 67,65°C und etwa einer Stunde bei Raumtempera
tur. Eine längere Eintauchzeit als die vorgegebene
optimale Zeit erhöht die Schichtdicke nicht wesentlich
und dementsprechend ist eine solche verlängerte Eintauch
zeit wirtschaftlich nicht sinnvoll.
Es können auch noch andere Verbindungen gegebenenfalls
zugesetzt werden, sofern diese Verbindungen mit dem
gewünschten Schutzfilm auf dem Aluminium der der
Aluminiumlegierung nicht unverträglich sind.
Die Reinigungsmittel für die Aluminium- oder Aluminiumle
gierungsoberflächen sind Natriumhydroxid, alkalische
Lösungen von Natriumnitrat, Fluorwasserstoffsäure,
Schwefelsäure, Salpetersäure, Natriumbicarbonat,
Natriumcarbonat, Borax und kommerzielle nicht-ionische
Oberflächenreinigungsmittel wie Polyoxyäthylen oder
Polyoxypropylenderivate organischer Säuren, Alkohole,
Alkylphenole oder Amine, wie z. B. "Triton X-100"
(Hersteller Rohm und Haas corp.), welche weniger
Gefahr bei der Verwendung bergen als Natriumhydroxid
oder Fluorwasserstoffsäure.
Es ist auch empfehlenswert, daß weder die Reinigungsver
bindung noch die korrosionsfeste Alkalimetallpermanganat
verbindung eine Verbindung enthalten, welche die
Adhäsion oder Bildung einer Schutzschicht auf der
Aluminium- oder Aluminiumlegierungsoberfläche beein
trächtigen würde.
Die folgenden Beispiele 1 bis 4 veranschaulichen
zu Vergleichszwecken die Verwendung einer Mischung
von Kaliumpermanganat und Natriumhydroxid zum Überziehen
des Aluminiums. Diese Beispiele zeigen, daß die Natrium
hydroxidmischung nicht die Korrosionsfestigkeit für
Aluminium bewirkt, welche durch die erfindungsgemäße
Mischung und das erfindungsgemäße Verfahren erzielt
werden. In allen folgenden Beispielen sind die Prozentan
gaben solche, welche sich auf Gewichtsprozent beziehen,
wenn Abweichendes nicht gesondert angegeben ist.
In den folgenden Beispielen 1 bis 10 wird eine Tafel
aus einer Aluminiumlegierung verwendet, welche aus
einer Aluminiumlegierung (Legierung Nr. 3003 H14)
hergestellt ist, die bei der Q-Panel Company in Cleve
land, Ohio gekauft wurde. Diese Legierung weist mehr
als 95% Gewichtsanteile Aluminium auf und weist
eine durchschnittliche gewichtsmäßige Zusammensetzung
von 96,4 bis 96,75% Aluminium, 0,6% Si, 0,7% Fe,
0,5% Cu, 1,2% Mn, 0,1% Zn und 0,15 bis 0,5% maximal
andere Elemente oder Verunreinigungen auf.
- a. Eine Platte aus einer Aluminiumlegierung wurde mit Reinigungsbenzin entfettet und in 0,1% Natronlauge 1 Minute bei Raumtemperatur gereinigt. Die Platte wurde abgespült und dann in eine Lösung aus 1% Kalium permanganat, 0,1% Natriumhydroxid in Wasser bei Raumtemperatur getaucht. So wurde die Aluminiumplatte ca. 1 Minute belassen.
- b.-d. Das vorstehende Verfahren wurde mit Lösungen wiederholt, welche 0,5%, 1% und 2% Natronlauge enthielten.
In allen Fällen wurde die Platte aus der Kaliumper
manganat-Natronlauge-Lösung entnommen, mit Wasser
abgespült und dann abgewischt. Mit Ausnahme der 1-pro
zentigen und 2-prozentigen Natronlauge-Lösung, welche
keine Schicht hinterließ, verblieb ein sehr dünner
Überzug. Beim Aussetzen in einen Salznebel bei 34,65°C
gemäß dem ASTM Verfahren B-117 begann nach wenigen
Stunden eine Grübchenbildung.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde mit jeder der
Lösungen wiederholt, wobei jedoch die Behandlungszeit
für jede Lösung um eine Stunde erhöht wurde. Ein
erheblich dickerer Überzug wurde auf sämtlichen Platten
erhalten. Der Überzug ließ sich nicht vollständig
abwischen. Die Platten wurde getrocknet und bei
34,65°C einem Salznebel entsprechend dem ASTM Verfahren
B-117 ausgesetzt. Alle Platten zeigten merkliche
Grübchenbildung nach einigen Stunden.
Die Grübchenbildung, d. h., der Lochfraß, war bei der
2-prozentigen Lösung stärker ausgeprägt als bei der
0,1-prozentigen Natronlauge-Lösung. Die Platten,
welche der 1-prozentigen und 2-prozentigen Natronlauge-
Lösung ausgesetzt worden waren, zeigten einen wesent
lichen Substanzverlust an Aluminium.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde für jede der
Lösungen wiederholt, wobei jedoch die Temperatur
der Überzugslösungen 67,65°C betrug.
Beim Entfernen der Platten nach 1 Minute aus dem
Tauchbad konnte festgestellt werden, daß ein erheblicher
Verlust an Aluminium auftrat, insbesondere bei den
0,5-prozentigen, 1-prozentigen und 2-prozentigen
NaOH-Lösungen, wobei nach der Einwirkung von Salznebel
gemäß dem ASTM Verfahren B-117 nach einigen Stunden
Lochfraß festzustellen war.
Das Verfahren gemäß Beispiel 3 wurde für jede der
Lösungen wiederholt, wobei die Temperatur der Lösungen
67,65°C betrug und die Eintauchzeit auf 15 Minuten
erhöht wurde. Beim Entfernen der Platten aus der
0,5-prozentigen und 1-prozentigen NaOH-Lösung wurden
diese gespült, getrocknet und 8 Stunden lang einem
Salznebel ausgesetzt. Dabei konnte ein beachtlicher
Lochfraß auf jeder Platte festgestellt werden. Der
Verlust an Aluminium war größer als bei Beispiel 3.
Bei 2% NaOH wurde der verwendete Aluminiumstreifen
vollständig aufgelöst.
Der Verlust an Aluminium und die relativ kurze Schutz
dauer stellen einen wesentlichen Nachteil bei der
Verwendung einer Natriumhydroxid-Kaliumpermanganat-Kom
bination dar. Es ist weiterhin festzustellen, daß
der pH-Wert all der vorstehend genannten Lösungen
2,5 oder größer war.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die erfindungs
gemäß verwendeten Mischungen und das entsprechende
Verfahren. Die Beispiele dienen lediglich der Veranschau
lichung und beschränken den Schutzumfang in keiner
Weise auf das jeweilige Ausführungsbeispiel. Es wurde
eine Aluminiumlegierung mit der gleichen Zusammensetzung
wie in den Beispielen 1 bis 4 verwendet.
Eine Aluminiumplatte wurde mit Reinigungsbenzin entfettet
und dann in einer 0,5-prozentigen Natronlauge 1 Minute
lang bei Raumtemperatur gereinigt. Nach dem Abspülen
mit Wasser wurde die Platte 1 Minute lang bei 67,65°C
in eine Lösung folgender Zusammensetzung eingetaucht:
- 1,0% Borax-5 H2O (Na2B4O7 · 5 H2O)
0,2% Kaliumpermanganat (KMnO4)
0,1% Natriumnitrat (NaNO3)
98,7% Wasser
Die Platte wurde mit Wasser abgespült, getrocknet
und einem Salznebel bei 34,65°C 408 Stunden lang
entsprechend dem ASTM Verfahren B-117 ausgesetzt.
An der Platte ließ sich keine Grübchenbildung in
dem behandelten Bereich feststellen.
Eine Aluminiumplatte wurde mit Reinigungsbenzin ent
fettet und in 1,0-prozentiger Fluorwasserstoffsäure-Lö
sung 1 Minute bei Raumtemperatur gereinigt.
Nach dem Abspülen mit Wasser wurde die Platte 1 Minute
lang bei 67,65°C in eine Lösung folgender Zusammen
setzung eingetaucht:
- 0,05% Borax-5 H2O
3,0% Kaliumpermanganat
96,95% Wasser
Die Platte wurde mit Wasser abgespült, getrocknet
und einem Salznebel bei 34,65°C 168 Stunden entsprechend
dem ASTM Verfahren B-117 ausgesetzt. Die Platte zeigte
keine feststellbare Grübchenbildung in dem behandelten
Bereich.
Eine Aluminiumplatte wurde mit Reinigungsbenzin ent
fettet und dann in 0,5-prozentiger Natronlauge 1
Minute lang bei Raumtemperatur gereinigt. Nach dem
Abspülen mit Wasser wurde die Platte 1 Minute lang
bei 67,65°C in eine Lösung folgender Zusammensetzung
getaucht:
- 9,0% Borax-5 H2O
4,0% Kaliumpermanganat
87,0% Wasser
Die Platte wurde mit Wasser abgespült, getrocknet
und einem Salznebel bei 34,65°C 192 Stunden lang
entsprechend dem ASTM Verfahren B-117 ausgesetzt.
Auf der Platte war keine merkliche Grübchenbildung
in dem behandelten Bereich festzustellen.
Eine Aluminiumplatte wurde mit Reinigungsbenzin
entfettet und dann mit 1-prozentiger Fluorwasserstoff
säure 1 Minute lang bei Raumtemperatur gereinigt.
Nach dem Abspülen mit Wasser wurde die Platte 1 Minute
lang bei 67,65°C in eine Lösung folgender Zusammen
setzung gebracht:
- 1,0% Borax-5 H2O
1,0% Kaliumpermanganat
98% Wasser
Vor dem Eintauchen der Platte wurde der pH-Wert der
Lösung auf 11,0 durch das Hinzufügen von Natronlauge
eingestellt. Die Platte wurde mit Wasser abgespült,
getrocknet und einem Salznebel bei 34,65°C 168 Stunden
entsprechend dem ASTM Verfahren B-117 ausgesetzt.
Die Platte zeigte leichte Grübchenbildung in dem
behandelten Bereich. Die Einstellung eines pH-Wertes
von 11 wandelte das Borax zu Metaborat (NaBO2-4 H2O)
um.
Eine Aluminiumplatte wurde mit Reinigungsbenzin ent
fettet und dann in 1-prozentiger Fluorwasserstoffsäure
1 Minute lang bei Raumtemperatur gereinigt. Nach
dem Abspülen mit Wasser wurde die Platte 1 Minute
lang bei 67,65°C in eine Lösung folgender Zusammen
setzung eingebracht
- 1,0% Kaliumpermanganat
1,0% Borax-5 H2O
98% Wasser
Vor dem Eintauchen der Platte wurde der pH-Wert der
Lösung durch die Zugabe von Natriumhydroxid auf 12,5
eingestellt. Die Platte wurde mit Wasser abgespült,
getrocknet und einem Salznebel bei 34,65°C 96 Stunden
lang entsprechend dem ASTM Verfahren B-117 ausgesetzt.
Die Platte zeigte leichte Grübchenbildung in dem
behandelten Bereich. Die Einstellung eines pH-Wertes
von 12,5 wandelte das Borax in Metaborat (NaBO2-4 H2O)
um.
Eine Aluminiumplatte wurde mit Reinigungsbenzin ent
fettet und in 0,5-prozentiger Natronlauge 1 Minute
lang bei Raumtemperatur gereinigt. Nach dem Abspülen
mit Wasser wurde die Platte 1 Minute lang bei 67,65°C
in eine Lösung folgender Zusammensetzung gebracht:
- 1,0% Kaliumpermanganat
1,0% Natriumbenzoat (C7H5O2Na)
98,0% Wasser
Vor der Behandlung wurde die Lösung auf einen pH-
Wert von 9,2 durch das Hinzufügen von Natronlauge
eingestellt. Nach der Behandlung wurde die Platte
mit Wasser abgespült, getrocknet und einem Salznebel
bei 34,65°C 192 Stunden lang gemäß dem ASTM Verfahren
B-117 ausgesetzt. Die Platte zeigte keine feststellbare
Grübchenbildung in dem behandelten Bereich.
Eine Aluminiumplatte wurde mit Reinigungsbenzin ent
fettet und dann in 0,5-prozentiger Natronlauge 1 Minute
lang bei Raumtemperatur gereinigt. Nach dem Abspülen
mit Wasser wurde die Platte 1 Minute lang bei 67,65°C
in eine Lösung folgender Zusammensetzung gebracht:
- 1,0% Natriumcarbonat (Na2CO3)
1,0% Kaliumpermanganat
98,0% Wasser
Nach der Behandlung wurde die Platte mit Wasser abge
spült, getrocknet und einem Salznebel bei 34,65°C
168 Stunden lang gemäß dem ASTM Verfahren B-117 ausge
setzt. Die Platte zeigte keine bemerkbare Grübchenbil
dung im behandelten Bereich.
Eine Aluminiumplatte wurde mit Reinigungsbenzin ent
fettet und in 1-prozentiger Fluorwasserstoffsäure
1 Minute lang gereinigt. Nach dem Abspülen mit Wasser
wurde die Platte 1 Minute lang bei 67,65°C in eine
Lösung folgender Zusammensetzung gebracht:
- 1,0% Kaliumpermanganat
99,0% Wasser
Der pH-Wert der Lösung betrug 8,5. Nach der Behandlung
wurde die Platte mit Wasser abgespült, getrocknet
und einem Salznebel bei 34,65°C 5 Stunden lang gemäß
dem ASTM Verfahren B-117 ausgesetzt. Die gesamte
Platte zeigte Lochfraß, welcher jedoch in dem behan
delten Bereich erheblich geringer war.
Eine Aluminiumplatte wurde mit Reinigungsbenzin ent
fettet und dann in 0,5-prozentiger Natronlauge 1 Minute
lang bei Raumtemperatur gereinigt. Nach dem Abspülen
mit Wasser wurde die Platte 1 Minute lang bei 67,65°C
in eine Lösung folgender Zusammensetzung gebracht:
- 3,0% Kaliumpermanganat
1,0% Borax-5 H2O
96,0% Wasser
Nach der Behandlung wurde die Platte mit Wasser abge
spült, getrocknet und einem Salznebel bei 34,65°C
168 Stunden lang entsprechend dem ASTM Verfahren
B-117 ausgesetzt. Die Platte zeigte keinen feststellba
ren Lochfraß im behandelten Bereich.
In dem folgenden Beispiel wurde eine Aluminiumlegierungs
platte der Lockheed Aircraft Corporation, Burbank,
Kalifornien, verwendet. Die Platte wurde aus Aluminiumle
gierung Nr. 2024-T3 hergestellt und mit Aluminium
verkleidet.
Eine Aluminiumlegierungsplatte wurde mit Reinigungsben
zin entfettet und in 0,5-prozentiger Natronlauge
1 Minute lang gereinigt und dann 1 Minute lang bei
67,65°C in einer Lösung folgender Zusammensetzung
behandelt:
- 3,0% Kaliumpermanganat (KMnO4)
1,0% Borax Na2B4O7 · 5 H2O)
96,0% Wasser
Die Platte wurde dann mit Wasser abgespült, getrock
net und einem Salznebel 168 Stunden lang bei 34,65°C
entsprechend dem ASTM Verfahren B-117 ausgesetzt.
Die Platte zeigte keine feststellbare Grübchenbildung
in dem behandelten Bereich.
Eine Aluminiumplatte wurde mit Reinigungsbenzin ent
fettet und dann mit einem handelsüblichen nicht-ioni
schen Oberflächenreiniger aus Polyoxyäthylenderivaten
organischer Säuren, wie z. B. Triton X-100, gründlich
gereinigt. Nach dem Abspülen mit D.I. Wasser wurde
die Platte 1 Minute lang bei 67,65°C in eine Lösung
folgender Zusammensetzung gebracht:
- 5,0% Natriumchlorid (NaCl)
0,2% Kaliumpermanganat (KMnO4)
94,8% Wasser
Die Platte wurde mit Wasser abgespült, getrocknet
und einem Salznebel bei 34,65°C 336 Stunden entsprechend
dem ASTM Verfahren B-117 ausgesetzt. Die Platte zeigte
keine feststellbare Grübchenbildung in dem behandelten
Bereich.
Eine Aluminiumplatte wurde mit Reinigungsbenzin ent
fettet und mit Triton X-100 gründlich gereinigt.
Nach dem Abspülen mit D.I. Wasser wurde die Platte
1 Minute lang bei 67,65°C in eine Lösung folgender
Zusammensetzung eingebracht:
- 4,0% Kaliumpermanganat (KMnO4)
0,1% Natriumchlorid (NaCl)
95,9% Wasser
Die Platte wurde mit Wasser abgespült, getrocknet
und einem Salznebel bei 34,65°C 336 Stunden entsprechend
dem ASTM Verfahren B-117 ausgesetzt. Die Platte zeigte
keine erkennbare Grübchenbildung in dem behandelten
Bereich.
Eine Aluminiumplatte wurde mit Reinigungsbenzin entfettet
und mit Triton X-100 gründlich gereinigt. Nach dem
Abspülen mit Wasser wurde die Platte 1 Minute lang
bei 67,65°C in eine Lösung folgender Zusammensetzung
gebracht:
- 0,1% Borax (Na2B4O7 5 H2O)
0,1% Natriumchlorid (NaCl)
0,2% Kaliumpermanganat (KMnO4)
99,6% Wasser
Die Platte wurde mit Wasser abgespült, getrocknet
und einem Salznebel entsprechend dem ASTM Verfahren
B-117 40 Stunden lang ausgesetzt. Die Platte zeigte
weder eine Dunkelfärbung des ursprünglichen Hellsilber
noch Lochfraß.
Eine Aluminiumplatte der Legierung "3003" wurde mit
Reinigungsbenzin entfettet und mit Triton X-100 gründ
lich gereinigt. Nach dem Abspülen mit Wasser wurde
die Platte 30 Sekunden lang bei 67,65°C in einer
Lösung folgender Zusammensetzung gebracht:
- 3,0% Natriumchlorid (NaCl)
0,5% Dikaliumhydrophosphat (K2(HPO)4)
1,0% Kaliumpermanganat (KMnO4)
95,5% Wasser
Die Platte wurde mit Wasser abgespült, getrocknet
und einem Salznebel entsprechend dem ASTM Verfahren
B-117 40 Stunden lang ausgesetzt. Die Platte zeigte
weder Dunkelfärbung des ursprünglichen Hellsilber
noch Lochfraß.
Eine Aluminiumplatte wurde in derselben Weise behandelt
wie in Beispiel 8, getrocknet und in kochendes de
stilliertes Wasser 15 Minuten lang eingetaucht. Die
Platte zeigte keine Dunkelfärbung.
Eine Aluminiumplatte wurde mit Reinigungsbenzin ent
fettet und mit Triton X-100 gründlich gereinigt.
Nach dem Abspülen mit D.I. Wasser wurde die Platte
1 Minute lang bei 67,65°C in eine Lösung folgender
Zusammensetzung eingebracht:
- 1,0% Borax (Na2B4O7 · 5 H2O)
2,0% Kaliumpermanganat (KMnO₄)
97,0% Wasser
Die Platte wurde mit Wasser abgespült, getrocknet
und einem Salznebel bei 34,65°C 336 Stunden lang
entsprechend dem ASTM Verfahren B-117 ausgesetzt.
Die Platte zeigte keine Grübchenbildung in dem behandel
ten Bereich.
Eine Aluminiumplatte der Legierung "6061" (welche
sich eine durchschnittliche Gewichtsprozentzusammen
setzung hat von 0,60% Si, 0,28% Cu, 1,0% Cr, 97,92%
Al) wurde mit Reinigungsbenzin entfettet und mit
Triton X-100 gründlich gereinigt. Nach dem Abspülen
mit Wasser wurde die Platte 2 Minuten lang bei 67,65°C
in eine Lösung folgender Zusammensetzung gebracht:
- 0,5% Borax (Na2B4O7 · H2O)
0,5% Natriumchlorid (NaCl)
1,0% Kaliumpermanganat (KMnO4)
98,0% Wasser
Die Platte wurde mit Wasser abgespült, getrocknet
und einem Salznebel entsprechend dem ASTM Verfahren
B-117 336 Stunden lang ausgesetzt. Die Platte zeigte
in dem behandelten Bereich keine Grübchenbildung.
Die obengenannten Verfahren können bei Raumtemperatur
wiederholt werden. Jedoch würde die Platte dann für
längere Zeiträume eingetaucht werden, in manchen
Fällen bis zu etwa 1 Stunde anstatt 1 Minute.
In jedem der obengenannten Beispiele kann Lithiumchlorid
das Natriumchlorid ersetzen. Die Ergebnisse sind
im wesentlichen dieselben und in manchen Fällen sogar
besser als beim Gebrauch von NaCl. Natürlich kann
Lithium 78 gebraucht werden, falls gewünscht, zusätzlich
zu oder anstelle des Alkalimetallsalzes, das in jedem
der obigen Beispiele 5 bis 14 benutzt wurde, und
die gewünschten Ergebnisse liefern.
Die nachfolgenden Beispiele zeigen den Gebrauch
zusätzlicher Stoffe, die - falls gewünscht - zugesetzt
werden können bei der Behandlung verschiedener Arten
von Aluminiumlegierungen.
Eine Aluminiumlegierungsplatte der Legierung 6063
setzt sich durchschnittlich zusammen aus:
- 0,4% Silikon
0,7% Magnesium und
98,9% Aluminium
Diese Platte wurde mit Reinigungsbenzin entfettet
und mit Triton X-100 gründlich gereinigt. Nach dem
Abspülen mit D.I. Wasser wurde die Platte 5 Minuten
lang bei 89,65°C bis 212°C in Wasser, das weniger
als 1,0 PPM Verunreinigungen enthält, eingetaucht.
Dadurch entstand eine Braunfärbung des Metalls aufgrund
der Bildung einer dünnen Schicht Böhmit (A10 . . . OH)
auf der Aluminiumoberfläche. Eine weitere Behandlung
der Platte bei 81,4°C in einer Lösung aus
- 0,2% Kaliumpermanganat (KMnO4)
0,1% Kaliumsilikatpentahydrat (KMnO4)
0,1% Kaliumsilikatpentahydrat (Na2Sio3 52)
0,1% Borax (Na2B4O7 · 5 H2O)
0,1% Natriumchlorid (NaCl)
0,1% Natriumnitrat (NaNO3)
99,4% Wasser
ergab eine saubere metallische Farbe des Aluminiums.
Nach dem Abspülen mit D.I. Wasser und dem Trocknen,
wurde die Platte einem Salznebel bei 34,65°C entsprechend
dem ASTM Verfahren B-117 168 Stunden lang ausgesetzt.
Die Platte zeigte in dem behandelten Bereich keine
erkennbare Grübchenbildung.
Ähnliche Ergebnisse würde man erhalten, wenn das
NaCl und/oder NaNO3 teilweise oder ganz durch LiCl
und/oder LiNO3 ersetzt würde.
Eine Aluminiumplatte der Legierung "6063" wurde mit
Reinigungsbenzin entfettet und mit Triton X-100 gründ
lich gereinigt. Nach dem Abspülen mit D.I. Wasser
wurde die Platte mit einem Strom heißen Dampfs (103,4°-
114,4°C) besprüht, um der Aluminiumlegierung eine
Braunfärbung in Form einer Schicht Böhmit zu verleihen.
Eine weitere Behandlung der Legierung bei 81,4°C
2 Minuten lang in einer Lösung aus
- 3,0% Kaliumpermanganat (KMnO4)
1,0% Natriumchlorid (NaCl)
0,1% Borax (Na2B4O7 · 5 H2O)
1,0% Natriumsilikatpentahydrat (Na2Sio3 · 5 H2O)
93,9% Wasser
ergab eine saubere metallische Farbe des Metalls.
Nach dem Abspülen mit D.I. Wasser wurde die Platte
einem Salznebel bei 34,65°C entsprechend dem ASTM
Verfahren B-117 500 Stunden lang ausgesetzt. Es gab
keine Grübchenbildung in dem behandelten Bereich.
Ähnliche Ergebnisse würde man erhalten, wenn das
NaCl ganz oder teilweise durch LiCl ersetzt würde.
Eine Aluminiumplatte der Legierung "2024" (mit einer
durchschnittlichen Zusammensetzung aus 4,4% Cu,
0,6% Mn, 1,5% Mg und 93,5% Al) wurde mit Reinigungs
benzin entfettet und mit Triton X-100 gründlich ge
reinigt. Nach dem Abspülen mit D.I. Wasser wurde
die Platte 5 Minuten lang bei 89,65° bis 99°C in
weniger als 1,0 PPM Verunreinigungen enthaltendes
Wasser gebracht. Es ergab sich eine Braunfärbung
des Metalls durch die Bildung einer dünnen Schicht
Böhmit (A10 . . . OH) auf der Metalloberfläche. Eine
weitere Behandlung der Platte bei 81,4°C 2 Minuten
lang in einer Lösung aus
- 3,0% Kaliumpermanganat (KMnO4)
1,0% Lithiumchlorid (LiCl)
1,0% Lithiumnitrat (LiNO3)
0,5% Natriumsilikatpentahydrat (Na2Sio3 · 5 H2O)
0,1% Borax (Na2B4O7 · 5 H2O)
94,4% Wasser
ergab eine saubere metallische Farbe des Metalls.
Nach dem Abspülen mit D.I. Wasser wurde die Platte
in eine wäßrige Lösung aus Kaliumsilikat (0,83%
K2O und 2,1% SiO2) bei 81,4°C 2 Minuten lang einge
bracht. Die Platte wurde dann mit D.I. Wasser abgespült
und in eine wäßrige gesättigte Kalk (Ca(OH)2)-Lösung
enthaltend 1,0% Lithiumnitrat bei 81,4°C 2 Minuten
lang eingebracht. Die Platte wurde wiederum mit D.I.
Wasser abgespült, getrocknet und einem Salznebel
bei 34,65°C entsprechend dem ASTM Verfahren B-117
(in einem Winkel von 6°) ausgesetzt. Nach 168 Stunden
Behandlung in dem Salznebel zeigte sich kein Lochfraß
in dem behandelten Bereich.
Eine Aluminiumplatte der Legierung "7075" (mit einer
durchschnittlichen Zusammensetzung aus 1,6% Cu,
2,5% Mg, 0,23% Cr, 5,6% Zn, 90,07% Al) wurde
mit Reinigungsbenzin entfettet und Triton X-100
gründlich gereinigt. Nach dem Abspülen mit D.I. Wasser
wurde die Platte 5 Minuten lang bei 89,65°C bis 99°C
in Wasser, das weniger als 1,0 PPM Verunreinigungen
enthielt, eingetaucht. Es ergab sich eine Braunfärbung
des Metalls durch die Bildung einer dünnen Schicht
Böhmit (A10 . . . OH) auf der Metalloberfläche. Eine
weitere Behandlung der Platte bei 81,4°C 2 Minuten
lang in einer Lösung aus
- 3,0% Kaliumpermanganat (KMnO4)
1,0% Lithiumchlorid (LiCl)
1,0% Lithiumnitrat (LiNO3)
0,5% Natriumsilikatpentahydrat (Na2Sio3 · 5 H2O)
0,1% Borax (Na2B4O7 · 5 H2O)
ergab eine saubere metallische Farbe des Metalls.
Nach dem Abspülen mit D.I. Wasser wurde die Platte
in eine wäßrige Lösung aus Kaliumsilikat (0,83% K2O
und 2,1% SiO2) bei 81,4°C 2 Minuten lang eingebracht.
Die Platte wurde dann in D.I. Wasser gespült und
in eine wäßrige gesättigte Kalk (Ca(OH)2)-Lösung,
die 1% Lithiumnitrat (LiNO3) enthielt, bei 81,4°C
2 Minuten lang eingebracht. Die Platte wurde wieder
in D.I. Wasser abgespült, getrocknet und einem Salznebel
bei 34,65°C entsprechend dem ASTM Verfahren B-117
ausgesetzt. Nach 168 Stunden Behandlung in dem Salznebel
zeigte sich kein Lochfraß in dem behandelten Bereich.
Eine Aluminiumplatte der Legierung "7075" wurde mit
Reinigungsbenzin entfettet und mit Triton X-100 gründ
lich gereinigt. Nach dem Abspülen mit D.I. Wasser
wurde die Platte 2 Minuten lang bei 81,4°C in eine
Lösung der folgenden Zusammensetzung eingetaucht:
- 3,0% Kaliumpermanganat (KMnO4)
1,0% Lithiumchlorid (LiCl)
0,1% Borax (Na2B4O7 · 5 H2O)
95,9% Wasser
Die dunkelbraun gefärbte Platte wurde in D.I. Wasser
gespült und dann 2 Minuten lang bei 81,4°C in eine
Lösung der folgenden Zusammensetzung gebracht:
- 3,0% Kaliumpermanganat (KMnO4)
0,5% Lithiumcarbonat (Li2CO3)
96,0% Wasser
Nach dem Abspülen wurde die Platte einem Salznebel
bei 34,65°C 336 Stunden entsprechend dem ASTM Verfahren
B-117 ausgesetzt. Es zeigte sich keine Grübchenbildung
in dem behandelten Bereich.
Eine Aluminiumplatte der Legierung "2024" (durchschnitt
liche Zusammensetzung 4,4% Cu, 0,6% Mn, 1,5% Mg
und 93,5% Al) wurde mit Reinigungsbenzin entfettet
und mit Triton X-100 gründlich gereinigt. Nach dem
Abspülen mit D.I. Wasser wurde die Platte 5 Minuten
lang bei 89,65° bis 99°C in Wasser mit weniger als
1,0 PPM Verunreinigungen eingetaucht. Dies ergab
eine Braunfärbung des Metalls durch die Bildung einer
dünnen Schicht Böhmit (A10 . . . OH) auf der Metallober
fläche. Eine weitere Behandlung der Platte bei 81,4°C
2 Minuten lang in einer Lösung aus
- 3,0% Kaliumpermanganat (KMnO4)
2,0% Lithiumchlorid (LiCl)
0,5% Natriumsilikatpentahydrat (Na2Sio3 · 5 H2O)
93,5% Wasser
ergab eine saubere metallische Farbe des Metalls.
Die Platte wurde dann mit D.I. Wasser abgespült und
in eine wäßrige gesättigte Kalk (Ca(OH)2)-Lösung
mit 1,0% Lithiumnitrat bei 81,4°C 2 Minuten lang
eingetaucht. Nach dem Abspülen mit D.I. Wasser wurde
die Platte in eine wäßrige Kaliumsilikat-Lösung
(0,83% K2O und 2,1% SiO2) bei 81,4°C 2 Minuten
lang eingetaucht. Die Platte wurde wieder mit D.I.
Wasser abgespült, getrocknet und einem Salznebel
bei 34,65°C entsprechend dem ASTM Verfahren B-117
(in einem Winkel von 6°) ausgesetzt. Nach 336 Stunden
Behandlung zeigte sich kein Lochfraß in dem behandelten
Bereich.
Eine Aluminiumplatte der Legierung "7075" (durchschnitt
liche Zusammensetzung: 1,6% Cu, 2,5% Mg, 0,23% Cr,
5,6% Zn, 90,07% Al) wurde mit Reinigungsbenzin
entfettet und mit Triton X-100 gründlich gereinigt.
Nach dem Abspülen mit D.I. Wasser wurde die Platte
5 Minuten lang in weniger als 1,0% PPM Verunreinigungen
enthaltendes Wasser bei 89,65° bis 99°C eingetaucht.
Dies ergab eine Braunfärbung des Metalls durch die
Bildung einer dünnen Schicht Böhmit (A10 . . . OH) auf
der Metalloberfläche. Eine weitere Behandlung der
Platte bei 81,4°C 2 Minuten lang in einer Lösung
aus
- 3,0% Kaliumpermanganat (KMnO4)
2,0% Lithiumchlorid (LiCl)
1,0% Lithiumnitrat (LiNO3)
0,5%Natriumsilikatpentahydrat (Na2Sio3 · 5 H2O)
93,5% Wasser
ergab eine saubere metallische Farbe des Metalls.
Die Platte wurde dann in D.I. Wasser abgespült und
in eine wäßrige gesättigte Kalk (Ca(OH)2)-Lösung
mit 1,0% Lithiumnitrat (LiNO3) bei 81,4°C 2 Minuten
lang eingebracht. Nach dem Abspülen in D.I. Wasser
wurde die Platte in eine wäßrige Kaliumsilikat-Lösung
(0,83% K2O und 2,1% SiO2) bei 81,4°C 2 Minuten
lang eingebracht. Die Platte wurde dann wieder in
D.I. Wasser abgespült, getrocknet und einem Salznebel
bei 34,65°C entsprechend dem ASTM Verfahren B-117
(in einem Winkel von 6°) ausgesetzt. Nach 336 Stunden
Behandlung zeigte sich kein Lochfraß in dem behandelten
Bereich.
Einige der obengenannten Beispiele zeigen die Benutzung
von Salz (NaCl oder LiCl) und Permanganat oder von
Salz (NaCl oder LiCl), Permanganat und Phosphat zum
Schutz von Legierungen, die kein Kupfer enthalten,
wie z. B. 3003-H14, und Legierung mit niedrigem Kupferge
halt, wie z. B. "6061".
Andere der obigen Beispiele zeigen die Benutzung
von Silikaten mit Borax und Permanganat zum Schutz
von Legierungen mit hohem Kupfer- (2024 und 2090)
und Zink-Gehalt (7075).
Die obengenannten Silikat-Zusammensetzungen der Bei
spiele 22-28 haben generell einen pH-Wert von etwa
12 bis 14. Da bei einem pH-Wert über 11 die Borate
sich in Metaborate umwandeln, ist das Borax in der
Zusammensetzung das entsprechende Metaborat.
Unsere Beispiele zeigen eine wesentliche Verbesserung
gegenüber einer Kaliumpermanganat-Natriumhydroxid-Lösung
und gegenüber der Benutzung von Chromatzusammensetzun
gen. Unsere Zusammensetzungen sind nicht toxisch
wie die Chromate und deshalb in Bezug auf die Umwelt
von größerer Effizienz. Weiterhin besteht bei unseren
Zusammensetzungen nicht die Notwendigkeit der Benutzung
eines Hydroxidreinigers. Die gewünschte Schutzwirkung
wird auch ohne einen Natriumhydroxidreiniger erzielt.
Auch dies sorgt für sicherere Arbeitsbedingungen.
Claims (25)
1. Überzugsmischung auf Alkalimetallpermanganat-Basis
für Aluminium und Aluminiumlegierungen mit einem
basischem pH-Wert umfassend als wesentliche Bestandteile
ein Alkalimetallpermanganat und wenigstens eine Verbin
dung der nachfolgenden Verbindungen, nämlich Alkalime
tallchlorid, Alkalimetalltetraborat, Alkalimetallmeta
borat, Benzoesäure, Alkalimetallbenzoat, Alkalimetallcar
bonat, eine Mischung aus Alkalimetalltetra- und -meta
borat und gegebenenfalls Natriumsilikat, Kaliumphosphat,
Alkalimetallnitrat oder Mischungen hiervon.
2. Mischung nach Anspruch 1, wobei das Permanganat
Kaliumpermanganat und einer der wesentlichen Bestandteile
Natriumchlorid und/oder Lithiumchlorid ist.
3. Mischung nach Anspruch 1 oder 2, wobei einer der
wesentlichen Bestandteile eine Verbindung aus den
folgenden Verbindungen, nämlich Alkalimetalltetraborat,
Alkalimetallmetaborat, Benzoesäure, Alkalimetallbenzoat,
Alkalimetallcarbonat und einer Mischung von Alkalimetall
tetra- und -metaborat ist.
4. Mischung nach Anspruch 3, wobei einer der wesent
lichen Bestandteile Natriumtetraborat, Natriummetaborat
oder eine Mischung hiervon ist.
5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, um
fassend ein Alkalimetallphosphat.
6. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche
eine wäßrige Permanganatlösung mit einem pH-Wert
im Bereich zwischen 7 und 12,5 aufweist.
7. Mischung nach Anspruch 6, wobei der pH-Wert im
Bereich zwischen 9 und 10 liegt.
8. Mischung nach Anspruch 1, enthaltend als wesentliche
Bestandteile Kaliumpermanganat, Natriumtetraborat
und Natrium- und/oder Lithiumchlorid.
9. Mischung nach Anspruch 5, enthaltend als wesentliche
Bestandteile Kaliumpermanganat, Natrium- und/oder
Lithiumchlorid und ein Alkalimetallphosphat.
10. Mischung nach Anspruch 1, enthaltend als wesentliche
Bestandteile Kaliumpermanganat und Natrium- und/oder
Lithiumchlorid.
11. Mischung nach Anspruch 1, enthaltend einen der
folgenden wesentlichen Bestandteile:
- a. 0,05% bis 9% Gewichtsprozent Borax-5 H2O und
0,2 bis 6,3 Gewichtsprozent KMnO4,
b. 0,5 bis 44 Gewichtsprozent Alkalimetallbenzoat
und 0,2 bis 6,3 Gewichtsprozent KMnO4,
c. 0,05 bis 31,5 Gewichtsprozent Natriumcarbonat
und 0,2 bis 6,3 Gewichtsprozent KMnO4
d. 0,05 bis 10 Gewichtsprozent NaCl und/oder LiCl
und 0,2 bis 6,3 Gewichtsprozent KMnO4,
e. 0,05 bis 9 Gewichtsprozent Borax-5 H2O
0,2 bis 6,3 Gewichtsprozent KMnO4
0,05 bis 10 Gewichtsprozent NaCl und/oder LiCl
f. 0,05 bis 44 Gewichtsprozent Alkalimetallbenzoat
0,2 bis 6,3 Gewichtsprozent KMnO4
0,05 bis 10 Gewichtsprozent LiCl
g. 0,5 bis 31,5 Gewichtsprozent Natriumcarbonat,
0,2 bis 6,3 KMnO4 und
0,5 bis 10 Gewichtsprozent NaCl und/oder LiCl.
12. Verbindung nach Anspruch 1, wobei alle Prozentanga
ben Gewichtsprozente sind und wobei die Bestandteile
aus einer Gruppe stammen, welche folgende wesentliche
Bestandteile enthält:
- a. 0,1% Borax-5 H2O, 0,2% KMnO4, 0,1% NaCl;
b. 0,5% Borax-5 H2O, 1% KMnO4, 0,5% NaCl;
c. 4% KMnO4, 0,1% NaCl;
d. 0,2% KMnO4, 5,0% NaCl;
e. 1,0% KMnO4, 3,0 NaCl, 0,5% K2(HPO4)
f. 1,0% Borax-5 H2O, 0,2% KMnO4;
g. 0,05% Borax-5 H2O, 3,0% KMnO4;
h. 9,0% Borax-5 H2O, 4,0% KMnO4;
i. 1,0% Borax-5 H2O, 1,0% KMnO4;
j. 1,0% Natriumbenzoat, 1,0% KMnO4 ;
k. 1,0% Na2CO3, 1,0% KMnO4;
l. 1,0% Borax-5 H2O, 3,0% KMnO4.
13. Verfahren zum Schützen von Aluminium und Aluminiumle
gierungen mittels eines Schutzüberzuges umfassend
das Kontaktieren des gereinigten Aluminiums mit einer
basischen wäßrigen Lösung enthaltend als wesentliche
Bestandteile ein Alkalimetallpermanganat und eine
Verbindung ausgewählt aus Alkalimetallchloriden,
Alkalimetalltetraboraten, Alkalimetallmetaboraten,
Alkalimetallcarbonaten, Benzoesäure, Alkalimetallbenzoa
ten und Mischungen von Alkalimetallmeta- und -tetrabora
ten, wobei diese Lösung einen pH-Wert im Bereich
zwischen 7 bis 12,5 aufweist, wobei ein Umwandlungsüber
zug auf dem Aluminium ausgebildet wird, und wobei
anschließend überschüssige Überzugslösung von dem
Aluminium entfernt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Aluminium
oder die Aluminiumlegierung mit Natriumhydroxid,
Fluorwasserstoffsäure, Borax, Schwefelsäure, Salpeter
säure, Alkalinitrat und einem nichtionischen, nicht-re
agierenden Oberflächenbehandlungsmittel ausgewählt
aus Polyoxyäthylen- oder Polyoxypropylenderivaten
organischer Säuren, Alkoholen, Alkyphenolen oder
Aminen gereinigt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der pH-Wert
der Permanganatlösung im Bereich zwischen 9 und 10
liegt.
16. Verfahren nach Anspruch 14 und 15, wobei die
Permanganatlösung auch ein Alkalimetallphosphat enthält.
17. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Permanganatlö
sung ausgewählt ist aus den Folgenden, wobei alle
Prozentangaben sich auf Gewichtsprozente beziehen:
- a. 0,2% bis 6,3% Alkalimetallpermanganat,
0,05 bis 10% Alkalimetallchlorid und
der Rest Wasser,
b. 0,2% bis 6,3% Alkalimetallpermanganat, 0,05%
bis 9% Alkalimetallborat und deren Hydrate,
0,05 bis 10% Alkalimetallchlorid,
der Rest Wasser
c. 0,2 bis 6,3% Alkalimetallpermanganat,
0,05 bis 9% Alkalimetallborate und deren Hydrate,
0,1 bis 1% Alkalimetallphosphate,
der Rest Wasser,
d. 0,2 bis 6,3% Alkalimetallpermanganate,
0,05 bis 10% Alkalimetallchlorid,
0,1 bis 1,0% Alkalimetallphosphat,
der Rest Wasser,
e. 0,2 bis 6,3% Alkalimetallpermanganat,
0,05 bis 9% Alkalimetallborate und deren Hydrate, der Rest Wasser,
f. 0,2 bis 6,3% Alkalimetallpermanganate,
0,05 bis 44% Alkalimetallbenzoate,
der Rest Wasser,
g. 0,2 bis 6,3% Alkalimetallpermanganate,
0,05 bis 31,5% Alkalimetallcarbonate,
der Rest Wasser,
h. 0,2 bis 6,3 Alkalimetallpermanganat,
0,05 bis 10% Alkalimetallchlorid,
0,05 bis 44% Alkalimetallbenzoat,
der Rest Wasser,
i. 0,2 bis 6,3 Alkalimetallpermanganat,
0,05 bis 10% Alkalimetallchlorid,
0,05% bis 31,5% Alkalimetallcarbonat, der Rest Wasser,
j. 1,0% Borax-5 H2O, 0,2% KMnO4, 98,8% Wasser,
k. 0,5% Borax-5 H2O, 3,0% KMnO4, 96,5% Wasser
l. 9,0% Borax-5 H2O, 4,0% KMnO4, 87,0% Wasser,
m. 1,0% Borax-5 H2O, 1,0% KMnO4, 98% Wasser,
n. 1,0% Natriumbenzoat, 1,0% KMnO4, 98% Wasser,
o. 1,0% Na2CO3, 1,0% KMnO4, 98,0% Wasser,
p. 1,0% Borax-5 H2O, 3,0% KMnO4, 96% Wasser.
18. Überzugsmischung auf Alkalimetallpermanganatbasis
nach Anspruch 1, wobei die wesentlichen Bestandteile
Alkalimetallpermanganat, Alkalimetallsilikat und
eine Verbindung ausgewählt aus Alkalimetallchlorid,
Alkalimetalltetraborat, Alkalimetallmetaborat, Benzoe
säure, Alkalimetallbenzoat, Alkalimetallcarbonat
und eine Mischung von Alkalimetalltetra- und -meta
borat sind.
19. Mischung nach Anspruch 18, wobei die wäßrige
Permanganatlösung einen pH-Wert im Bereich zwischen
12 und 14 aufweist und wobei in Gewichtsprozenten
folgende wesentliche Bestandteile enthalten sind:
- 0,2 bis 6,3% KMnO4
0,05 bis 10% NaCl und/oder LiCl
0,1 bis 35% hydratisiertes Natriumsilikat
0 bis 10% NaNO3 und/oder LiNO3
0,1 bis 35% Borax, welches bei einem pH-Wert über 11 teilweise oder ganz in Metaborat umgewandelt ist.
20. Mischung nach Anspruch 19, wobei die wesentlichen
Bestandteile ausgewählt sind aus
- a. 0,2% KMnO4, 0,1% hydratisiertes Na2SiO3,
0,1% Borax, 0,1% NaCl, 0,1% NaNO3,
b. 3,0% KMnO4, 1,0% hydratisiertes Na2SiO3,
0,1% Borax, 1,0% NaCl,
c. 3,0% KMnO4, 0,5% hydratisiertes Na2SiO3,
0,1% Borax, 1,0% LiCl, 1,0% LiNO3,
d. 3,0% KMnO4, 0,5% hydratisiertes Na2SiO3,
0,1% Borax, 1,0% LiCl, 1,0% LiNO3,
e. 3,0% KMnO4, 0,1% Borax, 1,0% LiCl und
f. 3,0% KMnO4, 0,5% Li2CO3.
21. Verfahren nach Anspruch 14, wobei eine Aluminiumle
gierung mit einem Kupferanteil von mehr als 1% in
Wasser bei einer Temperatur zwischen 81,4 bis 99°C
zur Erzeugung eines Aluminiumoxidüberzuges eingetaucht
wird, dann die oxidüberzogene Aluminiumlegierung
mit einer Permanganatlösung nach den Ansprüchen 19
oder 20 behandelt wird, die permanganatbehandelte
Legierung gespült wird, die gespülte Legierung mit
Alkalimetallsilikat kontaktiert wird, wobei dann
die so behandelte silikatisierte Legierung mit einer
Lösung von Ca(OH)2 und Alkalimetallnitrat abgespült
wird und wobei letztlich die Legierung zur Erzeugung
einer sauberen, mit einem Schutzfilm versehenen Le
gierung nachgespült wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Permanganat
lösung als wesentlichen Bestandteil enthält Kaliumper
manganat, Lithiumchlorid, Lithiumnitrat, hydratisiertes
Natriumsilikat und Borax, wobei das Alkalimetallsilikat
Kaliumsilikat und das Alkalimetallnitrat Lithiumnitrat
ist.
23. Verfahren nach Anspruch 14, wobei eine Aluminiumle
gierung mit mehr als 4% Zn erst gereinigt und dann
mit einer ersten Permanganatlösung behandelt, abgespült
und dann mit einer zweiten Permanganatlösung enthaltend
als wesentliche Bestandteile Alkalimetallpermanganat
und Alkalimetallcarbonat behandelt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei die erste Per
manganatlösung als wesentliche Bestandteile Kaliumper
manganat, Alkalimetallchlorid und Borax enthält.
25. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Alkalimetall
chlorid Lithiumchlorid und das Alkalimetallcarbonat
Lithiumcarbonat ist.
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