DE3838829A1

DE3838829A1 - Anodisch oxidiertes und elektrolytisch eingefaerbtes gussteil aus einer titanhaltigen almg-gusslegierung

Info

Publication number: DE3838829A1
Application number: DE19883838829
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Vogel; Joachim Meier
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1988-11-17
Filing date: 1988-11-17
Publication date: 1990-05-23

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein anodisch oxidiertes und elektrolytisch eingefärbtes Gußteil aus einer titanhaltigen AlMg-Gußlegierung.

Zur Erzielung eines feinkörnigen Gefüges wird AlMg-Guß legierungen Titan zugegeben. Die Titangehalte in der Legierung können dabei nach DIN 1725, Blatt 2, bis zu 0,20 Gew.-% be tragen. Gußteile aus derartigen Legierungen weisen nach der Anodisation und elektrolytischen Färbung (Zweistufenverfahren) in metallionenhaltigen Elektrolyten oftmals deutlich sichtbare Fehlstellen in der gefärbten Oxidschicht auf. Insbesondere bei hohen Ti-Gehalten sind gleichmäßig dunkle, braune bis schwarze Farbtöne nicht herstellbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Gußteil aus einer titanhaltigen AlMg-Gußlegierung mit feinkörnigem Gefüge zu entwickeln, bei dem durch elektrolytische Färbung nach dem Zwei stufenverfahren eine gleichmäßige Farbgebung in allen gewünschten Farbtönen von Hell über Bronze bis insbesondere Schwarz erzeugt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Titangehalt im Guß teil auf Werte zwischen 0,001 und 0,035 Gew.-% eingeschränkt wird.

Zur elektrolytischen Färbung von Gußteilen aus Aluminiumlegie rungen nach dem Zweistufenverfahren wird zunächst mittels Gleichstrom eine farblose, feinporige, transparente Oxidschicht erzeugt. In der zweiten Stufe wird diese Oxidschicht mittels Wechselstrom in einem metallsalzhaltigen Elektrolyten gefärbt. Dabei wird das Metall aus der Metallsalzlösung vom Porengrund ausgehend in den Poren der Oxidschicht abgeschieden. Die vorher helle, durchsichtige Oxidschicht absorbiert nun das Licht und erscheint dadurch gefärbt.

Die erreichte Farbintensität richtet sich nach der abgeschiede nen Metallmenge. Zur Färbung werden Metallsalze auf der Basis von Zinn, Kobalt, Nickel, Mangan, Silber oder Kupfer verwendet. Die Anwendung von Zinnsalzen wird beispielhaft in DE-AS 20 25 284 beschrieben.

Versuche zur Anwendung dieses Verfahrens bei der elektrolyti schen Färbung von Gußteilen aus titanhaltigen AlMg-Gußlegie rungen zeigten, daß bei bestimmten Legierungszusammensetzungen keine gleichmäßige Färbung auf der gesamten anodisierten Ober fläche der Gußteile erzielt werden kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Titangehalt im Gußteil bestimmte Werte überschreitet. Bei Titangehalten von z.B. 0,051 und 0,086 Gew.-% zeigt die Oberfläche elektrolytisch schwarz gefärbter AlMg-Gußteile sternförmige, ungefärbte und daher metallisch glänzende Stellen (Fig. 1, oben und mitte). Entsprechend be handelte Gußteile mit 0,008 Gew.-% Ti weisen derartige Be reiche nicht auf, sondern sind auf der gesamten Oberfläche gleichmäßig eingefärbt (Fig. 1, unten). Der Effekt wird beson ders deutlich bei braun bzw. schwarz eingefärbten Oxidschichten auf den genannten Gußteilen. Nach den vorliegenden Untersuchungen entstehen die nicht eingefärbten Bereiche auf im Schliffbild deutlich sichtbaren Zonen innerhalb der Körner des Legierungsge füges. Diese Zonen sind titanreich. Ihre Ausprägung nimmt mit zunehmendem Titangehalt der Gußteile deutlich zu (Fig. 2).

Die Mikrosondenanalysen eines Querschliffs nach Fig. 3 und Fig. 4 zeigen beispielhaft die Verhältnisse für ein Gußteil aus einer AlMg-Gußlegierung mit durchschnittlich 0,086 Gew.-% Titan, das in einem zinnionenhaltigen Elektrolyten schwarz eingefärbt wurde. Eine zur Färbung ausreichende Metallabscheidung (Zinn) erfolgt danach nur auf der Oberfläche von Bereichen mit geringen Titangehalten (Fig. 3). Titanreiche Phasen an der Gußteilober fläche verhindern die Metallabscheidung (Zinn) nahezu vollstän dig, so daß hier die ursprüngliche Farbe des Grundmetalls unver ändert beibehalten wird (Fig. 4).

Die quantitative Wirkung des Titans auf die elektrolytische Ein färbbarkeit von Gußteilen aus AlMg-Gußlegierungen wurde durch Messung des Lichtreflexionsanteils einer mit Zinn-Metall schwarz gefärbten Oxidschicht in Abhängigkeit vom Titangehalt des Grund metalls ermittelt (Fig. 5). Dabei zeigte sich, daß bei vorgege benen Farbparametern der Reflexionsanteil bis zu einem Grenzwert von ca. 0,02 Gew.-% Ti konstant gering bleibt. Oberhalb dieses Grenzwertes steigt der Reflexionsanteil mit zunehmendem Titan gehalt nahezu linear an. Eine gleichmäßige Einfärbung der Oxid schichten ist daher nur bis zu diesem Grenzgehalt gewährleistet; höhere Ti-Konzentrationen bilden zunehmend Fehlstellen in der gefärbten Zone der Oxidschicht. Eine geringere Abkühlgeschwin digkeit bei der Erstarrung der Legierung (Sandguß) führt zwar zu einer stärkeren Fehlstellenbildung oberhalb der oben angegebenen Titangrenzkonzentration, der Grenzgehalt selbst bleibt jedoch praktisch unbeeinflußt von der Abkühlgeschwindigkeit (Fig. 5). Der Titangehalt eines AlMg-Gußteiles, bei dem durch elektro lytische Färbung nach dem Zweistufenverfahren eine gleichmäßige Färbung in allen möglichen, insbesondere dunklen Farbtönen er zeugt werden soll, sollte daher einen Wert von etwa 0,02 Gew.-% nicht überschreiten. Insbesondere bei helleren Farbtönen führt ein höherer Anteil an Fehlstellen zu keiner erkennbaren Beein trächtigung der dekorativen Wirkung der gefärbten Gußteile. In diesen Fällen können Titangehalte bis zu etwa 0,035 Gew.-% tole riert werden. Zur Gewährleistung einer ausreichenden kornfeinen den Wirkung des Titans, eventuell in Kombination mit Bor, ist jedoch ein Mindestgehalt von 0,001 Gew.-% Ti nicht zu unter schreiten.

Claims

1. Anodisch oxidiertes und elektrolytisch eingefärbtes Gußteil aus einer titanhaltigen AlMg-Gußlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß der Titangehalt im Gußteil zwischen 0,001 und 0,035 Gew.-% und der Mg-Gehalt zwischen 1 und 11 Gew.-% liegt.

2. Gußteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Titangehalt im Gußteil zwischen 0,001 und 0,02 Gew.-% liegt.

3. Gußteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußteil aus einer AlMg-Gußlegierung mit
2,5 bis 6 Gew.-% Mg,
bis zu 2,5 Gew.-% Si,
bis zu 0,5 Gew.-% Mn,
bis zu 0,3 Gew.-% Fe
sowie herstellungsbedingten Verunreinigungen und als Rest Aluminium besteht.

4. Verwendung einer titanhaltigen AlMg-Gußlegierung mit 0,001 bis 0,035 Gew.-% Titan, vorzugsweise 0,001 bis 0,02 Gew.-% Titan, 1 bis 11 Gew.-% Mg, bis zu 2,5 Gew.-% Si, bis zu 0,5 Gew.-% Mn, bis zu 0,3 Gew.-% Fe sowie herstel lungsbedingten Verunreinigungen und als Rest Aluminium zur Herstellung von Gußteilen mit gleichmäßig elektrolytisch eingefärbten Oxidschichten.

5. Verwendung einer titanhaltigen AlMg-Gußlegierung nach An spruch 4 zur Herstellung von Gußteilen mit gleichmäßig elektrolytisch eingefärbten Oxidschichten in dunklen, insbe sondere braunen bis schwarzen Farbtönen.