DE4000821A1

DE4000821A1 - Verfahren zur verbesserung der korrosionsbestaendigkeit anodisch erzeugter oxidschichten auf aluminiumlegierungswerkstoffen

Info

Publication number: DE4000821A1
Application number: DE19904000821
Authority: DE
Inventors: Max Fenzl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-01-13
Filing date: 1990-01-13
Publication date: 1991-07-18
Anticipated expiration: 2010-01-14
Also published as: DE4000821C2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit anodisch erzeugter Oxidschichten auf Aluminiumlegierungswerkstoffen, aus insbesondere hoch silizium- und/oder kupferhaltigen Aluminium-Drucklegierungen.

Ein diesbezügliches Verfahren ist beispielsweise aus der DE-PS 34 01 951 bekannt. Dort sollen die mit einer anodisch oxidierten Oberfläche versehenen Teile in ein stromloses Chromsäurebad mit einer Konzentration von 0,001 g bis 0,1 g CrO₃ pro 100 ml H₂O eingetaucht werden. Hierdurch wird erreicht, daß aus derartig vorbehandelten Teilen durch Verklebung hergestellte Körper eine verbesserte Korrosions beständigkeit bzw. die Verklebung eine bessere Haftfestig keit und Kohäsionsbeständigkeit aufweisen. Damit ist dieses Verfahren speziell auf die Verbesserung von zu verklebenden Oberflächen abgestellt und soll eine nicht weiter beschrie bene verbesserte Korrosionsbeständigkeit aufweisen.

Vorteile der Erfindung

Nach der vorliegenden Erfindung erfolgt dagegen nach einem üblichen Oxidieren mit einer Schichtdicke von z. B. 5-10 µm ein Verdichten (Sealen) der oxidierten Oberfläche und zwar bevorzugt in einem zweistufigen Verfahren. In einem ersten Verfahrensschritt wird das oxidierte Teil in ein Kalium- oder Natriumdichromat-Bad getaucht und danach nach einem Zwischenspülen in einem zweiten Verfahrensschritt in ein Heißwasserbad eingegeben. Eine erfolgte Prüfung auf Korrosionsbeständigkeit in Salznebel hat gezeigt, daß die nach DIN 50 021 geforderte Korrosionsbeständigkeit von 240 Stunden bei Schichtdicken von 5 µm und Si-, Cu-hal tigen Druckgußlegierungen ohne weiteres erreicht wird. Es treten keine Korrosionserscheinungen auf.

Um ein derartiges Verdichten der Oberfläche und damit eine gewünschte Korrosionsbeständigkeit zu erreichen, ist es notwendig, die Konzentration von Kalium- bzw. Natrium dichromat relativ hoch zu wählen. Bevorzugt soll sie 5 g pro Liter Wasser betragen. Hierdurch wird gewährleistet, daß genügend Chromionen sich in der porösen Oxidschicht einlagern. Zur Verbesserung des Imprägnierverhaltens der Chromionen dient ein dem Bad zusätzlich eingegebenes Netz mittel, wobei hier vorzugsweise Fluortensid gewählt wird. Hierdurch wird die Oberflächenspannung auf weniger als 30 dyn/cm herabgesetzt und das Benetzen und Eindiffundieren der Chrom-6-Ionen in die Kapillaren der Oxidschicht ver bessert.

Des weiteren genügt ein Zeitraum für das Tauchen in dem ersten Verfahrensschritt von etwa 10-20 Minuten, so daß auch die Herstellungszeit der einzelnen Teile wesentlich beschleunigt wird.

Die Badtemperatur sollte etwa 60-95°C betragen, wobei etwa 90°C bevorzugt wird. Der pH-Wert des Bades liegt bei 5,5 bis 6,5.

Für das Bad im zweiten Verfahrensschritt wird desionisiertes Wasser verwendet, wobei die Badtemperatur nahe oder bei Siedetemperatur liegt. Dies bedeutet etwa 98-100°C. Auch der pH-Wert in der zweiten Stufe sollte bei etwa 5,5 bis 6,5 liegen. Die Dauer des Tauchens in der zweiten Ver fahrensstufe wird mit 20-30 Minuten ebenfalls relativ kurz gewählt.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere bei der Behandlung von schwierig zu anodisierenden silizium und kupferhaltigen Aluminium- Druckgußlegierungen ange wendet. Beispielsweise kann dies die bekannte Druck-Guß- Legierung GD-A1Sil2(Cu) sein. Gute Ergebnisse werden auch bei Gußlegierungen erzielt, welche einen sehr hohen Anteil an Silizium oder Kupfer enthalten. Dabei kann das Silizium bei beispielsweise 8-13,5 Massenprozenten und das Kupfer bei 0,4-3,5 Massenprozenten liegen.

Die Teile werden nach einem üblichen Anodierprozeß oxidiert: z. B. zuerst wird das Teil mild alkalisch entfettet. Dies geschieht bei etwa 60°C und dauert ca. 2 Minuten. Die Wahl einer mild alkalischen Entfettungslösung bringt mit sich, daß auf das Teil kein Beizangriff erfolgt.

Das so entfettete Teil wird in fließendem Wasser gespült und sodann in verdünnte Salpetersäure eingetaucht. Die Verdünnung weist ein Verhältnis von 1 : 3 auf. Ferner wird für das Bad eine Temperatur von ca. 20°C und für die Dauer des Tauchens etwa 30 Sekunden gewählt.

Nach einem weiteren Spülen in fließendem Wasser erfolgt die anodische Oxidation, wobei das bekannte GS-Verfahren, vorzugsweise das GSX-Verfahren, Anwendung findet. Bei diesem Verfahren wird das Teil etwa 30-40 Minuten lang in ein Bad gegeben, in welchem sich 100-200 g pro Liter H₂SO₄, 10-15 g pro Liter C₂O₄H₂ und <10 g pro Liter AL be finden. Die Stromdichte liegt bei 1,5-2,0 A/dm² und die Badtemperatur beträgt 16-18°C.

Nach der Herausnahme der Teile aus dem Oxidierungsbad erfolgt wiederum ein Spülen in fließendem Wasser und ein ca. 20-minütiges Wässern. Danach wird das erfindungsgemäße Verdichten durchgeführt.

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit anodisch erzeugter Oxidschichten auf Aluminiumlegierungswerk stoffen, insbesondere hoch silizium- und/oder kupferhaltigen Aluminium-Druckgußlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Oxidieren ein 2-Stufen-Verdichten (Sealen) der oxidierten Oberfläche durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurrh gekennzeichnet, daß ein Aluminiumteil in einem ersten Verdichtungsverfah rensschritt nach dem Oxidieren in ein K₂- oder Na₂Cr₂O₇-Bad getaucht und nach einem Zwischenspülen in einem zweiten Verdichtungsverfahrensschritt in ein Heißwasserbad ein gegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad für den ersten Verfahrensschritt eine Konzen tration von 5 g pro Liter K₂- oder Na₂Cr₂O₇ enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bad ein Netzmittel, vorzugsweise Fluortensid zuge geben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchen in dem ersten Verfahrens schritt 10 bis 20 Minuten lang erfolgt.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Badtemperatur im ersten Verfahrensschritt 60-95°C, vorzugsweise 90°C, beträgt.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert des Bades bei 5,5 bis 6,5 liegt und eine Oberflächenspannung von <20 dyn/cm besitzt.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Heißwasserbad desioni siertes Wasser verwendet wird und die Badtemperatur nahe oder bei der Siedetemperatur (98-100°C) liegt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchen in der zweiten Verfahrensstufe 20 bis 30 Minuten lang andauert.

10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil vor dem Oxidieren mild alkalisch entfettet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Entfetten und einem anschließenden Spülen ein Tauchen in verdünnte HNO₃ erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdünnung im Verhältnis 1 : 3 erfolgt und das Bad eine Temperatur von ca. 20°C aufweist sowie das Tauchen ca. 30 Sekunden lang erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, daß nach dem Bad in HNO₃ und einem anschließenden Spülen das Oxidieren nach dem bekannten GS-, vorzugsweise GSX-Verfahren, erfolgt.

14. Verwendung von nach dem Verfahren gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellten Teilen für Nutzbremsen.