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Verfahren zur Erzeugung von Aluminiumüberzügen auf Metallen Um die
chemische Widerstandsfähigkeit von Metallen, insbesondere von Eisen, Aluminiumlegierungen
u. -dgl., zu erhöhen, hat man diese mit einem Überzug von Aluminium versehen und
auf diese Art die mechanisch günstigen Eigenschaften des Grundmetalls mit der guten
chemischen Widerstandsfähigkeit des Aluminiums vereinigt.
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Zur Erzeugung dieser Aluminiumüberzüge sind schon verschiedene Verfahren
vorgeschlagen worden. So wurden z. B. Bleche aus dem Grundmetall mit Aluminiumblechen
zusammengewalzt, wodurch beide Bleche aneinandergeschweißt wurden; oder es wutde
ein Walzbarren mit Aluminium umgossen b-zw. in einer mit Aluminium ausgekleideten
Kokille gegossen und hierauf gewalzt. Diesen Verfahren haften aber verschiedene
Mängel an. Zunächst ist es schwierig, auf diese Weise eine wirklich einwandfreie
und mechanischen Beanspruchungen, wie Biegen u. dgl., widerstehende Verbindung zwischen
Grundmetall und Überzug herzustellen; denn sowohl das Aluminium als auch gegebenenfahs
das Grundmetall (insbesondere wenn dieses eine Aluminiumlegierung ist) sind an der
Oberfläche mit einer schwer zu entfernenden Oxvdschicht bedeckt. Daher treten an
den Verbindungsflächen häufig Oxydeinschlüsse auf, die eine innige Verbindung zwischen
Grundmetall und Überzug verhindern. Ein weiterer Nachteil dieser Verfahren ist,
daß zur Herstellung der Überzüge nur Aluminium verwendet werden kann, das bereits
zu Platten, Blechen u. dgl. verarbeitet ist.
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Diese Nachteile würden bei einem Verfahren zur Erzeugung von Aluminiumüberzügen
durch elektrolytische Abscheidung nicht auftreten. Versuche, Aluminium in schmelzflüssigen
Elektrolyten auf andere Metalle abzuscheiden, liegen bereits vor, doch scheiterten
alle diese Versuche an dem Umstande, daß sich das Aluminium in schwammiger bzw.
flitteriger Form abschied, so daß keine dichten, festhaftenden Überzüge erhalten
werden konnten. "Um die gewünschte Wirkung zu erzeugen, müssen diese Aluminiumüberzüge
nicht nur so fest mit dem Grundmetall verbunden sein, daß sie sich mit ihm durch
Walzen u. dgl. mechanisch weiterverarbeiten lassen können, ohne sich loszulösen,
sondern sie müssen auch vollkommen dicht sein.
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Gemäß der Erfindung xverden dichte und festhaftende elektrolytische
Aluminiumüber-, züge auf Metallen dadurch erhalten, daß gleichzeitig mit dem Aluminium
geringe Mengen anderer Metalle, die edler sind als Aluminium und deren Abscheidungs-
bzw. Auflösungspotential in dem betreffenden Elektrolyten sich von demjenigen des
Aluminiums um nicht mehr als o,6 Volt unterscheidet, auf dem Grundkörper kathbdisch
niedergeschlagen
werden. Solche Metalle sind z. B. Mangan, Zink, Cadmium, Chrom, Zinn, Kupfer und
vor ällem Blei. Auf diese Weise ist es möglich, Niederschläge zu erhalten, die schon
in den für solche Plattierungen üblichen Schichtdicken vollkommen dicht und undurchlässig
sind. Diese Überzüge haften so dicht auf dem Grundmetall, daß sie -sich durch mechanische
Beanspruchung, wie Biegen u: dgl., nicht loslösen. Die Erzeugung eines dichten Niederschlages
zwecks Raffination des Aluminiums ist nicht Gegenstand dieses, sondern eines älteren
Patents des Erfinders. Die Wahl des Zusatzmetalls erfolgt je nach dem Verwendungszweck
des plattierten Gegenstandes; so werden zur Erzeugung chemisch widerstandsfähiger
Aluminiumüberzüge selbstverständlich nur solche Metalle zugesetzt, die die Korrosionsbeständigkeit
des Aluminiums nicht herabsetzen. Besonders ist hierfür Blei geeignet, Eisen ist
wegen seines schädlichen Einflusses für korrosionsfeste Überzüge nicht zu verwenden.
Ferner ist zu beachten, daß viele Bestandteile des handelsüblichen Aluminiums, die
schon in geringen Mengen seine Korrosionsbeständigkeit herabsetzen, wie z. B Silicium,
Eisen, Kohlenstoff und Natrium, bei solchen elektrolytischen Verfahren an der Anode
zurückgehalten werden können, so daß der kathodisch niedergeschlagene Aluminiumüberzug
schon aus diesem Grunde eine höhere Korrosionsbeständigkeit aufweisen wird als das
Aluminium der Anode, das noch einige Zehntel Prozent Silicium und Eisen enthält
(abgesehen von Tonerde, Kohlenstoff, Phosphor und anderen schwer zu bestimmenden
Verunreinigungen) ; denn gerade Silicium hat gegenüber Aluminium ein sehr verschiedenes
Potential und gibt zu Korrosionserscheinungen viel eher Anlaß als ein in der elektrischen
Spannungsreihe dem Aluminium näherliegender Stoff. Deshalb können als Anodenmaterial.
außer Rohaluminium auch Aluminiumlegierungen verwendet werden, insbesondere solche,
die durch thermische Reduktion erhalten wurden.
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Der Elektrolyt muß selbstverständlich einen niedrigeren Schmelzpunkt
als das Aluminium besitzen. Für besonders geeignet hat sich ein schmelzflüssiger
Elektrolyt aus Halogensalzen von Aluminium und Alkali-und/oder Erdalkalimetallen
erwiesen, beispielsweise ein Elektrolyt mit 75:11/p A1 C13, 15- 11/p Na Cl
und i o 111" K Cl. Um die nötigen Mengen des. Zusatzmetalls in den Elektrolyten
zu bringen, kann auf verschiedene Weise vorgegangen werden. Beispielsweise kann
man unmittelbar Verbindungen der betreffenden Metalle in den Elektrolyten einführen
oder auch besondere Hilfsanoden aus den betrettenden Metallen verwenden, wobei man
es in der Hand hat, die Menge des in den Elektrolyten übergehenden Metalls durch
das Potential bzw. die Stromstärke des Hilfsstromkreises zu regeln. Die Mindestmenge
des Zusatzmetalls, die für die Erzeugung dichter Niederschläge nötig ist, hängt
von der Natur des Metalls ab und kann durch Versuche für jedes Metall bestimmt werden.
Bei Blei genügen beispielsweise einige Zehntel Prozent.
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Für die Erzeugung solcher dichter Niederschläge ist es vorteilhaft,
an der Kathode Stromdichten von weniger als i A/dm2 einzuhalten. Ferner wird das
Festhalten des Überzuges an dem Grundmetall dadurch begünstigt, daß vor- Beginn
der Abscheidung die Kathode für kurze Zeit in an sich bekannter Weise als Anode
geschaltet wird. Selbstverständlich ist es zweckmäßig, die Kathoden wie bei jedem
anderen Plattierverfahren durch Bürsten, Beizen u. dgl, entsprechend vorzubehandeln.
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Das den Gegenstand des Patents bildende Verfahren gestattet es, in
einfacher und wirtschaftlicher Weise Gegenstände mit einem festhaftenden Aluminiumüberzug
zu versehen, die nicht mehr weiter mechanisch verarbeitet werden sollen, wie z.
B. Gußstücke. In solchen Fällen kann man dem Überzug durch Polieren ein besseres
Aussehen verleihen. Selbstverständlich können aber auch Walzbarren, Walzplatten,
Bleche u. dgl. nach dem neuen Verfahren mit Aluminium überzogen und hierauf weitergewalzt
oder sonstwie weiterverarbeitet werden, da infolge des guten Festhaftens des Überzuges
dieser sich nicht loslöst.
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Besondere Bedeutung hat das Verfahren auch zum Überüehen von solchen
Körpern, deren Herstellungsverfahren es nicht erlaubt, vor der endgültigen Formgebung.
einen aufgeschweißten Aluminiumüberzug aufzubringen, wie z. B. für Gußstücke, durch
Pressen hergestellte Leichtmetallprofile u. dgl.