DE60216291T2

DE60216291T2 - Oberflächenbehandlungsmittel und verfahren zum entfernen der beim ätzen von druckgussteilen aus aluminium anfallenden si komponente und reduzierten metallsalze

Info

Publication number: DE60216291T2
Application number: DE60216291T
Authority: DE
Inventors: Ltd. Eul-Kyu Pres. Cheon Young Chemical C LEE
Original assignee: Jeonyoung Co Ltd Ansan; Jeon Young Chemical Co Ltd
Current assignee: Jeonyoung Co Ltd Ansan Kyounggi Kr
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2007-06-21
Also published as: EP1421164B1; EP1421164A1; JP2004536963A; JP4285649B2; US7405189B2; DE60216291D1; DE60216291T8; WO2003010271A1; US20040242445A1; ATE346132T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Zusammensetzung und Verfahren zur Verwendung in der Oberflächenbehandlung von Druckgussteilen aus Aluminium (im Folgenden als ALDC-Material bezeichnet). Insbesondere betrifft die Erfindung ein Oberflächenbehandlungsmittel und Verfahren zum Entfernen der beim Ätzen von ALDC-Material anfallenden Siliciumkomponente und reduzierten Metallsalzen, ohne dabei Stickoxide (NO_x) oder Fluorwasserstoff (HF) zu erzeugen.
Hintergrund der Erfindung
Ein ALDC-Material enthält im Allgemeinen Al und weitere Bestandteile, wie beispielsweise Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Zn oder Ni. Derartiges ALDC-Material erfordert eine Oberflächenbehandlung wie Metallisierung, Anstrich oder anodische Oxidation zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion und dem Erscheinungsbild. Das ALDC-Material wird im Allgemeinen einer Oberflächenbehandlung unterzogen, die einen Metallisierungsprozeß, welcher in der Reihenfolge von Entfetten, Ätzen, Dekapieren, Zincating und Metallisieren durchgeführt wird, einschließt, sowie einen Anstrichsprozeß, der in der Reihenfolge von Entfetten, Ätzen, Dekapieren, Trocknen und Anstrich durchgeführt wird, einschließt.
Das Ätzen wird in den vorstehend genannten Verfahren üblicherweise in wässriger NaOH-Lösung durchgeführt. Im ALDC-Metallisierungsprozeß erfolgt das Ätzen in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 50°C in 5 bis 20 %-iger wässriger NaOH-Lösung zur Entfernung jeglicher Oxidschicht und/oder Öl von der ALDC-Oberfläche sowie, anverwandt, zur Bildung einer Oberflächenrauheit für das Metallisieren.
ALDC (1) → ALDC (2) + Al Auflösung {3NaOH + Al → Al(OH)₃ + H₂ ↑}(wässrige NaOH-Lösung, Ätzen)
In obigem Prozeß erscheinen die im ALDC (1) enthaltenen Komponenten wie Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Zn oder Ni auf der Oberfläche von ALDC (2), da das Al als Hauptkomponente des ALDC während des Ätzens aufgelöst wird und Komponenten wie Si, Cu, Fe, Mn und Ni nicht in Lösung der wässrigen NaOH-Lösung gehen, sondern entsprechend an der Oberfläche des ALDC (2) verbleiben.
In Tabelle 1A und 1B bzw. 1A und 1B sind Resultate von EDAX-Messungen bezüglich der Komponenten in der Oberfläche von ALDC (2) dargestellt, welches für 10 Minuten in eine 10%-ige NaOH-Lösung eingetaucht wurde, wobei die ALDC-Materialen hinsichtlich ALDC-7 und ALDC-8 analysiert werden. Tabelle 1A. Analyse der Oberflächenkomponenten in ALDC-7 (2)
Tabelle 1B. Analyse der Oberflächenkomponenten in ALDC-8 (2)
Tabelle 1A und 1B ist zu entnehmen, dass nach dem Ätzen des ALDC-Materials Komponenten wie Si, Fe und Cu die Hauptbestandteile darstellen. Diese Komponenten sollten notwendigerweise von der Oberfläche der Materialien entfernt werden, da sie Kohärenz und Homogenität während des abschließenden Metallisierens, Anstrichs und anodischer Oxidation beeinflussen.
In wässriger Lösung wird im Allgemeinen jede der Metallkomponenten reduziert und auf der Oberfläche eines Aluminiummaterials wie Al oder einer Al-Legierung (Al2024, Al 5083) abgeschieden, um so während einer Oxidationsreaktion, bei der entsprechend einem zur Entfernung von reduzierten Metallsalzen üblichen Verfahren das angeätzte Al oder Al-Legierung hauptsächlich in eine wässrige HNO₃-Lösung getaucht werden, reduzierte Metallsalze zu bilden.
Wenn das ALDC Material in eine wässrige HNO₃-Lösung eingetaucht wird, werden die Metallkomponenten wie Cu, Fe und Ni folgendermaßen durch die HNO₃-Lösung gelöst und ionisiert: Cu → Cu²⁺ + 2e-; Fe → Fe²⁺ + 2e-; und Ni → Ni²⁺ + 2e-.
Andererseits wurde üblicherweise eine Säuremischung aus HNO₃ und HF zur Entfernung von während des Ätzens des ALDC Materials mit NaOH auf dem Material gebildeten Metall- und Si- Komponenten verwendet. Diesem Vorgang liegt folgender Reaktionsmechanismus zugrunde:

(1) Reaktionsmechanismus der im ALDC enthaltenen Metallkomponenten (außer für Si) mit HNO₃: Me (Fe, Cu, Mn, Mg, Zn, Ni) + HNO₃ + H₂O → MeO + HNO₂ + H₂O → MeO + H⁺ + NO₂ ↑ + H₂O (erste Reaktion) → MeO + 2HNO₃ + H₂O → Me(NO₃)₂ + H₂O (zweite Reaktion) In der ersten Reaktion vergast HNO₂ in H⁺ und NO₂ und setzt damit toxische NOx Gase frei, die für Mensch und Umwelt schädlich sind.
(2) Reaktionsmechanismus von SiO₂ mit HF: SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O + H₂↑ (erste Reaktion) 2HF + SiF₄ → H₂SiF₆ (zweite Reaktion)

In der ersten Reaktion wird wegen der Erzeugung von H₂-Gas HF-Gas freigesetzt.
Obwohl ein Verfahren zur chemischen Behandlung des ALDC Materials unter Verwendung von HNO₃ und HF über lange Zeit Verwendung fand, werden mit diesem Verfahren große Mengen HF und NOx Gase mit verhängnisvoller Wirkung auf Mensch und Dinge freigesetzt.
2 veranschaulicht die Freisetzung von HF und NOx Gasen aus der Behandlung des ALDC Materials mit einer Säuremischung aus HNO₃ und HF und Tabelle 2 enthält die gemessenen Mengen an HF und NO_x Gasen. Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, werden durch die Säuremischung aus HNO₃ und HF große Mengen NOx und HF Gase freigesetzt und stellen mithin ein starkes Hindernis gegen die Substitution von Al durch ALDC dar. Tabelle 2. HF und NOx Emissionen während der Behandlung des ALDC Materials in einer HNO₃ und HF Säuremischung.
US 5 990 060 offenbart ein Reinigungsverfahren, bei dem auf einem Substrat abgeschiedene Fremdmaterialien mittels einer Reinigungsflüssigkeit, die durch Mischen eines basischen, wasserlöslichen Fluorids mit einem Oxidationsmittel hergestellt wird, entfernt werden.
US 6 369 008 offenbart Reinigungslösungen zur Entfernung von Verunreinigungen von Halbleitersubstraten, die ungefähr 0,08 bis ungefähr 0,1 Gewichtsprozent Fluorwasserstoff, ungefähr 0,5 bis ungefähr 0,6 Gewichtsprozent Ammoniumfluorid, ungefähr 24,9 bis ungefähr 49,7 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxid und ungefähr 49,6 bis ungefähr 74,5 Gewichtsprozent Wasser enthalten.
Ferner sind aus dem Stand der Technik Verfahren bekannt, die zur Reinigung von verunreinigten Halbleiterplatten durch Zusammensetzungen, bestehend aus einer Wasserstoffperoxid und Fluorionen enthaltenden anorganischen Substanz, verwendet werden, wie sie in den japanischen Offenlegungsschriften H08-250461 sowie H10-298589 offenbart sind. Jedoch zeigen diese Zusammensetzungen wegen des sehr geringen Peroxidgehalts nur geringe Oxidationskraft. Die obigen Substratreinigungsmittel können zwar während des Ätzens teilweise Si von der ALDC-Oberfläche entfernen, versagen aber bei der gleichzeitigen Entfernung von reduzierten Metallkomponenten wie Fe, Cu, Mn, Mg, Zn oder Ni von jener Oberfläche.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung dient der Lösung oben erwähnter Probleme und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung bereit zu stellen, welche Si und reduzierte Metallkomponenten wie Fe, Cu, Mn, Mg, Zn oder Ni von der Oberfläche eines ALDC-Material zu entfernen befähigt ist, ohne dabei, während des Ätzens in einem chemischen Oberflächenbehandlungsverfahren des ALDC-Materials, toxische Gase wie NOx und HF freizusetzen, und welche zusätzlich auf der Materialoberfläche verbliebenes Öl löst.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Oberflächenbehandlung unter Verwendung der obigen Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung, welches Si und reduzierte Metallkomponenten wie Fe, Cu, Mn, Zn oder Ni von der Oberfläche eines ALDC-Materials zu entfernen befähigt ist, ohne dabei, während des Ätzens in einem chemischen Oberflächenbehandlungsverfahren des ALDC-Materials, toxische Gase wie NOx und HF freizusetzen, und welches zusätzlich auf der Materialoberfläche verbliebenes Öl löst.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung zur Lösung obiger Aufgaben wird eine Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung von ALDC-Material zum Entfernen von Si und reduziertem Metallsalz von der Oberfläche eines ALDC-Materials nach dem Ätzen bereitgestellt, wobei die Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung 300 bis 950 g/l Wasserstoffperoxid, 1 bis 300 g/l Fluorionen enthaltendes anorganisches Salz und 1 bis 30 g/l wasserlöslichen Ether umfasst.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung zur Lösung obiger Aufgaben wird eine Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung von ALDC-Material zum Entfernen von Si und reduziertem Metallsalz von der Oberfläche eines ALDC-Materials nach dem Ätzen bereitgestellt, wobei die Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung 300 bis 950 g/l Wasserstoffperoxid, 1 bis 300 g/l Fluorionen enthaltendes anorganisches Salz, 1 bis 30 g/l wasserlöslichen Ether und Restwasser umfasst.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung zur Lösung obiger Aufgaben wird ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von ALDC-Material zum Entfernen von Si und reduziertem Metallsalz von der Oberfläche eines ALDC-Materials nach dem Ätzen bereitgestellt, wobei das Verfahren die Stufe umfasst, bei der man das ALDC-Material in die Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung entsprechend der Erfindung eintaucht.
Beschreibung der Zeichnungen
Die vorstehend genannten sowie weitere Ziele, Merkmale und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden zum besseren Verständnis der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verdeutlicht. Dabei zeigen:
1A eine grafische Darstellung der Resultate einer Komponentenanalyse auf der Oberfläche von ALDC-7, welche für 10 Minuten in eine 10%-ige wässrige NaOH-Lösung eingetaucht wurde;
1B eine grafische Darstellung der Resultate einer Komponentenanalyse auf der Oberfläche von ALDC-8, welche für 10 Minuten in eine 10%-ige wässrige NaOH-Lösung eingetaucht wurde;
2 ein Bild eines HF und NOx Gase freisetzenden ALDC-Materials, welches im Stand der Technik mit einer Säuremischung aus HNO₃ und HF behandelt wird; sowie
3 ein Bild eines ALDC-Materials ohne HF oder NOx Gasentwicklung, als dessen Oberfläche mit einer Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung, die H₂O₂, Ammoniumbifluorid und Wasser umfasst, behandelt wird.
Vorteilhafteste Ausführung der Erfindung
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung detailliert beschreiben.
Ein ALDC-Material wurde in wässriger NaOH-Lösung geätzt und dann in eine erfindungsgemäße Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung, umfassend Wasserstoffperoxid, Fluorionen enthaltendes anorganisches Salz und wasserlöslichen Ether, eingetaucht. Die Si Komponente auf der Oberfläche des geätzten ALDC-Materials sowie Metallsalzverunreinigungen wie Fe, Cu, Mn, Mg, Zn oder Ni aus dem ALDC-Material selbst oder während des Ätzens reduziert, werden schnell unter Bildung von Niederschlägen in der Oberflächenbehandlungszusammensetzung aufgelöst. Zusätzlich werden Ölrückstände aufgelöst und von der Oberfläche des Materials entfernt.
Weiterhin umfasst die Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung Wasserstoffperoxid, Fluorionen enthaltendes anorganisches Salz, wasserlöslichen Ether und Restwasser.
Wasserlöslicher Ether fungiert nicht nur als Lösungsmittel, sondern auch als Inhibitor zum Schutz des ALDC-Materials und reduziert die Oberflächenspannung im System. Die Verwendung von wasserlöslichem Ether erhöht die Lebensdauer der Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung.
Wasserstoffperoxid (H₂O₂) reagiert nicht nur als Oxidationsmittel, sondern fungiert auch als Lösungsmittel zur Auflösung von Fluorionen enthaltendem anorganischen Salz. Das Wasserstoffperoxid ist in einer Konzentration von 300 bis 950 g/l, bevorzugt 300 bis 700 g/l enthalten.
Liegt das Wasserstoffperoxid in Konzentrationen geringer als 300 g/l (ungefähr 30 Gewichtsprozent) vor, vermindert sich die Oxidationskraft der Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung, so dass fest an der Oberfläche haftende Metallionen und die Si Komponente eher nur teilweise denn vollständig entfernt werden. Des Weiteren wird Wasserstoffperoxid in Konzentrationen bis 950 g/l (ungefähr 95 Gewichtsprozent) verwendet, da die Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung wesentlich Fluorionen enthaltendes anorganisches Salz umfaßt.
Fluorionen enthaltendes anorganisches Salz dient der Auflösung und dem Entfernen der Si Komponente von der Oberfläche des geätzten Materials und verfügbare Beispiele von Fluorionen enthaltendem anorganischen Salz umfassen saures Amoniumfluorid (NH₄HF₂), Ammoniumfluorid (NH₄F) und Mischungen daraus. Fluorionen enthaltendes anorganisches Salz ist in Konzentrationen von ungefähr 1 bis 300 g/l, bevorzugt 50 bis 300 g/l, enthalten. Fluoride würden selbst bei hohen Konzentrationen kein Gas frei setzen. Si wird bei Konzentrationen des Fluorionen enthaltenden anorganischen Salzes kleiner 1 g/l nur unzureichend gelöst und Fluorionen enthaltendes anorganisches Salz kann bis zu 300 g/l in der Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung bei Raumtemperatur gelöst werden.
Verfügbare Beispiele wasserlöslichen Ethers umfassen Ethylenglycol-monobutylether, Dipropylenglycol-monoehtylether und Mischungen daraus. Wasserlöslicher Ether vermindert nicht nur die Oberflächenspannung der Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung, sondern dient untergeordnet auch der Ablösung von Ölrückständen von der Materialoberfläche und fungiert als Inhibitor zur Vermeidung einer Rückadhäsion der gelösten Metallionen und Si Komponente auf die Materialoberfläche. Wasserlöslicher Ether wird in einem Konzentrationsbereich von 0,5 bis 100 g/l, bevorzugt 1 bis 30 g/l, verwendet.
Ether reduziert bei einem Gehalt unter 0,5 g/l nur unzureichend die Oberflächenspannung, vergleichbar reagiert er andererseits bei einem Gehalt größer 100 g/l.
Weiterhin kann gewöhnliches Wasser als Lösungsmittel und ausgleichender Rest für die Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung, umfassend Wasserstoffperoxid und Fluorionen enthaltendes anorganisches Salz oder für jene Zusammensetzung, umfassend Wasserstoffperoxid, Fluorionen enthaltendes anorganisches Salz und wasserlöslichen Ether, verwendet werden.
Wasser (H₂O) löst untergeordnet Wasserstoffperoxid, Fluorionen enthaltendes anorganisches Salz und Ether-Lösungsmittel zur Stabilisierung des Systems. Das Wasser wird in üblicherweise eingesetzten in Mengen von ungefähr 5 bis 600 g/l, bevorzugt 50 bis 300 g/l, verwendet.
Das geätzte ALDC-Material wird entsprechend obiger Ausführung in die Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung eingetaucht, so dass die Si-Komponente und die Metallsalzkomponenten wirksam aufgelöst und damit von der Materialoberfläche entfernt werden, ohne dabei Stickoxide (NOx) oder Fluorwasserstoff (HF) freizusetzen.
Die Eintauchdauer des ALDC-Materials in die Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung wurde nicht im Besonderen begrenzt, kann aber generell ohne einschränkende Zwecke auf ungefähr 3 Minuten festgelegt werden. Beim Eintauchen des ALDC-Materials in die erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungslösung werden das Si und die Metallsalzkomponenten von der Materialoberfläche entsprechend folgendem Mechanismus gelöst und entfernt:
Die im ALDC enthaltenen Metallkomponenten, mit Ausnahme von Si, reagieren mit H₂O₂ in schwachsaurer, H⁺ Ionen aufweisender Lösung: Me (Fe, Cu, Ni, Mn, Mg, Zn) + nH⁺ + 2H₂O₂ → Me²⁺ + 2H₂O + O₂ → MeOx + 2H₂ ↑ Gleichung 1.
Als besonderes Beispiel dient 4Cu + 8H⁺ + 2H₂O₂ + 2H⁺ → 4Cu²⁺ + 2H₂O + O₂ + 2H⁺ → 4CuO + 2H₂ ↑ Gleichung 2,und 2Fe + 4H⁺ + 2H₂O₂ + 2H⁺ → 2Fe²⁺ + 2H₂O + O₂ + 2H⁺ → Fe₂O₄ ^2- + 2H₂ ↑ Gleichung 3.
In den obigen Reaktionen werden jene Komponenten wie beispielsweise Zn, Mg und Fe, die eine hohe Ionisierungstendenz aufweisen, bei niedriger H₂O₂ Konzentration (bei 10 % des Gesamtvolumens oder weniger) und in schwachsaurer Lösung gelöst und so vom Material entfernt. Dem gegenüber werden die Metallkomponenten, wie beispielsweise Cu, Mn und Ni, die eine geringe Ionisierungstendenz aufweisen, bei niedriger H₂O₂ Konzentration und in schwachsauren Lösungen nicht gelöst.
Dementsprechend wird in der Erfindung bevorzugt H₂O₂ in hoher Konzentration von ungefähr 30 Gewichtsprozent oder mehr verwendet, um alle metallischen Verunreinigungen von der Metalloberfläche gleichzeitig während des Ätzens zu entfernen. Zur Verkürzung der Behandlungsdauer wird bevorzugt eine H₂O₂ Konzentration von mindestens 70 Gewichtsprozent in der Zusammensetzung aufrechterhalten. Da die Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung erfindungsgemäß hohe H₂O₂ Konzentrationen von mindestens 30 Gewichtsprozent enthält, stellt sie eine Oxidationskraft bereit, die ebenso stark wie die einer Säuremischung aus HNO₃ und HF ist, welche in einer herkömmlichen Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung Verwendung fand, so dass die Metallverunreinigungen wirksam von der Oberfläche des geätzten ALDC-Materials entfernt werden.
Den Reaktionsgleichungen 2 und 3 ist zu entnehmen, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung lediglich nicht-toxisches H₂ und O₂ Gas erzeugt. NOx oder HF Gase werden somit nicht erzeugt.
Unterdessen reagiert die Si Komponente entsprechend der folgenden Gleichungen 4 und 5 und wird anschließend vom Material entfernt. Si + H₂O₂ → Si + 2H⁺ + O^2- → SiO₂ Gleichung 4,und NH₄HF₂ + SiO₂ + H₂O₂ + H₂O → (NH₄)₂SiF₆ + 2H₂O + O₂ Gleichung 5.
In den obigen Reaktionen liefert das Fluorionen enthaltende anorganische Salz Funktionen zur Zufuhr von Wasserstoffionen zur Gesamtlösung, so dass der pH-Wert auf 4 oder weniger sinkt und die Si Komponente in die Siliciumfluoridform umwandelt, welche schnell gelöst wird. Die hohe Oxidationskraft von H₂O₂ unterstützt dabei die rasche Auflösung und Entfernung der Si Komponente von der Oberfläche des ALDC-Materials. Die obigen Reaktionen der Gleichungen 4 und 5 produzieren kaum Gase.
Die wie oben zusammengesetzte erfindungsgemäße Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung löst und entfernt wirksam Si und reduzierte Metallsalzverunreinigungen von der Oberfläche eines in die erfindungsgemäße Zusammensetzung eintauchenden geätzten ALDC-Materials ohne Freisetzung von NOx oder HF Gasen.
Zudem werden das Si und reduzierte Metallsalzverunreinigungen wirksam von der Oberfläche des geätzten ALDC entfernt, um so die Kohärenz und Homogenität im abschließenden Metallisieren, Anstrich und anodischer Oxidation zu verstärken. Auch werden Ölrückstände aufgelöst und von dem ALDC-Material entfernt.
Beispiele
Die folgende Beschreibung zeigt im Detail eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung (Beispiel 1), wobei die Ausführungsform die Erfindung lediglich zu Veranschaulichungszwecken offenbart.
Zusammensetzung A
Eine Zusammensetzung (A) zur Oberflächenbehandlung wurde durch Mischen von H₂O₂ 500 g/l, Ammoniumbifluorid 200 g/l und H₂O 300 g/l hergestellt. Ein in 20%-iger wässriger NaOH-Lösung geätztes ALDC Testgussteil wurde für eine Minute in die Zusammensetzung (A) eingetaucht, um die schwarze Si Komponente und reduzierte Metallsalze (Schmutz) von der Oberfläche des Teststücks zu entfernen. Wie in 3 erkennbar, bildeten sich während dieses Vorgangs keine NOx oder HF Gase, welche bei einer Behandlung mit einem Lösungsgemisch aus HNO₃ und HF freigesetzt werden. Das behandelte Teststück wurde mit Wasser gereinigt und anschließend zur Freilegung der glänzenden Farbe des Al getrocknet, da die schwarze Si Komponente vollständig entfernt wurde. Wurde eine Farbe aus Urethanharz auf das Teststück aufgebracht, erschien das ALDC-Material hochkohärent mit der Farbe. Dies zeigt, dass die Si Komponente und reduzierte Metallsalze vollständig von der Oberfläche des ALDC-Materials entfernt wurden, wenn das ALDC-Material mit der Zusammensetzung behandelt wurde.
Zusammensetzung B
800 g/l H₂O₂ und 200 g/l Ammoniumbifluorid wurden zur Herstellung der Zusammensetzung (B) zur Oberflächenbehandlung gemischt. Ein in 20%-iger wässriger NaOH-Lösung geätztes ALDC-Testgussteil wurde für zwei Minuten in die Zusammensetzung (B) eingetaucht, um schwarze Si Komponenten und reduzierte Metallsalze von der Oberfläche des Teststücks zu entfernen. Das behandelte Teststück wurde mit Wasser gereinigt und anschließend zur Freilegung der glänzenden Farbe des Al getrocknet, da die schwarze Si Komponente vollständig entfernt wurde.
Nachfolgend wurde an diesem Teststück eine stromlose Vernickelung durchgeführt. Zur stromlosen Vernickelung wurde das Teststück mit Wasser gereinigt, zur Zinksubstitution in eine Lösung bestehend aus 30 g/l ZnO und 240 g/l NaOH bei 25°C für drei Minuten gegeben und dann in eine Lösung zur stromlosen Vernickelung bestehend aus 50 g/l Nickelsulfat, 45 g/l Natriumhypophosphit, 10 g/l Milchsäure und 7 g/l Succinsäure und Restwasser bei 95°C getaucht. Im Ergebnis erfolgte eine einheitliche Vernickelung der gesamten Materialoberfläche. Dies zeigt, dass die Si Komponente und reduzierte Metallsalze vollständig von der Oberfläche des ALCD-Materials entfernt wurden, wenn das ALCD-Material mit der Zusammensetzung behandelt wurde.
Beispiel 1
Eine Zusammensetzung (C) zur Oberflächenbehandlung wurde durch Mischen von 400 g/l H₂O₂, 150 g/l Ammoniumbifluorid, 30 g/l Ethylenglycol-monobutylether und 300 g/l H₂O hergestellt.
Ein in einer wässrigen NaOH-Lösung geätztes ALDC Testgussteil wurde für zwei Minuten in die Zusammensetzung (C) getaucht, um die schwarze Si Komponente und reduzierte Metallsalze von der Oberfläche des Teststücks zu entfernen. Das behandelte Teststück wurde mit Wasser gereinigt und anschließend zur Freilegung der glänzenden Farbe des Al getrocknet, da die schwarze Si Komponente vollständig entfernt wurde. Das Teststück wurde mit Wasser gereinigt und anschließend in 300 g/l H₂SO₄ unter Bedingungen von 20°C, 10A und 5 V/dm² anodisch oxidiert. Die anodische Oxidation wurde für 30 Minuten zur Bildung einer einheitlichen Oxidschicht von Al₂O₃ auf der Materialoberfläche durchgeführt. Dieses Resultat zeigt, dass die Si Komponente und reduzierte Metallsalze vollständig von der Oberfläche des ALDC-Materials entfernt wurden, wenn das ALDC-Material mit der Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung behandelt wurde.
Industrielle Anwendbarkeit
Durch Entfernung der während des Ätzens auf der Oberfläche des ALDC-Materials gebildeten Si und reduzierten Metallsalzverunreinigungen, beseitigt die erfindungsgemäße Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung wirksam Si und reduzierte Metallsalzverunreinigungen ohne Probleme durch NOx oder HF Gase, die für den Menschen schädlich sind und die Abwasserbehandlung belasten. Weiterhin werden Ölrückstände ebenfalls vom ALDC-Material entfernt.
Die Erfindung ermöglicht eine einfache Metallisierung oder Anstrich des ALDC-Materials vergleichbar mit Al-Legierungen, wodurch die Produktivität gefördert wird. Die Si und reduzierten Metallsalzverunreinigungen werden wirksam von der Oberfläche des geätzten ALDC-Materials entfernt und verstärken so die Kohärenz und Homogenität in abschließender Metallisierung, Anstrich und anodischer Oxidation. Insbesondere fördert die Erfindung voraussichtlich den Schutz der globalen Umwelt vor NOx und HF Gasen.

Claims

Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung von ALDC-Material zum Entfernen von Si und reduziertem Metallsalz von der Oberfläche eines ALDC-Materials nach dem Ätzen, wobei die Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung 300 bis 950 g/l Wasserstoffperoxid, 1 bis 300 g/l Fluorionen enthaltendes anorganisches Salz und 1 bis 30 g/l wasserlöslichen Ether umfasst.
Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung von ALDC-Material zum Entfernen von Si und reduziertem Metallsalz von der Oberfläche eines ALDC-Materials nach dem Ätzen, wobei die Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung 300 bis 950 g/l Wasserstoffperoxid, 1 bis 300 g/l Fluorionen enthaltendes anorganisches Salz, 1 bis 30 g/l wasserlöslichen Ether und als Rest Wasser umfasst.
Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der wasserlösliche Ether aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Ethylenglycolmonobutylether, Dipropylenglycolmonoethylether und Gemischen davon.
Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, wobei das Wasserstoffperoxid in einer Menge von 300 bis 700 g/l vorliegt.
Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, wobei das Fluorionen enthaltende anorganische Salz in einer Menge von 50 bis 300 g/l vorliegt.
Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung nach Anspruch 5, wobei das Fluorionen enthaltende anorganische Salz aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Ammonimbifluorid (NH₄HF₂), Ammoniumfluorid (NH₄F) und Gemischen davon.
Verfahren zur Obeflächenbehandlung von ALDC-Material zum Entfernen von Si und reduziertem Metallsalz von der Oberfläche eines ALDC-Materials nach dem Ätzen, wobei das Verfahren die Stufe umfasst, bei der man das ALDC-Material in die Zusammensetzung zur Oberflächenbehandlung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3 eintaucht.