DE633091C - Verfahren zur Vorbehandlung von Aluminium und Aluminiumlegierungen zwecks Aufbringung von galvanischen Niederschlaegen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Vorbehandlung von Aluminium und Aluminiumlegierungen zwecks Aufbringung von galvanischen Niederschlägen Die Oberfläche des Aluminiums sowie dessen Legierungen läßt sich nur schwer derart behandeln, daß galvanische Überzüge auf einfachem und sicherem Wege angebracht werden können. So neigen Metallüberzüge auf Aluminium sowie Aluminiumlegierungen leicht dazu, beim Polieren oder einige "Zeit nachher Blasen zu werfen. Beim Biegen oder bei sonstiger Beanspruchung der Oberfläche haften die Überzüge meist nur mangelhaft und unberechenbar.
• Es gibt zwar eine leihe sehr guter Behandlungsvorschriften, um solche Übelstände möglichst zu vermeiden. Eine große Anzahl einschlägiger Patente über die Aluminiumoberflächenbehandlung befaßt sich mit der sogenannten Dekapierung, dem Aufrauhen der Oberfläche; sowie mit der Herstellung von Hilfszwischenschichten. Diese Verfahren beruhen zum-- Teil darauf, daß mit oder ohne Strom erzeugte Niederschläge anderer Metalle eine Basis für die eigentlich beabsichtigten Überzüge bilden. Derartige Zwischenschichten haben aber den Nachteil, daß sie, wie z. B. das Zink, nicht gut einen weiteren Überzug, z. B. Nickel, annehmen und beim Biegen Abblätterungen verursachen. Es wird meist geltend gemacht, die Oberflächenotydsehicht des Aluminiums müsse bei all diesen Verfahren peinlichst sorgfältig entfernt werden, desgleichen die sogenannte Aluminiumfetthautschicht. Dieses geschieht vermittels Alkali und Säuren mit und ohne Metallsalzzusätze. Die Resultate sind sehr von der Zusammensetzung des Aluminiums abhängig. Bei Gußblöcken sowie Präzisionsstücken wird das Metall leicht unregelmäßig angeätzt oder gar tief angefressen, wobei sich zurückgebliebene Reste der angewandten Laugen oder Säuren nicht mehr entfernen lassen, da ein zu langes Spülen in Wasser den Effekt der gewollten Behandlung wieder zunichte macht. Auch die Herstellung von Oxydüberzügen mittels Chromsäurelösungen und Wechselstroms ist bekannt.
• Alle derartigen Verfahren sind verhältnismäßig umständlich, häufig aber auch kostspielig, besonders, wenn es sich um größere Stücke, z. B. Baumaterial u. dgl., handelt. Vielen dieser Verfahren haftet außerdem der Mangel der Unsicherheit an.
• Es wurde nun gefunden, daß alkalische Zinksalzlösungen das Aluminium selbst sowie dessen Legierungen in mehrfacher Hinsicht beeinflussen können. Bisher wurde meist. nur der von der alkalischen Metallsalzlösung erzeugte Metallbelag beachtet. Das vorliegende Zerfahren jedoch befaßt sich nicht damit, sondern mit der unter solchen Metallbelägen aufgetretenen Oberflächenveränderung des Aluminiums selbst. 'Diese Oberflächenveränderung weist für viele Zwecke wertvollere Eigenschaften auf als der eigentliche Metallbelag selbst. Solche alkalischen Zinksalzlösungen sind schon seit langem . zur Votbehandlung des Aluminiums-,vor denn Galvanisieren benutit worden. Es sollten damit aber nur dünne Zinkschichten auf dein Metall hergestellt werden, meist durch Tauchen aber auch vermittels Cyanzinklösungen unter Stromanwendung.
• Es handelte sich also stets um Anbringung einer sogenannten Zwischenschicht, bestenfalls von hauchartiger silberweißer Beschaffenheit des niedergeschlagenen Metalles, z. B. Zinks. Daß derartige Lösungen alkalischer bzw. ammoniakalischer, aber auch saurer Natur sein konnten, war erklärlich. Es wurden u. a. daher auch Kombinationen von Lösungen mit Chromsäure und anderen Säuren vorgeschlagen sowie alkalische Lösungen verschiedener Metalle, wie Silber, Kupfer, Eisen usw., einzeln und miteinander vermischt.
• Die Herstellung einer veränderten Aluminiunioberflächenschiclt gemäß der Erfindung geschieht auf folgende Weise: Man löst den durch Tauchen in eine alkalische Zinklösung (Zinkatlösung) auf dein Aluminium gebildeten Zinküberzug wieder auf durch Eintauchen in Salpetersäure (oder bekannte Gemische derselben mit Salz- und Schwefelsäure, sogenannten Brennen). Man wird feststellen, daß sich eine neuartige, veränderte Aluminiumoberfläche gebildet hat, die selbst nach langem Tauchen in obigen Säuren nur schwer oder überhaupt nicht mehr zu entfernen ist. Je nach der Art und Zusammensetzung des Aluminiums und seiner Legierungen fällt auch die beobachtete Schicht verschieden aus.
• Nun wurde noch weiter gefunden, daß solche Aluminiumoberflächenschichten verändert und verstärkt werden können, wenn man der alkalischen Zinklösung noch die alkalischen Lösungen anderer Metalle, z. B. Eisen, Nickel, Kobalt, Kupfer, Blei, Zinn, Cadmium usw., zufügt.
• Man kann aber auch so verfahren, daß man zunächst einen Niederschlag durch eine alkalische Metallsalzlösung, wie Eisen, Nickel, " Kobalt, Kupfer, Blei, Zinn, Cadmium usw., herstellt, allein oder miteinander vermischt, mit oder ohne Zusatz von alkalischer Zinklösung, und läßt auf einen so erhaltenen Überzug noch weiter alkalische Zinklösung einwirken. Entfernt man diese Überzüge nun mit vorbenannten Säuren, so bleibt je nach der Art des zur Verwendung gelangten Aluminiums eine gelblich bis dunkel gefärbte Oberflächenschicht zurück. Solche Oberflächenschichten sind sehr haltbar.
• Vornehmlich besteht der technische: Vorteil solcher Oberflächenschichten darin, daß man auf denselben galvanische Überzüge aus galvanischen Bädern, wie z. B. Nickel, Kupfer, Chrom usw., von besonderer Güte herstellen kann. - So können beispielsweise Nickelüberzüge aus sauren Bädern, sogenannte Schnellvernicklungen, ohne weiteres aufgebracht werden. Die Haftfähigkeit solcher Metallüberzüge ist hervorragend. Beispiel i Die alkalischen Metallsalzlösungen werden in bekannter Weise hergestellt, z. B.: a) Alkalische Zinklösung. 5 kg Zinksulfat in 5 kg Wasser gelöst, werden mit etwa io kg \'atronlauge (50'1,) bis zur. Wiederauflösung des Zinkhydroxydes versetzt. Die Natronlauge kann auch durch Ammoniak ganz oder teilweise ersetzt werden.
• h) Alkalische Eisenlösung. 25 kg Eisenchloridlösung (io °/o Eisen) und 5o kg Weinsäurelösung (5o °%) werden vermischt und so viel Natronlauge zugefügt, daß die Lösung alkalisch reagiert. Diel Weinsäure kann auch durch andere organische Säuren oder geeigtiete und bekannte organische Substanzen, die Eisenhydroxyd aufzulösen vermögen, ersetzt werden, z. B. durch die nötige Menge Zucker oder organsaurer Salze.
• c) Alkalische Kupferlösung. Diese wird hergestellt durch Fällen einer Kupfersalzlösung durch Alkalilaugen und Zufügung von organischen Säuren, z. B. Weinsäure oder weinsaurer Salze oder anderer geeigneter organischer Verbindungen, bis zur Auflösung des entstandenen Niederschlages bei alkalischer Reaktion. Statt Alkalilauge kann ganz oder teilweise auch Ammoniak verwendet werden. In solchen Fällen kann eine Zugabe von organischen Stoffen ganz oder teilweise unterbleiben.
• d) Alkalische Nickel- oder Kobaltlösung. Diese wird wie alkalische Kupferlösungen hergestellt.
• e) Alkalische Bleilösung. Bleisalze; wie z. B. Bleiacetat, werden gelöst und :bis zur i Auflösung- des entstandenen Niederschlages mit Alkalilauge behandelt. Bei Zuhilfenahme geeigneter organischer Substanzen, z. B. Weinsäure, Ligninlösungen u. dgl., genügen geringere Mengen Alkalilaugen zur Herstellung. Solche Vorschriften sind z. B.: i. 3o kg Bleiacetat werden in 5oo kg Wasser gelöst und sodann i2o kg Natronlauge (5o/") hinzugefügt.
• a. 30 kg Bleiacetat werden in 400 kg Wasser gelöst. Sodann werden ioo kg Zellstofflauge (spez. Gewicht 1,3) und 2o kg Natronlauge (50 %) hinzugefügt.
• f) Alkalische Zinnlösung. Zinnchlorür oder Zinnchlorid wird finit Alkalilaugen bis zur Auflösung der entstandenen Fällungen versetzt, wie unter, e) angegeben. g) Alkalische Cadmiumlösung. Cadmiumsulfat wird in Wasser gelöst und mit Ammoniak versetzt bis zur Wiederauflösung des entstandenen Niederschlages. Sodann wird die alkalische Reaktion durch mäßiges Hinzufügen von Alkalilaugen mit oder ohne Zusatz organischer Substanzen (z. B. Weinsäure, Salze o. a.) verstärkt.
• Aluminium oder eine Aluminiumlegierung werden in eine alkalische Eisenlösung (b) getaucht bis zur Dunkelfärbung, sodann mit Wasser gespült und der Belag mit einem Salpetersäuregemisch wieder abgelöst (Dekapierung).
• Nun wird nach kurzem Tauchen in einer etwa 15 °/oigen Alkalilauge das Aluminium in eine alkalische Zinklösung (a) bis zur Entstehung eines Niederschlages getaucht. Dieser Niederschlag wird wiederum in einem Salpetersäuregemisch entfernt, und zwar wird das Stück der Einwirkung so lange ausgesetzt, bis die Oberflächenschicht auf dem Aluminium sichtbar geworden ist. Das Aluminium hat nun eine Oberflächenschicht erhalten und kann in bekannter Weise in einem galvanischen Bade mit irgendeiner Plattierung versehen werden.
• Die Dekapierung kann unter Umständen unterbleiben, wenn genügend reine Aluminiummetalle zur Behandlung gelangen. Ebenso ist das kurze Tauchen in eine Alkalilauge nicht unbedingt nötig. Bei Unterlassung der Dekapierung sowie des kurzen Tauchens in Alkalilauge wird sich meist nur ein etwas längeres Tauchen in die alkalische Zinklösung (a) nötig erweisen. Durch gelindes Anwärmen der Lösungen werden im allgemeinen die Reaktionen beschleunigt.
• Beispiel 2 Es wird wie bei Beispiel i verfahren, jedoch statt der alkalischen Zinklösung (a) wird ein Gemisch von 2 Teilen Zinklösung (a) und o,i Teil Kupferlösung (c) verwendet.
• Beispiel 3 Es wird wie bei Beispiel i verfahren, jedoch statt der alkalischen Zinklösung (a) wird ein Gentisch von 2 Teilen Zinklösung (a), o,5 Teilen Kupferlösung (c) und o,5 Teilen Eisenlösung (b) oder ein anderes Gemisch z. B. von 2 Teilen Zinklösung (a) und o, i Teil Eisenlösung (b) verwendet. Beispiel Aluminium oder Aluminiumlegierungen werden nach der Dekapierung, wie unter Beispiel i angegeben, erneut in eine Eisenlösung (b) bis zur Dunkelfärbung getaucht und dann in eine Zinklösung (a) bis zur Entstehung eines Zinkbelages und sodann, wie unter Beispiel i angegeben, mit Salpetersäuregemisch behandelt. Es entsteht so eine verstärkte Oberflächenschicht, die zur Aufnahme einer. Plattierung dienen soll. . Beispiel 5 Es wird wie unters Beispiel 4 verfahren. jedoch statt der Eisenlösung (b) wird eine Mischung von 3 Teilen Zinklösung (a) und o,i Teil Kupferlösung (c) verwendet.
• Der entstandene Belag wird in die Zinklösung (a), wie unter Beispiel 4 angegeben, getaucht und, wie dort angegeben, behandelt. Statt der Mischung von Zinklösung (a) mit der Kupferlösung (c) kann eine andere Mischung, wie z. B. 3 Teile Zinklösung (a), o,5 Teile Kupferlösung (c) und o,5 Teile Eisenlösung (b) Verwendung finden.
• Statt der nachherigen Behandlung mit Zinklösung (a) allein kann ein Gemisch von z. B. io Teilen Zinklösung (a) und o,5 Teilen Eisenlösung (b) oder Bleilösung (e) verwendet werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Vorbehändlung von Aluminium sowie dessen Legierungen zwecks Aufbringung von galvanischen Niederschlägen, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung einer Haftschicht auf dem Aluminium dieses in eine alkalische Zinklösung eintaucht und dann den entstandenen Zinkbelag durch Behandeln in Säuregemischen, die Salpetersäure enthalten, wieder auflöst.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man der alkalischen Zinklösung noch weitere alkalische Metallsalzlösungen zumischt.