DE655700C - Verfahren zur Herstellung opaker, emailaehnlicher Schutzschichten auf Aluminium und dessen Legierungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung opaker, emailaehnlicher Schutzschichten auf Aluminium und dessen LegierungenInfo
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Classifications
-
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Description
Es wurde gefunden, daß man Aluminium und Aluminiumlegierungen durch anodische
Behandlung in einem wäßrigen Bad, welches gelöste Titansalze enthält, mit einer sehr
harten, gegen Korrosion äußerst widerstandsfähigen, festhaftenden, opaken Schicht von
emailartigem Aussehen überziehen kann. Die so erhaltene opake Schutzschicht unterscheidet
sich von den nach den bekannten Aluminiumoxydationsverfahren erhältlichen Oxydfilmen
ganz wesentlich durch ihr Aussehen, d. h. durch die sonst nicht herstellbare Opazität
und durch die geringere Porendichte.
Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung opaker, nicht durchscheinender
Schutzschichten auf Aluminium und dessen Legierungen kennzeichnet sich dadurch, daß
man Aluminium bzw. dessen Legierungen in einem Bade, welches Titan- oder Titanylsalze
gelöst enthält, mit Wechselstrom oder anodisch mit Gleichstrom behandelt. Die Titansalze können als solche oder in komplexer
Form oder als Alkali- bzw. Ammoniumdoppelsalze im Bad enthalten sein oder dem Bad einverleibt werden. Als Anionen
eignen sich mit Ausnahme der Fluoride sowohl mineralische als auch organische Säurekomponenten
des drei- oder vierwertigen Titans.
Das Bad kann ferner je nach dem gewünschten Ergebnis noch enthalten: '
1. Mineralsäuren (vorzugsweise Phosphorsäure oder saure und neutrale Phosphate,
dann Arsensäure und Arseniate, Borsäure, Thiosulfate) oder deren Salze mit Alkali,
Ammonium oder organischen Basen.
2. Organische Säuren (vorzugsweise Dicarbonsäuren und Oxypolycarbonsäuren) oder
deren Salze mit Alkali, Ammonium und organischen Basen, z. B. als Dicarbonsäuren: Oxalsäure,
Malonsäure, Bernsteinsäure; als Oxycarbonsäuren: Glykolsäure, Milchsäure, GIuconsäure;
als Oxypolycarbonsäuren: Weinsäure, Zitronensäure.
3. Wasserlösliche Polyalkohole und Kohlehydrate, wie z.B. als Polyalkohole: Glykol,
Glycerin, Polyvinylalkohole, Mannit; als wasserlösliche Kohlehydrate: Glucose, Rohrzucker,
Dimethylcellulose, Dextrine.
Einzelne der Zusätze, wie z. B. Säuren, werden mit der Zeit durch sich lösendes Metall
verbraucht und können deshalb während des Betriebes in den notwendigen Dosierungen
wieder ersetzt werden.
Die Temperatur des Bades während der Behandlung schwankt je nach dem Säuregrad,
der Konzentration der gelösten Stoffe und der jeweiligen Betriebsspannung und kann
zwischen io und 950C betragen. Sie kann
durch entsprechende Rühr- und Kühlvorrichtungen im Bad homogenisiert und konstant
gehalten werden. Z. B. darf die Temperatur bei stark mineralsauren Bädern nicht wesentlieh
über 25° C betragen, während das Bad bei schwach organisch sauren Elektrolyten
bei Temperaturen von 65 bis 95 C am vorteilhaftesten,-arbeitet.
Zur Ausführung des Verfahrens werden zweckmäßig die Gegenstände vor der Behandlung
gut entfettet, z. B. mit Benzin oder Sprit, und hernach einer sorgfältigen Beizung unterworfen.
Die Beize kann alkalisch (z. B. mittels Natronlauge, Sodawasser oder basischer Phosphate)
oder stark mineralsauer (z. B. mittels Salpetersäure)- eingestellt sein. Auch die bekannte
Flußsäurebeize eignet sich für den Zweck sehr gut.
Der nach vorliegendem Verfahren hergestellte Opakfilm besteht aus einer Schicht von
Aluminiumoxydhydrat, und Titansäure, wobei die Titansäure vom Aluminiumoxydhydrat
chemisch oder physikalisch festgehalten wird und ohne Zerstörung der Schicht nicht mehr
entfernt werden kann. Die Schutzschicht ergibt gleiche, zum Teil aber bedeutend höhere
Korrosionsbeständigkeit als ein reiner Aluminiumoxydlilm
und schützt das Unterlagemetall gegen chemische Angriffe ausgezeichnet.
Es wurde weiterhin gefunden, daß man auch Gegenstände aus Aluminium und dessen
Legierungen,, deren Oberfläche bereits nach irgendeinem Vorgang mit einem festhaftenden
Aluminiumoxydfilm überzogen ist, nach dem
ι vorliegenden Verfahren weiterbehandeln und auf diese Weise im Sinne der Erfindung opak
machen kann.
Der Opakfilm kann in an sich bekannter Weise mit organischen Farbstoffen in wäßriger
oder organische Lösungsmittel enthaltender Farbflotte oder durch irgendwelches Auftragen oder Überziehen mit gefärbten
Ölen, Metallseifen oder Lacken gefärbt werden. Zur Herstellung reinweißer Oberflächen
kann eine Nachbehandlung erfolgen, welche darin besteht, daß man die behandelten Gegenstände
oder Flächen einige Zeit mit Titansalzlösungen behandelt und die in der Schicht
festgehaltenen Titansalze durch Erhitzen oder mittels chemischer Agenzien hydrolisiert.
Das Aussehen der nach vorliegendem Opakverfahren hergestellten Schutzschicht
hängt von der Oberflächenbeschaffenheit und den Bedingungen der Behandlung ab. Mit
Sandstrahl, Bürsten oder Beizmitteln stark gerauhte Oberflächen erhalten ein mattes
Aussehen; auf polierten, glänzenden Flächen aber können nach dem Opakverfahren hochglänzende, emailähnliche oder satinartige bis
gänzlich matte Wirkungen, welche neuartig und bisher unbekannt sind, erzielt werden.
Durch Nachbehandeln mit Fettsäuren oder deren Salzen von Alkali oder starken Basen
oder mit sulfuriert«! Ölen in an sich bekannter Weise kann die opake Schutzschicht vermöge
der Bildung unlöslicher Titan- und Aluminiumsalze bzw. Seifen wasserabweisend
gemacht werden. Oder die Schicht kann nachträglich, wie ebenfalls bei der Nachbehandlung
von Oxyd Überzügen auf Al an sich bckannt
ist, mit geeigneten Lacken oder Einbrennharzen überzogen werden.
Je nach den Bedingungen kann die Dicke der Schutzschicht bis zu 0,5 mm betragen.
Doch sind Schichten von 0,02 mm Dicke schon bereits stark opak, so daß die so behandelten
Gegenstände kein metallisches Aussehen mehr zeigen. Durch diese Tatsache wird das vorliegende Verfahren besonders
wirtschaftlich.
•Die aus dem Elektrolysicrbad gelangenden Gegenstände oder Flächen werden zunächst
mit Wasser, verdünntem- Ammoniak, verdünnter Sodalösung oder verdünnter Natronlauge gewaschen, gefärbt usw. und dann ge-
trocknet; das Trocknen erfolgt vorteilhaft bei höherer Temperatur im Ofen, ζ. B. bei 100 bis
1500 C, je nach Größe und Beschaffenheit der
Oberfläche während 1/i bis 3^ Stunden.
Durch diese Trocknung wird die Schicht härter.
Als Bad wird eine Lösung von 5okgTitankaliumoxalat,
IS kg Zitronensäure, 20 kg Glucose und 6 kg Phosphorsäure in 1000 kg
Kondenswasser verwendet. Der Gegenstand wird in diesem Bad mit Wechselstrom von
110 Volt bei einer Temperatur von 7.50C mit
Strom dichten von 5 bis 6 Ampere auf den Quadratdezimeter so lange elektrolysiert, bis
2,5 Amperestunden pro Quadratdezimetcr verbraucht sind.
B ei spiel 2
Als Bad .wird eine Lösung von 22 kg Titankaliumsulfat,
25 kg Zitronensäure, 13 kg Glycerin und 2 kg Kaliumbioxalat in 1000 kg
Leitungswasser verwendet. Der Gegenstand wird in diesem Bad mit Gleichstrom von 120 Volt bei Temperaturen von 45 bis 460C
anodisch mit Stromdichten von 6 bis 8 Ampere auf den Quadratdezimeter so lange behandelt,
bis eine Strommenge von 1 bis 1,5 Amperestunden
verbraucht ist.
verbraucht ist.
pro Quadratdezimeter
Claims (10)
- I' Λ T Ii X Ϊ AXS Γ R f C H K :ι. Verfahren zur Herstellung opaker, cmailähnli.chcr Schutzschichten auf Aluminium und. dessen Legierungen durch elektrolytische Oxydation, dadurch gekennzeichnet, daß man Aluminium und dessen Legierungen in einem Bade, welches Titanoder Titanylsalze enthält, mit Wechselstrom, oder anodisch mit Gleichstrom behandelt.
- 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bad verwendet wird, das Komplexsalze oder Alkali- bzw. Ammoniumdoppelsalze des Titans enthält.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bad Mineralsäuren oder deren Salze mit Alkali oder organischen Basen zugesetzt λν-erden.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bad organische Säuren bzw. deren Salze mit Alkali oder organischen Basen oder lösliche Polyalkohole oder wasserlösliche Kohlehydrate zugesetzt werden.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad auf einer Temperatur gehalten wird, die zwischen 10 und 95° C schwanken kann.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht durch Eintauchen in eine Färb Hotte gefärbt wird. .,
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal.) die Schutzschicht mit hydroiysierbaren Titansalzen zur Erhöliung der Weiße n-ichbehandelt wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht nach der Fertigbehandlung bei erhöhten Temperaturen von 100 bis 1500C getrocknet und gehärtet wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium bzw. seine Legierungen vor der Behandlung gebeizt werden.
- 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Flächen aus Aluminium oder dessen Legierungen, die bereits nach irgendeinem Vorgang mit einem Al'uminiumoxydfilm überzogen sind, nach vorliegendem Verfahren weiterbehandelt werden.
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