DE657902C

DE657902C - Verfahren zur Herstellung von Oxydschichten auf Aluminium

Info

Publication number: DE657902C
Application number: DESCH108712D
Authority: DE
Inventors: Dr Joachim Korpiun
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1935-12-11
Filing date: 1935-12-12
Publication date: 1938-03-16

Description

Verfahren zur Herstellung von Oxydschichten auf Aluminium Es ist bekannt, daß nicht alle Elektrolyten zur elektrolytischen Herstellung von oxydischen Schutzschichten auf Alu.minimn brauchbar sind. Bisher sind für die technische Verwendung lediglich Schwefelsäure, Oxalsäure und Chromsäure oder Gemische von anorganischen Säuren mit zweibasischen Carbonsäuren für sich oder unter Zusatz anderer Stoffe vorgeschlagen worden. Die freie Schwefelsäure enthaltenden Bäder liefern auf dem Aluminium mit Gleich- oder Wechselstrom farblose bis weißliche Schichten, wobei die Spannung etwa 5 bis 25 Volt betragen kann. Die Härte dieser Schichten ist im allgemeinen nicht sehr groß, was man z. B. daran erkennt, daß sich die Oxydschichten mit einem Messer abschaben lassen. Handelte es sich darum, sehr harte Schichten zu erhalten, so _ war man bisher gezwungen, als Elektrolyten *für die Oxydation des Aluminiums Oxalsäure :enthaltende Badflüs.sigkeiten zu verwenden und dabei mit hohen Spannungen von etwa 40 bis 6o Volt zu arbeiten. Durch diese hohe Spannung ist naturgemäß auch ein. hoher Energieverbrauch für die Herstellung der Oxydschichten bedingt. Außerdem sind so erhaltene Schichten mehr oder weniger brause. gefärbt, was nicht immer erwünscht ist. -Man hat ferner vorgeschlagen, dem sauren Elektrolyten oberflächenaktive Stoffe, z. B. organische Sulfornicrungsprodukte, wie Sulforizinolsäure oder Isopropyliiaphthalinsulfos iitire, 2 zuzusetzen. Derartig Derartig Säuren haben jedoch eine so geringe Dissoziationskonstante, daß sie nur in Verbindung mit stärkeren Säuren, wie Schwefel- oder Oxalsäure, anwendbar sind. Weiterhin ist es nicht mehr neu, als Elektrolyt wäßrige Lösungen von einfachen aromatischen Sulfosäuren, z. B. von p-Toluolsulfosäure, zu benutzen. Mit allen diesen Elektrolyten gewinnt man jedoch nur dünne, unansehnliche oder ungleichmäßige Oxydschichten, wobei zum Teil außerdem noch örtliche Anfressungen des Aluminiums auftreten.
Es wurde nun gefunden, daß sich die vielfach von den Verbrauchern von Aluminiumgegenständen verlangten harten Oxydschichten bei bedeutend geringeren Spannungen herstellen lassen, wenn man Elektrolyte verwendet, die Oxy- und/oder Oxogruppen, wie z. B. die Ketogruppe, enthaltende aromatische Sulfosäuren allein oder mit Zusatz geringer Mengen von Schwefelsäure enthalten. Man erhält dann (bei Zusatz geringer Mengen von Schwefelsäure) bei Spannungen von etwa 15 bis 30 Volt und Temperaturen zwischen 15 und 35° C auf dem Aluminium Oxydschichtcn, die etwa die Härte der bisher nur in Oxalsäure haltigen Bädern erreichbaren Schichten ,aufweisen. Zurr modischen Behandhing des z@ltimili,iuni's oder seiner Legiertmigen in den Elektrolyten flach vorliegender Erfindung kann sowohl Wechselstrom als auch Glcichstroru gegebenenfalls in kombInation miteinander verwendet werden, doch lassen sich bei der ano;lischen Behandlung finit Gleichstrom dickere und härtere -Schichten erzielen. Dabei beträgt der für die Herstellung notwendige Energieaufwand etwa nur zlo bis 5o% verglichen mit dem Energieaufwand, der für die Herstellung der Schichten in Oxalsäure enthaltenden Elektrolyten erforderlich ist. Die Oxydschichten sind dabei irr. allgemeinen farblos. Nur bei Anwendung der höchsten Spannungen, die für Elektrolyte gemäß dieser Erfindung zulässig sind, tritt eine leichte Graufärbung der Schicht ein.
Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, den die genarnnten Sulfosäuren -enthaltenden Elektrolyten noch Schwefelsäure zuzusetzen, wobei diese Mengen im allgemeinen klein zu halten sind und vorzugsweise 5o- Schwefelsäure pro Liter Elektrolyt nicht übersteigen sollen, wenn die oben bezeichnete Härte der Oxydschichten mit den mit Sulfosäureiz gemäß .der Erfindung angesetzten Elektrolyten erhalten werden soll. Mit gutem Erfolg werden im allgemeinen Schwefelsäurezusätze verwendet, die etwa i bis i o Gewichtsprozent der Sulfosäuremenge entsprechen.
Für die technische Venvertung der genannten Sulfasäurcn: ist es äußerst wichtig, daß die Elektrolyten zwecks Erzielung sehr harter Oxydschichten gemäß der Erfindung verhältnismäßig kleine Mengen von Schwefelsäure enthalten; können bzw. sollen. Es empfiehlt sich daher, die bei der technischen Herstellung änfall:enden rohen Sulfosäureai zu verwenden., die an sich einen überschuß an Schwefelsäure enthalten, dessen ],Entfernung aus dem Sulfonicrungsprodukt nicht erforderlich ist, d. h. also, daß man zur Herstellung harter Oxydschichten die rohen Sulfonierungsgemische veivendeii kann, soweit sich ihr Gehalt an freier Schwefelsäure in den angegebenen. Grenzen hält.
An sielt ist es auch möglich, die Oxydation des Aluminiums oder seiner Legierungen in Bädcin vorzunehmen; die Sulfosäuren gemäß der Erfindung enthalten und deren Gehalt an Schwefelsäure die oben angegebenen Grenzen wesentlich übersteigt. .Die aus derartigen Elektrolyten erhaltenen Oxydschichten sind zwar durchaus technisch brauchbar, zeigen aber nicht mehr die große Härte der Schichten, die bei einem verhältnismäßig kleinen Gehalt an Schwefelsäure erhalten werden können.
Die Möglichkeit, durch elektrolytische Oxydation des Aluminiums in Elektrolyten, die aus Lösungen von Osy- oder Osogruppan cnthalteideal aromatisdicn Sulfosäuren bestehen, sehr harte Oxydschiclitcn auf Aluminium. zu erzeugen, konnte um so weniger erwartet werden, als Untersuchungen von anderer Seite bei der elektrolytischen Oxydation des Aluminiums in Lösungen, die Sulfo-säuren besonders der aromatischen hohlenwasserstoffe enthalten, gezeigt hatten, daß diese Oxydschichten weich und nicht polierfähig ausfallen. Beispiel i Als Elektrolyt für die Oxydation des Aluminiums wird, eine Lösung von Isrcsolsulfosäuie von der Dichte t.25 verwendet. Die Oxydation selbst geschieht mit Wechselstrom von ¢o bis 5o Volt bei einer Badtemperatur von etwa 25°C. Es werden helle, mittel-1i,arte Schichten erhalten. Leispiel2 Die Oxydation des Aluminiums oder seiner Legierungen findet in der Lösung einer rohen Phenolsulfosäure (Sulfonierungsgemisch) statt, die noch etwa 5 Gewichtsprozent freie Schwefelsäure enthält. Die Dichte der Säurelösung beträgt.etwa 1,2. Bei Anwendung von Wechselstrom und einer Spannung von 26 Volt werden in diesem Elektrolyten sehr harte 0.-ydschichten erhalten. Bcispiel3 Als EIcktrölyt bei der Oxydation dient eine Lösung von .4oo g Thymolsulfosätire und i o g Schwefelsäure im Liter. Bei Anwendung von Gleichstrom und einer Spannung von 25 Volt werden auf Aluminium und seinen Legierungen äußerst harte Oxydschichten erh-ilten. Die Schichten zeigen einen Stich ins Graue. Oxydiert man mit diesem Bade bei Gleichstrom und eircr Spannung von etwa 2o Volt, dann erhält man farblose Schichten, die zwar etwas weicher sind als die bei 25 Volt erhaltenen Schichten, aber immer noch die Härte der nach Beispiel e erhaltenen Schichten übertreffen.
Die so erhaltenen osvdisclien Schichten lassen sich in bekannter Weise färben, verdichten und imprägnieren.
Statt der obengenanntcn Säuren können auch andere Säuren gemäß der Erfindung, wie z. B. Naphtholsulfosäuren, Antlirachinonsulfosäuren, Sulfobenzoesäuren, Stilfos_a_licylsiiuren und andere, verwendet werden.- '-Die anzuwendenden Sulfosäurcii besitzen im allgemeinen eine Dissoziationskonstantt, die bei Zinimerteinlieratur größer als t X io--4 ist; zweckmäßig werden solche Säuren. heiiutzt, . deren Dissoziationskonstante den Betrag von i X ro 'i übersteigt.

Claims

PATENT ANSPRÜCilE: 1. Verfahren zur elektrolytischen Herstellung oxydischer Schutzschichten auf Aluminium und Aluminiumlegierungen in einem organische Sulfosäuren enthaltenden Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyf Oxy- und/oder Oxogruppen enthaltende aromatische Sulfosäuren verwendet werden. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Sulfosäuren mit einer Dissoziationskonstante, die bei Zimmertemperatur größer als i X io-1, zweckmäßig größer als i X io-3 ist, Verwendung finden. 3. Verfahren nach Anspruch i bis 2, dadurch gelkennzeichnet, daß Stüfo-siiurcii von Phenolen vorzugsweise Kresolsulfosäure verwendet werden. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyten Zusätze von Schwefelsäure erhalten. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze an Schwefelsäure bis zu Sog pro Liter Badflüssigkeit, zweckmäßig i bis io Gewichtsprozent der angewandten Sulfosäure betragen. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfonierungsgemisclie, die bei der Herstellung der Sulfosäuren erhalten werden, nachentsprechender Verdünnung ohne besondere Abtrennung der Schwefelsäure verwendet werden.