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Verfahren zur Erzeugung starker oxydischer Schichten auf Metallen
und Metallegierungen Zum Schutze der Oberfläche von Metallen und Legierungen gegen
Korrosion oder auch mechanische Beanspruchung ist es bekannt, diese mit oxydischen
Schichten zu überziehen. So kann z. B. die Oberfläche von Aluminium mittels zahlreicher
Verfahren einer oxydierenden Behandlung unterworfen werden, bei der, vor allem wenn
sie unter der Wirkung eines elektrischen Stromes, z. B. als anodische Oxydation
vorgenommen wird, feste und dicke Oxydschichten erzeugt werden, die zum Schutze
der darunterliegenden Metalloberfläche gegenüber den bekannten Einwirkungen geeignet
sind.
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Ferner ist bekannt, die Oberflächen von Gegenständen aus Eisen und
Stahl zu oxydieren, indem man sie der ausschließlich anodischen Stromwirkung in
einem heißen konzentrierten alkalischen Elektrolyten, z. B. einer konzentrierten
Ätznatronlösung, der bei mindestens r35° C siedet, bei einer Temperatur von oberhalb
13o° C aussetzt. Der Elektrolytflüssigkeit können in diesem Falle noch organische
oder anorganische Oxydationsmittel zugesetzt werden.
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Man hat auch schon Metallgegenstände, deren Oberflächen gefärbt werden
sollen, in der Weise behandelt, daß man auf deren Oberfläche ein Metall, z. B. Eisen,
aus einer heißen, sehr konzentrierten alkalischen Lösung, die ein Oxyd des betreffenden
Metalls in Verbindung mit einem Oxyd des anwesenden Alkalimetalls enthält, elektrolytisch.
niederschlägt und dann die so vorbereitete Fläche färbt oder bronziert. Diese nachträgliche
Färbung geschieht in der Weise, daß, nachdem die Oberfläche elektrolytisch mit dem
Metall überzogen ist, sie mit einer stark konzentrierten Lösung von Ätzalkali, die
ein starkes Oxydationsmittel enthält, bei vergleichsweise sehr hohen Temperaturen,
z. B. durch Eintauchen, behandelt wird.
Ferner wurden schon Gegenstände,
insbesondere aus Kupfer. und Eisen, oberflächlich dadurch. gefärbt, daß sie in einer
hoch-.' erhitzten, stark konzentrierten, mit. .einer Kupferverbindung gesättigten
Lösund- eiWs fixen Alkalis, wie z. B. einer Ätznatrozilösung, mit einer Dichte von
43 bis t,5., einer' anadischen Oxydation unterworfen' wurden. Diese bekannte Maßnahme
soll eine vorhergehende kathodische Metallabscheidung auf der Oberfläche des zu
behandelnden Gegenstandes überflüssig machen.
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Es ist ferner bekannt, auf Gegenständen aus Zink oder Zinklegierungen
Farb- und Schutzüberzüge dadurch herzustellen; daß man sie in Lösungen, die freies
Alkali und mindestens eine Verbindung eines amphoteren Metalls enthalten; und in
denen. die Hydroxylionenkonzentration die Anionenkonzentration der amphoteren Metallverbindung
oder -verbindungen nicht oder nur unwesentlich überschreitet; der anodischen Oxydation
unterwirft. Nach diesem Verfahren lassen sich auf Gegenständen aus dem genannten
Metall aber nur dünne Farb- und Schutzüberzüge herstellen.
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Bei einer großen Reihe von Metallen oder Legierungen, wie z. B. Eisen,
Nickel, Kupfer, Magnesium, Messing, Neusilber üsw., gelang es bisher nicht; nach
dem bekannten Verfahren auf deren Oberflächen Oxydschichten zu erhalten, die stark
genug waren, um einen hinreichenden Schütz zu bilden: Als ganz besonderer Mängel
machte sich die Tatsache bemerkbar, daß bei den bereits erwähnten Metallen bzw.
Legierungen keine Schichten aufgebracht werden konnten, die eine ausreichende Isolationswirkung
bei Verwendung dieser Metalle oder Legierungen als stromführende Teile, z. B. als
Drähte, aufwiesen.' Nach der Erfindung werden auf Metallen oder Metallegierungen,
insbesondere auf Eisen, Nickel, Kupfer, Magnesium, Messing, Neusilber u. dgl., Oxydschichten
von besonderer Festigkeit und Stärke sowie ausreichender Isolationswirkung unter
Verwendung eines Alkali- und/oder Erdalkalialuminatelektrolyten dadurch erzeugt,
daß diese Metalle oder Legierungen in einer Lösung eines Alkali- und/oder Erdalkalialuminates
ohne Zusatz eines freien Alkalis einer elektrolytischen Oxydation unterworfen werden.
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Überraschenderweise wurde festgestellt, daß auf den Oberflächen, durch
die erfindungsgemäße,Behandlung in einem reinen Aluminatelektrolyten die sonst nur
sehr dünn sich ausbildenden- Oxydschichten wesentlich verstärkt ,werden und damit
die besonderen und vorteil-°"1`i'ten Eigenschaften erhalten: ..So gelang es. z.
B. auf Eisen, Nickel; Kupfer, Magnesium und Zink nach dem er-Verfahren dicke und
gut isolierende Schichten zu erzeugen, die die notwendige Saugfähigkeit aufwiesen
und gefärbt werden konnten. Selbstverständlich ist es auch möglich, Gegenstände
aus Aluminium öder Aluminiumlegierungen auf die gleiche Weise mit Schutzschichten
zu überziehen: Die durch die anodische Behandlung in Lösungen von Alkali- oder Erdalkalialuminaten
erfindungsgemäß erzeugten Oxydschichten können nachträglich zum Zwecke der Abdichtung
und Vergrößerung ihrer Elastizität mit verschiedenen Mitteln, z. B. Lacken, Fetten,
Wachsen o. dgl., behandelt bzw. getränkt werden. Ausführungsbeispiel Je eine Probe
eines Bleches aus Eisen, Kupfer und Messing wurde in einem Elektrolyten, der aus
einer 3 °/oigen Natriumaluminatlösung bestand, während 15 bis 30 Minuten
bei einer Spannung von 15 bis 2o Volt und einer Stromdichte von 3 A/m= Oberfläche
des zu oxydierenden Gegenstandes bei einer Temperatur von 2o bis 25° C der elektrolytischen
Oydation mit Gleich- oder Wechselstrom unterworfen.
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Es bildete sich auf jeder der Blechproben eine dichte und feste Oxydschicht
von ausreichender Dicke und mit besonders guter elektrischer Isolierwirkung.