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Verfahren zur Herstellung glänzender Oberflächen auf Aluminium und
dessen Legierungen Die elektrolytische Oxydation von Aluminium und essen Legierungen
wird meist in Bädern durchgeführt, die unter Verwendung starker Säuren angesetzt
sind. Hierbei erfolgt zunächst eine anodische Auflösung des Aluminiums, also ein
Anätzen unter Strom. Es ist verständlich, daß hierdurch das Gefüge des Metalls sichtbar
wird, ähnlich wie bei einer metallographischen Zwecken dienenden Ätzung, zumal die
sich bildende Aluminiumoxydschicht glasartig durchsichtig ist.
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Aluminiumgegenstände, welche vorher eine blanke oder polierte Oberfläche
hatten, verlieren diese durch die anodische Oxydation, und zwar Gußstücke mit körnigem
Gefüge, in. stärkerem Maße als gewalztes oder gezogenes Aluminium. Auch die Zusammensetzung
von Aluminiumlegierungen spielt hierbei eine Rolle. Je grobkristalliner das Gefüge
und je stärker der Gehalt an zulegierten Fremdstoffen, desto schwieriger ist es,
das blanke oder glänzende Aussehen der Oberfläche bei der anodischen Oxydation zu
bewahren.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, glänzende oxydische Schutzschichten
dadurch zu erzielen, daß der Gegenstand zunächst einer die Oberfläche nur schwach
.angreifenden anodischen Vorbehandlung unterworfen wird, zweckmäßig in schwach alkalischen
Bädern, worauf die so gebildete glänzende Oberfläche in einem der bekannten Oxydatioinsbäder,
z. B. in dem üblichen schwefelsauren Elektrolyten, mit einer oxydischen Schutzschicht
versehen wird. Dabei erfolgt die Vorbehandlung so schonend, .daß die erhaltene glänzende
Oberfläche auch bei der weiteren stärker wirkenden anodischen Oxydation keine den
Glanz beeinträchtigende Ätzung mehr erfährt. Indes hat die anodische Vorbehandlung
bzw. Glänzung in nur Alkalisalze enthaltenden Bädern gewisse Nachteile. Es hergeben
sich vielfach wolkige und fleckige Oxydsperrschichten
schön zu
Beginn der anodischen Vorbehändlung, welche .auch bei der weiteren Behandlung, die
zwecks stärkerer Glänzung erforderlich wäre, nicht verschwinden. Insbesondere besteht
eine starke Abhängigkeit von der jeweiligen Zusammensetzung des Aluminiums bzw.
der Aluminiumlegierungen. Zumal Schwermetallbeimischungen führen bei der anödischen
Vorbehandlung zur Bildung dunkler, wolkiger und fleckiger Schichten. Bei höheren
B.adtemperaturen, die zur Glanzbildung zweckmäßig sind, ist außerdem oft ein stärkerer
Angriff auf das Grundmaterial festzustellen.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß den
zur Vorbehandlung bzw. Glänzung dienenden Bädern Aluminiumsulfat oder andere sich
chemisch oder elektrochemisch ähnlich verhaltende Salze von vornherein zugesetzt
werden. Es handelt sich hierbei um solche Salze, deren Kationen amphoteren Charakter
besitzen und leicht hydrolysieren. Die günstige Wirkung dieser Zusätze tritt vorzugsweise
bei höheren Temperaturen auf. Als Beispiele für die Zusammensetzung solcher zur
anodischen Glänzung geeigneten Bäder seien genannt: i Sog Trinatriumphosphat (handelsüblich),
2o g Aluminiumsulfat (krist.) .pro Liter Wasser oder 15 o g Trinatriumphosphat
(rein), i o g Ätznatron, 20 g Aluminiumsulfat pro Liter Wasser. Im einzelnen wird
die Behandlung von- Gegenständen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen gemäß der
Erfindung wie folgt durchgeführt i. Die Gegenstände, welche eine blanke oder polierte
Oberfläche ,aufweisen, werden vorgereinigt und entfettet.
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z. Beizen der Gegenstände in einer etwa 8o° heißen Triphosphatlösung,
der zweckmäßig Soda und Aluminiumsalze zugesetzt sind, oder elektrolytische Entfettung.
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3. Überführung der gebeizten Gegenstände in ein Vorbehandlungsbad,
in welchem diese anodisch geglänzt und anoxydiert werden. Das Bad kann nach einem
der oben angegebenen Beispiele zusammengesetzt und @erwärmt sein.
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q.. Weitere Behandlung der Gegenstände durch anodische Oxydation in
einem der bekannten Oxydationsbäder für Aluminium, z. B: in schwefelsauren Bädern.
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Die zuletzt erwähnte weitere Behandlung kann auch fortgelassen werden,
wenn die mit glänzender Oberfläche versehenen Aluminiumteile ohne besondere oxydische
Schutzschicht benutzt oder auf sonstige Weise weiterbehandelt werden sollen.
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Es wurde ferner gefunden, daß man die bei der Vorbehandlung in alkalischen
Lösungen offenbar gebildete schwache Oxydschicht wieder entfernen kann, bevor der
Gegenstand weiterbehandelt, namentlich der Oxydation in stärker wirkenden, z. B.
in den üblichen schwefelsauren Bädern unterworfen wird, ohne daß hierdurch der Flächenglanz
praktisch beeinträchtigt wird. Die Erfindung beruht demgemäß auch auf der Erkenntnis,
daß es nicht auf eine Verstärkung der bei der Voroxydation gewonnenen ersten Oxydschicht
ankommt, sondern im -wesentlichen ,auf die schonende Art des ersten Angriffs der
Oberfläche, und daß die bei der Vorbehandlung gewonnene erste schwache Oxydschicht
nicht nur ohne Schaden für das Ergebnis der weiteren Oxydation entfernt werden kann,
sondern daß eine Ablösung .dieser Oxydschicht sogar in mehrfacher Hinsicht von Vorteil
ist.
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Erfindungsgemäß kann also die durch die schwach .angreifende anodische
Vorbehandlung gebildete Oxydschicht ganz oder teilweise wieder abgelöst werden,
bevor zwecks Bildung einer Schutzschicht die eigentliche Oxydation durch anodische
Behandlung in einem der bekannten Oxydationsbäder, z. B. in schwefelsauren Lösungen,
durchgeführt wird.
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Durch das Ablösen der bei der Vorbehandlung in ,alkalischen Lösungen
entstandenen Oxydschicht werden Nebenfalls etwaige dunkle Verfärbungen beseitigt.
Ein weiterer Vorteil des Ablösens der bei der Vorbehändlung gebildeten Oxydschicht
besteht darin; daß auf diese Weise die erste außen liegende Oxydschicht von weicher
Beschaffenheit entfernt Emd statt dessen bei der weiteren Oxydation, z. B. in schwefelsauren
Lösungen, eine durchgehend harte Oxydschicht erzielt wird.
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Das Ablösen der bei der Vorbehandlung erhaltenen Oxydschicht kann
auf beliebige Weise .erfolgen, z. B. durch Eintauchen in ein stromloses, zur Lösung
von Aluminiumoxyd geeignetes alkalisches oder saures Zwischenbad oder durch Abschalten
des Stromes in dem schwach alkalischen Vorbehandlungsbade oder durch Eintauchen
in das gewöhnlich saure Hauptoxydationsbad vor dem Einschalten des Stromes.
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Als Beispiel für -eine Ausführungsform des Verfahrens mit Ablösung
der durch die Vorbehandlung -erzielten Schicht seien die ,einzelnen Behandlungsstufen
bei der Oxydation : eines Gegenstandes aus einer schwermetallhaltigen Aluminiumlegierung
.aufgezählt:
i. Entfettung des Gegenstandes in einer heißen Lauge,
2. Spülen, 3. Beizen in einer Salpetersäurelösung, q.. Spülen, anodische Vorbehandlung
in schwach alkalischer Lösung, z. B. in einer heißen Lösung von i 5 kg Trinatriumphosphat
und 2 kg
Aluminiumsulfat auf cool Wasser während 7 bis 15 Minuten,
6. Spülen, 7. Ablösen der Oxydschicht in alkalischer Lösung, B. Spülen, g. Nachbehandlung
in salpetersaurer Lösung zur Entfernung der .angegriffenen oder freigelegten Schwermetallbestandteile
bzw. deren Verbindungen, 10. Spülen, i i. ,anodische Oxydation in einem schwefelsauren
Bade zwecks Bildung einer oxydischen Schutzschicht.