DE690603C - Verfahren zur Erzeugung von Schutzschichten auf Leichtmetallen und Leichtmetallegierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung von Schutzschichten auf Leichtmetallen und Leichtmetallegierungen Gegenstand des Patents 66o 4o9 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Schutzschichten auf Magnesium und Magnesiumlegierungen durch anodische Fluorierung, wobei als Elektrolyt eine gesättigte oder nahezu gesättigte wäßrige Lösung eines solchen Fluorides verwendet wird, dessen Löslichkeit mindestens 3o °1o beträgt. Will man das Verfahren auf die Erzeugung von Schutzschichten auf Leichtmetallen und Leichtmetallegierungen allgemein anwenden, so hat es sich gemäß Patent 661 937, Zusatzpatent 660 409, als notwendig erwiesen, Gemische mehrerer Fluoride, deren gemeinsame Löslichkeit mindestens 30 % beträgt, als Elektrolyt zu verwenden.
• Die auf der Metalloberfläche erzeugten Fluoridschichten verleihen dieser zwar eine erhebliche Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit, weisen aber je nach den Elektrolysebedingungen eine mehr oder weniger saugfähige, für eine Nachverdichtung besonders geeignete Beschaffenheit und weiterhin eine gewisse Porosität auf, die dem Vordringen korrodierender Stoffe durch die Schutzschicht hindurch bis zur Metalloberfläche Vorschub leistet.
• ts wurde nun gefunden, daß dieser Nachteil vermieden wird, wenn man den gemäß Hauptpatent als Elektrolyt verwendeten Fluoridlösungen noch Lösungen. solcher Stoffe zusetzt9die während der Elektrolyse mit den auf der Metalloberfläche abgeschiedenen Fluoriden komplexe oder Anlagerungsverbindungen zu bilden vermögen. Als Zusätze zu dem einzelne oder mehrere Fluoride in wäßriger Lösung enthaltenden Elektrolyten haben sich vorzugsweise wasserlösliche Salze des Titans, Wolframs, Vanadins, Berylliums und Zirkons als geeignet erwiesen.
• Um mit Sicherheit eine teilweise Ausscheidung der den Elektrolyten .zugesetzten Metallverbindungen beispielsweise durch Hydrolyse auszuschalten, gibt man dem Lösungsgemisch zweckmäßig noch geringe Mengen einer organischen, vorzugsweise mehrbasischen Säure, wie Citronensäure, 'Weinsäure oder Oxalsäure, die bekanntlich die Fähigkeit besitzen,. Metallsalze komplex in Lösüiig.: zu halten, zu, Aus demselben Grunde können. den Elektroiytgemischen auch bis zu etw 010 einer Natriumfluoridlösung zugesetzt werden.
• Gemäß Erfindung beträgt die Stromdichte zu Beginn der bei Zimmertemperatur durchgeführten Elektrolyse etwa ioAjdmE, sie fällt jedoch sehr bald infolge der Ausbildung einer dichten anodischen Schicht auf geringe Werte (1/E0 der anfänglichen Dichte und mehr) alx Die angelegte Spannung beträgt etwa z40 bis 16o Volt, je nach der beabsichtigten Dicke der auf der Metalloberfläche abgeschiedenen Schutzschicht. Die Dauer der elektrolytischen Behandlung, die sowohl (vorzugsweise) mit Hilfe von Gleichstrom, jedoch auch mit Wechselstrom durchgeführt werden kann, beträgt etwa 6 bis io Minuten.
• Der mit Hilfe des Verfahrens gemäß Erfindung behandelte, aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung bestehende Gegenstand weist nach Beendigung der Elektrolyse auf seiner Oberfläche eine emailartige Schicht mit guten korrosionsverhindernden Eigenschaften auf, die einer Nachverdichtung nicht bedarf.
• Beispiele i. Ein aus einer Magnesiumlegierung (1 010 Zn, 6 0j0 Al, Rest Mg) bestehendes Werkstück wird bei Zimmertemperatur in einer wäßrigen Lösung, welche neben 50o g neutralem Ammoniumfluorid noch 4o g Titanammoniumsulfat und 30 g Citronensäure im Liter enthält, anodisch behandelt. Die Anfangsspannung von i40 Volt wird während der Elektrolyse bis auf 16o Volt gesteigert. Die anfängliche anodische Stromdichte-von io Ajdm2 ist nach einer Behandlungsdauer von 5 Minuten auf einen geringen Bruchteil dieses Wertes (etwa o,5 A) abgesunken. Nach 6 Minuten wird die Elektrolyse unterbrochen. Man erj*lt eine emailartige weiße titanhaltige Schicht, die ohne weitere Nachverdichtung eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist.
• 2. Ein Blech aus einer Aluminiumlegierung (g8 0j0 Al, 2 0j0 Mg) wir d in eine Lösung eingesetzt, welche 400 g neutrales Ammoniumfltzorid, 25 g Natriumfluorid, 25 g Titanammoniumsulfat und 5o g Citronensäure im Liter enthält. Die elektrolytische Behandlung erfolgt mit Wechselstrom bei Spannungen von 12o bis i40 Volt und einer anfänglichen Stromdichte von io AJdmE Die Behandlungsdauer beträgt bei einer Badtemperatur vola 20° C . 7 Minuten. Die Schicht gleicht in ihrem Aussehen und ihrer Beschaffenheit der im Beispiel i erhaltenen.
• 3. In einer Lösung, bestehend aus 400 g .-. utralem Ammoniumfluorid, 30 g Beryllium-"droxyd, 5o g Citronensäure und 60o ccm ,`Wasser, wird ein Werkstück aus einer Ma-. nesiumgußlegierung mit o,5 0j0 Zn und 8 0j0 Al anodisch behandelt. Die anfangs gewählte Stromdichte von io Aldm' fällt im Laufe der Elektrolyse stark ab, während die Spannung des angewandten Gleichstroms von 120 Volt bis auf 150 Volt gesteigert wird. Nach einer Elektrolysedauer von 1o Minuten ist auf der Metalloberfläche ein gleichmäßiger beryllhaltiger Überzug abgeschieden worden.
• 4. Um auf Magnesiumlegierungen bräunliche molybdänhaltige Schutzschichten zu erzeugen, wendet man als Badflüssigkeit eine wäßrige Lösung an, die im Liter 450 g neutrales Ammonfluorid und 27 g Aminoniummolybdat enthält. Die anodische Behandlung wird io Minuten lang bei langsamer Steigerung der Spannung des angewandten Gleichstroms von i30 auf i50 Volt und einer anfänglichen Stromdichte von io A/dm1 durchgeführt.
• $. Blechstücke einer aus c94010 Al, 5 0j0 Mg und i 0j0 Zn bestehenden Aluminiumlegierung werden in einem Elektrolyten, welcher neben 3009 neutralem Ammoniumfluorid noch ioog Kaliumfluorid und 3o g Natriumwolframat im Liter enthält, anodisch mit Gleichstrom behandelt. Die Behandlungsdauer beträgt bei einer langsam von i20 auf i50 Volt gesteiger. ten Spannung und einer anfänglichen Stromdichte von io A/dmE 8 Minuten. Die weiße w olframhaltigle, an sich schon korrosionsverhindernde Deckschicht eignet sich gut als Grundlage für Lacke.
• 6. Ein Werkstück aus einer Walzlegierung, bestehend aus 6 0j® Al, i 0j0 Zn, Rest Mg, wird in einer Lösung, die 50o g neutrales Ammoniumfluorid, 3o g Citronensäure und 5 g Natriummetavanadat im Liter enthält, elektrolytisch behandelt. Bei Spannungen bis 150 Volt und einer anfänglichen Stromdichte von i.a AJdm' werden a) bei Anwendung von-Wechselstrom und b) bei Anwendung von Gleichstrom nach einer Behandlungsdauer von 5 Minuten bei Badtemperaturen vorn 2o° C graubraune vanadinhaltige Schutzschichten mit sammetartigern Aussehen erhalten, die das darunterliegende Metall vor Korrosion schützen, aber auch eine gute Grundierung für Anstriche bieten.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: a. Verfahren zur Erzeugung von Schutzschichten auf Leichtmetallen und Leichtmetallegierungen durch anodische Fluarierung, Fortbildung des Verfahrens gemäß Patent 660 409, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyt gesättigte oder nahezu gesättigte wäßrige Lösungen einzelner oder mehrerer Fluoride, deren gemeinsame Löslichkeit mindestens 30 °/o beträgt, unter Zusatz von Losungen solcher Stoffe, die während der Elektrolyse mit der auf der Metalloberfläche abgeschiedenen Fluoridschicht komplexe oder Anlagerungsverbindungen zu bilden vermögen, verwendet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstore für die Fluoridlösungen wasserlösliche Salze des Titans, Wolframs, Vanadins, Berylliums oder Zirkons verwendet werden.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Lösungen noch geringe Mengen von vorzugsweise mehrbasischen organischen Säuren zwecks Stabilisierung zugesetzt werden. q.. Verfahren nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Lösungen noch geringe Mengen einer Natriumfluoridlösung zwecks Stabilisierung zugesetzt werden.