DE712877C

DE712877C - Verfahren zur Herstellung von schwarz gefaerbten korrosionsbestaendigen Schutzschichten auf der Oberflaeche von Gegenstaenden aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen

Info

Publication number: DE712877C
Application number: DEB186637D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Otto Jauch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1939-03-11
Filing date: 1939-03-12
Publication date: 1941-10-27
Also published as: CH225861A; FR51965E; FR868389A; US2247580A; CH230710A; DE717183C

Description

Verfahren zur Herstellung von schwarz gefärbten korrosionsbeständigen Schutzschichten auf der Oberfläche von Gegenständen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen Es ist bereits bekannt, gefärbte Schutzschichten auf Aluminium oder Aluminiumlegierungen dadurch herzustellen, daß zunächst eine auf irgendeine Weise hervorgebrachte Aluminiumoxydschicht erzeugt wird, die dann mit Hilfe von organischen Farbstoffen oder mit Lösungen schwacher Metallbasen eingefärbt wird. Es ist weiterhin schon vorgeschlagen worden, eine Schwarzfärbung von Aluminium dadurch zu erreichen, daß man es bei erhöhter Temperatur in angesäuerte Permanganatlösung taucht. Es zeigte sich jedoch, daß die nach der letzten Anregung erhaltenen mehr grauschwarzen Überzüge auf dem Grundmetall nicht festhaften, so daß sie in der Regel schon beim Abspülen, sicherlich aber bei Verformungen oder reibender Beanspruciung leicht abplatzen. Dieser Nachteil kann selbst dann nicht vollständig beseitigt werden, wenn diese mehr dunkelgrauen Schutzüberzüge noch nachträglich mit Tränkungsmitteln, wie Harze, Lacke, öle, Wachse, Fette o. dgl., behandelt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schwarzfärben von Aluminium und Aluminiumlegierungen, bei dem die Farbschicht verformungsfest, insbesondere biegefest ist. Erfindungsgemäß wird dies durch ein dreistufiges Verfahren erreicht, bei dem die Metallteile, nach dem sie in einer wässerigen Aluminiumchloridlösung vorgebeizt sind, in einer mit Schwefelsäure angesäuerten Kaliumpermanganatlösung schwarz gefärbt und hierauf in einer alkalischen Lösung von Chnomaten oder Bichromaten nachbehandelt werden. Durch dieses dreistufige Verfahren werden schwarze Überzüge auf Aluminium oder Aluminiumlegierungen erhalten, die verfiormungsfest, insbesondere biegefest sind. Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren noch genauer beschrieben.
Die zu färbenden, zweckmäßig Polierten Metallteile aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung kommen nach der üblichen Entfettung in das sog. Vorbeizbad. Dieses besteht vorteilhaft aus einer rund 25o;öigen wässerigen Lösung von A1 C13 # 6H20, die zweckmäßig so stark erwärmt wird, daß eine genügend hohe Reaktionsgeschwindigkeit zwischen dem Elektrolyten des Vorbeizbade$., einerseits und dem eingetauchten Metallsti. andererseits eintritt. In -der Regel genügt hierzu eine Erwärmung des Vorbeizbades auf. 6o bis 70° C. Die durchschnittliche Tauchzeit des Metallstückes beträgt i bis 5 Minuten.
Nach dem zweckmäßigen Waschen des. in der wässerigen Aluminiumchloridlösung vor-. gebeizten Aluminiumteils kommen die Werkstücke in das eigentliche Färbebad. Erfindungsgemäß besteht dieses aus Kaliumpermanganat in Schwefelsäure, beispielsweise 6o g K MnO" in i 1 7 % H2 S O4. Der beim Tauchen des vorgebeizten Metallteils in der Schwarzbeize entstehende Mangandioxydniederschläg kann sich anscheinend sehr günstig in dem durch die sogenannte Vorbeize auf dem Metallstück hervorgerufenen Aluminiumhydroxyd.niederschlagen und vor allem festhaftend verankern. Die erhaltene schwarze Schicht ist bereits reib-, aber noch nicht biegefest, d.h. sie kann ohne eine 'Verformung schon nicht mehr, aber nach einer genügenden Verformung wiederum verhältnismäßig leicht abgerieben werden.
Durch die Anwendung der dritten Verfahrensstufe wird der schwarze Überzug auf dem Aluminiumwerkstück auch noch verformungsfest. Erfindungsgemäß wird das bereits schwarz gefärbte Aluminiummetallteil einer nachträglichen Tauchbehandlung ' in einem sog. MBV-Bad, welches unter dieser Bezeichnung im Handel erhältlich ist, beispielsweise folgender Zusammensetzung unterworfen Sog Na2C03, i5g Na2Cr04, 11 Wasser.
Die Badtemperatur beträgt vorteilhaft 95 bis 98° C bei einer durchschnittlichen Tauchdauer von etwa i o Minuten für das Werkstück. Mit der dritten Verfährensstufe wird erreicht, daß die schwarze Schutzschicht auf dem Aluminium bzw. der Aluminiumlegierung vollkommen verformungsfest, beispielsweise biegefest wird. Das ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß das anfänglich bei dieser Verfahrensstufe gebildete Aluminiumhydnoxyd zuerst als Gel entsteht, welches das vorhandene Mangandioxyd zunächst einhüllt und sich dann erst verfestigt. Ob hierbei auch eine Umlagerung und ein Wachsen der Oxydkristalle vor sich geht,, wodurch zusätzlich eine Schließung der Poren eintritt, konnte bis jetzt noch nicht völlig geklärt werden.
Die erfindungsgemäß erzeugten schwarzen Überzüge auf Aluminium und Aluminiumlegierungen haben nicht nur ein ansprechendei tiefschwarzes Aussehen, sondern sie sind `,technologisch sowohl als Korrosionsschutz-,schichten als auch für elektrische Isolations-;"8wecke verwertbar. Sie sind auch, insbesondere nach der dritten Verfahrensstufe, nicht porig und adsorptiv, so daß die das Grundmetall angreifenden Flüssigkeiten nicht mehr durch den Überzug bis zum Grundmetall vordringen können. Trotzdem können aber die erfindungsgemäßen Schutzschichten im geringen Umfange auch noch durch -öle usw. getränkt werden, sei es, um ein besonderes Aussehen zu erlangen oder um auch der Korrosion in erschwerten Fällen vorzubeugen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Schwarzfärben von Aluminium oder Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke a) in einer wässerigen Aluminiumchloridlösung bei erhöhter Temperatur vorgebeizt, dann b) in einer mit Schwefelsäure angesäuerten, erwärmten Kaliumpermanganatlösung schwarz gefärbt und schließlich c) in einer alkalischen Chromatlösung bei erhöhter Temperatur durch Tauchen nachbehandelt werden.
2. Ausbildung des Verfahrens gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorbeize ein auf 6o bis 70' C erwärmtes Bad der Zusammensetzung 2o bis 30% A1C13 # 6H20, 1 1 Wasser verwandt wird.
3. Ausbildung des Verfahrens gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwarzfärbelösung ein auf etwa 6o° C erwärmtes Bad der Zusammensetzung 40 bis Bog KMn04, 11 7% H2S04 angewandt wird.
4. Ausbildung des Verfahrens gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Nachbehandlungslösung ein auf 95 bis 98° C erwärmtes Bad der Zusammensetzung 3o bis Sog Na2C03, io bis Zog Na2Cr04, 11 Wasser benutzt wird.