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Verfahren zum Glänzendmachen der Oberfläche von Gegenständen aus Aluminium
und dessen Legierungen durch anodische Behandlung Bei .der anodischen Oxydation
von Gegenständen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen in den bisher meist gebräuchlichen
sauren Bädern kann eine der Metalloberfläche zuvor erteilte Politur im allgemeinen
nicht aufrechterhalten werden, wenn es auch bisweilen gelingt, durch Wahl bestimmter
B-adkonzentrationen und Stromverhältnisse gewisse Glanzwirkungen beizubehalten.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, durch eine besonders anodische
Vorbehandlung der Gegenstände in sauren oder alkalischen Bädern die Oberfläche so
vorzubereiten, daß die anschließende eigentliche Oxydation keine oder doch nur eine
sehr geringe Beeinträchtigung des Reflexionsvermögens verursacht. Durch diese Voroxydation,
die nur mit schwach wirkenden Mitteln durchgeführt wird; scheint das Kristallgefüge
in feinster Form angeätzt zu werden,. so daß die gesamte Oberfläche für die weitere
Umwandlung in Oxyd aufgeschlossen wird, während ohne eine solche Vorbehandlung der
lösende Angriff bei der anodischen Behandlung zuerst nur auf die Korngrenzen einsetzt
und hierdurch eine starke Aufrauhung der Fläche und Verminderung des Glanzes herbeigeführt
wird.
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Die Nachteile der bisher vorgeschlagenen Verfahren bestehen teils
in einer Beschränkung auf Reinaluminium, teils in der Ausbildung einer ungleichmäßigen,
wolkigen Sperrschicht, die besonders bei spiegelnden Oberflächen mit nachträglich
aufzubringender oxydischer Schutzschicht äußerst störend wirkt. Auf Grund weiter
fortgeschrittener Untersuchungen ist erkannt worden, daß es für die Glanzerhaltung
bzw. für das Glänzendmachen der Oberfläche nicht allein darauf ankommt,
den
ersten anodischen Angriff auf das polierte Nietall so zu leiten, daß anfänglich
kein starker Angriff auf das Aluminium stattfindet, sondern daß es ferner auch darauf
ankommt, daß die bei dem Glänzverfahren sich an der Anode bildende oxydische Deckschicht
in einer nicht zu stark entwässerten., also noch stark gelartigen Form zur Abscheidung:
gelangt, und daß die Porosität dieser Schight noch so groß bleibt, daß Fremdstoffe
herausgelöst werden können.
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Schwach konzentrierte Lösungen aus reinen Alkalihydroxyden oder Carbonaten
oder aus Salzen, die infolge Hydrolyse alkalisch reagieren, z. B. Alkalitriphosphat,
greifen zwar das Aluminium nur schwach an, liefern aber keine klare oxydische Deckschicht,
sondern milchige und wolkige Überzüge, die von Fremdkörpern aus dem Polierprozeß
oder aus der Oberfläche des Aluminiums durchsetzt sind, zumal wenn Aluminiumlegierungen
vorliegen. Der Stromdurchgang und damit der Umwandlungs- bzw. Glänzvorgang kommen
daher ebenso rasch, wie. sie eingesetzt haben, auch wieder zum Stillstand. Fügt
man aber zu solchen alkalischen Lösungen von Salzen schwacher Säuren, wie All.:alitriphosphat,
die eine Glänzwirkung auf anodisch geschaltete Aluminiumteile gewährleisten, gemäß
der Erfindung noch geringe Mengen von Salzen, deren Anionen die sich an der Anode
bildende oxydische Schicht lockernd angreifen und auf etwaige Fremdstoffeinlagerungen
lösend einwirken, so treten keine Wolken auf, der Stromdurchgang bleibt in dem erforderlichen
Maße erhalten und wird unter Umständen sogar erhöht. Bei g Volt Spannung kann eine
Stromdichte von etwa C) bis 8 AmpIqdm angewendet werden, während ohne die in Rede
stehenden Zusatzstoffe die Stromdichte bald auf etwa 2 Amp/qdm fällt, die Glänzwirkung
zum Stillstand kommt und milchige Tönungen entstehen. Gemäß der Erfindung erhält
man schon nach wenigen Minuten einwandfreie glänzende Oberflächen, die entweder
als solche verwendet werden oder als Grundlage für die Erzeugung stärkerer oxydischer
Schutzschichten nach bekannten Verfahren dienen können, ohne daß hierdurch die Glanzwirkung
nennenswert beeinträchtigt wird.
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Als Beispiele für solche Salze, die im Sinne der Erfindung wirken
und z. B. als Zusätze- zu Bädern geeignet sind, welche im übrigen Natriumtriphosphat
enthalten, kommen insbesbndere lösliche Sulfate, Halogenide und Acetate, z. B. der
Alkalimetalle, in Betrachf. Diese Salze werden ungefähr in Mengen von zo bis Sog
je Liter Badflüssigkeit zugesetzt. Das Bad kann im übrigen z. B. etwa r5o g :\Tatriumtriphosphat
und geringe Mengen Ätznatron enthalten. Durch verschiedene Wahl der Konzentration
der zugesetzten Salze und durch Änderung der Badteinperatur kann die Wirksamkeit
dieser Anionen abgestuft und durch geeignete Auswahl jeweils der Eigenart des zu
behandelnden Metalles angepaßt werden. Es kommt darauf an, daß die insgesamt neben
dem Phosphat vorhandenen Anionen in der Lage sind, bei geeigneter Auflockerung der
Deckschicht alle beim Glänzverfahren zutage tretenden Verunreinigungen aus der Oberfläche
des Aluminiumgegenstandes herauszulösen. Z. B. werden die bei höherem Siliciumgehalt
der zu glänzenden Aluminiumlegierung auf der Oberfläche verbleibenden Trübungen
am besten durch einen Fluori.dzusatz beseitigt. Bei Auswahl der zugesetzten Salze
ist darauf zu achten, daß deren Anionen mit keiner der im Aluminium etwa enthaltenen
Legierungsbestandteile schwer lösliche Verbindungen bilden. Natriumfluoridlösungen,
die durchAmmoncarbonat alkalisch gemacht sind, wurden schon zur Beizung von anadisch
geschalteten Teilen aus Aluminium vorgeschlagen. Dabei handelt es sich aber um ein
Ätzen der Aluminiumoberfläche zwecks Erzielung matter Färbungen. Dagegen bezieht
sich die Erfindung auf eine Verbesserung elektrolytischer Glänz-', bäder. - Während
bei den bekannten Ätzbädern das Natriumfluorid der hauptsächliche, für die Beizwirkung
maßgebende Bestandteil ist, und die Bäder keine Stoffe enthalten, welche eine Glänzwirkung
gewährleisten können, bezieht sich die Erfindung auf solche Bäder, welche nach ihrer
übrigen Zusammensetzung als elektrolytische Glänzbäder für Aluminium gekennzeichnet
sind, deren Wirksamkeit aber durch Zusatzstoffe im Sinne der vorliegenden Erfindung
erhöht und verbessert wird.
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Der Zusatz eines bestimmten Sulfates, nämlich von Aluminiumsulfat
zu Glänzbädern, bildet schon den Gegenstand eines früher angemeldeten Patents und
gehört daher nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung, wenn auch der frühere
Vorschlag nur unter dem Gesichtspunkt erfolgt ist, daß dem Bad hygrolisierbare Salze
mit Cationen amphoteren Charakters zugefügt werden sollen. Insofern lag dem früheren
Vorschlage ein anderer Erfindungsgedanke zugrunde. Selbstverständlich ist es auch
bei der praktischen Ausführung .der vorliegenden Erfindung von Vorteil, wenn Cationen
wie die des Aluminiums von vornherein zugegen sind. Auf Grund weiterer Forschungen
wurde aber erkannt, daß außer .der spezifischen Wirkung amphoterer Cationen zwecks
Verhinderung stärkerer Oberflächenaufrauhung, rascher Deckschichtbildung
und
Herabsetzung der Stromdichte weitere Vorteile bei der Glänzung dadurch erreicht
werden, daB die Glänzbäder Anionen enthalten, welche die sich' bei anodischer Polarisation
rasch auf der Aluminiumoberfläche bildende dichte oxydische Sperrschicht schwach
aufzulockern. vermögen und gleichzeitig lösend- auf Fremdstoffeinlagerungen wirken.
Hierdurch wird ermöglicht, die Glänzung auch bei Schwermetalle enthaltenden Aluminiumlegierungen
einwandfrei und sicher durchzuführen.