DE744428C

DE744428C - Verfahren zur Erzeugung von Schutzschichten mit hoher Verschleissfestigkeit auf Magnesium und Magnesiumlegierungen

Info

Publication number: DE744428C
Application number: DEL101991D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gerhard Elssner; Horst Huenlich
Original assignee: Langbein Pfanhauser Werke AG
Current assignee: Langbein Pfanhauser Werke AG
Priority date: 1940-10-04
Filing date: 1940-10-05
Publication date: 1944-01-21

Description

Verfahren zur Erzeugung von Schutzschichten mit- hoher Verschleißfestigkeit auf Magnesium und Magnesiumlegierungen Die bisher bekannten Verfahren äur Erzeugung von-Deckschichten auf Magnesium oder Magnesiwmlegierungen auf chemischem oder el@ektro1y'tischem Wege dienen fast ausschließlich .der Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit, da Gegenstände aus Magnesium und Magnesiümlegierungen im unbehandelten, blankenZustand sehr wenig korrosionsfestsind.
Die auf rein chemischem Wege erzeugten Schutzschichten haben: eine außerordentlich geringe Dicke und zum Teil eine sehr lockere Beschaffenheit, so,daß sie praktisch keinerlei Abriebfestigkeit besitzen. Auf elektrolytischem Wege lassen sich bei=Verwendung geeigneter Elektrolyte und unter Anwendung bestimmter Arbeitsbedingungen zwar stärkere Schichten erzeugen, die eine etwas bessere Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Beanspruchungen ,aufweisen. Den Anforderungen, die im praktischen Gebräuch solcher Teilebezüglichder mechanischen Widerstandsfähigkeit gestellt werden, genügen jedoch die meistendieser elektrolytischerzeugtenSchutzschichten :ebenfalls nicht; insbesondere- ist ihre Verschleißfestigkeit zu gering,- besonders im Vergleich zu den durch anodische Oxydatiori erzeugten Schutzschichten auf Gegenständen aus Aluminiumlegierungen. Eine möglichst hohe Verschleißfestigkeit solcher Schichten ist jedoch. nicht nur bei besonders hohen mechanischen Beanspruchungen @erforderlich, sondern auch in allen sonstigen Fällen, wo zur Gewährleistung eines ausreichenden Korrosionsschutzes eine mechanische BeschäAigung der Schichten möglichst unterbunden werden soll.
Vorliegende Erfindung bezweckt die eIcktrolytisc-he Erzeugung besonders verschleißfester Schutzschichten auf Magnesium oder Magnesiumlegierungen. Systematische Versuche brachten die Erkenntnis, daß besonders verschleißfeste Schutzschichten auf Magnesium oder Magnesiumlegierungen hergestellt werden können, wenn die anodi.sche Behandlung in freies Alkalihydroxyd aufweisenden Elektrolyten durchgeführt wird, die organische Verbindungen mit einer oder mehreren Hydroxyl- und/oder Karboxylgruppen enthalten, also solche organische Verbindungen, die infolge ihres Gehaltes an mindestens einer OH-Gruppe mehr oder minder stark dissoziieren und mit Metallen Verbindungen ergeben können. Außer den Hy droxyl-und(oder Karboxylgruppen können gleichzeitig Aldehyd- oder Ketogruppen vorhanden sein. Zum gleichen Zweck können die verwendeten Elektrolyte organische Verbindungen erhalten, die durch Oxydation oder Reduktion die obengenannten Stoffe ergeben, z. B. Ald eliyde oder Ketone.
Beispielsweise kann der Elektrolyt eine oder mehrere :der folgenden Verbindungen enthalten: Glykol, Oxalsäure, Bernsteinsäure, Weinsäure, Milch säure, Zitronensäure.
Allen derartigen organischen Verbindungen ist gemeinsam, daß sie die sich bei der Elektrolyse an den Elektroden abspielenden chemischen Vorgänge beeinflussen und den A.iibau der entstehenden Schicht in günstigem Sinne verändern, so daß die bei Zusatz solcher Stoffe erzeugten Schutzschichten eine weit bessere Verschleißfestigkeit aufweisen als solche, .die in Elelztrolyten hergestellt werden, die diese Stoffe nicht enthalten, sonst aber die gleiche Zusammensetzung aufweisen können. Hand in Hand mit derVerbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einflüsse geht fast stets auch eine solche gegen die korrodierenden Einwirkungen, z. B. der Atmosphäre, von Salzlösungen usw.

Nach Anzahl, Art und Stellung der vorhand-enen OH-Gruppen ist der Grad der Wirksamkeit der dem Elektrolyten zuzusetzenden Stoffe verschieden, wie folgende Beispiele zeigen:

Elektrolvtzusätze Erhöhung

Beispiele - der

Art und Zahl Verschleiß-

der O H-Gruppen Festigkeit um

Phenol i OH-Gruppe 20°1a

Bernstein- 2 COOH-Gruppen 120°J6

säure

Weinsäure 201-1- und 2 COOH- i8o6'o

Gruppen

Zitronen- i OH- und 3 C 0 O H- 26o °/o

säure . Gruppen

Insbesondere haben sich Zusätze von Phenolen, Naphtholen. organischen Säuren als günstig erwiesen. Eine besonders hohe Verschleißfestigkeit wurde bei Verwendung von Elektrolyten festgestellt, die außer ihren Grundbestandteilen, z. B. Alkalihydroxyd und Alkalicarbonat, einen Gehalt an einer organischen Oxysäure aufweisen. Die Erklärung für die besonders günstige Wirkung von Oxysäuren könnte darin erblickt werden, daß diese stärker dissoziiert sind als ihre entsprechenden einfachen Karbonsäuren. Auch mit anderen organischen Verbindungen der oben geschilderten Art wurden Erfolge im gleichen Sinne, wenn auch in mehr oder minder starkem Maße, erzielt, -wobei sowohl organische Verbindungen der alipltatischen oder Fettreihe als auch der aromatischen Benzolreihe geeignet sind. Derartige Verbindungen sind deshalb ebenfalls Gegenstände der vorliegenden Erfindung.

Es hat sich gezeigt, daß sich bei der kombiniertenZugabe mehrererverschiedenerStoffe besonders .günstige Resultate, z. B. hinsichtlich weiterer Steigerung der Verschleißfestigkeit oder der Korrosionsbeständigkeit oder der Haftfesti,gk eit oder des allgemeinen Aussehens, erzielen lassen, weshalb diese konibinierte Zugabe mehrerer organischer Verbindungen der genannten Art ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfi.idung ist.
Die Wirkung der vorgenannten VerbinJungen tritt sowohl bei der Gleichstromoxydation als auch beim Arbeiten mit Wechselstrom ein.
Den zur elektrolytischen Erzeugung der Schutzschichten auf Magnesium benutzten alkalischen Elektrolyten sind die genannten organischen Stoffe vorzugsweise in Gestalt der entsprechenden Alkaliverbindungen zuzusetzen, z. B. in Form von Alkoholaten, Plienolaten, NTaplitholaten, oder von Alkalisalzen der verschiedenen organischen Säuren.
Bei Anwendung von Elektrolyten mit derartigen .erfindungsgernäßen Zusätzen können z. B. auf Magnesiumlegierungen der Gattung Mg-Mn Schutzschichten mit einer Verschleißfestigkeit erzeugt werden, die ein Mehrfaches derjenigen beträgt, welche sich bei N'erwendung der gleichen Elektrolyte, jedoch ohne die erfindungsgemäßen Zusätze, ergibt. Aus diesem. Grunde sind Gegenstände aus Magnesiumtegierungen der Gattungen Mg-Mn oder GMg-Mn besonders geeignet zur Erzeugung erhöht verschleißfester Schutzschichten im Sinne vorliegender Erfindung.
Als Beispiele für die erfindungsgemäße Erzeugung von Schutzschichten mit erhöhter Verschleißfestigkeit auf Magnesium und Magnesiumlegierungen seien genannt: Beispiel i Zur Erzeugung besonders verschleißfester Schutzschichten wird ein Elektrolyt folgender Zusammensetzung benutzt:

8o gil Natriumhydroxyd,

o bis 5o - Natriumcarbonat.

30 - @o - Zitronensäure.

Die Bildung der Schutzschichten erfolgt beispielsweise durch anodische Behandlung der llagnesiumteile unter Verwendung von Gleichstrom bei Stromdichten zwischen 0,5 und 2 A/dm=, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 40 und 8o° C. Die Dauer ,der anodischen Behandlung f-ichtet sich nach der gewünschten Stärke der Schutzschichten.
Beispiel z Es wird ein Elektrolyt verwendet, der im Liter 50 g Natriumhydroxyd, 3o g Glykol, 7o g Alkalioxalat enthält. Die Behandlung der Magnesiumteile kann wie im Beispiel i angegeben erfolgen. .

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung von Schutzschichten mit hoher Verschleißfestigkeit auf Magnesium und Magnes umlegierungen durch anodische Behandlung in wäßrigen Elektrolyten unter Verwendung von Gleich- oder Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß ,die anodische Behandlung in freies Alkalihydroxyd aufweisenden Elektrolyten durchgeführt wird, die ,organische Verbindungen mit einer oder mehreren Hydroxyl- und[oder Karboxyl-Grupp;en enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch, gekennzeichnet, daß :der Elektrolyt eine oder mehrere organische Verbindungen aus einer oder vorzugsweise aus verschiedenen der folgenden Gruppen enthält: Gruppe i : ein- oder mehrwertige aliphatische aromatische Alkohole, Phenole und Homologe, Naphthole und Homologe, Phenolalkohole, Nap:htholalkohole. Gruppe 2: ein- oder rnehrwertige alipha tische oder aromatische Oxyal@dehyde oder Oxyketone. Gruppe 3: ein- oder mehrbasische aliphatische oder aromatische Karbonsäuren. Gruppe q.: ein- oder mehrwertige, ein- oder mehrbasische aliphatische oder aromatische Oxysäuren oder Aldehydsäuren oder Ketosäuren.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i oder 2, .dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Erzeugung der besonders verschleißfesten Schutzschichten eine weitere chemische, mechanische oder thermische Nachbehandlung zum Zwecke der Neutralisation, Färbung oder hTachverdichtung und Trocknung anschließt. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand :der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 672 523, 682736-