DE761095C - Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Reflektoren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Reflektoren Die Erfindung betrifft verbesserte Aluminiumreflektionsflächen von gleichmäßigem hohem Reflektionsvermögen, die mit einem künstlichen klaren und durchsichtigen Schutzoxydüberzug versehen sind.
• Man hat versucht, korrosionsbeständige reflektierende Flächen auf Aluminium dadurch herzustellen, daß man eine Alumniumreflektionsfläche mit einem Oxydüberzug versieht. Den vielen-Vorteilen, die mit der Aufbringung von solchen Oxydüberzügen auf der reflektierenden Aluminiumoberfläche verbunden sind, steht häufig die Tatsache entgegen, daß die auf der Oberfläche gebildeten Oxydüberzüge verschiedene Markierungen, Striche und Linien zeigen. Diese Markierungen sind im allgemeinen auf der Metalloberfläche vor der Oxydüberzugsbehandlung unsichtbar, erscheinen aber während der Oxydüberzugsbehandlung. Sie stehen anscheinend in unmittelbarer Beziehung zur inneren Struktur der Oberfläche des Metalls und zum Bearbeitungsverfahren, mittels dessen der Gegenstand hergestellt wurde. Wenn z: B. ein becherförmiger oder halbkugelförmiger Lichtreflektor durch das gewöhnliche Ziehverfahren hergestellt ,wird, kann die Reflektionsfläche nach dem Überziehen mitOxyd Ziehlinien in Form verhältnismäßig nichtreflektierender, konzentrisch bogenförmiger Streifen aufweisen, oder auf einer flachen Aluminiumreflektionsfläche können nach dem Aufbringen der Oxydschicht bestimmte Linien auftreten, die unmittelbar auf die Struktur der Metalloberfläche zurückzuführen sind. Auch hat der auf der reflektierenden Oberfläche erzeugte Oxy düberzug oft ein wolkiges und durchscheinendes Aussehen und kann manchmal gefärbt sein. Diese Mängel vermindern wesentlich das Reflektionsvermögen der behandelten Aluminiumreflektionsfläche.
• Die Erfindung betrifft die Herstellung von Gegenständen mit einer dauerhaften oxy düberzogenen Reflektionsfläche aus Aluminium, die von Streifen und Markierungen gleichmäßig frei sind und bei welchen der Oxydüberzug gleichmäßig klar und durchsichtig ist: Die Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus folgendem: Ein Verbundmetallgegenstand, bei dem Auflage und Grundmetall aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung bestehen, wird mit einer reflektierenden Oberfläche versehen, die durch einen Oxydüberzug geschützt und frei von strukturellen Markierungen ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Dicke des Verbundmetallgegenstands um mindestens 8511/o vermindert wird und daß dadurch insgesamt eine Verminderung der Dicke der vorbearbeiteten Aluminiumauflage von mindestens 99,5 % erzielt wird. Die Oberfläche der Auflage wird dann reflektierend gemacht und durch einen Oxy düberzug geschützt. Sie ist dann frei von strukturellen Markierungen und hat, besonders bei Verwendung von hochreinem Aluminium, eine größere und gleichmäßigere Reflektionskraft, als sie bisher bei oxydüberzogenen Aluminiumflächen erzielbar war.
• Es ist bekannt, das Beschädigungen der Oberflächen durch anodische Oxydierung von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen in Chromatelektroly ten deutlich zutage treten. Diese Erscheinung wird aber nur in Chromatelektroly ten beobachtet, nicht aber in Schwefelsäureelektrolyten, da Schwefelsäurelösungen keine Gelbfärbungen hervorrufen. Außerdem wird bei der Herstellung von Scheinwerfern die reflektierende Fläche so lange poliert, bis Risse, Blasen u. dgl. völlig verschwunden sind, so daß ein Auftreten von Schlieren und ähnlichen Erscheinungen bei der elektrolytischen Oxydation von Scheinwerferspiegeln schon aus diesem Grunde nicht zu befürchten ist.
• Die Plattierung mit Reinaluminium gibt aber eine erhebliche Verbesserung des Reflexionsvermögens, und das ist für Scheinwerfer ausschlaggebend. Durch das Verfahren nach der Erfindung werden zugleich Höchst-"verte für das Reflexionsvermögen und außerdem eine erhebliche Hitzebeständigkeit der Scheinwerferspiegel erhalten.
• Es ist bereits bekannt, daß man eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit dadurch erhalten kann, daß Aluminium oder Aluminiumlegierungen mit einer Auflage von Reinaluminium versehen werden. Eine Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit ist aber bei Scheinwerfern schon deshalb nicht erforderlich. weil die elektrolytisch aufgebrachten Oxydschichten ohnehin einen vollkommenen Korrosionsschutz bieten. Diese vollkommene Schutzwirkung würde auch erreicht werden, wenn man Legierungen, wie Duraluminium, Lautal, Silumin, elektrolytisch oxydiert, so daß also das Aufbringen einer Reinaluminiumschicht zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Scheinwerferspiegeln nicht erforderlich ist. Das höchste Reflexionsvermögen läßt sich aber nur durch das Plattieren nach der Erfindung mit Reinaluminium und eine anschließende elektrolytische Oxydation der Oberfläche erreichen.
• Das bei der Herstellung der verbesserten Gegenstände gemäß der Erfindung benutzte Verbundmetall kann aus zwei oder mehr Aluminiumschichten bestehen. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, ein Aluminiumverbundmetall zu benutzen, das aus einem verhältnismäßig dicken Grundteil besteht, von welchem das Verbundmetall seine Hauptstruktureigenschaften herleitet und der an einer oder mehreren Flächen mit einem v erhältnismäßig dünnen Auflageteil aus Aluminium (Aluminium oder Aluminiumlegierung) versehenist. DieGrundlage kann aus einem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung von den gewünschten physikalischen Eigenschaften bestehen, die bequem mit einem Aluminiumblech durch eine Heiß- oder Kaltbearbeitung, wie z. B. durch Walzen, vereinigt werden kann.
• Bei der Herstellung des Verbundmetalls kann eines der bekannten Verfahren zur Bildung solcher Stoffe verwendet werden. Ein Verfahren, das sich als besonders zufriedenstellend für die Herstellung eines derartigen Zweifachmetalls erwiesen hat, beruht darin, das Grundmetall auf den in Blech- oder sonstiger bearbeiteter Form vorliegenden Metallauflageteil zu gießen. Eine andereAusführungsform ist die Verbindung des Aluminiumauflageteiles in Blechform mit dem Aluminiumgrundteil in Blech- oder Brammenform, wobei die Bindung dadurch herbeigeführt wird, daß das Überzugs- und Grundmetall zusammen bearbeitet werden. Das so hergestellte Zwischenerzeugnis muß in jedem Fall nachgearbeitet werden, um ein Verbundmetall mit einer Aluminiumoberfläche zu erhalten, die sich für Reflektoren eignet. Die Bearbeitung dieses Zwischenerzeugnisses hat die Wirkung, daß aus dem Aluminiumoberflächenteil die innere Metallstruktur beseitigt wird,, welche das Auftreten von Linien und Streifen veranlaßt, wenn der Oberflächenteil nachher mit Oxyd überzogen wird. Der Grad, bis zu dem dieseunerwünschte Metallstruktur entfernt wird, hängt von der Gesamtbearbeitung ab, der man den Aluminiumauflageteil vor und nach der Herstellung des Verbundmetallgegenstands unterwirft.
• Es ist wesentlich, daß das Verbundmetall um mindestens 85'/o seiner Stärke dadurch verringert wird, daß man das Grundmetall und Oberflächenmetall zusammen auswalzt. Um eine befriedigende Oberfläche zu erhalten, muß durch die Gesamtbearbeitung, d. h. die Bearbeitung vor und während der Bildung des Verbundmetalls, die ursprüngliche Dicke des Aluminiumauflageteils um mindestens etwa 99,5 0/0 verringert werden; noch besser ist es, die ursprüngliche Dicke des Aluminiumauflageteils um mindestens etwa 99,9% zu verringern.
• Ohne Rücksicht auf die genaue Zusammensetzung des Aluminiumauflageteils des Verbundmetalls können die sich aus der inneren Struktur des Metalls bei späterer Oxydation der Oberfläche ergebenden Markierungen im Reflektor durch Verwendung eines Werkstoffes wie des oben beschriebenen vermieden werden. Wenn jedoch der Aluminiumauflageteil aus hochreinem Aluminium hergestellt ist, d. h. aus Aluminium von mindestens 99,70/0 Reinheit, dann wird der weitere Vorteil erzielt, daß der später auf der Aluminiumreflektionsoberfläche hergestellte Oxydüberzug klar, durchsichtig und im wesentlichen farblos ist und so ein Gegenstand mit einer dauerhaften Reflektionsfläche von hoher Reflektionskraft erzeugt werden kann.- Im allgemeinen beeinflußt die Gegenwart von insgesamt o,i bis 0,3'% von den meisten der üblichen Legierungselemente in dem Aluminium nicht wesentlich den Charakter des erzielten Oxydüberzuges, aber größere Mengen als die oben angegebene Menge von solchen Elementen, wie Silizium, Eisen und Mangan, können den Oxydüberzug wolkig oder farbig machen. Verhältnismäßig größere Mengen gewisser Elemente, wie Magnesium und Zink, in den Aluminiumlegierungen sind ohne schädlichen Einfluß auf den Oxydüberzug. Zweckmäßig wird zur Herstellung ein Aluminiumverbundmetall verwendet, das einen verhältnismäßig dicken Grundteil aus Aluminium mit den im fertigen Gegenstand gewünschten Struktureigcnschaften und einen relativ dünnen bearbeiteten Aluminiumauflageteil hat, der aus Aluminium von 99,7% Reinheit besteht oder aus einer Aluminiumlegierung, die nicht mehr als o, i bis 0,3% der üblichen Verunreinigungen, wie Silizium, Eisen und Mangan, und außerdem nicht mehr als 0,3% Kupfer aufweist; Magnesium und Zink können in verhältnismäßig großen Mengen als Legierungsbestandteile vorhanden sein.
• Die Art der gewünschten Reflektionsfläche, ob diffus oder spiegelnd, kann auf den Aluminiumauflageteil des Verbundmetallgegenstsnds durch irgendein in der Technik bekanntes Verfahren erzeugt werden. Die Herstellung einer diffusen Reflektionsfläche kann durch mechanische oder chemische Behandlung erreicht werden; bei dieser Behandlung ist aber darauf zu achten, daß nicht zu viel von der Dicke des Auflageteils entfernt oder das Grundmetall bloßgelegt wird. Besonders gleichförmige und glänzende diffuse Reflektionsflächen erhält man durch die chemische Ätzung eines Aluminiumverbundmetalls, bei welchem der Auflageteil aus einer Aluminiumlegierung besteht, die 0,o6 bis 0,3% Kupfer enthält. und von graphitischem Silizium frei ist. Spiegelnde Reflektionsflächen können durch verschiedene Arten von Reib- (Putz-) und Poliervorgängen erzeugt werden. So sind z. B. besonders gute spiegelnde Reflektionsflächen durch ein Walzpolierverfahren erzielbar, bei welchem das Walzen mittels Walzen mit hochpolierten Oberflächen ausgeführt wird und .die Metalloberfläche einer leichten Ätzbehandlung zwischen aufeinanderfolgenden Walzdurchgängen unterworfen wird. Gute spiegelnde Reflektionsflächen sind auch durch Verwendung von Reib- (Putz-) Verfahren erzielbar, aber es ist im allgemeinen notwendig oder erwünscht, in dieser Weise vorbereitete Oberflächen zu behandeln, um sie vor der Bildung des Oxydüberzuges glänzend zu machen. Dieses Glänzendmachen kann durch eine anodische Behandlung in einem Fluorboratelektrolyt geschehen.
• Der klare, durchsichtige Oxydüberzug kann auf der Aluminiumreflektionsfläche durch anodische Behandlung in verschiedenen bekannten Elektrolyten, wie z. B. in Schwefelsäure oder einem Gemisch aus Schwefel- und Oxalsäure, erzeugt werden. Zu diesem Zweck führt man z. B. die anodische Oxydation in Schwefelsäure durch, weil diese Behandlung Überzüge von erheblicher Dicke ergibt, die farblos und klar sind. Hierbei wird der beste Schutz für die Reflektionsfläche bei kleinster Verringerung des Reflektionsvermögens der Aluminiumfläche erzielt. Gute schützende Oxydüberzüge, die von wesentlicher Dicke, klar, farblos und durchsichtig sind, können z. B. dadurch erreicht werden, daß man die Aluminiumreflektionsfläche zur Anode in- einer elektrolytischen Zelle macht, die eine i5%ige Lösung von Schwefelsäure als Elektrolyt enthält, und einen Strom mit einer Stromdichte von 1,85 Ampere je Quadratzentimeter Anodenfläche io Minuten lang bei etwa 2 i ° C durchschickt.
• In - den Zeichnungen ist der Gegenstand gemäß der Erfindung in drei aufeinanderfolgenden Entwicklungsstufen (Fig. i, 2 und 3) dargestellt. Fig. i zeigt ein Verbundmetall in Blechform mit einem verhältnismäßig dicken metallischen Grundteil i und einem verhältnismäßig dünnen reflektierenden Auflageteil e aus Aluminium. In Fig. 2 ist das gleiche Verbundmetall nach Durchführung einer Dickenverminderung vor der weiteren Behandlung für die Erzeugung eines Oxydüberzuges auf der Aluminiumreflektionsfläche gezeigt. Fig.3 veranschaulicht einen gemäß der Erfindung hergestellten fertigen Gegenstand, der aus einem Verbundmetall besteht, das einen verhältnismäßig dicken M etällgrundteil i und einen verhältnismäßig dünnen Aluminiumauflageteil 2 enthält, wobei letzterer bei der Herstellung des Verbundgegenstands um mindestens 99,5 0% in der Dicke verringert ist und eine glänzende Reflektionsfläche hat, die mit einem klaren, durchsichtigen und von Linien oder Markierungen jeder Art freien Oxydüberzug 3 versehen ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Reflektoren, deren reflektierende Oberflächen mit Oxydschutzüberzügen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Verbundmetallgegenstand, dessen Grundlage- und Auflagebestandteile aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen bestehen, ausgegangen wird, bei dem der Auflagebestandteil derart vorbearbeitet ist, daß bei der Bearbeitung des Verbundmetallgegenstands mit einer Verminderung seiner Stärke um wenigstens 850/9, der Auflagebestandteil insgesamt um wenigstens 99,5%, vorzugsweise um 99,9%, seiner ursprünglichen Dicke vermindert wird, daß dann dieser Auflagebestandteil auf mechanischem oder chemischem Wege reflektierend gemacht und schließlich mit einem klaren, durchsichtigen Oxydschutzüberzug versehen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbundmetallgegenstand mit einem Auflagebestandteil aus Aluminium bearbeitet wird, «-elches nicht mehr als insgesamt 0,3% Silizium, Eisen und Mangan enthält. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 5648d.6.