DE821898C

DE821898C - Verfahren zur anodischen Behandlung von Gegenstaenden aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen

Info

Publication number: DE821898C
Application number: DEV565A
Authority: DE
Inventors: Rolf Roether; Dr Herbert Winter
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1950-02-21
Filing date: 1950-02-21
Publication date: 1951-11-22

Description

Verfahren zur anodischen Behandlung von Gegenständen aus Aluminium oder Aluminiumleqieruncren Die mit Hilfe eines mechanischen Polierverfahrens auf Gegenständen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen hergestellten Glanzschichten sind bekanntlich im Gebrauch nicht ausreichend beständig, sondern laufen bei Berührung mit Luft an und werden sehr bald blind. Um diesem Nachteil zu begegnen, wurde versucht, mit Hilfe von anodischen Oxydationsverfahren eine Oberflächenschutzschicht zu schaffen. Einwandfreie Erzeugnisse können je- doch auf diese Weise nicht erzielt werden, da es sich herausgestellt hat, daß dabei die polierte Oberfläche sich unerwünscht verändert, oder daß bei einer dünnen Schutzschicht die Härte und chemische Widerstandsfähigkeit nicht ausreichen, um den mechanischen und anderen Beanspruchungen zu begegnen. Schwierig ist es ferner, auch genügend gleichmäßige anodische Überzüge auf den Oberflächen der Gegenstände aus Aluminium und seinen Legierungen herzustellen. Auch selbst polierte Oberflächen sind nicht frei von Unregelmäßigkeiten, in welchen sich Rückstände des Poliermittels, Fett und andere Verunreinigungen ansammeln können, so daß die Einwirkung des Elektrolyten abgeschwächt ist.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurden die Gegenstände aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen auch schon einer Vorbehandlung unterworfen. Durch dieses Verfahren sollte es ermöglicht werden, die Oberfläche der Gegenstände so vorzubereiten, daß sie auf elektrolytischem oder chemischem Wege vollständig und gleichmäßig mit einer Oxydschicht überzogen werden können.
Die Gegenstände werden nach diesen bekannten Verfahren als Anode in ein elektrolytisches Bad eingehängt. Als Elektrolyt wird neben wenigstens einer nicht oxydierenden organischen Säure, z. B. Phosphor- und/oder Schwefelsäure, wenigstens eine organische monobasische Säure, z. B. Essigsäure, verwendet. Die letztere ist zu einem größeren Anteil gegenüber den anorganischen Säuren vorhanden. Außerdem kann dem Elektrolyten noch Borsäure zugesetzt werden.
Elektrolyte, die nur Phosphor- und Schwefelsäure enthalten, sind auch schon bekanntgeworden. Es sind weiterhin noch andere Wege eingeschlagen worden, um Gegenstände aus Aluminium und Aluminiumlegierungen mit einerMetallglanzschicht zu versehen, weil man immer wieder beobachtet hat, daß keine Gewähr dafür gegeben ist, die auf rein mechanischem Wege erhaltenen hochreflektierenden Oberflächen aufrechtzuerhalten, selbst wenn eine anodische Oxydation nachfolgt. Die Schwierigkeiten, die sich dabei zeigen, sind u. a. auch darin zu suchen, daß die Elektrolyten das Metall zu stark angreifen, so daß das entstehende Aluminiumoxyd sich bei Gebrauch der Gegenstände vorn Metall ablöst.
In der Fachwelt ist man daher dazu übergegangen, die aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bestehenden Gegenstände, ohne sie nicht unbedingt einer vorausgehenden mechanischen Polierbehandlung zu unterwerfen, einer anodischen Vorbehandlung in sauren oder alkalischen Bädern auszusetzen, so daß die anschließende eigentliche anodische Oxydation keine oder doch nur eine verhältnismäßig geringe Beeinträchtigung der Glanzwirkung und des Reflexionsvermögens verursacht.
Als Elektrolyte wurden in diesem Fall schwach konzentrierte Lösungen aus reinen Alkalihydroxyden oder -karbonaten oder aus Salzen, die infolge Hydrolyse alkalisch reagieren, z. B. Alkalitriphosphat, benutzt. Diese Stoffe greifen zwar das Aluminium nur schwach an, liefern aber keine klare oxydische Deckschicht.
Um diesen Mangel zu beheben, ist vorgeschlagen worden, derartigen alkalischen Lösungen von Salzen schwacher Säuren noch geringe Mengen von Salzen zuzusetzen, deren Anionen die sich an der Anode bildende oxydische Schicht lockernd angreifen und amf etwaige Fremdstoffeinlagerungen lösend einwirken.
überraschenderweise hat es sich nun gezeigt, daß bei einem anodischen Polieren von Gegenständen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen unter Verwendung eines aus eoo/o Schwefelsäure, Phosphorsäure und Wasser bestehenden Bades die Glänzwirkung wesentlich erhöht werden kann, wenn die Stromdichte erfindungsgemäß über "15 bis auf etwa ,3o Amp./dM2 erhöht und der Anteil an Phosphorsäure gegenüber dem bekannten Wert auf etwa 20010 lieraufgesetzt wird, so daß das Bad außerdem noch etwa io% Wasser aufweist. Es hat sich bei der Durchführung eines solchen Verfahrens weiterhin als recht vorteilhaft erwiesen, den Elektrolyten nicht länger als 5 Minuten einwirken zu lassen. Als Badtemperatur wird in an sich bekannter Weise eine solche mit 7o bis go' C gewählt. Die elektrische Spannung bewegt sich in den üblichen Grenzen um 20 Volt.
Nach einer solchen Glänzbehandlung wird dann die anodische Oxydation durchgeführt. Dies geschielit in einem Bad mit über .4 bis 8 volumprozentiger Schwefelsäure «1 = 1,84), bei 18 bis 23' C und einer Stronidichte von 1,5 bis 2 Amp./dm2 bei einer Spannung von 16 bis 20 Volt.
Nachstehendes Beispiel gibt Aufschluß über den gesamten Vorgang.
Zunächst werden die fettigen Gegenstände in der üblichen Weise in Natronlauge gebeizt und in Salpetersäure neutralisiert und alsdann als Anode in ein Bad eingebracht, dessen #N,and mit Blei ausgeschlagen ist und als Katliode dient. Die Badflüssigkeit besteht aus 70010 Schwefelsäure, 20010 Phosphorsäure und ioll/o Wasser bei einer Temperatur, die zwischen 70 und 90' C liegt. Die angewandte Stromdichte ist 15 bis 30,',#mp./dM2, und die Behandlungszeit beträgt 3 bis 5 Minuten. Nachdem diese erste Behandlungsstufe abgeschlossen ist, wird eine anodische Oxydation durchgeführt, indem die Gegenstände zunächst in ammoniakalisches Wasser gebracht und ihre Oberflächen neutralisiert und danach in' heißem Wasser abgespült werden. Alsdann erfolgt eine Behandlung in einem Bad, das aus Svolurnprozentiger Schwefelsäure und Wasser besteht. Die Temperatur beträgt 18 bis 23' C und die Stromdichte 1,5 bis 2 Die Behandlungsdauer hängt da\-on ab, ob stärkerer Glanz mit geringerer Oxydschutzschicht oder ein schwächerer Glanz mit stärkerer Schtitzschicht erwünscht ist, und schwankt zwischen 3 und 15 Minuten. Die oxydierten Teile werden wieder in aiiimoniakalischem Wasser neutralisiert und in heißem Wasser abgespült und 5 Minuten in reineni Wasser gekocht, um anschließend getrocknet zu werden.
Das Verfahren kann vorteilhaft nicht nur bei Reinstaluminium mit 99,99% Aluminiunigehalt, sondern auch bei Reinaluminium mit 99% Reingehalt und daraus hergestellten homogenen Legierungen Anwendung finden. Es hat sich ferner gezeigt, daß auch bei den üblichen unlegierten und legierten Aluminiumwerkstoffen mit Ausnahme der hochmangan- oder siliciumhaltigen Legierungen durchaus einwandfreie Glanzwirkungen erzielt und aufrechterhalten werden können, die insbesondere dann auffällig hervortreten, wenn der behandelte Werkstoff in irgendeinem Verarbeitungszustand vor der Glanzbehandlung homogenisiert worden ist.
i. Verfahren zur anodischen Behandlung von

Claims

PATE NTAN S P R Ü C H E: Gegenständen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, mittels dem glänzende und reflektierende Oberflächen unter Verwendung von Schwefel- und Phosphorsäure enthaltenden Bädern erzeugt werden und eine anodische Oxydation alsdann vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die anodische Glänzbehandlung in einem 70'/Oigen Schwefelsäurebad (d = 1,84), das etwa 110C11 20% Phosphorsäure (d = 1,7) und etwa io% Wasser enthält, bei Anwendung einer Stromdichte von 15 bis 3o Amp./dM2 erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die anodische Glänzbehandlungszeit .5 Minuten nicht übersteigt. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, (laß das zur Durchführung der atiodischen Oxydation verwendete Bad im wesentlichen ans über 4 bis 8volumprozentiger Schwefelsäure (d = 1,84) besteht. -1. \'erfahren nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwefelsäurebadtemperatur für die anodische Oxydation 7wischen iS und 23' C liegt und eine StromdiChte VOrt 1,5 biS 2 Amp./dm2 verwendet wird. ,5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsdauer entsprechend der verschieden starken Glanzwirkung und der ihr umgekehrt proportionalen Oxydschutzschicht gewählt wird. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Gegenstände, nachdem sie entfettet und in Sch-,vefelsäure neutralisiert sind, als Anode in ein Bad eingehängt werden, dessen Wand mit Blei ausgeschlagen ist und als Kathode dient, und nach der Glänzbehandlung und anodischen Oxvdation mit ammoniakalischern Wasser neutrafisiert, in heißem Wasser abgespült und 5 Minuten in reinem Wasser gekocht und anschließend getrocknet werden. 7. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Gegenstände nach der ersten Behandlungsstufe in ainnioniakalischem Wasser neutralisiert und in heißem Wasser abgespült werden.