DE943388C

DE943388C - Verfahren zur Vorbereitung von Aluminiumgegenstaenden fuer die Elektroplattierung

Info

Publication number: DE943388C
Application number: DEH6455A
Authority: DE
Inventors: Kuno Lodewijk Van Der Horst
Original assignee: KUNO LODEWIJK VAN DER HORST
Current assignee: KUNO LODEWIJK VAN DER HORST
Priority date: 1950-10-26
Filing date: 1950-10-26
Publication date: 1956-05-17
Also published as: NL81145C; FR1037148A; BE504090A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 17. MAI 1956

H 6455 VI148 a

Diese Erfindung bezieht sich auf die Vorbereitung von Aluminiumgegenständen für die elektrolytische Abscheidung eines Metalls auf diesen, insbesondere für die Elektroplattierung von Aluminium mit Chrom.

Die Erfindung ist nicht nur auf Aluminium selbst als Grundmetall, z. B. auf Reinaluminium der Corporation of America, bekannt als »2S«, mit etwa 99 % oder mehr Aluminium anwendbar, sondern auch auf gewöhnliche technische Aluminiumlegierungen, z. B. auf geschmiedete Aluminiumlegierungen, bezeichnet als 24 S (mit 4,5 ^fl/o Kupfer, 1,5 % Magnesium und 0,6 °/o Mangan) und 75 S (mit 1,6 °/o Kupfer, 2,8% Magnesium, 5,6% Zink und 0,3 % Chrom), ferner auf die Spritzguß-Aluminiumlegierungen, bezeichnet als 380 (mit 3,5 °/o Kupfer und 9% Silicium), und auf die Sandgußlegierungen, bezeichnet als 355 (1,3% Kupfer, 5 % Silicium und 0,5 °/o Magnesium) und 356 (7 % Silicium und 0,3 °/σ Magnesium).

Das Wort »Aluminium« wird hier in einem allgemeinen Sinn gebraucht, d. h., es umfaßt reines Aluminium und Legierungen, die vorwiegend aus Aluminium bestehen.

Bisher wurden verschiedene Verfahren für das Plattieren von Aluminium vorgeschlagen. Sie umfassen alle mehrere Arbeitsgänge für die Vorbereitung des Aluminiumgegenstandes für die nachfolgende elektrolytische Abscheidung von Metall. In einigen Fällen sehen die vorbereitenden Stufen eine alkalische Ätzreinigungsbehandlung bei erhöhter Temperatur von etwa 81 ° vor, um die Oxydschicht, die naturgemäß bei jedem technischen Aluminium vorhanden ist, zu entfernen. Beim

Elektroplattieren mit Chrom wurde bisher als letzte Vorbereitungsstufe die elektrolytische Abscheidung von Kupfer auf Aluminium vorgesehen. Das Kupfer dient offenbar als ein Verbindungsmetall zwischen dem Aluminiumgrundmetall und der Chromplattierung.

Alle bisherigenDuTchführungsarten haben Nachteile, Insbesondere ist die Erzielung einer verschleißfesten Verbindung zwischen Aluminium und ίο Chrom ziemlich schwierig, unsicher und kostspielig. Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein Plattieren von Aluminium mit starkhaftenden Metallschichten, insbesondere verschleißfesten Chromschichten. Auch vermindert die Erfindung gegenüber älteren Verfahren die Zahl der notwendigen Vorbehandlungsstufen vor der elektrolytischen-Abscheidung des gewünschten Plattierungsmetalls. Zum Beispiel ist es nach der Erfindung nicht erforderlich, Aluminium vor der Chromabscheidung mit Kupfer zu plattieren.

Die Erfindung stellt diese Ergebnisse durch eine

gewisse bestimmte Arbeitsweise oder Arbeitsweisen sicher, die der elektrolytischen Abscheidung des Metalls auf dem Aluminiumgrundmetall vorauf-

z5 gehen.

Nach dem Verfahren der Erfindung werden die Oberflächen der zu plattierenden Aluminiumgegenstände oder Teile davon nach mechanischer Reinigung, z. B. Entfettung, durch eine Dampfstrahlbehandlung, d. h. mit einem Gemisch aus Wassernebel, Luft und einem weichen Gestein, nämlich Novaculit oder ähnlich weichen Materialien, vom Oxydfilm befreit und dann mit einer Lösung, 'die Alkali und Alkalizinkat, insbesondere Natriumhydroxyd und Natriumzinkat, enthält, unter Abscheidung einer Zinkschicht behandelt. Man kann auch eine zweimalige Behandlung mit der Alkali- und Alkalizinkat enthaltenden Lösung vornehmen und behandelt dann zwischen den beiden erwähnten Behandlungen mit starker Mineralsäure, insbesondere Salpetersäure oder einem Gemisch aus Salpetersäure und Schwefelsäure, oder zunächst mit Schwefelsäure und dann mit Salpetersäure. Die Säurebehandlung kann auch einer einstufigen Alkalizinkatbehandlung vorausgehen. Diese Vorbehandlung allein ermöglicht ein schnelles Elektroplattieren von Aluminium und seinen Legierungen und liefert festhaftende Plattierungsschichten, wobei die elektrolytische Abscheidung des gewünschten Metalls in gewöhnlicher Weise erfolgen kann. Jedoch wird durch dieses Verfahren durch Einschaltung einer Behandlung mit starker Mineralsäure, z. B. Salpetersäure oder Schwefelsäure und Salpetersäure, nach der Dampf Strahlbehandlung und vor der Alkali- und Alkalizinkatbehandlung die Elektroplattierung nicht nur auf den obengenannten Legierungen und unter den gleichen Bedingungen möglich, sondern kann auch für das Plattieren von anderen Aluminiumlegierungen verwendet werden. Auch durch eine Säurebehandlung zwischen zwei Behandlungen mit Alkali-und Alkalizinkatlösungen kann der Bereich der zu plattierenden Legierungen erweitert werden. Diese letzte Form des Verfahrens (d.h. Dampf Strahlbehandlung, Behandlung mit Ätzkali und Zinkat, Behandlung mit Mineralsäure und dann zweite Behandlung mit Ätzkali und Zinkat) kann praktisch allen üblichen technischen Aluminiumlegierungen als Vorbehandlung zur Elektroplattierung, insbesondere mit Chrom, dienen. Beim Verfahren nach der Erfindung ist meist keine vorbehandelnde oder Zwischenplattierung erforderlich, d. h., es kann in den gewöhnlichen Fällen das für die Plattierung gewünschte Metall direkt auf dem Aluminiumgegenstand elektrolytisch abgeschieden werden.

Gewöhnlich folgt nach jeder- Behandlungsstufe oder zumindest nach jeder chemischen Behandlung ein Abspülen mit Wasser, um eventuell an der Oberfläche hängende Teilchen abzuwaschen, wie es in der Plattierungspraxis üblich ist, sowie auch eine Wasserspülung unmittelbar vor der Elektroplattierung.

Die oben beschriebenen Behandlungsstufen können einander unmittelbar oder mit einer nur kleinen -Pause zwischen ihnen folgen, wie es bei der gewohnlichen Fabrikpraxis der Fall ist. Andererseits kann nach dem Spülen nach der Dampf strahlbehandlung der behandelte Gegenstand viele Stunden, falls gewünscht bis 24 Stunden, beiseite gestellt werden, bevor er der nächsten Behandlungsstufe unterworfen wird. In gleicher Weise kann nach der auf die Alkalizinkatbehandlung folgenden Spülung die nächste Behandlung (entweder Säurebehandlung oder Elektroplattierung) erst nach vielen Stunden vorgenommen werden. Auch kann zwischen dem Spülen nach der Säurebehandlung und der nachfolgenden Alkalizinkatbehandlung eine Pause eingeschaltet werden, aber in diesem Fall ist die zulässige Pause im allgemeinen kürzer, z.B. 1 Stunde. Während dieser Intervalle kann das Aluminium an der Luft stehengelassen werden. Wenn jedoch die Atmosphäre beträchtlichen Staub oder andere Fremdstoffe enthält, die zur Ablagerung auf dem Aluminium neigen, werden die zulässigen Intervalle zwischen den Stufen hierdurch verkürzt. Oxyde, die sich auf den behandelten Aluminiumoberflächen während dieser Intervalle zwischen den einzelnen Behandlungsstufen bilden, scheinen keine schädlichen Wirkungen zu haben.

Es ist bekannt, Aluminium vor dem Vernickeln durch eine Sandstrahlbehandlung aufzurauhen oder auch mit einer Ätznatron-Natriumzinkat-Lösung alkalisch zu beizen. Weder ist die Kombination beider Maßnahmen beschrieben, noch ist es bekannt, an Stelle einer Sandstrahlbehandlung eine Dampfstrahlbehandlung anzuwenden und diese vorbehandelte Aluminiumfläche dann alkalisch, gegebenenfalls in mehreren Stufen unter Zwischenschaltung einer Säurebehandlung zu beizen. Die Dampfstrahlbehandlung unterscheidet sich von der Sandstrählbehandlung durch Verwendung eines sehr viel feineren und vor allem weicheren Gesteins, insbesondere von Novaculit, als reinigendes Gesteinsmaterial und durch Beimischung von Wasser.

Bei einer Sandstrahlbehandlung, wobei man übrigens an Stelle von Sand auch feinverteilte Me-

talle verwenden kann, bläst man diese feinverteilten Stoffe mit großer Geschwindigkeit und Luft auf den zu reinigenden Gegenstand. Die festen, harten Teilchen schlagen unmittelbar auf die zu reinigende Fläche auf und greifen diese an. Es findet hierbei eine sehr wesentliche Strukturänderung und chemische Beeinflussung der Oberfläche statt. Man spricht in der Sandstrahltechnik bekanntermaßen von der Ausbildung einer Schmierschicht oder

ίο einer »Beilby-Schicht«. Diese Schicht erschwert eine nachfolgende Elektroplattierung außerordentlich, weil die freigelegten Flächen des Aluminiums bekanntermaßen sehr stark zu einer schnellen Reoxydation neigen. Bei einer solchen Oxydation wird bekanntlich Aluminiumoxyd gebildet, das sehr hart ist und durch nachfolgende chemische Methoden, z. B. mit Alkali und Alkalizinkat enthaltenden Lösungen, kaum oder nur unvollständig wieder zu entfernen ist.

Gänzlich anders verläuft der Vorgang bei der Dampfstrahlbehandlung. In diesem · Fall bildet sich auf der Oberschicht des Aluminiums stets ein Wasserfilm, der das Aufschlagen der freien, festen Teilchen des Novaculits abbremst. Außerdem ist der Novaculit wesentlich weicher als gewöhnlicher harter Sand, so daß ein milderer Angriff auf die Aluminiumoberfläche erfolgt. Wenn nun nach der Entfernung von Schmutz und Oxydteilchen durch diese Dampfstrahlbehandlung eine Reoxydation der frischen Aluminiumoberfläche erfolgt, so bildet sich hierbei infolge der Anwesenheit des Flüssigkeitsfilms kein hartes Aluminiumoxyd, sondern das wesentlich weichere Aluminiumhydroxyd oder ähnliche hydratisierte Oxyde. Diese können bei der nachfolgenden Alkali-Alkalizinkat-Behandlung leicht entfernt werden. Es wird also durch die Vorbehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung eine außergewöhnlich günstige Wirkung erzielt, die mit einer Sandstrahlbehandlung, selbst wenn man sie mit einer nachfolgenden chemischen Behandlung kombiniert, nicht erreichbar ist.

Zur Durchführung des Verfahrens wird das Aluminium gewöhnlich zunächst von Schmutz und Fett gereinigt und entfettet. Wie dies geschieht, ist unwesentlich, vorausgesetzt, daß keine schädliche chemische Veränderung der Aluminiumoberfläche hervorgerufen wird. Eine Dampfentfettung, bei der die Gegenstände den Dämpfen hochflüchtiger Lösungsmittel, z. B. von Äthylenpolychloriden, wie Äthylendichlorid, Trichloräthylen oder Perchloräthylen, ausgesetzt werden, ist befriedigend. Anschließend wird gewöhnlich mit Wasser nachgespült.

Die Aluminiumgegenstände sind dann für die Dampfstrahlbehandlung nach der Erfindung fertig. Hierbei werden die ganzen oder solche Teile oder Flächen der Gegenstände, die elektroplattiert werden sollen, der Dampfstrahlbehandlung unterzogen, bis der Oberflächenfilm von anhaftendem Aluminiumoxyd vollständig zerstört und offensichtlich eine neue, fein aufgerauhte Oberfläche freigelegt ist. Die Aufrauhung ist dem unbewaffneten Auge unsichtbar. Aber bei Vergrößerung auf etwa das Soofache oder mehr scheint die Oberfläche aus kleinen unregelmäßig geformten und unregelmäßig sich überlappenden Narben oder ähnlichen Formen zu bestehen. Für diese Vorbehandlung kann z. B. das zerkleinerte kieselsäurehaltige Urgestein von Arkansas, bekannt als Novaculit, verwendet werden.

Der Novaculitsand soll eine Maschengröße von etwa 40 bis etwa 500 Maschen je Zentimeter, d. h. einen Korndurchmesser mit oberen Grenzen von etwa 0,015 bis 0,15 mm und unteren Korngrenzen von etwa 0,0038 bis etwa 0,0063 mm besitzen. Er wird in einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, suspendiert (z. B. 400 bis 600 g Grus je Liter Flüssigkeit) und aus einer innen zylindrischen Düse von etwa 0,6 cm Öffnungsdurchmesser gegen das Aluminium geblasen, wobei das Gemisch in einem Winkel von 45 bis 90⁰ auf die zu behandelnde Fläche auftreffen soll. Der Abstand der Düse von dieser Fläche kann etwa 1,2 cm oder mehr betragen. Das Flüssigkeitsgemisch wird der Düse mit einem Druck von etwa 120 cm und die erforderliche Luft mit etwa 7 at zugeführt. Es werden etwa 2,841 Flüssigkeit-Sand-Gemisch je Minute aus der Düse ausgespritzt. Die Behandlung wird so lange fortgeführt, bis der Oxydfilm auf dem Aluminium vollständig zerstört und offensichtlich eine neue, fein aufgerauhte Oberfläche gebildet oder entwickelt ist.

Das richtige Ausmaß der Dampfstrahlbehandlung kann durch die Einwirkung einer Alkalizinkatlösung auf die beblasene Oberfläche bestimmt werden. Wenn man die beblasene Oberfläche in die Alkalizinkatlösung eintaucht und sich keine oder nur eine geringe Gasentwicklung ergibt und eine sofortige Abscheidung von Zink auf der ganzen Fläche erfolgt, so ist die Blasbehandlung befriedigend und nicht zu stark gewesen. Wenn aber die Gasentwicklung stärker ist oder das Zink sich mikroskopisch porös abscheidet, ist die Blasbehandlung unbefriedigend. Bei großen zu behandelnden Flächen kann der Gegenstand während der Dampfstrahlbehandlung etwa senkrecht zu dem Gemischstrom bewegt werden, um alle Teile einer großen Oberfläche zu behandeln, oder es können mehrere Düsen gleichzeitig verwendet werden, oder man kann beide Maßnahmen anwenden. Hierdurch kann die Behandlungszeit abgekürzt werden. Natürlich 110. hängt dies von der Größe der zu behandelnden Oberfläche, der Anzahl der verwendeten Düsen usw. ab und kann in weiten Grenzen schwanken. Demgemäß ist das Beispiel nur als erläuternd anzusehen.

Gewöhnlich wird das Aluminium unmittelbar nach der Dampfstrahlbehandlung in Wasser abgespült, um von der Behandlung zurückbleibende Teilchen zu entfernen.

Im allgemeinen ist die Alkali- und Zinkatlösung eine wäßrige Lösung und enthält zweickmäßig das Zinkat des gleichen Alkalimetalls wie das Ätzkali.

Es können beliebige Ätzalkalien, wie Ätznatron oder Ätzalkali, verwendet werden. Natriumhydroxyd wird vorgezogen. Die Konzentration des Ätzalkalis soll hinreichend sein, um das Zinkat beim Aufbewahren in Lösung zu halten, und beträgt daher

gewöhnlich ein Vielfaches der Zinkatkonzentration. Die Lösung soll etwaige Rückstände der Oxydfilme nach der Dampfstrahlbehandlung entfernen. Wenn der Zeitraum seit der letzten Vorbehandlung bereits eine erneute Bildung von Oxyd auf dem Aluminium ermöglichte, wird auch dieses entfernt und zugleich eine außerordentlich dünne und gleichmäßige Zinkschicht abgelagert. Der Zeitraum seit der letzten Vorbehandlung und dem Beginn- der Alkali-Alkalizinkat-Behandlung soll möglichst nicht . langer sein, als zur Bildung einer dünnen Oxydschicht ausreicht. Die wäßrige Alkali-Alkalizinkat-Lösung soll mindestens etwa 30 Gewichtsteile Ätzalkali und 6 Gewichtsteile Zinkat enthalten. Die Lösung kann aber auch an beiden Verbindungen gesättigt sein. Sehr gute Ergebnisse liefert eine Lösung aus 35 Gewichtsteilen Ätznatron, 7 Gewichtsteilen Natriumzinkat (Na₂ZnO₂) und 58 Gewichtsteilen Wasser.

Die "Behandlung der Aluminiumgegenstände mit Alkali-Alkalizinkat-Lösung kann durch Bespritzen mit einem Schlauch, Übersprühen oder anderweitig erfolgen. Gewöhnlich wird ein Eintauchen des Gegenstandes in die Lösung vorgezogen. Die Behandlung soll so lange dauern, bis nahezu die ganze vorbehandelte Oberfläche mit einem Zinküberzug, der sehr dünn sein kann, bedeckt ist. Mit der obigen optimalen Lösung ist meist ein Eintauchen für etwa 2 Minuten bei Raumtemperatur ausreichend. Jedoch ist die Eintaüchzeit nicht kritisch und kann variiert werden. Sie schwankt z. B. von etwa to Sekunden bis V2 Minute und kann auch wesentlich länger, sogar über 2 Minuten betragen. Im allgemeinen erfolgt die Behandlung bei Raumtemperatur, insbesondere bei einer Eintauchzeit von e'twä 2 Minuten.

Bei einigen Aluminiumlegierungen- wird eine befriedigende Verbindung zwischen dem Chrom und dem Grundmetall durch die Dampfstrahlbehandlung und eine einzige Behandlung mit einer Alkali- und Zinkatlösung erzielt,

Als Beispiel sei die Vorbehandlung der obenerwähnten Spritzgußlegierung 380 beschrieben. Es folgen nacheinander: erstes gründliches Reinigen, Abspulen mit Wasser, Dampfstrahlbehandlung mit einem soo-Maschen-Novaculitsand, sofortiges Ab- -_; spülen -mit Wasser und sofort anschließendes oder späteres Eintauchen für 2 Minuten bei Raumtemperatur in eine Lösung aus 35 Gewichtsteilen Natriumhydroxyd, 7 Gewichtsteilen Natriumzinkat und 58 Gewichtsteilen Wasser., erneutes Abspülen'mit-Wasser. Nun ergibt ein Plattieren mit Chrom in üblicher Weise eine gute Plattierung und eine gute Verbindung zwischen Chrom und der Legierung. Zürn Beispiel verwendet man eine wäßrigeLösung; die aus etwa 250 g Chromsäure (Cr O₃) und 2,5 g Sulfation (S O₄) je Liter und mit etwa 7,5 g Chrom in dreiwertiger Form bei etwa 54° und mit einer Stromdichte von etwa 15 bis etwa 95 Amp. je dm² unter Verwendung einer gebräuchlichen Bleiänode.

.- ; Eine' nlit Chrom' plattierte Aluminiumlegierung, deren Plattierung elektrochemisch- entfernt .war,

z. B. durch anodische Elektrolyse, in einer Lösung von 15" bis 20 Gewichtsteilen Schwefelsäure (66⁰Be) und 85 bis 80 Gewichtsteilen Wasser, kann nach einer gleichen Zweistufenvorbehandlung wieder mit einer festhaftenden Chromschicht plattiert werden. Es wird schwieriger eine gute Verbindung erzielt, wenn die Dampfstrahlbehandlung mit einem 40-Maschen-Novaculitsand an Stelle mit einem 500-Maschen-Novaculitsand durchgeführt wird. Es wird daher der feinere Sand vorgezogen.

Die Konzentration der Säure in den Mineralsäurelösungen ist über einen weiten Bereich variabel. Zum Beispiel kann eine Salpetersäurelösung aus etwa 5 bis 7 Volumteilen Salpetersäure von 42⁰ Be und Wasser verwendet werden. Die in dieser Beschreibung erwähnte Salpetersäure ist eine Säure von 42⁰ Be. Wenn jedoch geringere Konzentrationen, z. B. etwa 5 Teile bei kupferhaltigen Legierungen verwendet werden, wird ziemlich schnell Kupfer aufgenommen, so daß sogar bei kurzem kontinuierlichen Gebrauch von 3 bis 4 Tagen, die Kupferkonzentration so hoch werden kann, daß sich gelegentlich Kupfer aus der Lösung durch Verdrängung auf einem in Behandlung befindlichen Gegenstand abscheidet.

Dies führt zu einer schwachen Verbindung zwisehen einer Chromplattierung und der Aluminiumoberfläche. Wenn die Säurelösung zu verdünnt ist, neigt sie ferner bei langer Behandlung dazu, das Aluminium grübchenweise zu ätzen und während der nachfolgenden Behandlung des Gegenstandes mit einer Alkali- und Zinkatlösung bildet das Zink dann leicht .einen zu dicken Überzug, und auch dieses führt zu einer schwachen Verbindung zwischen Grundmetall und Plattierung. In gleicher Weise führt eine zu hohe Salpetersäurekonzentration manchmal zu schlechten Ergebnissen. Geht z. B. der Säurebehandlung eine Behandlung mit einer Alkali- und Zinkatlösung voraus, so neigt eine Säurekonzentration von etwa 65 oder 70 Teilen zur Bildung von schwärzlichen Streifen, zumindest bei einigen der Legierungen, und die Verbindung zwischen einer Chromplattierung und dem Aluminium ist an den durch diese Streifen abgedeckten Flächen oft schwach. Im allgemeinen wird daher, sowohl um gleichmäßig gute Ergebnisse zu er- uo halten, sowie um ein häufiges Ersetzen des Säurebades zu vermeiden, eine Salpetersäurekonzentration merklich höher als 10 Volumteile, jedoch weniger als 70 Volumteile, vorteilhaft etwa 15 bis Volumteile, vorzugsweise etwa 25 Volumteile auf 100 Volumteile Flüssigkeit, verwendet. Gewöhnlich kann eine wäßrige Lösung von etwa Teilen Salpetersäure auf 75 Teile Wasser bei gelegentlicher Ergänzung von Säure und Wasser (gewöhnlich meistens Säure, da das anhängende Wasser aus der vorhergehenden Abspülung, hinreichend Wasser in der Lösung liefert) lange Zeit, d.'h. bis zu 5 oder 6 Wochen von je 40 Arbeitsstunden, verwendet werden, bevor sie verworfen werden muß. Die Behandlung mit solchen Salpetersäurelösungen erfolgt z.B. im wesentlichen bei

Raumtemperatur. Wenn diese Säurebehandlung einer Behandlung mit einer Alkali- und Zinkatlösung folgt, wird so lange gesäuert, bis die abgeschiedene Zinkschicht verschwunden ist. Falls die Säurebehandlung unmittelbar der Dampfstrahl·- behandlung folgt, wird sie etwa io Sekunden bis zu ι Stunde oder sogar länger fortgeführt. Allgemein gesprochen ist bei niedrigen Konzentrationen eine kurze Behandlung und bei höheren Konzentrato tionen eine längere Behandlung erforderlich. Die Säurebehandlung kann ein Besprühen, ein Bespritzen mit einem Schlauch u. dgl. sein. Vorgezogen wird das Eintauchen. Mit einer Säure aus etwa 25 Teilen und 75 Teilen Wasser und bei Raumtemperatur ist im Anschluß an eine Dampfstrahlbehandlung ein Eintauchen für etwa 15 Sekunden und im Anschluß an eine Alkali- und Alkalizinkatbehandlung für etwa 30 Sekunden ausreichend.

Zum Beispiel nehme man einen Gegenstand aus der Legierung 380 oder 356 oder aus dem praktisch reinen Aluminium »2S«, reinige diesen Gegenstand, spüle ihn in Wasser ab, unterwerfe ihn der Dampfstrahlbehandlung und spüle wieder in Wasser ab, alles, wie bei der Plattierung der 380-Legierung beschrieben wurde. Dann tauche man den Gegenstand 15 Sekunden oder etwas länger in eine Lösung aus 25 Volumteilen Salpetersäure von 42⁰ Be und 75 Volumteilen Wasser bei Raumtemperatur. Man spüle wieder mit Wasser, tauche 2 Minuten bei Raumtemperatur in eine Lösung aus 35 Teilen Natriumhydroxyd, 7 Teilen Natriumzinkat und 58 Teilen Wasser (Gewichtsteile) und spüle dann wieder in Wasser ab. Der Gegenstand ist dann für die Plattierung fertig, z. B. mit Chrom nach der Plattierungsweise des vorigen Beispiels.

Wenn die Säurelösung eine Mischung von Salpetersäure und Schwefelsäure in Wasser ist, kann die Salpetersäuremenge volumenmäßig innerhalb der obigen Grenzen liegen. Volumenmäßig können etwa I2bis90°/o der Wassermenge durch Schwefelsäure von 66° Be ersetzt sein. Zum Beispiel gibt eine Lösung aus etwa 61 Volum teilen 66° Be Schwefelsäure, 31 Volumteilen 42⁰ Be Salpetersäure und 8 Volumteilen Wasser mit den verschiedenen Legierungen gleichmäßige und befriedigende Ergebnisse. Auch eine Lösung aus 10 Volumteilen 66° Be Schwefelsäure und 25 Volumteilen 42⁰ Be Salpetersäure und 65 Volumteilen Wasser, befriedigt, zumindest, wenn eine Behandlung mit der Alkali- und Zinkatlösung zwischen Dampfstrahl- und Säurebehandlung eingeschaltet ist. Eine Behandlung mit einer solchen Mischsäurelösung kann wie bei Salpetersäure allein durch Bespritzen mit einem Schlauch, Besprühen oder anderweitig oder vorzugsweise durch Eintauchen bei Raumtemperatur erfolgen. Wenn die Mischsäurebehandlung unmittelbar nach der Dampfstrahlbehandlung (und Wasserspülung) erfolgt, ist im allgemeinen eine Behandlungszeit von 15 Sekunden ausreichend, aber die Zeit ist nicht kritisch. Bei voraufgehender Behandlung mit Alkali und Zinkat kann die Mischsäurebehandlung durchgeführt werden, bis der Zinküberzug verschwindet.

Als eine Alternative zur eben beschriebenen Mischsäurebehandlung kann das Aluminium mit den einzelnen Säuren nacheinander, vorzugsweise zunächst mit einer Schwefelsäurelösung und dann mit einer Salpetersäurelösung behandelt werden. Die Salpetersäurelösung kann in diesen Fällen die gleiche sein wie oben beschrieben. Die Schwefelsäurelösung kann von etwas weniger als 10 bis etwas mehr als 50 Volumteile 66° Be Schwefelsäure enthalten. Bei hoher Schwefelsäurekonzentration bilden sich leicht schwarze Streifen auf dem Aluminium, zumindest bei höheren Temperaturen, und dies sollte vermieden werden. Die Behandlung mit Schwefelsäurelösung kann durch Bespritzen mit einem Schlauch, Besprühen, vorzugsweise aber durch Eintauchen erfolgen. Eine Behandlung für einen Bruchteil einer Minute für jede Säure bei Raumtemperatur ist gewöhnlich ausreichend.

Allgemein gesprochen, kann bei einer Behandlung mit Salpetersäure in wäßriger Lösung allein im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine gute Verbindung zwischen z. B. Chrom und den verschiedenen Aluminiumlegierungen erhalten werden, insbesondere bei voraufgehender und nachfolgender Behandlung mit Alkali und Zinkat. Aber die Wirkung einer solchen Säurelösung ist bei einigen Legierungen nicht so zufriedenstellend wie bei anderen.

Wenn z. B. die Legierung Magnesium und Silicium enthält, ist es notwendig oder mindestens 95 ' wünschenswert, den Gegenstand sowohl mit Schwefelsäure als auch Salpetersäure entweder nacheinander oder gleichzeitig zu behandeln.

Es sei ein Beispiel der Behandlung mit beiden Säuren und auch für zwei Behandlungen mit Alkali- und Zinkatlösung angegeben. Man nehme einen Gegenstand aus reinem Aluminium 2 S oder aus einer der Legierungen 380, 356, 24 S, 75 S, 355. Man reinige diesen Gegenstand, spüle ihn mit Wasser ab, unterwerfe ihn einer Dampfstrahlbehandlung und spüle ihn wieder mit Wasser ab, alles wie im ersten Beispiel oben beschrieben wurde. Dann tauche man den Gegenstand in eine Lösung aus Natriumhydroxyd und Natriumzinkat in Wasser, wie oben beschrieben, bei Raumtemperatur für 2 Minuten oder bis ein Zinkfilm niedergeschlagen ist, und spüle wieder mit Wasser ab. Dann tauche man in eine Lösung aus 10 Volumteilen 66° Be Schwefelsäure, 25 Volumteilen 42⁰ Be Salpetersäure und 65 Volumteilen Wasser bei Raum- .115 temperatur für z. B. 30 Sekunden oder bis ein etwaiger Zinküberzug verschwunden ist. Als Alternative einer solchen Säurebehandlung tauche man den Gegenstand in eine Lösung aus 30 Volumteilen 66° Be Schwefelsäure und 70 Volumteilen Wasser bei Raumtemperatur für etwa 1 Minute, spüle ihn mit Wasser ab und tauche ihn dann in eine Lösung aus 25 Volumteilen 42⁰ Be Salpetersäure und 75 Volumteilen Wasser bei Raumtemperatur für etwa 30 Sekunden oder mindestens bis in etwaiger Zinkniederschlag verschwunden ist.

Nach Beendigung dieser Säurebehandlungen spüle man den Gegenstand wieder mit Wasser ab, tauche ihn in eine Lösung aus Natriumhydroxyd und Natriumzinkat, wie oben bei Raumtemperatur für Minuten oder bis ein Zinkfilm auf dem Gegenstand niedergeschlagen ist, und kühle dann wiederum mit Wasser ab. Der Gegenstand ist dann zum Plattieren z. B. mit Chrom fertig.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Vorbereitung von Aluminiumgegenständen für die Elektroplattierung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aluminiumgegenstände oder Teile ihrer Oberflächen zunächst durch eine Dampfstrahlbehandlung mit Novaculit oder ähnlich weichen Materialien vom Oxydfilm befreit und dann mit einer Alkali und Alkalizinkat, insbesondere Natriumhydroxyd und Natriumzinkat, enthaltenden Lösung unter Abscheidung einer Zinkschicht behandelt.-

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Alkali- und Alkalizinkatlösung mit etwa 35 Teilen Natriumhydroxyd und etwa 7 Teilen Natriumzinkat je 100 Teile Lösung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer einzigen Behandlung mit Alkali und Alkalizinkat vor dieser oder bei zwei Behandlungen mit Alkali und Alkalizinkat nach der ersten Alkali- und Alkalizinkatbehandlung eine Behandlung mit starker Mineralsäure vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als starke Mineralsäure Salpetersäure oder ein Gemisch von Salpetersäure und Schwefelsäure oder nacheinander zuerst Schwefelsäure und dann Salpetersäure verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Salpetersäurelösung mit 15 bis 65 Teilen 42 ° Be Salpetersäure auf 100 Teile Lösung verwendet wird.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 633 091, 633979; Galvanotechnik (früher Pfanhauser), 1949,

s. 419;

Krause, »Galvanotechnik«, 1946, S. 103;

S i 1 m a η, »Chem. und galv. Überzüge«, 1948, S. 351, Metalloberfläche, 1949, S. B 119, Aluminiumtaschenbuch, 1951, S.402;

M a c h u , »Metallische Überzüge«, 1941, S. 385.

609 504 5.56