DE957616C - Verfahren zur galvanischen Herstellung gleichmäßig körniger, glänzender Oberflächen auf Aluminium und Aluminiumlegierungen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1957

S 29949 VI j 48 a

Die Herstellung gleichmäßig körniger, glänzender Oberflächen auf Aluminium oder Aluminiumlegierungen nach bekannten Verfahren beruht entweder auf der Anwendung einer chemischen oder anodischen Glänzung nach Vorbehandlung der Oberfläche durch mechanische oder chemische Aufrauhung oder thermische Vorbehandlung des Metalls, wodurch bei der Glänzung ein Körnungseffekt auftritt, oder auf anodischer Glänzung in alkalischen) Elektrolyten mit Wechselstrom. Es ist somit bei di'esen Verfahren entweder eine gesonderte Vorbehandlung nötig, durch die die Struktur der Oberfläche verändert wird, oder es muß, wie bei alkalischen Elektrolyten, mit Störungen infolge der Unlösüchkeit \on Legieruugbbestandtcilcr, wie Eisen oder Kupfer, in Alkalien gerechnet werden, falls nicht sehr reine.- Aluminium al» Ausgangsmaterial verwendet wird. Auch tritt in alkalischen Elektrolyten meist nur eine ungenügende Glänzung ein. Des weiteren ist bekannt, daß der Zusatz bestimmter geringer Mengen von FluHaäure zu Elektrolyten, die auf der Basis von Chromsäure oder Schwefelsäure arbeiten, für die anodische Erzeugung spiegelnder Oberflächen insofern Vorteile bringt, als die Lösungsgeschwindigkeit des Aluminiums vergrößert, Legierungsbestandteile und Verunreinigungen gelöst und die Glan/ung günstig beeinflußt wird. Bei Veiandeiuntf der Elektrolyt-

zusammensetzung oder der sonstigen Bedingungen tritt jedoch durch die Flußsäure leicht Anätzung der Oberfläche oder Pittingbildung ein, deren Auftreten bei der Herstellung spiegelnder Oberflächen unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, gerade diese Pittingbildung auf der Aluminiumoberfläche nicht zu unterdrücken, sondern sie im Gegenteil so zu lenken, daß sie zur Erzeugung

ίο einer körnigen, diffus reflektierenden und zugleich glänzenden Oberfläche auf direktem Wege ohne besondere Vorbehandlung des Materials verwendet werden kann. Sie macht dabei Gebrauch von einem bekannten Verfahren zum elektrolytischen Glänzen von Aluminiumoberflächen, bei dem Schwefelsäure-Phosphorsäure-Salpetersäure-Elektrolyte verwendet werden. Erfindungsgemäß wird die glatte Oberfläche der anodischen Behandlung bei einer Anfangsstromdichte von mindestens 30 A/dm² unterworfen und werden dem Elektrolyt noch ein Netzmittel und Flußsäure oder in äquivalenter Menge Kieselfluorwasserstoffsäure oder eine Fluorverbindung zugesetzt. Bei bestimmten Mindeststromdichten gelingt es, die Pittingbildung auf der Oberfläche so zu steuern, daß diese vollkommen gleichmäßig auf der gesamten Fläche auftritt und der Eindruck einer z. B. durch Sandstrahlen vorbehandelten Oberfläche entsteht, der Effekt der anodischen Glänzung jedoch nicht vermindert wird.

Eine derartige körnige Oberfläche kann beim Arbeiten mit Schwefelsäure und Flußsäure allein nicht erzielt werden. Der Zusatz von Netzmitteln zu Bädern ist zwar bekannt, jedoch nicht zu elektrolytischen Glänzbädern, sondern zu anodischen Oxydationsbädern, in denen eine Schutzschicht aus Aluminiumoxyd auf der Oberfläche erzeugt werden soll. Auch die nachträgliche Oxydation elektrolytisch geglänzter Aluminiumoberflächen ist bekannt.

Kieselfluorwasserstoffsäure und andere Fluorverbindungen, aus denen in saurer Lösung Flußsäure entsteht, z. B. Fluoride, zeigen in einem Elektrolyt der erwähnten Zusammensetzung die gleiche Wirkung wie die Flußsäure selbst. Die Körnung der Oberfläche wird durch gleichmäßige Bedeckung der zu polierenden Oberfläche mit Gasblasen bewirkt, die unter der Wirkung des Stromes nach Zusatz eines Netzmittels von einer bestimmten Stromdichte ab auf der Oberfläche festhaften. Dadurch erfolgt die Abtragung des Metalls an den einzelnen Punkten der Oberfläche mit verschiedener Geschwindigkeit, und es tritt der gewünschte Körnungseffekt auf. Bei dem Verfahren nach der Erfindung kann also mit Hilfe eines Elektrolyts der erwähnten Zusammensetzung der Effekt einer glänzenden, körnigen, diffus reflektierenden Oberfläche in einem einzigen Arbeitsgang erreicht werden, und zwar auch bei weniger reinem Aluminium und kupfer- und eisenhaltigen Legierungen des Aluminiums.

Es wurde gefunden, daß gute Ergebnisse durch Zugabe von 0,5 bis 2 Volumprozent Flußsäure (38 bis 40% HF) und 0,5 bis 2 g/l Netzmittel zum Elektrolyt erzielt werden können, wobei die Konzentration der übrigen Elektrolytbestandteile zwischen folgenden Werten liegen kann:

Schwefelsäure (d = 1,84) 40 bis 70 Volumprozent

Phosphorsäure (d = 1,71) 0-20

Salpetersäure (d = 1,37) 2-5

Wasser Rest

Ein Zusatz von Netzmittel über die angegebene Menge hinaus zeigte keinen ungünstigen Einfluß. Zur Erzielung eines guten Gfanzes ist es notwendig, Elektrolyttemperaturen von 60 bis ioo° C anzuwenden. Bei niedrigerer Temperatur tritt leicht Bildung einer matten Oberfläche auf, und bei Temperaturen über ioo° C wird die Gasentwicklung an der Kathode so stürmisch, daß dadurch Ungleichmäßigkeit in der Körnung der Anodenfläche auftreten kann. Die Temperatur beeinflußt die Größe der Körnung der Oberfläche insofern, als bei niedrigerer Temperatur feinkörnige Oberflächen entstehen. Die anodische Stromdichte sinkt bei dem Verfahren von einem anfänglichen Höchstwert während einer bestimmten Zeit, in der die Gasblasenbedeckung der Oberfläche entsteht, auf einen Mindestwert ab, der bis zur Beendigung der Glänzung aufrechterhalten wird. Die Anfangsstromdichte liegt bei 12 Volt Gleichspannung zwisehen 30 und 40 A/dm², die Endstromdichte zwischen 10 und 15 A/dm². Unter diesen Bedingungen gelingt es, entsprechend der Rauhigkeit der Oberfläche, der Stromdichte und Badtemperatur, in 3 bis 10 Minuten gleichmäßig körnige glänzende Oberflächen mit hoher Reflexion auf Aluminium oder Aluminiumlegierungen herzustellen.

Beispiel

Aluminium von 99,5 %► Reinheit mit reiner, glatter, jedoch nicht vorbehandelter Oberfläche wird mit 12 Volt Gleichspannung anodisch behandelt. Der Elektrolyt enthält

Volumprozent

Schwefelsäure (d — 1,84) 50

Phosphorsäure (d = 1,71) 15

Salpetersäure (d = 1,37) 2

Flußsäure (38 bis 40 % H F) 1

Wasser Rest

Dem Elektrolyt werden" 1 g/l eines Netzmittels (Fettalkoholsulfonats) zugesetzt und die Badtemperatur auf 80 bis 85⁰C gehalten. Die Stromdichte an der Anode liegt anfänglich zwischen 30 und 40 A/dm² und sinkt nach kurzer Zeit auf 10 bis ti& 15 A/dm² ab. Es wird nicht gerührt. Je nach Oberflächenbeschaffenheit gelingt es, unter diesen Bedingungen in 3 bis 5 Minuten eine gleichmäßig körnige hochglänzende Oberfläche zu erhalten. Zur Nachbehandlung wird 10 Miauten in heißem iao Wasser gespült und getrocknet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auf Aluminium und auf kupfer- und eisenhaltigen Legierungen durch anodische Behandlung mit Gleichstrom in einem Elektrolyt bestimmter Zusammensetzung ohne sonstige Vorbehandlung die

Erzeugung gleichmäßig körniger, hochglänzender Oberflächen, die ebenfalls noch in bekannter Weise einer nachfolgenden anodischen Oxydation oder Färbung unterworfen werden und z. B. für Reflektoren Anwendung finden können.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur galvanischen Herstellung gleichmäßig körniger, glänzender Oberflächen auf Aluminium und Aluminiumlegierungen in einem Schwefelsäure-Phosphorsäure-Salpetersäure enthaltenden Elektrolyt, dadurch gekennzeichnet, daß die glatte Oberfläche der anodischen Behandlung bei einer Anfangsstromdichte von mindestens 30 A/dm² unterworfen wird und dem Elektrolyt noch ein Netzmittel und Flußsäure oder in äquivalenter Menge Kieselfluorwasserstoffsäure oder eine Fluorverbindung zugesetzt werden.

2. Bad zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt als Hauptbestandteile 40 bis 70 Volumprozent, vorzugsweise 50 Volumprozent, Schwefelsäure (d = 1,84), ο bis 20 Volumprozent, vorzugsweise 15 Volumprozent, Phosphorsäure (d = 1,71) und 2 bis 5 Volumprozent, vorzugsweise 2 Volumprozent, Salpetersäure enthält und außerdem noch 0,5 bis 2 Volumprozent, vorzugsweise 1 Volumprozent, Flußsäure (30 bis 40% HF) zugesetzt sind.

3. Bad zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt 0,5 bis 2 g/l eines Netzmittels, vorzugsweise eines Fettalkoholsulfonats, enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder unter Verwendung eines Bades nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche nachträglich der anodischen Oxydation und einer Färbung unterworfen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 798721,
788874;

deutsche Patentschriften Nr. 646 736, 821 899.

© 609 578/430 7.56 (609 782 1.57)