DEM0002294MA - Verfahren zum Erzeugen festhaftender Aluminiumüberzüge auf Metallgegenständen, insbesondere auf Gegenständen aus Eisen oder Stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen festhaftender Überzüge aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung auf Metallgegenständen, insbesondere auf Gegenständen aus Eisen und Stahl durch Eintauchen der Gegenstände in ein Bad aus schmelzflüssigem Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung.

Es sind schon eine ganze Reihe solcher Verfahren vorgeschlagen worden, die fast ausnahmslos ein ziemlich verwickeltes Reinigungsverfahren der mit dem Überzug zu versehenden Oberfläche voraussetzen und die, soweit zur Verbesserung der Haftung eine Legierungsbildung zwischen dem Grundmetall und dem Überzugsmetall angestrebt wird, ausserdem die Anwendung verhältnismässig grosser Badtemperaturen notwendig machen, welche gegebenenfalls eine unerwünschte Gefügeänderung im Werkstoff des zu überziehenden Gegenstandes verursachen können.

Gemäss der Erfindung erhält man dagegen auch ohne Anwendung extrem hoher Temperaturen und ohne über das übliche Mass hinausgehende Oberflächenreinigungsmassnahmen zuverlässig festhaftende Al-Überzüge, indem man die Gegenstände vor dem Eintauchen in Aluminium mit einer Zwischenschicht aus Metallen oder Legierungen versieht, die einen niedrigeren Schmelzpunkt als Aluminium haben oder die in Aluminium leichter lösbar sind als der Grundwerkstoff der Gegenstände selbst, d. h. mit anderen Worten: Man wendet den bei galvanischen Verfahren an sich bekannten Kunstgriff an, den Gegenstand zunächst mit einer verfahrensmässig einfacher aufzubringenden Zwischenschicht zu versehen und diese aus einem solchen Werkstoff zu machen, auf den sich die endgültige Schicht dann leichter aufbringen lässt. Im Gegensatz zu den bekannten galvanischen Verfahren erhält man aber als Endergebnis nicht zwei aufeinanderliegende Schichten, sondern eine einheitliche Schicht aus einer Legierung, deren Aluminiumgehalt von innen nach aussen zunimmt.

Vorzugsweise wählt man als Werkstoffe für die Zwischenschicht solche Metalle oder Legierungen, die mit dem Grundwerkstoff des zu überziehenden Gegenstandes intermetallische Verbindungen eingehen oder in denen der Grundwerkstoff löslich ist. In diesem Falle erstreckt sich die Legierungsschicht bis unter die Oberfläche des zu überziehenden Gegenstandes hinein und es wird infolgedessen eine besonders gute Haftung der Schicht erreicht.

Das Aufbringen der Zwischenschicht kann auf irgend eine bekannte Art erfolgen, z. B. durch galvanisches Überziehen, durch Tauchen in eine Salzlösung oder -Schmelze, durch Auflöten, Aufspritzen, Aufdampfen oder durch Eintauchen in eine Schmelze des betreffenden Metalles. Das letztere Verfahren ist im allgemeinen vorzuziehen, wenn eine Zwischenschicht aus einem Metall oder einer Legierung mit niedrigerem Schmelzpunkt als Aluminium aufgebracht werden soll. Höher schmelzende, jedoch in Aluminium leichter als der Grundwerkstoff lösliche Metalle bringt man zweckmässigerweise auf kaltem Wege, z. B. galvanisch auf, um eine schädliche Überhitzung des Grundwerkstoffes zu vermeiden.

Zur näheren Erläuterung des Verfahrens sind im Folgenden zwei Ausführungsbeispiele angegeben:

Einen Gegenstand aus Eisen oder Stahl, der sich unmittelbar in einer Aluminiumschmelze nur unter Anwendung besonderer Vorsichtsmassnahmen und sehr hoher Temperaturen mit einem Aluminium-Überzug versehen lässt, versieht man zunächst durch Anwendung des bekannten Feuerverzinkens mit einer dünnen Zinkschicht und taucht ihn dann, vorzugsweise in noch heissem Zustand, in ein Bad mit schmelzflüssigem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. In diesem Bad legiert sich die Zinkschicht rasch mit dem Aluminium und das in ihr enthaltene Zink geht zum grössten Teil ins Bad über, so dass der endgültige Zink-Gehalt der Schicht verhältnismässig klein bleibt. Der Zweck der Anbringung des Zink-Zwischenüberzuges war es indessen auch gar nicht, einen wesentlichen Zinkgehalt in die Schicht hineinzubringen, vielmehr diente die Zink-Schicht hauptsächlich dazu, die Eisenoberfläche zur Aufnahme der endgültigen Aluminiumschicht geeigneter zu machen. Dies geschieht offenbar dadurch, dass Zink sich bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen aufbringen lässt, bei denen die gereinigte Eisenoberfläche weniger zur erneuten Oxydation neigt, als bei den in Frage kommenden Badtemperaturen einer Aluminiumschmelze und dass beim anschliessenden Tauchen in flüssiges Aluminium die durch den Zinküberzug geschützte Eisenoberfläche rein erhalten bleibt. Ausserdem dürfte es zum Erfolgt des vorgeschlagenen Verfahrens beitragen, dass die Eisenoberfläche durch die Vorbehandlung im Zinkbad bereits angegriffen wurde, so dass die Aluminiumschmelze eine vergrösserte Angriffsfläche vorfindet.

Will man z. B. einen Kupferkörper mit einer Aluminiumschicht überziehen, so bringt man zweckmässigerweise eine im Feuerverzinnungsverfahren erzeugte Zinnschicht auf und taucht dann den Körper kurze Zeit in die Aluminiumschmelze. Das Ergebnis ist ein festhaftender Überzug der von einer stark kupferhaltigen Bronce zu einer fast nur noch aus Aluminium bestehenden Oberflächenschicht übergeht. Taucht man dagegen den Kupfer- körper ohne Zwischenüberzug, jedoch nach gründlicher vorheriger Oberflächenreinigung unmittelbar in eine Aluminiumschmelze, so reagieren die beiden Metalle zunächst überhaupt nicht und es bildet sich lediglich eine schwärzliche Oxydhaut. Nach längerer Zeit wird diese angegriffen und das Kupfer löst sich fast augenblicklich im Aluminium auf, so dass der Körper zerstört wird.

Claims (3)

1. Verfahren zum Erzeugen festhaftender Überzüge aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung auf Metallgegenständen, insbesondere auf Gegenständen aus Eisen oder Stahl durch Eintauchen der Gegenstände in ein Bad aus schmelzflüssigem Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände vor dem Eintauchen in Aluminium mit einer Zwischenschicht aus Metallen oder Legierungen versehen werden, die einen niedrigeren Schmelzpunkt als Aluminium haben oder die in Aluminium leichter lösbar sind als der Grundwerkstoff der Gegenstände selbst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zwischenschicht Metalle oder Legierungen Verwendung finden, die mit dem Grundwerkstoff intermetallische Verbindungen eingehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zwischenschicht Metalle oder Legierungen Verwendung finden, in denen der Grundwerkstoff löslich ist.