DEP0022695DA - Verfahren zum Polieren und Glänzendmachen der Oberfläche von Gegenständen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen auf rein chemischem Wege - Google Patents

Description

Man hat schon seit langem versucht, das Aussehen von Stücken aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen auf elektrochemischem oder chemischem Wege zu verbessern, d.h. nach einer dieser beiden Methode die Stücke zu polieren und glänzend zu machen, Operationen, die bisher durch mechanische Mittel ausgeführt wurden. Das "Polieren" besteht im Ausmerzen der Streifen und Spuren, herrührend von der

Handhabung der Stücke, von vorgängig mit ihnen durchgeführten Operationen, oder vom Stapeln bei der Lagerung usw., während das "Glänzendmachen" darin besteht, den Oberflächen, die bisher ein mattes Aussehen hatten, einen schönen Glanz zu verleihen.

Es sind verschiedene elektrochemische Verfahren bekannt, welche gestatten, die Oberfläche von Aluminiumgegenständen mit einem Glanz zu versehen, der in gewissen Fällen wirklich schön ist; demgegenüber hat die Anwendung dieser verschiedenen Verfahren für die Polierung nur ganz ungenügende Resultate gezeitigt, die mit denjenigen der mechanischen Polierung nicht vergleichbar waren. Tatsächlich haben die genannten elektrochemische Verfahren entweder keine Wirkung auf die gestreiften Oberflächen, oder ihre Wirkung darauf ist so gering, dass die vor der Behandlung vorhandenen Streifen auch nach derselben noch erscheinen, ausgenommen gewisse Fälle, wo die Streifung ausserordentlich fein ist. Das gleiche gilt bis heute für die rein chemischen Verfahren.

Diese bekannten Verfahren, seien sie nun elektrochemisch oder rein chemisch, verwenden saure Bäder, in welche die mit Glanz zu versehenden Gegenstände eingetaucht werden.

Im Verlaufe neuerer Untersuchungen ist gefunden worden, dass man zum gewünschten Ziel kommen kann, d.h. zur Erzeugung eienr von einer mehr oder weniger ausgeprägten Brillantierung begleiteten Polierung, indem man nicht mehr saure Bäder, sondern Bäder verwendet, die mindestens ein oxydierendes Salz und mindestens eine kaustische Base enthalten, das Ganze in stark konzentrierter Lösung.

Bei der Verwendung verdünnter Lösungen erreicht man in der Tat nur einen Entfettungs- und Beizeffekt, der eine matte Oberfläche ergibt, aber niemals eine Polierung und insbesondere keine Glanzpolierung. Die bei der Ausarbeitung der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen haben ergeben, dass die Verwendung der kaustischen Base allein oder des Oxydiermittels allein weder in konzentrierter noch in verdünnter Lösung eine von einer Brillantierung begleitete Polierwirkung erzielen lässt. Es ist die gleichzeitige Zusammenwirkung dieser beiden Mittel nötig um zum gewünschten Ergebnis zu gelangen, das bisher auf rein chemischem Wege noch nie erreicht worden ist und somit einen bedeutenden Fortschritt darstellt.

Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren zum Polieren und Glänzendmachen der Oberfläche von Gegenständen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen auf rein chemischem Wege ist dadurch gekennzeichnet, dass man den Gegenstand, während einer sehr kurzen Zeitspanne, in ein konzentriertes heisses Bad eintaucht, das mindestens zum Teil aus einer kaustischen Base und einem oxydierenden Salz besteht.

Durch Aenderung der Konzentration des Bades in ziemlich engen Grenzen, aber unter ständiger Aufrecherhaltung einer sehr konzentrierten Lösung, kann man entweder die Polierwirkung oder die Glanzwirkung hervorheben.

Auf jeden Fall ist die im Bad enthaltene Menge Wasser genügend klein, damit die Produkte nur in der Wärme in Lösung gehen können; in der Kälte bildet das Bad entweder eine feste Masse oder allerhöchstens einen dicken Teig. Der Gehalt des Bades an Wasser ist vorteilhaft so, dass sein Siedepunkt 120°C erreicht oder übersteigt.

Es ist vorteilhaft, als Bad sehr konzentrierte wässrige Lösungen zu verwenden, da die Optimaltemperatur für die Behandlung der Gegenstände im allgemeinen merklich höher als 100°C ist, z.B. 120 oder 140°C, und infolgedessen nur mit Hilfe konzentrierter Lösungen erreicht werden kann, wenn man ohne Druck arbeitet. Immerhin können schon interessante Resultate erzielt werden, insbesondern zur Erzeugung einer geglätteten Oberfläche, wenn man das Bad während des Eintauchens der zu behandelnden Gegenstände auf einer Temperatur hält, die ein wenig tiefer als 100°C ist, z.B. 80°C.

Als kaustische Base kann man die kaustischen Alkalien erwähnen, wie Natronlauge und Kalilauge, und die Hydroxyde der Erdkalien, wie Calziumhydroxyd.

Ausgezeichnete Resultate wurden mit oxydierenden Salzen erzielt, die Stickstoff enthalten, wie Nitraten und Nitriten, und Mischungen von Nitraten mit Nitriten; aber man kann auch andere Oxydierende Salze verwenden, wie Persulfate, Perborate, Perchlorate, als auch Gemischen derselben. Als Metall der oxydierenden Salze kann man vorteilhaft das gleiche wählen, das schon in der verwendeten kaustischen Base vorhanden ist.

Das Bad kann noch ein Puffersalz enthalten, d.h. ein Salz, das als Regler der Wirkung dient; als Puffersalze kann man die Borate, die Phosphate, etc., gewöhnlich also basisch reagierende Salze verwenden.

Das Bad kann auch einen Katalysator enthalten, der die Geschwindigkeit des Aluminiumangriffs erhöht. Dieser Katalysator kann eine Verbindung eines Schwermetalles sein, z.B. ein Kupfersalz oder ein Salz von Kobalt oder Nickel. Die Verbindung des Schwermetalles kann auch ein Salz sein, in welchem sich das Schwermetall im Anion befindet, und in einem solchen Fall kann das Metall, z.B. Antimon, Arsen, Wismut, Blei, Zinn oder Zink sein. Die verwendete Katalysatormenge ist selbstverständlich sehr gering.

Im folgenden ist ein Beispiel gegeben, wie das erfindungsgemässe Verfahren praktisch durchgeführt werden kann:

Gestreifte Stücke aus Aluminium, die gewöhnlich einer vorhergehenden Entfettung unterworfen worden sind, werden bei einer oberhalb 100°C liegenden Temperatur, im allgemeinen nicht mehr als eine Minute lang in das Bad eingetaucht. Hierauf werden sie mit Wasser gut gewaschen, in Salpetersäure getaucht, um jede Spur Alkali zu entfernen, wieder gewaschen und getrocknet. Es kann in gewissen Fällen vorteilhaft sein, sie ein zweites Mal gemäss dem vorliegenden Verfahren zu behandeln, um den Glanz der Stücke zu erhöhen, aber dieses Mal sie in ein Bad zu tauchen, in welchem die gegenseitigen Verhältnisse der verschiedenen Bestandteile so festgelegt worden sind, dass der gewünschte Glanz erhalten wird.

Die Zusammensetzung des Bades kann z.B. die folgende sein:

300 bis 500 g Natriumnitrat

200 bis 300 g Natriumnitrit

300 bis 600 g feste Natronlauge

1 bis 5 g eines Nitrates oder Sulfates von Kupfer, Zink,

Nickel, Arsen, Blei oder eines anderen Metalles.

100 bis 300 g Natriumphosphat und

100 bis 300 g Wasser.

Selbstverständlich können die oben angegebenen Proportionen und die Natur der verwendeten Bestandteile variieren, vorausgesetzt, dass die Lösung mindestens eine kaustische Base und ein oxydierendes Salz enthält.

Wenn man wie weiter oben angegeben vorgeht, gelingt es, die Streifung, die man als gewöhnliche Streifung bezeichnen kann und wie sie in der Regel auf den Oberflächen von Aluminiumgegenständen bestehen, zu entfernen, wobei man diesen Oberflächen ein glänzendes Aussehen gibt, das je nach den angewandten Arbeitsbedingungen mehr gegen einen Satinglanz oder einen glimmerartigen Glanz hin geht.

Das vorliegende Verfahren hat demnach also nichts zu tun mit den Entfettungsverfahren, die weder einen Poliereffekt erstreben noch einen solchen bewirken können, und hat auch nichts gemeinsam mit den Verfahren zur Erzeugung einer

Oxydschicht auf der Oberfläche des Aluminiumstückes. Es versteht sich von selbst, dass man mit dem vorliegenden Verfahren die Oberfläche nicht mit Oxyd bedecken könnte, da dieses, selbst wenn es sich im Verlaufe der Operation bilden würde, augenblicklich von der konzentrierten und heissen kaustischen Lösung wieder aufgelöst wird.

Endlich hat man erkannt, dass die so behandelten Stücke sich besonders gut z.B. zu einer nachfolgenden Färbung eignen.

Das Verfahren lässt sich nicht nur auf Aluminium, sondern auch auf seine Legierungen anwenden.

Claims (11)

1) Verfahren zum Polieren und Glänzendmachen der Oberfläche von Gegenständen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen auf rein chemischem Wege, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände sehr kurze Zeit in ein heisses möglichst konzentriertes Bad aus einer kaustischen Base und mindestens einem oxydierenden Salz eingetaucht werden.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Bad während des Eintauchens der zu behandelnden Gegenstände auf einer Temperatur von mindestens 80°C, insbesondere auf einer Temperatur von 120° - 140°C, gehalten wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als kaustische Base ein kaustisches Alkali wie Ätznatron oder Ätzkali oder ein Erdalkalihydroxyd wie Kalziumhydroxyd benutzt wird.

4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als oxydierendes Salz ein stickstoffhaltiges Salz, beispielsweise ein Nitrat oder Nitrit oder auch ein Gemisch aus Nitrat und Nitrit, benutzt wird.

5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als oxydierendes Salz ein Per-Salz wie ein Persulfat, Perborat oder Perchlorat benutzt wird.

6) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad ausser der kaustischen Base als oxydierendes Salz eine Mischung von stickstoffhaltigen, oxydierenden Salzen und Per-Salzen enthält.

7) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Bad ein Puffersalz, wie z.B. ein Borat oder ein Phosphat enthält.

8) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad einen Katalysator enthält und als solcher eine Verbindung eines Schwermetalles, wie z.B. ein Kupfer-Kobalt- oder Nickelsalz, oder eine Antimon-, Arsen-, Wismut-, Blei-, Zinn- oder Zinkverbindung benutzt wird.

9) Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des Bades an Wasser so bemessen wird, dass sein Siedepunkt mindestens 120° beträgt.

10) Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände nach der Badbehandlung einer chemischen oder elektrochemischen Oxydierung unterworfen werden.

11) Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände nach der Oxydierung gefärbt werden.