NO139693B - Fremgangsmaate for farging av anodisk oksyderte gjenstander av aluminium eller aluminiumlegeringer - Google Patents
Fremgangsmaate for farging av anodisk oksyderte gjenstander av aluminium eller aluminiumlegeringer Download PDFInfo
- Publication number
- NO139693B NO139693B NO743024A NO743024A NO139693B NO 139693 B NO139693 B NO 139693B NO 743024 A NO743024 A NO 743024A NO 743024 A NO743024 A NO 743024A NO 139693 B NO139693 B NO 139693B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- electrolysis
- aluminum
- electrolytic
- bath
- cathodic
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 56
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 238000004040 coloring Methods 0.000 title claims description 25
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 91
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 23
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 claims description 18
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 5
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 5
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 5
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 5
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-N sulfonic acid Chemical compound OS(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical class [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 description 2
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 2
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 2
- -1 e.g. oxalic acid Chemical class 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 2
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 2-[[6-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]-2-methylpyrimidin-4-yl]amino]-n-(2-methyl-6-sulfanylphenyl)-1,3-thiazole-5-carboxamide;hydrate Chemical compound O.C=1C(N2CCN(CCO)CC2)=NC(C)=NC=1NC(S1)=NC=C1C(=O)NC1=C(C)C=CC=C1S WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SDGNNLQZAPXALR-UHFFFAOYSA-N 3-sulfophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(S(O)(=O)=O)=C1C(O)=O SDGNNLQZAPXALR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N acetic acid;nickel Chemical compound [Ni].CC(O)=O.CC(O)=O MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229940078494 nickel acetate Drugs 0.000 description 1
- 150000002816 nickel compounds Chemical class 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
- C25D11/20—Electrolytic after-treatment
- C25D11/22—Electrolytic after-treatment for colouring layers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrochemical Coating By Surface Reaction (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Cookers (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for elektrolytisk farging av en ved anodisk oksydasjon fremstilt oksyfilm på gjenstander av aluminium eller aluminiumlegeringer, hvor gjenstanden med en oksydfilm av en tykkelse på minst 6 ^um underkastes en katodisk likestrømsbehandling i et vandig elektrolytisk innfargingsbad inneholdende et vannoppløselig fargegivende metallsalt, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at gjenstanden i tilslutning til den katodiske like-strømsbehandling underkastes en ytterligere likestrømsbehandling ved hvilken gjenstanden vekselvis og minst en gang er koblet først som anode og deretter som katode.
Disse og andre trekk ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen fremgår av patentkravene.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte
for elektrolytisk farging av et ved anodisk oksydasjon fremstilt oksydbelegg på aluminium eller en aluminiumbasert legering (for korthets skyld inkluderer betegnelsen "aluminium" her gjenstander fremstilt av aluminium eller aluminiumlegeringer og i det følgende vil betegnelsen "aluminium" i det vesentlige anvendes) og oppfinnelsen vedrører mer spesielt en forbedring ved fremgangsmåten for farging av anodisert aluminium ved å utsette gjenstanden for en katodisk elektrolytisk behandling med likestrøm i et elektrolytisk fargebad inneholdende et vannoppløselig metallsalt.
En av de kjente fremgangsmåter for elektrolytisk fremstilling av fargede belegg på aluminiumoverflater innbefatter anodisk oksydasjon av aluminium i en vandig løsning inneholdende en organisk syre, som f. eks. omhandlet i US patentskrift nr. 3.031". 387 og 3.486.991.
En annen fremgangsmåte omfatter elektrolysering av aluminium
som har vært underkastet en forutgående anodisk oksydasjon i et elektrolytisk bad inneholdende et vannoppløselig metallsalt.
Eksempler på denne siste fremgangsmåte omfatter kjente fremgangsmåter som f.eks. den uorganiske fargeprosess som er omhandlet i US patentskrift nr. 3.382.160 under anvendelse av en vekselstrømselektrolyse, og en fremgangsmåte som omhandlet i tysk utlegningsskrift nr. 2.112.927 under anvendelse av en like-strømselektrolyse i et elektrolytisk fargebad inneholdende et metallsalt. Den prosess som anvender likestrømselektrolyse er imidlertid overlegen i forhold til de nevnte andre konven-sjonelle prosesser med hensyn til at 1) aluminiumgjenstanden kan farges i løpet av kort tid, 2) den nødvendige cellespenning for gjennomføring av den elektrolytiske farging er lav, 3) fargingen kan gjennomføres med forskjellige aluminiumgjenstander som f.eks. plater, ekstruderte profiler, støpestykker, etc,
og 4) fargingen kan lett gjennomføres og en overlegen farge oppnås.
Ved den elektrolytiske fargeprosess som er beskrevet i det nevnte tyske utlegningsskrift nr. 2.112.927 oppnås en bronsefarge når anodisert aluminium elektrolyseres i en vandig løsning inneholdende et vannoppløselig nikkelsalt,en rødbrun farge oppnås i en vandig løsning av et kobbersalt, bronsefargede til sorte farger oppnås i vandige løsninger av tinnsalter, en bronsefarge oppnås i en vandig løsning av et koboltsalt og en gul farge oppnås i en vandig løsning av et jernsalt. Imidlertid, ved å gjennomføre denne fremgangsmåte i industriell målestokk, er fargingen ikke stabil og en defekt som kan kalles "oksydavskalling" kan forekomme. Dette gjør det vanskelig å oppnå en ensartet farget oksydfilm på aluminium på en stabil måte.
Dette forhold opptrer også ved den elektrolytiske fargeprosess som er beskrevet i japansk patentpublikasjon nr. 28, 585/1972 hvor anodisert aluminium utsettes for vekselstrømselektrolyse
før påføring av en likestrøms-elektrolytisk farging.
Som et resultat av forskjellige forsøk på å belyse grunnen til den nevnte ulempe er det funnet at grunnen til denne er tilstede-værelsen av forurensninger som f.eks. natriumion, kaliumion, etc, oppløst i det elektrolytiske fargebad og variasjon i pH-verdien for det elektrolytiske fargebad. Dvs. at ved gjennom-føring av den nevnte fremgangsmåte i industriell målestokk blir det elektrolytiske fargebad forurenset ved en oppbygging av forskjellige forurensninger som kan skrive seg fra vannet for fargebadet, kjemikalier tilsatt til fargebadet, og de aluminiumgjenstander som behandles i fargebadet såvel som fra omgivelsene i et anodiserende behandlingsanlegg. Det er imidlertid vanskelig fullstendig å unngå forurensning av det elektrolytiske fargebad med slike forurensninger.
Det er således et formål for den foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en forbedret fremgangsmåte for elektrolytisk farging av anodisert aluminium og som kan tilveiebringe et overlegent og jevnt dypfarget oksydbelegg på aluminiumet uten den ovenfor beskrevne vanskelighet som skriver seg fra forurensning av det elektrolytiske fargebad og variasjonen i pH-verdien. Det frem-skaffes således en økonomisk forbedret elektrolytisk fargeprosess for anodisert aluminium som anvender et elektrolytisk fargebad som ikke krever stadig gjentatt rensing av badet for forurensning og hyppig oppfrisking av badet.
Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for farging av anodisert aluminium anvendes en likestrømselektrolyse i et elektrolytisk fargebad som inneholder et vannoppløselig metallsalt slik at det anodiserte aluminium kan farges jevnt på en stabil måte uten at den nevnte vanskelighet opptrer.
Som et resultat av disse forsøk ble det funnet at oppfinnelsen muliggjør oppnåelse av disse formål.
Oppfinnelsen skal beskrives mer detaljert i det følgende:
Først og fremst gjennomføres den anodiske behandling eller anodiske oksydasjonsbehandling i henhold til oppfinnelsen for å danne en oksydfilm på overflaten av aluminiumet og i dette tilfelle kan aluminium med en oksydfilm méd en tykkelse på minst 6 yum dannet ved anodiseringen i et-oksydasjonsbad inneholdende svovelsyre og/eller en aromatisk sulfonsyre farges jevnt i de etterfølgende elektrolytiske fargetrinn på en stabil måte og den fargede oksydfilm som er dannet på denne måte på aluminiumet har videre god værbestandighet. Vanligvis anvendes en vandig svovelsyreoppløsning med en konsentrasjon på fra 5 til 30 vektprosent, foretrukket 10 - 20 vektprosent som oksydasjonsbad og oksydasjonsbadet kan videre inneholde en liten mengde av en organisk syre som f.eks. oksalsyre, eller et salt av en slik organisk syre. Det foretrekkes i dette tilfelle at den anodiske behandling gjennomføres med likestrøm ved romtemperatur (omtrent 20 - 30°C) og en strømtetthet på omtrent 1 amp./dm^ eller leilighetsvis ved en høyere strømtetthet på omtrent 3,0 til 5,0 amp./dm 2. De ovenfor beskrevne verdier for svovelsyrekon-sentrasjon, strømtetthet og badtemperatur kan imidlertid endres i noen grad med bibehold av effektiv farging, hvis bare tykkelsen av den dannede oksydfilm er minst 6 yUm. Videre, ved å anvende et oksydasjonsbad inneholdende en aromatisk sulfonsyre som f.eks. sulfosalisylsyre eller sulfoftalsyre som hovedkomponent, gjennom-føres anodiseringen foretrukket i en vandig oppløsning av den aromatiske sulfonsyre med en konsentrasjon på omtrent 10 % ved å overlage en vekselstrøm på en likestrøm.
Det således anodiserte aluminium underkastes deretter en første katodisk elektrolyse for farging uten å gjennomføre en forseglende behandling av mikroporene i oksydfilmen, hvori det anodiserte aluminium som katode underkastes en likestrømselektrolyse i en vandig løsning, som et elektrolytisk fargebad, inneholdende et metallsalt. Det elektrolytiske fargebad som anvendes i den første katodiske elektrolyse inneholder generelt som hovedkomponent, et vannoppløselig metallsalt som f.eks. et nikkelsalt, et kobbersalt, et tinnsalt, et koboltsalt, eller et jernsalt og videre kan badet eventuelt inneholde en passende mengde av en syre som f.eks. borsyre, svovelsyre, etc. for å innstille pH og den elektriske ledningsevne for elektrolytten. Videre, for å oppnå en ønsket farge i oksydfilmen på aluminiumet, kan badet også inneholde et ammoniumsalt og/eller et eller flere andre metall-salter.
Den første katodiske elektrolyse skal forklares mer detaljert ved å referere et eksempel under anvendelse av et vannoppløselig nikkelsalt som hovedkomponent for det elektrolytiske fargebad. Det vil si at i dette tilfelle kan nikkelsulfat, nikkelklorid, nikkelacetat, etc. anvendes som vannoppløselig nikkelsalt og konsentrasjonen av nikkelioner som hovedkomponent kan variere over et bredt område. Når f.eks. nikkelsulfat anvendes som hovedkomponent, oppnås en meget godt farget oksydfilm ved en nikkelsulfatkonsentrasjon på omtrent 15 til 100 g/liter. Tilstrekkelig farging oppnås også ved å anvende nikkelsulfatkon-sentrasjoner utenfor dette generelle område.
Som ovenfor beskrevet kan elektrolysebadet som anvendes ved oppfinnelsen videre inneholde en syre som f.eks. borsyre for å innstille den elektriske ledningsevne i badet og i dette tilfelle er mengden av borsyre passende omtrent 10 - 50 g/liter for oppnåelse av en stabil og ensartet farge.
Strømtettheten som anvendes ved den katodiske elektrolyse er vanligvis omtrent 0,05 til 3,0 amp/dm 2, og foretrukket omtrent 0,1 til 2,0 amp/dm 2. Temperaturen i badet er vanligvis omtrent romtemperatur (omtrent 20 - 30°C) men kan godt velges i område fra omtrent.10°C til 40°C.
Den tid som kreves for den første katodiske elektrolyse kan passende velges i avhengighet av fargen på den ønskede oksydfilm og den anvendte strømtetthet. Det vil si at når tiden for elektrolysen øker, vil fargen generelt gjerne bli dypere. Når imidlertid en høy strømtetthet anvendes ved elektrolysen, oppnås tilstrekkelig farging i løpet av noen få sekunder. Generelt er en egnet tid for gjennomføring av den katodiske elektrolyse fra omtrent 2 sekunder til 3 minutter. Fargemekanismen for den katodiske elektrolyse er ikke ennå fullstendig oppklart, men som et resultat av forskjellige under-søkelser kan følgende konklusjoner trekkes, og disse vil bli forklart under anvendelse av f.eks. et nikkelsalt som hovedkomponent i elektrolysebadet. 1) Den ved anodisering fremstilte oksydfilm på aluminiumet farges ved reduksjon av nikkelionene ved bunnen av mikroporene i oksydfilmen, det reduserte nikkel foreligger som metallisk nikkel og nikkelforbindelse, og ettersom mengden av redusert nikkel øker, blir fargen av oksydfilmen dypere. 2) Ved bunnen av mikroporene i oksydfilmen utvikles hydrogengass sainmen med farging av oksydfilmen ved reduksjonen av nikkelionene og når volumet av utviklet hydrogengass i mikroporene i oksydfilmen når en bestemt mengde, er fargingen ved reduksjonen av nikkelionene fullført i dette punkt. Hvis elektrolysen fortsettes, opptrer bare utviklingen av hydrogengass som til slutt fører til at oksydfilmen ødelegges og skaller av. 3) Den tid som medgår inntil fargingen er fullstendig avhengig av elektrolyt-sammensetningen og elektrolyse-betingelsene, men når det elektrolytiske fargebad inneholder forurensninger som hindrer fargingen, som f.eks. spesielt natriumioner, kaliumioner og aluminiumioner, vil den tid som medgår inntil fargingen er fullstendig, ned-settes i avhengighet av konsentrasjonen av forurensningene. I et slikt tilfelle er derfor mengden av reduserte nikkelioner mindre og følgelig oppnås svakere fargede oksydbelegg på aluminiumet. 4) Når det aluminium som på denne måte har vært underkastet den første katodiske elektrolyse behandles videre ved en anodisk elektrolyse i et kort tidsrom, blir det mulig på nytt å fortsette fargingen av oksydfilmen på aluminiumet ved en katodisk elektrolyse og da konsentrasjonen av nikkel i mikroporene i oksydfilmen er høyere i den annen katodiske elektrolyse enn i den første katodiske elektrolyse, er den
farge som dannes ved den annen katodiske elektrolyse dypere enn den farge som oppnås ved den første katodiske elektrolyse.
I tillegg kan slutten på den elektrolytiske farging lett fast-slås ved å bestemme tilstanden når cellespenningen begynner å endre seg sterkt under anvendelse av en elektrolyse med konstant strømstyrke, eller forholdene når den elektriske strømstyrke begynner å endre seg sterkt når det anvendes en elektrolyse med konstant spenning. Når elektrolysen gjennomføres ved lav strøm-tetthet, er fargingen av oksydfilmen fullført etter en forholdsvis lang tid mens når det anvendes en høy strømtetthet, er fargingen fullført i løpet av en kort tid. Hvis elektrolysen fortsettes utover dette punkt, foregår bare utviklingen av hydrogengass og til slutt vil oksydfilmen sprekke og skalle av.
Ved å utsette det svakt fargede aluminium for en anodisk elektrolyse, når den elektrolytiske farging av det anodiserte aluminium er fullført, eller under den katodiske elektrolyse for farging av det anodiserte aluminium, endres retningen for den elektriske strøm fra en likestrømskilde under anvendelse av en omstyrings-bryter, hvorved en likestrømselektrolyse gjennomføres under anvendelse av aluminiumet som anode. Der er ingen spesiell begrensning for strømtettheten som anvendes ved den anodiske elektrolyse, men et bedre resultat oppnås ved å anvende en strøm-tetthet som er omtrent den samme som den som anvendes ved den første katodiske elektrolyse. Ved den anodiske elektrolyse oppnås også et effektivt resultat i løpet av et kort tidsrom, men når en lav strømtetthet anvendes, kreves et forholdsvis lengre tidsrom, f.eks. er tidsrommet for elektrolyse omtrent 5-30 sekunder med en strømtetthet på 0,2 til 0,5 amp/dm 2,
mens det når en høyere strømtetthet anvendes kreves et kortere tidsrom og således er f.eks. tidsrommet for elektrolysen omtrent 5 sekunder ved en strømtetthet på 1,0 til 1,5 amp/dm 2. Disse betingelser velges imidlertid avhengig av den ønskede farge i oksydfilmen og sammensetningen av badet og selvfølgelig kan perioder på 1 til 2 minutter eventuelt anvendes.
Det svakt fargede aluminium behandlet ved den ovenfor beskrevne anodiske elektrolyse, underkastes en annen katodisk elektrolyse i foretrukket det samme elektrolytiske fargebad som ble anvendt ved den første katodiske elektrolyse under elektrolysebetingelser som kan være de samme som eller forskjellige fra de betingelser som ble anvendt i den første katodiske elektrolyse. Den anodiske oksydfilm på aluminiumet er således farget dypere enn de fargede belegg som ble oppnådd ved den første katodiske elektrolyse.
Hvis fargen av oksydfilmen på aluminiumet er lysere enn den ønskede farge, utsettes aluminiumet videre for en annen anodisk elektrolyse og en tredje katodisk elektrolyse, hvorved oksydfilmen farges dypere. Ved videre gjentatt gjennomføring av den anodiske elektrolyse og den katodiske elektrolyse på det anodiserte aluminium, blir oksydfilmen på aluminiumet farget langt dypere.
Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er således helt effektiv for å oppnå et dypfarget anodisert oksydbelegg på aluminium under anvendelse av et elektrolytisk fargebad som fører til bare en svak farge under anvendelse av en konvensjonell teknikk i det apparat som anvendes industrielt og som forårsakes ved forurensninger i elektrolysebadet. Når det således f.eks. anvendes et elektrolytisk fargebad inneholdende et vannoppløselig
nikkelsalt, inneholder elektrolysebadet vanligvis en stor mengde, ~freks. omtrent 15 til 30 ppm. natriumioner og følgelig oppnås bare en svak farge når det anodiserte aluminium farges i det elektrolytiske fargebad på konvensjonell måte. På den annen side, når det anodiserte aluminium farges ved fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse under anvendelse av et elektrolytisk fargebad som inneholder de ovenfor beskrevne forurensninger, oppnås en dyp bronsefarge og videre kan det anodiserte aluminium lett farges sort, noe som ikke har vært mulig tidligere ved anvendelse av et elektrolytisk fargebad inneholdende et vannoppløselig nikkelsalt på konvensjonell måte.
I tillegg kan endringen fra den katodiske elektrolyse til den anodiske elektrolyse i et elektrolytisk fargebad lett gjennomføres ved å vende en omkoblingsbryter som er forbundet til en like-strømskilde.
Den ovennevnte utførelsesform for oppfinnelsen ble forklart med bruk av en elektrolytisk fargecelle for den vekselvise gjennomføring av den katodiske elektrolyse og .den anodiske elektrolyse, men ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan den katodiske elektrolyse og den anodiske elektrolyse gjennomføres i forskjellige elektrolyseceller. I det siste tilfelle er anvendelsen av en omkoblingsbryter selvfølgelig unødvendig og en stor fordel oppnås ved at en stor mengde gjenstander kan behandles kontinuerlig. Ved gjennomføring av den katodiske elektrolyse og den anodiske elektrolyse i separate elektrolyseceller foretrekkes det at sammensetningen av elektrolysebadet for den anodiske elektrolyse er den samme som sammensetningen av det elektrolytiske fargebad for den katodiske elektrolyse, men elektrolysebadet for den anodiske elektrolyse kan ha en annen konsentrasjon og sammensetning enn de tilsvarande for det elektrolytiske fargebad for den katodiske elektrolyse. Hvis imidlertid oppløsningen i elektrolysecellen for den anodiske elektrolyse kommer inn i den elektrolytiske fargecelle for den katodiske elektrolyse båret av aluminiumgjenstander som er behandlet i den sistnevnte elektrolysecelle, vil det elektrolytiske fargebad for den katodiske elektrolyse forurenses og skadelig påvirke fargingen og følgelig må skadelig innvirkning på det elektrolytiske fargebad unngås ved nøyaktig styring og inn-stilling av pH, den elektriske ledningsevne og sammensetningen av elektrolysebadet for den anodiske elektrolyse.
Oppfinnelsen forklares mer detaljert ved hjelp av de følgende eksempler, hvori alle deler, prosentandeler, forhold og lignende er på vektbasis med mindre annet er angitt.
EKSEMPEL 1:
En ekstrudert gjenstand av en aluminiumbasert legering 6063 (betegnelse A.A.) ble neddykket i en 10 % vandig natriumhydrok-sydløsning ved 60°C i 2 minutter og deretter underkastet en nøytraliseringsbehandling i 3 minutter ved romtemperatur under anvendelse av en 20 % vandig salpetersyreoppløsning. Etter vasking av aluminiumprøven med vann ble aluminiumet anodisert med likestrøm under anvendelse av en 15 % vandig svovelsyreopp-løning som et anodisk oksydasjonsbad i 15 minutter med en strøm-tetthet på 2,0 amp/dm^ og en badtemperatur på 20°C + 1°C, hvorved det ble dannet et anodisk oksydbelegg på aluminiumet med en tykkelse på omtrent 9 ^um. På samme ble det fremstilt 4 prøver, henholdsvis prøver 1, 2, 3 og 4. Etter vasking av prøvene med vann, ble prøve 1 anbragt som en katode i et vandig elektrolytisk fargebad inneholdende 50 g/liter nikkelsulfat og 30 g/liter borsyre såvel som natriumklorid (22 ppm natriumioner)og ble elektrolysert ved å føre en likestrøm under anvendelse av en nikkelplate som anode i 30 sekunder ved en strøm-tetthet på 0,5 amp/dm^ og en badtemperatur på 20°C.
Prøve 2 ble også farget under anvendelse av den samme likestrøms-elektrolyse i et elektrolytisk fargebad med samme sammensetning som ovenfor i 20 sekunder ved en strømtetthet på 0,5 amp/dm 2 og en badtemperatur på 20°C.
Prøve 3 ble underkastet en katodisk elektrolyse under samme betingelser som ved elektrolyseringen av prøve 2, ble deretter underkastet en anodisk elektrolyse under anvendelse av en like-strøm i det samme elektrolytiske fargebad i 10 sekunder ved
en strømtetthet på 0,5 amp/dm 2 under anvendelse av en omkoblingsbryter, og ble til slutt på nytt underkastet en likestrøms-eleltrolyse i 20 sekunder ved en strømtetthet på 0,5 amp/dm<2 >under anvendelse av prøven som katode.
Prøve 4 ble underkastet en rekke elektrolyser under samme betingelser som for behandlingen av prøve 3, og ble så underkastet en anodisk elektrolyse i det samme elektrolytiske fargebad i 10 sekunder ved en strømtetthet på 0,5 amp/dm 2 og ble tilslutt på nytt underkastet en katodisk elektrolyse under anvendelse av en likestrøm i det samme elektrolytiske fargebad i 20 sekunder ved en strømtetthet på 0,5 amp/dm 2.
Det elektrolytiske fargebad ble hele tiden holdt på 20°C for prøvene 3 og 4.
Hver av prøvene behandlet på denne måte ble vasket med vann
og deretter forseglet i 30 minutter i kokende vann.
Fargedybden for prøvene behandlet på denne måte ble bedømt ved
at lysheten Y (%) ble målt under anvendelse av en farge-forskjell-måler og de oppnådde resultater er vist i den følgende tabell:
Det er fra disse resultater klart at i den første fargebehand-ling eller den første katodiske elektrolyse var fargingen full-ført under de betingelser som ble anvendt for prøve 2 og selv om tidsrommet for elektrolysen ble forlenget, forekom ingen ytterligere farging, (se prøve 1).
Endog prøve 2, hvor det bare var oppnådd en lys gulbrun farge
da fargingen allerede hadde nådd grensen, kunne også farges dypere ved videre å utsette prøven for den anodiske elektrolyse og den katodiske elektrolyse som i prøve 3. Videre kan det klart sees fra prøve 4 som hadde en mørk bronsefarge, at ved ytterligere å gjenta den anodiske behandling og den katodiske behandling, ble fargen av oksydfilmen på prøven dypere og dypere.
EKSEMPEL 2.
En aluminiumplate (99,2 % Al) ble underkastet den forbehandling som er beskrevet i eksempel 1 og underkastet en anodisk oksydasjonsbehandling i en 15 % vandig svovelsyreoppløsning i 50 minutter ved en strømtetthet på 1,0 amp/dm 2og en badtemperatur på 20°C + 1°C, hvorved en oksydfilm med en tykkelse på omtrent 15 yum ble dannet. På samme måte ble det fremstilt 3 prøver, nemlig prøver 5, 6, og 7. Etter vasking av disse prøver med vann ble prøve 5 anbragt som en katode i et vandig elektrolytisk fargebad inneholdende 35 g/liter nikkelsulfat og 35 g/liter borsyre såvel som omtrent 1 ppm natriumioner og ble elektrolysert ved å føre en likestrøm under anvendelse av en nikkelplate som anode i 1,5 minutter ved en strømtetthet på 0,5 amp/dm 2 og en badtemperatur på 25°C.
Prøve 6 ble underkastet den samme katodiske behandling som beskrevet ovenfor under de samme betingelser som i tilfellet med prøve 5, ble så underkastet en anodisk elektrolyse i det samme elektrolysebad i 15 sekunder ved en strømtetthet pa 0,3 amp/dm<2 >og ble tilslutt underkastet en katodisk elektrolyse i 1,5 minutter ved en strømtetthet på 0,3 amp/dm 2.
Prøve 7 ble underkastet en rekke behandlinger under de samme betingelser som ved behandlingen av prøve 6 og ble ytterligere underkastet en anodisk elektrolyse i 15 sekunder ved en strøm-tetthet på 0,3 amp/dm 2, og videre for en katodisk fargeelektro-lyse i 1,5 minutter ved en strømtetthet på 0,3 amp/dm 2.
Hver av prøvene behandlet på denne måte ble vasket med vann, underkastet en forseglingsbehandling, og deretter ble lysheten Y {%) av overflaten målt, idet resultatene er vist i den følgende tabell:
Det er klart fra de resultater som er vist i tabell 2 med det elektrolytiske fargebad som har et lavt natriumioninnhold, ble det oppnådd en ganske dyp mørk bronsefarge som i prøve 5, men ved å anvende fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen ble det oppnådd en dypere farge og ved videre gjentatt gjennom-
føring av fargebehandlingene ble det oppnådd en dyp sort farge for prøve 7.
Som illustrert i de ovenfor beskrevne eksempler, kan fremgangs-
måten i henhold til oppfinnelsen helt effektivt gjennomføres med et elektrolytisk fargebad som spesielt inneholder et vann-
oppløselig nikkelsalt og videre natriumioner som forurensninger,
for å oppnå en dyp farge mens derimot bare en lys farge oppnås ved å anvende en konvensjonell fremgangsmåte.
Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan således en
ensartet og dypt farget oksydfilm dannes på en stabil måte på
aluminium uten å bevirke en avskalling av oksydfilmen, og dette forhold er av stor industriell betydning.
Claims (5)
1. Fremgangsmåte for elektrolytisk farging av en ved anodisk oksydasjon fremstilt oksydfilm på gjenstander av aluminium eller aluminiumlegeringer, hvor gjenstanden med en oksydfilm av en tykkelse på minst 6 ^um underkastes en katodisk likestrømsbe-
handling i et vandig elektrolytisk innfargingsbad inneholdende et vannoppløselig fargegivende metallsalt,karakterisert ved at gjenstanden i tilslutning til den katodiske likestrømsbehandling underkastes en ytterligere likestrømsbehandling ved hvilken gjenstanden vekselvis og minst en gang er koblet først som anode og deretter som katode.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved at den etterfølgende vekselvise utsettelse av gjenstanden for likestrøm, først som anode og deretter som katode, gjennomføres i det samme elektrolytiske innfargingsbad som ble anvendt ved den første katodiske elektrolyse .
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den anodiske elektrolyse gjennomføres ved en strømtetthet på 0,2 til 1,5 amp/dm 2 og ved romtemperatur.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den annen katodiske elektrolyse gjennomføres ved en strømtetthet på 0,05 til 3,0 amp/dm ved en temperatur på 10 - 40°C og i en tid av fra 2 sekunder til 3 minutter.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den anodiske elektrolyse gjennomføres i et elektrolytisk bad som er forskjellig fra det elektrolytiske innfargingsbad for den foregående katodiske elektrolyse; men inneholder de samme vannoppløselige metallioner som dette.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9550073A JPS5339865B2 (no) | 1973-08-24 | 1973-08-24 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO743024L NO743024L (no) | 1975-03-24 |
| NO139693B true NO139693B (no) | 1979-01-15 |
| NO139693C NO139693C (no) | 1979-04-25 |
Family
ID=14139305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO743024A NO139693C (no) | 1973-08-24 | 1974-08-22 | Fremgangsmaate for farging av anodisk oksyderte gjenstander av aluminium eller aluminiumlegeringer |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3878056A (no) |
| JP (1) | JPS5339865B2 (no) |
| CA (1) | CA1034900A (no) |
| CH (1) | CH588568A5 (no) |
| DE (1) | DE2440540C3 (no) |
| FR (1) | FR2241634B1 (no) |
| GB (1) | GB1440733A (no) |
| IT (1) | IT1019085B (no) |
| NO (1) | NO139693C (no) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5334107B2 (no) * | 1974-04-23 | 1978-09-19 | ||
| JPS5129328A (en) * | 1974-08-29 | 1976-03-12 | Sumitomo Chemical Co | Aruminiumu mataha aruminiumugokin no hyomenniseiseisaseta yokyokusankahimaku no denkaichakushokuhoho |
| JPS5423664B2 (no) * | 1975-03-06 | 1979-08-15 | ||
| US4090880A (en) * | 1977-03-03 | 1978-05-23 | Polychrome Corporation | Lithographic printing plate and method of making same |
| JPS5521503A (en) * | 1978-07-28 | 1980-02-15 | Canon Inc | Coloring of aluminium |
| JPS5918302Y2 (ja) * | 1979-02-16 | 1984-05-26 | 三洋電機株式会社 | 冷蔵庫 |
| JPS5852037B2 (ja) * | 1979-09-20 | 1983-11-19 | 株式会社 日本軽金属総合研究所 | 着色アルミニウム材の製造法 |
| JPS591193Y2 (ja) * | 1979-11-22 | 1984-01-13 | 株式会社日立製作所 | 冷蔵庫 |
| JPS5852038B2 (ja) * | 1980-03-26 | 1983-11-19 | 株式会社 日本軽金属総合研究所 | 着色アルミニウム材の製造法 |
| ES498578A0 (es) * | 1981-01-16 | 1981-12-01 | Ronain Sa | Procedimiento de coloracion por via electrolitica de una pieza de aluminio o de aleacion de aluminio |
| US4526671A (en) * | 1982-09-24 | 1985-07-02 | Pilot Man-Nen-Hitsu Kabushiki Kaisha | Surface treatment of aluminum or aluminum alloys |
| US4915799A (en) * | 1986-02-21 | 1990-04-10 | Kinki Yakuhin Industrial Co., Ltd. | Electrolytic coloring method for chromium alloy |
| CN109280950A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-29 | 肇庆亚洲铝厂有限公司 | 使用阳极氧化单镍盐着色生产黑色铝型材的方法及铝型材 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1150882A (en) * | 1965-07-14 | 1969-05-07 | Alcan Res & Dev | Anodising Treatment For Aluminium And Its Alloys |
| DE1521941A1 (de) * | 1966-07-18 | 1969-06-12 | Riken Almite Industry Company | Verfahren zum Faerben von anodischen UEberzuegen auf Aluminium und Aluminiumlegierungen mit Metallsalzen |
| DE1902983C3 (de) * | 1968-06-21 | 1978-06-22 | Keller, Eberhard, 7121 Freudental | Verfahren zum elektrolytischen Färben von anodischen Oxidschichten auf Aluminium oder Aluminiumlegierungen |
| US3622471A (en) * | 1968-07-02 | 1971-11-23 | Alcan Res & Dev | Production of inorganically colored coatings on aluminum |
| US3616297A (en) * | 1968-09-23 | 1971-10-26 | Alcan Res & Dev | Method of producing colored coatings of aluminum |
| US3634208A (en) * | 1968-09-26 | 1972-01-11 | Aiden Kk | Coloring method of aluminum anodic oxide coating film |
| FR1596808A (no) * | 1968-12-06 | 1970-06-22 | ||
| US3654100A (en) * | 1969-05-31 | 1972-04-04 | Riken Almite Industry Co Ltd | Process of forming colored anode oxidized film on aluminummaterial |
| FR2052100A5 (no) * | 1969-07-16 | 1971-04-09 | Cegedur Gp | |
| US3751350A (en) * | 1972-03-03 | 1973-08-07 | Aiden Kk | Process for coloring an aluminum anodic oxide film |
| US3798137A (en) * | 1972-03-22 | 1974-03-19 | Aluminum Co Of America | Direct current pigmenting of anodized aluminum |
-
1973
- 1973-08-24 JP JP9550073A patent/JPS5339865B2/ja not_active Expired
-
1974
- 1974-08-22 NO NO743024A patent/NO139693C/no unknown
- 1974-08-22 IT IT52707/74A patent/IT1019085B/it active
- 1974-08-23 FR FR7429040A patent/FR2241634B1/fr not_active Expired
- 1974-08-23 CA CA207,673A patent/CA1034900A/en not_active Expired
- 1974-08-23 CH CH1151574A patent/CH588568A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-08-23 GB GB3725174A patent/GB1440733A/en not_active Expired
- 1974-08-23 DE DE2440540A patent/DE2440540C3/de not_active Expired
- 1974-08-26 US US500761A patent/US3878056A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH588568A5 (no) | 1977-06-15 |
| FR2241634B1 (no) | 1979-01-05 |
| NO139693C (no) | 1979-04-25 |
| US3878056A (en) | 1975-04-15 |
| CA1034900A (en) | 1978-07-18 |
| NO743024L (no) | 1975-03-24 |
| JPS5044939A (no) | 1975-04-22 |
| DE2440540B2 (de) | 1976-09-30 |
| GB1440733A (en) | 1976-06-23 |
| DE2440540A1 (de) | 1975-03-06 |
| DE2440540C3 (de) | 1979-06-13 |
| FR2241634A1 (no) | 1975-03-21 |
| IT1019085B (it) | 1977-11-10 |
| JPS5339865B2 (no) | 1978-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1046975A (en) | Process for electrolytic colouring of the anodic oxide film on aluminum or aluminum base alloys | |
| NO139693B (no) | Fremgangsmaate for farging av anodisk oksyderte gjenstander av aluminium eller aluminiumlegeringer | |
| US6379523B1 (en) | Method of treating surface of aluminum blank | |
| DK144481B (da) | Fremgangsmaade og farveelektrolyt til farvning af forinden ved anodisering frembragte beskyttelseslag paa aluminium eller aluminiumlegeringer | |
| NO177233B (no) | Fremgangsmåte for elektrolytisk metallsaltinnfarging av anodiserte aluminiumoverflater | |
| US4043880A (en) | Method for producing green-colored anodic oxide film on aluminum or aluminum base alloy articles | |
| US7097756B2 (en) | Method for producing gold-colored surfaces pertaining to aluminum or aluminum alloys, by means of formulations containing silver salt | |
| US3795590A (en) | Process for coloring aluminum and alloys of aluminum having an anodized surface | |
| US4430169A (en) | Method of producing green coatings on aluminum and aluminum alloys | |
| JPS63312998A (ja) | 陽極酸化アルミニウムの電解着色 | |
| US3704210A (en) | Process for coloring aluminum objects | |
| US4632735A (en) | Process for the electrolytic coloring of aluminum or aluminum alloys | |
| US3929612A (en) | Process for electrolytically coloring the anodically oxidized coating on aluminum or aluminum base alloys | |
| RU2559610C1 (ru) | Способ электрохимического чернения стали | |
| US3275537A (en) | Process of anodizing aluminum | |
| JP2004018901A (ja) | マグネシウム材料製品の表面処理方法 | |
| JPH0747836B2 (ja) | アルミニウム又はアルミニウム合金材の着色法 | |
| US3891517A (en) | Process for electrolytic coloring of aluminum cr aluminum alloy articles | |
| JPS58147592A (ja) | アルミニウム又はアルミニウム合金の着色方法 | |
| JPS5831400B2 (ja) | アルミニウム又はアルミニウム合金の着色方法 | |
| CA2258370A1 (en) | A process for producing colour variations on electrolytically pigmented anodized aluminium | |
| Kneeshaw et al. | Factors affecting film thickness of ac anodized aluminium in sulphuric acid | |
| JPH03207895A (ja) | アルミニウムおよびアルミニウム合金の電解処理方法 | |
| CN113201775A (zh) | 一种铝型材黑色电解着色添加剂及其着色工艺 | |
| US3843496A (en) | Method for forming a colored oxide coating on the surfaces of aluminum or aluminum alloy materials |