PL76036B1 - - Google Patents

Description

Sposób anodowego utleniania z równoczesnym barwieniem aluminium oraz jego stopów Wynalazek dotyczy sposobu utleniania anodowe¬ go z równoczesnym barwieniem (samdbarwiacej anodyzacji) aluminium i stopów aluminium przy uzyciu specjalnego elektrolitu.

Pokrycie aluminium o naturalnym zabarwieniu mozna wytwarzac na wyrobach aluminiowych, al¬ bo wyikonanyiclh ze stopów aluminium bez stoso¬ wania jakichkolwiek czynników barwiacych, za pomoca tak zwanej samolbarwiacej anodyzacji.

Proces ten polega na anodowym utlenianiu przed¬ miotów w elektrolicie stanowiacym wodny roz¬ twór mieszaniny kwasów organicznych nalezacych do grupy sulfonowanych kwasów aromatycznych, sulfonowanych, albo niesuMonowanych kwasów ali¬ fatycznych i ewentualnie kwasu siarkowego.

Znane, jest stosowanie z dobrym skutkiem sze¬ regu elektrolitów o róznym skladzie, a miedzy in¬ nymi wodny roztwór kwasu chromotropowego i kwasu suLfofouirsztynowego, lub kwasu hydtoiksy- -2-naftaleno-3,6-dwusulfonowego, kwasu sulifoma- leinowego i kwasu siarkowego.

Elektrolity zawierajace sulfonowane kwasy aro¬ matyczne sa stosunkowo drogie. Jednakowoz nie¬ oczekiwanie stwierdzono, ze dobre -wyniki mozna uzyskiwac równiez bez stosowania tych kwasów, o ile zamiast nich dobierze sie odpowiedni sulfo¬ nowany kwas alifatyczny.

'Wynalazek dotyczy stosowania elektrolitu zawie¬ rajacego sulfonowany kwas alifatyczny, .umozli¬ wiajacego wytwarzanie na aluminium i stopach aluminium warstewki zabarwionego tlenku glinu o odcieniach od jasno> brazowego, poprzez coraz ciemniejsze zabarwienie brazowe do czarnego.

W zakres wynalazku wchodzi równiez sposób wy¬ twarzania warstewki tlenku glinu przy uzyciu te¬ go elektrolitu.

Elektrolit do realizacji sposobu wedlug wyna¬ lazku stanowi wodny roztwór kwasu sulfomaleino- wego o wzorze przedstawionym na rysunku z do¬ datkiem kwasu siarkowego.

(Najkorzystniejsze wlasciwosci do realizacji spo¬ sobu wedlug wynalazku wykazuje elektrolit be¬ dacy roztworem wodnym 10—i3O0 g/l, a przede wszystkim 50—200 g/l kwasu sulfomalemowego, 0i—il5 g/l, a w szczególnosci 0,5^8 g/l kwasu siar¬ kowego, przepuszczonej przez zloze jonitowe.

Przed anodyzacga dla nadania matowej lub lsniacej powierzchni mozna poddawac przedmioty róznego rodzaju obróbce powierzchniowej* Po¬ wierzchnie matowe uzyskuje sie za pomoca wy¬ trawiania chemicznego, lufo elektrochiemicznego, na przyklad w roztworze zawierajacym 50 g NaOH/1 w temperaturze 50°C w ciagu dziesieciu minut, a nastepnie plukaniu w wodzie biezacej, zanurze¬ niu w kwasie azotowym o stezeniu 36° Be i po¬ nownym wyplukaniu] w wodzie. Powierzchnie lsniace uzyskuje sie za pomoca polerowania me¬ chanicznego lub na drodfce elektrolitycznej.

Proces samolbarwiacej anodyzacji wykonuje sie w elektrolicie sposobem wedlug wynalazku przy 7603676036 3 uzyciu pradu stalego lub zmiennego, badz tez przy pomocy pradu falujaoeigo, bedacego na przyklad wynikiem nalozenia sie pradu stalego i zmienne- go. Najkorzystniejszym jest jednak stosowanie pradu stalego, przy czym napiecie na koncówkach pradowych naczynia reguiLuje sie w ten sposób, by gestosc pradu wynosila 0,5—10 amiperów/dm2 ano- dyzowanej powierzchni, a zwlaszcza l1—4 A/dm2.

W czasie procesu utrzymiuje sie temperature elektrolitu w granicach —10°C — +|50°C, a najko¬ rzystniej 15-^309C. Prad przepuszcza sie w ciagu 0,6—1 godziny. W rezultacie uzyskuje sie warstwe równomiernie zabarwionego tlenku glinu o róz¬ nych odcieniach brazowych a nawet czarnych i griulbosci 10—50 /^m. Bo wyplukaniu w wodzie i nasyceniu zwiazkami uszczelniajacymi warstewka ta jest bardzo twarda i wykazuje znaczna odpor¬ nosc na niszczace lub odbarwiajace dzialanie swia¬ tla lub czynników atmosferycznych. Uszczelnienia warstewki tlenku glinu dokonuje sie przez zanu¬ rzenie przedmiotu na przeciag okolo 30 minut do wrzacej wody destylowanej, zawierajacej octan niklu, o stezeniu 0,5—2 g/1, badz tez inne sole.

Pirzez regulacje dwóch glównych parametrów, a mianowicie gestosci pradu i temperatury elek¬ trolitu, dla elektrolitu o danym skladzie i dla da¬ nego wyrobu mozna w pewnym stopniu wybierac pozadany odcien warstewki tlenku. W wyzszej temperaturze oraz przy zastosowaniu nizszej ge¬ stosci pradu utyskuje sie jasniejsze zabarwienie powierzchni.

(Przy obróbce poczatkowo lsniacej powierzchni mozna dla zachowania polysku po utlenieniu ano- dowym stosowac zalbiegi róznego rodzaju; na przy¬ klad w ciagu poczatkowych 10 minut przepuszcza sie przez elektrolit prad o niskiej gestosci (po¬ nizej .1 A/dm2), a proces zakancza sie przy zasto¬ sowaniu wyzszych gestosci pradowych, najkorzyst¬ niej — powyzej 1|,5 A/dm2.

Sklad chemiczny aluminium, lufo stopu alumi¬ nium wywiera znaczny wplyw na zafoairwienie po¬ wstajacej warstewki tlenku ^linu. Gdy chce sie na przyklad uzyskac ciemne zabarwienia, to na¬ lezy stosowac stop zawierajacy mangan. Nalezy jednak podkreslic, ze przy uzyciu elektrolitu do realizacji sposobu wedlug wynalazku, mozna przez zmiany temperatury i gestosci pradu powodowac powstawanie brazowych lub czarnych zabarwien na matowych, lub lsniacych anodyzowanych przed¬ miotach, sporzadzanych ze stopów w ogóle nie za¬ wierajacych manganu. Nalezy podkreslic, ze inne znane elektrolity organiczne o podobnym skladzie na przeklad kwas sulfdbursztynowy nie wykazuja tej wlasnosci.

Wynalazek zilustrowany jiest nastepujacymi przy¬ kladami.

Przyklad I. Ksztaltke wykonana ze stopu AhGS zawierajacego 0,5w/o wagowych krzemu, 0j3°/o wagowych magnezu oraz 99»/o aluminium o czystosci 99£l°/o utlenia sie anodowo w roztwo¬ rze wodnym zawierajacym 100 g/l kwasu sulfo- maleinowego i 5 g/1 kwasu siarkowego. Proces prowadzi sie w temperaturze 20°C w ciagu 40 mi¬ nut z zastosowaniem pradu stalego o gestosn 1,5 A/dm2. Po uszczelnieniu uzyskuje sie warstew¬ ke tlenku glinu o grubosci 18 /^m, zabarwieniu ja¬ sno brazowym, równomiernej barwie, wykazujaca odpornosc na dzialanie promieni nadfioletowych.

Przyklad U. Ksztaltke sporzadzona ze stopu A^GS o skladzie analogicznym jak w przykladzie I anodyzuje sie przy uzyciu pradu stalego o gesto¬ sci 2,5 A/dm2 w ciagu 30 minut, w roztworze wod¬ nym zawierajacym 150 g/l kwasu sulfomaleinowe- ©o i 3 g/l kwasu siarkowego, Utrzymywanym w temperaturze 20O|C. Warstewka tlenku glinu po uszczelnieniu ma grubosc 20 ^m i wykazuje ciem¬ no brazowe równomierne zabarwienie, odporne na dzialanie promieni nadfioletowych.

Przyklad III. Arkusz sporzadzony ze stopu A-iGO, 6, zawierajacego 0,i6*Vo wagowych magnezu i 9>9,4»/0 aluminium o czystosci 9Q;rT°/o anodyauje sie pradem 1,5 A/dm2 w ciagu 40 minut w roz- tworze wodnym zawierajacym 80 g/1 kwasu siul- fomaleinowego i 6 g/l kwasu siarkowego,, utrzy¬ mywanym w temperaturze 21°C. Warstewka tlen¬ ku glinu o grubosci 18 /im, wykazuje po uszczel¬ nieniu jasno brazowe, równomierne zabarwienie, odporne na dzialanie promieni nadfioletowych.

Przyklad IV. Ksztaltke wykonana ze stopu A-SGM, zawierajacego -lityo wagowy krzemu, l°/o magnezu, l°/o manganu, oraz 91®/o aluminium o czy¬ stosci 9i9',5P/o anodyzuje sie w ciagu 60 minut w wodnym roztworze zawierajacym 120 g/l kwa¬ su suHfomaleinowe&o i 4 g/l kwasu siarkowego, w temperaturze 20°C, przy uzyciu pradu o gesto¬ sci 2,5 A/dm2. Powstaje warstwa tlenku glinu o grubosci 30 /mi i czarnym, równomiernym za- barwieniu, odpornym na dzialanie promieni nad¬ fioletowych.

Claims (4)

Zastrzezenia patentowe 40

1. Sposób anodowego utleniania z równoczesnym barwieniem aluminium i jego stopów, znamienny tym, ze prowadzi sie go w elektrolicie (sporza¬ dzonym z roztworu kwasu sulfomaleinoweigo w iio- 45 sci HO-^300 g/l z dodatkiem kwasu siarkowego do 15 g/l, korzystnie w elektrolicie zawierajacym 50— —1200 g/l kwasu suOfomaleinowego i 0^6—8 g/l kwa¬ su siarkowego, utrzymujac temperature elektroli¬ tu w czasie procesu anodyzacji w granicach od 50 —il«0 do +I50^C, zwlaszcza r5^30°C, stosujac prad staly, zmienny lub falujacy, a zwlaszcza prad sta¬ ly, przy czym gestosc pradowa wynosi 0,5— —ilO A/dm2 anodyzowanej powierzchni., korzystnie I—4 A/dm2 i uzyskuje sie warstewke tlenku gli- 55 nowego o pozadanej grubosci, korzystnie 10— -h50 //m.

!2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przedmioty poddawane anodyzacji uprzednio^ pod¬ daje sie obróbce chemicznej, elektrochemicznej lub 80 miechanicznej celem zmatowienia lub wypolerowa¬ nia ich powierzchni.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze dla zachowania lsniacej powierzchni przedmio¬ tów proces anodyzacji rozpoczyna sie przy malej 65 gestosci pradu (ponizej 1 A/dm2) w ciagu okolo5 76036 6 10 minut, po czym konczy go przy uzyciu pradu daje sie zabiegowi uszczelniania warstewki tlenku o wiekszej gestosci, korzystnie wiekszej od 1,5 glinu, który polega na zanurzaniu ich na przeciag A/dm2. okolo 30 minut do wrzacej wody destylowanej za-

4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, wierajacej 0,5—2 g/l octanu niklu, lub innych ze przedmioty, po przeprowadzonej anodyzacji pod- 5 soli. so3h Chooc—ch=c—cooh) Wzór