SE458207B - Foerfarande foer elektrofaergning av aluminium eller en legering daerav - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 458 207 vis introducerar denna teknik, även om den uppenbarligen ger en lösning pa nackdelarna förknippade med färgblekning efter färg- ningssteget, ocksa vissa nackdelar i form av ökade operativa svårigheter och högre materialförbrukning.

En annan tidigare patentskrift, nämligen US-A-3 382 160, beskriver elektroavsättning av selen pà anodiserat aluminium för att förläna aluminiumet guldgul eller rödgul färg. Det däri be- skrivna förfarandet innefattar en langvarïg elektroavsättning, som sker under cirka 10 minuter vid en spänning av från 13 till 20 volt. Under sådana betingelser är de mängder av sur elektro- lyt som finns kvar i porerna till aluminiumoxidskiktet relativt stora, vilket innebär att ökande mängder av aterstoder frigöres under den efterföljande fixeringsoperationen. Nettoresultatet blir att det med selen elektrofärgade aluminiumet, som produce- ras medelst förfarandet enligt nämnda amerikanska patentskrift, är benäget att underga svårartad korrosion och att det därför inte kan klara de korroaionstest som krävs för vissa byggnads- tillampningar. Enligt föreliggande uppfinning åstadkommas ett förfarande för elektrofärgning av aluminium eller en legering därav i en gul till orange färg, vid vilket förfarande man und- viker de ovan omtalade nackdelarna i samband med den konventio- nella tekniken.

De färger som erhålles medelst det nya förfarandet är sta- bila och ej benägna att varíera eller förändras, t.ex. vid expo- nering för ljus. Det krävs inte någon etabiliseringsbehandling före den slutliga fixeringen.

Slutprodukterna uppvisar hög beetändighet mot korrosion.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning för elektro- färgning av aluminium eller en legering därav med en gul till orange färg med förbättrad färgstabilitet innebär att man utsät- ter anodiserat aluminium eller en legering därav för en elektro- lytisk för-behandling i ett bad innehållande foeforeyra, det att växelström ledes därigenom, under elektrofärgar det sålunda för-behandlade aluminiumet eller legeringen därav och utsätter det elektrofärgade aluminiumet eller legeringen därav för en slutlig fixering, varvid det utmärkande för förfarandet är att förbehandlingen utföres i ett bad som innehåller fosforsyra i en koncentration av 150-300 g/l, att elektrofärgningen utföres i ett bad innehallande en selenelektrolyt under användning av 10 15 20 25 30 35 458 207 växelström vid en spänning av 8-20 volt i mindre än 10 minuter, och att den slutliga fixeringen utföres direkt efter elektro- färgningen utan nagot mellanliggande färgstabiliseringssteg.

Det har överraskande konstaterats att aluminium och dess legeringar medelst förfarandet enligt föreliggande uppfinning kan färgas i färger som varierar fran olika nyanser av gult till orange, vilka är synnerligen stabila gentemot variationer föror- sakade av upplösning av den sura elektrolyten och av exponering för ljus och väder, dvs av korrosion i allmänhet.

Vid det nya förfarandet användes tidigare anodiserat alu- minium eller en legering därav, på vilket eller vilken ett po- röst skikt av anodisk aluminiumoxid, som vanligtvis har en tjocklek av minst 3 um, har bildats. Anodiseringen av aluminium och dess legeringar astadkommes pä konventionellt sätt, vanligt- vis i ett svavelsyrabad, under det att likström användes vid en spänning och under en tidsperiod som beror på svavelsyrakoncen- trationen i badet och pa temperaturen. I allmänhet användes kon- centrationer inom omradet 100 till 200 g/liter och spänningar inom omradet 10 till 20 volt vid rumstemperatur och under tids- perioder pà 20-50 minuter.

Det anodiserade aluminiumet eller legeringen därav utsät- tes därefter för ett elektrolytiskt forbehandlingssteg, vilket tenderar att optimera den efterföljande elektrolytiska avsätt- ningen av pigmentet. Det antas att en sådan förbehandling bidrar till att modifiera storleken av och geometrin för porerna i det anodiska oxidskiktet.

I detta steg användes ett bad innehållande fosforsyra.

Detta kan t.ex. vara ett bad av fosforsyra eller en blandning därav med en organisk eller oorganisk syra, såsom oxalsyra, vin- syra och/eller svavelysra. Fosforsyrakoncentrationen är en kri- tisk faktor vid förfarandet enligt uppfinningen och ligger inom omradet fran 150 till 300 g/liter. När andra syror sättas till fosforsyran, bör den sistnämnda tillhandahållas i mängder som är större än 50% av blandningen av syror närvarande i badet.

Under detta förbehandlingssteg lades växelström genom be- handlingsbadet vid en spänning av från 9 till 15 volt och vanli- gen under en tid av fràn 1 till 5 minuter. Behandling utföres vid en temperatur inom omradet fran 10°C till 35°C och vanligen vid rumstemperatur. 10 15 20 25 30 35 458 207 Förbehandlingssteget, som antas förstora porerna i det anodieka oxidskiktet, atföljee vid förfarandet enligt förelig- gande uppfinning av ifrågavarande elektrofärgningssteg i ett had innehållande en selenelektrolyt. I allmänhet användes antingen selendioxid eller en alkalisk selenit i en koncentration av fràn 1 till 30 g/liter. Förutom selenföreningen bör elektrofärgnings- badet innehålla en syra, företrädesvis H2SO¿, av fran 1 till 30 g/liter. i en koncentration Elektrofärgning åstadkommas med växelström vid B-20 volt under en tidsperiod av upp till 10 mi- nuter. Temperaturen bör ligga inom omradet 10-35°C, vie vid rumstemperatur. företrädes- Vid det nya förfarandet utföres förbe- handlings- och elektrofärgningestegen som tva separata steg i tva separata bad. Företrädesvis användes under förbehandlings- steget för pormodifikation H3PO4 i en koncentration av från 200 till 300 g/liter. Elektrofârgningssteget, som följer i badet innehållande eelenelektrolyten, utföres företrädesvis vid en spänning av 8-16 volt under 3-4 minuter.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning ger, elektrofärgningen, en stabil färg, efter som förblir opaverkad under tidsperioden mellan fullbordet elektrofärgningssteg och den slutliga, konventionella fârgfixeringebehandlingen, såsom er- fordras för denna typ av process. Sålunda erfordras inga inle- dande operationer för fixering beträffande färgstabilisering, saeom nedsäkning i kromatbad eller sam-utfällning av tva metal- ler, sasom var nödvändigt vid den konventionella tekniken.

Följaktligen utföres efter elektrofärgningssteget en van- lig fixeringsoperation, t.ex. genom kokning i avjoniserat vat- ten, med eventuell tillsats av ett tillsatsmedel, nickelsalt. såsom ett Det erhållna eelenelektrofärgade aluminiumet eller lege- ringen därav har en färg i en nyans av fran gul till orange, vilken nyans varierar beroende pa varaktigheten av för-behand- lingssteget i fosforsyran. De erhållna färgerna förblir opåver- kade vid exponering för ljus och väder, vilket innebär att pa detta sätt färgade aluminiumdetaljer är speciellt lämpliga för byggnadetillämpningar och andra tillämpningar där man ställer stora krav pa korrosionsbeständigheten.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas mera i detalj genom följande exempel. 10 15 20 25 30 458 207 Ett aluminiumprov, som hade oxiderats i ett H2SO4-bad (180 g/l), 15 volt och 1,5 A/dmz med likström i 30 minuter, utsattes för behandling med växelström (10 volt i 1 minut) i en H3PO¿-lösning (250 g/1) vid rumstemperatur. Efter sköljning i avjoniserat vatten utfördes elektrofärgning i ett bad innehållande SeO2 (10 g/1) och H2S04 (20 g/1) vid 12 volt i 3 minuter. En i skärt stötande gul färg erhölls. Efter fixering i en lösning av nickelsalter vid 95°C uppvisade provet ej nagon missfärgning.

Ett aluminiumprov oxiderat i ett HZSO4-bad (180 g/l), 15 volt och 1,5 A/dmz med likström under 30 minuter, utsattes för behandling med växelström (10 volt i 1,5 minuter) i en lösning av H3PO4 (250 g/l) och svavelsyra (50 g/1) vid rumstemperatur.

Efter sköljning med avjoniserat vatten utfördes elektrofärgning under användning av en lösning av SeO2 (10 g/l) och HZSO4 (20 g/1) vid 12 volt i 3 minuter. En guldgul färg erhölls. Efter fixering i en lösning av nickelsalter vid 95°C uppvisade provet ej någon missfärgning.

EXEMPEL 3 Ett aluminiumprov oxiderat i ett bad av HZSO4 (180 g/1), 15 volt och 1,5 A/dm2 med likström i 30 minuter, utsattes sedan för behandling med växelström vid 10 volt i 2,5 minuter i en H3P0¿-lösning (300 g/1) vid omgivande temperatur. Efter skölj- ning med avjoniserat vatten utfördes elektrofärgning i en lös- ning av Se02 (10 g/17 och H2SO¿ (20 g/1) vid 12 volt i 3 minuter under användning av en motelektrod av rostfritt stal.

En orange färg erhölls. Vid fixering i en nickelsaltlös- ning vid 95°C uppvisade provet ej någon missfärgning.

Nedanstående tabell l illustrerar vissa exempel på de fär- ger som kan erhållas med förfarandet enligt föreliggande uppfin- ning, som en funktion av varaktigheten av den pormodifierande för-behandlingen. 10 15 20 25 30 35 40 458 207 6 TABELL 1 Tjocklek av oxid- Varaktighet Elektrofärg- Färgfixering med skiktet bildat av förbe- ning med nickelsalt vid 98°C genom likströms- handlingen växelström och 3 min/pm oxid anodisering i med 250 gl'1 med 10“1 H2S04 (pm) 83P04 och Se02 och 20 växelström gl'1 HZSO4 (min) 12 1,0 ljusrödgul ingen missfärgning observerades 12 1,5 guldgul dito 12 2,5 orange dito 18 1,0 ljusrödgul dito 18 2,0 guldgul dito 18 3,0 orange dito 20 1,5 ljuarödgul dito 20 2,5 guldgul dito 20 3,5 orange dito Aluminiumartiklar elektrofärgade medelst förfarandet en- ligt föreliggande uppfinning har utsatts för test vad beträffar beetändighet mot ljusexponering i enlighet med standard UNI-4529 (Xeno-text).

De erhållna resultaten redovisas nedan: Oxidtjocklek Färg Konstaterad beetändighet mot líusexgonerino 12 um ljusrödgul 8 guldgul 8 orange 6-7 12 um ljusrödgul 8 guldgul B orange 6-7 Ovanstående resultat hänför sig till aluminiumartiklar eller -detaljer med ett anodiskt oxidskikt som var 12 um eller 18 um tjockt och visar att elektrofärgning med :elen enligt fö- religgande uppfinning ger färger med maximal eller närmast in- till maximal resistens mot ljus. Vad beträffar Xeno-testet gäl- ler att siffran 8 representerar maximivärdet för beständigheten mot ljus.

Claims (8)

458 207 Det nya förfarande är speciellt effektivt för behandling av aluminiumlegeringar, såsom aluminium-magneeium-kisel- och aluminium-magnesium-kisel-manganlegeringar_ Information om Al-Mg-Si- och Al-Mg-Si-Mnrlegeringar kan fas från UNI-3571 och UNI-3569-data.

1. Förfarande för elektrofärgning av aluminium eller en legering därav i gul till orange färg, varvid man utsätter anodi- eerat aluminium eller en legering därav för en elektrolytiek för- behandlíng i ett bad innehållande foeforlyra, under det att växel- ström ledes därigenom, elektrofärgar det förbehandlade aluminiumet eller legeringen därav och uteatter det elektrofârgade aluminiumet eller legeringen därav för en slutlig fixering, kännetecknat av att förbehandlingen utföres i ett bad som innehåller fosforsyra i en koncentration av 150-300 g/1, att elektrofärgningen utföres i ett bad innehållande en eelenelektrolyt under användning av växel- ström vid en epänning av 8-20 volt i mindre än 10 minuter, och att den slutliga fixeringen utföres direkt efter elektrofärgningen utan något mellanliggande färgstahilieeringeeteg.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att förbe- handlingebadet som elektrolyt innehåller foeforeyra eller en blandning därav med en organisk eller eorganiek syra, varvid blandningen innehaller över 50 viktprocent foeforeyra.

3. Förfarande enligt krav 2, kännetocknet av att bland- ningen innehaller oxalsyra, vinsyra och/eller svavelsyra förutom foeforsyran.

4. Förfarande enligt något av de föregående kraven, kinnetecknat av att förbehandlingen utföres i ett bad innehållan- de H3PO4 i en koncentration av från 200 till 300 g/1 och vid en spänning av från 9 till 15 volt under en period av 1-5 minuter.

5. Förfarande enligt något av de föregående kraven, tínnetscknat av att elektrofïrgningssteget utföres vid en spän- ning av fran 8 till 16 volt under en tidsperiod som ej_överItiger 3-4 minuter.

6. Förfarande enligt något av de föregående kraven, kínnetecknet av att selenelektrolyten är SeO2 eller en alkaliek selenit. 458 207

7. Förfarande enligt något av de föregående kraven, kinnotecknat av ett elektrofärgningubadet innehåller oelenolek- trolyten i en koncentration av från 1 till 30 g/l och lvovelflyra i en koncentration av från 1 till 30 g/1.

8. Förfarande enligt något av de föregående kraven; kinnetecknat av att det slutliga fixeringaeteget utföres genom kokning av det elektrofärgada aluminiumet eller legeringen därav i ett bad av avjonieerat vatten, som eventuellt innehåller ett nickelsalt.