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DE102008023079A1 - Verfahren zum Verdichten eines Bauteils aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung - Google Patents

Verfahren zum Verdichten eines Bauteils aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung Download PDF

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DE102008023079A1
DE102008023079A1 DE102008023079A DE102008023079A DE102008023079A1 DE 102008023079 A1 DE102008023079 A1 DE 102008023079A1 DE 102008023079 A DE102008023079 A DE 102008023079A DE 102008023079 A DE102008023079 A DE 102008023079A DE 102008023079 A1 DE102008023079 A1 DE 102008023079A1
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compacting
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hot water
aluminum
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Withdrawn
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DE102008023079A
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Inventor
Dierk Warburg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WKW Engineering GmbH
Original Assignee
WKW Erbsloeh Automotive GmbH
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Publication date
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Priority to CA2722741A priority patent/CA2722741A1/en
Priority to US12/736,830 priority patent/US20110114494A1/en
Priority to EP09741854A priority patent/EP2271792A1/de
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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C25D11/24Chemical after-treatment
    • C25D11/246Chemical after-treatment for sealing layers

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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten eines Bauteiles aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung, welches eine durch Anodisation gleichmäßig erzeugte Oxidschicht auf der Oberfläche besitzt. Das Verdichtungsverfahren umfasst ein Heißverdichten des Bauteils in einem Bad aus voll entsalztem Wasser bei Anwendung von Überdruck für eine Zeit von mindestens einer Minute. Durch die Druckanwendung wird der Verdichtungsprozess beschleunigt und die Kapazität der Eloxalanlage erhöht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten eines Bauteils aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung, insbesondere ein Zierteil oder Funktionsteil, mit einer sehr hohen Korrosionsbeständigkeit.
  • Im Außen- und Innenbereich vieler Kraftfahrzeuge befinden sich hochglänzende, mattglänzende bzw. seidenglänzende Zierteile, die aus Aluminiumblechen oder Aluminiumprofilen gefertigt sind. Die dekorativen Oberflächen werden durch Polieren und Glanzeloxieren hergestellt. Diese eventuell auch gefärbten Oberflächen sind optisch anspruchsvoll und erfüllen einen hohen Qualitätsstandard. Es sind Oberflächen, welche im Gegensatz zu lackierten Oberflächen eine völlig gleichmäßige Schichtstärke aufweisen und weder Welligkeiten noch Kantenaufbauten oder Kantenfluchten besitzen. Sie fühlen sich metallisch und damit hoch-wertig an, man spricht vom sogenannten „cool-touch”. Sie verfügen außerdem, durch eine Kombination von Kalt- und Heißverdichtungsprozessen, über eine gute Korrosionsbeständigkeit.
  • Verbesserungen des Verdichtungsverfahrens richteten sich insbesondere auf eine Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit anodisierter und verdichteter Bauteile, insbesondere im alkalischen Bereich. Aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 407 935 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem unverdichtete Glanzeloxaloberflächen mit einem transparenten „Lack” (Aluceram) überzogen werden, d. h. an das Eloxalverfahren schließt sich ein Lackierverfahren an. Nachteilig ist, dass unverdichtete bzw. teilverdichtete eloxierte Ware vor der Beschichtung mit diesen Lacken nicht beliebig transportiert und gehändelt werden kann, da die Kapillarwirkung der offenen Poren ein irreversibles Verschmutzen der Teile nach sich zieht. Des Weiteren werden aus verfahrenstechnischen und Kostengründen nur die Sichtseiten beschichtet. Daraus resultiert eine erhöhte Neigung der Rückseite zur Korrosion, insbesondere im Verbund mit anderen Metallen oder freien Kohlenstoff beinhaltenden Werkstoffen, die in direktem Kontakt mit der un- oder teilverdichteten Rückseite unter Anwesenheit eines leitfähigen Elektrolyten, beispielsweise einer Salzlösung, stehen. Die so beschichteten Teile korrodieren an Sicht- und Nichtsichtflächen unterschiedlich stark, so dass ein inhomogenes Gesamtbild entstehen kann.
  • Des Weiteren gab es Versuche, durch Zusätze während des Kaltsealingprozesses die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Bei einer Kombination aus einem Kaltsealing- und einem Heißwasserverdichtungsverfahren, wobei im Kaltsealingprozess z. B. nickelfluoridhaltige Produkte zugesetzt werden und die Heißwasserverdichtung mit vollentsalztem Wasser in Kombination mit Nickelacetaten und eventuell einem weiteren Heißwasserverdichtungsschritt durchgeführt wird, lassen sich Korrosionsstabilitäten bis zu pH-Werten von 13,5 erzielen. Die Poren der Anodisationsschicht sind in diesem Fall durch eine Deckschicht verschlossen bzw. abgedeckt, die neben dem Aluminiumoxidhydrat (Böhmit) nickelhaltige Verbindungen enthält. Diese Deckschicht sorgt dafür, dass hochalkalische Lösungen nicht angreifen können. Diese nickelhaltige Deckschicht ist jedoch mechanisch wenig stabil, so dass eine geringe mechanische Belastung zur Beseitigung dieser Schicht führt, was dann die erhöhte Korrosionsbeständigkeit zunichte macht und damit für die Anwendung bei Bauteilen im Kraftfahrzeugbereich ungeeignet ist.
  • Aus der unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2007 057 777.1-45 ist das Erzeugen einer stabilisierten, glasartig-modifizierten Eloxalschicht bekannt. Bei diesem Verfahren werden Bauteile mit einer sehr hohen Korrosionsbeständigkeit gegenüber sauren und alkalischen Medien, insbesondere eine Alkaliresistent bei pH-Werten von 13,5 erreicht.
  • Bekannt ist die des Weiteren eine Dampfverdichtung, die sich bei Temperaturen oberhalb des Siedepunktes des Wassers durchführen lässt. Hier besteht jedoch nicht die Möglichkeit Substanzen, z. B. Silikate, mittels des Dampfes in die Verdichtungsschicht einzubringen, da diese Substanzen im Dampf nicht mitgeführt werden.
  • Bei allen bekannten Verdichtungsverfahren zur Behandlung von Bauteilen aus Aluminium und/oder Aluminiumlegierungen mit einer hohen Verdichtungsqualität und insbesondere einer hohen Korrosionsbeständigkeit werden in der Regel mehrere Verdichtungsschritte vorgenommen. Bei einer Eloxalanlage zur Behandlung der Bauteile sind neben den Anodisierbecken und gegebenenfalls verschiedenen Becken zur Vorbehandlung, diverse Spülbecken und mehrere Verdichtungsbecken vorzusehen. Für eine Heißverdichtung, wird in der Regel die längste Verdichtungszeit benötigt, so dass in einer Eloxalanlage für einen kontinuierlichen Durchlauf der Produkte mehrere Heißverdichtungsbecken vorgesehen werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verdichten von Bauteilen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit hoher Verdichtungsqualität, insbesondere guter Korrosionsbeständigkeit zur Verfügung zu stellen. Weitere Aufgabe ist es, den Verdichtungsprozess zu beschleunigen und somit die Anlagenkapazität zu erhöhen und die Stückkosten zu senken.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Diese verbesserte Verdichtung ersetzt die üblicherweise eingesetzte Heißwasserverdichtung und führt zusätzlich zu einer Verkürzung der notwendigen Prozesszeit. Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verdichtungsverfahrens wird die bei der Anodisation erzielte poröse Oxidschicht, die in der Regel eine Schichtdicke von 2 bis 30 μm aufweist, vorzugsweise bei naturfarbenen Teilen eine Schichtdicke von 5 bis 7 μm und bei eingefärbten Teilen eine Schichtdicke von 12 bis 15 μm, einem bekannten Kaltsealingschritt unterzogen. Hierbei werden vorzugsweise Sealingprodukte mit Nickelfluorid zugesetzt.
  • Anschließend wird nach mehrfacher Spülung in vollentsalztem Wasser eine Heißwasserverdichtung vorgenommen.
  • Diese erfindungsgemäße Heißwasserverdichtung erfolgt bei erhöhten Temperaturen und unter Anwendung von Überdruck. Die Temperaturen liegen in einem Bereich ab 100°C, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 100°C bis 140°C. Die erhöhte Temperatur dient der Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit.
  • Der Überdruck beträgt vorzugsweise 1 bar bis 2 bar. Bei einem geringeren Überdruck als 1 bar ist die Verkürzung der Heißverdichtungszeit nicht so signifikant, dass sich der zusätzliche Anlagenaufwand für die Druckerzeugung lohnen würde. Überdrücke von mehr als 2 bar haben den Nachteil, dass sich der anlagentechnische Aufwand durch die hohen wirkeneden Kräfte unverhältnismässig erhöht. Der optimale Betriebsdruck muss je nach den verwendeten Chemikalien, Substraten und Schichdicken ermittelt werden.
  • Diese Heißverdichtung kann bei in verschiedenen pH-Bereichen durchgeführt werden. Bei einer bei einer bevorzugten Ausführungsform liegen die pH-Werte im Bereich von 6,0 bis 7,0. Dagegen ergeben sich pH-Werte im basischen Bereich bei einer silikatischen Verdichtung, da die gelösten Silikate basisch sind.
  • Das Verdichtungsbad enthält vollentsalztes Wasser. Es können bekannte Tenside zugegeben werden. Zur Erhöhung der Beständigkeit im alkalischen Bereich können zusätzlich glasartige Substanzen eines oder mehrerer solcher Alkalisilikate in die Deckschicht eingebracht werden. Diese glasartigen Substanzen werden vorzugsweise als wässerige Lösung in Konzentrationen von 5 bis 20 g/l in das Heißverdichtungsbad eingebracht.
  • In diesem Fall zeigen die so verdichteten Teile bei einem Test in einem sauren Medium mit einem pH-Wert von 1,0 für 10 Minuten und einem nachgeschaltetem Test in einem alkalischen Medium bei einem pH-Wert von 13,5 für 10 Minuten keinerlei Angriff.
  • Die Verdichtungzeit beträgt bei einer erfindungsgemäßen Heißverdichtung bei 1 bar Überdruck und Temperaturen von 120°C pro 1 μm Schichtdicke der Anodisationsschicht zwischen 0,5 bis 3 min. Vergleicht man dies mit der bekannten Heißverdichtung ohne Druckanwendung, wo die Verdichtungszeit pro 1 μm Schichtdicke der Anodisationsschicht zwischen 2 bis 6 min liegt, so wird die Reduzierung der Verdichtungszeit deutlich.
  • Die erfindungsgemäße Heißwasserverdichtung wird an Stelle einer bekannten Heißwasserverdichtung vorgenommen. Es werden, wie bereits beschrieben, die Durchlaufzeiten von Bauteilen in einer Eloxalanlage reduziert und gleichzeitig die Güte der Verdichtung verbessert. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielte Verdichtungsschicht ist lückenlos und reicht bis auf den Boden der Poren der Eloxalschicht. Damit wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine sehr homogene Versiegelung der Poren mit Aluminiumoxidhydrat erreicht. Die konventionelle bekannte Heißwasserverdichtung erreicht dieses Ziel nicht oder nicht immer, u. a. aufgrund von prozessinherenten Restmengen an Chemikalien, z. B. Säuren aus dem Glänzbad, die sich in den Kapillarböden der Poren sammeln können und die nicht verdrängt sondern eher in der Schicht eingeschlossen werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Verdichtungsmedium, z. B. vollentsalztes Wasser oder bei Zugabe von Alkalisilikaten auch diese, durch den Druck verbessert in die Poren eingetragen. In den Poren abgelagerte Restmengen an Behandlungssubstanzen, die durch die verschiedenen Spülprozesse nicht entfernt wurden, werden verdrängt oder assimiliert. Durch die mögliche erhöhte Prozeßtemperatur oberhalb von 100°C, der üblichen Siedetemperatur des Wassers bei Normaldruck, wird zudem die Reaktionsgeschwindigkeit und -vollständigkeit erhöht. So lassen sich die Verdichtungszeiten von ca. 1–3 min/μm erreichen, was einer Verkürzung um bis zu 50% entspricht.
  • Vergleichsbeispiel 1a:
  • Ein Aluminiumblechstück mit den Maßen 40 × 100 × 2 mm aus einer A199,9Mg0,8-Legierung wird mechanisch poliert und in bekannter Weise chemisch vorbehandelt.
  • Anschließend wird während einer Gleichstrom-Schwefelsäurebehandlung eine anodisch erzeugte Oxidschicht auf diesem Stück erzeugt. Die Schichtdicke liegt bei 7 μm. Nach dem Spülen des Bauteils A wird die poröse Oxidschicht einem Kaltsealingschritt unterzogen.
    Temperatur: 28–32°C
    pH-Wert: 6,2–7,0
    Sealingzeit: 4–8 min
    Zusatz: 4–8 g/l Verdichtungsmittel (Sealingsalz mit Nickelfluorid),
  • Durch eine Heißwasserverdichtung erfolgt ein Nachverdichten.
    Temperatur: 95–100°C
    pH-Wert: 6,2 ± 0,2
    Sealingzeit: 21 min
    Verdichtungsbad: vollentsalztes Wasser
    2–3 ml/l Belagverhinderer
  • Vergleichsbeispiel 1b:
  • Ein gleiches Aluminiumblechstück wird wie im Vergleichsbeispiel 1a behandelt, wobei sich nur die Heißverdichtung unterscheidet,
    nämlich eine erste Heißwasserverdichtung bei folgenden Bedingungen:
    Temperatur: 70–80°C
    pH-Wert: 5,7 ± 0,3
    Sealingzeit: 3 min
    Verdichtungsbad: vollentsalztes Wasser
    15–20 g/l.Nickelacetat
    und eine zweite Heisswasserverdichtung zum Nachverdichten bei folgenden Bedingungen:
    Temperatur: 95–100°C
    pH-Wert: 6,2 ± 0,2
    Sealingzeit: 21 min
    Verdichtungsbad: vollentsalztes Wasser
    2–3 ml/l Belagverhinderer
  • Erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel 1:
  • Ein gleiches Aluminiumblechstück wird wie im Vergleichsbeispiel 1 behandelt, wobei sich nur die Heißverdichtung unterscheidet.
  • Es schließt sich die neue Heißwasserverdichtung an, welche unter folgenden Bedingungen vorgenommen wird:
    Temperatur: 120°C
    Druck: 1 bar Überdruck
    pH-Wert: 6,2 ± 0,2
    Sealingzeit: 14 min
    Verdichtungsbad: vollentsalztes Wasser
    2–3 ml/l Tensidgemisch (Belagverhinderer)
  • Vergleicht man die Heißwasserverdichtungszeiten, so wird die vorteilhafte Reduzierung der Behandlungszeit von 21 min bzw. 24 min auf 14 min deutlich.
  • Vergleichsbeispiel 2:
  • Ein Aluminiumblechstück mit den Maßen 40 × 100 × 2 mm aus einer A199,9Mg0,8-Legierung wird mechanisch poliert und in bekannter Weise chemisch vorbehandelt. Anschließend wird während einer Gleichstrom-Schwefelsäurebehandlung eine anodisch erzeugte Oxidschicht auf diesem Stück erzeugt. Das Bauteil B wird zusätzlich einem elektrolytischen und adsorptiven Färbeverfahren zugeführt. Die Schichtdicke liegt bei 15 μm. Nach dem Spülen des Bauteils wird die poröse Oxidschicht einem Kaltsealingschritt wie im Vergleichsbeispiel 1 unterzogen.
  • Durch eine Heißwasserverdichtung erfolgt ein Nachverdichten.
    Temperatur: 95–100°C
    pH-Wert: 6,2 ± 0,2
    Sealingzeit: 45 min
    Verdichtungsbad: vollentsalztes Wasser
    2–3 ml/l Belagverhinderer
  • Erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel 2:
  • Ein gleiches Aluminiumblechstück wird wie im Vergleichsbeispiel 3 behandelt, wobei sich nur die Heißverdichtung unterscheidet.
  • Es schließt sich die neue Heißwasserverdichtung an, welche unter folgenden Bedingungen vorgenommen wird:
    Temperatur: 120°C
    Druck: 1 bar Überdruck
    pH-Wert: 6,2 ± 0,2
    Sealingzeit: 30 min
    Verdichtungsbad: vollentsalztes Wasser
    8 g/l Natrium- und Kaliumsilikatgemisch
    0,2–0,3 ml/l Tensidgemisch
  • Vergleicht man die Heißwasserverdichtungszeiten, so wird die vorteilhafte Reduzierung der Behandlungszeit von 45 min auf 30 min deutlich.
  • Vergleichsbeispiel 3:
  • Ein Aluminiumblechstück mit den Maßen 40 × 100 × 2 mm aus einer A199,9Mg0,8-Legierung wird mechanisch poliert und in bekannter Weise chemisch vorbehandelt. Anschließend wird während einer Gleichstrom-Schwefelsäurebehandlung eine anodisch erzeugte Oxidschicht auf diesem Stück erzeugt. Die Schichtdicke liegt bei 7 μm. Nach dem Spülen des Bauteils wird die poröse Oxidschicht einem Kaltsealingschritt wie im Vergleichsbeispiel 1 unterzogen.
  • Durch eine Heißwasserverdichtung erfolgt ein Nachverdichten.
    Temperatur: 94–100°C
    pH-Wert: 10,4–10,8
    Sealingzeit: 21 min
    Verdichtungsbad: vollentsalztes Wasser
    8 g/l Natriumsilikat
    0,2–0,3 ml/l Tensidgemisch
  • Erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel 3:
  • Ein gleiches Aluminiumblechstück wird wie im Vergleichsbeispiel 4 behandelt, wobei sich nur die Heißverdichtung unterscheidet.
  • Es schließt sich die neue Heißwasserverdichtung an, welche unter folgenden Bedingungen vorgenommen wird:.
  • Es schließt sich die neue Heißwasserverdichtung an, welche unter folgenden Bedingungen vorgenommen wird:.
    Temperatur: 120°C
    Druck: 1 bar Überdruck
    pH-Wert: 10,4–10,8
    Sealingzeit: 14 min
    Verdichtungsbad: vollentsalztes Wasser
    8 g/l Natrium- und Kaliumsilikatgemisch
    2–3 ml/l Tensidgemisch
  • Vergleicht man die Heißwasserverdichtungszeiten, so wird die vorteilhafte Reduzierung der Behandlungszeit von 21 min auf 14 min deutlich.
  • Da Wasser bekanntermaßen unter Druck einen höheren Siedepunkt hat als unter Normalbedingungen, kann die erfindungsgemäße Verdichtung bei Temperaturen von 100°C oder höher vorgenommen werden, wodurch sich die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht, wodurch die der Verdichtung zugrunde liegende Reaktion schneller und zudem noch vollständiger abläuft. Durch den beaufschlagten Druck ergibt sich eine verbesserte und homogenere Verdichtung. Eventuell in den Poren der Anodisierschicht verbliebene Reste von Behandlungsmedien werden besser verdrängt und stellen somit am fertigen Produkt keine lokalen mikroskopischen Verdichtungsfehler dar, die als Schwachstellen hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit wirken. Bei dem erfindungsgemäßen Beispiel 3, der silikatischen Verdichtung, wird die während der Heißwasserverdichtung zugegebene glasartigen Substanz durch den Druck und die Temperatur besser in die Poren der Oxidschicht eingebracht und/oder auf der Oxidschicht aufgebaut.
  • Test auf Wärmerissbeständigkeit:
  • Alle Bauteile sowohl der Vergleichsbeispiele als auch der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele werden 60 min bei 100°C gelagert. Alle Bauteile zeigen optisch keine Wärmerisse.
  • Test auf Säureresistenz und kombinierte Säure-/Wärme-/Alkalibelastung:
  • Alle Baurteile werden 5 Zyklen des Kesternichtests nach DIN 50018 KFW 2,0S unterworfen. Danach weist kein Teil optische Veränderungen auf. Die erfindungsgemäßen Bauteile weisen bei einem Test nach der Norm TL 182 der Volkswagen AG, nämlich einer Behandlung über 10 Minuten in einem sauren Medium, welches einen pH-Wert von 1,0 aufweist, einer anschließenden Warmauslagerung und einem 10-minütigen Eintauchen in einem Medium mit pH-Wert von 13,5 auch keine Veränderungen auf. Den Test bestehen auch die Bauteile der Vergleichsbeispiele 1b und 3, jedoch nicht wenn vorher bereits ein Abriebtest vorgenommen wurde. Im Gegensatz dazu bleibt auch bei einem vorhergehenden Abriebtest die Schutzwirkung bei den erfindungsgemäß behandelten Bauteilen erhalten, da hier nicht die Schutzwirkung nicht nur auf der Oberfläche, sondern auch in den Poren aufgebaut wird. Die Bauteile der Vergleichsbeispiele 1a und 2 fallen bei diesem test komplett aus.
  • Test auf Resistenz gegenüber salzhaltigen Medien:
  • Alle Bauteile werden einem Salzsprühtest nach DIN 50017 SS über 480 h ausgesetzt. Danach weist kein Teil optische Veränderungen auf.
  • Test auf Alkaliresistenz:
  • Alle Bauteile werden in einer alkalischen Prüflösung mit einem stöchiometrisch eingestellten pH-Wert von 13,5 bei Temperaturen von 18–20°C für 10 min gelagert. Die alkalische Prüflösung besteht aus einer 0,317 molaren Lösung, bei der in 11 Lösung
    12,7 g Natriumhydroxid
    4,64 g Natriumphosphat-Dodecahydrat (entspricht 2 g Natriumphosphat)
    0,33 g Natriumchlorid
    und Rest destilliertes Wasser enthalten sind.
  • Die erfindungsgenäßen Bauteile und die Bauteile aus dem Vergleichsbeispiel 1b und 3 zeigen nach 10 min keine oder wegpolierbare Veränderungen. Die Eloxalschicht ist bei praktisch unveränderter Schichtdicke gegenüber dem Ausgangszustand nicht geschädigt.
  • Das Bauteil aus dem Vergleichsbeispiel 1a verändert sich nach 4 min und das Bauteil aus dem Vergleichsbeispiel 2 nach 3–4 min. Die transparente Verdichtungsschicht wird trübe, teilweise ist die Eloxalschicht nach der gesamten Prüfdauer von 10 min komplett entfernt.
  • Test auf Alkaliresistenz nach vorheriger mechanischer Belastung:
  • Die Bauteile aus dem Vergleichsbeispiel 3 und den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen 1, 2 und 3 werden durch eine Vorrichtung nach Amtec-Kistler geführt, die eine Waschstrassensimulation darstellt. Dabei werden 10 Doppelhübe auf die Oberfläche jedes Bauteils ausgeübt. Anschließend werden die Bauteile in der oben beschriebenen alkalischen Prüflösung mit einem gemessenen pH-Wert von 13,5 bei Temperaturen von 18–20°C für 10 min gelagert.
  • Das Bauteil aus dem Vergleichsbeispiel 3 und die Bauteile aus den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen 1 und 3 zeigen nach 10 min eine geringfügige, durch Polieren fast gänzlich reversible Veränderung. Das Bauteil nach dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel 2 besteht den test bei einem pH-Wert von 12,5, wogegen das Vergleichsbeispiel 2 den test bei einem pH-Wert von 11,5 besteht.
  • Alle Bauteile können als Zierteile oder Funktionsteile eingesetzt werden, da sie eine wärmerissbeständige und korrosionsbeständige Oberfläche aufweisen. Die erfindungsgemäß behandelten Bauteile zeigen gleich gute oder bessere Eigenschaften wie die in Vergleichsverfahren behandelten Bauteile. Die zum Teil besseren Eigenschaften bei den erfindungsgemäßen Bauteilen werden aufgrund der verbesserten Verdichtung erreicht. Die erfindungsgemäß behandelten Bauteile werden in einersignifikant kürzeren Prozeßzeit erhalten.
  • Mit den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Bauteilen stehen Zierteile mit hoher Verdichtungsqualität, insbesondere hoher Korrosionsbeständigkeit bei gleichzeitig verkürzter Prozeßzeit des Eloxalprozesses zur Verfügung.
  • Die Erfindung ist nicht auf die im Ausführungsbeispiel beschriebenen Verfahrensbedingungen beschränkt. Diese können entsprechend dem Anwendungszweck des Bauteils variiert werden. So kann beispielsweise die Schichtdicke der Anodisationsschicht eines Zierteils zwischen 2 und 30 μm liegen, wodurch sich Behandlungszeiten verändern.
  • Durch die verbesserte Verdichungsqualität bei reduzierter Przozeßzeit lässt sich die Kapazität einer Eloxalanlage durch schnellere Durchlaufzeiten der zu behandelnden Bauteile erhöhen. Der Heißverdichtungsschritt ist üblicherweise der im Gesamtverfahren am längsten dauernde Schritt, so dass bei nach bekannten Verfahren aufgebauten Eloxalanlagen mehrere Heißverdichtungsbecken vorgesehen werden. Mit einer schnelleren Heißverdichtung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können weniger Heißverdichtungsbecken in einer Eloxalanlage vorgesehen werden. Demgegenüber steht der erhöhte anlagentechnische Aufwand für eine Verdichtung unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur. Die Energiebilanz ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die reduzierten Durchlaufzeiten trotz der erhöhten Energieeinbringung günstig.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1407935 A1 [0003]
    • - DE 102007057777 [0005]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - DIN 50018 [0039]
    • - Norm TL 182 [0039]
    • - DIN 50017 SS [0040]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Verdichten eines Bauteils aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung mit einer durch Anodisation auf der Oberfläche des Bauteils gleichmäßig erzeugten Oxidschicht mit einer Schichdicke von 2 bis 30 μm, umfassend zumindest den Schritt: – Heißverdichten des Bauteils in einem Bad aus vollentsalztem Wasser bei Temperaturen von mindestens 100°C und bei Anwendung von Überdruck für eine Zeit von mindestens 1 min.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Heißwasserverdichtung zusätzlich ein Kaltsealing des Bauteils in einem Bad aus vollentsalztem Wasser, vorzugsweise unter Zugabe eines Nickelfluorid enthaltenen Verdichtungsmittels, bei Temperaturen von 25 bis 35°C und pH-Werten von 6 bis 7 für eine Zeit von mindestens 4 min vorgenommen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Temperaturen von 100 bis 140°C angewendet werden, vorzugsweise Temperaturen von 100 bis 120°C.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überdruck von 1 bar bis 2 bar angewendet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißwasserverdichtungszeit 0,5 bis 3 min je μm Schichtdicke der anodisierten Oxidschicht beträgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Heißwasserverdichtungsbad zur Erzielung einer besonders hohen Alkaliresistenz eine glasartige Substanz zugegeben wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als glasartige Substanz, eine Verbindung eines oder mehrerer Alkalisilikate dem Heißwasserverdichtungsbad, vorzugsweise Natriumsilikat und/oder Kaliumsilikat, besonders bevorzugt als wässrige Lösung in einer Konzentration von 8 bis 16 g Silikat pro Liter vollentsalztes Wasser, zugesetzt wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißwasserverdichtung bei pH-Werten von 10 bis 11, vorzugsweise bei pH-Werten von 10,4 bis 10,8 durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil nach dem Anodisieren und vor dem Verdichten einem elektrolytischen und/oder adsorptiven Färbeschritt unterzogen wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Heißwasserverdichtungsbad ein oder mehrere Tenside zugesetzt werden.
DE102008023079A 2008-05-09 2008-05-09 Verfahren zum Verdichten eines Bauteils aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung Withdrawn DE102008023079A1 (de)

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