DE1941657A1 - Aluminiumlegierung fuer gefaerbte anodische oberflaechliche UEberzugsschichten und Anodisierungsverfahren dafuer - Google Patents

Description

• Aluminiumlegierung filr gefärbte anodisobe oberflächliche Überzugsschichten und Anodisierungsverfahren dafür Die Erfindung bezieht siob auf die Farbanodisierung von Aluminium, insbesondere auf die Verwendung einer Al-Mg-Si-Mn-Legierung in einem Anodisierungsveriabren mit einem wäßrigen Elektrolyten, der Schwefelsäure und eine aromatische Sulfonsäure zur Erseugung eines neutralen grauen anodischen Oxidüberzugs enthält.
• Es ist bekannt, Aluminium farbig zu anodisieren, wodurch in sich gefärbte anodische Oxidschichten entstehen zum Unterschied von farblosen obersohichten, die später gefärbt oder pigmentiert werden. In den US-Patentschriften RE 25 566, 3 143 485 und 3 227 639 zXB. sind Farbanodisierungsverfahren beschrieben, die einen wäßrigen Elektrolyten verwenden, der Sulfationen und gewisse aromatische Sulfonsäuren enthält, beispielsweise Sulfosalizylsäure, Sulfophthalsäure, Sulforesorcinol- und Lignosulfonsäure. Wenn Aluminium als anode in eine elektrischen Kreis, im allgemeinen einem Gleichstromkreis, verwandt wird, der den Elektrolyten enthält, bilden sich in sich gefärbte anodische Oxidschichten in Farben, die von hellem Gold bis schwarz reichen. Dieses Verfahren kann auf praktisch alle Formen von Aluminium angewandt werden, es wird jedoch am meisten auf Bleche und Preßlinge angewandt, insbesondere solche, die für architektonische Zwecke verwandt werden.
• Die Erfindung bezieht sich auf solche in sich gefärbte Schichten, und der Ausdruck "farbanodisieren" oder ein Ausdruck mit einer ähnlichen Bedeutung soll sich auf in sich gefärbte Schichten bezieben.
• Obbleich es sehr leicht ist, im Laboratoriumsmaßstab gefärbte anodische Oxidschichten zu erzeugen, entstehen viele Schwierigkeiten, wenn das Verfahren im großtechnieshen Maßstab durchgeführt werden soll. Unter diesen sahlreichen Schwierigkeiten ist eine, die darin besteht, eine Serie von gefärbten anodisierten Gegenständen zu erzeugen, die zueinander passen. Es ist z. 3. schwierig, reprodusierbar eine Anzahl von anodisch gefärbten Stücken mit dersolæ ben Farbe, Textur und Oberflächenaussehen zu produzieren, mit anderen Worten, mit demselben Erscheinungsbild, so daß swei Stücke, die nebeneinander liegen5 auch zueinander passen. Ein weiteres Problem ist ee, Farben zu erzeugen, die zueinander passen, wenn die Legierungen, die dafür verwandt werden, verschieden sind. Typisch für ein solches Problem ist die Verwendung ferbig anodisierter Bleche als Wände in Verbindung mit farbig anodisierten PreBteilen, die als TUrrahmen, Dekorstionsplatten Feusterträger oder -stürze, Säulenbleche oder dgl. verwandt werden. Selbst eine Serie von Gegenständen, die aus demselben Metall gemacht worden sind, können auf eine Anodisierung verschieden ansprechen aufgrund der verschiedenen Mikrostruktur und der Variationen im Fabrikationsprozeß. Eine Serie von PreBteilea kann durob geringe Differenzen in der Wärmebehandlung des Preßteiles oder des Blockes, aus welchem es geformt ist, abweichen, und diese Differenzen in der Struktur erzeugen verschiedene Erscheinungsformen bei der Anodisierung, obgleich die Blöcke, aus welchen die Preßteile hergestellt wurden, identische Zusammensetzungen haben.
• Ganz allgemein gesagt, es ist schwierig, die dunkler gefärbten anodischen Oxidüberzüge, insbesondere die neutralen Grautöne, au erhalten. Die Aluminiumlegierung 6063 der Aluminum Association of America z. B. ist eine weit verbreitete Legierung, die schwierig durch anodische Oxydation mit dunklen Überzügen su erhalten ist, beispielsweise solchen, die im Bereiche von grau bis schwarz liegen. Die Zusammensetzungsgrenzen der Legierung 6063 sind 0,20 bis 0,60 Silizium, höchstens 0,35 % Eisen, höchstens 0,10 % Kupfer, höchstens 0,10 % Mangan, 0,45 bis 0,90 % Magnesium, höchstens 0,10 % % Zink, höchstens 0,10 % Cbrom, höchstens 0,10 % Titan, andere Elemente höchstens 0,05 %, jeweils und insgesamt höchstens 0,15 %, Rest Aluminium.
• Eine andere Schwierigkeit ist die, daß die Erscheinungsform der Legierung 6063 sehr empfindlich auf die thermische Behandlung anspricht, welober die Legierung vor und während des Stranggießens unterworfen wird. In dieser Hinsicht ist darauf hinzuweisen, daß die Steuerung der thermischen Bedingungen oft sehr schwierig ist. Sogar eine so bekannte Wärmebehandlung, wie sie zur Homogenisierung angewandt wird, kann Schwierigkeiten bewirken, weil es nicht einfach ist, die Erwärmungs- und Abkühlungsgeschwindigkeiten der Blöcke von Chrage zu Charge identisch zu belten. Aus diesem Grund iet die innere metallurgische Struktur von Charge zu Charge verschieden, was wiederum ein unterschiedliches Ansprechen auf die Farbanordisierung mit eiob bringt.
• Die bekannten in sich gefärbten anodischen Oxidschichten sind durch gelbe oder goldene Töne gekennzeichnet.
• Obgleich diese Überzüge sich als außerordentlich erfolgreich in ihrer architektonischen Anwendung erwiesen haben, werden von den Architeckten soit vielen Jahren anodische Oxidschichten gewünscht, die ohne diesen Gelbton erzeugt werden können, d. h. natürliche graue Farbtöne haben.
• Diese gleichmäßigen natürlichen oder schten Graufarben sind desbalb schwierig im großtechnischen Prozeß zu erbalten. Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, derartige Farbttberzüge zu erbalten, aber sie verliefen alle unbefriedigend, und die Bauindustrie verlangt nun Bleche und Teile, die sowohl in ibrem Farbton gleich und dauerhaft sind. Ein solcher Versuch wurde in einem wäßrigen, Schwefelsäure enthaltenden Elektrolyten mit einer Aluminiumlegierung durchgeführt, die 3 bis 8 % Silizium entbielt. Dieses Verfabren zeigte viele Mängel, und die Produkte passen nicht zueinander. Dies ist offensichtlich darauf zurückzuführen, daß Al-Si-Lagierungen auf das Homogenisieren und auf die Gießtemperaturen sehr empfindlich reagieren. Ein weiteres Verfabren anodisiert eine 6351-Legierung in einem Elektrolyten, der Schwefelsäure und eine aromatische Sulfonsäure enthält. Dieae Legierung ist mit Bezug auf die Legierung 6063 sehr sobwierig zu extrudieren, und das anodisierte Produkt zeigt beträchtliche Streifen großen Korns. Eine weitere Schwierigkeit, die bei diesem Verfahren auftritt, ist im Auftreten heller Grautöne zu sehen, die man aber nur bei abnorm boben Badtemperaturen erhalten kann, was zu unerwünschter Korrosion und Abriebfestigkeitseingenschaften des anodischen tbersugs führt. In der französischen Patentschrift. 1 497 831 ist ein Verfabren zur Erzeugung grauer anodischer Überzitge beschrieben, wonach eine Aluminium/ Silizium/Magnesium-Legierung bei einer Temperatur von 5500 C getempert, ertrudiert und dann in einem schwefelsauren Elektrolyten anod-isiert wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Graufarben, die erzeugt werden, von der Wärmebehandlung abhängen, die die Legierung vor der Anodisierung erhält und von der besonderen Legierungszusammensetzung. Wenn die Legierung nicht bei etwa 5500 C getempert wird, entsteht keine Färbung. Eine ähnliche Legierung wie die vorliegende Legierung iet in der französischen Patentschrift 1 470 562 beschrieben.
• Es ist bekannt, daß die instrumentelle Bestimmung einer Farbe eine schwierige Sache ist. Diese Sobwierigkeit wird jedoch aoob durch den Umstand erschwert, daß die Oberflächeneigenschaften der Proben, beispielsweise die Textur, der Glanz und dgl. die instrumentelle Analyse beointriebtigen. Die am häufigsten verwendte instrumentelle Farbbestimmung ist das CIE-System, das ein international anerkanntes Standardsystem für Farbmessungen ist. Des CIE-System war der Höhepunkt auf der International Conference on Illumination und ist im Journal of tbe Optimal Society of America, Vol. 23, Seite 359, (1933), beschrieben. Das System mißt die Reflexion von grtin, gelb und blau der Probe unter Verwendung eines Kolorimeters mit einem Standardspektralwert. Es sei jedoch daran erinnert, daß, wie bei den meisten Farbmeßsystemen auch des CIE-System nicht als genau angesehen werden kann, und daB die danach erbSltlichen Werte nicht als absolute Werte angesehen werden können.
• Theoretisch kann eine neutrale Graufarbe in Ausdrücken eines Gelbfaktors, der 0 iet, definiert werden. Die neutrale Graufarbe, wie sie in der vorliegenden Anmeldung definiert ist, kann im allgemeinen als ein Grau betrachtet werden, dessen Gelbfaktor zwischen +15% und -15% liegt. Für die meisten architektonischen Anwendungen, die ein neutrales Grau verlangen, ist ein Gelbfaktor zwischen +10% und -10% im allgemeinen ausreichend. Die bekannten in sieb gefärbten Oxidschichten, wie sie beispielsweise bei Deal et al. beschrieben sind, haben im allgemeinen einen Gelbfaktor, der gröBer als 20 * ist.
• Der Gelbfaktor ist durch die folgende Gleichung bestimmt Gelbfaktor % = A - B/ G x 100 in der A das Selbreflexionsvermögen, B das Blaureflerionsvermögen und G das Grünreflexionsvermögen unter Verwendung eines Kolorimeters mit einem Standarspektralwert ist. Es wurde gefunden, daß bei in sich gefärbten anodischen Oxidschichten gemäß der vorliegenden Erfindung die A- und O- Werte als äquivalent betrachtet werden können. Somit sind nur die Grün- und Blaureflexionsvermögen zu bestimmen,l so daß sich die Gleichung zu Gelbfaktor % = verändert.
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines weiten Bereiches reproduzierbarer grauer anodischer Oxidschichten auf einer leicht extrudierbaren Aluminiumlegierung des Typs 6063. Die erfindungsgemäß verwandte Legierung ist im wesentlichen eine 6063-Legierung mit kleinen kontrollierbaren Mengen von Mangan, welches zugesetzt ist. Die Kupfer-, Chrom-, Titan-, Zink- und andere Gehalte sollten kleiner als 0,10 % sein, vorzugsweise kleiner als 0,005 %. Die Graufärbung kann über einen weiten Bereich vom hellen Grau bis zum mittleren Grau und zu einem dunklen Grau durob geeignete Justierungen des Gleichstromanodisierungsprogramms verändert werden, und außerdem iet diese Färbung relativ unempfindlich mit Besug auf die besondere Wärmebehandlung, die vor der Anodisierung angewandt wurde. Der Elektrolyt ist eine wäßrige Lösung aus 0,1 bis 2 ffi Schwefelsäure oder einer äquivalenten Menge an Sulfetionsmund aus 0,09 bis 0,60 Grammol/l einer aromatischen Sulfonsäure. Der bevorzugte Elektrolyt zur farbigen Anodisierung einer architektonisch ansprechenden Graufarbe besteht aus einer wäßrigen Lösung, die etwa 65 g/l Sulfosalizylsäure enthält und etwa 6 gil H2S04.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Veriabren zu schaffen, mit dem es möglich ist, neutrale graue anodische Oridsohiohten auf einer leicht ertrudierbaren Aluminiumlegierung zu erzeugen. Die Aluminiumlegierung der Erfindung enthält im wesentlichen 0,30 bis 0,60 % Silizium, 0,10 bis 0,40 % Eisen, 0,20 bis 0,60 % Mangan, 0,40 bis 0,70 % Magnesium, höchstens 0,10 % Chrom, höchstens 0,10 % Zink, höchstens 0,05 % Kupfer, höchstens 0,05 % Titan, andere Elemente als Verunreinigungen bis zu höchstens 0,05 %, jeweils oder insgesamt bis zu 0,15 %, Rest Aluminium. Die hevorzugte Legierung bestebt im wesentlichen aus 0,45 bis 0,55 % Silizium, 0,15 bis 0,25 % Eisen, 0,35 bis 0,45 % Mangan, 0,45 bis 0,55 % Magnesium, höchstens 0,05 * Chrom, höchstens 0,05 % Zink, höchstens 0,03 % Kupfer, höchstens 0,03 % Titan und andere Verunreinigungen, jeweils höchstens 0,03 %, insgesamt nicht mehr als 0,10 %, Rest Aluminium.
• Alle Mischungen oder Gemische in dieser Anmeldung und den Ansprüchen sind Gewichts-%, wenn nicht eine andere Bezugseinbeit angegeben ist. Obgleiob Eisen, Chrom, Kupfer, Zink und Titan im allgemeinen als Verunreinigungen sowohl in der vorliegenden Legierung als auch in der Legierung 6063 angesehen werden, sollen die oben angegebenen Verunreinigungsgrenzen flir die Legierung dieser Erfindung stärker begrensende Bedeutung haben als bei der Aluminiumlegierung 6063.
• Diese scharfen Grenzen ergeben sich aus der Erfindung, daß nämlich die Verunreinigungen die Farbgebung der Legierung auf verschiedene Anodisierungsprogramme schädlich beeinflussen können.
• Obgleich eine Legierung im breiten Bereich der Zusammensetzung, der oben angegeben ist. einen neutralen grauen anodischen Oxidüberzug durch Anodisieren annehmen kann, können starke Veränderungen in dieser Zusammensetzung zu anodisierten Gegenständen führen, die nicht zueinander passen, wenn sie demselben Anodisierungsprogramm unterworfen sind. Um diese Veränderungen im Ansprechen auf das Anodisierungsprogramm auf ein Minimum zu beschränken, ist es unbedingt erforderlich, daß die Zusammensetzung genau in einem bestimmten Bereich gehalten wird, d. h. daß Mangen, Eisen, Silizium und Magnesium nicht stärker von diesem Bereich abweichen sollen als um 0,05 %. Bei den bevorzugten Legierungen tritt keine merkliche Farbsbweichung auf, was auf die engen Lagierungsbereiche zurückzuführen ist.
• Die erfindungsgemäße Legierung ist eine leicht berzu stellende Legierung und mit der Legierung 6063 vergleichbar, mit einer typischen Zugfestigkeit und Streckgrenze, welche der Anwendung dieser Legierung gerecht wird, nämlich mit einer Zugfestigkeit von 2461 kg/on2 und einer Streckgrenze von 2109 kg/cm² mit einer 12 %igen Streckung auf 5,1 um bei einer T6-Temperung.
• Erfindungsgemäß wird die Legierung in Blockform bergestellt bei Temperaturen zwischen 500 und 5800 C, für etwa 4 bis 20 Stunden homogenisiert zu Gegenständen, wie Blech und Stranggußstücken, verformt und dann gemäß der naobrolgenden Beschreibung anodisiert. Für die Extrusion wird die Legierung bei einer Temperatur zwischen 400 und 510° C abgeschreckt, vorzugsweise in einem Kühlluftstrom und dann 1 bis 18 Stunden bei einer Temperatur zwischen 160 und 2000 C altern gelassen, vorzugsweise bei einer Temperatur von 177° C für 6 bis 8 Stunden. Die extrudierten Produkte können in einem natürlich gealterten Zustand verwandt werden (Temper T4), vorzugsweise jedoch werden sie künstlich auf die Spitzenfestigkeitswerte gealtert. Bei den natürlich gealterten Extrusionsstücken ist es schwieriger, einen hellen grauen Farbton zu erzielen. Für Blech wird die Legierung in handelsüblicher Weise gewalzt, a. b. heißgewelst bei einer Temperatur zwischen 400 und 510° C und dann kalt bei einer Temperatur unter 2500 a. Die Elektrolyte, die für das erfindungsgemäße Verfahren verwandt werden, sind im wesentlichen wäßrige Lösungen mit 0,1 bis 2 % Schwefelsäure oder eine äquivalenten Menge an Sulfationen und etwa 0,09 bis 0,60 Grammol/l einer ermetischen Sulfousäure, die mit Hydroryl-, Carboxyl- oder einer Kombination von Hydroxyl- und Carboxylgruppen substituiert ist. Geeignete organische Verbindungen sind s. B. Sulfosalizylsäure, Sulfophthalsäure, Sulforesoroinol- und Lignosulfonsäure.
• Höhere Konzentrationen an Sulfonsäure ergeben neutrale graue Farben, aber ein großer Bereich von Farben, beispielsweise vom hellen Grau bis zum dunklen Grau, ist schwierig zu erhalten, wenn die Konzentration oberhalb 0,50 Grammol/l liegt.
• Iu allgemeinen wird die Farbanodisierung unter Bedingungen erhalten, die für die Farbanodisierungstechnik bekannt sind. Die Temperatur des Elektrolyten kann im Bereiche von nahe seines Gefrierpunktes bis etwa 370 C liegen, die Stromdichte im Bereiche von etwa 0,0108 bis 0,108 A/cm², die Spannung kann zwischen etwa 30 und 130 Volt variieren, während die Zeit so bemessen sein muß, daß die Erzeugung einer Farbe und einer entsprechenden Dicke der Überzugsschicht sichergestellt ist. Im allgemeinen beträgt eie weniger als 120 Minuten. Elektrolyttemperaturen wesentlich oberhalb 500 C führen im allgemeinen zu einer Entsulfonierung der Sulfonsäure und maoben das Bad wertios für die Farbanodisierung.
• Die Anodisierung gebt im wesentlichen so vor sich, daß der im anodisierende Aluminiumgegenstand einer im wementlichen konstanten Stromdichte ftir eine Zeitspanne ausgesetzt wird, bis die Spannung über der elektrolytisohlen Zelle den gewünschten Spitzenspannungswert erreicht. Dann wird dieser Spitzenwert im wesentlichen konstant gebalten, bis die gewünschte Farbe und die erforderliche Sobiobtdioke eingetreten sind. Während der Periode konstanter Stromdichte nimmt der Widerstand der Oxidschicht zu, weil die Oxidschicht wächst, so daß eine Steigerung der Spannung an der Zelle naob und naob erforderlich ist.
• Die Spannung wird solange gesteigert, bis der Spitsenspannungswert erreicht ist, worauf die Spannung bei diesem Wert konstant gehalten wird, so daß die Stromdichte auf einen niedrigeren Wert abfällt. Dieses Verfahren bezeichnet man im wesentlichen als ein Zweistufenanodisierungsverfahren. Bei manchen Anwendungen ist es wUnsobenswert, ein einstufiges Verfahren zu haben, konstante Stromdichtewährend des Anodisierungsprozesses, was bedeutet, daß die Stromdichte auf einem konstanten Pegel gehalten wird, bis die gewünschte Oxidschichtdicke und -farbe vorhanden sind. Das einstufige Verfahren verlangt jedoch außerordentlich hohe Spannung, beispielsweise bis zu 100 Volt.
• Im erfindungsgemäßen Verfahren wird der zweistufige Prozeß bevorsugt. Die Stromdiobte kann zwischen 0,0107 und 0,0538 A/om2 liegen, obgleich die Aufrechterhaltung einer Stromdiobte zwischen 0,0107 und 0,0323 A/cm² zu bevorzugen ist. Die Spitzenspannung kann zwischen 30 und 100 Volt liegen, obwohl Spannungen zwischen 30 und 70 Volt zu bevorzugen sind. Die Temperatur des Bades kann im Bereiche zwischen 15 und 50° C liegen, um einen neutralen grauen Überzug zu erzeugen, jedoch erhält man eine abrieb- und korrosienfestere Beschichtung, wenn die Temperatur des Bades zwischen 15 und 250 C gehalten wird.
• Bei einigen Farbanodisierungsverfahren kann auch Wechselstrom verwandt werden, jedoch ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Gleichstrom oder ein Gleichstrom mit überlagertem Wechselstrom verwendet, um neutrale graue Farben zu erhalten. Alle Schaltungen, die in der Beschreibung beschrieben sind, sind auf gleiche oder variable Ströme bezogen und so definiert.
• Einem Fachmann ist es bekannt, daß es viele Variable gibt, die beim Anodisierungsverfahren eine Rolle spielen, und daß viele verschiedene Anodisierungsverfahren im weeentlioben äquivalente Ergebnisse erzielen, es gibt jedoch verschiedene Grundregeln, die verfolgt werden können.
• Helle Farben z. B. erhält man bei Steigerung der aromatischen Sulfonsäurekonzentration, Steigerung der Schwefelsäurekonzentration, Erhöhung der Temperatur, Verringerung der Stromdichte und Verringerung der Spitzenspannung.
• Dunklere Farben erhält man durch entgegengesetzte Regeln.
• Dae bedeutet aber nicht, daß jede der oben genannten Variablen in den oben genannten Richtungen verändert werden muß, um eine be oder eine dunkle Farbe su erhalten. Im gewerblichen. Betrieb ist die Badzusammensetzung festgelegt, und die Farben werden durch Veränderung der Stromdichte, der Spitzenströmung und der Badtemperatur entwickelt.
• Je höher die Temperatur des Elektrolyten ist, beispielsweise oberhalb 350 C, umso brüohiger scheint der anodische Oxidüberzug su worden, der weniger an der Aluminiumterlage haftet und der die Korrosions- und Abriefestigkeit von Überzügen, die bei niedrigeren Temperaturen erzeugt werden, nicht zeigt. Bei höheren Stromspannungen, d. b. oberhalb 70 Volt, tritt Funkenbildung auf, was eine unerwünschte fleckige Oberflüche ergibt.
• Die höheren Stromdichten und höheren Spannungen führen zur Verringerung der Zeit, die zur Anodisierung einer bestimmten Überzugesdicke erfoderlich ist und für eine bestinte Farbe, aber diese höheren Stromdichten und höheren Spannungen erhöhen auch die Stromenforderungen, die ökonomisch mit dem Zeitfaktor auszugleichen sind.
• Die anodische Oxidschichtdicke ist direkt proportional dem Gesamtstrom, der während der Anodisierung verwendet wird, abzüglich irgendwelchen Stromes, der während der Nichtanodisierung durch elektrochemische Reaktionen, die auftreten, verbraucht wird. Dieser letztere Stromverbrauch kann als konstant angesehen werden. Die bandelsüblichen Anforderungen für anodische Oxidschichten für äußere architektonische Materialien von z. B. 0,7 Mils Minimum in den Vereinigsten Stenten und mindestens 1,0 Nil in din meisten europäischen Ländern bestimmen im allgemeinen die praktischen Grenzen des Gesamtstromes, der während der Anodisierung aufgewandt werden muß. Eine Oxidschiobtdicke zwischen 0,5 und 1,5 wird die meisten Anwendungen erfassen. Aufgrund der Begrenzung der Gesamtstrommenge, die durch die handelsüblichen Anforderungen gegeben ist, ist der Farbbereich, der für eine bestimmte Legierung zur Verfügung steht, stark beschränkt, weil die Farbdichte, d. b. eine helle oder eine dunkle Farbe, ebenfalls durch die Gesamtstrommenge bestimmt wird.
• Somit ist für viele Legierungen ein voller Bereich von hellen, mittelhellen und dunklen Farben im handelsüblichen Rahmen nicht zu erhalten, weil die Oxiddicke bestimmte Werte haben muß. Mit der vorliegenden Erfindung jedoch kenn eine weite Skale heller, mittelheller und dunkler neutraler grauer Farben bei einer Oxidschichtdicke zwisehen 0,5 und 1,5 Nils erhalten werden, wenn man die Gesamtstrommenge, die durch die Zelle fließt, zwischen etwa 86 und 162 Ab/m² hält. Für Schichtdicken zwischen etwa 0,6 und 1,2 ist eine Gesamtstrommenge zwischen 97 und 140 Ab/m² für das erfindungsgemäße Verfahren ausreichend.
• Nachfolgend werden einige Beispiele aufgeführt, die sur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienen. aus Blöcken mit einer vorzugsweisen Zusammnsetzung, wie oben beschrieben, d.h. mit 0,45 bis 0,55 % Silizium, 0,15 bia 0,25 % Eisen, 0,35 bis 0,45 « Mangan, 0,45 bis 0,55 % Magnesium, weniger als 0,03 % von jeweils Kupfer, Titan, Zink und Chrom und anderen Verunreinigungen von höchstens 0,15 %, Rest Aluminium, wurden Warmverformungsteile hergestellt. Diese Blöcke wurden bei 566° C 12 Stunden lang homogenisiert, mit einer Geschwindigkeit von 2800 C pro Stunden abgekühlt, auf eine Temperatur von 510° C wieder erwärmt und mit einer 500 +-Presse extrudiert. Die Formteile wurden in einem Strom gekühlter Luft nach dem lustreten aus dem Gesenk abgekühlt, geradegerichtet und dann für 8 Stunden bei 177° C gealtert (T6-Temper).
• Beispiel I Mehrere der oben beschriebenen Preßlinge wurden als Anode in einen Elektrolyten eingetaucht, der 65 g/l Sulfosalizylsäure und 6 g/l Schwefelsäure enthielt, eine Temperatur von 250 0 besaß und mit einer Stromdichte von 0,013 A/cm² so lange behandelt, bis die Spitzenspannung von ungefähr 40 Volt erreicht war. Diese Spitzanspannung wurde im wesentlichen konstant solange auftechterhalten, bis eine Gesemtsstrommenge von 107 Ab/m² verbraucht war.
• Die Farbe war ein helles natürliches Grau mit einem Gelbfakter von etwa 3 %.
• Beispiel II Eine andere Gruppe von Preßlingen wurde in denselben Elektrolyten als Inoden eingetaucht und mit einer Stromdichte von 0,0194 A/cm² behandelt, bis die Spannung 50 Volt erreichte. Bei dieser Spannung wurden sie so lange gehelten, bis der Gesamtstromverbrauch 107 Ab/cm² betrug. Die beobschtete Farbe war ein natürliches mittleres Grau mit einem Gelbfaktor von ungefähr 6 %.
• Beispiel III Eine andere Gruppe von Preßlingen wurde in einem ebensolchen Elektrolyten als Anode eingehängt und einer konstanten Stromdichte von 0,0301 A/cm² ausgesetzt, bis die Spannung auf 60 Volt angestiegen war. Bei dieser Spannung wurde sie so lange gehalten, bis ein Stromverbrauch von 107 Ab/m² eingetreten war. Die beobachtete Farbe war ein sehr dunkles Grau mit einem Gelfaktor von etwa 5 %.
• Im allgemeinen sind die in sieb gefärbten anodischen Oxidüberzüge auf gewalztem Blech dunkler als die auf den Preßlingen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der volle Bereich neutraler Grauschichten erhalten werden kann, wenn man den Mangengehalt der Legierung zwischen 0,20 % und 0,45 % hält.

Claims (17)

Patentansprüche

1. Aluminiumlegierung für gefärbte anodische oberfläche Überzugsschichten und Anodisierungsverfahren dafür, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumlegierung im wesentlioben 0,30 bis 0,60 % Silizium, 0,10 bis 0,40 % Eisen, 0,20 bis 0,60 % Mangan, 0,40 bis 0,70 % Magnesium, höchstenz 0,10 % Chrom, höchstens 0,10 % Zink, höchstens 0,05 % Kupfer, höchstens 0,05 % Titan, andere Elemente als Verunreinigungen, jeweils höchstens 0,05 %, insgesamt höchstens 0,15 % und nun Rest aus Aluminium besteht, und daß diese Legierung als Anode in einem Anodisierungsbad, das aus einem wäßrigen Elektrolyten besteht, der 0,1 bis 2 % Schwefelsaure und 0,09 bis 0,60 Grammol/l einer Sulfonsäure enthält, die Sulfonsalizylsäure, Sulfophthalsäure, Sulforesoroinol- und Lignosulfonsäure sein kann, se lange behandelt wird, bis der Gesamtstromverbrauch zwischen 86 und 162 Ab/cm² der Oberfläche des zu behandelnden Gegenstandes betärgt.

2. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anodische Oxidschichtdicke zwischen 0,6 und 1,2 Mils liegt.

3. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch e kennzeichnet, daß die Oxidschicht in einem Eletrolyten gebildet wird, der niobt mehr als 0,50 Grammol/l Sulfonsäure enthält.

4. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodisierung zumindest für die Anfangszeit bei einer im wesentlichen konstanten Stromdichte zwischen 0,0107 und 0,0325 A/cm² durchgeführt wird.

5. Aluminiumlegierung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtstrommenge, die verbraucht wird, zwischen 97 und 140 Ab/m² liegt.

6. Aluminiumlegierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte im wesentlichen solange konstant gehalten wird, bis die Spannung einen Spitzenwert zwischen 30 und 70 Volt erreicht hat, und daß dann diese Spitzenspannung auf einem im wesentlichen konstanten Wert gehaltee wird, bia ein Gesamtstromverbrauch zwischen 97 und 140 Ab/cm² stattgefunden hat.

7. Aluminiumlegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Siliziumgehalt im Bereiche von 0,45 bis 0,55 Gew.-% liegt.

8. Aluminiumlegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisengehalt im Bereiche von 0,15 bis 0,25 Gew.-% liegt.

9. Aluminiumlegierung nach einem der vorhergebenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie nicht mehr als 0,45 Gew.-% Mangan enthält.

10. Aluminiumlegierung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie nicht weniger als 0,35 Gew.-% Mangen enthält.

11. Aluminiumlegierung nach einem der vorhergebenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Magnesium im Bereiche von 0,45 bis 0,55 Gew.-% enthält.

12. Aluminiumlegierung nach einem der vorbergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie höchstens 0,05 Gew.-% Chrom enthält.

13. Aluminiumlegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie höchstens 0,05 Gew.-% Zink enthält.

14. Aluminiumlegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie höchstens 0,03 Gew.-% Kupfer enthält.

15. Aluminiumlegierung nach einem der vorhergebenden Ausprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie höchstens 0,03 Gew.-% Titan enthält.

16. Aluminiumlegierung nach einem der vorhergebenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorhandenen Vorunreinigungen höchstens 0,03 Gew.-%, jeweils und insgesamt höchstens 0,10 Gew.-% ausmachen.

17. Aluminiumlegierung nach einem der vorhergebenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie öaus einem Blech besteht.