DE877393C

DE877393C - Verfahren zur anodischen Oxydation von Aluminium

Info

Publication number: DE877393C
Application number: DEC724D
Authority: DE
Inventors: Gaston Gabriel Gauthier
Original assignee: Pechiney SA
Current assignee: Pechiney SA
Priority date: 1942-02-19
Filing date: 1943-01-07
Publication date: 1953-05-21
Also published as: CH240808A; FR975553A; GB597049A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die oberflächliche Oxydation von Aluminium und seinen Legierungen unter Bildung einer Überzugsschicht, die hauptsächlich aus Oxyd besteht und deshalb im folgenden kurz als Oxydschicht bezeichnet werden soll.

Die allgemeinen Eigenschaften solcher Schichten sind bekannt; wie man weiß, dienen sie insbesondere zum Schutz gegen korrodierende, auflösende, erodierende Mittel und zur elektrischen oder thermischen Isolation od. dgl.

Es ist bekannt, Schichten von Aluminiumoxyd zu erzeugen, indem man das Metall in einer elektrolytischen Zelle mit einem Bade von Schwefelsäure oder schwefelsauren Salzen oder von beiden behandelt. Grundsätzlich soll im folgenden der Ausdruck schwefelsaures Bad für Bäder, die Schwefelsäure oder schwefelsaure Salze oder beides enthalten, gebraucht werden.

Bis jetzt war anerkannt, daß der Zusatz von Spuren von Halogeniden zu schwefelsauren Bädern dahin wirkt, die Bildung von Oxydationsschichten zu verhindern. Diese werden nämlich durch das Bad in dem Maße, wie sie sich bilden, aufgelöst, so daß man selbst nach ausgedehnter Behandlung, je nach dem gemachten Zusatz von Halogeniden oder Halogenwasserstoffsäuren entweder gar keine Oxydschicht oder Schichten erhält, die zu dünn sind, um brauchbar zu sein. Der Zusatz von Halogeniden zu den Bädern bewirkt also nicht eine Oxydation, sondern eine Art von Beizung, unter Umständen eine Blankbeizung. (Vgl. schweizerische Patentschrift 136 611 und die britische Patentschrift 290 903.)

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß wenn man den zur elektrolytischen Oxydation verwendeten sauren Bädern Halogenwasserstoffsäuren oder Halogenide mit Ausnahme der Fluorwasserstoffsäure und Fluoriden in erheblichen Mengen zusetzt . und die elektrolytische Behandlung mittels Wechselstrom durchführt, starke Oxydschichten gebildet werden, wobei weiter in vorteilhafter Weise mit sehr starken Stromdichten gearbeitet werden kann, so daß ίο Oxydschichten von gegebener Dicke schon nach sehr kurzer Behandlung der Werkstücke in dem Bade erzeugt werden.

Die Halogenwasserstoffsäuren können dem Bade als solche oder in Form von Metallhalogeniden zugesetzt werden. Man kann auch die Halogenwasserstoffsäuren teils als solche, teils im Zustande von Metallhalogeniden zusetzen. "

Bädern mit bis zu 70 Gewichtsprozent Schwefelsäure von 66° Be kann man bis zu 20 Gewichtsprozent Halogenwasserstoffsäuren zusetzen, wobei die entsprechenden Mengen von Halogensalzen, die dieselben Konzentrationen an Halogeniden ergeben, oder Mischungen von Halogenwasserstoffsäuren und Halogeniden, die denselben Bedingungen entsprechen, anzuwenden sind.

Die Halogenide, die die besten Ergebnisse liefern, sind die Alkali- und Erdalkalisalze. Man könnte auch Halogensalze der schwereren Metalle anwenden.

Wie jeder Oberflächenbehandlung, die zum Zweck hat, die Dicke einer natürlichen Oxydschicht künstlich zu vergrößern oder auf Gegenständen von Aluminium oder Aluminiumlegierungen eine künstliche Oxydschicht zu schaffen, geht auch dem neuen Verfahren eine Vorbehandlung der Oberfläche voraus, um dieser z. B. ein künstlerisches Aussehen oder besondere Eigenschaften zu verleihen, wie z. B. sie spiegelnd zu machen. Zu diesem Zweck werden die Stücke z. B. poliert, ziseliert, mit dem Sandstrahlgebläse behandelt oder tief gebeizt. Die Stücke werden sodann sorgfältig gereinigt, um den Polierstaub usw. zu entfernen, der durch die Vorbehandlung ihnen anhaftet oder aus vorhergegangener Behandlung oder Aufbewahrung stammt. Sodann werden sie nach irgendeinem geeigneten Verfahren sorgfältig entfettet, z. B. durch Elektrolyse oder durch einfaches Hindurchführen durch ein alkalisches Bad (Alkalilauge, Sodalösung od. dgl., kalt oder warm). Hierauf werden die Stücke unter Anwendung von Wechselstrom der elektrolytischen Behandlung in den angegebenen Bädern unterworfen.

Um die Bedeutung des Verfahrens erkennen zu lassen, werden im folgenden Vergleichsversuche über den Gang der Elektrolyse beschrieben, bei denen einmal ein gewöhnliches schwefelsaures Bad, also ohne Zusatz, und das andere Mal ein gemäß der Erfindung zusammengesetztes Bad verwendet wird, um beide Male Schichten von gleicher Güte zu erhalten.

Schwefelsaures Bad

Zusammensetzung: 20 .Volumprozente Schwefelsäure von 66° Be, Temperatur des Bades 23⁰. Um eine Schicht von 8 μ Dicke zu erhalten, ist es zweckmäßig, einen Wechselstrom von 1 bis 1,5 Ampere auf ι dm² und einer Spannung von 12 Volt zu verwenden. Dauer des Vorganges 30 Minuten.

Bad gemäß der Erfindung

Zusammensetzung: 20 Volumprozent Schwefelsäure von 66° Be, mit einem Zusatz von

Kochsalz 20 g 1

Chlorkalium 7,5 g > je Liter.

Chlormagnesium 0,5 g J

Badtemperatur: 23°. Wechselstromspannung 12VoIt₁ Stromdichte 14 bis 16 Ampere/dm². Dauer des Vorganges 2 Minuten, Dicke der Schicht 8 μ.

Bei gleicher Dicke der Schichten sind die gemäß der Erfindung erhaltenen bedeutend geschmeidiger als diejenigen, die mit einem nur aus Schwefelsäure bestehenden Bade erhalten werden. Diese größere Geschmeidigkeit kann besonders für die elektrische Isolation von Drähten aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen von Bedeutung werden. Die nach der Erfindung erhaltenen Schichten lassen sich auch besser färben. Dabei sind die anderen physikalischen und chemischen Eigenschaften der mit dem verbesserten Bad erhaltenen Schichten sämtlich mindestens gleich denen der in einem einfach schwefelsauren Bad erhaltenen. Als Anhalt kann dienen, daß die Durchschlagspannungen, die an den in beiden Bädern unter den in den Beispielen angegebenen Bedingungen behandelten Drähten festgestellt wurden, betrugen

für das nur schwefelsaure Bad 90 bis 100 Volt, für das Bad gemäß der Erfindung 150 bis 200 Volt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich nicht allein auf alle Aluminiumlegierungen anwenden, die mit anodischer Oxydation nach einem der üblichen Verfahren behandelt werden können, sondern auch auf Legierungen, die bisher wegen ihres hohen Gehaltes an zusätzlichen Elementen, diesen Verfahren nicht unterworfen werden konnten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur elektrolytischen Oxydation der Oberflächen von Werkstücken auf Aluminium- u° grundlage in schwefelsauren Bädern mit Zusatz von Halogenwasserstoffsäuren oder Halogeniden außer Fluorwasserstoffsäure und Fluoriden, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische Behandlung mittels Wechselstrom bewirkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzte Menge an Halogenwasserstoffsäuren oder Halogeniden bis zu 20 Gewichtsprozent für ein schwefelsaures Bad mit bis zu 70 Gewichtsprozent Schwefelsäure von 66° Be beträgt.

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