DE2609146C3

DE2609146C3 - Verfahren zum elektrolytischen Färben von anodischen Oxidschichten auf Aluminium und Aluminiumlegierungen

Info

Publication number: DE2609146C3
Application number: DE2609146A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Aikawa; Mutsuo Uozu Toyama Hasegawa; Shinji Hayashi
Original assignee: Yoshida Kogyo KK
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1975-03-06
Filing date: 1976-03-05
Publication date: 1978-11-23
Also published as: AU1165176A; GB1527943A; IT1058758B; CA1054089A; AU498474B2; NL7602316A; DE2609146B2; US4042468A; JPS5423664B2; FR2303098B1; MY8000258A; HK12180A; JPS51101740A; NL183470C; FR2303098A1; DE2609146A1; NL183470B

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektrolytischen Färben von anodischen Oxidschichten auf Aluminium oder dessen Legierungen mittels Wechselstrom in Metallsalze enthaltenden Elektrolyten.

Zum elektrolytischen Färben von Aluminium oder Aluminiumlegierungen wird bekanntlich das Grundmetall zur Bildung einer Oxidschicht zunächst anodisch oxidiert und dann einer Elektrolyse mit Wechselstrom oder Gleichstrom in einer Elektrolytlösung unterzogen, die ein Metallsalz wie etwa ein Nickelsalz enthält, während die Poren in der Oxidschicht noch unverschlossen sind. Das Grundmetall wird hierbei durch die elektrolytische Abscheidung von Metall oder Metalloxid in den Poren der aufgebrachten Oxidschicht angefärbt Dieses Verfahren hat in der Großtechnik weithin Eingang gefunden, teils auch deshalb, weil die so erzeugten angefärbten Schichten eine hohe Witterungsbeständigkeit haben.

Die nach dem bekannten Verfahren erzeugten gefärbten Beläge lassen jedoch hinsichtlich der Gleichmäßigkeit allgemein zu wünschen übrig, da besonders bei unregelmäßig geformten Werkstücken die hervorstehenden und eingetieften Partien im Farbton oftmals merklich abweichen. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß die Gleichmäßigkeit der Färbung noch weiter abnimmt, wenn nach der anodischen Behandlung des Grundmetalls eine zu lange Zwischenzeit eingelegt wird oder wenn das Grundmetall nach erfolgter anodischer Behandlung zu lange abgespült wird, insbesondere mit einer Flüssigkeit mit niederem pH-Wert

In der älteren Patentanmeldung 25 38 622 wird für eine gleichmäßige und dauerhafte Färbung eine Oxidschicht auf Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung bereits vorgeschlagen, vor dem Färben der Oxidschicht mittels Gleichstrom in Metallsalze enthaltenden Elektrolyten eine anodische Gleichstrombehandlung des oxidierten Grundmetalls im Färbebad durchzuführen.

Im Gegensatz dazu liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer mittels Wechselstrom durchgeführten Färbung einer anodischen Oxidschicht auf Aluminium oder einer Aluminiumlegierung in Metallsalze enthaltenden Elektrolyten für die Dauerhaftigkeit und b^r> die Gleichmäßigkeit der Färbung zu sorgen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ähnlich wie beim Gegenstand der älteren Patentanmeldung durch eine anodische Gleichstrombehandlung der Oxidschicht im Färbebad ver demfSrbengelöst

Das erfindungsgemäße Färbungsverfahren läuft fan wesentlichen: wie folgt ab; Das Aluminium oder die Aluminiumlegieijung wiird zunächst zur Bildung einer Oxidschicht anodisch oxidiert, worauf die so gebadete Oxidschicht abgespült wird. Während die Poren in dieser Oxidschicht noch, unverschlossen sind, wird das anodisch oxidierte Grundmetall zusammen mit einer Gegenelektrode in eine Elektrolytlösung eingetaucht, und bevor nun die elektrolytische Anfärbung in dieser Lösung erfolgt, wird ein Gleichstrom durch die Lösung geleitet, wobei das. anodisch oxidierte Grundmeta'.l in der Lösung anodisch geschaltet ist Danach wird das Grundmetall in der gleichen Lösung eines Elektrolyts mit Wechselstrom unterzogen, um den eigentlichen Anfärbungsvorgang ablaufen zu lassen.

Unter Gleichstrom sind auch praktisch gleichartige Ströme, beispielsweise die durch Vollweggleichmchtung eines Einphasenwechselstroms oder durch Gleichrichtung eines Dreiphasenwechselstroms erzeugten, zu verstehen!

Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß die elektrolytische Vorbehandlung des anodisch oxidierten Grundmetalls mit einem Gleichstrom eine auffallende Verbesserung in der Gleichmäßigkeit der Anfärbung des Grundmetalls bei der anschließenden Elektrolyse mit Wechselstrom in der gleichen Elektrolytlösung nach sich zieht Diese erhöhte Gleichmäßigkeit der Färbung bleibt unabhängig von der Dauer der Abspülung des Grundmetalls nach der anodischen Behandlung praktisch unbeeinträchtigt Die Elektrolytlösung, mit der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gearbeitet wird, enthält mindestens zwei Metallsalze und erwünschtenfalls eine stark reduzierende Verbindung.

Die obigen und weiteren Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung erschließen sich dem Verständnis im einzelnen aus der folgenden eingehenden Beschreibung, aus den Ausführungsbeispielen und aus den Ansprüchen.

Es ist davon auszugehen, daß es sich bei dem durch das erfindungsgemäße Verfahren anzufärbenden Aluminium und bei den Aluminiumlegierungen um reines Aluminium und um die Legierungen von reinem Aluminium mit einem Element oder mit mehreren Elementen wie etwa Silicium, Magnesium, Kupfer, Nickel, Zink, Chrom, Blei, Wismut, Eisen, Titan und Mangan handelt

Zur anodischen Oxidation von Aluminium oder einer dieser Aluminiumlegierungen kann das Grundmetall zunächst in der üblichen Weise entfettet, abgespült oder einer sonstigen geeigneten Vorbehandlung unterworfen werden. Das vorbehandelte Grundmetall wird dann in der üblichen sauren Elektrolytlösung anodisch geschaltet, die Schwefelsäure, Oxalsäure, Sulfaminsäure od. dgl. enthält, worauf man zwischen dem änodischen Grundmetall und einer als Gegenelektrode ebenfalls in die Lösung eingetauchten Katode einen elektrischen Strom übergehen läßt

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das anodisch oxidierte Grundmetall dann in zwei aufeinanderfolgenden Schritten einer Elektrolyse in ein und derselben Elektrolytlösung unterzogen, die mindestens zwei Metallsalze und erwünschtenfalls eine stark reduzierende Verbindung enthält. Der erste Schritt der Elektrolyse wird vorgenommen, indem man einen Gleichstrom durch die Elektrolytlösung leitet, in der die anodische Oxidschicht anodisch geschaltet ist. Bei

diesem ersten Schritt der Elektrolyse ist mit einer Spannung von etwa 10 bis 50 VoU zu arbeiten, wobei die besten Ergebnisse bei einem Spannungsbetrag von. etwa 15 bis 30 Volt erzielt werden. Die Spannung bleibt nicht langer als etwa fünf Minuten angelegt, wobei sich bestmögliche Ergebnisse bei einer Zeitdauer von etwa 5 bis 60 Sekunden erzielen lassen. Im zweiten Schritt des Elektrolysevorgangs läßt man Wechselstrom mit einer Spannung-in dem Bereich von etwa 5 bis 50 Volt durch die gleiche Lösung übergehen, wobei die besten Ergebnisse bei einem Spannungsbetrag von etwa 10 bis 30 Volt erzielt werden.

Im Zuge der obigenbeiden Elektrolysegänge kann die Oxidschicht mit einem äußerst hohen Grad der Gleichmäßigkeit angefärbt werden, unabhängig, von der Zeitdauer der Abspülung nach der anodischen Behandlung. Darüber hinaus, konnte experimentell festgestellt werden, daß die Anfärbung der Oxidschicht im zweiten Schritt der Elektrolyse nur sehr langsam voranschreitet, wenn das anodisch oxidierte Grundmetall im ersten Elektrolysegang mit einer¹ beträchtlich höheren Spannung als im zweiten Elektrolysegang sowie für eine relativ lange Zeitdauer behandelt wird.

Es ist eine bekannte Erscheinung, daß beim elektrolytischen Anfärben von Werkstücken unter Zuhilfenahme von Wechselstrom an jenen Partien der Werkstücke, die einen leichteren Stromdurchgang erlauben, meistens ein dunklerer Farbton erzeugt wird als an anderen Stellen, wo der Stromdurchgang nicht so leicht erfolgen kann. Die Endpartien der Werkstücke nehmen daher oftmals einen dunkleren Farbton an als die übrigen Bereiche, und falls die Werkstücke unregelmäßig geformt sind; werden die hervorstehenden Partien vielfach dunkler getönt als eingetiefte Partien. Zur Vermeidung dieser Färfcmngsungleichmäßigkeiten hat man sich bislang der Maskierung der Gegeneiektroden bedient, doch ist die Abstimmung der Maskierung sehr beschwerlich.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das anodisch oxidierte Grundmetall nun aber in Aufeinanderfolge zunächst der Elektrolyse mk einem Gleichstrom unterzogen, so daß bei dem anschließenden Schritt der Elektrolyse mit Wechselstrom diejenigen Stellen der Oxidschicht, die einen leichteren Stromdurchgang erlauben, verhältnismäßig schwer anzufärben sind, was aber an den übrigen Stellen nicht der Fall ist, wo der Stromdurchgang von vornherein nicht so leicht erfolgt Dies ist die Grundlage, auf der die Erfindung aufbaut Nach dem Gesagten ist es klar, daß der erste Schritt der Elektrolyse, bei dem mit einem Gleichstrom gearbeitet wird, den gleichen Zwecken dient wie die herkömmliche Maskierung, so daß bei dem zweiten Schritt der Elektrolyse, durchgeführt mit Wechselstrom, eine gewünschte Färbung in gleichbleibender Abtönung sowohl an den Endpartien oder hervorstehenden Stellen des Gegenstandes erzeugt werden kann, die also einen leichteren Stromdurchtritt gestatten, als auch im Mittelteil oder an eingetieften Stellen, wo der Strom nicht so leicht fließt

Bei den obenerwähnten Metallsalzen, die in der Elektrolytlösung eingesetzt werden, kann es sich beispielsweise um die Salze anorganischer Säuren wie etwa Sulfate, Phosphate, Hydrochloride, Chromate und Nitrate verschiedener Metalle handeln, wozu im typischen Fall Nickel, Kobalt, Chrom, Kupfer, Magnesium, Eisen, Cadmium, Titan, Mangan, Molybdän, Calcium, Vanadin, Zinn, Blei und Zink zu rechnen sind; und ferner auch um die Salze organischer Säuren wie etwa Oxalate, Acetate und Tartrate. Zur rascheren Anfärbung soll die Elektrolytlösung mindestens drei solcher Metallsalze enthalten oder mindestens zwei dieser Metallsalze und eine stark reduzierende Verbindung. Die Konzentration des Gesamtanteils von zwei oder mehr gewählten Metallsalzen in der Elektrolytlösung ist in dem Bereich von etwa 5 bis 500 Gramm pro liier zu halten und zur Erzielung bestmöglicher Ergebnisse in dem Bereich von etwa IQ bis 250 Gramm pro Liter.

Bäder stark reduzierenden Verbindung, die erforderlichenfalls zu der Elektrolytlösung hinzugegeben wird, kann es sich um ein Dithionit wie etwa Nairiumdithionit und! Zinkdithionit handeln, um ein Thiosulf at wie etwa Ammoniumthiosulfat, Natrium thiosulfat, Kaliumthiosulfat und Eisenthiosulfat, um ein saures Sulfit wie etwa Natriumhydrogensulfit und Kaliumhydrogensulfit, ferner um schweflige Säure, um ein Sulfit wie etwa Ammoniumsulfit, Natriumsulfit und Kaliumsulfit, um TMpglycGlsäüre und um Thioglycolate wie etwa Airimoniumthio^lycolat Natriumthioglycolat, Kaliumthioglycolat und Lithiumthioglycolat Die Konzentration der jeweils gewählten stark reduzierenden Verbindung in der Elektrolytlösung ist in dem Bereich von etwa0,05 bis 10 Gramm pro Liter zu halten und zur Erzielung bestmöglicher Ergebnisse in dem Bereich von etwa 0,5 bis 3 Gramm pro Liter.

Für gewöhnlich wird die Elektrolytlösung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens weiterhin entweder zumindest mit einer anorganischen Säure wie etwa Schwefelsäure, Salpetersäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Borsäure, Thiocyansäure und Chromsäure oder mit einer organischen Säure wie etwa Oxalsäure, Essigsäure, Propionsäure, Ameisensäure, Weinsäure und Apfelsäure oder mit deren Ammoniumsalzen, Aminosalzen und Iminosalzen versetzt Die Konzentration der jeweils gewählten dieser Substanzen in der Elektrolytlösung ist in dem Bereich von etwa 5 bis 250 Gramm pro Liter zu halten.

Die Gleichmäßigkeit der Anfärbung läßt sich noch weiter verbessern, wenn man die Wechselspannung, mit der im zweiten Elektrolysegang gearbeitet wird, wenigstens einmal im Verlauf der Elektrolyse herabsetzt Der Differenzbetrag zwischen dem Wert der Anfangsspannung und dem der im folgenden erniedrigten Spannung soll sich auf etwa 1 bis 10 Volt belaufen. Die Spannungserniedrigung soll binnen zwei Minuten, vorzugsweise aber etwa 5 bis 60 Sekunden nach der Einleitung des zweiten Elektrolysegangs erfolgen.

Die Poren in der Oxidschicht auf dem Grundmetall, das nach dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren angefärbt worden ist, können in der auch bislang bereits bekannten Weise unter Zuhilfenahme von siedendem Wasser, durch Einwirkung von Chemikalien oder Frischdampf verschlossen werden. Nach dieser Versiegelungsbehiandlung, die aber auch entfallen kann, können die gefärbten Flächen mit einem geeigneten Harzbelag überzogen werden, beispielsweise durch Eintauchen oder elektrophoretische Abscheidung, um so eine Schutzwirkung zu vermitteln.

Das erfindungsgemäflie Verfahren ist im folgenden in mehreren Ausführungsibeispielen noch eingehender beschrieben, die jedoch lediglich der Veranschaulichung oder Erläuterung dienen sollen und nicht in einem die Erfindung einschränkenden Sinn aufzufassen sind. Es sind nachstehend auch einige Vergleichsbeispiele angeführt, die dazu dienen mögen, die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verdeutlichen.

Ausführungsbeispiel 1

Vor der anodischen Behandlung wurde ein Probeköiper in Form eines AJumlniumstrangpreßteils mit den Abmessungen 150x70x13nun in der übBchen Weise entfettet, geätzt und gereinigt. Der-so vorbehandelte Probekörper wurde in einer wässerigen Lösung von 17,5 Gew-% Schwefelsäure anodisch geschaltet, und Ober den anodischen Probekörper und eine in dem Bad als Gegenelektrode geschaltete Aluminiumkathode wurde »o für die Dauer von 35 Minutendme Gleichspannung won 15 Volt angelegt Die Stromdichte belief sich auf 1,2 Ampere pro Quadratdezimeter. Auf dem Probekörper, der dann 12 Stunden in fließendem Wasser abgespült wurde, hatte sich eine Oxidschicht mit einer Stärke von 12 μπα gebildet.

Zurelektroiytischen Färbung des in der obigen Weise anodisch oxidierten Probekörpers wurde ein Gefäß mit einer Länge von 300 mm, einer Breite von 100 mm und einer Höhe von 150mm.verwendet. In dieses Gefäß wurde eine Elektrolytlösung der folgenden Zusammensetzung eingefüllt:

Ausführungsbeispiel 2

Ein AlunümumstrangpreBteil mit den Abmessungen 1:50χ 7Ox Umm wurde nach der gleichen Verfahrensweise wie im Ausfüfarungsbeispiel 1 anodisch oxidiert, wodurch fäne Oxidschicht mti einer Stärke von etwa 12 um gebildet ^yuMe. Deir anodisch oxidierte Probekörper wurde sechs Stunden !unter fließendem Wasser abgespült und dann zwei aufeinanderfolgenden Elektrolysegängen in einer Elektrolytlösung der folgenden Zusammensetzung unterzogen, die in das gleiche Gefäß wie im Ausführungsbeispiel 1 eingefüllt war:

Nickelsulfat (Hexahydrat) 30 g/l Magnesiumsulfat (Heptahydrat) 10 g/l Ammoniumsulfat 35 g/l Ammoniumthiosulfat 1 g/l Borsäure 10 g/l DL-Äpfelsäure 1 g/l

Nickelsulfat (Hexahydrat)	30 g/l
Magnesiumsulfat	10 g/l
Ammoniumsulfat	35 g/l
Borsäure	10 g/l

Der pH-Wert der obigen Elektrolytlösung war 5,6 und ihre Temperatur betrug 20° C

Der in der obigen Weise hergerichtete anodisch oxidierte Probekörper wurde in diese Lösung eingetaucht, ebenso auch eine Kohleelektrode, die in einem Abstand von 250 mm von dem Probekörper angebracht war. Im ersten Elektrolysegang wurde über den anodisch geschalteten Probekörper und die Kohleelektrode für die Dauer von 20 Sekunden eine Gleichspannung von 18,5 Volt angelegt Es wurde dann der zweite Elektrolysegang mit dem Probekörper vorgenommen, indem für die Dauer von sechs Minuten eine Wechselspannung von 12,5 Volt angelegt wurde. Der Probekörper wurde hierbei an beiden Flächen gleichmäßig bronzefarbig getönt also sowohl an jener Fläche, die der Gegenelektrode zugekehrt war, wie auch an der von der Gegenelektrode abgekehrten Fläche.

Die in der obigen Weise erzeugte gefärbte Schicht auf dem Probekörper wurde dann für die Dauer von 30 Minuten einer Versiegelungsbehandlung mit Frischdampf bei einem Druck von 5 bar unterzogen, Bei einem 3000 Stunden andauernden Kurzbewitterungsversuch, der mit dem Probekörper in einem Bewitterursgsapparat vorgenommen wurde, trat keine Veränderung in der gefärbten Schicht ein. Auch durch ein zweistündiges Erhitzen des Probekörpers auf 200° C wurde keine Farbänderung bewirkt, und auch bei einer über 16 Stunden fortgeführten CASS-Prüfung (Sprühversuch mit EssigsäuresaJz unter Kupferbeschleunigung, im folgenden kurz als CASS-Test bezeichnet) blieb der Probekörper unversehrt. Es bestätigte sich somit, daß Aluminium oder tine Aluminiumlegierung mit einer anodischen Oxidschicht nach Anfärbung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren den zu erwartenden Bedingungen beim Einsatz als Konstruktionselement im Außenbau hinlänglich standzuhalten vermag.

Der pH-Wert dieser Elektrolytlösung war 5,6 und ihre Temperatur betrug 30⁰G

Der anodisch oxidierte Probekörper wurde ebenso wie eine Kohleelektrode in die obige Lösung eingetaucht Als erster Schritt der Elektrolyse wurde ein durch Vollweggleichrichtung eines Einphasenwechselstroms erzeugter Gleichstrom für die Dauer von 10 Minuten bei einer Spannung von 26 Volt durch die Lösung geleitet, wobei der anodisch oxidierte Probekörper anodisch und die Kohleelektrode kathodisch geschaltet waren. Der Probekörper wurde dann für die Dauer von fünf Minuten dem zweiten Schritt des Elektrolysevorgangs unterworfen, wobei mit einem Wechselstrom von 16 Volt gearbeitet wurde. Der Probekörper wurde hierbei an beiden Flächen gleichmäßig leicht rötlich-grau gefärbt

Die Poren in der so erzeugten gefärbten Schicht auf dem Probekörper wurden in gleicher Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 verschlossen. Bei einem 3000 Stunden andauernden Kurzbewitterungsversuch in einem Bewitterungsapparat, einem zweistündigen Erhitzungsversuch bei 200°C und beim CASS-Test erbracht der fertige Probekörper die gleichen günstigen Ergebnisse wie der des voraufgegangenen Ausführungsbeispiels.

Ausführungsbeispiel 3

Ein Aluminiumstrangpreßteil mit den Abmessungen 150 χ 70 χ 1,3 mm wurde nach der Verfahrensweise des Ausführungsbeispiels 1 anodisch oxidiert, wodurch eine Oxidschicht mit einer Stärke von etwa 12 μίτΐ gebildet wurde. Der anodisch oxidierte Probekörper wurde 12 Stunden unter fließendem Wasser abgespült und dann zwei aufeinanderfolgenden Elektrolysegängen in einer Elektrolytlösung der folgenden Zusammensetzung unterzogen, die in das gleiche Gefäß wie im Ausführungsbeispiel 1 eingefüllt war:

Nickelsulfat (Hexahydrat)	30 g/l
Magnesiumsulfat (Heptahydrat)	10 g/l
Ammoniumsulfat	35 g/I
Ammoniumthiosulfat	lg/1
Borsäure	10 g/l
Maleinsäure	0,5 g/l

Der pH-Wert dieser Elektrolytlösung war 5,6 und ihre Temperatur betrug 20° C.

Der anodisch oxidierte Probekörper wurde ebenso wie auch ein rostfreies Stahlblech als Gegenelektrode in die obige Lösung eingetaucht. Im ersten Elektrolyse-

gang wurde über den anodisch geschalteten Probekörper und die Kathode aus rostfreiem Stahl eine Gleichspannung von 25 Volt für die Zeitdauer von 20 Sekunden angelegt. Der zweite Elektrolysegang wurde vorgenommen, indem für die Dauer von fünf Minuten mit einem Wechselstrom von 18 Volt gearbeitet wurde. Der Probekörper wurde hierbei an beiden Flächen gleichmäßig tief bronzefarbig getönt.

Die Poren in der so erzeugten gefärbten Schicht auf dem Probekörper wurden in der gleichen Weise verschlossen wie im Ausführungsbeispiel 1. Bei einem 3000 Stunden andauernden Kurzbewitterungsversuch in einem Bewitterungsapparat, einem zweistündigen Erhitzungsversuch bei 200⁰C und beim CASS-Test erbrachte der fertige Probekörper die gleichen günstigen Resultate wie der des Ausführungsbeispiels 1.

Ausführungsbeispiele 4 bis 7

Die in der folgenden Aufstellung genannten stark reduzierenden Verbindungen wurden anstelle des Arnmoniumthiosulfats in der Elektrolytlösung des Ausführungsbeispiels 3 verwendet, um vier verschiedene Elektrolytlösungen anzusetzen.

Ausführungs	Stark reduzierende	Konzen	pH-
beispiel	Verbindung	tration	Wert
		(g/i)
4	Thioglycolsäure	1,5	4,5
5	Ammoniumthioglycolat	1,5	5,6
6	Ammoniumsulfit	2,0	5,6
7	Ammoniumhydrogen	1,0	5,6
	sulfit

Ein Aluminiumstrangpreßteil der obenerwähnten Abmessungen wurde anodisch oxidiert, abgespült und nach der gleichen Verfahrensweise wie im Ausführungsbeispiel 3 in der jeweiligen der obigen vier Elektrolytlösungen einer Elektrolyse in zwei aufeinanderfolgenden Stufen unterzogen. Die Ergebnisse waren in jedem Fall gleichermaßen günstig wie die im Ausführungsbeispie! 3 erwähnten.

Ausführungsbeispiel 8

Zwei Probekörper in Form von Aluminiumstrangpreßteilen mit den Abmessungen 150 χ 70 χ 13 mm wurden nach der gleichen Verfahrensweise wie im Ausführungsbeispiel 1 anodisch oxidiert, wobei Oxidschichten mit einer Stärke von etwa 12 μΐη gebildet wurden. Die anodisch oxidierten Probekörper wurden 12 Stunden unter fließendem Wasser abgespült und dann in zwei aufeinanderfolgenden Schritten einer Elektrolyse in einer Elektrolytlösung der folgenden Zusammensetzung unterzogen, die in das gleiche GefäB wie im Ausfuhrungsbeispiel 1 eingefüllt war:

Nickelsulfat (Hexahydrat) 25 g/1 Magnesiumsulfat (Heptahydrat) 15 g/l Ammoniumsulfat 35 g/l Ammonhimthiosulfat 1 g/l Borsäure 20 g/l

Der pH-Wert dieser Elektrolytlösung war 5,6 und ihre Temperatur betrug 20⁰C

Die beiden anodisch oxidierten' Probekörper, die in der obigen Weise hergerichtet waren, wurden unter Einhaltung eines Abstandes von 10 mm in diese Lösung

eingetaucht, und eine Kohleelektrode wurde in einem Abstand von 250 mm von den Probekörpern angebracht. Im ersten Elektrolysegang wurde für die Dauer von 15 Sekunden über die anodisch geschalteten Probekörper und die Kohlekathode eine Gleichspannung von 24 Volt angelegt. Der zweite Elektrolysegang wurde vorgenommen, indem für die Dauer von 20 Sekunden ein Wechselstrom bei einer Anfangsspanniing von 24 Volt zugeführt wurde, worauf die Wechselspannung auf 16 Volt erniedrigt und der zweite Elektrolysegang noch weitere fünf Minuten fortgesetzt wurde. Alle vier Flächen der beiden Probekörper waren hierauf gleichmäßig bronzefarbig getönt.

Die so erhaltenen gefärbten Schichten auf den Probekörpern wurden dann nach der gleichen Methode wie im Ausführungsbeispiel 1 der Versiegelungsbehandlung unterzogen. Bei einem 3000 Stunden andauernden Kurzbewitterungsversuch in einem Bewitterungsapparat, einem zweistündigen Erhitzungsversuch bei 200"C und beim CASS-Test wurden mit den fertigen Probekörpern die gleichen günstigen Ergebnisse erzielt wie im Ausführungsbeispiel 1.

Vergleichsbeispiel 1

Ein Aluminiumstrangpreßteil der obengenannten Abmessungen wurde nach der Verfahrensweise des Ausführungsbeispiels 1 anodisch oxidiert, wodurch sich eine Oxidschicht mit einer Stärke von etwa 12μηι bildete. Der anodisch oxidierte Probekörper wurde 12 Stunden unter fließendem Wasser abgespült. Zur Elektrolyse wurde das gleiche Gefäß und eine Elektrolytlösung der gleichen Zusammensetzung wie im Ausführungsbeispiel 1 verwendet Der anodisch oxidierte Probekörper wurde für die Dauer von sechs Minuten einer Elektrolyse unterzogen, wobei mit einem Wechselstrom von 12,5 Volt in der Elektrolytlösung gearbeitet wurde, die eine Temperatur von 20° C hatte. Der Probekörper war bronzefarbig getönt, doch war die der Gegenelektrode zugekehrte Fläche merklich dunkler gefärbt als die entgegengesetzte Fläche, worin sich ein auffälliger Gegensatz zu dem Probekörper des Ausführungsbeispiels 1 zeigte, der an beiden Flächen gleichmäßig gefärbt war.

Vergleichsbeispiel 2

Ein Aluminiumstrangpreßteil der obengenannten Abmessungen wurde nach der Verfahrensweise des Ausführungsbeispiels 1 anodisch oxidiert, wodurch sich eine Oxidschicht mit einer Stärke von etwa 12 μΐη bildete. Der anodisch oxidierte Probekörper wurde 12 Stunden unter fließendem Wasser abgespült. Zur Elektrolyse wurde das gleiche Gefäß wie im Ausführungsbeispiel 1 benutzt, in das eine Elektrolytlösung der gleichen Zusammensetzung wie im Ausführungsbeispiel 3 eingefüllt wurde. Der anodisch oxidierte Probekörper wurde für die Dauer von fünf Minuten einer Elektrolyse unterzogen, wobei in der Elektrolytlösung, die eine Temperatur von 20° C hatte, mit einem Wechselstrom von 18 Volt gearbeitet wurde. Der Probekörper wurde

«> hierbei bronzefarbig getönt, doch war die von der Gegenelektrode abgekehrte Fläche in einer auffallend helleren Tönung angefärbt als die entgegengesetzte Fläche, wobei der Farbton der erstgenannten Fläche gegen die Mitte zu noch heller ausfiel. Diese Ergebnisse heben sich stark von denen des Ausföhrungsbeispiels 3 ab, bei dem der Probekörper an beiden Flächen gleichmäßig tief bronzefarbig getönt wurde.

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809647/410

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum elektrolytischen Farben von ' anodischen Oxidschichten auf Aluminium oder s dessen Legierungen mittels Wechselstrom in Metallsalze enthaltenden Elektrolyten, gekennzeichnet durch eine anodische Gleichstrombehandlung der Oxidschicht im Färbebad vordem Färben.

2. Verfahren nach Anspruch L dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Spannung im Bereich von 10 bis 50 Volt gearbeitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstrombehandlung für die Zeitdauer von nicht mehr als fünf Minuten vorgenommen wird.