DE69820888T2

DE69820888T2 - Beschichteter aluminium werkstoff

Info

Publication number: DE69820888T2
Application number: DE69820888T
Authority: DE
Inventors: Eric Barlow; Mark Foster; Chris Pargeter; Karl Peter LIMBACH
Original assignee: Alcan International Ltd Canada
Current assignee: Novelis Inc Canada
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: EP1407832A3; EP1021256A1; EP1407832A2; DE69820888D1; ATE257043T1; ES2209211T3; CA2307378A1; JP2001519482A; EP1021256B1; US6905775B1; GB9721650D0; KR20010031101A; AU9451498A; WO1999019086A1

Description

Es gibt einen großen Markt für angestrichenes Aluminiumblech, sowohl für die Verwendung in der Architektur als auch für die Verwendung bei Kfz. Es gibt ebenso einen großen Markt für lackiertes Aluminiumblech für die Verwendung als Dosenmaterial. In allen diesen Anwendungen ist die Adhäsion der organischen Beschichtung (typischerweise Anstrich, Lack oder Kleber) an das Aluminiummetall möglicherweise nicht ausreichend. Unterschiedliche Oberflächenvorbehandlungen wurden vorgeschlagen und werden in großem Umfang verwendet, um eine derartige Adhäsion zu verbessern:

– Ein anodischer Oxidfilm wird auf der Aluminiumoberfläche ausgebildet. Insbesondere wenn in einem Elektrolyten auf Phosphorsäurebasis anoOberfläche des anodischen disiert wird, kann die äußere Oxidfilms extrem rauh sein, Fasern oder Whisker eingeschlossen, um so einen ausgezeichneten mechanischen Schlüssel für die anschließend aufgebrachten organischen Schichten zu bilden.
– Adhäsionsförderer sind eine Materialklasse, die zur Verbesserung der Adhäsion organischer Beschichtungen auf ein darunter liegendes Metallsubstrat verwendet wurden. Ein Beispiel ist Polyacrylsäure. Eine Chrom-Fluorid-Phosphat-Vorbehandlung wurde unter dem Handelsnamen Accomet C erfolgreich vermarktet. Andere ähnliche Behandlungen enthalten Fluoridanteile und andere Übergangsmetalle. Solche Vorbehandlungen können als Adhäsionsförderer wirken und ebenso Korrosionsbeständigkeit bieten.

Adhäsionsförderer wurden im allgemeinen auf das blanke Metall aufgebracht. Diese Erfindung basiert auf der Idee, daß zusätzlich Vorteile erzielt werden können, wenn derartige Adhäsionsförderer auf eine Aluminiummetalloberfläche aufgebracht werden, die nicht blank ist.
So stellt die Erfindung ein Aluminiumwerkstück zur Verfügung mit einem anodischen Oxidfilm auf seiner Oberfläche und einer Beschichtung, die im wesentlichen aus mindestens einem Adhäsionsförderer gemäß Anspruch 1 besteht.
Ein Werkstück ist ein Gegenstand unbestimmter Größe und Form. Während die Erfindung Anwendung finden kann im Zusammenhang mit Extrudaten und anderen Werkstücken ist sie von grundlegendem Interesse im Zusammenhang mit Aluminiumblech, entweder kontinuierlichem Blech in Form einer Rolle oder geschnittenem Blech, welches entweder flach ist oder in geformte Komponenten ausgebildet wurde, z. B. für die Verwendung in der Architektur, bei Kfz oder als Dosenmaterial. Abhängig von der beabsichtigten Anwendung können entweder eine Oberfläche oder beide Oberflächen des Blechs den künstlich aufgebrachten Aluminiumoxid- oder -hydroxidfilm und die Beschichtung aufweisen.
Die Bezeichnung "Aluminium" wird hierin verwendet, um sowohl das Reinmetall als auch Legierungen einzuschließen, in denen Al eine Hauptkomponente ist. Bevorzugt sind Legierungen der 2000, 3000, 5000 und 6000 Serien des Registers der Aluminium Association Inc.
Der Oxidfilm ist ein anodischer Oxidfilm, der z. B. durch Anodisieren des Metallwerkstücks in einem sauren Elektrolyten gebildet wird. Bevorzugte Elektrolyte sind Schwefelsäure und insbesondere Phosphoroxysäuren, einschließlich Phosphorsäure. Die Bedingungen bei der Anodisierung können nach im Fachgebiet wohlbekannten Kriterien ausgewählt werden und so ein anodischer Oxidfilm mit einer rauhen äußeren Oberfläche erzeugt werden. Der künstlich aufgebrachte Aluminiumoxid- oder -hydroxidfilm muß dick genug sein, um Abriebfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu bieten; jedoch nicht so dick, daß er eine Tendenz zum Abblättern oder Zerbrechen besitzt, wenn ein Werkstück, das den Film trägt, in Form gebracht wird; und in einem nachstehend diskutierten bevorzugten erfindungsgemäßen Aspekt nicht so dick, daß die Beschichtung einen solchen elektrischen Widerstand bekommt, daß Punktschweißen unmöglich ist. Bevorzugte Dicken liegen im Bereich 10 bis 200 nm, besonders 15 bis 150 nm, ganz besonders 15 bis 50 nm.
Adhäsionsförderer sind bekannt und werden verwendet, um die Festigkeit der Verklebung zu erhöhen oder häufiger, um die Umweltbeständigkeit der Grenzfläche Substratoberfläche/Kleber gegenüber der Einwirkung von Feuchtigkeit zu erhöhen. Adhäsionsförderer wurden von P. E. Cassidy et al. in Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Development Bd. 11, Nr. 2 (1972), S. 170–7 und von A. J. Kinlock in J. Mat. Sci., 15 (1980), S. 2141–66 auf S. 2159 beschrieben. Kommerzielle Vorbehandlungen (Adhäsionsförderer) schließen Alodine NR1453, Alodine NR2010, Zirkondioxid/Polyacrylsäure, Accomet C und Safeguard 6000 ein, die Ti, Zr, Cr, Mn, Si, F, Polyacrylsäure und substituierte Styrole enthalten.
Ein Adhäsionsförderer kann eine Vorbehandlung sein, die einen oder mehrere Anteile von Cr, Mn, Mo, Si, Ti, Zr enthält. Diese Anteile sind vorzugsweise anorganisch in dem Sinn, daß sie keine Metall-Kohlenstoff (oder Si-C) Bindungen enthalten, obwohl sie zusammen mit organischen Polymeren verwendet werden können. Der Adhäsionsförderer kann ebenso Fluoridanteile oder andere Säureanteile enthalten. Sie können bequem zur Verfügung gestellt werden, indem Fluorzirkonsäure H₂ZrF₆ oder ein lösliches Fluorzirkonatsalz in Wasser aufgelöst werden; alternativ kann eine entsprechende Säure oder ein Salz von Cr, Mn, Mo, Si oder Ti verwendet werden. Cr ist aufgrund seiner Giftigkeit und der Abwasserprobleme vorzugsweise abwesend. Fluorzirkonat (oder ein anderer Fluorkomplex) liegt vorzugsweise in einer Konzentration von 0,1 bis 200 g/l, insbesondere von 10 bis 100 g/l einer Formulierung zur Aufbringung auf ein Aluminiumwerkstück vor.
Im Fall von Cr und Mn tritt wahrscheinlich einige Auflösung eines anodischen Oxidfilms und eine Reduktion des Cr oder Mn durch Al von einer höheren zu einer niedrigeren Oxidationsstufe auf. Im Fall der Formulierungen auf Ti- oder Zr-Basis liegen keine zu ändernden Oxidationsstufen vor. Es wird vermutet, daß die Fluorwasserstoffsäure den anodischen Oxidfilm angreifen kann und eine lokale pH-Veränderung verursacht, was zur Bildung eines Vorbehandlung/Al₂O₃-Gels, gefolgt von der weiteren Abscheidung der Vorbehandlung führt. Diese Vorbehandlungen können in Form von Nichtspülungs-Lösungen aufgebracht werden.
Diese Vorbehandlungsformulierungen auf Basis von Fluorid und Übergangsmetallen können ebenso ein organisches Polymer, wie Polyacrylsäure oder Polyvinylpyrrolidon enthalten. Ob ein solches Polymer vorliegt oder nicht, die Vorbehandlungsbeschichtung wird vorzugsweise in einem Auftragsgewicht von 2 bis 500 mg/m², z. B. 5 bis 100 mg/m², insbesondere 10 bis 60 mg/m² aufgebracht.
Andere mögliche Adhäsionsförderer schließen Siloxane, Polyvinylphenole, Polyacrylsäuren und ihre Salze und Ester, sowie Polyacrylsäure/Zirkondioxid-Mischungen ein. Diese Adhäsionsförderer liegen vorzugsweise in einem Auftragsgewicht von 5 bis 500 mg/m², vorzugsweise 10 bis 500 mg/m² vor. während Adhäsionsförderer wirksam sind, um die Oberflächeneigenschaften der erfindungsgemäßen Aluminiumwerkstücke zu verbessern, wird überraschend gefunden, daß niedrigere Konzentrationen manchmal effektiver sind als höhere Konzentrationen.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung eines Aluminiumwerkstücks bereit, welches die Vorreinigung einer Oberfläche des Werkstücks, die Anodisierung des Werkstücks zur Bildung eines anodischen Oxidfilms auf der Oberfläche, die Aufbringung einer Beschichtung eines Adhäsionsförderers gemäß Anspruch 10 auf den anodischen Oxidfilm und vorzugsweise das Aufbringen einer organischen Schicht auf die Beschichtung des Adhäsionsförderers umfaßt. Die Anodisierung kann in weniger als 60 Sek., z. B. weniger als 10 Sek. erreicht werden und wird vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt. Der Adhäsionsförderer wird vorzugsweise entweder als Nichtspülungs-Beschichtung, z. B. als eine Zusammensetzung, die im wesentlichen aus dem Adhäsionsförderer in einem flüchtigen Bindemittel besteht, das von der Oberfläche des Werkstücks verdampft und dabei einen Film des Adhäsionsförderers zurückläßt, ohne die Notwendigkeit zum Spülen aufgebracht. Oder eine Umwandlungsbeschichtungs-Zusammensetzung kann verwendet werden, die mit dem Substrat, z. B. der künstlichen Oxidschicht, chemisch reagiert und so einen Film des Adhäsionsförderers bildet, der durch Spülen nicht entfernt wird.
In einer Ausführungsform wird ein poröser anodischer Oxidfilm einer Dicke von vorzugsweise 50 bis 200 nm ausgebildet. Wenn Polyacrylsäure oder andere Adhäsionsförderer oben auf den porösen Film aufgebracht werden, füllen diese im allgemeinen die Poren und bilden auf ihnen eine kontinuierliche Schicht. Diese Ausführungsform hat eine überraschend gute Korrosionsbeständigkeit und ist ganz besonders geeignet als angestrichenes Blech für die Verwendung in der Architektur.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Barriereschicht aus einem anodischen Oxidfilm mit einer Dicke von vorzugsweise 20 bis 50 nm ausgebildet. Eine Vorbehandlung, z. B. NR1453 (Adhäsionsförderer), wird darauf aufgebracht; manchmal wird gefunden, daß der anodische Film nach der Aufbringungen der Vorbehandlung dünner ist, er verschwindet jedoch niemals vollständig. Ein Anstrichfilm, z. B. eine leitfähige Anstrichgrundierung, kann über der Vorbehandlung aufgebracht werden, wobei dieser Anstrichfilm so dünn sein kann, daß er das Elektroschweißen erlaubt. Ein Blech gemäß dieser Ausführungsform kann überraschend gute Formungseigenschaften aufweisen und ist ganz besonders geeignet für die Verwendung bei Kfz, wo die aus dem Blech geformten Komponenten durch Kleben mit anderen Komponenten verbunden werden. Aus dem Blech gebildete Komponenten und Aufbauten, die durch adhäsives Aneinanderfügen der Komponenten gebildet werden, können auf einer elektrophoretischen oder elektrostatischen Anstrichlinie angestrichen werden. Grundiertes Aluminiumblech wird für die Verwendung bei Kfz, wo die Gegenwart der Grundierung dem Blech verbesserte Formungseigenschaften verleiht, in großem Umfang verkauft.
Das Aluminiumblech oder andere Werkstücke gemäß der Erfindung trägt auf seiner Oberfläche eine Kompositbeschichtung, die aus einem anodischen Aluminiumoxidfilm und einer Beschichtung besteht, die aus einem Adhäsionsförderer, der auf dem Film aufliegt oder die an die äußere Oberfläche des Films angrenzenden Poren ausfüllt, besteht. Es wird gefunden, daß die Kompositbeschichtung die Adhäsion einer aufgebrachten organischen Beschichtung, wie Anstrich, Lack, Firnis, Email oder Kleber, an das Werkstück verbessert. In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Aluminiumwerkstück zur Verfügung, wo Anstrich, Lack, Firnis, Email oder Kleber vorliegen und auf dem künstlich aufgebrachten Aluminiumoxid- oder -hydroxidfilm und der Beschichtung des Adhäsionsförderers liegen.
Beispiel 1
Bleche von AA6061, 1,2 mm dick, und von AA5182, 1,15 mm dick, wurden in 200 g/l Phosphorsäure bei 90°C für 3 Sekunden bei 3 kA/m² elektrolytisch gereinigt. Die Hälfte dieser Bleche wurde in Phosphorsäure anodisiert und so ein Film mit einer typischen Dicke von 15 bis 50 nm hergestellt. Die Behandlungsbedingungen waren:
Phosphorsäure 200 g/l
Temp: 65°C
Zeit: 0,5 Sek.
Sprühspülung in 30 bis 50 g/l Phosphorsäure, dann entionisiertes Wasser
Trocknen: 120°C für 2 Min.
Nach dem Spülen und Trocknen wurden die blanken und anodisierten Bleche mit Ti, das Nichtspülungs-Vorbehandlung Alodine NR1453 enthielt, bis zu einem Beschichtungsgewicht von 5 bis 15 mg/m², bezogen auf das Gewicht von Ti, beschichtet. Alodine NR1453 enthält F, Zr und Ti und zusätzlich liegt ein Polymer vor (ein Poly(hydroxyphenyl)styrolderivat).
Vergleichsproben wurden hergestellt, indem eine Cr-haltige Nichtspülungs-Behandlung, Accomet C, in herkömmlicher Menge aufgebracht wurde. Nach dem Trocknen wurden die Bleche auf einer Seite mit elektrisch leitfähigem Anstrich auf Epoxybasis Bonazinc 2004 (enthält Al-Pigment) oder Bonazinc 2000 (enthält Al/Zn-Pigmente) beschichtet. Die Beschichtungsdicke war etwa 7 ± 2 μm.
Formbarkeitstests
Die Formbarkeit wurde mit Hilfe eines Erichsen-Kuppeltests BS 3855 gemessen, der so angeordnet war, daß der Anstrichfilm auf der konvexen Seite der Kuppel bei zweiachsigem Zug um 20% ausgedehnt wurde. Dies entspricht einer Höhe der Aufwölbung von 8 mm. Die durch die Kuppel deformierte Beschichtungsfläche wurde gekreuzt schraffiert. Die Stanzseite des Blechs wurde geschmiert. Die Adhäsion im Bereich der Kuppel wurde mit Hilfe des BS 3900 Tests, Teil 2, unter Verwendung eines Klebebands bestimmt. Die Bewertung war wie beim BS 3900 Test, Teil 2, in dem das beste Resultat 0 und das schlechteste 5 ist.
Die Resultate sind in Tabelle 1 angegeben, woraus sich folgendes ergibt:

1. In Abwesenheit eines anodisierten Films war das NR1453 schlechter als Accomet C. Das Leistungsverhalten verbesserte sich allgemein, wenn das Auftragsgewicht verringert wurde.
2. In Gegenwart eines anodisierten Films ergab das NR1453 vergleichbare oder bessere Resultate als Accomet C.

Tests der Verklebung
Wie oben beschrieben hergestellte Bleche wurden durch Kleben miteinander verbunden und mit einem T-Abziehtest überprüft. 25 mm breite Streifen wurden übereinander gelegt und mit einem Epoxykleber XD4600 miteinander verbunden, wobei die beschichtete Seite zum Kleber hin gerichtet war. Die übereinander liegende Verbindung wurde dann mit einer Bewegungsgeschwindigkeit von 20 mm/min des Querbalkens auseinander gezogen.
Bei der anfänglichen Anwendung der Last zum Auseinanderziehen stieg die Last bis zu einem Maximalwert an und fiel dann auf ein konstantes Niveau ab, wenn die Verbindung sich zu trennen begann. Die konstante Last wird bestimmt und muß 7 N/mm der Breite einer Verbindung übersteigen und der Bruchmechanismus im Kleber kohäsiv sein.
Alle mit dem NR1453 waren gleich oder überstiegen 7 N/mm, wenn sie auf einen vorbehandelten anodischen Film aufgebracht wurden und alle versagten durch Kohäsionsversagen innerhalb des Klebers.
Tabelle 1 Bewertung der Grundierung für Kfz – Phase II
Beispiel 2
Die Bedingungen von Beispiel 1 wurden reproduziert, wobei eine Fertigungslinie verwendet wurde, die eine elektrolytische Ätzung und eine Anodisierung unter Bildung einer etwa 20 nm dicken Barriereschicht, auf welche die Vorbehandlung durch Walzbeschichten mit 60 m/min aufgebracht wurde, umfaßt. Erichsen-Testaufwölbungen mit einer Höhe von 8 mm wurden erzeugt. Die Resultate sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Auf beiden Legierungen verbesserte die Gegenwart eines Barrierefilms unter der Vorbehandlung das Leistungsverhalten.
Beispiel 3
Proben von AA6016 T4 in Form von Rollen, 1,2 mm dick, wurden mit einer Geschwindigkeit von 26 m/min durch einen elektrolytischen Reinigungs- und Anodisierungsbereich einer Fertigungslinie geführt. Die Linie enthielt drei Bäder, die jeweils 200 g/l Phosphorsäure mit weniger als 5 g/l gelöstem Aluminium enthielten und wurde unter den nachstehenden Bedingungen betrieben.
Auf die vorbehandelten Rollen wurde ein Adhäsionsförderer Alodine NR1453 (Henkel, enthält Fluortitanat, Fluorzirkonat und Poly(hydroxyphenyl)styrolderivat) mit einer Rate von 10 mg/m² aufgebracht.
Auf die resultierenden Rollen wurde eine Beschichtung einer elektrisch leitfähigen Anstrichgrundierung auf Epoxybasis Bonazinc 2004 (enthält Al-Pigment) mit einer Beschichtungsdicke von etwa 7 μm aufgebracht. Proben des grundierten Blechs wurden den in Beispiel 1 beschriebenen Formbarkeitstests und Tests der Verklebung unterzogen.
Proben, die nur gereinigt worden waren, ergaben beim Erichsen-Kuppeltest ein Ergebnis von 2. Proben, die gereinigt und anodisiert worden waren, ergaben beim Erichsen-Kuppeltest ein Ergebnis von 0, eine wesentliche Verbesserung.
Proben, die nur gereinigt worden waren und solche, die gereinigt und anodisiert worden waren, wurden dem T-Abziehtest unterzogen. Alle Proben bestanden den Test, denn das Versagen der Verbindung war in allen Fällen im Kleber und nicht an der Grenzfläche Kleber/Metall.
Diese Arbeit wurde mit anderen Vorbehandlungen (Adhäsionsförderern) wie gezeigt wiederholt.

– NR2010 (Henkel, Fluortitanat) mit etwa 5 mg/m²
– NR778 (Henkel, Fluorzirkonat) mit etwa 10 mg/m²
– Ammoniumzirkoniumcarbonat/Polyacrylsäure-Reaktionsprodukt mit etwa 10 mg/m²
– Accomet C (Albright & Wilson, CR- und Si-Anteile)
– Safeguard 6000 (Sanchem, Permanganat)
– PT2 (Alcan, Si-Anteile)

Die Erichsen-Kuppelergebnisse (nicht im Detail wiedergegeben) für die gereinigten sowie anodisierten Proben waren allesamt zufriedenstellend (3 oder weniger) und alle gleich oder besser als für die nur gereinigten Proben. In T-Abziehtests waren im wesentlichen alle Defekte klar innerhalb der Kleberschicht, was anzeigte, daß die Verklebung zufriedenstellend war.
Beispiel 4
Aluminiumblech, das für die Verwendung als Verschlußmaterial für Dosen vorgesehen war, wurde in Schwefelsäure auf einer kommerziellen Fertigungslinie, die bei 90 m/min betrieben wurde, anodisiert. Ein Teil des anodisierten Blechs wurde dann mit Polyacrylsäure (MW 60000 PAA) behandelt. Die Platten wurden dann mit zwei weißen externen Polyester-Emails plus Aufdruck-Klarlacken unter Verwendung normaler kommerzieller Praxis stabbeschichtet. 60 mm tief gezogene Ummantelungen wurden aus den lackierten Platten, die mit Castoröl geschmiert waren, hergestellt, erneut gemäß normaler kommerzieller Praxis. Die folgenden Lack-Adhäsionstests wurden durchgeführt.
Auslauftest
An der Verschlußbasis wurde ein kleiner Becher um den Mantelumfang herum ausgedehnt. Die relativen Lackauslaufeigenschaften für jedes experimentelle Substrat wurden bewertet durch Vergleich mit Musterstandards und auf einer Skala von 0 bis 4 eingestuft, wobei der höchste Wert die schlechteste Beschichtungsadhäsion angibt.
Adhäsionsverlust bei gekreuzter Schraffur
An der Verschlußbasis, wo die Beschichtung die stärkste Deformation erfahren hatte, wurden unter Verwendung eines Metallanreißers Gitterlinien durch den Lack in die Platte geritzt. Die Adhäsion des Lacks wurde bewertet durch feste Aufbringung eines Klebebands auf die Gitterlinien, gefolgt von der schnellen Entfernung, und der prozentuale Adhäsionsverlust des Films wurde abgeschätzt und das Leistungsverhalten auf einer Skala von 0 bis 4 eingestuft.
Adhäsion nach dem Autoklavieren
Die Verschlüsse wurden für 30 Minuten in einem Autoklaven in Wasser eingetaucht, das bei 120°C gehalten wurde, und die Adhäsionseigenschaften des Lacks wurden bewertet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Es ist zu sehen, daß PAA das Leistungsverhalten der Beschichtung verbesserte.
Tabelle 3 Lack-Adhäsionseigenschaften
Beispiel 5
Zwei Legierungen wurden bei dieser Arbeit verwendet, nämlich AA3005, welches 0,4 mm dick war, und AA5754, welches 0,95 mm dick war. Platten jeder Legierung wurden durch Behandlung mit Phosphorsäure für 3 Sekunden bei 90°C vorgereinigt. Sie wurden dann in Phosphorsäure bei 65°C unter Verwendung eines Stroms von 3 A anodisiert. In einigen Fällen erhielten die anodisierten Oberflächen ferner eine Behandlung mit Adhäsionsförderern:

– Accomet C, eine kommerzielle Nichtspülungs-Behandlung auf Basis von 6-wertigem Chrom, die Fluorid- und Phosphat-Anteile enthält
– Mischung aus Zirkoniumoxid und Polyacrylsäure, 1 : 1 nach Gewicht
– Polyacrylsäure alleine.

Die vorbehandelten Einzelproben wurden dann angestrichen und gemäß DIN50021-ESS einem Säuresalzspray ausgesetzt. Die in Tabelle 4 unten dargestellten Resultate sind auf einer Skala von 0 bis 5 angegeben, wobei 0 ausgezeichnet, 1 und 2 annehmbar, 3 grenzwertig und 4 und 5 unakzeptabel sind. Die Legierung war hier AA3005. Anstrich A war ein Einschicht-Polyester. Anstrich B war ein Zweischicht-Polyestersystem. Tabelle 4

x: = Test unterbrochen

Die Dicken der anodischen Filme wurden aus TEM-Aufnahmen bestimmt. Die verwendeten Anodisierungsparameter und die resultierenden Dicken der Vorbehandlung sind in der nachstehenden Tabelle 5 zusammengefaßt.
Tabelle 5
Beispiel 6
Platten derselben Legierungen wie in Beispiel 5 verwendet wurden vorgereinigt und dann für 3 Sekunden in Phosphorsäure bei 65°C unter Verwendung eines Anodisierungsstroms von 3 A anodisiert. Die Zeit des Anodisierungsverfahrens wurde so variiert, daß entweder eine 30 nm Barrierschicht oder ein 100 nm vollständig filamentierter anodischer Film hergestellt wurde. Einige anodisierte Platten wurden zusätzlich mit Polyacrylsäure (PAA)- oder Henkel Poly(hydroxyphenyl)styrolderivat (PHS)-Lösungen bei zwei unterschiedlichen Konzentrationen für die Schleuderbeschichtung behandelt. Die behandelten Platten wurden mit einer Basisbeschichtung und einem Klarlack angestrichen, gehärtet und Essigsäuresalzspray-Tests (DIN 50021) ausgesetzt. Die Experimente werden in der folgenden Tabelle 6 zusammengefaßt und die Resultate sind in Tabelle 7 angegeben. Die Befunde können zusammengefaßt werden:

1. Anodisierungs-Vorbehandlungen mit Phosphorsäure ergaben einen schlechten Essigsäuresalzspray-Test unabhängig von der Struktur des anodischen Films.
2. Das Leistungsverhalten beim Essigsäuresalzspray-Test der Anodisierungs-Vorbehandlung mit Phosphorsäure wurde durch anschließende Behandlung mit PAA- oder PHS-Lösungen signifikant verbessert. Eine 2% PAA schleuderbeschichtete Anwendung ergab das beste Leistungsverhalten insgesamt und zwar ohne jegliche Defekte.

Tabelle 6
Tabelle 7
Beispiel 7
0,76 mm dicke Platten aus AA5754 H42 wurden in Phosphorsäure für 3 Sekunden bei 90°C elektrolytisch gereinigt und dann (in einigen Fällen) unter unterschiedlichen Bedingungen, wie in der unteren Tabelle 8 gezeigt, anodisiert. Die behandelten Platten wurden mit einem Adhäsionsförderer schleuderbeschichtet, wie angegeben:

– Accomet C (Albright & Wilson, Cr- und Si-Anteile)
– PAA (Polyacrylsäure)
– PSSA Polystyrolsulfonsäure-Co-Maleinsäure
– PHS Henkel, Poly(hydroxyphenyl)styrolderivat
– Alodine NR1453N (Henkel, Zr-, Ti-Anteile plus PHS)

Die beschichteten Platten wurden angestrichen (Wulf PVDF-1 2923-40 + Becker PK 16-40) und dem Säuresalzspray gemäß DIN 50021-ESS ausgesetzt. Die Tabelle 9 unten zeigt die Resultate.
Tabelle 8
Tabelle 9

Claims

Aluminiumwerkstück, das auf seiner Oberfläche einschließt: einen 10 bis 200 nm dicken anodischen Oxidfilm; und eine Beschichtung auf dem Oxidfilm, welche im wesentlichen aus mindestens einem Adhäsionsförderer besteht, der eines oder mehrere von Cr, Mn, Mo, Si, Ti, Zr und F enthält und gegebenenfalls ein organisches Polymer enthält, wobei das Cr, Mn, Mo, Si, Ti, Zr und F in anorganischer Form vorliegen und wobei der Adhäsionsförderer als eine Nichtspülungs-Beschichtung aufgebracht wird, welches eine Zusammensetzung ist, die im wesentlichen aus dem Adhäsionsförderer in einem flüchtigen Bindemittel besteht, das verdampft und dabei einen Film des Adhäsionsförderers hinterläßt, oder eine Umwandlungsbeschichtung ist, die chemisch mit dem Oxidfilm reagiert und so einen Film des Adhäsionsförderers bildet.
Aluminiumwerkstück gemäß Anspruch 1, wobei der Adhäsionsförderer ein solcher ist, der eines oder mehrere von Cr, Mn, Mo, Si, Ti und Zr enthält.
Aluminiumwerkstück gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das organische Polymer ausgewählt ist aus mindestens einem von Polyacrylsäure und Poly(hydroxyphenyl)styrol.
Aluminiumwerkstück gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der anodische Oxidfilm eine Barriereschicht ist.
Aluminiumwerkstück gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, welches ein Aluminiumblech ist, von dem mindestens eine Oberfläche den anodischen Oxidfilm, den Adhäsionsförderer, sowie eine Anstrichschicht oder einen Kleber, die über dem Adhäsionsförderer liegen, aufweist.
Aluminiumwerkstück gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der anodische Oxidfilm 10 bis 50 nm dick ist.
Aluminiumwerkstück gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung des Adhäsionsförderers in einem Gewicht von 2 bis 100 mg/m² vorliegt.
Aluminiumwerkstück gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, welches ein grundiertes Blech für die Verwendung bei Kfz ist.
Aluminiumwerkstück gemäß Anspruch 5, wobei die Anstrichschicht aus einer elektrisch leitfähigen Anstrichgrundierung besteht.
Verfahren zur Behandlung eines Aluminiumwerkstücks, welches die Vorreinigung einer Oberfläche des Werkstücks, die Anodisierung des Werkstücks zur Ausbildung eines 10 bis 200 nm dicken anodischen Oxidfilms auf der Oberfläche, und die Aufbringung einer Beschichtung auf den anodischen Oxidfilm umfaßt, welche im wesentlichen aus mindestens einem Adhäsionsförderer besteht, der eines oder mehrere von, Mn, Mo, Si, Ti, Zr und F enthält und gegebenenfalls ein organisches Polymer enthält, wobei das Cr, Mn, Mo, Si, Ti, Zr und F in anorganischer Form vorliegen und wobei der Adhäsionsförderer auf den anodischen Oxidfilm in Form einer Nichtspülungs-Beschichtung aufgebracht wird, welches eine Zusammensetzung ist, die im wesentlichen aus dem Adhäsionsförderer in einem flüchtigen Bindemittel besteht, das verdampft und dabei einen Film des Adhäsionsförderers zurückläßt, oder eine Umwandlungsbeschichtung ist, die mit dem Oxidfilm chemisch reagiert und so einen Film des Adhäsionsförderers bildet.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei der anodische Oxidfilm ein Barrierefilm ist.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei das Aluminiumwerkstück Aluminiumblech ist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die vorgereinigte Oberfläche des Blechs kontinuierlich anodisiert wird und so ein anodischer Oxidfilm auf der Oberfläche ausgebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei eine Anstrichschicht oder ein Kleber über der Beschichtung des Adhäsionsförderers aufgebracht wird.