DE963658C

DE963658C - Verfahren zur Herstellung von Schutzschichten auf Aluminium oder Aluminiumlegierungen unter Verwendung alkalischer Chromatbaeder

Info

Publication number: DE963658C
Application number: DEZ1012D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Zuleger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1941-06-19
Filing date: 1941-06-20
Publication date: 1957-05-09

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 9. MAI 1957

(Ges. v. 15. 7.1951)

Es ist bekannt, Aluminium und Äluminiumlegierungen mit einer chromhaltigen Schutzschicht zu überziehen. Es geschieht dies in der Weise, daß man die betreffenden Aluminiumgegenstände mit einer Lösung von Soda bzw- mitunter auch von Ätznatron und Natriumchromat behandelt Die dabei angewendeten Bäder sind aber solche von verhältnismäßig schwacher Konzentration; denn der Gehalt der Lösung- an festen Bestandteilen liegt nur ewas über 5°/o-

Dieses bekannte Behandlungsverfahren läßt auf dem Aluminium bzw. den Aluminiumlegierungen Schutzschichten aufziehen, die keineswegs restlos befriedigen. Insbesondere bei Verwendung eines kalten Ätznatron-Natriumchromatbades entsteht eine Schicht, die sich nach Abspritzen und Übeiwischen wieder entfernen läßt. Bei Behandlung mit einem Sodachromatgemisch bei Siedetemperatur bilden si* haftfestere Schichten. Daß sie aber noch gewisse Mängel aufweisen, zeigt schon die Tatsache, daß sich Aluminiumkupferlegieirungen auf diese bekannte Weise nicht mit chromhaltigen Schutzschichten überziehen lassen. Es bestehen Nachteile noch insoweit, als die nach dem bekannten Verfahren auf Aluminium oder seinen Legierungen aufziehenden Schutzschichten keine hohe Säurefestigkeit besitzen.

Auch ein Zusatz von Wasserglas zu den. bekannten Bädern stellt diese Mangel nicht ab. Im Gegenteil, das Wasserglas lagert sich mit den

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Schutzschichten ab, so daß die Schichten noch viel leichter von Säuren angegriffen, werden, e;ne geringere Leitfähigkeit aufweisen und Lacke nur ungenügend haften lassen.

Ein weiterer Mangel dieses vorbekannten Verfahrens liegt auch darin begründet, daß die Behandlungs'bäder meist mit Fremdkörpern aus- den Ausgangsmaterialien verunreinigt sind. Diese un-. löslichen Partikelchen der Behandlungsbäder ziehen ίο mit in die Schichten und sind teils mit die Ursache ihres lockeren Aufbaues.

Schließlich muß nach dem vorbekannten Verfahren die Behandlung des Bades, annähernd, bei Siedetemperatur stattfinden. Dadurch entsteht starke schädliche Wasserstoffentwicklung. Außerdem wird die FlUSSIg¹ICeIt im "Laufe der.JBe.handlung immer mehr ausgelaugt. .Durch» Zugabe,-neuer Flüssigkeit oder entsprechender Chemikalien kann aber die gewünschte Verstärkung nicht wieder hergestellt werden. Daher müssen die Behandlungsbäder, wenn sie ausgelaugt sind — ein P,unkt,_ der übrigens schwer zu beurteilen ist — weggeschüttet und -durch neue ersetzt werden. Dies bedeutet eine Unterbrechung des Arbeitsganges und Material- und Zeitverlust.

Es wurde erkannt, daß der verhältnismäßig lockere Aufbau der bekannten Schutzschichten darauf zurückzuführen ist, daß diese auf den stets vorhandenen Oxydschichten der betreffenden AIuminiumgegenstände aufgebaut sind und daher selbst oxydischen Charakter besitzen.

Diese Übelstände- werden durch die Erfindung beseitigt. Gemäß der Erfindung besitzt das alkalische Chromatbad zur Herstellung von Schutzschichten einen Gehalt von etwa 20% Älkalihydroxyd in konzentrierter Form und etwa 8 bis 11 °/o Chromsäure-Anhydrid oder Chromsäure-Bisulfat-Gemisch. Es werden demnach stark mit Na oder K-Ionen und mit Chromionen angereicherte Bäder verwendet. Ein solches Bad bringt den Vorteil, daß man ohne Wärmezufuhr bei einer Temperatur von 18 bis 20° arbeiten kann.

Die starke Konzentration derartiger Bäder beseitigt die auf dem Aluminium bzw. den AIuminiumlegierungen immer vorhandene Oxydschicht, so daß reines Aluminium bzw. eine reine Aluminiumlegierung zur Oberfläche wird, in und auf die sich dann das Chrom mühelos einbaut. Dadurch entstehen besonders haftfeste" Schichten, eben weil sie auf dem eigentlichen Grundmetall und nicht auf der Oxydschicht aufziehen. Dementsprechend besitzen diese auch einen metallischen Charakter.

Gemäß¹ der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, den Behändlungsbädern geringe Mengen Metallsalze, inabesond^re deren Losungen beispielsweise Zinn- oder Zinksalze beizugeben, die die elektrische Leitfähigkeit der Schutzschicht günstig beeinflussen.

Die durch die Badbehandlung gemäß der Erfindung entstehenden Schutzschichten haben eine große Dichtigkeit, die sich auch bei Erwärmung nicht aufschließt. Bei den in den bekannten Bädern behandelten Gegenständen 'bewirkt eine anschließende Erhitzung einen Aufschluß der Schutzschicht, die z. B. dazu verwandt wird, ,die Haftung einer auf zubringenden Farbschicht -zu vergrößern. Der Nachteil dieser Erhitzung liegt aber darin, daß die aufgelockerten Schichten leicht von Säuren angegriffen werden können.

;;-: Eine Erwärmung nach einer Badbehandlung gemaß der Erfindung bewirkt dagegen ein noch dichtere;?.-Zusammenschließen der Poren der Oberflächen.

■■ Die der- Badbehandlung anschließende Erwärmung wirkt sich wie beschrieben günstig auf die Schutzschichten aus, ist aber nicht unbedingt erforderlich.

Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen, die in der ,ejfin^ungsgemäßen Weise mit chromhaltigen Schutzschichten ^versehen sind, zeigen auch kaum eine Minderung ihrer Leitfähigkeit, welche bei unbehandeltem Aluminium durch Korrosionen eintritt.

Daß das Behandlungsbad gemäß der Erfindung den vorbekannten Behandlungsverfahren überlegen ist, ergibt sich unter anderem daraus, daß mit seiner Hilfe auch Aluminium-Kupfer-Legierungen einwandfrei mit einer haftfesten Schutzschicht versehen werden können.

Schließlich ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Badkonzentration darin zu sehen, daß während der Behandlung eine Erhitzung der Flüssigkeit 'auf Siedetemperatur überhaupt nicht notwendig ist. Dadurch entfallen die lästigen Dämpfe, die Kosten der Beheizung und die dazu nötigen Anlagen. Trotzdem sind aber die Behandlungszeiten derartig kurz, daß sogar am laufenden Band gearbeitet werden kann. Dabei besteht der große Vorzug, daß die erfindungsgemäßen Behandlungsbäder infolge ihrer Konzentration sich nicht im Laufe der Zeit auslaugen, sondern fortlaufend weiterverwendet werden können. Es braucht im Bedarfsfälle nur weitere Badflüssigkeit zugegeben zu werden, wenn sich der Badspiegel gesenkt hat. Ist Wasser verdunstet, so braucht nur einfach die entsprechende Menge zugegeben zu werden, die zur Einstellung der normalen Dichte notwendig ist.

Auch kann man' durch Abwandlung der Erfindung, nämlich Änderung der angewandten Mengenverhältnisse in den festgelegten Grenzen, die Struktur der Schichten weitgehend verändern, wozu schon eine Erhöhung oder Erniedrigung der Badkonzentration genügt. Auf diese Weise können glattere oder rauhere,, gelbliche, rötliche, grünliche oder irisierende Schichten erzeugt werden.

Die Erzeugung einer erfiiidungsgemäßen Schutzschicht erfolgt in der Weise, daß die damit zu behandelnden.Gegenstände, "kürze Zeit in das Behandiungsbad eingetaucht werden.- Bereits nach wenigen Minuten bildet sich bei Raumtemperatur eine iao dichte, gut haftbare Schutzschicht. Die Temperatur der Lösung kann praktisch zwischen + io° und + 30⁰ liegen, wobei bei höherer Temperatur die Dauer der Eintauchung kurzer wird. Vorzugsweise kann mit einer Lösungstemperatur von 20 bis 25 ° gearbeitet werden, weil hierbei bei einer Behänd-

lungsdauer von etwa 3 bis S Minuten die Bildung der Schutzschicht hinsichtlich ihrer Dichte und Stärke gut beobachtet werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Alkalisches Chromatbad zur Herstellung von Schutzschichten auf Aluminium oder AIuminiumlegierungen, gekennzeichnet durch einen Gelhalt an etwa 20% Alkalihydroxyd in konzentrierter Form und etwa 8 bis 11 % Chromsäure-Anhydrid oder Chromsäure-Bisulfat-Gemisch.

2. Alkalisches Ghromatbad nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen geringen Gehalt von Metallsalzen, beispielsweise Zinn- oder Zinksalzen.

3. Verfahren zur Nachbehandlung der in alkalischen Chromatbädern behandelten Werkstücke aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Schutzschicht überzogenen Werkstücke nach der Badbehandlung erhitzt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 663 979;
»Aluminium«, 1934, S. 90, 91;
»Korrosion und Metallschutz«, 1936, S. 297 bis 299.