WO2016162201A1 - Method for applying a protective layer to aluminum parts - Google Patents

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WO2016162201A1 PCT/EP2016/056193 EP2016056193W WO2016162201A1 WO 2016162201 A1 WO2016162201 A1 WO 2016162201A1 EP 2016056193 W EP2016056193 W EP 2016056193W WO 2016162201 A1 WO2016162201 A1 WO 2016162201A1
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Alexander-Franz Robert RIEGER
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Franz Rieger Metallveredlung
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    • C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C25D11/24—Chemical after-treatment

Definitions

  • the invention relates to a method for applying a protective layer to aluminum parts and aluminum parts produced by the process.
  • the electrolytic formation of an aluminum oxide layer is usually known in sulfuric acid solutions as a corrosion protection layer on aluminum and aluminum alloys. This process is also known as the so-called anodizing process. Subsequently, a compaction of the anodizing takes place.
  • Anodic coatings on aluminum parts are by nature ceramic, electrically insulating layers, which are produced for reasons of corrosion protection and to achieve a sufficient wear resistance by an electrochemical process.
  • the surface areas of the aluminum material are converted into an oxide layer, which grows out of the base material and thus adherent it is connected.
  • the oxide layer has a pore structure of hexagonal oxide cells with centrally formed pores, which extend down to the base material.
  • the present invention has for its object to improve the protection of aluminum parts, especially against corrosion and wear.
  • the aluminum part is treated in a heated water bath, whereby the pores in the alumina layer are densified.
  • the uncompacted and anodized aluminum parts are treated in the activation bath with alternating current.
  • a metal layer is formed in the pores of the aluminum oxide layer by the metal deposits of palladium particles.
  • Nickel in a nickel bath is then autocatalytically or electrolessly applied to this layer in a galvanic-chemical process. Due to the nickel layer applied to the palladium layer, the underlying aluminum is isolated via the aluminum oxide layer and protected against corrosion because there is no longer any contact between the nobler nickel and the less noble aluminum. At the same time a largely electromagnetic shielding as well as a magnetic shielding is achieved in this way.
  • the aluminum oxide layer itself is not conductive.
  • the palladium particles introduced into the pores of the aluminum oxide layer serve to render the non-conductive aluminum oxide layer conductive on its surface in such a way that in a subsequent galvanic process further metal layers, such as nickel and optionally on the nickel layer additionally metal layers - depending on the application or use of the aluminum part - can be applied.
  • the applied nickel layer has a thickness of 3 to 4 ⁇ .
  • the aluminum parts produced in this way according to the invention can be used in a wide variety of applications.
  • housing made of kneaded or cast alloys for sensitive electronic circuits and apparatus are possible.
  • tuning the electrical metal deposits it is also possible to set a correspondingly large discharge resistance, as is necessary to avoid electrical discharges with sparking.
  • the degree of electrical conductivity can be adjusted before reaching the outer surface. This is possible, for example, by interrupting chemical nickel precipitation at a certain stage.
  • the aluminum parts according to the invention In addition to a functional area of use of the aluminum parts according to the invention, it is also possible to use them in a decorative area by means of a corresponding metal coating, for example by means of chromium, with shiny, colored or reflective surfaces in the most diverse areas of everyday life.
  • a corresponding metal coating for example by means of chromium, with shiny, colored or reflective surfaces in the most diverse areas of everyday life.
  • Figure 1 is a Palladium sulfate for an anodized aluminum part.
  • FIG. 2 shows a nickel bath for electroplating nickel
  • FIG 3 shows an enlarged cross section through an aluminum part after the application of the protective layers according to the invention.
  • anodization of the aluminum parts 1 by formation of an aluminum oxide layer 2 (anodized layer)
  • a rinsing of the aluminum parts 1 takes place.
  • the un-compacted aluminum parts 1 are placed in an activating bath 3 provided with an electrode 4 containing palladium sulfate.
  • alternating current is applied for about 2 to 4 minutes.
  • the voltage in the activation bath is preferably between 1, 0 and 4.0 V and the temperature between 10 ' ⁇ and 40 ° C. The current level adjusts itself.
  • nickel 7 is applied in a nickel bath 6 in a galvanic process to the aluminum oxide layer 2, in the pores of which palladium 5 has already been incorporated.
  • a treatment of the aluminum parts 1 takes place for approx. 20 to 40 minutes.
  • the nickel bath 6 used is a nickel hypophosphite bath in which chemical nickel plating takes place using an autocatalytic redox reaction.
  • any further metal layers such as. Tin, gold, chromium, bright nickel, hard chrome and the like.
  • Fig. 3 shows an enlarged cross-section (only schematic representation) concerning the structure of an aluminum part 1 with the aluminum oxide layer formed on the outside 2, the palladium particles 5 and the nickel layer 7 introduced into the pores of the aluminum oxide layer 2, depending on the application or use case of In this way treated aluminum parts 1 can be applied electrochemically or galvanically on the nickel layer 7, a further metal layer 8.
  • the "tips" of the aluminum oxide layer 2 on the outer side project beyond the palladium particles 5, resulting in a better bonding of the aluminum oxide layer 2 to the overlying nickel layer 7.
  • palladium chloride can also be used for the activation bath.

Abstract

The invention relates to a method for applying a protective layer, in particular against corrosion and wear and tear, to aluminum parts. Said method comprises the following steps: a) electrolytically forming an aluminum oxide layer (4) on the aluminum part (1), subsequently, b) placing the uncompressed aluminum part (1) in an activation tank (3) which contains palladium in the ionic form and applying an alternating current to the activation tank, and subsequently, c) galvanically applying chemical nickel (6) to the aluminum oxide layer (2), palladium (5) being embedded in the pores thereof, in a nickel tank (3).

Description

Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht auf Aluminiumteile  Method of applying a protective layer to aluminum parts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht auf Aluminiumteile und nach dem Verfahren hergestellte Aluminiumteile. The invention relates to a method for applying a protective layer to aluminum parts and aluminum parts produced by the process.
Bekannt ist die elektrolytische Bildung einer Aluminiumoxidschicht meist in schwefelsauren Lösungen als Korrosionsschutzschicht auf Aluminium und Aluminiumlegierungen. Dieses Verfahren ist auch als sogenanntes Eloxalverfahren bekannt. Anschließend erfolgt eine Verdichtung der Eloxalschicht. The electrolytic formation of an aluminum oxide layer is usually known in sulfuric acid solutions as a corrosion protection layer on aluminum and aluminum alloys. This process is also known as the so-called anodizing process. Subsequently, a compaction of the anodizing takes place.
Eloxalschichten auf Aluminiumteilen sind ihrer Natur nach keramische, elektrisch isolierende Schichten, die aus Gründen des Korrosionsschutzes und zur Erzielung einer hinreichenden Verschleißfestigkeit durch einen elektrochemischen Prozess, erzeugt sind. Durch eine hierbei hervorgerufene Wasserelektrolyse und damit verbundener Oxidation werden die Oberflächenbereiche des Aluminiumwerkstoffes in eine Oxidschicht umgewandelt, welche aus dem Grundmaterial herauswächst und somit haftfest damit verbunden ist. Die Oxidschicht besitzt dabei eine Porenstruktur aus hexagonalen Oxidzellen mit zentral darin ausgebildeten Poren, welche bis auf das Grundmaterial hinunter reichen. Anodic coatings on aluminum parts are by nature ceramic, electrically insulating layers, which are produced for reasons of corrosion protection and to achieve a sufficient wear resistance by an electrochemical process. By causing a water electrolysis and associated oxidation, the surface areas of the aluminum material are converted into an oxide layer, which grows out of the base material and thus adherent it is connected. The oxide layer has a pore structure of hexagonal oxide cells with centrally formed pores, which extend down to the base material.
Bekannt ist auch, in die Porenstruktur eine elektrolytische Einlagerung von Metallen in den Porengrund zur witterungsbeständigen Einfärbung von Eloxalschichten, z. B. für Fassaden in Bronzetönen bzw. für organische oder anorganische Auffärbungen, durchzuführen. It is also known, in the pore structure, an electrolytic incorporation of metals into the pore base for weather-resistant coloring of Eloxalschichten, z. B. for facades in bronze tones or for organic or inorganic discoloration, perform.
Nachteilig dabei ist jedoch, dass eine geschlossene Metallschicht auf der Oberfläche der Eloxalschicht bisher nicht erzeugt werden konnte. Dies bedeutet, ein Korrosionsschutz für das Aluminiumteil ist nicht immer gegeben, wenn eine Beschädigung der Außenhaut aufgetreten ist. In diesem Fall entsteht durch das unedle Aluminium und die darüber angeordneten edleren Metallteile eine "Korrosionsbatterie". Dies führt entsprechend zu Korrosion. Bekannt ist auch, das Aluminium mit einer Zinkatbeize zu behandeln, wodurch eine sehr dünne Schicht auf dem Aluminium gebildet wird. Anschließend wird dabei in einem weiteren Bad z. B. chemisch Nickel aufgebracht. The disadvantage here, however, is that a closed metal layer on the surface of the anodized layer could not be produced so far. This means that a corrosion protection for the aluminum part is not always given if damage to the outer skin has occurred. In this case, the base aluminum and the more noble metal parts arranged above it create a "corrosion battery". This leads accordingly to corrosion. It is also known to treat the aluminum with a Zinkatbeize, whereby a very thin layer is formed on the aluminum. Subsequently, in a further bath z. B. applied chemically nickel.
Insbesondere im Maschinenbau, der Automobilindustrie und der Elektronikindustrie sind zum Beispiel für Aluminiumgehäuse neben einer hohen Korrosionsbeständigkeit und mechanischer Abriebfestigkeit (Kratzfestigkeit) auch noch aus Gründen einer elektromagnetischen Abschirmung eine minimale elektrische Leitfähigkeit (und zusätzlich auch noch magnetische Abschirmwirkung) erwünscht. Diese hohen Anforderungen konnten bisher mit den bekannten Verfahren insbesondere bei einem Einsatz in korrosiven Umgebungen nur bedingt erfüllt werden. In particular, in mechanical engineering, the automotive industry and the electronics industry, for example, for aluminum housing in addition to a high corrosion resistance and mechanical abrasion resistance (scratch resistance) also for reasons of electromagnetic shielding a minimum electrical conductivity (and in addition also magnetic shielding effect) is desired. These high requirements could previously only be met to a limited extent with the known methods, especially when used in corrosive environments.
Zum Stand der Technik wird auch auf die DE 29 20 632 C2 und die DE 32 46 323 A1 verwiesen. The prior art is also referred to DE 29 20 632 C2 and DE 32 46 323 A1.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schutz für Aluminiumteile, insbesondere gegen Korrosion und Verschleiß, zu verbessern. The present invention has for its object to improve the protection of aluminum parts, especially against corrosion and wear.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch folgende Schritte gelöst: According to the invention, this object is achieved by the following steps:
a) elektrolytische Bildung einer Aluminiumoxidschicht auf den Aluminiumteilen; anschließend  a) electrolytic formation of an aluminum oxide layer on the aluminum parts; subsequently
b) Einbringen der unverdichteten Aluminiumteile in ein Aktivierungsbad, das Palladium in ionogener Form enthält und Aufbringen von Wechselstrom in das Aktivierungsbad und anschließend  b) introducing the uncompacted aluminum parts into an activating bath containing palladium in ionic form and applying alternating current to the activating bath and then
c) galvanisches Aufbringen von Nickel auf die Aluminiumoxidschicht, in deren Poren Palladium eingelagert ist, in einem Nickelbad.  c) electroplating nickel on the aluminum oxide layer, in the pores of which palladium is incorporated, in a nickel bath.
Normalerweise wird nach der elektrolytischen Bildung der Aluminiumoxidschicht (Eloxieren) das Aluminiumteil in einem erwärmten Wasserbad behandelt, wodurch die Poren in der Aluminiumoxidschicht verdichtet werden. Erfindungsgemäß erfolgt jedoch nunmehr keine Verdichtung, sondern die unverdichteten und eloxierten Aluminiumteile werden in dem Aktivierungsbad mit Wechselstrom behandelt. Auf diese Weise bildet sich in den Poren der Aluminiumoxidschicht durch die Metalleinlagerungen von Palladiumteilchen eine Metallschicht. Auf diese Schicht wird anschließend in einem galvanisch-chemischen Prozess Nickel in einem Nickelbad autokatalytisch bzw. stromlos aufgebracht. Durch die auf die Palladiumschicht aufgebrachte Nickelschicht ist das darunter liegende Aluminium über die Aluminiumoxidschicht isoliert und vor Korrosion geschützt, weil kein Kontakt mehr zwischen dem edleren Nickel und dem unedleren Aluminium besteht. Gleichzeitig wird auf diese Weise eine weitgehend elektromagnetische Abschirmung ebenso wie eine magnetische Abschirmung erreicht. Normally, after the electrolytic formation of the alumina layer (anodization), the aluminum part is treated in a heated water bath, whereby the pores in the alumina layer are densified. According to the invention, however, now no compression, but the uncompacted and anodized aluminum parts are treated in the activation bath with alternating current. In this way, a metal layer is formed in the pores of the aluminum oxide layer by the metal deposits of palladium particles. Nickel in a nickel bath is then autocatalytically or electrolessly applied to this layer in a galvanic-chemical process. Due to the nickel layer applied to the palladium layer, the underlying aluminum is isolated via the aluminum oxide layer and protected against corrosion because there is no longer any contact between the nobler nickel and the less noble aluminum. At the same time a largely electromagnetic shielding as well as a magnetic shielding is achieved in this way.
Die Aluminiumoxidschicht selbst ist nicht leitend. Die in die Poren der Aluminiumoxidschicht eingebrachten Palladiumteilchen dienen dazu die nicht leitende Aluminiumoxidschicht auf dessen Oberfläche derart leitend zu machen, dass in einem nachfolgenden galvanischen Verfahren weitere Metallschichten, wie hier Nickel und gegebenenfalls auf die Nickelschicht zusätzlich noch weitere Metallschichten - je nach Anwendung bzw. Verwendung des Aluminiumteiles - aufgebracht werden können. The aluminum oxide layer itself is not conductive. The palladium particles introduced into the pores of the aluminum oxide layer serve to render the non-conductive aluminum oxide layer conductive on its surface in such a way that in a subsequent galvanic process further metal layers, such as nickel and optionally on the nickel layer additionally metal layers - depending on the application or use of the aluminum part - can be applied.
Dies gilt beispielsweise zur Vermeidung von Korrosion, insbesondere in aggressiven Atmosphären, oder aus optischen Gründen. This applies, for example, to avoid corrosion, especially in aggressive atmospheres, or for visual reasons.
Im Allgemeinen wird es ausreichend sein, wenn die aufgebrachte Nickelschicht eine Stärke von 3 bis 4 μ aufweist. In general, it will be sufficient if the applied nickel layer has a thickness of 3 to 4 μ.
Im Bedarfsfalle sind auch partielle und selektive Metallbeschichtungen auf diese Weise möglich. If necessary, partial and selective metal coatings are possible in this way.
In einem erfindungsgemäßen vorteilhaften Verfahren kann zum Aufbringen des Palladiums in die Poren z. B. ein schwefel oder chlorsaures Bad verwendet werden. Sehr vorteilhaft hat sich hierbei ein Palladiumsulfatbad herausgestellt. In an advantageous method according to the invention for applying the palladium in the pores z. As a sulfuric or hydrochloric acid bath can be used. Very advantageous, a palladium sulfate has been found here.
Auf der Basis der erfindungsgemäßen Grundschichten können nahezu beliebig weitere Metallschichten abgeschieden werden, auch als Mehrschichtensysteme, entsprechend den gestellten Anforderungen. Funktionelle wie auch dekorative Metalloberflächen sind damit erzielbar. On the basis of the base layers according to the invention, almost any further metal layers can be deposited, even as multilayer systems, correspondingly the requirements. Functional as well as decorative metal surfaces are thus achievable.
Die auf diese Weise erfindungsgemäß hergestellten Aluminiumteile können in den verschiedensten Anwendungsbereichen verwendet werden. So sind zum Beispiel Gehäuse aus Knet- oder aus Gusslegierungen für sensible elektronische Schaltungen und Apparate möglich. Durch eine Abstimmung der elektrischen Metalleinlagerungen ist es auch möglich, einen entsprechend großen Ableitwiderstand einzustellen, wie dies zur Vermeidung elektrischer Entladungen unter Funkenbildung erforderlich ist. The aluminum parts produced in this way according to the invention can be used in a wide variety of applications. For example, housing made of kneaded or cast alloys for sensitive electronic circuits and apparatus are possible. By tuning the electrical metal deposits, it is also possible to set a correspondingly large discharge resistance, as is necessary to avoid electrical discharges with sparking.
Weitere Einsatzbereiche sind mechanisch wie auch thermisch beanspruchte Elektronikgehäuse, Schaltschränke, Leitungsführungen, Messvorrichtungen, chemische Apparatebau mit elektrostatischem Schutz. Further fields of application are mechanically as well as thermally stressed electronic housings, switch cabinets, cable guides, measuring devices, chemical apparatus engineering with electrostatic protection.
Durch die Verankerung der Metalleinlagerung in der Eloxalschicht wird eine sehr gute Haftfestigkeit und Wärmebeständigkeit erreicht. By anchoring the metal inclusion in the anodized layer a very good adhesion and heat resistance is achieved.
Durch Einstellung der Füllhöhe der Poren bei dem galvanischen Nickel-Prozess kann auch vor dem Erreichen der äußeren Oberfläche der Grad der elektrischen Leitfähigkeit eingestellt werden. Dies ist zum Beispiel durch Abbrechung der chemischen Nickelab- scheidung in einem bestimmten Stadium möglich. By adjusting the filling level of the pores in the galvanic nickel process, the degree of electrical conductivity can be adjusted before reaching the outer surface. This is possible, for example, by interrupting chemical nickel precipitation at a certain stage.
Mit der an der Oberfläche auch bei einer partiellen Nickelfüllung der Eloxalschichtporen noch zutage tretenden Eloxaloberfläche steht eine harte, verschleißfeste und korrosionsbeständige Oberfläche zur Verfügung. With the eloxal surface still emerging on the surface, even in the case of a partial nickel filling of the anodization pores, a hard, wear-resistant and corrosion-resistant surface is available.
Neben einem funktionalen Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Aluminiumteile ist auch ein Einsatz in einem dekorativen Bereich durch eine entsprechende Metallbeschich- tung, zum Beispiel durch Chrom, mit metallisch glänzenden, farbigen oder reflektierenden Oberflächen in den verschiedensten Bereichen des täglichen Lebens möglich. Durch die erfindungsgemäße Kombination von Eloxierung (anodische Oxidation) und anschließenden Galvanisierung in einem gemeinsamen Herstellverfahren werden die jeweiligen Oberflächeneigenschaften wie Korrosions- und Verschleißschutz deutlich verstärkt. In addition to a functional area of use of the aluminum parts according to the invention, it is also possible to use them in a decorative area by means of a corresponding metal coating, for example by means of chromium, with shiny, colored or reflective surfaces in the most diverse areas of everyday life. The inventive combination of anodization (anodic oxidation) and subsequent galvanization in a common production process, the respective surface properties such as corrosion and wear protection are significantly enhanced.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen prinzipmäßig beschrieben. Hereinafter, an embodiment of the invention with reference to the drawings is described in principle.
Es zeigt: It shows:
Fig. 1 ein Palladiumsulfatbad für ein eloxiertes Aluminiumteil; Figure 1 is a Palladium sulfate for an anodized aluminum part.
Fig. 2 ein Nickelbad zum galvanischen Aufbringen von Nickel; und FIG. 2 shows a nickel bath for electroplating nickel; FIG. and
Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt durch ein Aluminiumteil nach dem erfindungsgemäßen Aufbringen der Schutzschichten. 3 shows an enlarged cross section through an aluminum part after the application of the protective layers according to the invention.
Die Bildung einer Aluminiumoxidschicht auf einem Aluminiumteil 1 ist allgemeiner Stand der Technik, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen wird. In dem folgenden Beispiel erfolgt dies beispielsweise mit einem Gleichstrom-Schwefelsäure-Verfahren. The formation of an aluminum oxide layer on an aluminum part 1 is generally state of the art, which is why it will not be discussed further here. In the following example, this is done, for example, with a DC sulfuric acid method.
Nach der Anodisation der Aluminiumteile 1 durch Bildung einer Aluminiumoxidschicht 2 (Eloxalschicht) erfolgt eine Spülung der Aluminiumteile 1 . Anschließend werden die un- verdichteten Aluminiumteile 1 in ein Aktivierungsbad 3, das mit einer Elektrode 4 versehen ist und das Palladiumsulfat enthält, eingelegt. Anschließend wird Wechselstrom für ca. 2 bis 4 Minuten angelegt. Nach einer Entnahme der nunmehr mit Palladiumteilchen 5 versehenen Aluminiumteile 1 , die sich in den Poren der Aluminiumoxidschicht 2 abgesetzt haben, erfolgt eine Spülung mit Wasser. Die Spannung in dem Aktivierungsbad liegt vorzugsweise zwischen 1 ,0 und 4,0 V und die Temperatur zwischen 10 'Ό und 40 °C. Die Stromstärke stellt sich dabei selbst ein. After the anodization of the aluminum parts 1 by formation of an aluminum oxide layer 2 (anodized layer), a rinsing of the aluminum parts 1 takes place. Subsequently, the un-compacted aluminum parts 1 are placed in an activating bath 3 provided with an electrode 4 containing palladium sulfate. Subsequently, alternating current is applied for about 2 to 4 minutes. After removal of the now provided with palladium particles 5 aluminum parts 1, which have settled in the pores of the aluminum oxide layer 2, a rinse with water. The voltage in the activation bath is preferably between 1, 0 and 4.0 V and the temperature between 10 'Ό and 40 ° C. The current level adjusts itself.
Nach der Spülung mit Wasser wird in einem Nickelbad 6 Nickel 7 in einem galvanischen Prozess auf die Aluminiumoxidschicht 2, in deren Poren bereits Palladium 5 eingelagert ist, aufgebracht. In dem Nickelbad 6 erfolgt eine Behandlung der Aluminiumteile 1 für ca. 20 bis 40 Minuten. Als Nickelbad 6 wird ein Nickelhypophosphitbad verwendet, in welchem unter Benutzung einer autokatalytischen Redox-Reaktion eine chemische Vernickelung stattfindet. After rinsing with water, nickel 7 is applied in a nickel bath 6 in a galvanic process to the aluminum oxide layer 2, in the pores of which palladium 5 has already been incorporated. In the nickel bath 6, a treatment of the aluminum parts 1 takes place for approx. 20 to 40 minutes. The nickel bath 6 used is a nickel hypophosphite bath in which chemical nickel plating takes place using an autocatalytic redox reaction.
Abschließend wird erneut eine Spülung und eine Trocknung der Aluminiumteile 1 durchgeführt. Finally, rinsing and drying of the aluminum parts 1 is carried out again.
In einer weiteren galvanischen Beschichtung lassen sich dann auf die Nickelschicht 7 beliebig weitere Metallschichten aufbringen, wie z. B. Zinn, Gold, Chrom, Glanznickel, Hartchrom und dergleichen. In a further galvanic coating can then be applied to the nickel layer 7 any further metal layers, such as. Tin, gold, chromium, bright nickel, hard chrome and the like.
Die Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Querschnitt (nur Prinzipdarstellung) betreffend den Aufbau eines Aluminiumteiles 1 mit der auf dessen Außenseite gebildeten Aluminiumoxidschicht 2, der in die Poren der Aluminiumoxidschicht 2 eingebrachten Palladiumteilchen 5 und der Nickelschicht 7. Je nach Anwendungs- bzw. Verwendungsfall der auf diese Weise behandelten Aluminiumteile 1 kann auf der Nickelschicht 7 eine weitere Metallschicht 8 elektrochemisch bzw. galvanisch aufgebracht sein. Fig. 3 shows an enlarged cross-section (only schematic representation) concerning the structure of an aluminum part 1 with the aluminum oxide layer formed on the outside 2, the palladium particles 5 and the nickel layer 7 introduced into the pores of the aluminum oxide layer 2, depending on the application or use case of In this way treated aluminum parts 1 can be applied electrochemically or galvanically on the nickel layer 7, a further metal layer 8.
Wie aus der Fig. 3 weiterhin ersichtlich ist, ragen die "Spitzen" der Aluminiumoxidschicht 2 au ßenseitig noch über die Palladiumteilchen 5 hinaus, wodurch sich eine bessere Verbindung der Aluminiumoxidschicht 2 auch mit der darüber liegenden Nickelschicht 7 ergibt. As can also be seen from FIG. 3, the "tips" of the aluminum oxide layer 2 on the outer side project beyond the palladium particles 5, resulting in a better bonding of the aluminum oxide layer 2 to the overlying nickel layer 7.
Anstelle von Palladiumsulfat kann für das Aktivierungsbad auch Palladiumchlorid verwendet werden. Instead of palladium sulfate, palladium chloride can also be used for the activation bath.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht, insbesondere gegen Korrosion und Verschleiß, auf Aluminiumteile mit folgenden Schritten: 1. A method for applying a protective layer, in particular against corrosion and wear, on aluminum parts with the following steps:
a) elektrolytische Bildung einer Aluminiumoxidschicht (2) auf den Aluminiumteilen (1), anschließend  a) electrolytic formation of an aluminum oxide layer (2) on the aluminum parts (1), then
b) Einbringen der unverdichteten Aluminiumteile (1) in ein Aktivierungsbad (3), das Palladium in ionogener Form enthält und Aufbringen von Wechselstrom in das Aktivierungsbad (3) und anschließend  b) introducing the uncompacted aluminum parts (1) into an activating bath (3) containing palladium in ionic form and applying alternating current to the activating bath (3) and then
c) galvanisches Aufbringen von Nickel (7) auf die Aluminiumoxidschicht (2), in deren Poren Palladium (5) eingelagert ist, in einem Nickelbad (6).  c) electroplating nickel (7) onto the aluminum oxide layer (2), in the pores of which palladium (5) is embedded, in a nickel bath (6).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h e c e n c i n e s that
das Aktivierungsbad (3) schwefel- oder chlorsaures Palladium enthält.  the activating bath (3) contains sulfuric or chloric palladium.
3. Verfahren nach Anspruch 2, 3. The method according to claim 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h e c e n c i n e s that
das Aktivierungsbad (3) Palladiumsulfat enthält.  the activation bath (3) contains palladium sulfate.
4. Verfahren nach Anspruch 2, 4. The method according to claim 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h e c e n c i n e s that
das Aktivierungsbad (3) Palladiumchlorid enthält.  the activation bath (3) contains palladium chloride.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Behandlungszeit in dem Aktivierungsbad (3) mit dem Wechselstrom zwischen 1 und 10 Minuten beträgt  the treatment time in the activation bath (3) with the alternating current is between 1 and 10 minutes
6. Verfahren nach Anspruch 5, 6. The method according to claim 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Behandlung mit Wechselstrom zwischen 2 bis 4 Minuten beträgt. the treatment with alternating current is between 2 to 4 minutes.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. The method according to any one of claims 1 to 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Spannung in dem Aktivierungsbad (3) zwischen 1 ,0 und 4,0 V beträgt.  the voltage in the activating bath (3) is between 1, 0 and 4.0V.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. The method according to any one of claims 1 to 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Temperatur in dem Aktivierungsbad (3) zwischen 10 °C und 40 °C beträgt.  the temperature in the activating bath (3) is between 10 ° C and 40 ° C.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. The method according to any one of claims 1 to 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Behandlung in dem Nickelbad (6) für 20 bis 40 Minuten erfolgt.  the treatment is carried out in the nickel bath (6) for 20 to 40 minutes.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 10. The method according to any one of claims 1 to 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h e c e n c i n e s that
das Nickelbad (6) ein Nickelhypophosphitbad ist.  the nickel bath (6) is a nickel hypophosphite bath.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 11. The method according to any one of claims 1 to 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass  d a d u r c h e c e n c i n e s that
auf die Nickelschicht (7) in einem galvanischen Verfahren eine weitere Metallschicht (8) aufgebracht wird.  on the nickel layer (7) in a galvanic process, a further metal layer (8) is applied.
12. Aluminiumteil das nach einem der in den Ansprüchen 1 bis 11 beschriebenen Verfahren hergestellt ist. 12. aluminum part which is produced according to one of the methods described in claims 1 to 11.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111378999A (en) * 2020-05-12 2020-07-07 武汉风帆电化科技股份有限公司 Method for realizing anodic oxide film and phosphorus-nickel alloy composite coating on surface of aluminum alloy

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2920632C2 (en) 1979-05-22 1983-04-28 Fa. Franz Rieger, 7924 Steinheim Process for the pretreatment of aluminum and aluminum alloys for the galvanic application of a nickel layer
DE3246323A1 (en) 1982-12-15 1984-06-20 Franz Rieger Metallveredelung, 7924 Steinheim Nickel bath
WO1991003583A1 (en) * 1989-09-05 1991-03-21 Alcan International Limited Methods for depositing finish coatings on substrates of anodisable metals and the products thereof
US5218472A (en) * 1989-03-22 1993-06-08 Alcan International Limited Optical interference structures incorporating porous films

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4431707A (en) * 1982-12-27 1984-02-14 International Business Machines Corporation Plating anodized aluminum substrates
US5775892A (en) * 1995-03-24 1998-07-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Process for anodizing aluminum materials and application members thereof
JP5699794B2 (en) * 2010-06-23 2015-04-15 上村工業株式会社 Aluminum oxide film removal solution and surface treatment method of aluminum or aluminum alloy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2920632C2 (en) 1979-05-22 1983-04-28 Fa. Franz Rieger, 7924 Steinheim Process for the pretreatment of aluminum and aluminum alloys for the galvanic application of a nickel layer
DE3246323A1 (en) 1982-12-15 1984-06-20 Franz Rieger Metallveredelung, 7924 Steinheim Nickel bath
US5218472A (en) * 1989-03-22 1993-06-08 Alcan International Limited Optical interference structures incorporating porous films
WO1991003583A1 (en) * 1989-09-05 1991-03-21 Alcan International Limited Methods for depositing finish coatings on substrates of anodisable metals and the products thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111378999A (en) * 2020-05-12 2020-07-07 武汉风帆电化科技股份有限公司 Method for realizing anodic oxide film and phosphorus-nickel alloy composite coating on surface of aluminum alloy
CN111378999B (en) * 2020-05-12 2021-06-08 武汉风帆电化科技股份有限公司 Method for realizing anodic oxide film and phosphorus-nickel alloy composite coating on surface of aluminum alloy

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