Bad und Verfahren zum Anodisieren von aluminierten Teilen

Abstract

 Aluminierte Teile werden in einem wäßrigen Bad anodisiert, das pro Liter 1050 bis 1400 g Schwefelsäure der Dichte 1,84 enthält und gegebenenfalls 1 bis 100 g eines mehrwertigen Alkohols und 1 bis 100 g einer mehrbasischen organischen Säure. Anodisiert wird bei einem PH-Wert unter 1 mit einer Stromdichte von 0,5 bis 3 A/dm² bei 0 bis 30°C. Das Verfahren kann bei partiell aluminierten Teilen ohne Zerstörung des Grundwerkstoffes eingesetzt werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Bad zum Anodisieren von aluminierten Teilen aus einer schwefelsauren, wässrigen Lösung, die Zuschlagstoffe enthält, sowie ein Verfahren zum Herstellen von Anodisierschichten, das unter Verwendung eines solchen Bades durchgeführt wird.

[0002] Aluminiumwerkstoffe und aluminiumbeschichtete Teile sind für viele Anwendungszwecke noch nicht hinreichend beständig, obwohl an Luft eine Selbstpassivierung erfolgt, die im PH-Bereich von 5 bis 9 beständig ist. Diese Oxidschicht ist aber für viele Anwendungszwecke in der Technik noch zu gering. Deshalb wird die Schicht in Anodisierelektrolyten verstärkt.

[0003] Zur Anodisierung von aluminierten Gegenständen (z.B. aus Eisenwerkstoff) mit ungenügender Bedeckung (z.B. nicht beschichtete Kontaktstellen oder bei profilierten Teilen die nicht überzogenen Stellen, die aufgrund der begrenzten Streufähigkeit bei nichtwässrigen Aluminiumbädern und bei Aufdampfverfahren vorhanden sein können), die in den bekannten sauren Anodisierbädern durchgeführt wird, ist es erforderlich, die freien Stellen vor dem Anodisieren mit einem sogenannten Abdeckfilm zu versehen, da sich sonst der Grundwerkstoff anodisch auflöst. Nach dem Anodisieren sind derartige Lacke zu entfernen, indem man diese entweder abzieht oder mit einem geeigneten Lösungsmittel ablöst. Bei Hohlräumen oder Bohrungen, in denen sich kein Aluminium befindet, kann man sich dadurch helfen, indem diese mit Stopfen oder dergleichen abgedichtet werden. Diese prinzipiell zwar mögliche Verfahrensweise ist technisch aufwendig und unwirtschaftlich.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Bad zum Anodisieren von aluminierten Teilen anzugeben, bei dem • die vorstehend geschilderten Nachteile nicht auftreten, mit dessen Hilfe es insbesondere möglich ist, auf einfache und wirtschaftliche Weise homogen zusammenhängende, ausreichend dicke Oxidschichten erzeugen zu können, auch wenn die Substratoberfläche nicht allseitig mit Aluminium bedeckt ist.

[0005] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit einem Bad gelöst, das pro Liter Anodisierbad 1050 bis 1400g Schwefelsäure der Dichte 1,84 enthält. Dies entspricht ca. 70 - 80 Masse %.

[0006] Die mit einem erfindungsgemäßen Bad eloxierten Werkstücke aus z.B. galvanisch aluminierten Eisen, Kupfer und deren Legierungen, zeigten keine die Anwendung des Werkstückes einschränkende anodische An- bzw. Auflösung mehr.

[0007] Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden erhalten, wenn das Bad zum Anodisieren pro Liter außerdem 1 - 100g eines mehrwertigen Alkohols, vorzugsweise 10 - 30g Glyzerin und 1 - 100g einer mehrbasischen organischen Säure, insbesondere 1. - 80g Oxalsäure enthält.

[0008] Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Anodisieren von aluminierten Teilen unter Verwendung eines Bades der vorstehend angegebenen Zusammensetzung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bad bei einem PH-Wert unter 1 und einer Stromdichte von 0,5 bis 3 A/dm², vorzugsweise 0,5 bis 1,5 A/dm² bei 0 bis 30 °C betrieben wird.

[0009] Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, eine homogene Eloxal®-Schicht innerhalb des vorgenannten Stromdichtebereiches herzustellen. Es kann mit Gleich- und Impulsstrom gearbeitet werden. Letzterer erwies sich besonders günstig, da hierbei abriebfestere Schichten resultieren. Dies gilt auch für das Anodisieren bei Temperaturen von 0 bis 20 °C.

[0010] Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft zum Anodisieren von mit Aluminium-Flammspritzschichten, -Walzplattierschichten, Feuer-Aluminium-Schichten, PVD-Aluminium-Schichten und insbesondere IVD-Aluminium-Schichten versehenen Grundmaterialien, wobei die Schichten auch partiell auf das Werkstück aufgebracht sein können.

[0011] Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren für in aprotischen Medien mit "Galvanoaluminium" beschichteten Teilen. "Galvanoaluminium" ist ein Aluminium hoher Reinheit ( > 99,99), guter elektrischer Leitfähigkeit und hoher Duktilität (20 HVh das durch Abscheidung aus aluminiumorganischen Elektrolyten erhalten wird.

[0012] Mit einem Bad gemäß der Erfindung bzw. dem Verfahren nach der Erfindung, können insbesondere partiell aluminierte Teile, vorzugsweise Eisen-, Zink- und Kupferwerkstoffe, ohne anwendungstechnische Nachteile anodisch oxidiert werden, so daß harte abriebfeste Oxidschichten entstehen, die einfärbbar sind.

[0013] Die Erfindung wird anhand der Beispiele und der Zeichnung näher erläutert.

[0014] Die Figur zeigt im Schnitt ein Ausführungsbeispiel eines Scharniers 1 eines Brillengestells aus Neusilber 4, das eine Aluminium-Schicht 2 aufweist. Die auf dieser gemäß der Erfindung aufgebrachte Oxidschicht ist mit 3 bezeichnet.

Beispiel 1

[0015] 6 Stück profilierte Prüfkörper aus Grundmaterial Stahl ST 37 wurden nach wässriger Vorbehandlung unter Verwendung eines Na(Al₂(C₂H₅)₆F). 3,4 Mol Toluol Elektrolyten bei 100 °C während 1 1/2 Stunden bei einer Stromdichte von 1 A/dm² aluminiert. Die Schichtdickenverteilung der Galvano- Aluminium-Schicht war auf den Prüfkörpern sehr unterschiedlich.

[0016] Die Prüfkörper 1 bis 3 wurden nach dem GS-Eloxalverfahren eloxiert und mit einem organischen, wasserlöslichen Farbstoff eingefärbt.

Die Prüfkörper 4 bis 6 wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eloxiert und ebenfalls wie oben eingefärbt.

[0017] Während die Prüfkörper 1 bis 3 bereits nach 15 Minuten Eloxierzeit an den Vertiefungen starke Anfressungen haben und nicht mehr dekorativ eingefärbt werden können, zeigen die Prüfkörper 4 bis 6 fast keine Korrosionserscheinungen und sind im Aussehen einwandfrei. Die Dicke der Eloxalschicht beträgt nach 30 Minuten ca. 10 µm.

Beispiel 2

[0018] 6 Brillengestelle aus Neusilber wurden, wie in Beispiel 1 angegeben aluminiert. Davon wurden 3 Brillengestelle nach dem GS-Verfahren und 3 mit dem erfindungsgemäßen Elektrolyten anodisiert. Während die nach den GS-Verfahren eloxierten Brillengestelle bereits nach ca. 1 Minute an den Scharnieren starke Anfressungen zeigten, waren die anderen 3 Gestelle (4 bis 6) einwandfrei.

Ansprüche

1. Bad zum Anodisieren von aluminierten Teilen aus schwefelsaurer wässriger Lösung, die Zusatzstoffe enthält, dadurch gekennzeichnet , daß es pro Liter 1050 - 1400g Schwefelsäure der Dichte 1,84 enthält.

2. Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es außerdem pro Liter noch 10 - 30g eines mehrwertigen Alkohols und 1-100g einer mehrbasischen aliphatischen Säure enthält.

3. Bad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß es pro Liter 10 - 30g Glyzerin und 1 - 80g Oxalsäure enthält.

4. Verfahren zum Anodisieren von aluminierten Teilen unter Verwendung eines Bades nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Bad bei einem PH-Wert unter 1 mit einer Stromdichte von 0,5 bis 3 A/dm² bei 0 - 30 °C betrieben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Bad mit einer Stromdichte von 0,5 bis 1,5 A/dm² betrieben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Bad bei einer Temperatur von 0 - 20 °C betrieben wird.

7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 4 zum Anodisieren von partiell mit Galvano-Aluminium, PVD-Aluminium oder walzplattierten aluminiumbeschichteten Teilen.

Zeichnung