(19) |
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(11) |
EP 1 060 291 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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19.12.2001 Patentblatt 2001/51 |
(22) |
Anmeldetag: 26.02.1999 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)7: C23C 28/00 |
(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP9901/267 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 9943/869 (02.09.1999 Gazette 1999/35) |
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(54) |
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER KORROSIONSCHÜTZENDEN BESCHICHTUNG UND SCHICHTSYSTEM
FÜR SUBSTRATE AUS LEICHTMETALL
METHOD FOR PRODUCING A CORROSION PROTECTIVE COATING AND A COATING SYSTEM FOR SUBSTRATES
MADE OF LIGHT METAL
PROCEDE POUR PRODUIRE UN REVETEMENT DE PROTECTION CONTRE LA CORROSION ET SYSTEME EN
COUCHES POUR SUBSTRATS EN METAL LEGER
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB |
(30) |
Priorität: |
26.02.1998 DE 19807823
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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20.12.2000 Patentblatt 2000/51 |
(73) |
Patentinhaber: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V. |
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80636 München (DE) |
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Erfinder: |
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- DIETZ, Andreas
D-38304 Wolfenbüttel (DE)
- VON DER HEIDE, Volker
D-22455 Hamburg (DE)
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(74) |
Vertreter: Einsel, Martin, Dipl.-Phys. |
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Patentanwalt, Jasperallee 1A 38102 Braunschweig 38102 Braunschweig (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer korrionsschützenden Beschichtung
für ein Substrat aus einem Leichtmetall bzw. einer Leichtmetallegierung.
[0002] Leichtmetalle, insbesondere Aluminium, finden aufgrund ihres geringen spezifischen
Gewichtes in immer mehr Technologien Verwendung. Nachteilig dabei ist, daß sie aufgrund
ihres elektrochemisch unedlen Charakters sehr korrosionsanfällig sind. Sie werden
deshalb mit Korrosionsschutzschichten verschiedenster Art versehen. Ein bekanntes
derartiges Verfahren besteht darin, Metallschichten stromlos oder galvanisch auf dem
Leichtmetall abzuscheiden. Dies ist insbesondere dann interessant, wenn zusätzlich
hohe dekorative Ansprüche an die Oberfläche gestellt werden.
[0003] Ein praktisches Beispiel hierfür sind Leichtmetallfelgen oder eigentlich Leichtmetallzierfelgen.
Aufgrund der hohen dekorativen Ansprüche gerade bei zum Beispiel diesem Produkt wäre
es wünschenswert, wenn es verchromt sein könnte. Bekannte derartige verchromte Felgen
genügen zwar zunächst den hohen dekorativen Ansprüchen, sind jedoch sehr beschädigungsanfällig
und verlieren dann rasch an Attraktivität.
[0004] In der DE 196 21 881 A1 wird daher vorgeschlagen, bei einem Verfahren zum Verchromen
von Autofelgen aus einer Aluminiumlegierung zunächst eine Grundierungsschicht aus
Pulver oder Naßlack aufzutragen, dann die Felge zu trocknen, eine Kunstsloffnaßlackschicht
aufzubringen, nochmals zu trocknen und letztlich eine galvanische Verchromung vorzunehmen.
Diese unterschiedlichen Verfahrensschritte sind recht aufwendig und erfordern mehrfache
Umlagerung der Zwischenprodukte in andere Vorrichtungen. Hinzu kommt der Zeitaufwand
für das Trocknen
[0005] Ähnlich arbeitet ein aus der DE 195 39 645 A1 bekanntes Verfahren. Auch dort wird
eine Leichtmetallfelge für Kraftfahrzeugräder beschichtet, und zwar wird diese Felge
zunächst mit einer Ganzlackierung versehen. Darüber wird eine Zwischenbeschichtung
als Pulverlackierung oder als Glanzvernickelung ausgebildet, um die Oberflächenstruktur
einzuebnen. Dadurch wird eine glatte Basis für eine schließlich darauf abgeschiedene
galvanisch abscheidbare, dekorative Glanzmetallisierung geschaffen.
[0006] Für das Galvanisieren von Aluminium wird im Handbuch der Galvanotechnik, herausgegeben
von Heinz W. Dettner und Johannes Elze (1964), Band 1, Teil 2, Kapiltel 15, Seite
1034 vorgeschlagen, zunächst eine Metallzwischenschicht mit guter Haftfestigkeit aufzubringen.
alternativ wird auch ein poröser Oxydfilm erwähnt. Die nachfolgenden metallischen
Schichten werden jeweils galvanisch aufgebracht. Dies ist möglilch, da sowohl die
metallische Zwischenschicht als auch die poröse Oxydschicht leitfähig sind. In dem
gleichen Aufsatz wird bereits festgestellt, daß dadurch das Substrat leicht angreifbar
wird. Derart hergestellte Beschichtungen sind daher nicht korrosionsschützend, im
Gegenteil.
[0007] Konkret und in der Praxis sehen die Verfahren im Stand der Technik zur Herstellung
dekorativer Schichten mit gutem Korrosionsschutz zum Beispiel auf Aluminium etwa wie
folgt aus: Auf ein Aluminiumsubstrat wird stromlos eine dünne Zinkschicht mit einer
Zinkatbeize aufgebracht. Anschließend erfolgt ein galvanisches Direktverkupfern und
danach ein galvanisches Aufbringen einer Duplex- oder Tri-Nickelschicht mit dem Ziel
der Einebnung und des Korrosionsschutzes. Darüber wird dann galvanisch eine dunne
Glanzchromschicht aufgebracht.
[0008] Dieses Schichtsystem bietet solange einen ausreichenden Korrosionsschutz für das
Aluminiumsubstrat, wie es in der Schicht keinerlei mechanische Beschädigung gibt,
die bis auf das Metallsubstrat wirkt.
[0009] Kommt es zu einer derart tiefen Beschädigung der Schicht bzw. des Schichtsystems,
so entsteht ein sogenanntes galvanisches Element, bei dem die äußere Schicht als Kathode
wirkt und das Substrat als Anode, welche oxidiert wird.
[0010] Obwohl Chrom an sich ein chemisch sehr unedles Metall ist, bekommt es durch die Bildung
einer dünnen Oxidschicht an der Oberfläche (als Passivierung bezeichnet) ein sehr
positives Potential. An dieser, im Vergleich zum durch die Beschädigung freigelegten
Aluminium sehr großen Oberfläche wird nun anschließend Sauerstoff reduziert. Der Oxidationsprozeß
ist dabei die Umwandlung von metallischem Aluminium zu Al
3+. Aufgrund der sehr großen Kathodenoberfläche des Chromoxids ist die Korrosion des
Aluminiums an dieser beschädigten Stelle dramatisch. Man spricht hier von einem katastrophalen
Versagen der Korrosionsschutzschicht.
[0011] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zur Herstellung
einer korrosionsschützenden Beschichtung für ein Substrat aus einem Leichtmetall und
ein entsprechendes Schichtsystem vorzuschlagen, das gegenüber derartigen Beschädigungen
unempfindlicher ist.
[0012] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer korrosionsschützenden
Beschichtung für ein Substrat aus einem Leichtmetall bzw. einer Leichtmetallegierung,
bei dem zunächst auf das Substrat eine elektrisch nicht leitfähige erste Schicht aufgebracht
wird, wobei die nichtleitfähige erste Schicht durch anodische Oxidation des Substrates
erzeugt wird, später eine Nachverdichtung der nicht leitfähigen durch anodische Oxidation
entstandenen ersten Schicht erfolgt, anschließend auf die nicht leitfähige erste Schicht
eine metallisierte Schicht stromlos aufgebracht wird und später auf die metallische
zweite Schicht eine dritte Schicht aufgebracht wird.
[0013] Gelöst wird diese Aufgabe ferner durch ein Schichtsystem, aufweisend ein Substrat
aus Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung, darauf eine nicht leitende erste
Schicht, die aus einem Oxid des Substratmaterials besteht, darauf eine stromlos aufgebrachte
zweite Schicht aus einem oder mehreren Metallen, eine dritte Schicht.
[0014] Bevorzugt wird zur Glättung und Ebnung zwischen die stromlos aufgebrachte zweite
Schicht und die dritte Schicht noch eine glättende metallische Zwischenschicht aufgebracht.
Die dritte Schicht ist besonders bevorzugt eine dekorative dritte Schicht.
[0015] Mit einem derartigen Verfahren und einem derartigen Schichtsystem sind die Probleme
lösbar. Die Erfindung macht von der Erkenntnis Gebrauch, daß die Voraussetzung für
das katastrophale Versagen der bekannten Schichtsysteme die elektrische Leitfähigkeit
zwischen Anode und Kathode beim Oxidationsprozeß nach der Beschädigung ist.
[0016] Erfindungsgemäß wird nun die elektrische Leitfähigkeit an genau dieser Stelle zuverlässig
unterbunden. Der Elektrodenfluß wird durch eine elektrisch nicht leitende Schicht
zwischen dem Substrat einerseits und den äußeren Schichten andererseits vorgesehen.
Diese äußeren Schichten können dabei sowohl die bisherigen Korrosionsschutzeigenschaften
weiter beibehalten, die zu der guten Funktionsfähigkeit bei unbeschädigten Schichtsystemen
geführt haben, und sie können andererseits die dekorativen Effekte wie eine Glanzchromschicht
besitzen und/oder verschleißfest und/oder reibungsarm sein.
[0017] Die elektrisch nicht leitende Schicht kann durch physikalische Verfahren. beispielsweise
PVD (physical vapor deposition) oder Plasma CVD (chemical vapor deposition), durch
einfache Polymerschichten, also Lacke, oder durch elektrochemische Verfahren erzeugt
werden.
[0018] Besonders bevorzugt ist es, wenn die nicht leitfähige Schicht durch anodische Oxidation
des Substrates erzeugt wird.
[0019] Ist Substrat dabei wie bevorzugt Aluminium, so wird für die Erzeugung der nicht leitfähigen
Schicht ein Eloxalverfahren eingesetzt. Dabei wird einfach das Metallsubstrat als
Anode geschaltet und durch Anlegen einer Spannung wird die Oberfläche oxidiert. Diese
Oxidschicht ist chemisch relativ inert und bildet insbesondere nach entsprechenden
Nachbehandlungen eine ideale elektrische Barriere.
[0020] Auf diese nicht leitfähige erste Schicht, hier also bevorzugt die Oxidschicht, wird
dann mittels eines stromlosen Verfahrens eine Metallschicht bevorzugt aus Nickel,
Kupfer oder einem anderen Metall, das sich stromlos abscheiden läßt, aufgebracht.
[0021] Auf diese Metallschicht können dann mit galvanischen Verfahren Kupfer zur Einebnung
der noch rauhen Oberfläche, zum mechanischen Spannungsausgleich oder auch als Glanz
aufgebracht werden, auch Nickel zu ähnlichen Zwecken und insbesondere zum zusätzlichen
Korrosionsschutz ist denkbar.
[0022] Auf diese Schicht kann dann die dekorative auch im Stand der Technik außen liegende
Schicht, insbesondere Chrom, aufgebracht werden.
[0023] Im Stand der Technik gab es bisher die Überzeugung, daß es zwar möglich ist. Kunststoffe
stromlos zu metallisieren, in dem die nicht leitende Kunststoffoberfläche aufgerauht
und entsprechend aktiviert wird. Bei Keramiken hielt man dies bisher nur für sehr
bedingt möglich. Oxidschichten sind Keramiken und die Aktivierung und haftfeste Metallisierung
stieß auf Probleme. Zur Erzielung der sehr guten Haftfestigkeit von stromlos aufgebrachten
Metallschichten, insbesondere auf Kunststoffen, wurde bisher eine mechanische Verklammerung
der beiden Oberflachen miteinander in Aussicht genommen, der sogenannte Druckknopfeffekt.
Bei oxidischen Oberflächen ist dies nur bedingt möglich.
[0024] Erfindungsgemäß wird hier bevorzugt zu einem sehr erfolgreichen und vorteilhaften
Verfahren gegriffen. Es wird nämlich die durch anodische Oxidation entstandene Schicht,
bei Aluminium also die Eloxalschicht. nachverdichtet. Bei dem Prozeß der Oxidation
entstehen nämlich Poren, die verkleinert werden sollten, um auszuschließen, daß doch
Zerstörungen der nicht leitenden Schicht auftreten und dadurch womöglich leitfähige
Brücken entstehen. Diese Nachverdichtung kann über verschiedene Verfahren geschehen,
eines davon ist die sogenannte Heißwasserverdichtung. Durch Eintauchen in kochendes
Wasser wandelt sich das entstehende wasserfreie Al
2O
3 in einen Böhmit-Typ Al
2O
3 x H
2O um. Das führt zu einer Volumenvergrößerung des Materials um die Poren herum, so
daß sich die Poren selbst verkleinern.
[0025] Dieser Effekt wird nun zusatzlich genutzt, um gleichzeitig mit diesem Verdichtungsschritt
eine Aktivierung der Oberfläche vorzunehmen. Eine Aktivierung im Sinne einer Metallisierung
von nicht leitenden Oberflächen ist in diesem Falle durch das Aufbringen von leitfähigen
Kristallisationskeimen möglich. Bevorzugt wird dabei als Kristallisationskeim ein
Edelmetallkeim eingesetzt, insbesondere leitfähige Palladiumkeime.
[0026] Diese Palladiumkeime bzw. anderen Kristallisationskeime werden während der Verdichtung
auf die Oberfläche aufgebracht und dringen so auch in die Poren während deren Verkleinerung
ein.
[0027] Dies ermöglicht nun, daß diese Kristallisationskeime eine Metallisierung im nächsten
Verfahrensschritt nicht nur als Aufbringen einer weiteren Schicht auf die nicht leitfähige
erste Schicht bewirken, sondern daß diese Metallisierung auch in den nun verkleinerten
Poren stattfindet. Dadurch ragt die leitfähige, metallische zweite Schicht in die
Poren hinein, wobei es auch zu Hinterschneidungen kommt und eine sehr gute Verzahnung
und Haftung der nicht leitenden ersten Schicht mit der leitfahigen zweiten Schicht
sicherstellt.
[0028] Nachdem die zweite Schicht aufgebracht ist, ist es problemlos möglich, anschließend
beispielsweise galvanisch weitere gewünschte Schichten und schließlich auch eine dekorative,
insbesondere Chromschicht, abzuscheiden. Weitere bevorzugte Merkmale sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
[0029] Im folgenden wird anhand der Zeichnungen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
beschrieben. Es zeigen:
- Figur 1
- einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Schichtsystem; und
- Figur 2
- eine vergrößerte schematische Schnittdarstellung durch einen vergrößerten Ausschnitt
aus Figur 1.
[0030] Figur 1 zeigt in sehr schematischer Form ein Schichtsystem. Ein Substrat 5 besteht aus einem
Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung, insbesondere aus Aluminium. Es kann
sich dabei zum Beispiel um eine Leichtmetallfelge für ein Kraftfahrzeug handeln.
[0031] Auf dem Substrat 5 ist eine elektrisch nicht leitfähige erste Schicht 10 zu erkennen,
die insbesondere ein Oxid aus dem Material des Substrates 5 sein kann, beispielsweise
Aluminiumoxid. Das Aluminiumoxid kann mittels eines Eloxalverfahrens erzeugt worden
sein.
[0032] Auf der nicht leitfähigen ersten Schicht 10 befindet sich eine leitfähige, metallische
zweite Schicht 20. Diese wird stromlos auf der Schicht 10 abgeschieden.
[0033] An die zweite Schicht 20 schließt sich eine weitere metallische Zwischenschicht 25
an, die insbesondere zur Einebnung der üblicherweise relativ rauhen Oberfläche von
stromlos abgeschiedenen Schichten 20 dient.
[0034] Die Zwischenschicht 25 wird insbesondere galvanisch abgeschieden. Dies führt zu leichten
Materialunterschieden zwischen der zweiten Schicht 20 und der Zwischenschicht 25,
selbst wenn beide z.B. aus Nickel bestehen sollten, da chemisch "stromlos" abgeschiedenes
Nickel u.a. Phosphor- oder Borbestandteile enthält, galvahisch abgeschiedenes Nickel
dagegen nicht. Für die Funktionstüchtigkeit des Schichtsystems spielt dies aber keine
Rolle.
[0035] An die Zwischenschicht 25 schließt sich schließlich noch eine Schicht 30 an, beispielsweise
eine Glanzchromschicht, die nach außen die dekorativen und/oder reibungsarmen und/oder
verschleißfesten Eigenschaften des fertigen Produktes darstellt. Stehen die dekorativen
Eigenschaften des fertigen Produktes besonders im Vordergrund, beispielsweise bei
Kraftfahrzeugfelgen, wird eine Glanzchromschicht aufgetragen. Soll die Schicht besonders
verschleißfest sein, käme Hartchrom in Betracht. für reibungsarme äußere dekorative
Schichten Nickel-Teflon oder Blei.
[0036] In der
Figur 2 ist nun der Grenzbereich zwischen den Schichten 10 und 20 während des Herstellungsverfahrens
stark vergrößert, aber wiederum schematisch dargestellt.
[0037] Die nicht leitfähige und insbesondere durch anodische Oxidation des Substrates 5
erzeugte erste Schicht 10 besitzt eine Oberfläche 12. Diese Oberfläche 12 ist allerdings
nicht völlig eben, sondern weist eine Vielzahl an Poren 13 auf; dieses ist insbesondere
herstellungsbedingtes Ergebnis der Durchführung eines Eloxalverfahrens.
[0038] Diese Poren 13 werden nun verkleinert bzw. die Schicht 10 "verdichtet", in dem in
einer sogenannten Heißwasserverdichtung das Substrat 5 mit der Oberfläche 12 in kochendes
Wasser getaucht wird. Bevorzugt wird gemeinsam mit dem kochenden Wasser auch das Aktivieren
der Oberfläche 12 durch das Aufbringen von leitfähigen Kristallisationskeimen 18,
insbesondere von Palladiumkeimen bewirkt. Diese Kristallisationskeime 18 gelangen
nämlich aufgrund der zunächst noch großen Poren 13 in diese hinein und verbleiben
dort auch nach dem Verdichtungsprozeß, wenn die Poren 13 kleiner geworden sind.
[0039] Nach Entfernung des kochenden Wassers verbleiben die Palladium- bzw. Kristallisationskeime
18 auf der Oberfläche 12 und insbesondere in den Poren 13. Nun anschließend findet
die Metallisierung gerade durch die Kristallisationskeime 18 durch die nun stromlos
aufgebrachten Materialien der zweiten Schicht 20 statt, insbesondere also von Kupfer
und/oder Nickel. Diese Materialien reichen dadurch in die Poren hinein bzw. bilden
gerade dort besonders intensive Kontakte mit dem Material der Schicht 10. Dies führt
durch das Bilden von Hinterschneidungen zu einer festen Haftung der in der Figur 2
noch nicht dargestellten Schicht 20 auf der Schicht 10.
Bezugszeichenliste
[0040]
- 5
- Substrat
- 10
- nicht leitfähige erste Schicht
- 12
- Oberfläche der nicht leitfähigen Schicht
- 13
- Poren
- 18
- Kristallisationskeime
- 20
- metallische zweite Schicht
- 25
- Zwischenschicht
- 30
- dekorative dritte Schicht
1. Verfahren zur Herstellung einer korrosionsschützenden Beschichtung für ein Substrat
aus einem Leichtmetall bzw. einer Leichtmetallegierung, bei dem
- zunächst auf das Substrat (5) eine elektrisch nicht leitfähige erste Schicht (10)
aufgebracht wird, wobei die nichtleitfähige erste Schicht (10) durch anodische Oxidation
des Substrates (5) erzeugt wird,
- später eine Nachverdichtung der nichtleitfähigen durch anodische Oxidation entstandenen
ersten Schicht (10) erfolgt,
- anschließend auf die nicht leitfähige erste Schicht (10) eine metallisierte Schicht
(20) stromlos aufgebracht wird,
- und später auf die metallische zweite Schicht (20) eine dritte Schicht (30) aufgebracht
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1.
dadurch gekennzeichnet,
daß als Substrat (5) Aluminium oder Magnesium oder eine Legierung unter Verwendung mindestens
einer dieser beiden Leichtmetalle eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2.
dadurch gekennzeichnet,
daß für das Substrat (5) Aluminium und zur Erzeugung der nicht leitfähigen ersten Schicht
(10) ein Eloxalverfahren eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstenenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zugleich mit der Nachverdichtung auch eine Aktivierung durch Aufbringung von leitfähigen
Kristallisationskeimen (18) auf die Oberfläche (12) bzw. in die durch die anodische
Oxidation entstandenen Poren (13) in der Oberfläche (12) der ersten Schicht (10) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß als leitfähige Kristallisationskeime (18) Edelmetallkeime, insbesondere Palladiumkeime
eingesetzt werden.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite metallische Schicht (20) durch stromlose Metallisierung mittels Kupfer
und/oder Nickel erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der metallischen zweiten Schicht (20) und der dritten Schicht (30) noch
eine glättende metallische Zwischenschicht (25) aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als dritte Schicht (30) eine dekorative dritte Schicht aufgebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die dekorative dritte Schicht (30) Chrom insbesondere galvanisch abgeschieden
wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die dritte Schicht (30) ein Material mit reibungsarmen und/oder verschleißfesten
Eigenschaften eingesetzt wird.
11. Schichtsystem, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche.
12. Schichtsystem, aufweisend
- ein Substrat (5) aus Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung,
- darauf eine nicht leitende erste Schicht (10), die aus einem Oxid des Substratmaterials
besteht,
- darauf eine stromlos aufgebrachte zweite Schicht (20) aus einem oder mehreren Metallen,
- eine dritte Schicht (30).
13. Schichtsystem nach Anspruch 12, zusätzlich zwischen der zweiten Schicht (20) und der
dritten Schicht (30) eine metallische glättende Zwischenschicht (25) aufweisend.
14. Schichtsystem nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Substrat (5) aus Aluminium oder Magnesium oder einer Aluminium-oder Magnesiumlegierung
besteht.
15. Schichtsystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schichtdicke der nicht leitenden ersten Schicht (10) zwischen 1 µm und 200 µm
liegt.
16. Schichtsystem nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schichtdicke der stromlos aufgebrachten zweiten Schicht (20) zwischen 0,5 µm
und 20 µm liegt.
17. Schichtsystem nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schichten der metallischen Zwischenschicht (25) zwischen 2 µm und 20 µm.
18. Felge oder Zierfelge aus Leichtmetall, insbesondere für Kraftfahrzeuge, beschichtet
nach einem der Verfahren nach Anspruch 1 bis 10 bzw. versehen mit einem Schichtsystem
nach einem der Ansprüche 11 bis 17.
1. A method of producing a corrosion protective coating for a substrate made of a light
metal or a light metal alloy in which
- an electrically non-conductive first layer (10) is initially formed on the substrate
(5) whereby the non-conductive first layer (10) is produced by anodic oxidisation
of the substrate (5),
- the non-conductive first layer (10) produced by anodic oxidisation is then sealed,
- whereafter a metallized layer (20) is formed on the non-conductive first layer (10)
in currentless manner
- and a third layer (30) is then formed on the metallized second layer (20).
2. A method in accordance with Claim 1,
characterised in that
aluminium or magnesium or an alloy of at least one of these two light metals is utilised
to form the substrate (5).
3. A method in accordance with Claim 2,
characterised in that
aluminium is utilised to form the substrate (5) and an anodising process is utilised
to produce the non-conductive first layer (10).
4. A method in accordance with any of the preceding Claims,
characterised in that
an activating process is effected at the same time as the sealing process by depositing
conductive nucleating agents (18) onto the upper surface (12) of the first layer (10)
or into the pores (13) in the upper surface (12) of the first layer (10) which result
from the anodic oxidisation process.
5. A method in accordance with Claim 4,
characterised in that
noble metal crystallisation nuclei, especially palladium nuclei, are utilised as the
conductive nucleating agents (18).
6. A method in accordance with any of the preceding Claims,
characterised in that
the second metallic layer (20) is produced by a currentless metallisation process
using copper and/or nickel.
7. A method in accordance with any of the preceding Claims,
characterised in that
a smoothing metallic intermediary layer (25) is formed between the metallic second
layer (20) and the third layer (30).
8. A method in accordance with any of the preceding Claims,
characterised in that
a decorative third layer is applied to form the third layer (30).
9. A method in accordance with Claim 8,
characterised in that
chromium is deposited, especially by utilisation of an electroplating process, to
form the decorative third layer (30).
10. A method in accordance with any of the preceding Claims,
characterised in that
a material having low friction and/or wear resistant properties is utilised for the
third layer (30).
11. A system of layers produced by a method in accordance with any of the preceding Claims.
12. A system of layers comprising
- a substrate (5) of light metal or a light metal alloy,
- a non-conductive first layer (10) thereon consisting of an oxide of the substrate
material,
- a second layer (20) consisting of one or more metals formed on the first layer by
means of a currentless process,
- a third layer (30).
13. A system of layers in accordance with Claim 12 comprising an additional, smoothing
metallic intermediary layer (25) between the second layer (20) and the third layer
(30).
14. Asystem of layers in accordance with Claim 12 or 13,
characterised in that
the substrate (5) consists of aluminium or magnesium or an aluminium or magnesium
alloy.
15. A system of layers in accordance with any of Claims 12 to 14,
characterised in that
the thickness of the non-conductive first layer (10) lies between 1 µm and 200 µm.
16. A system of layers in accordance with any of Claims 12 to 15,
characterised in that
the thickness of the second layer (20) that was formed by means of a currentless process
lies between 0.5 µm and 20 µm.
17. A system of layers in accordance with any of Claims 12 to 16,
characterised in that
the layers of the metallic intermediary layer (25) between 2 µm and 20 µm.
18. Wheel rims or wheel trims of light metal, especially for motor vehicles, coated in
accordance with any of the methods of Claims 1 to 10 or provided with a system of
layers in accordance with any of Claims 11 to 17.
1. Procédé de fabrication d'un revêtement anticorrosion pour un substrat en métal léger
ou en alliage léger, dans lequel
- on dépose tout d'abord sur le substrat (5) une première couche électriquement non
conductrice (10), la première couche non conductrice (10) étant réalisée par oxydation
anodique du substrat (5),
- on réalise après une densification ultérieure de la première couche non conductrice
(10) obtenue par oxydation anodique,
- ensuite on dépose par voie autocatalytique sur la première couche non conductrice
(10) une couche métallisée (20),
- et après, sur la deuxième couche métallique (20), on dépose une troisième couche
(30).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise comme substrat (5) l'aluminium ou le magnésium ou un alliage employant
au moins l'un de ces deux métaux légers.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on utilise comme substrat (5) l'aluminium et, pour produire la première couche
non conductrice (10), un procédé d'anodisation.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on effectue aussi, en même temps que la densification, une activation par dépôt
de germes de cristallisation conducteurs (18) sur la surface (12) ou dans les pores
(13) résultant de l'oxydation anodique dans la surface (12) de la première couche
(10).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on utilise comme germes de cristallisation conducteurs (18) des germes de métaux
précieux, en particulier des germes de palladium.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième couche métallique (20) est produite par métallisation autocatalytique
à l'aide de cuivre et/ou de nickel.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, entre la deuxième couche métallique (20) et la troisième couche (30), on dépose
également une couche intermédiaire métallique de lissage (25).
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on dépose comme troisième couche (30) une troisième couche décorative.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, pour la troisième couche décorative (30), on dépose du chrome, en particulier par
voie galvanique.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise pour la troisième couche (30) un matériau ayant des propriétés anti-friction
et/ou anti-usure.
11. Système de couches obtenu par un procédé selon l'une des revendications précédentes.
12. Système de couches présentant :
- un substrat (5) en métal léger ou en alliage léger,
- sur ce substrat, une première couche non conductrice (10) composée d'un oxyde du
matériau du substrat,
- sur cette première couche, une deuxième couche (20) déposée par voie autocatalytique
et composée d'un ou plusieurs métaux,
- une troisième couche (30).
13. Système de couches selon la revendication 12, présentant en plus, entre la deuxième
couche (20) et la troisième couche (30), une couche intermédiaire métallique de lissage
(25).
14. Système de couches selon la revendication 12 ou la revendication 13, caractérisé en ce que le substrat (5) se compose d'aluminium ou de magnésium ou d'un alliage à base d'aluminium
ou de magnésium.
15. Système de couches selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que la première couche non conductrice (10) a une épaisseur de 1 µm à 200 µm.
16. Système de couches selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que la deuxième couche (20) déposée par voie autocatalytique a une épaisseur de 0,5 µm
à 20 µm.
17. Système de couches selon l'une des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que la couche intermédiaire métallique (25) a une épaisseur de 2 µm à 20 µm.
18. Jante ou jante décorative en métal léger, en particulier pour des véhicules automobiles,
revêtue par l'un des procédés selon les revendications 1 à 10 ou munie d'un système
de couches selon l'une des revendications 11 à 17.

