CH150939A - Verfahren zur Herstellung korrosionsbeständiger Schutzüberzüge auf Leichtmetallen. - Google Patents

Description

      verfahren    zur Herstellung korrosionsbeständiger Schutzüberzüge auf Leichtmetallen.    Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver  fahren zur Herstellung korrosionsbeständiger  Schutzüberzüge auf Leichtmetallen, zum  Beispiel Aluminium, Magnesium oder deren       Legierungen.     



  Gemäss der Erfindung werden mindestens  zwei Gegenstände aus Leichtmetall in der  wässerigen Lösung einer anorganischen Säure  der Einwirkung eines elektrischen Wechsel  stromes unterworfen. Durch diese Behand  lung überziehen sich die Gegenstände aus  Leichtmetall mit einer schützenden Schicht,  welche     korrosionsbeständig    ist.  



  Je nach der Zusammensetzung des Bades,  der chemischen     Zusammensetzung    der Gegen  stände, ihrer Vorgeschichte und Oberflächen  bescUaffenheit, sowie der angewendeten        rechselspannung    und Stromdichte und der       Badtemperatur    und der Behandlungszeit fal  len die nach dem neuen Verfahren     gewonne-          zien    Überzüge im allgemeinen unterschied  lich aus.    Bei der Ausführung des Verfahrens legt  man die Gegenstände zweckmässig zunächst an  eine Wechselspannung und taucht sie darauf  in das Bad ein.

   Statt dessen kann man auch  die Gegenstände zuerst in das Bad ein  tauchen und darauf rasch den Wechselstrom  einschalten.     Gewünschtenfalls    kann die Bad  flüssigkeit während der Behandlung in Be  wegung gehalten werden. Die Wirkung des  sauren Bades kann durch Erhöhung der     Bad-          temp'eratur    gesteigert werden. Man 'kann bei  gewöhnlicher Temperatur arbeiten; doch  empfiehlt es sich, die     Badtemperatur    auf  40 bis<B>50'C</B> oder     daiüber    zu halten. Das Bad  ist zweckmässig mit einer Kühlvorrichtung  versehen, um die Temperatur für den Fall  zu starker Erwärmung durch den Strom re  geln zu     können.     



  Die     Zusammensetzung    und Konzentration  der sauren     Badflüssigkeit    kann je nach der  angestrebten Wirkung und je nach der Zu  sammensetzung oder     Art    der     Vorbhandlung         des     Metalles    sehr verschieden sein. Konzen  trierte Lösungen wirken erheblich stärker  und erfordern entsprechend kürzere Zeiten  zur Erzielung des gleichen Effektes, als ver  dünnte Lösungen. Die angewandten Span  nungen     bezw.    Stromdichten lassen sich eben  falls in weiten Grenzen variieren, je nach  dem angestrebten Endeffekt und je nach der  Zusammensetzung der für die Behandlung  bestimmten Aluminiumlegierungen und des  verwendeten Elektrolyten, sowie seiner Tem  peratur.

           Ausführungsbeispiele     1. Zwei     Reinaluminiumbleche    werden an  eine Wechselspannung von 40 Volt gelegt,  in eine auf<B>60'</B> C erwärmte, 25%ige, wäs  serige     Chromsäurelösung    getaucht, 30 Mi  nuten unter Strom belassen und der Strom  ausgeschaltet. Nun werden die Bleche rasch  aus dem Bad entfernt, abgespült und ge  trocknet. Die Oberfläche der Bleche erscheint  schwarz, mit bläulichem Schimmer gefärbt.  



  2. Zwei     Duraluminbleche    werden in eine  10%ige wässerige     Schwefelsäurelösung    ein  getaucht und ein auf 10 bis     15    Volt ge  spannter Wechselstrom während 20 Minuten       hindurchgeschickt.    Die Bleche erscheinen  nach Ausschaltung des Stromes und Ent  fernung aus dem Bade silberweiss. Man spült  mit Wasser ab und trocknet.  



  ss. Zwei     Lautalbleche    werden mit einer  Wechselspannung von 40 Volt in einem auf       5711    C erwärmten 25%igen wässerigen       Chromsäurebad    20 Minuten lang behandelt.  Nach dem Spülen und Trocknen erscheinen  die Bleche grau gefärbt.  



  4. Zwei     Duraluminplatten    werden in einer  wässerigen Lösung, welche<B>10%</B> Kalium  permanganat und<B>10%</B> Chromsäure enthält,  mit Wechselstrom von 40 Volt bei 50   C  etwa 20 Minuten lang behandelt. Die Platten  erscheinen nach dem Spülen und Trocknen  braun gefärbt.  



  5. Zwei Platten aus     Aluminiumspritzguss-          legzerung    mit<B>70,9%</B> Aluminium, 4 % Kup  fer-,     2,7%    Nickel- und<B>2,6%</B>     Siliziumgehalt     werden 10 Minuten. in einem auf 49 " C er-    wärmten, 25 %     igen        Chromsäurebad        mit    einer  Wechselspannung von 7 bis. 7,5 Volt behan  delt. Die Metalloberfläche erscheint nach  dem Spülen und     Trocknen    perlmutterartig,  von grün nach     violettrot        irrisierend.     



  6. Zwei in ein 0,05 % Chromsäure ent  haltendes Bad tauchende     Duraluminblech-          streifen    A werden an eine Wechselstrom  quelle gelegt und bei gewöhnlicher Tempe  ratur ein anfangs niedrig gespannter Wech  selstrom     hindurchgeschickt.    Man steigert die  Spannung allmählich, ohne dass Funkenbil  dung     eintritt,    auf 100 Volt oder darüber  und belässt die Streifen etwa 10 bis- 15 Mi  nuten unter Strom. Nach Entfernung der  Streifen aus dem Bad werden dieselben mit  Wasser gespült und getrocknet. Die beiden  Blechstreifen sind gleichmässig mit einer  dünnen, weisslichen Schicht überzogen, durch  die hindurch der metallische Glanz des Dur  alumins deutlich sichtbar ist.  



  Einer dieser so vorbehandelten Blech  streifen A wird nun in einem 1 % Chrom  säure enthaltenden Bade einem zweiten Dur  aluminstreifen B gegenüber angebracht und  durch beide an     eine        Wechselstromquelle    ge  legte     Streifen    abermals ein Wechselstrom  geschickt, wobei die Spannung von 5 Volt  auf 40 bis 50 Volt gesteigert wird. Nach  einstündiger Behandlung ist das Blech B  mit einer tiefschwarzen Schutzschicht be  deckt, während das Blech A     unverändert    ist.

    Nach Entfernung des Bleches B aus dem  Bade wird eine beliebige Reihe unbehandel  ter Bleche an Stelle von B in der gleichen  Weise behandelt, Das Aussehen der Über  züge der Bleche B ist immer das gleiche,  von geringen Abweichungen im Ton ab  gesehen, die auf Unterschiede in der Zu  sammensetzung der Legierungen und in der  Oberflächenbeschaffenheit und Struktur des       Metalles    zurückzuführen sind.  



  7. Zwei an eine     Wechselstromquelle    an  gelegte     Duraluminblechstreifen    werden in  einem     10%        Chromsäure    enthaltenden, auf  <B>-10'</B> C erwärmten Bade mit Wechselstrom  behandelt. _ Man steigert die Spannung all  mählich auf 40 bis 50 Volt und behandelt      etwa 20 bis 30 Minuten lang. Das eine Blech  .4 erscheint hell, das andere Blech B ist       mit    einem perlgrauen Überzug versehen. An  Stelle von B bringt man nun ein neues, un  behandeltes Blech B, dem     Blech.    A gegen  über an und behandelt in gleicher Weise  mit allmählich zu 40 oder 50 Volt steigen  der Wechselspannung während einer Stunde.  Das' Blech B, erscheint darnach schwarz,  während Blech A unverändert ist.

   Man kann  nun an Stelle von B, eine beliebige Anzahl  von Blechen B in gleicher Weise behan  deln. Die Schutzschichten auf den Blechen B  sind bis auf geringe Abweichungen im Ton  von gleichmässiger schwarzer Färbung.  



  B. Ein in verdünnter     Chromsäurelösung     hell formiertes Aluminiumblech A wird  einem unbehandelten Aluminiumblech B ge  genüber in wässeriger, 50 %     iger,    auf 40' C  erwärmter     Chromsäurelösung    mit Wechsel  strom behandelt, derart, dass man mit nie  drigen Spannungen beginnend, allmählich  auf 40 bis 50 Volt ansteigt. Nach einstündi  ger Behandlung ist das Blech B tiefschwarz  gefärbt. Dieser tiefschwarze Überzug, wel  cher aus einer mindestens etwa 40%igen       Chromsäurelösung    erhalten wird, ist elasti  scher als der Überzug nach Beispiel 1; er  neigt weniger zur     Rissbildung,    so dass er zum  Beispiel als Isolierschicht für Aluminium  spulen gut geeignet ist.  



  9. Zwei Gegenstände aus     Lautal,    von  denen der     eino    in verdünnter Chromsäure  lösung hellformiert, der andere nicht vor  behandelt ist, werden an die Klemmen einer  Wechselspannung angelegt und in einem  auf 40' C     erwärmten,        wässerigen,    3,5  Chromsäure     enthaltenden    Bade der Wirkung  eines Wechselstromes ausgesetzt.  



  Man beginnt die Behandlung mit einer Span  nung von etwa 10 Volt und steigert die Span  nung langsam     innert        10Minüten    auf 40 Volt,  innerhalb weiterer 10 Minuten auf 45 Volt,  schliesslich wieder in 1,0 Minuten auf 50 Volt  und hält während weiterer 30 Minuten auf  <B>50</B> Volt. Der nicht vorbehandelte Gegen  stand überzieht sich hierbei mit einer grau  schwarzen Schutzschicht. -    10.

   Man behandelt zwei an die Klemmen  einer Wechselspannung angelegte     Lautal-          bleche,    von denen das. eine dunkelformiert,  das andere nicht vorbehandelt ist, in einer  auf<B>60'</B> C erwärmten 4%igen, wässerigen       Chromsäurelösung    mit Wechselstrom, dessen       Spannung    langsam von 0 bis 40 Volt inner  halb einer Stunde gesteigert wird. Das an  fangs dunkelformierte Blech wird dabei hel  ler, während das ihm gegenüber behandelte  frische Blech schwarz erscheint. Das heller  gewordene formierte Blech kann beliebig oft  als Gegenelektrode zur Erzeugung von dunk  len Überzügen auf frischen     Lautalblechen          verwendet    werden.  



  11. Ein     Reinaluminiumblech    und ein Ge  genstand aus     Duralumin    werden in einem       2%igen,    auf<B>50'</B> C erwärmten Chromsäure  bad eine Stunde lang mit allmählich gestei  gerten Spannungen - bis 40 Volt behandelt.  Der     Duralumingegenstand    wird hierbei mit  einer dunkel gefärbten Schutzschicht über  zogen, während das     Aluminiumblech    hell  bleibt.

   Dem Aluminiumblech gegenüber las  sen sich nun beliebig viele     Duralumin-    oder       Lautalgegenstände    bei der gleichen Behand  lung mit Wechselstrom in dem gleichen Bade       mit        dunklen        Schutzschichten    überziehen.  



  Die nach den Beispielen 1 bis 5 ent  stehenden verschiedenartigen Schutzüberzüge  weisen durchweg eine gute Korrosions  beständigkeit auf, wie durch Dauerversuche       izn        Salzwassersprühnebel    nachgeprüft wurde.  Jedoch ergab sich dabei die merkwürdige  Erscheinung, dass .die Schutzschichten auf  den beiden Elektroden selbst bei Anwendung  von Elektroden aus dem -gleichen     -Material     häufig verschiedene- Färbung zeigten. Wäh  rend die eine Elektrode zum Beispiel einen  hell- oder dunkelgrauen -Überzug erhielt,  blieb häufig der Überzug der zweiten Elek  trode hell oder gar weisslich gefärbt.

   Beson  ders häufig wurden diese eigenartigen Farb  unterschiede bei Legierungen nach Art des       Duralumins    oder des     Lautals    beobachtet,  während sie bei     Reinaluminium    seltener auf  traten.      Bei den Ausführungsbeispielen 6 bis 11  wurden hingegen durchweg gleichfarbige  Schutzüberzüge von heller oder dunkler Fär  bung erhalten, welche hinsichtlich der Kor  rosionsbeständigkeit dem Schutzüberzug nach  den Beispielen 1 bis 5 durchaus gleichwertig  oder überlegen waren.

   Es wurde gefunden,  dass man gleichmässig gefärbte Schutzüber  züge stets dann     erhalten)    kann, wenn man einen  bereits mit einem hellen oder dunklen Schutz  überzug versehenen Gegenstand, der nach  einem der Beispiele 1 bis 5 erzeugt sein kann,  beliebig oft als Gegenelektrode für die Er  zeugung eines Schutzüberzuges auf einem an  dern Gegenstand aus dem gleichen oder aus  einem andern Leichtmetall, beziehungsweise  einer solchen Legierung verwendet. Man kann  beispielsweise auf dem als Gegenelektrode  zu verwendenden Gegenstand vorher in einer  möglichst verdünnten     Chromsäurelösung    einen  hell gefärbten Überzug erzeugen und darauf  in der beschriebenen Weise unter Anwen  dung der gleichen wässerigen Chromsäure  lösung die gleichmässig gefärbten Schutz  überzüge herstellen.

   In manchen Fällen ist  es auch angebracht, die Erzeugung des  Schutzüberzuges auf der Gegenelektrode in  einer wässerigen     Chromsäurelösung    von er  heblich geringerer Konzentration durchzu  führen, als sie für die Erzeugung der gleich  mässig gefärbten Schutzüberzüge auf andern  Gegenständen zur     Anwendung    kommt.  



  An Stelle der     Chromsäurelösung    kann  man auch andere wässerige     Säurelösungen     verwenden, insbesondere Schwefelsäure. Auch  Zusätze zu den sauren Bädern kommen in  Betracht, beispielsweise Kaliumpermanganat.  



  Die nach dem neuen Verfahren behandel  ten Gegenstände werden zweckmässig mit  einer weiteren Schutzschicht überzogen, um  die Korrosionsbeständigkeit noch zu erhöhen,  wie Einreiben mit Fetten, Wachsen oder  deren Gemischen, Anstreichen mit Ölfarben,  Teer oder Asphalt und dergleichen bekann  ten     Korrosiönsschutzmitteln.     



  Das neue Verfahren beschränkt sich nicht  auf die in den Beispielen aufgeführten Be  dingungen; man hat es vielmehr in der    Hand, die Qualität und Farbe der Schutz  schichten durch Abänderung der     Badkonzen-          tration,    der     Badtemperatur,    der Behandlungs  dauer und der Spannungsverhältnisse weiter  hin zu beeinflussen. Weiter spielt es keine  Rolle, ob bei der Durchführung des     neuen     Verfahrens zwei oder mehrere Elektroden aus  dem gleichen Leichtmetall, beziehungsweise  der gleichen Leichtmetallegierung oder aus  verschiedenen Leichtmetallen, beziehungs  weise Leichtmetallegierungen bestehen.

   In  allen Fällen lassen sich durch passende Aus  wahl der Bäder und durch geeignete Betriebs  bedingungen durchaus brauchbare Schutz  überzüge erzeugen.  



  Im allgemeinen empfiehlt es sich, bei dem  neuen Verfahren einen     sinusförmigen        #Vech-          selstrom    anzuwenden. Jedoch kann gegebe  nenfalls auch ein Wechselstrom verwendet  werden, dessen Stromkurve von der Sinus  form abweicht, oder ein Wechselstrom, dem  ein Gleichstrom überlagert ist. In den Aus  führungsbeispielen wurde im allgemeinen  ein Wechselstrom von 50 Perioden verwen  det. Jedoch kann das neue Verfahren auch  durchgeführt werden mit einem Wechsel  strom, dessen Frequenz unter oder über  50 Perioden liegt. Die Stromdichte kann bei  dem     neuen    Verfahren zwischen 0,4 bis  1,5     Amp.    pro dm\ liegen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung korrosions beständiger Schutzüberzüge auf Leichtmetal len, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Gegenstände aus Leichtmetall in einer wässerigen Lösung einer anorganischen Säure der Einwirkung eines elektrischen Wech selstromes unterworfen werden. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Chromsäure lösung verwendet wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Chromsäure lösung zwischen 0,05 und 50 % liegt. @. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Gegen stände aus Leichtmetall gelegte Wechsel spannung allmählich gesteigert wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Chromsäure bades während der Erzeugung der Schutzüberzüge auf einem über Zimmer temperatur liegenden Wert gehalten wird. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4, zur Herstel lung gleichmässig gefärbter Schutzüber züge, dadurch gekennzeichnet, dass ein bereits mit einem Schutzüberzug ver- sehen.er Gegenstand aus Leichtmetall als Gegenelektrode bei der Erzeugung eines Schutzüberzuges auf einem andern Ge genstand aus Leichtmetall verwendet wird. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Erzeugung des Schutzüberzuges auf dem als Gegenelek trode zu verwendenden Gegenstand in der Lösung einer Chromsäure von ge ringerer Konzentration durchgeführt wird als die Erzeugung der gleichmässig ge färbten Schutzüberzüge.- 7. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die gleiche Säure lösung sowohl zur Herstellung des Schutzüberzuges auf der Gegenelektrode, als auch zur Herstellung von gleichmässig gefärbten Schutzüberzügen auf andern Gegenständen aus Leichtmetall benutzt wird. B.

   Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet-, dass eine Chromsäurelösung mit einem Zusatz von Kaliumpermanga nat zur Herstellung der Schutzüberzüge verwendet wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 6 und 8, dadurch , gekennzeichnet, dass' die Lösung während der Herstellung des Schutzüberzuges be wegt wird. . 1,0. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 6, 8 und 9, da durch gekennzeichnet, dass die korrosions beständigen Schutzüberzüge nach erfolg ter Trocknung mit einem Schutzanstrich versehen werden.