CH182468A - Metallgegenstand und Verfahren zur Herstellung desselben. - Google Patents

Description

      Netallgegenstand    und Verfahren     znr    Herstellung desselben.    Die -Erfindung betrifft einen Metallge  genstand und ein Verfahren zur Herstellung  desselben.  



  Verschiedene Versuche     wurden        unternom-          inen,    um stabile, korrosionsbeständige, reflek  tierende Flächen an Aluminium dadurch her  zustellen, dass man eine     Aluminiumreflexions-          fläche    mit einem     Oxydüberzug    versieht.  Neben vielen Vorteilen bringt aber die Aus  stattung der reflektierenden Aluminium  fläche mit solchen an der Oberfläche ent  wickelten     Oxydüberzüg'en    verschiedene Mar  kierungen, Streifen und Linien zum Vor  schein.

   Diese Markierungen sind im allge  meinen auf der Metalloberfläche vor der       Oxydüberzugsbehandlung    unsichtbar, er  scheinen aber während der     Oxydüberzugs-          behandlung.    Sie stehen anscheinend in di  rekter Beziehung zur innern Struktur der  Oberfläche des     Metalles    und zum Bearbei  tungsverfahren, mittels welchem der Gegen-    stand hergestellt wurde.

   Wenn zum Beispiel  ein     becherförmiger    oder halbkugelförmiger  Lichtreflektor     durch    das gewöhnliche Zieh  verfahren hergestellt     wird,    kann die Re  flexionsfläche nach dem Überziehen mit  Oxyd     "Ziehlinien"    in Form     verhältnismässig     wenig     reflektierender,    konzentrisch bogenför  miger Streifen aufweisen;

   oder eine flache       Aluminiumreflexionsfläche    kann nach dem       oxydischen    Überziehen bestimmte Linien ent  wickeln, die direkt auf die Struktur der Me  talloberfläche zurückzuführen sind.     Ferner-          hin.    hat der auf der reflektierenden Ober  fläche erzeugte     Oxydüberzug    oft ein wolki  ges und     durchscheinendes        Aussehen    und kann  manchmal gefärbt sein. Diese Mängel ver  mindern wesentlich das     Reflexionsvermögen     der behandelten     Aluminiumreflexionsfläche.     



  Der Metallgegenstand gemäss der Erfin  dung     kennzeichnet    sich dadurch, dass er aus  einem     Verbundmetallkörper    mit einer aus           Aluminium    oder dessen     Legierungen    be  stehenden, reflektierenden Oberfläche gebil  det ist, welch letztere durch einen     keinerlei          Strukturmerkmale        aufweisenden        Oxydüber-          zug    geschützt ist.  



  Das zur Herstellung eines derartigen Me  tallgegenstandes dienende Verfahren gemäss  der     Erfindung    kennzeichnet sich dadurch,  dass ein Verbundmetall     mit    einer aus     Alu-          minium    oder dessen Legierungen bestehenden  Oberflächenschicht so bearbeitet wird, dass  die Gesamtdicke des     Verbundmetalles    um       mindestens    85 % reduziert wird.  



  Das bei der Herstellung des Metallgegen  standes gemäss der     Erfindung    benutzte Ver  bundmetall     kann    aus jeder gewünschten An  zahl von Metallschichten bestehen. Im allge  meinen wird jedoch vorgezogen, ein Ver  bundmetall zu benutzen, das aus einem ver  hältnismässig dicken     Grundteil    besteht, von  welchem das Verbundmetall seine     Haupt-          struktureigensehaften    herleitet und der an       mindestens    einer Fläche mit einer verhältnis  mässig     dünnen    Oberflächenschicht aus Alumi  nium oder dessen Legierungen versehen ist.

    Der Grundteil kann aus     Aluminium    oder  einer     Aluminiumlegierung    von den ge  wünschten physikalischen     Eigenschaften    be  stehen, die bequem mit einem Aluminium  metallblech durch eine Heiss- oder     Kaltbe-          arbeitung,        wie    zum Beispiel durch Walzen  oder Ziehen     vereinigt    werden kann.  



  Bei der Herstellung des     Verbundmetalles          kann    eines der     bekannten    Verfahren zur Bil  dung solcher Stoffe verwendet werden. Ein  Verfahren, das sich als besonders zufrieden  stellend für die Herstellung eines Zweifach  metalles     mit    einem Grundteil aus einer ge  wissen     Aluminiumlegierung    und einer Ober  flächenschicht aus einer     andern        Aluminium-          legierung    bewiesen hat, beruht darin, das  Grundmetall gegen die in Blech- oder sonsti  ger bearbeiteter Form vorliegende     Metall-          oberflächenscbicht    zu giessen.

   Ein anderes  zufriedenstellendes Verfahren ist die Verbin  dung der     Oberflächenschicht    in Blechform       reit    dem Grundteil     in    Blech- oder anderer    Form. Das so hergestellte Verbundmetall  muss jedenfalls nachgearbeitet werden, um  einen     Verbundmetallkörper    mit einer zu  friedenstellenden Reflexionsfläche zu er  geben.

   Die     Bearbeitung    des     Verbundmetalles     hat die Wirkung, aus der Oberflächenschicht  die     innere        Metallstruktur        zu    beseitigen, wel  che das Erscheinen von Linien und Streifen  veranlasst, wenn die Oberflächenschicht nach  her künstlich mit Oxyd überzogen     wird.    Der  Grad, bis zu dem diese     unerwünschte    Metall  struktur entfernt wird, hängt von der Ge  samtbearbeitung ab, der man die Oberflächen  schicht vor und nach der Herstellung des     Ver-          bundmetallgegenstandes        unterwirft.    .  



  Es     wird    als wesentlich angesehen, dass das  Verbundmetall um     mindestens    85 % durch  gleichzeitige Bearbeitung des     Grundteils        und     der Oberflächenschicht in der Gesamtdicke  verringert wird, indem man zum Beispiel das       Verbundsmetall    in einem     Walzvorgang    in der  Dicke verringert. Im allgemeinen wird eine  Gesamtbearbeitung, die die ursprüngliche  Dicke der Oberflächenschicht um mindestens  etwa 99,5 % verringert, eine zufrieden  stellende Oberfläche schaffen. Vorzugsweise  verringert man jedoch für beste Ergebnisse  die ursprüngliche Dicke der Oberflächen  schicht mindestens um etwa 99,9 %.  



  Ohne Rücksicht auf die genaue Zu  sammensetzung der Oberflächenschicht des       Verbundmetalles    können die aus der innern  Struktur des     Metalles    bei späterer Oxydation  der Oberfläche sich ergebenden Markierun  gen im Reflektor durch Verwendung eines  Materials wie des oben beschriebenen vermie  den werden.

       Wenn    jedoch die Oberflächen  schicht aus reinem Aluminium hergestellt ist,  das heisst aus Aluminium von zum Beispiel       mindestens    99,7 % Reinheit, dann     wird    der  weitere Vorteil erzielt, dass der später     auf     der     Aluminiumreflexionsfläche        hergestellte          Oxydüberzug    klar, durchsichtig und im we  sentlichen farblos ist, so dass ein Gegenstand  mit einer dauerhaften Reflexionsfläche von  hoher     Reflexionskraft    erzeugt werden     kann.     Im allgemeinen beeinflusst die Gegenwart      von insgesamt 0.1 bis<B>0,

  3%</B> von den     meisten     der üblichen Legierungselemente im reinen  Aluminium den Charakter des erzielten       Oxydüberzuges    nicht wesentlich, aber grö  ssere Mengen als die oben angegebene Menge  von solchen Elementen wie Silizium, Ei  sen und Mangan können den     Oxydüberzug     wolkig oder farbig machen.

   Wenn gewisse  Elemente wie Magnesium und Zink in den  hochreinen Aluminiumlegierungen in ver  hältnismässig grossen Mengen vorhanden sind,  so beeinflussen sie nicht schädlich den gebil  deten     Oxydüberzug.    Es ist daher vorteilhaft,  den Metallgegenstand aus einem Aluminium  verbundmetall herzustellen, das einen ver  hältnismässig dicken Grundteil aus Alumini  ummetall mit den im fertigen     Gegenstand    ge  wünschten Struktureigenschaften und eine  relativ dünne bearbeitete     Aluminiummetall-          oberflä.chenschicht    besitzt, die aus Alumi  nium von     99,77o    Reinheit besteht oder aus  einer hochreinen Aluminiumlegierung, die  nicht mehr als 0,1 bis 0,3 % der üblichen Ver  unreinigungen wie Silizium,

   Eisen und Man  gan enthält und ausserdem nicht mehr als  0,3 % Kupfer aufweist. Magnesium und Zink  können in verhältnismässig grossen Mengen als  Legierungsbestandteile vorhanden sein.  



  In diesem Zusammenhang sei bemerkt,  dass das Ausmass der Bearbeitung des Metall  gegenstandes von der Art seiner Herstellung  abhängt. Wenn der Metallgegenstand herge  stellt wird, indem man das Oberflächenmetall  gegen den Grundteil giesst, muss das Ausmass  der Bearbeitung grösser sein, als wenn die  Oberflächenschicht in Form eines Blattes mit  dem plattenförmigen     Grundteil    in Verbin  dung gebracht wird.

   Dies hat seinen Grund  darin, weil die Oberflächenschicht im letzte  ren Fall bis zu einem gewissen Grade bereits  bearbeitet     wurde,    um sie von der     Gussstück-          form,    in welcher sie sich befand, in Blattform  zu bringen, so dass die zusätzliche Herab  setzung ihrer Dicke, die notwendig ist und  die     man    durch Bearbeitung des Metallgegen  standes erhält, kleiner gehalten werden kann,  als im Falle des     Angiessens    der Oberflächen  schicht an den     Grundteil,    da bei dieser Her-         stellungsart    die Oberflächenschicht nicht zum  voraus bearbeitet werden kann.  



  Die Art der gewünschten Reflexions  fläche, ob diffus oder spiegelnd, kann an der  Oberflächenschicht dieses Verbundmetall  gegenstandes durch irgend ein in der Technik       bekanntes    Verfahren erzeugt werden. Die  Herstellung einer diffusen     Reflexionsfläche     kann durch mechanische oder chemische Be  handlung erreicht werden; bei dieser Behand  lung sollte aber darauf geachtet werden,  nicht zu viel von der Dicke des Oberflächen  teils zu entfernen oder das Grundmetall bloss  zulegen.

   Besonders gleichförmige und glän  zende diffuse Reflexionsflächen erhält man  durch die chemische     Ätzung    eines     Alumi-          niumverbundmetalles,    bei welchem die Ober  flächenschicht aus einer     hochreinen        Alumi-          niumlegierung    besteht, die 0,06 bis 0,3  Kupfer enthält und von     graphitischem    Sili  zium frei ist. Spiegelnde Reflexionsflächen  können durch verschiedene Arten von     Reib-          (Putz-)    und Poliervorgängen erzeugt wer  den.

   So sind zum Beispiel     besonders    . gute  spiegelnde Reflexionsflächen durch ein     Walz-          polierverfahren    erzielbar, bei welchem das  Walzen mittels Walzen mit hochpolierten  Oberflächen ausgeführt     wird    und die Metall  oberfläche einer leichten     Ätzbehandlung    zwi  schen aufeinanderfolgenden     Walzdurchgän-          gen    unterworfen wird.

   Gute spiegelnde     Re-          flexionsflächen    sind auch durch Verwendung  von Reib- (Putz-)-Verfahren erzielbar, aber  es ist im allgemeinen notwendig oder er  wünscht, in dieser Weise vorbereitete Ober  flächen so zu behandeln, dass. sie vor der Aus  bildung des     Oxydüberzuges    glänzen. Dieses       Glänzendmachen    kann durch     eine        anodische     Behandlung in einem     Borfluorwasserstoff-          säure    enthaltenden Elektrolyten geschehen,  wie es in der schweizerischen     Patentschrift     Nr. 179465 beschrieben ist.  



  Der klare durchsichtige     Oxydüberzug    auf  der reflektierenden Oberfläche kann durch       anodische    Behandlung in verschiedenen be  kannten Elektrolyten, wie zum Beispiel in  Schwefelsäure oder einem     Gemisch    aus  Schwefel- und     Oxalsäure,    erzeugt werden. Zu      diesem Zweck führt man vorzugsweise die       anodische    Oxydation in Schwefelsäure durch,  weil dadurch Überzüge von wesentlicher  Dicke erzielt werden können, die farblos und  klar sind. Dieses Ergebnis ist erwünscht,  wenn man den grössten Schutz für die Re  flexionsfläche bei einer kleinsten Verringe  rung des Reflexionsvermögens der     Alumi-          niummetallfläche    erzielen will.

   Gut schüt  zende     Oxydüberzüge,    die von wesentlicher  Dicke und klar, farblos und durchsichtig  sind,     können    zum Beispiel dadurch erreicht  werden, dass man die Reflexionsschicht zur  Anode in einer elektrolytischen Zelle macht,  die eine 15%ige     Lösung    von Schwefelsäure  als     Elektrolyt    enthält, und einen Strom     mit     einer Stromdichte von 1,85 Ampere je cm'  (12 Ampere pro Quadratzoll) Anodenfläche  10 Minuten lang bei etwa 21   C<B>(70'</B> F)       durchschickt.     



  In der Zeichnung ist beispielsweise ein  Gegenstand gemäss der     Erfindung    in drei  aufeinanderfolgenden     Entwicklungsstufen          (Fig.    1, 2 und 3) dargestellt.     Fig:    1 zeigt ein  Verbundmetall in Blechform mit einem.ver  hältnismässig dicken metallischen Grundteil  1 und einer verhältnismässig dünnen reflek  tierenden Oberflächenschicht 2 aus Alumi  niummetall.

   In     Fig.    2 ist das gleiche Ver  bundmetall nach Durchführung einer Dicken  verminderung vor der weiteren Behandlung  für die Erzeugung eines     Oxydüberzuges    auf  der     Aluminiumreflexionsfläche    gezeigt.

       Fig.    3  veranschaulicht einen gemäss der Erfindung  hergestellten fertigen Gegenstand, der aus  einem Verbundmetall besteht, das eine ver  hältnismässig dünne Oberflächenschicht 2 ent  hält, wobei letzterer bei der Herstellung des       Verbundmetallgegenstandes    um     mindestens     99,5 % in der Dicke verringert wurde und  eine glänzende Reflexionsfläche besitzt, die  mit einem klaren durchsichtigen und von Li  nien oder Markierungen jeder Art freien       Oxydüberzug    3 .versehen ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCFIE I. Metallgegenstand, dadurch gekennzeich net, dass der aus einem Verbundmetall- körper mit einer aus Aluminium oder dessen Legierungen bestehenden, reflek tierenden Oberfläche gebildet ist, welch letztere durch einen keinerlei Struktur merkmale aufweisenden Oxydüberzug geschützt ist.

   II. Verfahren zur Herstellung eines Metall gegenstandes gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ver bundmetall mit einer aus Aluminium oder dessen Legierungen bestehenden Oberflächenschicht so bearbeitet wird, dass die Gesamtdicke des Verbundmetal- les um mindestens 85 % reduziert wird. UNTERANSPRtlCHE: 1. Metallgegenstand nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Ober flächenschicht aus reinem Aluminium besteht, das insgesamt nicht mehr als 0,3 % der Elemente Silizium, Eisen und Mangan enthält. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass das Verbund metall derart bearbeitet wird, dass eine Reduktion der Dicke der Oberflächen schicht um mindestens 99,5 % herbeige führt wird, 3. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man den Ver- bundmetallkörper so bearbeitet, dass die Gesamtdicke des Verbundmetalles um mindestens 85 % reduziert wird, wobei die Oberflächenschicht für sich allein um mindestens 99,5 % reduziert wird, dass man alsdann der Oberfläche des so gebil deten Gegenstandes reflektierende Eigen schaften verleiht,

   und schliesslich diese Oberfläche mit einem klaren, durchsich tigen und schützenden Oxydüberzug ver sieht. 4. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass man die Oberfläche des Metall gegenstandes chemisch behandelt, um ihr reflektierende Eigenschaften zu ver leihen. 5. Verfahren nach Patentanspruch II und . Unteranspruch ä, dadurch gekennzeich net, dass man die Oberfläche des Metall gegenstandes mechanisch behandelt, um ihr reflektierende Eigenschaften zu ver leihen.