CH475364A

CH475364A - Verfahren zur anodischen Oxydation von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen

Info

Publication number: CH475364A
Application number: CH576366A
Authority: CH
Inventors: Tajima Sakae; Baba Nobuyoshi; Matsuyama Shin; Ono Masabumi
Original assignee: Minoltacamera Kabushiki Kaisha
Priority date: 1966-09-13
Filing date: 1966-09-13
Publication date: 1969-07-15

Description

Verfahren zur anodischen Oxydation von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur anodischen Oxydation von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen.

Es ist bereits bekannt, z.B. mit dem soge nannten Eloxalverfahren, eine Schicht aus oxy diertem Aluminium auf als Anode eingesetzten Teilen aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen in einer elektrolytischen Lösung, die Schwe felsäure, Oxalsäure u.a. enthält, unter Ver wendung einer entsprechenden Kathode und einem durch die Lösung fliessenden elektrischen Strom herzustellen.

Die mit diesem Verfahren gebildete Schicht aus oxydiertem Aluminium zeigt jedoch wegen ihrer Porosität keine aus reichende Korrosionsbeständigkeit und macht eine nachfolgende Verdichtung der erzeugten Schicht durch Behandeln mit heissem Wasser oder dergleichen erforderlich. Ausserdem hat dieses Verfahren den weiteren Nachteil, dass zur Erzielung einer farbigen Schicht auf den anodisch oxydierten Teilen eine Farbbehandlung in einem weiteren Verfahrensschritt notwendig ist.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird eine Formamid und Borsäure oder Borat enthal tende elektrolytische Lösung verwendet. Die Ergiebigkeit ein und desselben Ansatzes einer solchen Lösung, mit der eine bestimmte Färbung zu einem bestimmten Farbton erreicht werden soll, ist jedoch nicht ausreichend, d.h. die Lebensdauer dieser elektrolytischen Lösung ist beschränkt.

Ziel vorliegender Erfindung ist es, die Nachteile der bisher bekannten Verfahren zu beseitigen und ein Verfahren zu schaffen, mit dem in einem Arbeitsgang auf der Oberfläche von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen nicht nur hinreichend dicke, sondern auch farbige Oxydschichten hergestellt werden können.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur anodi- scheu Oxydation von Aluminium bzw. Aluminium legierungen ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine elektrolytische Lösung verwendet, die Formamid, Borsäure oder Borat und Oxalsäure- anhydrid enthält.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren können während eines vergleichsweise kurz andauernden elektrischen Stromflusses in der Lösung grös- sere Schichtdicken an oxydiertem Aluminium er halten werden als mit den bisher bekannten Verfahren zur anodischen Oxydation von Alumi nium bzw. Aluminiumlegierungen. So kann mit dem erfindungsgemässen Verfahren auf der Ober fläche von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen in einem Arbeitsgang eine gefärbte, stark aus gebildete Oxydschicht hergestellt werden.

So lässt sich beispielsweise mit dem erfindungs- gemässen Verfahren in einem einzigen und glei chen Arbeitsgang die Farbe der Schicht von gelb bis schwarz beliebig verändern.

Unter Verwendung einer Formamid, Borsäure und Oxalsäureanhydri.d enthaltenden elektroly tischen Lösung kann mit steigendem Gehalt an Oxalsäureanhydrid die Endspannung erniedrigt und gleichzeitig die Lebensdauer der Lösung verlängert werden. Dieses sei durch das nach stehende Beispiel näher erläutert.

In eine elektrolytische Lösung, die durch Auflösen von 30-50 Gew.% Borsäure in Formamid und anschliessendem Zusetzen von 2-10 Gew.% Oxalsäureanhydrid hergestellt wird, werden Teile aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen als Anode eingesetzt und als Kathode eine Aluminiumplatte verwendet. Bei Fluss eines elektrischen Stromes durch die Lösung entsteht dann auf der Oberfläche der Aluminiumteile eine gefärbte Oxydschicht. Um eine genügend intensive Farbbildung während der Elektrolyse aufrechtzuerhalten, kann die elektrolytische Spannung dabei allmählich erhöht werden (mög licherweise auch automatisch)

und der durch die Lösung fliessende Strom konstant gehalten werden, da der elektrische Widerstand mit zu nehmender Schichtdicke ebenfalls zunimmt.

Die Farbe der dabei entstehenden Oxydschicht ändert sich in Abhängigkeit von der Dicke der gebildeten Schicht von gelb bis schwarz und ist umso schwärzer, je dicker die Schicht ist. In Abhängigkeit von der Dauer der Stromzufuhr kann man daher eine gewünschte Farbe der Oxyd schiebt in einem einzigen Arbeitsgang erhal ten. Die gebildete Oxydschicht weist eine hohe Verschleissfestigkeit auf und besitzt hohe Licht- und Wetterbeständigkeit.

Sie hat trotz der grossen Schichtdicke den Vorteil, dass keine Risse entstehen und eine Nachverdich tung, z.B. mit siedendem Wasser unnötig ist, was bei den bisher bekannten Eloxierverfahren üblich ist.

Wird unter den vorstehend beschriebenen Ver fahrensbedingungen beispielsweise eine elek trolytische 800 g Formamid und 400 g Borsäure enthaltende Lösung als Vergleichsbasis zu Oxalsäureanhydrid und gleiche Mengen Formamid und Borsäure enthaltenden Lösungen gesetzt, so erhält man mit steigenden Mengen an zugesetz tem Oxalsäureanhydrid die in der Tabelle auf geführten Werte für die Endspannungen.

Die Werte in der Tabelle entsprechen den Bedingun-
EMI0002.0021

Zugesetzte <SEP> Behand- <SEP> End Menge <SEP> an <SEP> lungsfläche <SEP> spannurig
<tb> Oxalsäure- <SEP> in <SEP> cm2 <SEP> in <SEP> Volt
<tb> anhydrid
<tb> in <SEP> Gew.Z
<tb> 0 <SEP> 400 <SEP> 200 <SEP> - <SEP> 250
<tb> 4 <SEP> 900 <SEP> 140 <SEP> - <SEP> 160
<tb> 5 <SEP> 1100 <SEP> 120 <SEP> - <SEP> 140
<tb> 6 <SEP> 1300 <SEP> 120 <SEP> - <SEP> 160
<tb> 7 <SEP> 900 <SEP> 110 <SEP> - <SEP> 140
<tb> 8 <SEP> 800 <SEP> 100 <SEP> - <SEP> 150 gen mit einer Aluminiumanodenplatte von 100 cm2, einer Aluminiumkathodenplatte mit einer Oberfläche von 15 X 7 cm2,

einer Strom dichte von 2 A/dm2 und einer Temperatur der elektrolytischen Lösung zwischen 50 und600 C sowie einer Glanzbehandlungsdauer von 45 min.

Ein Zusatz von 5-6% Oxalsäureanhydrid ist am vorteilhaftesten. Bei dem letzten in der Ta belle aufgeführten Beispiel ist die Ergiebig keit, die mit ein und demselben Ansatz der elektrolytischen Lösung eine Farbbehandlung zur Herstellung einer bestimmten Färbung zu- lässt, grösser als bei dem ersten in der Ta belle angeführten Beispiel. Es wird hierbei eine etwa um die Hälfte niedrigere Endspannung benötigt und die Lebensdauer der Lösung gleich zeitig um das Zwei- bis Dreifache verlängert. Die dabei gebildete Oxydschicht ist schwarz braun und hat eine Dicke von 32 u.

Die Vickers- härte beträgt 473 (gemischt aus den Härten der Oxydschicht und des Aluminiums) und die Ver- wischungsbeständigkeit ist derart, dass die Schicht der Sandfallprüfung nach JIS (Japan Industrial Standard) etwa 30 min lang wider steht.

Wie die Beispiele zeigen, kann man die End- spannung erniedrigen und gleichzeitig die Lebensdauer der elektrolytischen Lösung ver längern, wenn man erfindungsgemäss der elek trolytischen Lösung, die Formamid und Borsäure enthält, Oxalsäureanhydrid zusetzt. Mit dieser Lösung lässt sich dann in einem einzigen Ver fahrensschritt einer anodischen Oxydation vor zugsweise eine gefärbte, stark ausgebildete Oxydschicht erhalten, die sehr licht- und wet terbeständig ist.

Teile aus Aluminium, welche eine mit dem erfindungsgemässen Verfahren her gestellte Oxydschicht aufweisen, sind bei spielsweise witterungsbeständig. Das erfin- dungsgemässe Verfahren weist darüber hinaus vorzugsweise eine erhöhte Herstellungskapazi tät auf.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H Verfahren zur anodischen Oxydation von Alu minium bzw. Aluminiumlegierungen, dadurch ge kennzeichnet, dass man eine elektrolytische Lösung verwendet, die Formamid, Borsäure oder Borat und Oxalsäureanhydrid enthält. Anmerkung des Eidg. Amtes für geistiges Eigentum Sollten Teile der Beschreibung mit der im Patentanspruch gegebenen Definition der Erfindung nicht in Einklang stehen, so sei daran erinnert, dass gemäss Art. 51 des Patentgesetzes der Patentanspruch für den sachlichen Geltungsbereich des Patentes massgebend ist.