DD142569A1 - Verfahren zum elektrolytischen glaenzen von aluminium und aluminiumlegierungen in einem alkalischen elektrolyten - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein alkalisches Verfahren zum elektrolytischen Glänzen von Aluminium und Aluminiumlegierungen, das im Arbeitsergebnis dem herkömmlichen sauren Elektrolyten entspricht, sich gegenüber letzteren aber durch eine wirtschaftliche Arbeitsweise, vor allem durch niedrigere Stromdichten, bessere Glanztiefenstreuung und Einsetzbarkeit in Automaten auszeichnet. Erfindungsgemäß wird ein Glänzelektrolyt verwendet, der als Hauptbestandteile Alkalihydroxide, -karbonate, -phosphate und/oder Alkalisilikate und als Zusätze Polyphosphate, Chelate oder Monosaccharide und als Tenside aliphatische Sulfonate oder Polyäthylen- bzw. Polypropylen-Adclukte enthält. Nach dem Glänzen folgt ein Neutralisations- und Dekapierprozeß in einer Lösung aus Schwefel-, Phosphor», Chrom-, Salpeter» sowie Phenol- oder Kresol-Sulfonsäure mit einem Zusatz nichtionogener Tenside auf Basis Äthylen oder Propylenoxid. Einsatzgebiet der Erfindung ist die Galvanotechnik, speziell die Aluminiumoxydation.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zum elektrolytischen Glänzen von Aluminium und Aluminiumlegierungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein alkalisches Verfahren zum elektrolytischen Glänzen von Aluminium und Aluminiumlegierungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Entsprechend seinen chemischen Eigenschaften kann Aluminium sowohl in sauren wie auch in alkalischen Elektrolyten geglänzt werden. Durch bessere Einebnungsfähigkeit und einen breiteren Anwendungsbereich bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen wird sauren Verfahren in der Praxis der Vorzug gegeben. Saure Glanzelektrolyte bestehen aus Gemischen konzentrierter Mineralsäuren. Die Eiektrolyte

arbeiten mit Stromdichten von mehr als 10 A/dm (durchschnittlich mit 30 - 70 A/dm ) und Temperaturen über 60 C» Die Standzeit beträgt durchschnittlich 100 - 200 Ah/1. Dieser Elektrolyttyp ist daher vor allem zum Glänzen kleinflächiger Gestellteile geeignet.

Aus der Notwendigkeit, den manuellen Anteil der mechanischen Vorbehandlung vor der Oxydation zu reduzieren, ergeben sich neue Anv/endungsmöglichkeiten für das elektrolytische Glänzen.

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Voraussetzungen für die Erschließung neuer Anwendungsgebiete sind:

- niedrige Arbeitsstromdichten

- gute Glanztiefenstreuung

- hohe Standzeiten ·

- umweltfreundliches Verhalten · .

- Einsatzfähigkeit in automatischen Anlagen.

Die. sauren Glänzelektrolyte sind in ihren Elektrolyteigenschaften sauren, nichtkomplexen Elektrolyten zur Metallabscheidung vergleichbar. Charakteristischstes Merkmal ist die schlechte Glanztiefenstreuung. Als weiterer Nachteil sind die hohen Entgiftungs- und Neutralisationskosten sowie der enorme Anfall an Neutralsalzen bei der Beseitigung des verbrauchten Elektrolyten anzusehen.

Vergleichende Untersuchungen von alkalischen und sauren Glänzelektrolyten für Aluminium führten zu der Erkenntnis, daß saure Elektrolyte auf Grund der starken Abhängigkeit der Spannung und Expositionszeit von der Fremdmetallanreicherung für den Einsatz in automatischen Anlagen nicht geeignet sind.

Ziel der Erfindung ' ,'" *

Der neue Glänzelektrolyt soll sich im Vergleich zu sauren Verfahren. durch

- niedrige Stromdichten

- bessere Glanztiefenstreuung und

- Ersetzbarkeit in Automaten

auszeichnen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein alkalisches Glänzverfahren zur Bearbeitung von Aluminium und Aluminiusnlegierungen, das im Arbeitser- . gebnis dem herkömmlichen sauren Elektrolyten entspricht, sich gegenüber letzteren aber durch eine wirtschaftliche Arbeitsweise auszeichnet.

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Erfindungsgemäß wird der Glänzvorgang in einem alkalischen Elektrolyten durchgeführt und nach dem Spülen anhaftende Reaktionsprodukte in einer nachfolgenden sauren Neutralisations- und Dekapierlösung beseitigt.

Der alkalische Glänzelektrolyt enthält als Hauptbestandteile Alkalihydroxide, -karbonate, -phosphate und/oder Alkalisilikate. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß Zusätze von Polyphosphaten den Metallabtrag um 10 - 15 % verringern und die Glanztiefenstreuung verbessern.

Durch Komplexbildner, wie Chelate oder Monosaccharide, wird der Schlammanfall im Elektrolyten verringert und die Standzeit erhöht. ' Zusätze von Tensiden gewährleisten einen gleichmäßigen Angriff des Werkstoffs. Geeignet sind für diese Zwecke aliphatische Sulfonate oder Polyäthylen- bzw. Polypropylen-Addukte.

Als besonders günstig erwies sich für den Glänzprozeß ein pH-Bereich von 10,5 bis 13« Das Verfahren zeichnet sich unter diesen Bedingungen durch hohen Glanzeffekt, gleichmäßigen Metallabtrag, gute Glanztiefenstreuung und sehr niedrige Arbeitsstromdichten aus. Zur Neutralisation anhaftender Elektrolytreste und der Verbesserung der Anodisierfähigkeit der geglänzten Oberflächen, schließt sich nach dem Glänzen ein Neutralisieren und Dekapieren in Säuren mit einer

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Dissoziationskonstante K > 10 an. Durch diesen Neutralisationsund Dekapierprozeß wird auch eine Fleckenbildung, wie sie vielfach nach dem Oxydieren beobachtet wird, vermieden. Vorzugsweise besteht diese Neutralisations- und Dekapierlösung aus Schwefel-, Phosphor-, Chrom—, Salpeter- sowie Phenol- oder Kresolsulfonsäure oder Gemischen dieser Säuren. Der Zusatz nichtionogener Tenside auf Basis Äthylenoder Propylenoxid (mg > 600) erleichtert das Ablösen der anhaftenden Elektrolytreste und Reaktionsprodukte.

Ausführungsbeispiele bevorzugter Elektrolytzusaramensetzungen:

1. Kaliumkarbonat

Trinatriumphosphat Kaliumdiphosphat Glukose

Anod. Stromdichte pH-Wert

Temperatur

150	g/l
200	g/i
20	g/l
25	g/i
5	A/d
10
80°	C

- 4 -	Natriumkarbonat	-.zn ;	ras
Trinatriumphosphat	250 g/l
Natriumhydroxid	50 g/l
Dinatriumdihydrogen-	- 10 g/l
diphosphat
Mannose	10 g/l
Anod. Stromdichte	• 20 g/l
pH-Wert	10 A/dm2
Temperatur	10
Natriumkarbonat	75° C
Trinatriumphosphat	100 g/l
Natriummetaphosphat	200 g/l
Sorbose	30 g/l
Allylsulfonat	20 g/l
Anod.Stromdichte	0,5 g/l
pH-Wert	7 A/dm2
Temperatur	10
Natriumkarbonat	85° C
Trinatriuraphosphat	150 g/l
Glukose	100 g/l
Natrium-Amraonium-	40 g/l
Hydrogenphosphat
Natriumhydroxid	25 g/l
Anod. Stromdichte	10 g/l
pH-Wert	5 A/dm2
Temperatur	10,5
Natriumkarbonat	75° C
Trinatriumphosphat	150 g/l
Ammoniumhydroxid	50 g/l
Natriumhexametaphosphat	20 g/l
Pentose	25 g/l
Anod. Stromdichte	15 g/l
pH-Wert	7 A/dm
Temperatur	9,5
80° c·

S I /

Ammoniumkarbonat	100 -g/1
Trinatriumphosphat	350 g/l
Natriumsilikat	• 35 g/l
Mannose	30 g/l
Äthylenoxid-Addukt (MG>8ÖO)	1 g/l
Anod. Stromdichte	10 A/d
pH-Wert	10,5
Temperatur	85° C

Bevorzugte Zusammensetzungen von Neutralisations- und Dekapierlösungen:

Phosphorsäure	80	g/l
Salpetersäure	15	g/l
Äthylenoxid/Propylenoxid-
Addukt (MG>600)	0,2	g/l
Temperatur	70	° C
Expositionszeit	10 ~	15 min
Chromsäureanhydrid .	. 75	g/l
Temperatur	60	0C
Expositionszeit	5 -	10 min
Phenolsu1fonsäure	60	g/l
Äthylenoxid-Addukt (MG>600)	0,2	g/l
Temperatur	60	0 c
Expositionszeit	10 -	15 min

Claims (5)

Erfindungsansprüche

1· Verfahren zum elektrolytischen Glänzen von Aluminium und Alurniniumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Glänzvorgang in einem alkalischen Elektrolyten durchgeführt wird und anhaftende Elektrolytreste und Reaktionsprodukte in einer nachfolgenden · sauren Neutralisier- und Dekapierlösung beseitigt v/erden.

2. Verfahren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Grundelektrolyt aus Alkaliphosphaten, -silikaten, -karbonaten und -hydroxiden aufgebaut ist und als Zusätze dem Elektrolyten Puffersubstanzen, wie Ammoniumverbindungen, Komplexbildner, wie Saccharide oder Chelate-und Tenside, wie aliphatische Sulfonate oder Äthylen- bzw. Propylenoxid-Addukte, enthält.

3·.Verfahren nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Glänzvorgang unter folgenden Bedingungen durchgeführt wird:

pH-Wert 8-13

Anodische Stromdichte 1-10 A/dm

Temperatur 75 - 85 C ' '·' '

Expositionszeit 5 - 30.min.

4. Verfahren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisier- und Dekapierlösung oxydierende anorganische Säuren oder organische Sulfoverbindungen enthält.

5· Verfahren nach Punkt 1 und 4- dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisation und Dekapierung unter folgenden Bedingungen durchgeführt v/ird:

pH-Wert <2

Temperatur 40 - 70° C

Expositionszeit 1 - 10 min.