DE2150102A1 - Aluminiumlegierung fuer Anoden fuer galvanische Baeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Metallegierung zur Verwendung als Anode in galvanischen Bädern und bezieht sich insbesondere auf eine Aluminiumlegierung.für derartige Ano den, die eine besonders günstige Anodenstromcharakteristik aufweisen.

Es sind verschiedene Aluminiumlegierungen für die Verwendung als Anode in galvanischen Bädern bekannt, die Bestandteile aufweisen, welche dem Aluminium besonders günstige Eigenschaften ( ein niedriges Elektrodenpotential und einen hohen Anodenstromwirkungsgrad) zur Verwendung in galvanischen Bädern geben sollen, zum Beispiel Quecksilber, Gallium, Indium, Zinn, Magnesium, Zink usw. (vergleiche "Material Protection", Band 5 (1966) Nr.l2, Seite 15 - 18).

Von den vorgeschlagenen Legierungsanöden verlangt die quecksilberhaltige Anode nicht nur besondere Vorsicht bei der Herstellung, da es notwendig ist, Quecksilber dämpfe zu entfernen,sondern sie kann auch zu Vergiftungen

209'816/1009

der Umgebung an der Stelle der Verwendung führen. Magnesiumhaltige Legierungen sind gefährlich* da'sie sich bei Stoß oder Schlag entzünden können , so daß auch ihre Verwendung Grenzen hat.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Anode zur . Verwendung in galvanischen Bädern anzugeben, die günstigere Eigenschaften aufweist, ein niedriges Anoden potential hat und deren Anodenstrom einen hohen Wirkungsgrad aufweist, und die bei der Verwendung gleichmäßig abgetragen wird.

Die Anode soll sich ferner bei richtiger Zusammensetzung der verwendeten Stoffe leicht herstellen lassen.Sie soll . frei von Gefahren bei der Verwendung sein, d.h. nicht zur Explosion neigen und auch die Umgebung nicht durch giftige Stoffe gefährden. .

Gemäß der Erfindung enthält die Aluminiumlegierung für die Anode für galvanische Bäder 0,5 bis 10 $ Zink, 0,05 bis Ipfo Zinn, 0,05 bis l,Ofo Wismuth und 0,005 bis l Gallium, während der Rest Aluminium ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele angegeben sind und auf die Zeichnung Bezug genommen wird. ■ .

In der Zeichnug ist ein Diagramm dargestellt, welche die ι-Beziehung zwischen der Anodenstromdichte und.dem Anodenstromwirkungsgrad der Anode angibt, deren Legierung gemäß der Erfindung ausgeführt ist.

2 09816/100 9

Die Aluminiumlegierung für die Anode gemäß der Erfindung stellt eine Verbesserung der für diesen Zweck bisher bekannten Legierungen dar.

Die bekannten Aluminiumlegierungen sind in der Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1

Legierung	Zusammensetzung ($)	Ca	Cd	In Sn	Li	e	-	Zn	Al
1	-	-	entweder ein oder beide: 0,1-1,0. im ganzen		- - -	Rest
2	-	-	0,005- 0,1 "	-	1-10	Il
3	-	—-	0,005- 0,1 ~	- ■·	0,5-2o	Il
4	-	0,005- 0,1	0,005- 0,1 "	0,005- 0,1	0,5-20	Il
.5	0,005- 0,05	-	0,005- 0,1 *	0,5-20	It
6	-	-	0,5-20	Il

209 8 1 67 100 9

Die Aluminiumlegierung für die Anode zur Verwendung in galvanischen Bädern hat dadurch verbesserte elektrische Eigenschaften , daß einer Legierung, welche Aluminium , Zink und Zinn enthält, bestimmte Elemente hinzugefügt werden, die die Eigenschaften verbeseern, nämlich zum Beispiel Wismuth,Gallium und andere.

Wenn 0,5 bis 10 fo Zink dem Aluminium hinzugefügt werden, hat die sich ergebende Anode ein niedriges Anodenpotential und einen hohen galvanischen Anodenstromwirkungsgrad. \Der ri::kgehalt unter 0,5 fo gibt keine bemerkenswerte Verbesserung des Anodenstromwirkungsgrades. Andererseits gibt ein Zinkgehalt ,der über 10 fo liegt , keine so gute Wirkung , wie ein Zinkgehalt unter 10 fo. Die Hinzufügung von Zinn in einer Menge von weniger als 0,05 f° erhöht das Anodenpotential und senkt den Anodenstrom -Wirkungsgrad. Wenn der Zinngehalt über 1 fo liegt, wird der Anodenstromwirkungsgrad niedriger. Hieraus ergibt sich, daß der richtige Zinngehalt in der Legierung zwisiien 0,05 und 1,Q fo liegt. Experimente haben ergeben, daß es zweckmäßig ist, eine gleiche oder geringere Menge von Wismuth, wie Zinn hinzuzufügen. Wenn die hinzugefügte Menge von Wismuth über 1,0 fo liegt, dann nimmt die Adhäsion von Korros ions produkten an der Anodenflache zu und die Elution (ein Zustand der galvanischen Auflösung der Anode) wird schlechter. Wenn der Galliumgehalt unter 0,005 fo liegt, wird der Anodenstromwirkungsgrad nicht verbessert. In dem Bereich von 0,005 f° bis 0,3 fo jedoch wird eine Verbesserung des Anodenstromwirkungsgrades erreicht. Eineweitere; Erhöhung der Galliummenge erniedrigt den Anodenstromwirkungsgrad ,während sich ein niedriges Anodenpotential ergibt, was eines der Merkmale der Erfindung ist. Eine Hinzufügung einer größeren Menge von Gallium bewirkt jedoch eine unregelmäßige Auflösung der Anodenoberfläche,· die zu einem unerwünschten Verschlammen des aufgelösten Teiles führt, wodurch der

209816/1009

wirtschaftliche Wert der Legierung abnimmt, so daß eine Menge über 1,0 $ nicht empfehlenswert ist. Um eine Ausführung der Erfindung zu ermöglichen, sei das folgende Beispiel angegeben:

Beispiel : .

Ein Aluminiumausgangsmetall ( welches 0,12 °/o Eisen, 0,08 °/o Silizium, 0,003 f° Kupfer und im übrigen Aluminium enthält), wurde in einem Graphittiegel geschmolzen und bei einer Temperatur von 68O⁰C wurden Zink, Zinn,Wisnmth und Gallium . gleichzeitig I der Schmelze zugefügt. Es wurde entsprechend umgerührt und der Inhalt zu einem Barren der Legierung gegossen, die sich aus der folgenden Tabelle 2 eig.bt. .

'Für Vergleichszwecke wurden verschiedene Legierungsproben in derselben Weise gegossen.

Die Probenlegierungen wurden Prüfungen hinsichtlich des Anoden potentials und des Anodenstromwirkungsgrades unterworfen, indem ein Anodenstrom in einem Bad mit einer Anodenstromdichte von 1 mA/cm erzeugt wurde, woraus sich die in der Tabelle 2 aufgeführten Werte ergaben.

2098 16/1009

	O	td	ro	ro
' CW	Cf	ro	cf cm	σ*
(D	ro	3	4	ro
CO	pj	ro	O	Pi
$ö:	cf	4		ro
cl	H-		CO	pi
ef
H-	ro	Pi		ro
C+			Pi	H
CD	CQ		H-	ID
	H-		CD	rf
	pj	H-
	Pi	ro	M	M-
ro H			CQ	[Q
	P< '	H-
	H-	pi
CO Π)	CD
00 jf1		ro
-** fei	ro	4
	4
ro	Cf	1-3
"**■>■ ρ?	ro	(U
—» e+		cf
	ro	ro
^*^ Oi	H
(O *	M	ro
σ'
O	ro σ».
N	PT
■ CD
H-
O
j3*
ro
cf
s£
H-
4
•

CD

Vergleichslegierungen

i

ru

M VD

B

I

In

VJl

CTN

Legierungen

H ru

I I t ^

S

gemäß

Oo

der

Erfindung

VJl

-P-

VjJ

ru

H

t-

P

1

ister

ru

O

O

H VjJ

cn

cn

ru

cn

cn

cn

O

cn

I

I

I

I

I

O

H

IU

O

O

O

H O

O

cn

cn

O

O

O

VJl

O

I

O.

O

O

O

H

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

hi

I

I '

I

O VJl

tu

H

H

O

VJl

VJi

H

H

M

H

H

H

O VJl

H

v?

O

I

H

O

O

H

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

cf

I

I

O

I

I

O

H

O

VJl

VJl

H

H

H

O

v?

H

vS

H

H

/—^ ro <pi

I

O

O

VJl

O

Ö

O

O

O

O

O

H

O

O

O

O

O

H

tu

O O

I

I

O

V»

V»

VjJ

O

β

O

O

β

Ol

8

O

O

H' ca

O

VJl

H

H

O cn

VJl

3

ro

CQ

■ cf

cS

fV

1-»

*

CSI

(D

O

O

VO

O

VJl

H

H*

H

H

-1.

H

H

H

b

CQ P

H

Co

CTx

ru

VjJ

■ l·

-p-

-P-

H

H

Η-

H

. H

H

O

VD

3 3

fu

H

-<!

-p-

VJl

O

H

O

H

O

O

H

VO

VjJ

VD

sue

VO

IU

H

ru

VJl

ro Cf

IS!

PS

Co

VJl

CO

Oo

Oo

Oo

VJl

VJi

0>

cn

S3

vo

vo

VO

VO

VO

vD

(T\

H

GO

H

-P-

Oo

OO

cn

VD

VD

VJl.

H

cn

H

VJl

|s»CJtJ !S

_p-

S3

I—1

cn

pi 03 03

OHO

pi <J pT ro 0

pi pi rvj

m &

4 H- pi

03 4 O

P* fr &

ρ ro

PS Pi

Cfti CO

CU cf I K

CD

ro ro

Ol

CD

CD

Die Proben der Vergleichslegierung sind die bekannten Legierungszusammensetzungen sowie solche, bei denen dem Aluminiumgrundmetall irgendeine der oben erwähnten Legierungskomponenten hinzugefügt wurde..

v/ie sich aus der Tabelle ergibt, können keine zufriedenstellenden Werte des Anodenpotentials und des Strotnwirkungsgrades mit den Vergleichslegierungen erzielt v/erden. Im Gegensatz dazu stehen die Legierungen gemäß der Er- . findung, in denen die Legierungskomponenten" in der richtigen Weise zusammengesetzt und dem Aluminium hinzugefügt sind, die einen Anodenstromwirkungsgrad von mehr ^: als 9D >- cei eines Anodenpoterrtial von -1,0V bis-O,IV und von 70 {o bei -1,5V zeigen.

Die Heßergebnisse der Legierung gemäß der Erfindung nach der Probe Nr. 4 der Tabelle 2 ( 6,0 # Zink,0,1$ Zinn, 0,15$ Wismuth und 0,01 $ Gallium , Rest Aluminium) für die Anodenstromdichte und den Anodenstromwirkungsgrad sind in der Figur graphisch aufgetragen, woraus sich ergibt, daß die Anode, die aus dieser Legierung besteht, ihre günstigen Eigenschaften auch bei niedrigen Stromdichten aufrecht erhält und während der Zustand für die Elution anfänglich lokal sein kann, findet die Auflösung der Anodenoberfläche mit fortschreitender Zeit statt, bis die ganze Oberfläche aufgelöst wird, woraus sich ergibt, daß keine Möglichkeit der Adhäsion von Korrosionsprodukten vorhanden ist und daß die Anode mit hohem spezifischem Widerstand verwendet v/erden kann , was sich günstig auf die Korrosionseigenschaften auswirkt.

209816/1009

Claims (15)

Patentansprüche

1. Aluminiumlegierung für Anoden für galvanische Bäder, dadurch gekennzeichnet , daß sie aus 0,5 bis 10 $ Zink, 0,05 bis 10> Zinn, 0,05 bis 1,0$ bismuth und 0,005 bis 1,0 </o Gallium und im übrigen aus Aluminium besteht. ^

2. Legierung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß sie 6,0 $ Zink, 0,05 $ Zinn, 0,1 $ bismuth ,0,01 $ Gallium und den Rest Aluminium enthält.

3· Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, "daß

sie 0,5 ■ i» Zink,0,1 $ Zinn, 0,1 $ Wismuth,· 0,01 $ Gallium

und im..übrigen Aluminium enthält.

4· Legierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß

sie β fifo Zink, 0,05 $ Zinn, 0,05 % Wismuth, 0,005 "/» Gallium

und im übrigen Aluminium enthält.

5. Legierung nach Anspruch 1,

dadurch gekennze ich net , daß

sie 6,0 $ Zink, 0,1 $ Zinn,0,1$ Wismuth, 0,01 $ Gallium

und im übrigen Aluminium enthält.

6. Legierung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

sie 6,0 ⁰J₀ Zink, 0,1 $ Zinn,' 0,05$ Wismuth , 0,01 $ Gallium

und im übrigen Aluminium enthält.

209816/1009

7. Legierung nach Anspruch·!,

dadurch gekennzeichnet , daß sie 6,0 ?6 Zink , 1,0 # Zinn,0,1 # Wismuth,O,O6 # Gallium , und im übrigen Aluminium enthält.

8· Legierung nach Anspruch 1,

■ dadurch geke.nnze ichhet, daß sie '6,0 io Zink, 1,0 56-Zinn, \o ^c/o Wismuth ,0,1 °/> Gallium

und im übrigen Aluminium enthält.

9. Legierung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß sie 10,0 5b Zink , 0,1 ·#> Zinn,0,1 ^c/o Wismuth, 0,01.$ Gallium und im übrigen Aluminium enthält.

10. Legierung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß sie 10, 0 i> Zink, 1,0 "/» Zinn, 1,0 jS Wismuth,0,1 °/o Gallium und im übrigen Aluminium enthält.

11.Legierung nach Anspruch !,'■-. dadurch gekennze ichnet , daß sie 2,0 °/o Zink, 0,5 1° Zinn, 0,5 1° Wismuth, 0,3 1° Gallium und im übrigen Aluminium enthält.

12. Legierung nach Anspruch 1,

d'adurch gekennze ichnet , daß sie 6,0 °/o Zink, 0,5 1° Zinn,/,5$ Wismuth ,0,3 # Gallium und im übrigen Aluminium enthält.

13. Legierung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß sie 6,0 io Zink, 1,0 °/o Zinn, 1,0 % Wismuth,0,3 i° Gallium und im übrigen Aluminium enthält.

2 0 9 8 16/1009

- Io -

14. Legierung nach. Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, daß sie 2,0 io Zink, 1,0 °/o Zinn , I₁O $> Wismuth, 0,5 $> Gallium und im übrigen Aluminium enthält.

15. Legierung nach Anspruch 1,

dad'urch gekennzeichnet, daß sie 6,0 ⁰Jo Zink, 1,0 # Zinn, 1,0 fi Wismuth, 0,5 1° Gallium und im übrigen Aluminium enthält.

2098 16/1009