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Verfahren zur Erzeugung von hochglänzenden Oberflächen auf Gegenständen aus Aluminium und seinen Legierungen, Glänzbad und Regenerierungslösung zur Durchführung des Verfahrens
In der österr. Patentschrift Nr. 176081 ist ein chemisches Verfahren zur Erzeugung hochglänzender Oberflächen auf Aluminium und Aluminiumlegierungen beschrieben. Das Glänzbad besteht aus einer
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und Fluorionen enthält,der Fluor-Ionen und der Ammonium-Ionen zueinander so zu wählen ist, dass sich Ammoniumbifluorid bilden kann. Die Glänzwirkung des Bades lässt sich durch einen Gehalt an geringen Mengen von Blei-Ionen erhöhen.
Insbesondere für die Behandlung von Reinstaluminium und dessen Legierungen wurde ein Bad mit 10-15, vorzugsweise 13 Gew.-% Salpetersäure und 10 - 20, vorzugsweise 16 Gew.-% Ammoniumbifluorid sowie mit einem Gehalt von 0, 05 bis 0, 5 g Blei pro Liter, letzteres in Form löslicher Salze, vorzugsweise in Form seines Nitrats, als geeignet erkannt.
Gemäss dem aus der österr. Paten. tschrift Nr. 200409 bekannten Verfahrens wird unter gleichzeitiger Erhöhung der Masshaltigkeit der behandelten Werkstücke der Glänzeffekt des vorstehend angegebenen Bades bei Behandlung von Reinstaluminium und dessen homogenen Magnesiumlegierungen noch verbessert, wenn diesem Bad 0, 5-2%, vorzugsweise 1% Gummi arabicum und bzw. oder Dextrin zugesetzt werden.
Die Bestrebungen der Technik gehen dahin, von der Verwendung von Reinstaluminium und seinen Legierungen bei bestehenden Möglichkeiten abzugehen und auch auf dem Glänzsektor dafür ein Aluminium geringerer Reinheit als Reinstaluminium oder die glanzanodisierbaren Legierungen einer solchen Aluminiumqualität zu verwenden, sofern mit diesen Werkstoffen annähernd eine gleich gute Glättung und Glänzung wie mit Reinstaluminium und seinen Legierungen erzielt werden können. Von besonderem Interesse sind hiefür Aluminiumqualitäten mit einem Reinheitsgrad von 99,95je und geringer, insbesondere mit einem solchen von 99, 8 bis 99,95to.
Es hat sich gezeigt, dass der Glanz auf den angegebenen Aluminiumwerkstoffen geringeren Reinheitsgrades in den für Reinstaluminium und seinen Legierungen bekannten günstigen Bereichen des beschriebenen Glänzbades erheblich geringer ausfällt als auf den Aluminiumwerkstoffen reinster Qualität.
Die Erfindung betrifft nunmehr ein Verfahren und ein Glänzbad, mit dem auch auf Gegenständen aus Aluminium eines Reinheitsgrades von 99, 95% und geringer, insbesondere mit einem solchen von 99, 8 bis 99,95je oder dessen glanzanodisierbaren Legierungen hochglänzende Oberflächen erzeugt werden können.
Das Glänzbad, für das saure Lösungen verwendet werden, welche Wasserstoff-, Ammonium-, Nitrat-, Fluor- und Blei-Ionen sowie Gummi arabicum enthalten, ist gekennzeichnet durch einen Gehalt an 100 bis 160 cm3 54% iger Salpetersäure, 25-40 cm3 7CP/oiger Flusssäure. mit Wasser auf 11 Lösung aufgefüllt sowie durch einen weiteren Zusatz zu einem Liter dieser Lösungen von 40 bis 70 g bleifreiem Ammoniumfluorid, 0, 2 - 0, 6 g Bleinitrat oder einer bezüglich des Bleigehaltes äquivalenten Menge eines andern wasserlöslichen Bleisalzes und 5 - 10 g Gummi arabicum. So kommt beispielsweise auch Bleiazetat als solches wasserlösliches Bleisalz in Frage, wenn auch Bleinitrat gegenüber diesem bevorzugt verwendet wird.
An Stelle von Gummi arabicum können auch andere viskositätserhöhende Stoffe, wie Dextrin, AgarAgar u. dgl. verwendet werden.
Besonders günstige Ergebnisse werden mit einem Bad erzielt, das durch einen Gehalt eines Liters dieser Wasserstoff-, Ammonium-, Nitrat-, Fluor-und Blei-Ionen sowie Gummi arabicum enthaltenden Lö-
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sungen an 135 cm3 54%iger Salpetersäure, 33 cms 70% igei Flusssäuro, Rest Wasser sowie durch einen weiteren Zusatz zu einem Liter dieser Lösung von 50 g bleifreiem Ammoniumfluond, 0, 3 g Bleinitrat und 30 g Gummi arabicum gekennzeichnet ist.
Das erfindungsgemässe Glänzbad erfordert eine Behandlungsdauer der zu glänzenden Gegenstände von etwa 40 bis 60 sec je nach deren Oberflächenzustand. Die Temperatur ist bei frischen Bädern auf 65 - 75 C zu halten und bei älteren Bädern zweckmässig auf etwa 850C zu steigern.
Dieses Glänzbad zeichnet sich dadurch aus, dass auf den Aluminiumwerkstoffen in dem oben angege-
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die bisher bekannten Bäder.
Wie bei allen Glänzbädern macht sich auch bei dem erfindungsgemässen Bad nach einer bestimmten Gebrauchsdauer ein gewisses Nachlassen des Glänzeffelttes bemerkbar. Massgebend hiefür ist in erster Linie die durchgesetzte Metalloberfläche, doch hat auch der Oberflächenzustand der geliänzten Gegenstän- deeinenmerklichenEinfluss darauf. Es hat sich ergeben, dass im Durchschnitt etwa 0, 25-0, 30 m2 Oberfläche, bezogen auf 11 Frischbadlosung, mit Erfolg behandelt werden können.
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deroptimalenGlänzleistungche in 11 der Frischbadlösung und dann bei weiterem Durchsatz von jeweilig 0, 15 bis 0, 20 mz Oberfläche je Liter Glänzbadlösung in Anwendung kommt. Die Regenerierung des Bades kann in dieser Weise so oft erfolgen, bis ein Gesamtdurchsatz von etwa 2 m2 je Liter erreicht ist.
Trotz dem oben angegebenen Stand der Technik stellt die Erfindung einen unerwarteten Fortschritt insofern dar, als ein spezieller Bereich der bereits allgemein bekannten Zusammensetzung der Bäder gefunden worden ist, welcher neue und nicht zu erwartende Vorteile aufweist. Abgesehen von der bemerkenswert guten Eignung des erfindungsgemässen Bades spezieller Zusammensetzung für die GI1inzbehandlung
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lb6r den. be. kannten Bädern.Reinsialuminium und dessen Legierungen mit Erfolg geglänzt werden können, folgende weitere Vorzüge :
Das Bad ist gegenüber einer Steigerung der Zugabe von Gummi arabicum nicht empfindlich, so dass der günstige Einfluss dieses Zusatzes voll ausgenutzt werden kann.
Bei den bekannten Bädern ist dies näm- lichnicht möglich, weildortbeihöhexem Zusatz von Gummi arabicum ein unregelmässiger blauer Schleier auf den geglänzten Oberflächen aufzieht. Die deshalb mengenmässig begrenzte Anwendbarkeit von Gummi arabicum stand aber dem Umstand entgegen, dass geradehohe Zusätze dieses Stoffes bei Aluminium geringeren Reinheitsgrades erforderlich sind, um die abtragende Wirkung des Bades zu hemmen.
Ferner ist die Kapazität des erfindungsgemässen Bades doppelt so gross wie die der bekannten Bäder.
Während nämlich gemäss der österr. Patentschrift Nr. 176081 die Ergiebigkeit auf 1 m2 Gesamtdurchsatz je Liter Bad beschränkt ist, erlaubt das erfindungsgemässe Bad insgesamt einen doppelt so grossen Durchsatz je Liter sogar noch bei der Verwendung des Bades für Aluminium niedrigerer Qualität.
Schliesslich wird durch die erfindungsgemässe Regenerierungslösung eine Konstanz des optimalen
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Bereich bewirkt. Im Falle der Oberflächenbehandlung der unreineren Aluminiumqualitäten wirken sich nämlich sonst unvermeidbare schwankende Gehalte an Blei-Ionen in erheblich stärkerem sogar visuell er-
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der Fall ist.Der durch das erfindungsgemässe Bad erzielte Fortschritt ist nachfolgend durch die bei der Behandlung von Aluminiumproben verschiedener Qualität erhaltenen Reflexionswerte näher belegt:
B e i s p i e l 1:
Probebleche aus Aluminium mit den weiter unten näher angegebenen Reinheitsgraden wurden nach üblicher Entfettung während 20 sec bei 650C in einem Bad behandelt. das 135 cm3 Salpeter-
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hin 50 g bleifreies Ammoniumfluorid, 0, 3 g Bleinitrat, 30 g Gummi arabicum zugesetzt waren. Danach wurden die Proben mit Wasser gespült, in 30%ige Salpetersäure während 2 min bei Raumtemperatur getaucht, wiederum in Wasser gespült und dann in bekannter Weise mit einer 5 dicken ancdischerzeugten Schutzschicht versehen.
Beispiel 2 : Vergleichsweise wurden Aluminiumprobebleche der angegebenen Qualitäten nach dem Entfetten während 20 sec bei 500C in einem Glänzbad behandelt, welches 16 Gew.-% Ammoniumbiflu-
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orid, 13 Gew.-% Salpetersäure und je Liter Lösung 0, 18 g Blei sowie einen Zusatz von 10 g Gummi arabicum enthielt. Die weitere Aufarbeitung der Proben mit anschliessender Aufbringung der Oxydschicht als Schutzschicht war die gleiche, wie für das Beispiel 1.
Die Messung der gerichteten Reflexion ergab folgende Werte :
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<tb>
<tb> a) <SEP> erfindungs- <SEP> b) <SEP> f) <SEP> für <SEP> Reinstaluminium <SEP>
<tb> Werkstoff <SEP> gemässes <SEP> und <SEP> seine <SEP> Legierungen
<tb> Glänzbad <SEP> bekanntes <SEP> Glänzbad
<tb> 1. <SEP> Al <SEP> 99, <SEP> 8 <SEP> % <SEP> +0, <SEP> 2% <SEP> Mg <SEP> 65 <SEP> Ufo <SEP> (abs.) <SEP> 55, <SEP> 1 <SEP> Ufo <SEP> (abs.) <SEP>
<tb> 2. <SEP> Al <SEP> 99, <SEP> 9 <SEP> % <SEP> 78, <SEP> 4 <SEP> %"68, <SEP> 9 <SEP> loze <SEP>
<tb> 3. <SEP> Al <SEP> 99,0 <SEP> % <SEP> + <SEP> 0,5 <SEP> % <SEP> Mg <SEP> 79,4 <SEP> % <SEP> " <SEP> 70,3 <SEP> % <SEP> "
<tb> 4. <SEP> Al <SEP> 99,9 <SEP> % <SEP> + <SEP> 1 <SEP> % <SEP> Mg <SEP> 75,1 <SEP> % <SEP> " <SEP> 65,7 <SEP> % <SEP> "
<tb> 5.
<SEP> Al <SEP> 99, <SEP> 99 <SEP> %-80, <SEP> 3 <SEP> %" <SEP>
<tb>
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führt, für die die erhaltenen Reflexionswerte praktisch den auf Reinstaluminium gewonnenen bei Behandlung dieser Proben nach dem Stand der Technik gleichkommen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzeugung von hochglänzenden Oberflächen auf Gegenständen aus Aluminium mit einem Reinheitsgrad von 99,95% und geringer, insbesondere mit einem solchen von 99, 8 bis 99, 95'% ;, und seiner glänzanodisierbaren Legierungen unter Verwendung saurer Lösungen, welche Wasserstoff-, Ammonium-, Nitrat-, Fluor-und Bleiionen sowie Gummi arabicum enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände bei einer Temperatur von 65 bis 850C etwa 40 - 60 sec in einem Glänzbad behandelt
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sung aufgefüllt sowie einen weiteren Zusatz zu einem Liter dieser Lösungen von 40 bis 70 g bleifreiem Ammoniumfluorid, 0, 2-0,
6 g Bleinitrat oder eine bezüglich des Bleigehaltes äquivalente Menge eines ändern wasserlöslichen Bleisalzes und 5-100 g Gummi arabicum enthält.