DE970159C

DE970159C - Verfahren zur elektrolytischen Oxydation von raffiniertem Aluminium durch Wechselstrom

Info

Publication number: DE970159C
Application number: DEC1850A
Authority: DE
Inventors: Jean Alfred Odier
Original assignee: Pechiney SA
Current assignee: Pechiney SA
Priority date: 1945-12-19
Filing date: 1950-07-27
Publication date: 1958-08-21
Also published as: BE469433A; NL69811C; GB631467A; CH260588A

Description

Erteilt auf Grund des Ersten Oberleitungsgesetzes vom 8. Juli 1949

(WiGBl. S. 175)

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

AUSGEGEBEN AM 21. AUGUST 1958

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 48a GRUPPE 1601 INTERNAT. KLASSE C 23 b

C1850 VI/48a

Jean Alfred Odier, Chambery, Savoie (Frankreich) ' ist als Erfinder genannt worden

Pechiney-Compagnie de Produits Chimiques et Electrometallurgiques,

Lyon (Frankreich)

Verfahren zur elektrolytischen Oxydation von raffiniertem Aluminium durch Wechselstrom

Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom 27. Juli 1950 an

Patentanmeldung bekanntgemacht am 19. April 1951

Patenterteilung bekanntgemacht am 7. August 1958

Die Priorität der Anmeldung in Frankreich vom 19. Dezember 1945 ist in Anspruch genommen

Es ist bekannt, daß die elektrolytische Oxydation des Aluminiums und seiner Legierungen sowohl durch Wechselstrom wie durch Gleichstrom bewirkt werden kann. Insbesondere kann für diesen Zweck Wechselstrom von der normalen Frequenz von 50 Perioden/Sek. benutzt werden. Es ist ferner bekannt, daß bei Verwendung von Wechselstrom zur Durchführung dieser Oxydation die Oxydschicht

erhebliche Ungleichmäßigkeiten, insbesondere hinsichtlich der Farbe, aufweist, und zwar sowohl auf ein und demselben Werkstück wie bei einander ähnlichen in verschiedenen Apparaturen, jedoch unter den gleichen Bedingungen behandelten Werkstücken. Um diese Ungleichmäßigkeiten zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, die Kurve der Stromstärke und die der Spannung des Oxydationsstroms

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mittels elektrischer Schaltungen zu regeln (durch in Reihe geschaltete geeignete Widerstände, beispielsweise Flüssigkeitswiderstände), die eine Umformung des negativen Wellenstroms, der normalerweise entsteht, wenn die elektrolytische Zelle von den Klemmen eines Transformators abgezweigt wird, weil das als Anode geschaltete Aluminium einen wesentlich größeren Widerstand für den Strom bildet als das als Kathode geschaltete, in ίο völlig reinen Wechselstrom bewirken.

Dieses Verfahren eignet sich gut für das gewöhnliche Reinaluminium und führt hierbei zu befriedigenden Ergebnissen. Bei raffiniertem Aluminium von hohem Feingehalt ergeben sich jedoch häufig er-•5 hebliche Ungleichmäßigkeiten.

So erhält man bei Oxydation von raffiniertem kaltverformten Aluminium mit einem Feingehalt von 99,99 in einem 6%igen Oxalsäurebad (60 g Oxalsäure je Liter) bei 20⁰C etwa 30 Minuten lang bei einer zweckdienlichen Stromdichte von 4 Amp./dm² und einem völlig reinen Wechselstrom bei einer Spannung von 40 Volt eine Schicht von natürlicher Färbung, die jedoch erhebliche Unregelmäßigkeiten aufweist, nämlich an gewissen Stellen intensiv, an anderen dagegen sehr schwach ist, so daß sich ein unangenehm faserartiges Aussehen des behandelten Werkstückes ergibt.

Es ist bereits ein Verfahren zur elektrolytischen Oxydation von Aluminium bekanntgeworden, bei welchem ein Wechselstrom verwendet wird, dem ein Gleichstrom von solcher Intensität überlagert wird, daß die positive Welle des resultierenden Stromes größer ist als die negative Welle desselben Stroms. Auch hierdurch werden die beschriebenen Nachteile an sich nicht beseitigt.

Die Erfindung geht von dem letztbeschriebenen A^erfahren aus und schafft ein Verfahren, welches den angestrebten Zweck in vollkommener Weise erreicht. Sie besteht darin, daß bei diesem Verfahren in solcher Weise gearbeitet wird, daß die maximale positive Intensität des dem Wechselstrom überlagerten Gleichstroms in der Größenordnung des doppelten der minimalen negativen Intensität des resultierenden Stroms liegt. Durch Regelung der Stromstärke der Gleichstromkomponente kann hierbei die Färbung der Oxydschicht nach Wunsch beeinflußt werden.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß bei Verwendung des so erzeugten Wellenstroms die Ungleichmäßigkeiten der Färbung der Schicht, die bei den bekannten, oben beschriebenen Verfahren auftreten, völlig verschwinden und sich eine schöne, gleichmäßige Färbung der derart behandelten Oberfläche ergibt, die dem in dieser Weise behandelten Metall einen entsprechenden Handelswert verleiht. Das Verfahren kann z. B. in der Weise durchgeführt werden, daß die zu behandelnden vorher entfetteten Gegenstände aus raffiniertem Aluminium von möglichst hohem Reinheitsgrad, vorzugsweise Reinstaluminium mit einem Al-Gehalt in der Größenordnung von 99,99, in einem Oxalsäurebad der üblichen Konzentration von etwa 60 g je Liter, bei Zimmer-, gegebenenfalls auch höherer Temperatur, für eine geeignete Zeitdauer, die z.B. etwa 15 Minuten beträgt, der Behandlung mit einem durch Gleichstrom von z. B. 40 Volt überlagerten Wechselstrom von z. B. 40 + 40 Volt Spannung bei einer Stromdichte desGleichstroms von 1,5 Amp./dm² und des Wechselstroms von 3 Amp./dm² und anschließendes Spülen im Wasserbad unterworfen werden.

Nachstehend werden lediglich beispielsweise zwei Anordnungen beschrieben, die es ermöglichen, positiven Wellenstrom für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zu erzeugen. In dieser Beschreibung ist auf die beiden in den Abbildungen dargestellten elektrischen Schaltschemata Bezug genommen.

Bei der in Abb. 1 dargestellten Anordnung sind in der Oxydationswanne 1 drei Elektroden angeordnet, und zwar eine Graphitelektrode 2, die an den negativen Pol eines Gleichstromgenerators 10 angeschlossen ist, und zwei weitere Elektroden 3 und 4 aus Aluminium, die durch die zu oxydierenden Werkstücke gebildet werden und an die Endklemmen der Sekundärseite eines Transformators 5 an- g₅ geschlossen sind. Eine zweckentsprechend bemessene Drosselspule 6 ist in den Stromkreis des Gleichstromgenerators 10 eingeschaltet und bildet eine Sperre für den Wechselstrom. Der positive Pol des Generators 10 ist andererseits an den mittleren Punkt der Sekundärwicklung des Transformators 5 angeschlossen. Ein in den Sekundärstromkreis des Transformators geschalteter Hitzdrahtstrommesser 7 ermöglicht die Ablesung der gesamten wirksamen Stromstärke und ein Drehspulen-Amperemeter 8, das in den Stromkreis des Generators 10 geschaltet ist, zeigt die Stärke des Gleichstroms an. Die Ablesung der Anzeigen dieser beiden Amperemeter ermöglicht es, nach gewünschten Voraussetzungen zu arbeiten, um den gesuchten positiven Wellenstrom zu erhalten.

Der Transformator 5 kann gegebenenfalls so bemessen sein, daß seine Wirkungsweise durch den ihn durchfließenden Gleichstrom nicht gestört wird.

Bei der in Abb. 2 dargestellten Anordnung werden zwei Wannen 11 und 12 verwendet, in deren jeder eine Graphitelektrode 13 angeordnet ist, während die andere Elektrode 14 aus Aluminium besteht und durch die zu behandelnden Gegenstände gebildet wird. Die beiden Aluminiumelektroden sind an den positiven Pol eines Gleichstromgenerators 10 angeschlossen, der gegen den Wechselstrom durch eine entsprechend bemessene Drosselspule 6 geschützt ist. Der negative Pol dieses Generators ist an den Mittelpunkt der Sekundärseite eines ng Transformators 5 angeschlossen, dessen Endpunkte je an eine der Graphitelektroden 13 angeschlossen sind. Die Anordnung weist ferner ein Amperemeter 7, das die wirksamen Stromstärken anzeigt, sowie ein weiteres Amperemeter 8 für die Anzeige i_ao der Stärke des Gleichstroms auf.

In den Schaltschemata der Abb. 1 und 2 ist durch in vollen Linien dargestellte Pfeile die Richtung des Gleichstroms und durch die gestrichelt dargestellten Pfeile der Stromkreis des Wechselstroms _la5 bezeichnet.

Selbstverständlich können statt der dargestellten Schaltungen für die Durchführung der Oxydation und zur Erzielung der gleichen Wirkung alle anderen Anordnungen und Verfahren angewendet werden, welche es ermöglichen, positiven Wellenstrom zu erzeugen.

Das Verfahren nach der Erfindung ist insbesondere von Vorteil für die oxydierende Behandlung von Gegenständen aus Aluminium zu dem Zwecke, eine dekorative Wirkung zu erzielen, indem durch Änderung der Wellenform des positiven Wellenstroms mittels Regelung des Wertes der Gleichstromkomponente in genau gewollter Weise auf die Farbe der Oxydschicht eingewirkt wird. So ermöglicht es das neue Verfahren beispielsweise, mit einem Oxalsäureelektrolyten, durch den bekanntlich Nuancen, die an Messing und Bronze erinnern, erzeugt werden können, die für Kleinhaushaltsgeräte sehr begehrt sind, einen viel abwechslungsreicheren Bereich von Färbungen in einfacherer Weise als nach den bekannten Verfahren zu erzielen. Ferner können auch die anderen bekannten Bäder verwendet werden, die Färbungen unmittelbar durch anodische Oxydation ergeben.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur elektrolytischen Oxydation von raffiniertem Aluminium durch Wechselstrom, dem ein Gleichstrom von solcher Intensität überlagert ist, daß die positive Welle des resultierenden Stromes größer ist als die negative dieses Stromes, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale positive Intensität in der Größenordnung des doppelten der minimalen negativen Intensität des resultierenden Stromes liegt, wobei die Intensität der Gleichstromkomponenten regelbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 645 206;

A. Jenny, »Die elektrolytische Oxydation des Aluminiums und seiner Legierungen«, 1938, S. 102 bis 109.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©809596/43 S.