PROCESS FOR PROTECTING ANODISED ALUMINIUM

Abstract: 1. A process for the protection of anodised aluminium by passivation of the anodised layer in a solution containing nickel ions and fluoride, fluoborate or fluosilicate ions at a temperature of 20 to 50 degree C, wherein the solution also contains cobalt ions in an amount such that the nickel:cobalt ratio is from 1.0:0.1 to 1.0:1.0, and has a metal salt concentration of at least 0.02 mol/I but not exceeding 0,2 mol/I.

Description: Verfahren zum Schutz von anodisch oxidiertes Aluminium Bei der hier beschreibenen Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zum Schutz von anodisch oxidiertem Aluminium durch eine metallhaltige Salzlösung, bei niedriger Temperatur. In der Industrie, die Aluminium elektrolytisch oxidiert, wird zur Verbesserung der anodisierten Schicht eine Endbehandlung durchgeführt, die folgendermassen aussehen kann: a) Verdichtung durch heisses Wasser bei einer Temperatur von vorzugsweise über 850 C, b) Passivierung durch chromsaure Salze, c) Uberzug durch organische Stoffe, vorzugsweise Acrylharze. Die Verdichtung durch heisses Wasser oder Dampf, die häufig angewendet wird, benötigt hohe Energiekosten und lange Verfahrenszeiten bis es zur Schliessung der Poren in der anodisierten Schicht kommt, die den Korrosionsschutz verbessern sollen. Die gleichen hohen Kosten entstehen bei der Verwendung von Acrylharzen als Schutzüberzug, da diese bei einer Temperatur von ca. 180 C getrocknet werden müssen. Die Passivierung in Lösungen mit Chromaten hat den Vorteil, dass bei niedrigeren Temperaturen gearbeitet werden kann. Sie verändert aber nachteilig den dekorativen Aspekt der Aluminiumprofile. Ebenfalls ist es Stand der Technik Metallsalze wie Nickelfluorid zu verwenden, um einen hochwertigen Schutz der anodisierten Schicht herzustellen. Obwohl diese Lösungen bei Temperaturen zwischen 200 C und 420 C zur Anwendung kommen und deshalb eine bedeutende Energekostenersparnis darstellen, haben sie den Nachteil, dass das anodisierte Aluminium durch diese Behandlung einen "Grünstich" erhält und dadurch das dekorative- natürliche Aussehen verliert. Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Verhinderung des sogenannten Grünstiches", der durch de Verwendung von Nickelfluorid als Pass ivierungsmittel hervorgerufen wird und um den natürlichen dekorativen Effekt des anodisierten Aluminiums beizubehalten, wobei gleichzeitig ein hoher Korrosionsschutz gegen Umwelteinflüsse, der als nHoch- qualitätn bezeichnet werden kann, erreicht wird. Unter "Hochqualitätn wird eine schmutzfreie-OSerfläche verstanden, die keine unnatürlichen Farben wie den "Grünstichn zeigt, und nach der ISO-Norm 3210 einen Schutz gegen Korrosion aufweist, dessen Höchstgewichtsverlust auf 30 mg/dmê festgelegt wurde. Es wurde festgestellt, dass der Grünstich, der durch die Verwendung von Nickelsalzen in Gegenwart der Anionen, wie Fluorid, Fluoborat und Fluosilikat entsteht, verhindert werden kann, sofern eine Mischung von Nickel und Kobalt salzen in wässrigen Lösungen bei Temperaturen unter 50 C verwendet wird. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren, in dem Nickel mit Kobalt als Kation in Gegenwart der Anionen, wie Fluorid, Fluoborat und Fluorsilikat u.s.w. in Lösung verwendet wird. Es können auch Sulfate der metallhaltigen Salze verwendet werden, aber immer in Verbindung mit Fluor-Derivaten. Die Grundlage der Erfindung ist, dass die Konzentrationen der Kationen Nickel und Kobalt in einem Verhältnis zueinander gehalten werden müssen, damit die hervorragende Qualität des Schutzes der anodisierten Schicht erhalten bleibt und gleichzeitig das Auftreten unerwünschter Farbtöne, wie "Grünstich" verhindert wird. Die Wirksamkeit der Produkte wurde wie folgt bestimmt. Ein entfettetes und gebeiztes Aluminimmblech wurde in einem Elektrolyt von 190 g/l Schwefelsäure bei einer Temperatur von 19 C mit Gleichstrom 40 Minuten lang bei einer Stromdichte von 1,5 A/dm2 anodisiert. Um die erhaltene anodisierte Schicht zu schützen, wurden die Aluminiumbleche anschliessend in eine Lösung von verschiedenen chemischen Produkten 12 Minuten bei einer Temperatur von 30 C eingetaucht. Nach der Trocknung der erhaltenen Passivierungsschicht, wurde der Gewichtsverlust nach der Norm ISO 3210 bestimmt. Gleichzeitig wurden Farbtonvergleiche mit einer unter gleichen Bedingungen anodisierten aber während 60 Minuten in 950 C heissem-Wasserverdichteten Musterteil durchgeführt. Die Trocknung des anodisierten und in der Passivierungslösung behandelten Aluminium kann durch eine Behandlung von 5 Minuten in kochendem Wasser oder während 48 h Lagerung bei Lufttemperatur von 200 C bis 300 C erreicht werden. Es können auch Warmlufttrocknungsgeräte verwendet werden. Verwendetes Gewichtsverlust Aussehen chein. Produkt nach ISO 3210 Nickelfluorid 9,8 mg/dm2 Grünstich Kobaltsulfat 455,7 mg/dm Naturton Nickelazetat 137,3 mg/dm2 n 2 Kobaltfluorid 252,0 mg/dm2 Rosa Kobaltazetat 160,2 mgfdm2 Naturton 1,00 Teil Nickelfluorid 2 mg/dm2 n 0,25 Teile Kobaltazetat 9,5 mgZdm 1,00 Teil Nickelfluorid 14,0 ing/dm2 0,50 Teile Kobaltazetat 2 Nickelfluorborat 8,7 mg/dml Grünstich Nickelfluorsilikat 21,4 mg/dm2 Grünstich Die erhaltenen Ergebnisse lassen folgende Feststellung zu: a) Nur in Gegenwart von Kobaltsalzen gewährt Nickelfluo rid, ohne das natürliche Aussehen des anodisierten und passivierten Aluminium zu verändern, einen hervor ragenden Schutz, der als "Hochqualität" bezeichnet wer den kann; b) das Verhältnis zwischen dem Kation Nickel und Kobalt muss 1:0,1 bis 1:1 vorzugsweise 1:0,35 sein; c) als Anion sind Fluorderivate wie Fluoborat, Fluorsili kat Fluor, u. s. w. unerlässlich. Der Schutz des vorher anodisierten Aluminium durch die wässrige Lösung wird bei Temperaturen zwischen 200 C und 500 C sowie Eintauchzeiten zwischen 5 und 20 Minuten erreicht, wobei der pH-Wert zwischen 5,0 bis 7,0 liegen soll und die Metallsalzkonzentration von mindestens 0,02 mol/l bis höchstens 0,2 mol/l aufrechterhalten werden muss. Aluminium, das in Oxalsäure--Schwefelsäure bzw. Glyzerin Schwefelsäure anodisiert wurde, ergab ebenfalls, auch bei Anodisierbadtemperaturen über 21 C, einen hochwertigen Schutz durch die beschriebene Passivierungslösung. Um die vorherigen Ergebnisse zu verdeutlichen, wurden einige Aluminiumblech-Mus ter von 5 x 10 cm Grösse nach folgendem Verfahren behandelt. Die Aluminiumbleche wurden vor dem Anodisieren durch ein alkalisches Entfettungsmittel gereinigt und anschliessend mit einer Mischung von 4 % Ätznatron und 0,2 % Natriumchromat bei einer Temperatur son 550 C gebeizt. Anschliessend wurden sie 10 Minuten in Salpetersäure und 1 min. in Flusssäure nachbehandelt, bevor sie dem Anodisier- und Passivierungsprezess wie folgt unterworfen wurden: Beispiel 1 Das Aluminiumblech-Muster wurde nach der bereits dargelegt ten Vorbehandlung unter folgenden Bedingungen anodisiert. Elektrolyt: 190 g/l Schwefelsäure Badtemperatur: 190 C Stromdichte: 1,5 4/dm2 Nach Herstellung einer 20 P starken Anodisierschicht und 5 Minuten Spülung unter laufendem Wasser wurde das anodisierte Blech in eine Lösung von destilliertem Wasser mit 6,1 g/l Nickelfluorid und 2,2 g/l Kobaltazetat mit einem pH-Wert von 6,3 bei einer Temperatur von 300 C 12 Minuten eingetaucht. Nach dem Trocknen während 48 Stunden bei 25 c lag der Gewichtsverlust nach 150 Norm 3210 bei 11, 8 mg/dm2 und es konnte keine Farbtonveränderung des Musters festgestellt werden. Beispiel 2 Ein Aluminiumblech-Muster wurde unter folgenden Bedingungen anodisiert: Elektrolyt: 170 g/l Schwefelsäure 20 g/l Oxalsäure Badtemperatur: 24 C Stromdichte: 1,5 A/dm2 Nach Herstellung einer 20 Fin starken Anodisierschicht und anschliessender Spülung mit fliessendem Wasser, wurde das Muster in folgende Lösung eingetaucht: 8,6 g/l Nickelfluoborat, 3,0 gZl Kobaltazetat. Das Muster wurde 12 Minuten in dieser Lösung bei 300 C und einem pH-Wert von 6,4 eingetaucht. Nach einer Spülung von 5 Minuten in kochendem Wasser, wurde der Gewichtsverlust des trockenen Aluminiumbleches nach der ISO NOrm 3210 mit 10,5 mg/dm2 bestimmt. Es konnten keine Änderungen des dekorativen Aussehens des behandelten Bleches festgestellt werden. Beispiel 3 Ein Aluminiumblech-Muster wurde unter folgenden Bedingungen anodisiert: Elektrolyt: 170 g/l Schwefelsäure 20 g/l Glycerin Temperatur: 240 C Stromdichte: liS A/dm2 Nach Herstellung einer 20 P starken Anodisierschicht und 5 Minuten Spülung unter fliessendem Wasser wurde das anodisierte Blech in eine Lösung getaucht, die folgende Produkte enthielt: 6,4 g/l Nickelazetat 3,1 g/l Kobaltazetat 2,1 g/l Amoniumfluorid Der pH-Wert der Lösung wurde auf 6,1 eingestellt und nach einer Eintauchzeit von 15 Minuten bei 320 C mit anschliessender Spülung von 5 Minuten in heissem Wasser wurde der Gewichtsverlust nach ISO 3210 mit 13,4 mg/dm2 bestimmt. Es wurde keine Änderung des natürlichen Farbtones im Vergleich mit einem in- Heisswasser verdichtetem anodisierten Aluminiumblech festgestellt.

Claims: ANSPRtfCHE 1. Verfahren zum Schutz von anodisiertem Aluminium, g e k e n n z e i c h n e t durch die Passivierung der anodisierten Schicht in einer Lösung, die neben Kobalt- und Nickelionen Fluorderi vate wie z. B. Fluorid, Fluoborat oder F1uosilikatt enthält. 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die verwendeten Mengen der Kobalt- und Nickelionen ein Verhältnis Nickel:Kobalt von 1,0:0,1 bis 1,0:1,0 aufweisen. 3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass die angegebene Lösung einen pH-Wert zwischen 5,0 und 7,0 hat. 4. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass die passivierende Lösung eine Temperatur von 200 C bis 500 C aufweist.

Inventors: ALVAREZ SANCHIS, ELIA MARIA
Applicants: ALVAREZ SANCHIS, ELIA MARIA
Application year: 1984
Main classification: C25D11
IPC codes: C25D11