DE2945367A1

DE2945367A1 - Verfahren zum herstellen einer haftvermittlungsschicht auf leichtmetall

Info

Publication number: DE2945367A1
Application number: DE19792945367
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: LANGHOFF WALTER DIPL PHYS DR
Current assignee: LANGHOFF WALTER DIPL PHYS DR
Priority date: 1979-11-09
Filing date: 1979-11-09
Publication date: 1981-05-21

Description

Verfahren zum Herstellen einer Haftvermittlungsschicht
auf Leichtmetall Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Haftvermittlungsschicht auf Leichtmetallteilen.
Haftvermittlungsschichten auf Leichtmetallteilen werden für viele Zwecke benötigt, etwa als Grundlage für das Auftragen von Schichten aus Polytetrafluoräthylen. Die Herstellung derartiger Haftvermittlungsschichten ist verhältnismäßig aufwendig.
Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Haftvermittlungsschicht auf Leichtmetallteilen zu schaffen, welches sich in einem Arbeitsgang durchführen läßt und keine Vorbehandlung der Leichtmetallteile erfordert. Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß das Leichtmetallteil als Anode in ein elektrolytisches Bad getaucht wird, das mindestens einen wasserlöslichen Bestandteil von Gläsern in einer Konzentration von mindestens 20% der maximal möglichen Konzentration enthält, wobei als Katode ein gegenüber den Glasbestandteilen inerter Leiter verwendet wird, daß ein Strom durch die derart gebildete Elektrolyseanordnung geleitet wird, bis sich eine Oxidschicht auf der Oberfläche des Leichtmetallteiles gebildet hat, daß die Elektrolysespannung danach bis auf einen Wert erhöht wird, bei dem Funken an der Oberfläche des Leichtmetallteiles entstehen, daß die erhöhte Elektrolysespannung periodisch auf einen Wert gesenkt wird, wo ie Funkenbildung aufhört, und daß dieser Spannungsschwankungszustand der erhöhten Elektrolysespannung mindestens 10 Sekunden lang aufrechterhalten wird.
Die auf diese Weise gebildeten Haftvermittlungsschichten haben eine rauhe Oberflächenstruktur, ein schillerndes bis mattweißes Aussehen, je nach der Schichtstärke, und eine hohe Temperaturbeständigkeit.
Vorzugsweise wird dem Bad ein Sauerstofflieferant zugesetzt, etwa ein Peroxid, und vorzugsweise Wasserstoffperoxid. Dadurch wird die Bildung der Haftvermittlungsschicht beschleunigt.
Als wasserlöslicher Bestandteil von Gläsern verwendet man vorzugsweise Kaliumsilikat.
Um eine rauhere Oberflächenstruktur zu erzielen, wird der Spannungsschwankungszustand vorzugsweise mindestens 30 Sekunden lang aufrechterhalten.
Die Konzentration der wasserlöslichen Bestandteile von Gläsern sollte mindestens 35 % der maximal möglichen Konzentration betragen, um den Energieverbrauch gering zu halten.
Die Bildung der Oxidschicht erfolgt vorzugsweise bei einer Spannung von 10 bis 50 und noch besser bei einer Spannung von etwa 20 Volt.
Als erhöhte Elektrolysespannung kann nicht geglätteter gleichgerichteter Wechselstrom, eine wellige Gleichspannung oder eine Gleichspannung verwendet werden, die kleiner ist als die zur Funkenbildung nötige Spannung, wobei ihr eine Impulsfolge Gberlagert ist.
Die Erfindung ist im folgenden an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben: Es wurde ein Aluminiumblech aus halbhartem Aluminium (Al - Mg - 3) in einer Größe von 10 x 10 cm verwendet, also mit einer Oberfläche von 0,02 m2. Als Elektrolyt wurde Kaliwasserglas mit einer Konzentration von 250 Beaume verwendet, dem 20 Volumenprozent einer 30%igen Wasserstoffperoxidlbsung zugegeben worden waren.
In die Badlösung wurde eine Edelstahlelektrode getaucht, die als Katode diente, während das in die Badlösung untergetauchte Leichtmetallteil als Anode diente. An diese Elektroden wurde eine gleichgerichtete, ungeglättete Wechselspannung angeschaltet, und zwar in einer ersten Verfahrensstufe 10 Sekunden lang, wobei die Spitzenspannung 20 Volt betrug. Es ist nicht erforderlich, die Spannung in der ersten Verfahrensstufe konstant zu halten, vielmehr kann diese auch allmählich erhöht werden.
Danach wurde eine erhöhte Elektrolysespannung an die Elektroden angelegt, und zwar ebenfalls eine nicht geglättete, gleichgerichtete Wechselspannung, die so gewählt wurde, daß sich eine szintillierende Funkenbildung ergab, die so stark eingestellt wurde, daß die einzelnen Szintillationen noch voneinander unterschieden werden konnten. Die Spitzenspannung dieser erhöhten Elektrolysespannung lag bei etwa 220 bis 300 Volt. Sie wurde während 30 Sekunden aufrechterhalten und der Elektrolysevorgang sodann beendet.
Das behandelte Leichtmetallteil wurde sodann aus dem Bad herausgenommen und unter fließendem Wasser kurz abgespült. Auf der Oberfläche des Leichtmetallteils war eine leicht matte, schillernde Oberflächenschicht gebildet, die eine gute Haftgrundlage für das Aufbringen von Keramikfritten bildet. Das periodische Absenken der erhöhten Elektrolysespannung in der zweiten Verfahrensstufe, die zu einem intermittierenden Unterbrechen der Funkenbildung führt, ist unbedingt erforderlich, da sich sonst Schichten mit unbefriedrigenden Eigenschaften ergeben.
Die gebildete Haftvermittlungsschicht hält Temperaturen von mehr als 6000C aus, was der Erweichungstemperatur von Aluminium entspricht.
Man erhält noch verbesserte Ergebnisse bzw. einen geringeren Energieverbrauch, wenn man als Spannungsquelle für die erhöhte Elektrolysespannung eine Gleichspannung verwendet, die kleiner ist als die zur Funkenbildung nötige Spannung, in dem vorstehend genannten Beispiel 180 bis 200 Volt, und wenn man dieser Gleichspannung eine Impulsfolge überlagert, wobei die Gesamtspannung an den Stellen der Impulse dann so hoch sein D, daß eine Funkenbildung an der Oberfläche des Leichtmetallteils auftritt. Es ist auch vorteilhaft, die Impulsrate höher zu wählen, als sie der Netzfrequenz entspricht und das Tastverhältnis der Impulsfolge, d.h. das Verhältnis der Impulsdauer zur Pause zwischen den Impulsen wesentlich kleiner als 1 : 1 zu wählen.
Bei Verwendung verhältnismäßig kurzer Impulse und bei einer Gesamtspitzenspannung der aus der Gleichspannung und den überlagerten Impulsen sich ergebenden Spitzenspannung von 350 bis 500 Volt läßt sich eine Energieersparnis erzielen und eine andere Schichtstruktur der Haftvermittlungsschicht. Dies ist möglicherweise darauf zurückzuführen, daß bei einer kurzen Dauer der Funken, die durch die Dauer der Impulse festgelegt ist, der Wärmeabfluß von den Funken in die BadlOsung geringer ist. Man könnte zwar als erhöhte Elektrolysespannung für die zweite Verfahrensstufe auch eine Impulsfolge wählen, die frei von einem Gleichspannungsanteil ist, jedoch hat dies den Nachteil, daß die Impulsspannungsquelle dann die gesamte Energie liefern muß.
Wenn man die Dauer der zweiten Verfahrensstufe bis in eine Größenordnung von 1 bis 3 Minuten erhöht, ergibt sich eine milchige, vollkommen matte und dickere Oberflächenschicht, die eine ausgezeichnete Alkalibeständigkeit aufweist und eine mäßige Säurebeständigkeit.
Je höher man die Spannung bei der zweiten Verfahrensstufe wählt, je stärker also die Funkenbildung ist, desto weicher und elastischer ist die Haftvermittlungsschicht.
Das Verfahren läßt sich bei Leichtmetall teilen aus verschiedenartigen Werkstoffen anwenden, z.B. auch bei Duraluminium und höher legierten Aluminiumsorten.

Claims

Patentansprüche 1J. Verfahren zum Herstellen einer Haftvermittlungsschicht auf Leichtmetallteilen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das Leichtmetallteil als Anode in ein elektrolytisches Bad getaucht wird, das mindestens einen wasserlöslichen Bestandteil von Gläsern in einer Konzentration von mindestens 20 % der maximal möglichen Konzentration enthält, wobei als Katode ein gegenüber den Glasbestandteilen inerter Leiter verwendet wird, daß ein Strom durch die derart gebildete Elektrolyseanordnung geleitet wird, bis sich eine Oxidschicht auf der Oberfläche des Leichtmetallteiles gebildet hat, daß die Elektrolysespannung danach bis auf einen Wert erhöht wird, bei dem Funken an der Oberfläche des Leichtmetallteiles entstehen, daß die erhöhte Elektrolysespannung periodisch auf einen Wert gesenkt wird, wo die Funkenbildung aufhört, und daß dieser Spannungsschwankungszustand der erhöhten Elektrolysespannung mindestens 10 Sekunden lang aufrechterhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß dem Bad ein Sauerstofflieferant zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Ansprach 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß als Sauerstofflieferant ein Peroxid, vorzugsweise Wasserstoffperoxid, verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß als wasserlöslicher Bestandteil von Gläsern Kaliumsilikat verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Spannungsschwankungszstand mindestens 30 Sekunden aufrechterhalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Konzentration der wasserldslichen Bestandteile von Gläsern mindestens 35 % der maximal mOglichen Konzentration beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Bildung der Oxidschicht bei einer Spannung im Bereich von 10 bis 50 Volt, vorzugsweise von etwa 20 Volt durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß als erhöhte Eiektrolysespannung nicht geglätteter gleichgerichteter Wechselstrom verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß als erhöhte Elektrolysespannung eine wellige Gleichspannung verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß als erhöhte Elektrolysespannung eine Gleichspannung verwendet wird, die kleiner ist als die zur Funkenbildung nötige Spannung, sowie eine dieser überlagerte Impulsfolge.