163389. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aluminium elektrolitikus színezésére
3 163389 4 be, amikor a nikkel-elektród szomszédságában a feszültség jelentősen ingadozik. A fürdő bórsavtartalmának növelésével ezek a feszültségingadozások megakadályozhatók vagy nagymértékben csökkenthetők, és így — az igen hosszú ideig tartó elektrolízis kivételével — elkerülhetjük a felületi réteg repedését. A találmány szerint 0,7—1,5 A/dm2 áramsűrűséggel történő elektrolízishez 50—150 g/l NiS04 . 7 H 2 0-t, 25—35 g/l ammóniumszulfátot, adott esetben a pH beállítására kis kénsavfelesleget vagy kis mennyiségű ammóniát és pufferként 45—60 g/l bórsavat tartalmazó elektrolizáló fürdőt használunk. A fürdő hőmérsékletét 20—35 °C-ra állítjuk be. Az elektrolízishez előnyösen lOOg/l NiS04 . 7 H z O-t, 30 g/l ammóniumszulfátot és 50 g/l bórsavat tartalmazó fürdőt használunk, ahol előnyös koncentrációnak a megadott értékektől ± 10%-ig eltérő koncentrációkat tekintjük. Ha 25 °C és 35 °C közötti hőmérsékleten, 0,75—1,5 A/dm2 áramsűrűséggel elektrolizálunk, mintegy 5 perc alatt sötét bronzszínű bevonatot, mintegy 10—20 perc alatt az áramsűrűségtől függően fekete fedőszínt kapunk. Az eredmények összefüggésben vannak a pH-értékkel és az elektródok felületének arányával. így pl. ha az alumínium és nikkel-elektród felületének aránya 2: 1, és a pH nem haladhatja meg a 4,5 értéket, ha az előbbi felületarány 8:1, 3,5—5,2 pH értékeknél kapunk jó eredményeket. A találmányt az alábbi példákkal világítjuk meg közelebbről az oltalmi kör korlátozása nélkül. A példákkal az a célunk, hogy megmutassuk a bórsavkoncentráció befolyását az alumíniumoxid-réteg repedésére nikkelszulfát fürdő, 50 Hz frekvenciájú váltóáramú elektrolízis, 0,8 A/dm2 konstans áramsűrűség és 6 perces kezelés esetén, amely körülmények sötétbronzszínű réteg előállítását teszik lehetővé. A kísérletekhez 99,5 %-os tisztaságú kereskedelmi alumíniumlemezeket használtunk, amelyekben a szokásos szennyezések, elsősorban szilícium és vas találhatók. A szokásos tisztítás és ledörzsölés után a fémet egy 20 súly% kénsavat tartalmazó fürdőben 30 percen át 20 °C hőmérsékleten és 1,5 A/dm2 sűrűségű egyenárammal anódos kezelésnek vetettük alá. Az így kapott alumíniumoxid réteg vastagsága 12 {*. Színezőfürdőként az alábbi összetételű elektrolitot használtuk: NiS04 . 7 H2 0 100 g/l (NH4)2 S0 4 30 g/l H3 BOj 25 vagy 50 g/l a kísérlettől függően Az oldat pH-ját kis mennyiségű híg H2 S0 4 vagy NH r oldat hozzáadásával a kívánt értékre állítottuk, minden kísérletsorozatban. A fürdő hőmérsékletét elektrolízis közben 30 °C-on tartottuk. A kísérletekhez un. Hull-cellát használtunk. Ez egy paralelepipedon alakú cella, amelynek alapja derékszögű trapéz. Az elektrolízis üzemi körülményei az egységes fedőszín előállítása szempontjából nem egészen kedvezőek, minthogy az elektródok felületei nem párhuzamosak, hanem 50°-os lapszöget zárnak be. A nikkel ellenelektródot a trapéz párhuzamos oldalai-5 ra merőleges függőleges falon helyeztük el, míg az eloxált alumíniumlemezt az ellenelektróddal szemközti felületen. A lehetséges legnagyobb felületű síkelektródok használata esetén az alumínium-nikkel arány 2: 1. Az olyan kísérletekben, ahol az Al-Ni felületarány 2-től eltérő 10 volt, számított méretű nikkel vagy alumíniumlemezeket használtunk. A kísérlet befejezése után az alumíniumlemezen könnyen megállapíthattuk a repedés okozta hibákat, amelyek fénylő foltokban nyilvánultak meg azokon 15 a helyeken, ahol a kezelés az alapfémet érte. 1. példa Az 1. táblázatban azoknak a kísérleteknek az eredmé-20 nyeit mutatjuk be, amelyeket 25 g/l bórsavat tartalmazó fürdőben végeztünk változó pH értékek és változó Al-Ni felületarány mellett, vagyis ezeket a kísérleteket nem a találmány szerinti eljárással végeztük. 25 1. táblázat \. PH Al/Ni ^\ 5,2 4,8 4,5 2 Számos repedés, szabálytalan fedőszín 10—17 V Kezdődő repedések, sötét fedőszín 10—16 V Számos repedés, sötét fedőszín 11—17 V 8 Számos repedés, sötét fedőszín 10—17 V Kezdeti repedések, sötét fedőszín 10—10 V 16 Számos repedés, sötét fedőszín 10—16 V Számos repedés, sötét fedőszín 10—17 V * a feszültségadatok az elektrolízis kezdeti és végső feszültségét jelentik. A kísérletekből láthatjuk, hogy 25 g bórsavat tartalmazó fürdőben 0,8 A/dm2 áramsűrűséggel nem állít-55 hatunk elő jó minőségű fedőszínt, bármilyen is az elektródok felületaránya. A legkevésbé kedvezőtlen eredményeket 4,8-as pH-nál kaptuk, bár kezdeti repedést itt is megfigyelhettünk és a feszültség a konstans áramsűrűség mellett folytatott elektrolízis végén hirtelen meg-60 emelkedett. Összehasonlító kísérleteket végeztünk 50 g/l bórsavat tartalmazó fürdőben, egyébként előbbiekkel megegyező körülmények között. A kísérletek eredményeit a 2. táb-65 lázatban mutatjuk be. 2
