Der Einfluss von Verunreinigungen auf die Tiefenstreuung beim elektrolytischen Zinnfärben von Aluminium

Im Rahmen eines Versuchs wurde untersucht, welche Verunreinigungen die Tiefenstreuung beim elektrolytischen Zinnfärben von Aluminium stören. Ziel des Versuchs war es, den Einfluss einzelner Fremdionen auf die Homogenität der abgeschiedenen Zinnschicht sowie auf die damit verbundenen optischen Streueigenschaften zu ermitteln.

Versuchsablauf

Für den Versuch wurden zunächst EN AW 5005 Metallstreifen in gleicher Weise chemisch vorbehandelt und eloxiert. Anschließend wurden 6 Zellen mit Zinnfärbebad befüllt und jeweils mit verschiedenen Fremdionen verunreinigt, die potenziell den Abscheideprozess stören können. Dazu zählten:

• • Ca. 1200 mg/L Chlorid

• • Ca. 300 mg/L Nitrat

• • Ca. 1000 mg/L Phosphat

• • Ca. 2000 mg/L Oxalsäure

• • Ca. 2000 mg/L Natrium und

• • Ca. 2000 mg/L Aluminium

Nach der elektrolytischen Färbung der Metallstreifen in den jeweiligen Zellen wurden die Proben optisch hinsichtlich ihrer Tiefenstreuung verglichen. Die gefärbten Metallstreifen sind im Bild von links nach rechts zu bewerten. Die Tiefenstreuung ergibt sich aus dem Farbverlust von links nach rechts. Je intensiver die Metallstreifen auf der rechten Seite gefärbt sind, desto besser ist die Tiefenstreuung der jeweiligen, präparierten Badlösung. Bei noch höheren Konzentrationen an Verunreinigungen kann der Einfluss natürlich deutlicher ausfallen.

Beobachtung der Ergebnisse

Die Versuchsdaten zeigen, dass die Zugabe spezifischer Verunreinigungen zu unterschiedlichen Störungen im Abscheideprozess führt. Die detaillierten Beobachtungen lauten wie folgt:

• • Verunreinigung durch Chlorid:
    Während die Tiefenstreuung nur moderat nachlässt, ist stattdessen ein vollständiger Verlust der gesamten Oxidschicht durch Abplatzen (auf der linken Seite) zu erkennen

• • Verunreinigung durch Natrium:
    Im Vergleich zu den anderen Verunreinigungen ist ein deutlicher Verlust an Tiefenstreuung bei dieser Konzentration festzustellen

• • Verunreinigung durch Nitrat:
    Hier zeigt sich am deutlichsten der negative Einfluss auf die Tiefenstreuung des Färbebades. Bereits 300 mg/L führen hier zu einem massiven Farbverlust.

• • Verunreinigung durch Phosphat:
    Im Versuch ist hier der geringste Einfluss auf die Tiefenstreuung des Bades festzustellen.

• • Oxalsäure bzw. Aluminium
    Hier zeigt sich ein leichter Einfluss auf die Tiefenstreuung des Bades, der aber geringer als beim Natrium ausfällt.

Bewertung der Ergebnisse

Nitrate stören am stärksten die Tiefenstreuung des elektrolytischen Zinnfärbebades. Bereits geringe Mengen reichen aus, um eine korrekte Färbung zu verhindern. Nitrate können z.B. bei Verwendung einer Salpetersäure-Dekapierung über den Warentransport im Laufe der Zeit in das Färbebad gelangen und so allmählich Störungen verursachen. Die gute Nachricht: Nitratstörungen können durch Zugabe von Korrekturlösung 600 wirksam beseitigt werden. Dadurch lässt sich in den meisten Fällen die ursprüngliche Färbeleistung des Bades wieder herstellen.