AT149341B - Verfahren zur Verbesserung der Haftfähigkeit und der Lebensdauer von Überzügen von Lack, Farbe u. dgl. auf korrosionsfähigen Schwermetalloberflächen, insbesondere solcher von Eisen und Eisenlegierungen. - Google Patents

Description

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  Eisenlegierungen. 



   Die Erfindung betrifft die Behandlung der Oberflächen von korrosionsfähigen Schwermetallen vor dem Aufbringen von Überzügen, z. B. von Lack, Farbe u. dgl., und bezweckt insbesondere eine
Verbesserung der Haftfähigkeit und Lebensdauer solcher Überzüge, insbesondere auf Eisen und Eisenlegierungen, indem u. a. auch ein Unterrosten solcher Überzüge verhindert wird. Es handelt sich somit im wesentlichen darum, die Korrosion von Schwermetalloberflächen unter Überzügen von Lack, Farbe u. dgl. Anstrichen zu verhindern. Die Erfindung   ermöglicht   ferner, mit sehr dünnen Lack-oder Farb- überzügen einen hohen und dauerhaften Lüster zu erzielen. 



   Das Verfahren der Erfindung besteht im Wesen darin, dass die   Metallfläche zunächst   mit einer verdünnten Chromsäurelösung, welche verhältnismässig geringe Mengen von Anionen der Halogene, der   Ferricyanwasserstoffsäure   oder ähnlicher gleichwirkender Anionen enthält, behandelt und die so vorbereitete Fläche nach allfälligem Waschen und Trocknen mit der Überzugsschicht aus Lack, Farbe od. dgl. versehen wird. Die der Chromsäurelösung zugesetzten wirksamen Anionen werden im folgenden kurz als "Aktivatoren" bezeichnet. 



   Es ist bekannt,   Metalloberflächen   mit Chromsäure allein oder mit verschiedenen Zusätzen, wie z. B.   Schwefelsäure,   Eisensalzen, Oxydationsmitteln usw., zu behandeln,   umFärbungen zu erzielen   oder die Korrosionsfähigkeit zu verbessern. Insbesondere ist es bekannt,   Eisen-und Stahlgegenstände   durch Behandeln mit Schwefelsäure enthaltender, verhältnismässig konzentrierter Chromsäurelösung (von zirka 20%) mit einer rostschützenden Schicht zu überziehen. Es ist ferner bekannt, Leichtmetall, wie Aluminium und dessen Legierungen, sowie nichtkorrodierende Edelmetalle, wie Silber, mit Lösungen von Chromsäure oder Chromaten, allein oder in Gegenwert verschiedener Zusätze, zu behandeln. 



   Von den bekannten Verfahren unterscheidet sich das Verfahren der vorliegenden Erfindung einmal dadurch, dass es für Leichtmetall sowie für nichtkorrodierende Edelmetalle, wie Silber, ungeeignet bzw. wirkungslos ist, zum andern Mal unterscheidet es sich dadurch, dass es als Aktivatoren solche Substanzen verwendet, welche, wie z. B. Metallhalogenide, bekanntlich gerade die passivierende Wirkung der Chromsäure aufheben. Es unterscheidet sich schliesslich dadurch, dass sich die Wirkung der Behandlung gemäss der Erfindung in der Hauptsache erst durch die verbesserten Eigenschaften eines nach der Behandlung später aufgebrachten Überzuges zeigt, welcher besser haftet, weniger zum Abplatzen neigt, eine längere Lebensdauer besitzt und ein Korrodieren unter der   Überzugsschicht   verhindert.

   Dies ist um so erstaunlicher, als die behandelte, aber nicht mit einem Überzug versehene   Metalloberfläche   praktisch keinen oder keinen wesentlichen Korrosionsschutz bietet. 



   Es hat sich gezeigt, dass durchaus nicht alle Anionen   eine"aktivierende"Wirkung   besitzen. 



  Sulfat-Anionen sind z. B. völlig wirkungslos, und ein vorgebeiztes, dann mit sulfathaltiger Chromsäure behandeltes und mit einem Überzug versehenes Blech zeigt kein besseres Anhaften und keine längere Lebensdauer des Überzuges als ein gleiches vorgebeiztes Blech und überzogenes Blech ohne Chromatbehandlung. 



   Ganz anders ist es hingegen, wenn die Chromsäure   Halogen-oder Ferricyanid-Anionen   enthält. 



  In weit schwächerem   Masse zeigt auch   das Nitrat-Anion eine aktivierende Eigenschaft. Nitrit-und 

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Fenrocyanid-Anionen gehen durch Oxydation sofort in die   Nitrat-und Ferricyanid-Anionen   über und sind diesen somit äquivalent. 



   Die Gegenwart geringer Mengen anderer Anionen ist im   allgemeinen unschädlich und ohne wesent-   liche Bedeutung. Freie Säuren, welche stärker sind als Chromsäure, sollen aber nicht oder nur in geringer Menge zugegen sein. Die Menge solcher Säuren   soll l Äquivalent   auf 1 Äquivalent Chromsäure nicht übersteigen. 



   Was die Konzentration der Chromsäure betrifft, so werden bereits Resultate mit einer Lösung erhalten, welche etwa   0'2%     CrOg aufweist.   Der Maximalgehalt an   CrOg   soll aber für gewöhnlich etwa   10-12%   nicht übersteigen ; vorzugsweise werden Lösungen mit 1-4%   CrOg   verwendet. 



   Der Gehalt an Aktivatoren soll mindestens   0'03   Gramm Äquivalente pro Liter betragen. Zweckmässig beträgt dieser Gehalt in dem Bade ein Fünftel bis das Vierfache der freien Chromsäure. Bei weiterer Steigerung der Aktivatormenge nimmt die Wirksamkeit ab anstatt zu. 



   Obgleich im allgemeinen die verwendeten Lösungen mit Hilfe von Chromsäure bereitet werden, so kann man in manchen Fällen statt freier Chromsäure ganz oder teilweise die Dichromate solcher Metalle verwenden, deren Lösungen eine genügende Acidität besitzen, wie z. B. die Dichromate von Zink, Eisen u. dgl. In diesen Fällen wird   zweckmässig nur   die geringst mögliche Menge an Aktivator verwendet. 



     Unter "freier Chromsäure" soll   diejenige Menge Chromsäure verstanden werden, die durch Titration mit Natronlauge unter Verwendung von Brom-Kresol-Grün als Indikator erhalten wird. 



  Gegen diesen Indikator reagieren Alkali-Dichromate annähernd neutral,   Metalldichromate   im allgemeinen sauer ;   Zink-Dichromat   hat eine   Acidität   von PH = zirka 4. Unter gebundener Chromsäure" ist dann also die Differenz zwischen der gesamten Chromsäure und der, wie oben bestimmten, freien Chromsäure zu verstehen. 



   Je nach Art der aktivierten   Chromsäurelösung,   des behandelten Metalles und der Art der Behandlung weisen die behandelten Metalloberflächen entweder überhaupt keine äusserlich sichtbare Änderung auf oder sie erhalten eine leichte, transparente, gelbliche Verfärbung bis zu einer äusserst 
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 von der Zusammensetzung, Konzentration und Temperatur der Lösung sowie von der Behandlungszeit und der Art des behandelten Metalles. In jedem Falle aber ist die Schicht so dünn, dass sie-im Gegensatz zu nach ändern Verfahren erhaltenen,   dickeren Schichten - auch   bei starker mechanischer Beanspruchung der   Werkstücke   (Stanzen, Ziehen) fest anhaftet und sich nicht loslöst, was ansonsten auch den darüber befindlichen Farbüberzug zum Ablösen bringen würde. 



   Ausführungsbeispiele :
1. Ein Gegenstand aus Stahlblech, z. B. ein Automobilkotflügel wird   zunächst   in bekannter   Weise   von Rost, Schmutz, Öl usw. befreit und alsdann in ein zweckmässig auf   50-95 ,   vorzugsweise auf   etwa 800,   erhitztes Bad von folgender Zusammensetzung gebracht : 
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<tb> 
<tb> Chromsäure <SEP> (CrO3).1 <SEP> 1
<tb> Kochsalz <SEP> (NaCl) <SEP> ............................. <SEP> 2 <SEP> kg
<tb> Wasser <SEP> ; <SEP> 97 <SEP> k9
<tb> 100 <SEP> kg
<tb> 
 Bei einer Temperatur von 80 bis   850 genügt   eine Einwirkungszeit von etwa einer Minute, worauf der Gegenstand abgespült, getrocknet und alsdann in bekannter Weise mit einem Überzug von Farbe, Lack od. dgl. versehen wird.

   Die   Überzugsschicht   haftet viel fester auf einem so vorbehandelten Gegenstand, neigt weniger zum Abplatzen oder zum Unterrosten und hat eine bedeutend längere Lebensdauer. Der erfindungsgemäss behandelte Gegenstand zeigt sich bei der   Korrosionsprüfung,   z. B. nach der bekannten Salz-Sprühmethode, etwa zwei-bis zehnmal korrosionsbeständiger als ohne die Chromatbehandlung, je nach der Art der verwendeten Stahlblechsorte. 



   2. Die Lösung des Beispiels 1 ist für manche Metalle, z. B. Zink, Cadmium usw., zu stark, und es kann, um die Heftigkeit der Einwirkung zu verringern und die Lösung zu puffern, ein Bad verwendet werden, bei welchem ein Teil der freien Chromsäure aus geeigneten Bichromaten stammt, z. B. denen des Zinks, Cadmiums, Calciums, Aluminiums, Eisens, Chroms, Mangans oder Kupfers. Derartige Lösungen haben, bei genügender Wirksamkeit hinsichtlich der Haftfähigkeit und Lebensdauer des aufgebrachten Anstrichs, den Vorteil sparsameren Verbrauchs.

   Eine derartige Lösung, welche insbesondere geeignet ist für die Behandlung von Gegenständen aus Zink oder solchen, welche galvanisch mit Zink überzogen sind, kann beispielsweise folgende Zusammensetzung haben : 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> Chromsäure <SEP> (CrOs)........................................ <SEP> 0'50 <SEP> kg
<tb> Zink-Dichromat <SEP> (ZnCr2O7)................... <SEP> 2#25 <SEP> kg
<tb> Kochsalz <SEP> (NaCl).......................................... <SEP> 1-00 <SEP> kg
<tb> . <SEP> Wasser...................................................

   <SEP> 96-25 <SEP> kg
<tb> 100-00 <SEP> kg
<tb> 
 

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   Zinkgegenstände, welche   in diese auf zirka   720 erwärmte Lösung   eine Minute lang eingetaucht, gewaschen und getrocknet sind, haben eine gleichmässige, transparente, gebliche Färbung, sehr gute Korrosionsfestigkeit und eignen sich ausgezeichnet zur Aufnahme von Lack-oder Farbüberzügen. 



     Die - gegebenenfalls verdickte - Lösung   kann auf die Gegenstände auch in der Kälte in beliebiger Weise, z. B. mit Pinsel oder Spritzpistole, aufgebracht werden, worauf man   sie etwa 5-15   Minuten lang einwirken lässt. 



   3. Eine für Eisen, Zink und Cadmium geeignete Lösung kann folgende Zusammensetzung haben : 
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<tb> 
<tb> Chromsäure <SEP> (Cr0,) <SEP> 0'6 <SEP> kg
<tb> Ferrichlorid <SEP> (FeC1,) <SEP> 0-84 <SEP> kg
<tb> kochsalz <SEP> (NaCl) <SEP> ........................... <SEP> 0#9 <SEP> kg
<tb> Wasser <SEP> .................................... <SEP> 97#66 <SEP> kg
<tb> 100-00 <SEP> kg
<tb> 
 
4. Wie oben erwähnt, können in manchen Fällen Lösungen verwendet werden, in denen die gesamte Chromsäure aus den Dichromaten entsprechender Metalle stammt. Diese Lösungen eignen sich nur für leichter angreifbare Metalle, wie z. B. Zink, bestimmte Stahlsorten usw., und es ist besonders darauf zu achten, dass die Oberflächen völlig frei von Öl, Fett und ähnlichen Verunreinigungen sind. 



  Eine solche Lösung kann folgende Zusammensetzung haben : 
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<tb> 
<tb> Chromsäure <SEP> (CrO3) <SEP> 3-00 <SEP> kg
<tb> Zinkoxyd <SEP> (Zn0) <SEP> 1-22 <SEP> kg
<tb> Kochsalz <SEP> (NaC1) <SEP>   <SEP> 0-40 <SEP> kg
<tb> Wasser <SEP> 95 <SEP> 38 <SEP> k9
<tb> 100-00 <SEP> kg
<tb> 
 
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Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 4>

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stärkere Säuren als Chromsäure abwesend oder höchstens in einer Menge vorhanden sind, die grösser ist als 1 Äquivalent der freien Chromsäure.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivatormenge ein Fünftel bis das Vierfache der freien Chromsäure, mindestens aber 0'03 g Äquivalente pro Liter beträgt.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass statt freier Chromsäure ganz oder teilweise Metall-Diehromate, vorzugsweise solche, die sauer reagieren, wie z. B. die Dichromate des Zinks, Cadmiums, Calciums, Aluminiums, Eisens, Chroms, Mangans usw., verwendet werden.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung bei erhöhter Temperatur, z. B. bei 70-90 C, stattfindet.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Lösung, enthaltend 0'5-5% CrOg und 0'25-20% Kochsalz, verwendet wird.

   7. Mittel zur Ausübung des Verfahrens nach Ansprüchen den 1 bis 6, bestehend aus einer Mischung in trockener oder gelöster Form, von Chromsäure bzw. wasserlöslichen Chromaten einerseits und disso- ziierenden Halogen-und/oder Ferricyanwasserstoffsäureverbindungen (wie z. B. Natriumchlorid oder Alkaliferrieyanid) anderseits, wobei die Gesamtmenge des Aktivators mindestens ein Fünftel und höchstens das Vierfache der freien Chromsäure beträgt und wobei keine andere freie Mineralsäure EMI4.1