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Verfahren zur Beeinflussung der Legierungsbildung in mehrschichtigen, schmelzflüssigell Metallbädern, insbesondere solchen, die aus einer unteren Bleischicht und einer darüberbefindlichen Zinksehieht bestehen.
Bei der Herstellung von Metallüberzügen ist es in manchen Fällen vorteilhaft, mehrschichtige
Metallbäder zu verwenden.
Beim Verzinken zum Überziehen von eisernen Gegenständen z. B. benutzt man bekanntlich ein zweischichtiges Schmelzbad mit einer Oberschicht von Zink, während die darunter befindliche
Badschicht aus Blei besteht. Durch das fortgesetzte Arbeiten und Umrühren einerseits, dann aber auch durch nicht vermeidbare Temperaturschwankungen begünstigt, hat das Blei die Neigung, die über ihm befindliche Zinkschicht mit Blei zu sättigen oder zum mindesten einen Mischungs-oder
Legierungsgehalt an Blei in ihr hervorzurufen, der oberhalb des gewöhnlichen Gehaltes an Blei im
Zink liegt. Der vermehrte Bleigehalt macht das Obermetall, also Zink, dickflüssiger und zieht auch sonst unangenehme Folgen nach sich. Bisher gibt es kein Mittel, den verstärkten Bleigehalt innerhalb des Obermetalls zu vermeiden oder herabzusetzen.
Auch bei Verwendung von Aluminium, Cadmium oder deren Legierungen mit Zink treten gleich- artige Erscheinungen auf.
Das Verfahren nach vorliegender Erfindung bezweckt, die Vermischung oder Legierung der Metalle in mehrschichtigen, sehmelzflüssigen Metallbädern in gewissen Grenzen zu halten oder ganz zu vermeiden. Dies wird entweder dadurch erreicht, dass man jenen Einzelschichten, die die Erzielung der beabsichtigten Legierungsbildung durch oxydische Verunreinigung behindern, durch Desoxydation die Fähigkeit erteilt, die zur beabsichtigten Legierungsbildung nicht erforderlichen Metallmengen der andern Schichten abzustossen oder dadurch, dass man jenen Einzelschichten, welche die Neigung haben, die andern Schichten in einer der beabsichtigten Legierungsbildung nachteiligen Weise anzureichern, Stoffe zulegiert, die diese Anreicherung begrenzen oder gänzlich unmöglich machen.
Es können auch beide Massnahmen kombiniert angewendet werden, so dass sie sich also gegenseitig in der gleichen Richtung unterstützen.
Bei Blei-Zink-Bädern konnte erfindungsgemäss festgestellt werden, dass Zink mit keinem oder mit nur sehr geringem Bleigehalt eine wesentlich verringerte Neigung zeigt, sich mit Blei zu sättigen, als Zinksorten mit dem üblichen Bleigehalt des Hüttenrohzinks von 1-2%. Diese Sorten konnte man, wenn man Zinküberzüge mit geringem Bleigehalt herstellen wollte, bisher nicht verwenden.
Die erfindungsgemässe Beeinflussung besteht darin, dass man die Zinkobersehicht im schmelzflüssigen Metallbad einer Desoxydation unterwirft, d. h. die in ihr enthaltenen oder aufgenommenen Zinkoxyde zu metallischem Zink reduziert. Die Desoxydation von Zink ist für die Reinigung von technischem Zink an sich bekannt, und man verwendet hiezu bei geeigneten Temperaturen Stoffe, welche mit dem Zink Legierungen bilden, also Metall mit grosser Neigung zum Sauerstoff, wie z. B. Kupfer, Magnesium, Aluminium, oder Metalloxyde oder Metallehloride,-sulfide oder aber Ammondoppelsalze, u. zw. diese Zusätze allein oder gemengt.
Nicht bekannt aber ist die Verwendbarkeit desoxydierten Zinks als Oberschicht in mehrschichtigen Bädern, also auch in Zink-Blei-Bädern, die nicht vorauszusehen war, weil in mehrschichtigen schmelzflüssigen Metallbädern Diffusionsneigung und Diffusionsgeschwindigkeit gegenüber den andern Metallen neben der Aufnahmsfähigkeit für Sauerstoff und neben dem Vorliegen von von Haus aus verunreinigten Stoffen eine wesentliche Rolle spielen.
Wie bereits oben erwähnt, zeigt das desoxydierte Zink von vornherein eine geringe Affinität zu dem Blei der Badfüllung. Unter sonst gleichen Verhältnissen wird daher bei dem desoxydierten
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Zink am Schlusse einer gewissen Arbeitsperiode der Bleigehalt ganz wesentlich geringer sein wie bei normaler Beschaffenheit. Denn bei letzterer wird unter sonst gleichen Verhältnissen der Sättigungs- grad des Zinks mit Blei bereits in kürzester Zeit erzielt.
Aber nicht nur das Zink des Zink-Blei-Bades lässt sich auf die angegebene Weise beeinflussen, sondern auch das darunterliegende Bleibad oder Teile von diesem Bleibad. Denn es ist weiter fest- gestellt worden, dass, wenn dem Blei des Zink-Blei-Bades gewisse Stoffe möglichst bis zum Sättigungsgrad beigemischt werden, auch die Tendenz des Bleies, die obere Zinkschicht mit Blei anzureichern, nicht mehr in gleichem Grade vorhanden ist wie sonst oder sogar vollständig verschwindet.
Als brauchbare Zusätze dieser Art zum Blei sind erfindungsgemäss in erster Linie Mangan und
Chrom festgestellt worden. Es genügen auffallenderweise hiefür schon ganz geringe Zusätze, um das Verhalten des Bleies zum Zink wesentlich zu verändern. Die Möglichkeiten, Mangan oder Chrom mit Blei überhaupt legieren zu können, sind nicht in grosser Zahl vorhanden.
Als Ausführungsbeispiel gemäss vorliegender Erfindung sei folgendes Verfahren angeführt :
Bei entsprechend hoher Temperatur wird dem Blei Zinn-Mangan, ein handelsübliches Produkt, zugesetzt und das Zinn hinterher durch langsames Erkaltenlassen und Wiedererhitzen abgedampft.
Noch zweckmässiger ist es, wenn diese Art der Zuführung von Mangan zu dem Blei nur als Einleitungs- vorgang oder Impfvorgang benutzt wird. Denn das so vorbehandelte Blei hat die Fähigkeit, sich stärker mit Mangan zu sättigen, wenn es in Kontakt mit Braunstein gebracht wird, welcher bei entsprechend hoher Temperatur reduzierenden Zusätzen ausgesetzt wird. In diesem Falle hat das Blei Gelegenheit, zusätzliches Mangan zu binden.
Wenn man in dieser Weise verfährt, ist es auch nicht erforderlich, das gesamte Blei der Kesselfüllung auf diese Weise zu behandeln, sondern nur einen Teil desselben, welcher dann von sich aus infolge seines geringen spezifischen Gewichtes das Bestreben zeigt, nach oben zu steigen und dort seine spezifische Wirkung auszuüben, also gleichsam als Trennschieht zwischen dem Blei und dem Zink zu wirken.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Beeinflussung der Legierungsbildung in mehrschichtigen, schmelzflüssigen Metallbädern, insbesondere solchen, die aus einer unteren Bleischicht und einer darüber befindlichen Zinkschicht bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass man jenen Einzelschichten, welche die Erzielung der beabsichtigten Legierungsbildung durch oxydische Verunreinigung behindern, durch Desoxydation die Fähigkeit erteilt, die zur beabsichtigten Legierungsbildung nicht erforderlichen Metallmengen der andern Schichten abzustossen.
2. Verfahren zur Beeinflussung der Legierungsbildung in mehrschichtigen, schmelzflüssigen Metallbädern, dadurch gekennzeichnet, dass man jenen Einzelschichten, welche die Neigung haben, die andern Schichten in einer der beabsichtigten Legierungsbildung nachteiligen Weise anzureichern, Stoffe zulegiert, die diese Anreicherung begrenzen oder gänzlich unmöglich machen.
3. Verfahren zur Beeinflussung der Legierungsbildung in mehrschichtigen, schmelzflüssigen Metallbädern, dadurch gekennzeichnet, dass die Massnahmen nach den Ansprüchen 1 und 2 kombiniert zur Anwendung gebracht werden.