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Verfahren zur Vermeidung der Korrosionsanfälligkeit beim Phosphatieren von Eisen und Stahl mit Hilfe von Lösungen nichtschichtbildender Phosphate in Spritzanlagen
Beim Aufbringen von Phosphatüberzügen unterscheidet man bekanntlich Verfahren, bei denen Lösun- gen verwendet werden, deren Schichtbildung auf dem Schichtbildungsgleichgewicht beruht, d. h. deren
Schichtbildung in Lösungen von Phosphaten solcher Metalle durchgeführt wird, die in die Schicht eingehen, und anderseits solche Phosphatierungslösungen, die auf Basis sogenanater nichtschichtbildender Phosphate aufgebaut sind, deren Schichtbildung auf dem Beizangriff der Lösung mit gleichzeitiger Ausscheidung des Phosphates des behandelten Metalles beruht.
Das erfindungsgemässe Verfahren bringt eine Verbesserung der Verfahren, die mit Lösungen nichtschichtbildender Phosphate arbeiten. Zu diesen Verfahren gehören insbesondere solche, die Lösungen von Alkaliorthophosphaten und/oderAlkalisalze von kondensierten Phosphaten enthalten und in einem PH-Be- reich von etwa 3 bis 7, vorzugsweise 4 bis 6, verwendet werden. Die Lösungen können Oxydationsmittel, beispielsweise Chlorate und/oder Nitrate, enthalten. Sie können ausserdem geringe Mengen an beschleunigend wirkenden Kationen, beispielsweise Nickel und Kupfer, aufweisen. Um sie gleichzeitig zur Reinigung und Schichtbildung zu befähigen, können sie beispielsweise Emulgatoren, insbesondere solche, die wenig schäumen, enthalten.
Setzt man derartige nichtschichtbildende Phosphatierungslösungen in Konzentrationen von beispielsweise 2 bis 20 g/l Festsubstanz in Mehrzonenspritzanlagen bei Raum- bzw. erhöhten Temperaturen ein, so wird häufig beobachtet, dass, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, in den Übergängen von einer zur andern Spritzzone Anrostungen an dem Behandlungsgut auftreten, die sich am behandelten Gut entweder als Roststellen oder als Eisenphosphatschlieren oder Eisenphosphatpunkte äussern.
Bei diesen Durchlaufanlagen werden die Werkstücke von einer Behandlungszone in die nächste, beispielsweise an einem Conveyer hängend, übergeführt, und sind so während des gesamten Behandlungsganges mehrmals nicht der Einwirkung der betreffenden Spritzstrahlen, sondern nur den Dampfschwaden von den benachbarten Spritzzonen ausgesetzt. Während dieser Zeit des Überganges treten die geschilderten Störungen häufig auf. Anlagen, die besonders lange Übergänge zwischen den einzelnen Behandlungszonen aufweisen, sind für diese Korrosionserscheinungen besonders gefährdet.
Es wurde nun gefunden, dass man diese Korrosionserscheinungen dadurch vermeiden kann, dass man Phosphatierungslösungen verwendet, die einen Gehalt an Arsenverbindungen aufweisen. Hiefür eignen sich sowohl Verbindungen des dreiwertigen als auch des fünfwertigen Arsens ; beispielsweise Natriumarsenit und/oder Natriumarsenat. Es genügen zur Erzielung dieser Wirkung schon 10 mg/l, wenn die Übergänge zwischen den Zonen nicht zu lange sind. Bei längeren Übergängen können eventuell grössere Mengen erforderlich sein. Im allgemeinen verwendet man die Arsenverbindung in einer Menge von 50 bis 100 mg Arsenverbindung pro Liter Behandlungslösung. Höhere Zusätze, beispielsweise von 500 mg pro Liter Behandlungslösung, sind nicht schädlich.
Die Arsenverbindung kann dem Phosphatierungssalz oder auch der konzentrierten Lösung, die zum Ansatz der Phosphatierungslösung dient, zugesetzt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Zugabe zum Phosphatierungsbad getrennt durchzuführen. Die Ergänzung erfolgt wie diejenige des Phosphatierungssalzes auf Aufrechterhaltung der erwünschten Konzentration.
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Process to avoid susceptibility to corrosion when phosphating iron and steel with the help of solutions of non-layer-forming phosphates in spray systems
When applying phosphate coatings, a distinction is made, as is well known, between processes in which solutions are used whose layer formation is based on the layer formation equilibrium, i.e. H. their
Layer formation is carried out in solutions of phosphates of those metals that go into the layer, and on the other hand those phosphating solutions that are based on so-called non-layer-forming phosphates, the layer formation of which is based on the pickling attack of the solution with simultaneous precipitation of the phosphate of the treated metal.
The process according to the invention brings an improvement in processes which work with solutions of non-layer-forming phosphates. These processes include, in particular, those which contain solutions of alkali metal orthophosphates and / or alkali metal salts of condensed phosphates and are used in a pH range of about 3 to 7, preferably 4 to 6. The solutions can contain oxidizing agents, for example chlorates and / or nitrates. They can also have small amounts of accelerating cations, for example nickel and copper. In order to enable them to clean and to form layers at the same time, they can contain, for example, emulsifiers, in particular those that foam little.
If such non-layer-forming phosphating solutions are used in concentrations of, for example, 2 to 20 g / l solid substance in multi-zone spraying systems at room or elevated temperatures, it is often observed that, especially at elevated temperatures, rust build-up occurs in the transitions from one spray zone to the other Material to be treated occurs which is expressed on the treated material either as rust spots or as iron phosphate streaks or iron phosphate dots.
In these continuous systems, the workpieces are transferred from one treatment zone to the next, for example hanging on a conveyor, and are thus not exposed to the action of the relevant spray jets several times during the entire treatment process, but only to the steam from the adjacent spray zones. During this time of transition, the described disturbances occur frequently. Systems with particularly long transitions between the individual treatment zones are particularly at risk for this corrosion phenomenon.
It has now been found that these corrosion phenomena can be avoided by using phosphating solutions which contain arsenic compounds. Both compounds of trivalent and pentavalent arsenic are suitable for this; for example sodium arsenite and / or sodium arsenate. To achieve this effect, 10 mg / l is sufficient if the transitions between the zones are not too long. Larger quantities may be required for longer transitions. In general, the arsenic compound is used in an amount of 50 to 100 mg of arsenic compound per liter of treatment solution. Higher additions, for example of 500 mg per liter of treatment solution, are not harmful.
The arsenic compound can be added to the phosphating salt or else to the concentrated solution used to make up the phosphating solution. However, it is also possible to carry out the addition to the phosphating bath separately. The addition takes place like that of the phosphating salt to maintain the desired concentration.