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Verfahren zur Behandlung von Metall
Die Erfindung betrifft die Oberflächenbehandlung von Metallen in sauren Bädern.
Metalle werden in Säurebädern zu verschiedenen Zwecken behandelt ; z. B. 1. zum Reinigen des Me- talls, z. B. zur Entfernung von oberflächlichem Rost, Oxydschichten oder andem Verunreinigungen der Me- talloberfläche usw. oder zum Aufrauhen, Ätzen oder Glänzen von Metalloberflächen und 2. zur Herstel- lung einer fest haftenden Schutzschicht, z. B. einer Phosphat-, Chromat- oder Oxalatschicht, die dazu dient, z. B. die Korrosionsbeständigkeit und die Haftfestigkeit eines Anstriches zu verbessern oder um bei
Ziehprozessen ein Gleitmittel oder eine ein Gleitmittel tragende Schichte vorsehen zu können.
Die zur Herstellung solcher Schichten verwendeten sauren Lösungen sind bekannt ; sie enthalten meist ein Metallsalz, das gelegentlich auch in den Schutzüberzug eintreten kann.
Vor der Oberflächenbehandlung von Metallen werden die Metalle häufig einem Entfettungsprozess unterworfen, um die Badoberfläche frei von Öl und Fett zu halten. Dies gilt insbesondere für zur Herstellung von Schutzüberzügen dienenden Bädern, da ein in solchen Bädern vorhandenes Öl die Bildung einer ungleichmässigen Schutzschichte zur Folge haben kann.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Metallen, u. zw. durch Beizen, Aufrauhen, Ätzen, Glänzen oder Beschichten auf chemischem Wege, bei welchem, die Metallgegenstände in eine wässerige, mit einer inerten flüssigen Schicht bedeckte, saure Lösung gebracht werden. Nach diesem Verfahren muss die saure Lösung ein oberflächenaktives Mittel in einer geringeren Menge enthalten, als erforderlich ist, um unter Zerstörung und Verschiebung der Trennschicht Material aus der Deckschicht in der Lösung zu dispergieren oder zu emulgieren und die inerte Flüssigkeit, vorzugsweise eine gesättigte Koh- lenwasserstoffverbindung, muss bei der Arbeitstemperatur eine Viskosität von weniger als 100 Centipoise, vorzugsweise eine Viskosität von 2-10 Centipoise, aufweisen.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass Metallgegenstände in einem sauren, ein oberflächenaktives Mittel in den angegebenen Mengen enthaltenden und mit einer inerten Schicht überdeckten Bad behandelt werden können, ohne durch den Kontakt mit der abdeckenden und daher notwendigerweise öligen Schicht Schaden zu erleiden.
Es wird daher von der bisher als selbstverständlich geltenden Vorschrift abgegangen, nach welcher in sauren Bädern zu behandelnde Metallgegenstände, soferne nicht ein Einfetten oder ein Ölen etwa für eine nachfolgende mechanische Bearbeitung erwünscht ist, frei von Öl und Fett zu halten sind.
Der durch Oberflächenverdampfung bedingte Wärmeverlust wird durch die Deckschicht wesentlich herabgesetzt ; dies ist besonders dann von Nutzen, wenn das Bad heiss gehalten, aber nicht ständig verwendet wird.
Die die Schicht bildende Substanz kann z. B. einhoch siedendes Paraffin. beispielsweise flüssiges Paraffin, Petrcleumgatsch, ein Paraffinwachs, ein tierisches oder pflanzliches Öl, wie Lanolin, Talgöl oder Rizinusöl, Bitumen, ein Kunstharz mit niederem Molekulargewicht oder auch ein tief schmelzendes natürliches Harz sein.
Die schichtbildende Substanz muss inert, d. h. bei der Badtemperatur beständig sein gegenüber der Lösung des Bades sowie gegenüber während des Verfahrens entwickeltem Wasserstoff oder auch gegenüber atmosphärischem Sauerstoff. So sollen z. B. bei oxydierend wirkenden Bädern nicht oxydierende Substan-
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zen verwendet werden. Natürlich muss eine solche Substanz ein geringeres spezifisches Gewicht aufwei- sen, als die saure Lösung. Vorzugsweise soll die schichtbildende Substanz sehr wenig oder gar keine bei der Betriebstemperatur des Bades flüchtigen Bestandteile enthaltenund bei der Badtemperatur eine Visko- sität haben, die zur Folge hat, dass die Schicht, wenn sie aufgerissen wird, z.
B. durch Aus- oder Einfüh- rung von Gegenständen in das Bad oder durch Gas- oder Dampfblasen, sich sofort wieder zurückbildet.
Die zur Bildung dieser Schicht bevorzugten Substanzen sind gesättigte Kohlenwasserstoffverbindungen, z. B. verschiedene Öle, deren Viskosität entscheidend von der Arbeitstemperatur abhängig sein wird. Wenn die behandelten Gegenstände beim Ausbringen aus dem ein oberflächenaktives Mittel enthaltenden Säure- bad durch eine aus solchen flüssigen Kohlenwasserstoffen bestehende Schicht gezogen werden, so zeigt die
Deckschichtsubstanz nur eine geringe Tendenz, auf dem Gegenstand zu haften und kann von diesem leicht abgewaschen werden.
Die inerte Deckschicht setzt die Entwicklung saurer Dämpfe aus dem Bad wesentlich herab. Die fol- gende Tabelle gibt die Zeit an, die erforderlich Ist, um ein Phenolphthaleinpapier zu entfärben, das über eine 20%ige HCl von 9C gehalten wurde, die mit Schichten verschiedener Dicke, bestehend aus Mine- ralöl mit einer Viskosität von 8 Centipoise bei 950C bedeckt worden war.
Ein Teil desselben Phenol- phthaleinpapiers wurde bei normaler Atmosphäre in 5 Minuten entfärbt :
EMI2.1
<tb>
<tb> Schichtdicke <SEP> mm <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 6,0 <SEP> 10 <SEP> 20
<tb> Zeit/sec <SEP> 4 <SEP> 50 <SEP> 65 <SEP> 70 <SEP> 80 <SEP> 95
<tb>
Weitere Versuche wurden ausgeführt, um den Verlust an Salzsäure aus einem 50% gen sauren Bad bei 9f ? C zu bestimmen, das mit Schichten eines gleich niederviskosen Öls verschiedener Dicke bedeckt war.
EMI2.2
<tb>
<tb> Dicke <SEP> der <SEP> Ölschicht <SEP> mm <SEP> 0, <SEP> 0 <SEP> 0. <SEP> 01 <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 1.
<SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 0
<tb> Verlust <SEP> an <SEP> Salzsäure <SEP> g/m2/snmde <SEP> 1130 <SEP> 209 <SEP> 97 <SEP> 79 <SEP> 41 <SEP> 13 <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP>
<tb>
EMI2.3
Um den Wärmeverlust und ein Ausspritzen von Säure tunlichst zu vermeiden, soll die Deckschicht mindestens 10 mm dick sein.
Es wurde gefunden. dass die Schichtdicke in ziemlich weiten Grenzen gehalten werden kann, wobei diese Grenzen von dem Viskositätsbereich der verwendeten Stoffe, der Arbeitstemperatur des Bades, der Menge des zwischen der inerten Substanz und der wässerigen Säure ausgebildeten Schaumesundder eventuell vorhandenen Tendenz (zum Schäumen) im Bade abhängig ist.
Die Viskosität der die Deckschicht bildenden Substanz bei der Arbeitstemperatur kann ziemlich ver- schiedensein. sollaber lOOCentipoisenichtübersteigen. Um ein möglichst schnelles Entfernen der schichtbildenden Substanz von dem metallischen Gegenstand und ein Ausbreiten der Substanz auf dem Metall auf ein Minimum herabzusetzen, kann die Viskosität der Substanz bei der Arbeitstemperatur des Bades auch nur 0, 5 - 2 Centipoise betragen.
Bei Verwendung von Materialien für die Deckschicht mit Viskositäten von unter 100 Centipoise muss natürlich dafür Sorge getragen werden, dass der Flammpunkt der die Deckschicht ausbildenden Substanz oberhalb der Arbeitstemperatur gelegen ist. Eine Viskosität von 2 bis 10 Centipoise bei der Betriebstemperatur wird vorgezogen.
Ein überraschende Merkmal vorliegender Erfindung besteht darin, dass eine Deckschicht, die die Neigung zeigt, an den in das Bad eingeführten Gegenständen zu haften, leicht entfembar ist und die gleichmässige Einwirkung der sauren Lösung auf das Metall nicht wesentlich beeinträchtigt. Jedenfalls kann diese Neigung herabgesetzt werden, indem die Deckschicht unter Verwendung einer Substanz, die bei der Arbeitstemperatur eine niedere Viskosität aufweist, gebildet wird.
Die erforderliche Zusatzmenge des oberflächenaktiven Mittels wird von der Arbeitstemperatur, der Behandlungsdauer und der Menge des entwickelten Gases abhängig sein. Vorzugsweise wird die Oberflächenspannung der sauren Lösung auf weniger als 40 dyn/cm herabgesetzt werden. Natürlich muss eine geringere Menge des oberflächenaktiven Mittels zugesetzt werden, als erforderlich ist, um die Deckschicht in der sauren Lösung zu dispergieren oder zu emulgieren.
In einem Bad, das dazu dient, Metalle mit einer Schutzschicht zu versehen, wird das oberflächenaktive Mittel vorzugsweise nichtionogen sein. Kationische oberflächenaktive Mittel, insbesondere quater- näre Ammoniumverbindungen sind geeignet, jedochsind im allgemeinennichtionogene oberflächenaktive
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Mittel wirkungsvoller. Anionische oberflächenaktive Mittel können auch verwendet werden ; diese können jedoch einen grösseren Zusatz eines Mittels zur Verfahrensbeschleunigung erforderlich machen. Die Vorteile einer Deckschicht können in Bädern, in denen die Metalle einen Schutzüberzug erhalten sollen, erzielt werden, wenn die Gasentwicklung aus den zu behandelnden Metalloberflächen nicht allzu gross ist.
Gewöhnlich werden die Metalle nach der Behandlung in sauren Bädern in Wasser gespült, um Rilckstände der Säure und saurer Salze zu entfernen, wobei häufig mit kaltem fliessendem Wasser gespült wird. Wenn Metalle in einer sauren Lösung, die mit einer erfindungsgemässen Deckschicht versehen ist, behandelt werden, halten sie nach Entfernung aus der Lösung einen dünnen Film der inerten Deckschicht zurück. Es wurde gefunden, dass niedrig viskose Kohlenwasserstoffverbindungen leicht durch Spülen mit kaltem Wasser entfernt werden können, wogegen andere die erfindungsgemässe Schicht ausbildenden Substanzen, z. B.
Paraffinwachs am besten durch Spülen mit heissem Wasser entfernt werden. Wenn gewünscht wird, das Metall gänzlich von diesen schichtbildenden Substanzen zu befreien, ist es am besten, in einem mit einem Überlauf versehenen Gefäss zu spülen und das Metall so lange einzutauchen, bis die Oberfläche des Spülwassers keine der die Deckschicht bildenden Substanzen mehr enthält. Ein gewöhnlicher Schwerkraft-Ölabscheider kann verwendet werden, um die auf diese Weise entfernte Substanz wiederzugewinnen.
Von Vorteil ist es, auch der Deckschicht oberflächenaktive Mittel einzuverleiben, da hiedurch eine leichtere Entfernung von an dem Metall anhaftenden Teilen der Deckschicht, wenn das Metall nach der Behandlung mit Wasser gespült wird, ermöglicht wird. Es ist besonders vorteilhaft, ein oberflächenaktives Mittel zu verwenden, welches sowohl in dem sauren Bad als auch in der Deckschicht löslich ist, so dass dieses verschiedene Funktionen tibernimmt. Die Deckschicht kann in diesem Fall dazu dienen, einen Überschuss eines allenfalls bei erhöhten Temperaturen aus der Lösung abgeschiedenen oberflächenaktiven Mittels aufzunehmen. Der Löslichkeitsgrad des oberflächenaktiven Mittels in dem Bad bzw. der Deckschicht bei den jeweiligen Arbeitstemperaturen ist nicht ohne Bedeutung.
Alkyltrimethylammoniumsalze sind in Wasser bei 1000C genügend löslich, um zu verhindern, dass das Bad durch Lösung der Salze in der Deckschicht kein oberflächenaktives Mittel enthält.
Von Vorteil ist es ferner, in die Deckschicht einen Farbstoff einzuführen, um so die Dicke dieser Schicht leichter feststellen zu können. Die gefärbte Schicht kann auchdazu dienen, das Bedienungspersonal zu warnen, dass das Bad auch dann sehr heiss sein kann, wenn aus diesem keine Dämpfe entweichen.
Die Erfindung wird an Hand folgender Beispiele erläutert : Beispiel l : Es wurde ein Bad von folgender Zusammensetzung hergestellt :
EMI3.1
<tb>
<tb> Salpetersäure <SEP> (spez.Gew.1,42) <SEP> 11,0 <SEP> Gew.%
<tb> Fluorwasserstoffsäure <SEP> (40% <SEP> HF) <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Nichtionogenes <SEP> oberflächenaktives <SEP> Mittel <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb>
Das oberflächenaktive Mittel war ein wasserfreies Kondensationsprodukt von einem langkettigen Fettalkohol mit Äthylenoxyd, das in der inerten, weiter unten beschriebenen Deckschicht leicht löslich war und die Oberflächenspannung des Bades auf 36 dyn/cm herabsetzte.
Dieses Bad wurde mit einer 12 mm dicken Schicht. gebildet aus einer gesättigten Kohlenwasserstoffverbindung, bedeckt und bei 24 C verwendet. Die Kohlenwasserstoffverbindung war ein Öl mit einer Viskosität von 5,5 Centipoise bei der Betriebstemperatur und einem Flammpunkt von 125 C.
Aus Titan bestehende Tafeln wurden in diesem Bad 5 Minuten lang behandelt, dann mit Wasser gespült und getrocknet. Alle Verunreinigungen wurden entferntohne eine merkliche Entwicklung von Säure- spritzemoder Gasen aus der Badoberfläche, obgleich natürlich das Durchdringen kleiner Mengen von gasförmigen Stickoxyden durch die Deckschicht nicht verhindert werden konnte.
Beispiel 2 : Es wurde ein Bad folgender Zusammensetzung hergestellt :
EMI3.2
<tb>
<tb> Schwefelsäure <SEP> (spez. <SEP> Gew. <SEP> 1, <SEP> 84) <SEP> 17, <SEP> 0 <SEP> Gel.%
<tb> Salzsäure <SEP> (spez. <SEP> Gew. <SEP> l, <SEP> 16) <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> Gew.'jb <SEP>
<tb> Kationisches <SEP> oberflächenaktives <SEP> Mittel <SEP> 0, <SEP> l <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Öllöslicher <SEP> roter <SEP> Farbstoff <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb>
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Das verwendete oberflächenaktive Mittel war ein Alkyltrimethylammoniumsalz, das die Oberflächenspannung dieses Bades auf 30 dyn/cm herabsetzte.
Das Bad wurde wie in Beispiel 1 angegeben, mit einer inerten Schicht bedeckt und auf 600C erwärmt.
Drähte aus rostfreiem Stahl wurden in diesem Bad 5 Minuten lang behandelt, dann in Wasser gespült und getrocknet. Alle Verunreinigungen wurden entfernt, wobei keine merkliche Bildung von Spritzen oder Gasen aus der Badoberfläche eintrat.
Beispiel 3: Es wurde ein Bad mit folgender Zusammensetzung hergestellt :
EMI4.1
<tb>
<tb> Schwefelsäure <SEP> (spez. <SEP> Gew. <SEP> 1, <SEP> 84) <SEP> 15,0 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Inhibitor <SEP> 0, <SEP> 005 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Anionisches <SEP> oberflächenaktives <SEP> Mittel <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Ölöslicher <SEP> roter <SEP> Farbstoff <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb>
Das verwendete oberflächenaktive Mittel war ein sekundäres Alkylsulfat, das die Oberflächenspannung des Bades auf 33 dyn/cm herabsetzte. Der Inhibitor war auf Basis von Diorthotolylthioharnstoff zusammengesetzt.
Dieses Bad wurde mit einer 12 mm dicken Schicht, bestehend aus einer Kohlenwasserstoffverbindung, bedeckt und auf 650C erwärmt. Die Kohlenwasserstoffverbindung hatte eine Viskosität von 5, 5 Centipoise bei der Arbeitstemperatur und einen Flammpunkt bei 155 C. Stamtafels'mit oberflächlichen Verunreinigungen wurden in diesem Bad 30 Minuten lang behandelt, dann in Wasser gespült und getrocknet. Alle Verunreinigungen wurden, ohne dass es dabei zu einer Bildung von Spritzen oder Dämpfen kam, entfernt. Die auf den Tafeln festgehaltenen Spuren der Kohlenwasserstoffverbindung wurden ohne Schwierigkeiten während des Spülens mit Wasser entfernt.
Beispiel 4: Eine Phosphatierungslösung folgender Zusammensetzung wurde hergestellt :
EMI4.2
<tb>
<tb> Zink <SEP> (Zu) <SEP> 0,8 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Natrium <SEP> (Na) <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Phosphat <SEP> (PO) <SEP> 1, <SEP> 15 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Nitrat <SEP> (NOs) <SEP> 1,6 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Nichtionogenes <SEP> oberflächenaktives <SEP> Mittel <SEP> 0,5 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb>
Das verwendete nichtionogene oberflächenaktive Mittel war ein wasserfreies Kondensationsprodukt eines langkettigen Fettalkohols mit Äthylenoxyd.
Die Lösung wurde mit einer 12 mm dicken Schicht bedeckt, die aus einer gesättigten Kohlenwasserstoffverbindung mit einem Flammpunktbei 1550C und einer Viskosität von 3, 5 Centipoise bei der Arbeitstemperatur, die 0. 1% eines roten Farbstoffes enthielt, gebildet wurde. Die Lösungen und die Deckschicht wurden dann auf 900C erwärmt und bei dieser Temperatur 10 Minuten lang gehalten, wobei ein Teil des oberflächenaktiven Mittels in die Deckschicht eintrat. Kalte Tafeln aus Walzstahl wurden dann durch Behandlung in einer üblichen Trichlorathylen-Entfettungsanlage entfettet und dann durch die Deckschicht gebracht und in der Phosphatierungslösung 5 Minuten lang bei 900C gehalten.
Die Tafeln wurden hierauf durch die Deckschicht herausgezogen. in kaltem fliessendem Wasser gespült, dann in heissem Wasser, dem 0, 025% Chromsäure und 0, 025% Phosphorsäure zugesetzt waren, gespült und dann getrocknet. Die Stahloberflächen wiesen einen typischen einheitlichen, lichtgrauen, kristallinen Phosphatüberzug auf. Diese Überzüge hatten keine blanken Stellen, die durch anhaftendes Öl verursacht werden können und waren wie üblich verwendbar als rostsichere Überzüge oder als Grundlage für Öl-Farb-oder Lacküberzüge.
Beispiel 5 : Es wurde eine Phosphatierungslösung von folgender Zusammensetzung hergestellt :
EMI4.3
<tb>
<tb> Zink <SEP> (Zn) <SEP> 0,8 <SEP> Gew. <SEP> %
<tb> Natrium <SEP> (Na) <SEP> 0,25 <SEP> Gew. <SEP> %
<tb> Phosphat <SEP> (PO4) <SEP> 3,0 <SEP> Gew. <SEP> %
<tb>
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EMI5.1
<tb>
<tb> Chlorat <SEP> (ClO3) <SEP> 0.9 <SEP> Gew. <SEP> %
<tb> Nichtionogenes <SEP> oberflächenaktives <SEP> Mittel <SEP> 0,5 <SEP> Gew.% <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 4)
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb>
Diese Lösung wurde mit der in Beispiel 4 angegebenen Schicht bedeckt und wie in Beispiel 4, jedoch auf 700C erwärmt.
0, 55%iger Draht aus Kohlenstoffstahl mit einem Durchmesser von 6,3 mm Durchmesser wurde in kalter Salzsäure behandelt, in kaltem fliessendem Wasser gespült, durch die Deckschicht gebracht und 5 Minuten lang in der Phosphatierungslösung bei 70 C gehalten.Hieraufwurde der Draht durch die Deckschicht herausgezogen, in kaltem fliessendem Wasser gespült und getrocknet. Der Draht wurde auf diese Weise mit einem gleichmässigen, lichtgrauen, kristallinen Phosphatüberzug versehen, der frei war von blanken Stellen, die durch anhaftendes Öl verursacht werden können, und konnte mit Seife als Gleitmittel zu einem Draht von kleinerem Durchmesser gezogen werden.
Beispiel 6 : Es wurde eine Phosphatierungslösung von folgender Zusammensetzung hergestellt :
EMI5.2
<tb>
<tb> Mangan <SEP> (Mn) <SEP> 0. <SEP> 3 <SEP> Gew.%
<tb> Eisen <SEP> (Fe) <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Phosphat <SEP> (PO") <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> Gew.%
<tb> Nitrat <SEP> (NO3) <SEP> 0,1 <SEP> Gew.%
<tb> Nichtionogenes <SEP> oberflächenaktives <SEP> Mittel <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> Gew.% <SEP> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 4)
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb>
Diese Lösung wurde mit einer Kohlenwasserstoffverbindung, die einen Flammpunkt bei 1800C und eine Viskosität von 5 Centipoise bei der Arbeitstemperatur hatte, bedeckt und auf 9ffc aufgewärmt. Kol- benringe aus Gusseisen wurden mit Trichloräthylen entfettet und durch die Deckschicht in die Phosphatierungslösung eingeführt.
Nach einer 15 Minuten dauernden Behandlung wurden sie durch die Deckschicht herausgezogen, in kaltem fliessendem Wasser gespült, dann in heissem Wasser gespült und getrocknet. Die Kolbenringe wiesen einen typischen Eisen/Manganphosphatüberzug auf, der keine blanken Stellen hatte, wie sie durch anhaftendes Öl verursacht werden können und waren verwendungsfähig für Zwecke, bei denen es auf eine besondere Abnützungsbeständigkeit ankommt. d. h. geeignet zur Aufnahme von Gleitmitteln und zur Verhinderung einer Abnützung während der Einlaufperiode in Verbrennungsmotoren. Stahltafeln, Schraubenmuttern und Schrauben wiesen nach Behandlung in dieser Lösung normale Phosphataberzüge auf, die sich besonders gut als rostsichere Überzüge und zur weiteren Abdeckung mit Öl oder Farbe eigneten.
Beispiel 7 : Es wurde ein konzentriertes Phosphatierungsgemisch von folgender Zusammensetzung hergestellt :
EMI5.3
<tb>
<tb> Mangan <SEP> (Mn) <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Eisen <SEP> (Fe) <SEP> 0, <SEP> 25Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Phosphat <SEP> (PO) <SEP> 23, <SEP> 0 <SEP> Gew. <SEP> 0/0 <SEP>
<tb> Nitrat <SEP> (non <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Nichtionogenes <SEP> oberflächenaktives <SEP> Mittel <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Kohlenwasserstoffverbindung <SEP> Flammpunkt <SEP> 180 C,
<tb> Viskosität <SEP> 112 <SEP> Centipoise <SEP> bei <SEP> 210C <SEP> 16, <SEP> 0 <SEP> Gew.
<SEP> % <SEP>
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb>
31, 8 l dieses Gemisches wurden zu 422, 2 l Wasser hinzugefügt und ergaben ein Phosphatierungsbad mit einer Deckschicht, die die Bildung von Spritzern oder Dämpfen verhinderte. Dieselbe Mischung wurde genützt, um das Bad während der Verwendung aufzufüllen. Als oberflächenaktives Mittel wurde ein Koniensationsprodukt von einem Alkylphenol mit Äthylenoxyd verwendet.
Beispiel 8 : Es wurde zur Erzeugung eines Oxalatüberzuges ein Bad von folgender Zusammensetzung hergestellt :
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EMI6.1
<tb>
<tb> Mangan <SEP> (Mn) <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Nitrat <SEP> (NO3) <SEP> 1,0 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Oxalat <SEP> (COO) <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Beschleuniger <SEP> 0,3 <SEP> Ge. <SEP> w. <SEP> % <SEP>
<tb> Nlchtionogenes <SEP> oberililchenaktives <SEP> Mittel <SEP> 0,1 <SEP> Gew.%
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb>
Es wurde dasselbe oberflächenaktive Mittel wie im vorhergehenden Beispiel verwendet.
Die Lösung wurde mit einer 12 mm dicken Schicht bestehend aus einer Kohlenwasserstoffverbindung (Viskosität : 3, 5 Centipoise bei 90oC ; Flammpunkt 155 C) bedeckt und auf 700C erwärmt. Draht aus rostfreiem Stahl wurde in einem Gemisch von Salpeter- und Fluorwasserstoffsäure behandelt, in Wasser gespült und dann durch die Deckschicht in das Oxalatbad eingeführt. Nach 5 Minuten wurde der Draht durch die Deckschicht entfernt, durch Eintauchen in kaltes fliessendes Wasser gespült, dann in heissem Wasser gespült und schliesslich getrocknet.
Der Draht erhielt auf diese Weise einen typischen Oxalatüberzug, war frei von blanken Stellen, die durch anhaftendes Öl verursacht werden können, und hatte eine hohe Ab- nützungsbeständigkeit, d. h. war geeignet, Gleitmittel zu halten und eine Abnützung während des Ziehens
EMI6.2
EMI6.3
<tb>
<tb> 9:Zink <SEP> (Zn) <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Phosphat <SEP> (PO) <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> Gew. <SEP> lo <SEP>
<tb> Nitrat <SEP> (NOg) <SEP> 1,5 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Nitrit <SEP> (NO2) <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Anionisches <SEP> oberflächenaktives <SEP> Mittel <SEP> 0,2 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb>
Als anionisches oberflächenaktives Mittel, wurde ein sekundäres Alkylsulfat verwendet.
Die Lösung wurde mit einer 12 mm dicken Schicht, bestehend aus der in Beispiel 4 verwendeten Kohlenwasserstoffverbindung, bedeckt und auf 700C erwärmt. Tafeln aus Flussstahl wurden mit Trichloräthylen entfettet und dann durch die Deckschicht in das Phosphatierungsbad eingeführt. Nach 3 Minuten wurden sie durch die Deckschicht hindurchgezogen, in kaltem fliessendem Wasser gespült, hierauf in heissem Wasser gespült und getrocknet.
Die Tafeln hatten einen typischen Zinkphosphatüberzug, ohne blanke Stellen, der unter einer Schutzschicht ein Ausbreiten von Rost im Falle eines mechanischen Schadens eines Teiles derselben zu verhindern imstande war.
Beispiel10 :EswurdeeinPhosphatierungsbadfolgenderZusammensetzunghergestellt:
EMI6.4
<tb>
<tb> Zink <SEP> (Zn) <SEP> 0,8 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Phosphat <SEP> (PO) <SEP> 1,2 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Nitrat <SEP> (NO <SEP> !) <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Eisen <SEP> (Fe) <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Kationisches <SEP> oberflächenaktives <SEP> Mittel <SEP> 0,2 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb>
Als kationisches oberflächenaktives Mittel wurde ein Alkyltrimethylammoniumsalz verwendet.
Die Lösung wurde mit einer 12 mm dicken Schicht, bestehend aus der in Beispiel 4 verwendeten Kohlenwasserstoffverbindung, bedeckt und auf 850C erwärmt. Ein Korb, der kleine Klammern aus Federstahl enthielt, wurde durch die Deckschicht in die Phosphatierungslösung eingeführt. Nach 3 Minuten wurden die Klammern durch die Deckschicht hindurchgezogen, in. einen zweiten Korb gefüllt und nochmals in die Phosphatierungslösung eingeführt. Dieser Vorgang wurde wiederholt, so dass die Klammern viermal je 3 Minuten lang in dem Bad eingetaucht waren. Dann wurden die Klammern erst in kaltem fliessendem Wasser,
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sodann Li heissem Wasser gespült und in der Zentrifuge getrocknet. Die Klammern wurden hierauf in einen in Alkohol gelösten Farbstoff eingetaucht und im Ofen getrocknet.
Durch dieses Verfahren erhielten die Klammern einen typischen Zink/Eisenphosphatilberzug und waren gegen Korrosion geschützt.
Beispiel 11 : Ein Korrosions-Schutzbad für Aluminium wurde wie folgt hergestellt :
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<tb>
<tb> Chromtrioxyd <SEP> 1,5 <SEP> Grew. <SEP> % <SEP>
<tb> Phosphorsäure <SEP> l, <SEP> 0 <SEP> Gew. <SEP> % <SEP>
<tb> Anionisches <SEP> oberflächenaktives <SEP> Mittel <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Grew. <SEP> % <SEP>
<tb> Wasser <SEP> Rest
<tb>
Als oberflächenaktives Mittel wurde ein Natriumsalz der Perfluorpentansulfonsäure verwendet.
Diese Lösung wurde mit einer 12 mm dicken Schicht, bestehend aus der in Beispiel 6verwendeten Kohlenwasserstoffverbindung, bedeckt und auf 1000C erwärmt. Aluminiumtafeln wurden in einer 3%igen Metasilikatlösung, die ein oberflächenaktives Mittel enthielt, 5 Minuten lang bei 98 C entfettet in kaltem Wasser gespült und durch die Deckschicht in die Badlösung eingeführt. Nach 1 Stunde wurden die Tafeln durch die Deckschicht hindurchgezogen, inkaltem fliessendem Wasser gespült, dann in heissem Wasser gespült und getrocknet. Auf diese Weise überzogene Tafeln waren korrosionsbeständiger als unbehandelte Tafeln.
Die Deckschicht verhinderte vollkommen ein Ausspritzen und Austreten von Dampf aus der Lösung ohne das Verfahren zu beeinflussen. Auch die Entfettungslösung kann mit einer 12 mm dicken Schicht aus demselben Öl bedeckt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Behandlung von Metall, bei welchem dieses in eine wässerige, mit einer inerten flüssigen Schicht bedeckte, saure Lösung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die saure Lösung ein oberflächenaktives Mittel in einer geringeren Menge enthält, als erforderlich ist, um Material aus der Deckschicht in der Lösung zu dispergieren oder zu emulgieren und dass die inerte Flüssigkeit, vorzugsweise eine gesättigte Kohlenwasserstoffverbindung, bei der Arbeitstemperatur eine Viskosität von weniger als 100 Centipoise, vorzugsweise eine Viskosität von 2 bis 10 Centipoise, aufweist.