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Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Eisen und Stahl
Es ist bekannt, dass übliche cyclische Verfahren zur Sprühbehandlung und Überzugsbildung auf verschiedenen Materialien, wobei entweder Phosphat- oder Oxalat5chichten gebildet werden, an vorher entfettetem Material durchgeführt werden müssen.
In der Praxis besteht der erste Verfahrensschritt in einer Sprühentfettung mit Hilfe von Alkali oder einer organischen Lösungsmittelemulsion ; als zweiter Verfahrensschritt wird dann gewaschen ; in einer dritten Stufe schliesst sich eine Behandlung mit Phosphat- oder Oxalatb1idern an, worauf die üblichen Stufen des Waschens und der Passivierung folgen.
Durch dieses Verfahren werden die Anlagen kompliziert und deren Kosten hoch.
Es wurde bereits erfolglos versucht, Entfettung und Phosphatierung durch Zusatz einer Emulsion von organischen Lösungsmitteln zu den normalen Phosphatbädern zu vereinigen. Die Resultate hievon waren jedoch niemals zufriedenstellend, da gefunden wurde, dass die Bildung der Phosphatschicht immer ziemlich irregulär verläuft, hauptsächlich nach einer bestimmten Verwendungsdauer der Bäder. Dieser Nachteil ist offensichtlich eine Folge der kristallinen Struktur der Phosphatschicht, die sehr leicht Öle und Fette absorbiert und daher nach der Behandlung infolge der Absorption von Ölen oder Fetten mehr oder weniger fleckig wird.
In der technischen Literatur werden einige Notizen gefunden, wonach es theoretisch möglich sein soll, die Verfahrensschritte der Entfettung und der Oxalatierung in einer einzigen Phase zu vereinigen ; trotzdem ist in diesen Fällen immer klar darauf hingewiesen, dass die Ergebnisse immer schlechter sind als die, welche durch ein cyclische Verfahren erhalten werden, wobei das Entfetten in einer getrennten Operation von der Oxalatierung durchgeführt wird.
Weiterhin wurde bereits vorgeschlagen, organische Lösungsmittel, die wasserlöslich sind, zusammen mit den Oxalatierungsbädern zu verwenden, doch konnten auch die damit erhaltenen Resultate nicht völlig befriedigen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass man dauernd ausgezeichnete Resultate erhält, wenn man zunächst wässerige Lösungen auf Basis von Oxalsäure und Natriumnitrit, welchen eine säurefeste Emulsion zugesetzt wurde, auf die Oberfläche von Eisen- oder Stahlgebilden aufbringt.
Die ausgezeichneten Ergebnisse, die dabei erhalten werden, sind vermutlich dem amorphen Charakter der Oxalatschicht zuzuschreiben, welche die Tendenz zeigt, Wasser zu absorbieren und Öle und Fette abzuweisen.
Auch nach längerer Alterung derartiger Bäder und sogar wenn sich an ihrer Oberfläche eine beträchtliche Schicht an Öl und Fert befindet, die von den Platten entfernt wurden, findet eine tadellose Bildung von Oxalatschichten statt. Die Schichten werden gleichmässig und zeigen keine Flecken infolge Absorption von Ölen oder Fetten.
Eine weitere beträchtliche Verbesserung gemäss der vorliegenden Erfindung ist, dass durch Entfernung des Überschusses der Oxalatschicht nach Behandlung mit einer verdünnten Chromsäurelösung eine Oberfläche erhalten wird, die sich durch besondere Haftfestigkeit für darauffolgende Farbauflagen auszeichnet.
Dabei wird das Material in der ersten Phase entfettet und mit einer Oxalatschicht bedeckt, dann wird es gewaschen und schliesslich mit einer verdünnten Chromsäurelösung, deren Konzentration zwischen 0, 05 und 5%, vorzugsweise zwischen 0, 5 und 2% liegt, behandelt.
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Durch die Chromsäurelösung wird ein grosser Teil der Oxalatschicht entfernt und es hinterbleibt eine metallische dunkelgrau gefärbte Oberfläche, die eine ausserordentliche Haftfestigkeit für Farben bzw.
Lacke besitzt.
Nach Behandlung mit der Chromsäurelösung wird das Material zur Entfernung des Chromsäureüber- schusses gespült.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung erläutern, ohne dass diese jedoch hierauf beschränkt werden soll.
Beispiel l : Ein Bad bestehend aus :
15 g/l Oxalsäure
1 g/l Natriumtripolyphosphat
1, 5 g/l Ferrosulfat
1, 5 g/l Natriumnitrit wird auf entfettete Eisenplatten aufgesprüht, wodurch Oxalatschichten erhalten werden.
Wenn man zu einem derartigen Bad 15 g/l einer Kerosenemulsion in Wasser (mit 80% Kerosen) zusetzt, werden auf Eisenplatten, welche vorher nicht entfettet worden waren, Oxalatschichten erhalten, deren Qualität den vorhergehenden entspricht.
Wenn man dieses Bad altern lässt bis man 4 m2 Platten/l Bad behandelt hat, ändern sich die Ergebnisse nicht.
Auf diese Weise genügen drei Verfahrensschritte (Entfetten und Oxalatieren, Waschen, Passivieren), um eine normale Oxalatschicht zu erhalten.
Beispiel 2 : Mit einem Bad, welches dem in Beispiel 1 beschriebenen entspricht, und welchem 1 ! 1 g/l einer wässerigen Kerosenlösung zugesetzt wurden, werden gewöhnliche amorphe Oxalatschichten in einer einzigen Behandlungsphase erhalten.
So behandeltes Material wird in fliessendem Wasser gespült, dann beispielsweise 1 Minute lang mit einer Chromsäurelösung behandelt und schliesslich wiederum gespült, um so den Chromsäureüberschuss vom Material zu entfernen. Es wird so eine Oberfläche erhalten, die keine sichtbare Schicht aufweist, gleichmässig grau gefärbt ist und besondere Haftfestigkeit für eine darauffolgende Farbauflage besitzt.
Derart behandeltes und angestrichenes Material kann sogar deformiert werden, ohne dass sich dabei die Farbe irgendwie ablöst.
Es kann auch noch darauf hingewiesen werden, dass während bei normaler Phosphatierung und Oxalatierung die mechanische Haftfestigkeit von Farbauflagen leicht beeinflusst wird, so dass bei Verformungversuchen des gestrichenen bzw. lackierten Materials bei unbehandeltem und direkt gestrichenem bzw. lackiertem Material eine bessere Haftfestigkeit gefunden wird, im Gegensatz dazu bei Material, das ge- mäss dem hier beschriebenen Verfahren (Entfettung und Oxalatierung, Waschen, Behandlung mit Chromsäure, Waschen) bei den Verformungsversuchen des Materials immer ein besseres Resultat als bei unbehandelte Material gefunden wird. Beispielsweise beträgt dieser Vorteil beim "Embossing-Test" nach Erichson zwischen 1 und 2 m/m je nach dem verwendeten Anstreichverfahren.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Eisen und Stahl unter Verwendung von Oxalierungslösungen, welche organische Lösungsmittel enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst wässerige Lösungen auf Basis von Oxalsäure und Natriumnitrit, welchen eine säurefeste Emulsion zugesetzt wurde, auf die Oberfläche aufgebracht werden, worauf gegebenenfalls die so erhaltenen Oxalatschichten nach Spülen mit fliessendem Wasser mit einer wässerigen Chromsäurelösung behandelt werden.