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Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Das Beizen von Blechplatten oder Tafeln erfolgt üblicherweise in Chargen und wird in starken mineralischen Säuren und deren Mischungen durchgeführt. Diese Mischungen können dabei Salpetersäure (HN03), Flusssäure, (HF), Schwefelsäure (HzSO) und Salzsäure (HCI) bel verschiedenen Zusammensetzungen enthalten. Für legierte Stähle (Edelstähle) wird meist eine Kombination aus Fluss- und Salpetersäure
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"Mischsäure" bezeichnet.Verfahren ist die lange benötigte Beizzeit. Un die Beizzeit zu verkürzen, werden die Blechplatten oder Tafeln vor der Behandlung mit Mischsäure noch einer Behandlung mit einer anderen mineralischen Säure z. B. Schwefelsäure unterworfen.
Nur bei bestimmten Zunderarten ergeben sich Beizzeitverkürzungen, durch die erfolgte Auflockerung des Zunders in der Vorbehandlungsstufe.
Es wurde auch bereits in der US-PS 3 043 758 ein Verfahren vorgeschlagen, das die elektrolytische Vorbehandlung von metallischen Werkstücken m wässerigen Medien vor dem Beizen in einer Mineralsäure beschreibt. Dabei ist das Werkstück als Anode direkt mit der Stromquelle verbunden.
Im wesentlichen die selbe Behandlung wird in der AT-PS 381 121 beschneben, wobei aber die kontinuierliche Behandlung von Bandmaterialien im Vordergrund steht.
Erfindungsgemäss werden bel jeder Charge für die Vorbehandlung jeweils zwei benachbarte Platten gegensinnig gepolt. Dadurch wird einerseits die Beizzeit für eine vorgegebene Plattenanzahl verringert und die Beizzeit pro Charge wird durch den Aufbau eines Potentiales zwischen den gegensinnig gepolten Platten zur Unterstützung der Lösung der Zunderschicht herangezogen und derart die Beizzeit In der Mineralsäure und damit die Gesamtbehandlungszeit für eine vorgegebene Anzahl von Gegenständen in einem diskontinuierlichen Verfahren wesentlich verkürzt.
Um beide einander gegenüberliegende Plattenseite stromunterstützt vorbehandeln zu können, Ist weiters vorgesehen, dass die Polarität der Platten zumindest einmal umgekehrt wird. Vorteilhafterweise wird dabei die Polarität der Platten in zeitlichen Abständen mehrmals umgekehrt.
Um schliesslich auch die äusseren Platten vollständig behandeln zu können, wird zumindest eine der äusseren Platten jeder Charge wieder als äussere Platte in die nächste Charge übernommen, wobei deren unbehandelte Seite der benachbarten Platte der nächsten Charge zugewandt wird.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt der eigentliche Beizvorgang, allenfalls eine Nachbehandlung, im selben Behälter wie die Vorbehandlung, vorzugsweise mit dem gleichen Medium. Dies hat den besonderen Vorteil, dass einerseits nur ein Behälter benötigt wird, anderseits keine Mischsäure verwendet wird und somit auch kein NOx entsteht.
Als Vorbehandlungsmedium können Lösungen mit verschiedenen Ionen, wie z. B. Fluoridionen (F-), Chlondionen (Ci-). Anionen von Schwefel (S04--) und Anionen von Stickstoff (N03--), sowie deren Mischungen eingesetzt werden. Bevorzugt sind jedoch Mischungen starker anorganischer Säuren mit Fluoridionen (F-) hältigen Verbindungen, z. B. H2S04 + HF.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei die Fig. la-c die erfindungsge- mässe Schaltung zu verschiedenen Zeitpunkten, Fig. 2 den erfindungsgemässen Ablauf der Chargen und Fig.
3 den Einfluss der Stromdichte auf die Beizzeit zeigen.
Das Verfahren wird nun anhand der Fig. 1a bis 1c näher erläutert. Der Behandlungsbehätter 1 Ist mit einem Medium 2, z. B. einer Mischung aus H2S04 und HF gefüllt. An einem Rand des Behälters 1 befindet sich eine bereits auf einer Seite vorbehandelte Blechplatte 3. In den Behälter 1 werden noch weitere Platten 4', 4", 4'" eingetaucht. Die Platten 3, 4', 4", 4'" werden als Elektroden benutzt und können jeweils mit einem Pol 6, 7 einer Stromquelle 5 verbunden werden Zu jedem Zeitpunkt während der Vorbehandlung sind somit jeweils zwei nebeneinanderliegende Platten über die Stromquelle 5 miteinander verbunden.
Fig. 1 a zeigt einen ersten Zeitpunkt, bei dem die Platten 3, 4' mit entsprechenden Kontakten 8, 9 verbunden sind und diese mit den Polen 6, 7 der Stromquelle verbunden werden können. Zur Vorbehandlung wird nunmehr der Pluspol 6 der Stromquelle 5 einmal mit dem Kontakt 8 (der Platte 3) verbunden, während der Minuspol 7 über Kontakt 9 mit der Platte 4' in Verbindung steht. Dadurch wird zwischen den belden Platten 3, 4' ein Potential aufgebaut, das die Lösung der Zunderschicht unterstützt. Mindestens einmal, vorteilhafterweise aber penodlschen kurzen Abständen, wird nun die Polarität an den Platten geändert, sodass nunmehr der Pluspol 6 über Kontakt 9 mit der Platte 4'und der Minuspol 7 der Stromquelle 5 über Kontakt 8 mit der Platte 3 in Verbindung steht.
Sind nun die beidne zueinandergewandten Seiten der Platten 3 und 4'fertig vorbehandelt, d h die Zunderschicht hat sich entsprechend gelöst. wird die Stromquelle nunmehr mit der Platte 4'und der benachbarten Platte 4" verbunden (Fig.1b). Es wird nun auch die zweite Seite der Platte 4' vorbehandelt, wobei der Vorgang analog zur Flg. 1a verläuft. Platte 4" wird dabei über einen Kontakt 10 mit den Polen 6, 7 der Stromquelle 5 ! n Verbindung gebracht. Flg. 1 c zeigt den gleichen Vorgang der Vorbehandlung mit den Platten 4" und 4'" Es lässt sich daraus erkennen, dass hier die äussere Zunderschicht
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der Randplatte 4'" bestehen bleibt.
Um auch diese Schicht zu entfernen, werden nun die fertig vorbehandelten Blechplatten 3, 4', 4" aus dem Behälter 1 und dem Medium 2 genommen und der Behandlung In einem weiteren Beizbehälter zugeführt. Es kann natürlich auch die Nachbehandlung im selben Behälter durchgeführt werden, wobei die fertig gebeizte Platten 3, 4', 4" anschliessend entnommen werden.
In Fig. 2 ist die weitere Vorgangsweise dargestellt. Die Platte 4'" wird nun ebenfalls herausgenommen und an die Stelle der Platte 3 gesetzt. Dadurch zeigt nun die bereits vorbehandelte Seite zur Wand des Behälters 1. Es werden anschliessend wieder unbehandelte Platten 4', 4" und 4'"eingesetzt und in einer weiteren Charge vorbehandelt. Diese Vorgangsweise wird bei jeder Charge wiederholt.
Der Einfachheit halber wurde hier die Stromquelle nicht dargestellt.
Eine Reihe von Versuchen mit Blech der Qualität AIS) 304 führte zur in Fig. 3 dargestellten Abhängigkeit der Gesamtbeizzeit von der während der Vorbehandlung gemäss der Erfindung aufgebrachten Stromdichte Der Wert der Beizzeit für die Stromdichte Null entspricht dem herkömmlichen Verfahren. Aus Flg. 3 ist ersichtlich, dass sich die Kurve für grössere Stromdichten asymptotisch einer minimalen Beizzeit nähert.
Die Beizzelt konnte hier von 90 sec auf ca. 50 sec verkürzt werden.
Die vorteilhafte Wirkung des erfindungsgemässen Verfahrens ergibt sich auch aus dem nachfolgend angegebenen Ausführungabelspiel, für welches Blechplatten gleicher Qualität derart behandelt wurden, dass sich beim herkömmlichen als auch beim erfindungsgemässen Verfahren derselbe Beizeffekt ergab.
Ausführungsbeispiel herkömmliches Beizverfahren :
Vorbehandlung in H2 S04 + HF ; Behandlungszeit 0. 5 Stunden
Nachbehandlung In HN03 + HF ; Behandlungszeit 2, 0 Stunden
Gesamtbehandlungszeit 2, 5 Stunden erfindungagemässes Verfahren :
Vorbehandlung in H2S04 + HF mit gleichzeitiger Behandlung mit Strom ; Behandlungszeit 0, 5 Stunden
Nachbehandlung in HN03 + HF ; Behandlungszeit 0, 5 Stunden
Gesamtbehandlungszeit 1, 0 Stunden
Aus diesem Versuch ergibt sich, dass bei gleicher Vorbehandlungszeit und qualitativ gleichem Ergebnis durch das erfindungsgemässe Verfahren eine Beizzeitverkürzung um mehr als 50% erzielt wurde.