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Verfahren zur Verzinnung von Eisen, insbesondere Gusseisen.
Zur Verzinnung technischer Eisensorten werden bis heute zwei im Prinzip verschiedene Verfahren angewandt, je nach dem es sich um die Verzinnung von Schmiedeeisen (Blech) oder Gusseisen handelt.
Bei dem in Gusseisenverzinncreien bis heute allgemein angewandten Verfahren zur Verzinnung von Gusseisen werden die Gussstücke vor dem Zinnauftrag einer Zwischenbehandlung unterzogen, welche darin besteht, dass man sie in einer verdünnten Lösung von Kupferchlorid
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Gussoberfläche zu bewirken.
Diese verkupferten Gussstücke werden noch nass in geschmolzenes Zinn getaucht und darin" vorverzinnt",
Die vorverzinnten Gussstücke können nun die etwa notwendigen mechanischen Bearbeitungen erhalten und kommen dann zum Fertigverzinnen".. Man kann dieses Fertigvcrzinnen direkt an das Vorverzinnen anschliessen, wenn die Stücke nicht bearbeitet werden müssen oder aber die Bearbeitung so gering ist, dass sie nach dem Fertigverzinnen erfolgen kann.
In diesem Falle wird die vorverzinnte Ware, ohne sie abkühlen zu lassen, in das Fertigverzinnbad eingesetzt.
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das zunächst reine Zinn des Bades mit der Zeit durch das Eisen verunreinigt wird, insbesondere durch Bildung von Hartzinn, d. i. eine schwer schmelzbare Eisenzinnlegierung, die sich auf die eingesetzten kalten Gusswaren absetzt und auf denselben einen matten Überzug erzeugt und keine sauberen, blank spiegelnden Oberflächen gibt. Man kann zwar dieses verunreinigte Zinn, dessen Verunreinigungen prozentuell nur gering sind. einigermassen reinigen durch "Polen" oder durch Zusätze anderer Metalle, wie z. B. AI, Bi. Sb, Cu, die zu erzeugende Zinnoberfläche verbessern, doch wirken diese Mittel nicht dauernd.
Die beste Verwendung für dieses verunreinigte Zinn ist für die Vorverzinnung, wobei man also zunächst eine matte, nicht glatte, ziemlich dicke Zinnschichte erzeugt und den Gegenständen erst durch das Fertigverzinnen in reinem Zinn die gewünschte glatte, schon spiegelnde Oherfläche gibt. Die Zinnschichte auf der fertigverzinnten Ware ist sehr dünn.
Von den vorverzinnten, ziemlich dick überzogenen Stücken lost sich aber auch beim Fertigverzinnen ziemlich viel unreines Zinn und verschlechtert das Fertigverzinnbad.
Gegenstand der Erfindung bildet nun ein Verfahren, welches gestattet, insbesonders Gusseisen einfacher und billiger als mit dem bisher bekannten Verfahren ohne vorherige Verkupferung zu verzinnen. Die Erfindung beruht auf der Feststellung, dass Schmiedeeisen durch Tauchen in feuerflüssiges Zinn, nur dann leicht und gut verzinnbar ist, wenn die Oberfläche blank und rein ist. Diese Feststellung führte zu der weiteren Feststellung, dass der Unterschied zwischen der Verzinnbarkeit von Schmiede-und Gusseisen durch den Unterschied in der chemischen Beschaffenheit der beiden Eisensorten bedingt sein muss und dass es daher durch
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zur Aufnahme von Zinn geeignet zu machen.
Die Erfindung besteht nun darin, dass die in bekannter Weise durch Entfernen von Fett und
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alkalischer Mittel wie einer Ätznatronlösung für die direkte Aufnahme des flüssigen Zinnes geeignet gemacht wird.
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Die Reinigung der Gusseisenobernäche kann durch Beizen in verdünnter Säure oder auch auf rein mechanischem Wege bewirkt werden. Man kann die beiden Mittel auch verbinden, indem man zuerst beizt und hernach mechanisch reinigt, wobei jedoch das Beizen viel wirksamer ist. Wird reines, z. B. in Säure blank gebeiztes Gusseisen mit alkalischen Agentien, wie z. B. Atzalkali behandelt, so erleidet seine Oberfläche eine chemische Umsetzung, wodurch es sich bei geeigneter Nachbehandlung in feuerflüssiges Zinn getaucht. direkt verzinnen lässt.
Taucht man das in Säure gebeizte Gusseisen in eine Alkalilösung. so tritt eine Reaktion (gegebenenfalls) unter lebhafter Gasentwicklung an der ganzen Oberfläche des Gussstückes ein und wird diese in der Weise verändert, dass sie für die direkte Verzinnung geeignet wird. In der Hitze geht diese Reaktion lebhafter und raseher vonstatteh, doch lässt sie sich auch in der Kälte zu Ende führen. Je stärker alkalisch das Agens ist, desto lebhfter und vollständiger ist die Reaktion. Selbst durch Wasser findet diese Reaktion, jedoch in unvollständiger Weise statt.
Ein von Rost. Fett und Verunreinigungen mechanisch befreites Gussstück lässt sich. obwohl blank und rein, direkt nicht verzinnen. Wird aber so ein Stück der alkalischen Behand- lung gemäss der Erfindung unterworfen, so tritt eine Reaktion unter Veränderung der OberHäche ein. - obwohl keine sichtbare Gasentwicklung stattfindet - und das Eisen wird aufnahme-
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Wird das Gusseisen in Säure gebeizt, so tritt durch chemische Einwirkung der Säure eine Veränderung der Gusseisenoberfläche ein, die der Verzinnung direkt schädlich ist und die
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Umsetzung wird auch durch das Alkali besorgt.
Jede unnötige lange Behandlung des Gusseisens mit Säure ist also für die Verzinnung schädlich und muss durch eine entsprechend längere und energischere Behandlung mit Alkali wettgemacht werden. Man bemisst daher die Zeit des Beizens möglichst kurz und beizt nur so lange, bis die Stücke rostfrei und blank geworden sind. Müssen aber die Stücke lange gebeizt werden, so ist es zweckmässig, bise eventuell mechanisch zu reinigen. Nach der Alkalibehandlung werden die Stücke gewaschen und gegebenenfalls mechanisch gereinigt. Die mechanische Reinigung kann auch mit der Alkalibehandlung verbunden werden, indem man die Stücke in den Rollfässern mit einem geeigneten Scheuermittel und dem Alkali zusammen behandelt.
Nach dem Abwaschen bzw. mechanischen Reinigen werden die Stücke, wenn nötig, ganz kurz in verdünnte Säure getaucht, so dass sie hell und blank werden, dann in Lötwasser getaucht und in üblicher Weise in feuerflüssig, In Zinn verzinnt.
Sehr wichtig zur Erzielung eines guten, schonen, glatten und blanken Zinnüberzuges ist, dass die Gussstücke eine ganz glatte porenfreie Oberfläche haben. Wenn diese Bedingung nicht von vorneherein erfüllt ist. muss dies durch geeignetes Scheuern od. dgl. erreicht und fehlerhafte Stücke müssen vor dem Verzinnen ausgeschieden werden.
Beispiel : Das Gusseisen wird in verdünnter Säure gebeizt, bis es rostfrei und blank ist. hierauf mit Wasser gewaschen und der Behandlung mit Alkali unterworfen z. B. über Nacht in einer kalten Atznatronlösung liegen gelassen. Für die Ausführung des Verfahrens ist wesentlich. dass die Alkalibehandlung erst einsetzt, wenn der zu-verzinnende Gegenstand in üblicher Weise durch Beizen, Entfetten mittels Alkalien u. dgl. oberflächlich vollkommen rein gemacht Ist. Nach beendeter Reaktion mit dem Alkali wird das Gussstück mit Wasser gewaschen und mechanisch gereinigt.
Die fertig gescheuerten Stücke werden gut gewaschen und ganz kurz in verdünnte Säure getaucht. Die mit Wasser gewaschenen Gussstücke werden nun in Lötwasser getaucht, verzinnt und diese beiden Operationen je nach Notwendigkeit entsprechend oft wiederholt, wobei man jedoch das Gusseisen zwischen keiner der genannten Operationen trocknen lässt, um ein Rotten zu vermeiden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist auch für die Verzinnung von Schmiedeeisen anwendbar, wobei die Nachbehandlung der gebeizten Ware mit alkalischen Agentien gleich- falls von günstiger Wirkung ist. Man heizt also z. B. die Ware in verdünnter Säure, bis sie blank ist, wäscht mit Wasser und legt sie in das Alkali, z. B. in eine itznatronlesung ein.
Nach beendeter Alkalibehandlung wird gewaschen und kurz in verdünnte Säure getaucht, mit Wasser gewaschen, in Lötwasser getaucht und hierauf kann die Ware in üblicher Weise ver- zinnt werden.