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"PROCEDE DE PROTECTION CONTRE LA ROUILLE PAR PHOSPHATISATION".
On connatt un procédé de production d'une couche protectri- ce contre la rouille sur du fer et de l'aoier,par un traitement aveo des solutions d'acide phosphorique et 'd'un mélange d'eau oxy- génée et de chlorate de potassium. En outre, il est connu d'a- jouter aux solutions de phosphates des agents oxydants,pour raccourcir le temps du traitement. Les agents oxydants les plus usités sont dans ce cas des nitrates,et on a élaboré des pro- cédés qui permettent,par l'emploi de solutions d'apport ou de complètement convenablement adaptées, de conserver aux bains de phosphates renfermant des nitrates une activité presque illimi- tée.
Si l'on emploie dans des solutions de cette espèce du chlo- rate au lieu de nitrate,on a observé que cet agent-oxydant',- quoique conférant aux solutions une plus grande agressivité,de
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sorte qu'elles peuvent phosphatiser aussi des matériaux en tôle qui sont difficilement attaquables par des solutions renfermant des nitrates,-présente cependant, à coté de cela,des défauts considérables. Par différence par rapport au nitrate il se for- me,en cas de chlorate, lorsque ce dernier exerce sa fonction d'o- xydant,un produit de réaction qui reste dans la solution,prin- cipalement du chlorure.
En outre,le chlorate lui-même,lorsqu'il s'enrichit dans la solution,agit d'une manière empoisonnante sur la solution, et jusqu'à présent on ne connaît pas de procédés qui permettaient d'atteindre,en cas d'emploi de chlorate,une durée des bains comme celle que l'on obtient par exemple pour les bains renfermant des nitrates.
Or,il a été trouvé qu'il est possible de conserver les avan- t'ages des solutions de phosphates renfermant du chlorate et de conserver en outre l'activité des solutions,particulièrement des solutions de phosphate de zino, pendant un temps presqu'illi- mité, lorsqu'on maintient un certain rapport de Zn : P2O5:0103, à savoir endéans les limites de I : (3,5 - 4,5) : (0,1 - 12) de préférence en maintenant un rapport de 1 :(3,8 - 4,0) : (0,3 -3,Z) et en tenant compte de ce qu'une teneur de plus de 12 gr de CLC3 par litre est indésirable.
Un tel rapport de poids des composan- tes principales de la solution peut être maintenu par exemple dans le cas où le chlorate à ajouter pour le complètement est lié à des cations ne formant pas de couche et qu'on l'introduit dans la solution de préférence sous forme de chlorate alcalin.
Si l'on applique les solutions sous forme de bains protec- teurs contre la r ouille dans lesquels les objets sont immergés, on les prépare de préférence d'une solution avec 160 - 170 gr Zn/1 et 600 -620 gr P2O5/1, par dilution à 30-70 points et on ajoute à ces solutions du chlorate,préférablement en quantités de 1,5 - 3 gr/1. Dans ce cas 1 point signifie que pour 10 cm3 de solution, avec de la phénolphtaléine comme indi- cateur,il faut employer I om3 n/IO de NaCH pour le titrage. Par conséquent,on a affaire à une dilution de 20 points lorsqu'il faut employer pour 10 om3 de solution 20 cm3 n/10 de NaOH.
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Ces bains sont complétés,sous maintien du nombre des points une solution de phosphate de la composition indiquée pour la préparation des bains, et on ajoute des quanti- tés telles d'une solution de chlorate aloalin que la teneur en fer du bain soit., maintenue basse et qu'elle ne dépasse préfé- rablement pas 0,1 gr/1: Dans ce cas,il est avantageux d'employer une quantité de chlorate aussi faible que possible,afin d'emp- cher un enrichissement aussi bien en chlorate qu'en chlorure,mais en cas d'un bain de par exemple 40 points il est désirable d'em- ployer une quantité minimum de 1,5 gr de 0103/1.
La concentration en zinc dans la solution du bain peut varier dans des limites relativement larges et peut être de I - 10 gr/l,de préférence de 2-5 gr/1.
Avec les bains décrits on peut obtenir des couches de phosphate à des températures de bain situées entre 60 et 97 C en un temps de traitement de I - 10 minutes.
Lorsqu'on emploie du chlorate comme agent oxydant et qu'on l'introduit,lors du complètement, à un état lié à un ca- tion qui n'est pas employé à la formation de la couche,par exemple sous forme de chlorate de sodium,le sodium introduit reste lié au chlorure formé en quantité équivalente du chlorate lors de l'oxydation du fer bivalent, ou f errosum, et de l'hydro- gène,et ne provoque pas de ohangement de la valeur du pH de la solution: Les quantités de zinc et de P2O5 nécessaires à la for- mation de la couche peuvent être introduites indépendamment de la quantité de chlorate et,en cas d'emploi d'une solution en renfermant du Zn et du P2O5, il est possible-de. maintenir constantes aussi bien la teneur en P2O5 que la teneur en Zn.
La quantité de chlorate sera variée suivant les besoins qui dépendent en première ligne des matériaux employés et de la nature de leut surface, une quantité minimum de 1,5 gr de 0103/1 étant nécessaire pour obtenir des couches foncées homogè-
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nes finement cristallines.
La concentration du bain est préférablement de 40 points, , mais elle peut être abaissée aussi à 20 points, ou être augmen- tée au-dessus de 40 points,la diminution du nombre des points faisant obtenir des couches minces, telles qu'elles sont dé- sirables Par exemple pour le traitement ultérieurs aux laques.
L'exemple ci-dessous montre une réalisation de l'invention:
Pour la préparation d'un bain de I litre, 30 cm3 d'une so- lution acide concentrée de phosphate de zinc ,renfermant 165 gr de Zn/1 et 610 gr de P2O5/l, ainsi que 6 cm3 d'une solu- tion de chlorate de sodium,renfermant 96 gr de Na et 349 gr de 0103/1 ,sont dilués pour donner I litre. Avant l'emploi de la solution du bain on chauffe pendant 1/3 heure à 97 C; Le rapport des points de la solution du bain est de 9,7 : 41 = 1:4,2 Avant chaque immersion ( = 400 cm2 de tôle) on complète jus- qu'au même nombre total de points par une addition de solution de phosphate de zinc et on ajoute,suivant les besoins,la. quan- tité nécessaire d'agents oxydants sous forme de solution de chlo- rate de sodium.
Même en cas de plus de 250 immersions,ce qui revient à 10 m2 de surface de fer par litre de volume de bain, la teneur en zinc et en P2O5 reste pratiquement constante. Dans le complètement du chlorate il s'agit d'éviter un enrichissement inutile en chlorate,parce que il peut en résulter un empoisonne- ment des bains,de sorte qu'ils diminuent en activité ou deviennent même inutilisables; ceci peut être atteint par des faibles additions de chlorate en quantités égales ou aussi variables.
REVENDICATIONS ============================
I) Procédé de phosphatisation de métaux au moyen de solutions de phosphate de zinc renfermant du chlordate, -carac- térisé en ce qu'on maintient un rapport de poids de Zn: P2O5: 0103 = 1: (3,5 - 4,5) : (0,1 - 12), de préférence de I :( 3,8 -4,0) : (0,3 - 3,2).
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"METHOD OF PROTECTION AGAINST RUST BY PHOSPHATISATION".
A process is known for producing a rust protective layer on iron and steel by treating with solutions of phosphoric acid and a mixture of oxygenated water and chlorate. potassium. Furthermore, it is known to add oxidizing agents to the phosphate solutions in order to shorten the treatment time. The most commonly used oxidizing agents in this case are nitrates, and processes have been developed which make it possible, by the use of supply or completely suitable solutions, to keep the phosphate baths containing nitrates active. almost unlimited.
If we use in solutions of this kind of chlorate instead of nitrate, it has been observed that this oxidizing agent ', - although giving the solutions a greater aggressiveness, of
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so that they can also phosphatize sheet materials which are difficult to attack by solutions containing nitrates, - however, besides this, presents considerable defects. Unlike nitrate, in the case of chlorate, when the latter exerts its function as an oxidizer, a reaction product is formed which remains in solution, mainly chloride.
Moreover, the chlorate itself, when it becomes enriched in the solution, acts in a poisonous manner on the solution, and so far no methods are known which made it possible to achieve, in case of use of chlorate, a duration of the baths such as that obtained, for example, for baths containing nitrates.
However, it has been found that it is possible to retain the advantages of the solutions of phosphates containing chlorate and also to retain the activity of the solutions, particularly of the solutions of zino phosphate, for almost a period of time. unlimited, when a certain ratio of Zn: P2O5: 0103 is maintained, namely within the limits of I: (3.5 - 4.5): (0.1 - 12) preferably while maintaining a ratio of 1: (3.8 - 4.0): (0.3 -3, Z) and taking into account that a content of more than 12 g of CLC3 per liter is undesirable.
Such a weight ratio of the main components of the solution can be maintained, for example, in the case where the chlorate to be added for the completion is bound to non-layer forming cations and is introduced into the solution. preferably in the form of alkali chlorate.
If the solutions are applied in the form of protective baths against the glass in which the objects are immersed, they are preferably prepared from a solution with 160 - 170 gr Zn / 1 and 600 -620 gr P2O5 / 1 by dilution to 30-70 points and to these solutions is added chlorate, preferably in amounts of 1.5 - 3 gr / l. In this case 1 point means that for 10 cm3 of solution, with phenolphthalein as an indicator, I om3 n / 10 NaCH must be used for the titration. Therefore, we are dealing with a dilution of 20 points when it is necessary to use for 10 om3 of 20 cm3 n / 10 solution of NaOH.
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These baths are completed, while maintaining the number of points, a phosphate solution of the composition indicated for the preparation of the baths, and such quantities of an aloalin chlorate solution are added that the iron content of the bath is. kept low and that it preferably does not exceed 0.1 gr / 1: In this case, it is advantageous to use as little chlorate as possible, in order to prevent enrichment both in chlorate than with chloride, but in the case of a bath of for example 40 points it is desirable to use a minimum quantity of 1.5 g of 0103/1.
The zinc concentration in the bath solution can vary within relatively wide limits and can be I - 10 g / l, preferably 2-5 g / l.
With the baths described, it is possible to obtain phosphate layers at bath temperatures between 60 and 97 ° C. in a treatment time of I - 10 minutes.
When chlorate is used as an oxidizing agent and introduced, on completion, to a cation bound state which is not employed in the formation of the layer, for example as chlorate of sodium, the sodium introduced remains bound to the chloride formed in an equivalent quantity of the chlorate during the oxidation of the bivalent iron, or errosum, and of the hydrogen, and does not cause any change in the pH value of the solution. : The quantities of zinc and P2O5 necessary for the formation of the layer can be introduced independently of the quantity of chlorate and, if a solution containing Zn and P2O5 is used, it is possible to . keep both the P2O5 content and the Zn content constant.
The quantity of chlorate will be varied according to the needs which depend primarily on the materials used and the nature of its surface, a minimum quantity of 1.5 gr of 0103/1 being necessary to obtain homogeneous dark coats.
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finely crystalline.
The concentration of the bath is preferably 40 points, but it can also be lowered to 20 points, or increased above 40 points, the decrease in the number of points resulting in thin layers, such as they are. desirable For example for subsequent treatment with lacquers.
The example below shows one embodiment of the invention:
For the preparation of a 1 liter bath, 30 cm3 of a concentrated acid solution of zinc phosphate, containing 165 g of Zn / 1 and 610 g of P2O5 / l, as well as 6 cm3 of a solution. tion of sodium chlorate, containing 96 g of Na and 349 g of 0103/1, are diluted to give I liter. Before using the bath solution is heated for 1/3 hour at 97 C; The ratio of the points of the solution of the bath is 9.7: 41 = 1: 4.2 Before each immersion (= 400 cm2 of sheet metal) one completes up to the same total number of points by an addition of solution of zinc phosphate and added, as needed, the. required amount of oxidizing agents in the form of sodium chloride solution.
Even in the event of more than 250 immersions, which amounts to 10 m2 of iron surface per liter of bath volume, the zinc and P2O5 content remains practically constant. In the filling of chlorate it is a question of avoiding an unnecessary enrichment in chlorate, because this can result in poisoning of the baths, so that they decrease in activity or even become unusable; this can be achieved by small additions of chlorate in equal or also varying amounts.
CLAIMS =============================
I) Process for the phosphatisation of metals using solutions of zinc phosphate containing chlordate, -characterized in that a weight ratio of Zn: P2O5: 0103 = 1: (3.5 - 4.5 is maintained ): (0.1 - 12), preferably from I :( 3.8 -4.0): (0.3 - 3.2).