CH320338A - Verfahren zur Bildung von nichtmetallischen Überzügen auf Metallen - Google Patents

Description

  Verfahren zur Bildung von nichtmetallischen     Überzügen    auf Metallen    Bei der Ausbildung von     nielitmetallisehen          Schieliten    auf     Metallgegenständen,    beispiels  weise von     Phosphatschichten    oder     Oxalat-          schiehten    aus     wässrigen    Lösungen, ist es ent  weder     üblich,    die Gegenstände in Bäder     einzu-          tauelien,    die die chemische Lösung enthalten,

    oder die     Gegenstände    innerhalb einer     Spritz-          anlage    mit der betreffenden chemischen     Lö-          snn.-        zii    bespritzen. Die überschüssige     Lö-          snng,    die dabei von den Gegenständen ab  tropft, wird gesammelt, und, gegebenenfalls  nach     Re--enerierung,    wieder verspritzt.

   In den  meisten Fällen werden sowohl bei dem     Taueh-          als        aueli    bei dem Spritzverfahren heisse     Lö-          siinl,yen    verwendet, um den     Vorgang    der     CTber-          zugsbildung    zu beschleunigen.  



  Es gibt nun einerseits Gegenstände, die sich  für das     Einta.uehen    in Behälter nicht eignen,  sei es beispielsweise, dass sie zu sperrig oder       class    sie bereits eingebaut und dadurch mit  andern Teilen, die mit der Lösung nicht be  handelt werden dürfen, verbunden sind und  nietet erst     aus-ebaut        -werden    sollen.

   Ander  seits treten solche Aufgaben der Bildung eines       Schutzüberzuges    oder eines Überzuges, der       uls        Hafl:,u-undlage    für einen Lacküberzug die  nen soll, auch in Betrieben nur gelegentlich  auf, so dass dort die Aufstellung einer um  fangreichen, kostspieligen Apparatur zur     Auf-          bringung    solcher     I'berzüge    nicht lohnt. Man  hat     aueli    bereits diese chemisch wirksamen,    einen Überzug bildenden Lösungen durch  Aufbürsten aufgebracht.  



  Anderseits hat man auch schon Lösungen,  die zur Entrostung dienten, beispielsweise       Phosphorsäurelösungen,    . mit einem     Verdik-          kungsmittel    versehen und mit einer Spritz  pistole auf den zu entrostenden Gegenstand  aufgespritzt.

   Die Lösungen, die beispiels  weise mit Hilfe von     Bentonit    verdickt waren,  blieben dann auf dem zu entrostenden Ge  genstand, bis die Säure den Rost gelöst hatte,  und dann wurde der abgelöste Rost zusam  men mit dem Verdickungsmittel und den Re  sten der Lösung abgebürstet oder abgewaschen  Die vorliegende Erfindung betrifft ein  Verfahren zur Herstellung von nichtmetalli  schen Überzügen auf Metallen mit Hilfe von  auf chemischem Wege     überzugsbildenden    Lö  sungen, das dadurch gekennzeichnet ist,

   dass  Lösungen mit einem Zusatz eines wasserlös  lichen Verdickungsmittels auf die mit einem  Überzug zu versehene Metalloberfläche auf  gebracht und nach     Überzugsbildung    die Reste  der Behandlungslösung mit einem     wässrigen     Spülmittel abgespült werden.

   Die Erfindung  beruht auf der allgemeinen Feststellung, dass  Lösungen, die zur chemischen     Überzugsbil-          dung    auf Metalle befähigt sind, diese Überzüge  in mindestens gleicher Qualität auch aus  bilden, wenn sie durch geeignete Stoffe in  ihrer Viskosität so weit erhöht worden sind,      dass sie beim Aufspritzen auf die Metallober  fläche, auch wenn diese nicht horizontal liegt,  von ihr nicht ablaufen, sondern mindestens  so lange auf der Oberfläche verbleiben, bis  die     Überzugsbildung    stattgefunden hat.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren eignet  sich insbesondere zur Erzeugung von     Phos-          phatüberzügen    auf Metallen. Zur Erhöhung  der Viskosität können ganz allgemein solche  Stoffe verwendet werden, die die     Schichtbil-          dung    selbst nicht stören und die anderseits  auch keine Bestandteile enthalten, die nach  träglich von der gebildeten Schicht mit der  Gefahr der Beschädigung derselben entfernt  werden müssten.

   Hierbei wird vorteilhaft die  Lösung nur so weit verdickt, dass das Ab  laufen von der zu behandelnden Oberfläche  verhütet ist und anderseits vorzugsweise die  Lösung noch möglichst dünnflüssig und leicht  und gleichmässig     verspritzbar    bleibt.     Vor-          ziigsweise    wählt man wasserlösliche bis stark       quellbare    Produkte, beispielsweise ausser den       Zelhiloseäthern        Alginate,        Gummiarabikum,     Gelatine. Die wasserlöslichen Produkte haben  den Vorteil, dass die Reste der Lösung, die ins  besondere aus den Verdickungsmitteln be  stehen, leicht mit Wasser     abspülbar    sind.  



  Bei der Wahl des Verdickungsmittels muss  darauf geachtet werden, dass es den chemi  schen Prozess der     Überzugsbildung    nicht stört  und auch die Diffusion der chemisch wirk  samen Komponenten der Lösung nicht zu sehr  hemmt, wenn die     überzugsbildung    in nicht       allzulanger    Zeit erfolgen soll.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren kann  sowohl mit     Phosphatierungslösungen    als auch  mit Lösungen, die     Oxalatschichten    oder  Schichten anderer organischer oder anor  ganischer Salze bilden, durchgeführt wer  den. Bei der Herstellung von beispielsweise       Chromatschichten    ist zu beachten, dass keine  störende Nebenreaktionen zwischen dem     Chro-          mat    und dem Verdickungsmittel stattfinden.  



  Zur     Bildring    von     Phosphatüberzügen    auf  Metallen kann man beispielsweise eine     Phos-          phatlösung,    die 0,01 bis     \?        Gew.%    eines wasser  löslichen     Zelluloseäthers    enthält, der in der    Lösung beständig ist, auf die zu überziehende  Metalloberfläche aufspritzen oder aufbürsten.

    Diese Lösungen bleiben auf der     zii    behandeln  den Oberfläche haften, ohne abzufliessen und  bilden den     erwünsehten        Phosphatüberzug,    wie  er in den üblichen     Phosphatierungsverfahren     im Tauch- oder Spritzverfahren erhalten wird,  ohne     solehe        Rüekstä.nde    zu hinterlassen, die  nicht durch ein einfaches Abspülen mit Was  ser entfernt werden könnten. Der besondere  Vorteil dieses     vorgesehlagenen    Verfahrens be  steht darin, dass es sieh mit einfachsten Mit  teln     durehführen    und anwenden lässt.

   Bei  spielsweise kann man diese durchaus flüs  sigen,     zellulose-ätherhaltigen        Phosphatierungs-          lösungen    mit eurer einfachen Spritzpistole oder  mit einer Bürste auch auf grossflächige Gegen  stände auftragen und nach kurzer Einwir  kungszeit die Reste der Lösung abspülen, wo  bei man einen     Phosphatüberzug    erhält, wie  man ihn besser nicht in den technisch voll  kommensten grossen Spritzanlagen oder in  Tauchverfahren erhalten kann.

   Dieses Ver  fahren eröffnet also nicht nur den     Phosphatie-          rungsverfa.hren    neue Anwendungsgebiete bei  gleichbleibender     CTüte    der ausgebildeten     Phos-          phatschicht,    sondern es ermöglicht auch, Teile,  die auch bisher schon in den bekannten     Tauch-          und    Spritzanlagen     phosphatiert    werden konn  ten, ohne solche     umfan-reiche    oder kost  spielige Anlagen gleichwertig zu     phospha-          tieren.     



  Die     Aufbringung    von     niehtmetallischen     Schichten nach dem erfindungsgemässen Ver  fahren erfolgt vorzugsweise nach     vorheriger          gründlieher        Reinigung    der Oberfläche. Ins  besondere ist eine sorgfältige Entfettung er  wünscht, beispielsweise durch Behandeln mit       organisehen        Pettlösemitteln,    wie Leichtbenzin,       Trichloräthclen,    Spiritus oder Methanol. Sind  die Teile verrostet, so ist eine vorherige Ent  fernung des Rostes erforderlich.

   Es ist hier  bei weniger geeignet, diese Entrostung durch       Beizsäuren    vorzunehmen, da auf gebeizten  Oberflächen auf die erfindungsgemässe Weise  nur     schwer    brauchbare Überzüge erhalten wer  den. Vorzugsweise werden daher die     An-          rostungen    durch Bürsten oder Abreiben mit      Stahlwolle, Schleifen oder durch Sandstrahlen  entfernt.  



  Das Aufbringen der erfindungsgemässen  Lösungen kann beispielsweise mit einer nor  malen Lackspritzpistole durchgeführt werden,       vorzugsweise    mit einem     Spritzdruck    von 2 bis  3 atü. U     m    gleichmässige Überzüge zu erzielen,  ist es vorteilhaft,     die    zu behandelnde Ober  fläche gleichmässig und schnell zu besprühen.  Es ist besonders vorteilhaft, die Lösungen so  anzusetzen, dass eine Einwirkung von etwa       \?0        Sekunden    bis 5 Minuten zur     Sehichtbil-          clung    führt.

   Es ist dafür zu sorgen, dass die       Lösun    - während dieser Einwirkungszeit nicht  eintrocknet; gegebenenfalls kann man noch  einmal Lösung     nachsprühen,    insbesondere an  der     Oberkante    senkrechter Teile.  



  Besonders vorteilhaft ist es, den Zusatz der       Verdiekungsmittel    so zu wählen, dass die Vis  kosität der Lösung, gemessen mit einem in  der     Viskositätsmessung    der     Lackindustrie    übli  chen     Fordbecher    mit einer     Ausflussöffnung     von 4 mm, 12 bis 20 Sekunden     Ausflusszeit          beträgt.     



  Nach erfolgter     Überzugsbildung    werden die       Reste    der Lösung von der Oberfläche abge  spült. Hierzu wird vorzugsweise kaltes Was  ser oder auch eine     wässrige    Lösung, beispiels  weise eine     PhosphorsäLtre-Chromsäure-Lösung          i    in     üblicher    Konzentration,     verwendet.    Nach  dem Abspülen ist es erwünscht,     da.ss    die Ober  fliichen innerhalb von etwa 5 bis 10 Minuten  trocknen. Dieser     Trocknungsvorgang    kann  unterstützt werden, beispielsweise durch     An-          wendun;>    von Pressluft oder von Heissluft.

    i  Besonders vorteilhaft ist eine     TroeknLingstem-          peratur    von 120  C.  



  Soll anschliessend lackiert werden, dann ist  hierbei ähnlich wie bei den bekannten     Phos-          o        pliatierungsverfahren    zu verfahren, und es ist  wie bei den übrigen bekannten Verfahren er  wünscht, bei eisernen Oberflächen mindestens  eine     flrundlackierung    bald aufzubringen.  



  Es ist, bereits bei der Lackierung von Ober  s     flächen    bekannt, ein     elektrisches    Feld zur       Unterstützung    der     Lackabscheidung    zu ver  wenden. Auch beim Aufspritzen von über-         zugsbildenden    Lösungen, die erfindungsgemäss  ein Verdickungsmittel enthalten, ist die An  wendung eines elektrischen Feldes anwend  bar und führt zu einer Abkürzung der     Spritz-          zeit.    Hierbei ist es besonders günstig, die Ab  scheidung in einem elektrostatischen Feld mit  Hilfe eines rotierenden Zerstäubers vorzu  nehmen, von dem vernebelte schichtbildende  Lösung in Form einer Wolke ausgesandt wird.

    Beispielsweise eignet sich eine Spritzpistole,  die einen schnell rotierenden     Zerstäuberkopf     und eine ringförmige oder ringähnliche     Trä-          gergasquelle    in solcher Entfernung vom     Zer-          stäuberkopf    besitzt, dass die     Randzerstäu-          bungszone    umgelenkt und die zerstäubte Be  handlungsflüssigkeit als Wolke gleichmässig       vorwärtsbewegt    wird.  



  Die Erfindung sei an einigen Beispielen  erläutert         Beispiel   <I>2</I>  Es wird eine     wässrige    Lösung hergestellt,  die im Liter folgende Bestandteile enthielt:  50 g Zn  40 g     P205     60 g N03  1.7 g     C103     7 g     Na20    und         Cxummiärabikum    in solcher Menge, dass die  Viskosität der     wässrigen    Lösung, gemessen mit  einem     Fordbecher    mit 4 mm     Ausflussöffnung,     eine     Ausflusszeit    von 15 Sekunden ergibt. Bei  einem handelsüblichen festen Produkt sind  hierzu etwa 20 g     CTLimmiarabikum    erforder  lich.  



  Die Lösung wird auf rostfreie entfettete  Eisen- oder Stahloberflächen bei Zimmer  temperatur mittels einer Spritzpistole so auf  gespritzt, dass die Oberfläche     gut    und gleich  mässig befeuchtet ist. Nach 2 bis 3 Minuten       Einwirkungszeit    wird mit kaltem Wasser oder  einer kalten     wässrigen    Lösung, die 0,05 bis       0,1 lo        Chromsäure-Phosphorsäure    enthält, ab  gespült und mit Pressluft getrocknet.  



  Die erzielte Oberflächenschicht ist von  gleicher Qualität wie die, die mit der gleichen  Lösung ohne Zusatz von     GLimmiarabikum    im      Tauchverfahren bei Raumtemperatur in etwa  der gleichen Zeit erhalten wird.  



       Beispiel   <I>2</I>  Es wird eine     wässrige    Lösung hergestellt,  die im Liter enthielt:  220 g     Na2Cr207     15 g     H2S0.1    und       Methylzellulose    in einer Menge, dass die Vis  kosität der Lösung, gemessen mit einem Ford  becher mit 4 mm     Ausflussöffnung,    eine     Aus-          flusszeit    von 13 bis 15     Sekunden    ergibt.  



  Mit dieser     wässrigen    Lösung werden reine  Zinkoberflächen bespritzt, nach 10 bis 30  Sekunden mit kaltem Wasser abgespült und  anschliessend getrocknet. Man erhält einen  gleichmässigen gelben Überzug mit gutem  Korrosionsschutz und Hafteigenschaften für  nachträgliche Lackierung.  



  <I>Beispiel 3</I>  Bei der Herstellung von Autokarosserien  kommt es vor, dass beim Schleifen der     phos-          phatierten    und     tauchlackgrundierten    Karos  serien die Karosserieoberfläche bis auf den  metallischen Grund     durchgeschliffen    wird. Da  durch wird der Korrosionsschutz dieser Stellen  bei nachträglicher Lackierung, verglichen mit  der nicht     durchgeschliffenen    Karosserieober  fläche, erheblich herabgesetzt.

   Diese Fehl  stellen wurden mit der Spritzpistole mit einer  Lösung, die im Liter  
EMI0004.0016     
  
    30 <SEP> bis <SEP> 50 <SEP> g <SEP> Zn
<tb>  25 <SEP> " <SEP> 40 <SEP> g <SEP> P205
<tb>  50 <SEP> " <SEP> 60 <SEP> g <SEP> N03
<tb>  10 <SEP> " <SEP> 12 <SEP> g <SEP> C103
<tb>  5 <SEP> " <SEP> 10 <SEP> g <SEP> Na20
<tb>  3 <SEP> " <SEP> 10 <SEP> g <SEP> Methylzellulose       enthielt, bespritzt und nach zwei Minuten mit  kaltem Wasser abgespült und getrocknet. Es  ergab sich, dass bei nachträglicher Lackierung  nunmehr die     durchgeschliffenen    und gemäss  Erfindung     nachphosphatierten    Stellen an der  Karosserieoberfläche von gleicher Lackhaftung  und von gleichem Korrosionsschutz waren wie  die in üblicher Weise lackierte Karosserie.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von nichtmetal lischen Überzügen auf Metallen mit Hilfe von auf chemischem Wege überzugsbildenden Lö sungen, dadurch gekennzeichnet, dass Lösun gen mit einem Zusatz eines wasserlöslichen Verdickungsmittels auf die mit einem Überzug zu versehende Metalloberfläche aufgebracht und nach Überzugsbildung die Reste der Be handlungslösung mit einem wässrigen Spül mittel abgespült werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Verdickungs mittel Zelluloseäther verwendet werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da clureh gekennzeichnet, dass als Verdickungs mittel Gummiarabikum verwendet wird.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Verdickuno.s- mittel Alginate verwendet werden. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Verdickungs mittel Gelatine verwendet wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Lösungen mit. einer solchen Viskosität verwendet werden, dass die Ausflusszeit der- Behandlungslösung im Ford- beeher mit 4 mm Ausflussöffnung 12 bis 20 Sekunden beträgt.. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Behandlungs lösung mit Hilfe einer Spritzpistole auf die mit dem Überurig zu versehende Metallober fläche aufgespritzt wird. 7. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Aufbringung eine Spritzpistole verwendet wird, die einen schnell rotierenden Zerstäuberkopf und eine ringförmige oder ringähnliche Trägergasquelle in solcher Entfernung vom Zerstäuberkopf be sitzt, dass die Randzerstäubungszone umge lenkt und die zerstäubte Behandlungslösung als Wolke gleichmässig vorwärtsbewegt wird. B.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Reste der Be- handlungslösung mit Wasser abgespült wer den. 9. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Reste der Be handlungslösung mit einer wässrigen Lösung abgespült werden. 10. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Aufbringung des Überzuges unter Mitwirkung eines elektro statischen Feldes erfolgt.