CH333534A - Process for producing a phosphate coating on metal wire or strip - Google Patents

Process for producing a phosphate coating on metal wire or strip

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CH333534A
CH333534A CH333534DA CH333534A CH 333534 A CH333534 A CH 333534A CH 333534D A CH333534D A CH 333534DA CH 333534 A CH333534 A CH 333534A
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CH
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wire
metal wire
phosphate
coating
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Frank Wilkinson Cyril
Henry Jenkins Herbert Arthur
Thomas Lake Leslie
Victor Radcliffe Stanley
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Metallgesellschaft Ag
Parker Ste Continentale
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C22/08Orthophosphates
    • C23C22/12Orthophosphates containing zinc cations
    • C23C22/14Orthophosphates containing zinc cations containing also chlorate anions

Description

  

  Verfahren zur     Herstellung    eines     Phosphatüberzuges    auf Metalldraht oder -band         1_,'ewölin.licli    stellt man     Phosphatüberzüge     auf     i'4letalldrähten    dadurch her, dass man  einen Drahtbund in ein. Bad einer heissen       Phosphatierung;slösung        eintaucht.    Etwa 10       :Minuten    sind erforderlich, um einen     Überzug     aufzubringen, der das anschliessende Ziehen  des Drahtes in befriedigender Weise erleich  tert.

   Die     Cberzüge    sind jedoch     rieht    gleich  mässig, da auf dem Drahtring blanke Stellen  entstehen können durch die Berührung der  einzelnen Drahtwindungen und die     1''berdek-          kung    derselben, insbesondere in der Mitte     des     1     >ralitbundes.    Das     1lindurehdringen    der     Lö-          snngr    in das Innere des Drahtbundes ist.     un-          zureichend    und die Lösung wird im Innern  des Drahtbundes     überbeansprucht    und ver  armt zu stark.

   Dies führt, dazu, dass im       1n        riern    schlechtere     Überzüge    entstehen im     Ver-          Uleieh    zu den äussern Windungen.  



  Es ist. bekannt, dass     Phosphatüberzüge,    die  durch Aufspritzen der     Phosphatlösung    auf       eine        ;1Tetalloberfläehe    gebildet werden, bei  spielsweise auf     Karosserieteile,    in viel kürzerer  Zeit. ausgebildet werden, d. h. etwa in 1       Minute.     



  Es wurde gefunden, dass     Phospha.tüber-          züge    auf bewegtem Draht oder     #vIetallstreifen          cliirell        sehr    kurzzeitiges Eintauchen gebildet    werden können. Gemäss der Erfindung wird  ein Metalldraht oder -band kontinuierlich in  axialer Richtung durch eine     Phosphatierungs-          lösung,    die Beschleuniger enthält und eine  Punktzahl von mehr als 30 besitzt, hindurch  geführt. Die Punktzahl der Lösung entspricht  der Anzahl     em3   
EMI0001.0041  
   Natronlauge, die erforder  licb ist, um 10     em3    der     Überzugslösung    mit.

         Phenoiphthalein    als Indikator zu neutrali  sieren.  



  Wenn zu viel Beschleuniger in der Lösung  vorhanden ist, so werden Überzüge von unge  nügender Stärke erhalten. Überzüge, die aus  solchen Lösungen aufgebracht, sind, schliessen  einen weissen, körnigen Schlamm oder Staub  in sieh ein oder sind mit. diesem bedeckt.  Wenn anderseits die Konzentration des Be  schleunigers zu niedrig ist, dann kann der  Draht anstelle des     erwünschten    kristallinen  Überzuges einen amorphen, oft bläulichen       Überzug    aufweisen.  



  Die Lösungen enthalten vorzugsweise Chlo  rat als Beschleuniger und die erforderliche  Beschleunigung wird vorzugsweise erhalten  bei Verwendung von Lösungen, wie sie im  DBP Nr. 856544 verwendet werden. Diese Lö  sungen sind     Monophosphatlösungen,    die Chlo-      rat, oder ein Gemisch von einem Chlorat und  einem Nitrat als Beschleuniger enthalten und  bei denen die Gehalte an Phosphat, berechnet  als     P.05,    Chlorat, berechnet als C103, und  Nitrat, berechnet als     N03,    so gewählt sind,  dass das Verhältnis  
EMI0002.0003     
    zwischen 0,3 und 0,6 liegt.  



  Gewöhnlich bringt man einen Phosphat  überzug auf Draht auf, um das nachfolgende  Kaltziehen zu erleichtern. In     Drahtziehereien     wird der Draht gewöhnlich mit hoher G     e-          schwindigkeit    bewegt. Bisher traten Schwie  rigkeiten auf, auf dem bewegten Draht einen  Überzug auszubilden. Es ist bekannt, dass  beim Ziehen ein Überzug von Kalk oder Bora  vorteilhaft ist. Zweckmässig wird eine solche  Behandlung mit Kalk oder Borax nach der  Aufbringung des     Pbosphatüberzuges    durch  geführt. Diese geschieht entweder dadurch,  dass man den Draht aufwickelt und den  Drahtbund in die Lösung eintaucht oder da  durch, dass man den Draht kontinuierlich  durch ein Bad     hindurchführt,    das die Lösung  enthält.

   Wenn der Draht einige Zeit gelagert  werden soll, bevor er kalt verarbeitet oder  einer andern Behandlung unterzogen wird,  dann empfiehlt es sich, den Draht in kaltem  Wasser zu spülen unmittelbar nach der Auf  bringung des     Phosphatüberzuges,    weil ein  nicht gespülter Draht zum Rosten neigt,  Ein befriedigender     Phosphatüberzug    kann  auf den Draht in 15 Sekunden oder noch  kürzer aufgebracht werden, wenn der Draht  kontinuierlich durch eine     Beizlösung    läuft,  bevor er durch die     Phosphatierungslösung    ge  führt wird. Wenn man Draht auf diese Weise  überzieht, wählt man vorzugsweise eine Punkt  zahl der Lösung zwischen 60 und 80.

   In den  üblichen     Phosphatierungslösungen,    die zur  Ausbildung von Überzügen auf metallischen  Oberflächen benutzt werden, ist die Punkt  zahl gewöhnlich in der Grössenordnung von  20, wenn auch Punktzahlen von 40 gelegent  lich angewandt werden.    Es wird     angenommen,    dass der Ü     berzug     sich deshalb in besonders kurzer Zeit. ausbil  det, weil die frisch gebeizte Oberfläche durch  das schnelle     Hindureliziehen    des Drahtes oder  Bandes durch die Lösung in schnellem     Weeh-          sel    mit. immer neuer     Phosphatierungslösung     in     Berührung    gebracht wird.

   Wie dem auch  sei, so ist es doch überraschend, dass der Über  zug in noch kürzerer Zeit gebildet werden  kann als ein im.     Spritzverfahren        aufgebrachter     Überzug.  



  Den Draht kann man beispielsweise zuerst  in mehreren Strängen kontinuierlich mit einer  Geschwindigkeit von etwa 18,3     ni/hIin.    durch  einen     Anlassofen    und durch     einen    kurzen Be  hälter mit Wasser zur Kühlung des Drahtes       hindurchleiten    in den     Beizbehälter.    Die     Beiz-          lösung        kann        beispielsweise        eine        kalte        10        %        ige          Salzsäurelösung    sein.

   Führungsrollen, um die  der Draht läuft, werden so angeordnet, dass  der Draht in der     Beizlösung    etwa 1. Sekunde  eintaucht. Dann kann der Draht durch einen  Abstreifer laufen., über den vorzugsweise Was  ser     hinwegfliesst,    um kohlenstoffhaltige Ver  unreinigungen zu entfernen und dann durch  einen weiteren Behälter, der Wasser zum Wa  schen des Drahtes enthält,     hindurchgeleitet     werden. Dann erst. tritt. der Draht in die       Phosphatlösung    ein, die so angeordnet wird,  dass der Draht in ihr etwa 7 Sekunden ein  taucht. Der Behälter kann<U>lang</U> gestreckt, eben  und flach gewählt werden. Anschliessend soll  der Draht nochmals durch kaltes Wasser  zwecks Spülung hindurchgeführt. werden.

   Nun  kann ein     Überzug    von. Kalk oder Borax auf  dem sieh weiter bewegenden Draht.     dadurch     aufgebracht werden, indem dieser durch ein  geeignetes Bad etwa 1 Sekunde hindurchläuft.  Der Draht kann dann dadurch getrocknet  werden, indem er durch einen Trockenofen  hindurchgeführt wird. Damit ist der Draht  fertig vorbereitet für das Kaltziehen und kann  direkt in die Düse     eingeführt    oder zunächst  aufgewickelt werden, bis er gezogen werden  soll.  



  Wenn der Überzug auf dein Draht in weni  ger als 15 Sekunden ausgebildet werden soll,  weil er mit grösserer Geschwindigkeit bewegt      oder     weil    er schneller benötigt wird oder weil       Schwierigkeiten    bestehen, einen befriedigen  den     überzug    auf einem speziellen Stahl zu  erhalten, dann kann man den Draht erhitzen,  wenn er aus der     Phosphatierungslösung    kommt  und einen Film dieser Lösung mitführt. Hier  durch wird die     Überzugsbildung,    die während  des     Hindurchlaufens        durch    die Lösung     ein-          0.e.setzt    hat, vervollständigt.

   Es ist anzunehmen,  dass es erforderlich ist, dass bei der Anfangs  be     handlung    des Drahtes Kerne für die     voll-          ständi,-e    Ausbildung des Oberzuges beim     Er-          liitzengebil.det    werden. Es ist dabei     erforder-          1    ich, dass der aus der     Lösung    vom Draht mit  geführte     Lösungsfilm    gleichmässig ist.  



  Das Erhitzen kann dadurch bewirkt wer  den, dass der Draht durch eine Gasflamme       liindurch,),efiilirt    wird, beispielsweise einen  Bunsenbrenner. Man kann den Draht auch  dadurch erhitzen, dass     nian    ihn durch eine       1-loelifrequenzinduktionsspule    führt.. In     die-          seni    Fall tritt die Erhitzung an der Luft ein,  was die     Überzugsausbildung    bei der für die       Ven-ollständigung    des Überzuges     erforder-          1iehen    Temperatur nicht beeinträchtigt.

   Es ist  jedoch erwünscht, während des     Erhitzens     stark     oxy        dierende    oder stark reduzierende     Be-          din_#"ungren    zu vermeiden. Nenn der Draht  erhitzt werden soll, dann wählt man vorzugs  weise die Punktzahl der Lösung zwischen 50  und<B>80.</B>  



  Als Kation wählt, man in der Phosphat  lösung vorzugsweise Zink und hält die Lösung       !)ei    oder in der Nähe ihrer     Gleichgewichtstem-          perat.ur,    d. h. der Temperatur, bei der das       primäre    Metallphosphat und die in der     Lö-          sung    enthaltene freie Phosphorsäure sich im       eheinischen        Gleiehgewieht    mit den     schwerlös-          liclien    sekundären und tertiären Metallphos  phaten als     Bodenkörper    befinden.

   Das Ver  liältnis     von    primärem Metallphosphat und  freier Phosphorsäure in der Lösung wählt  man vorzugsweise so, dass das chemische       (?leichgewicht    bei einer     Badtemperatur    im Be  reich von 77 bis 82  liegt. Bei den vorzugs  weise verwendeten Lösungen kommen Tempe  raturen von     etwa.    77  in Betracht.    Beim Drahtziehen hängt das erforderliche  Schichtgewicht ab vom Draht und den Zieh  bedingungen. Im allgemeinen eignen sich  Schichten mit einem Schichtgewicht von etwa  65     mg/din2,    obgleich Schichtgewichte von nur  23     mg/dm2    oder auch 93     mg/dm?    brauchbar  angewandt     @    werden können.

   Das Schichtge  wicht kann erhöht werden durch Zusatz von  0,1 bis     0,21/o    einer     Poly-a-aminocarbonsäure     oder von 0,02 bis     0,081/o    eines löslichen Kup  fersalzes.         Einige    Metalle erfordern ein höheres       Schichtgewicht    wie andere, die mit der glei  chen Lösung behandelt wurden. Es kann er  forderlich. sein, Drähte verschiedener Zusam  mensetzung in der gleichen Anlage zu behan  deln.

   Man kann dann das     gewünschte    Schicht  gewicht durch Einstellung der Geschwindig  keit, mit der der Draht durch die Lösung hin  durchbewegt wird, erreichen, oder durch Ein  stellen der Punktzahl der Lösung oder     evtl.     durch Erhitzen des aus der     Phosphatierungs-          lösung    kommenden Drahtes.  



  Der Verbrauch an Chemikalien zur Aus  bildung eines Überzuges von bestimmtem  Schichtgewicht nach dem erfindungsgemässen  Verfahren ist niedrig.  



  Mit andern Worten-. Die Leistungsfähig  keit des Verfahrens ist grösser als bei gewöhn  lichen. Verfahren.  



  Der Austrag wird beschränkt auf den  gleichmässigen Lösungsfilm, der vom Draht  beim Heraustreten aus der Lösung gleich  mässig hinausgeführt wird. Dieser ist gerin  ger als die grossen Lösungsmengen, die beim  Herausnehmen eines Drahtbundes aus der Lö  sung entnommen werden. Die hohe Leistungs  fähigkeit wird zum Teil dadurch erreicht, dass  der gleichmässige Film, der auf dem Draht  herausgenommen wird, zur Vervollständigung  der     L-berzugsbildung    ausgenutzt wird. Ein  weiterer Vorteil besteht darin, dass ausser dem  Schlamm, der durch die gewöhnliche thermi  sche Dissoziation gebildet wird, wie sie allen       Phosphatierungsverfahren    eigen ist, keine  Abfallprodukte gebildet werden.

   Die einzige  Schlammbildung, die eintritt, ist diejenige      während der kurzen Zeit der Behandlung des  Drahtes in der Lösung.  



  Das Verfahren sei anhand einiger Bei  spiele erläutert:       Beispiel   <I>1</I>  Die     Phosphatierungslösung    hatte folgende  Zusammensetzung  
EMI0004.0003     
  
    48,4 <SEP> g/1 <SEP> P04
<tb>  11,4 <SEP> g/1 <SEP> C10.,
<tb>  2,0 <SEP> g11 <SEP> N03
<tb>  3,2 <SEP> gil <SEP> Na
<tb>  13,6 <SEP> g/1 <SEP> Zn       Die Punktzahl der Lösung betrug 80 und  die Lösung wurde zwischen 82 und 88  gehal  ten.

   Zwei Sätze Stahldraht von 1 mm     z    und       einem        Kohlenstoffgehalt        von        etwa        0,65%        C          wurden    darin behandelt, wobei sie     kontiiniier-          lich    mit einer Geschwindigkeit von 0,30     m/Sek.     in axialer Richtung durch das Bad bewegt       wurden    und dabei durch den     Anlassofen,    die       Beizlösung    und die übrigen vorstehend be  schriebenen Verfahrensstufen hindurchge  führt wurden.

   Der Draht taucht 13 Sekunden  in das Bad ein. Zwei Drahtsätze, die in dieser  Weise behandelt waren, wurden mit einer  Endgeschwindigkeit von 600 bis 825     m/Min.     nass gezogen, wobei sie in 10 Zügen bis zu  einem Enddurchmesser von 0,42 mm verformt  wurden.  



  Zwei weitere Drahtsätze, die nicht gebeizt  waren,     wurden    auch durch die     Phosphatie-          rungslösung    geschickt mit einer     Geschwindig-          keit,    die eine     Eintauchzeit    von 13     Sekunden     ergab. Nach dem Verlassen der Lösung wurde  der Draht durch die Flamme eines Bunsen  brenners     hindurchgeschiekt,    um die     1''berzugs-          bildung    zu vervollständigen und den Draht  zu trocknen. Der Draht wurde sofort durch  eine Lösung geschickt, die etwa<B>P /a</B> Borax  enthielt und durch Überleiten über eine  Dampfschlange getrocknet.

   Zwei Drahtsätze,  die in dieser Weise behandelt wurden, wurden  nass gezogen mit einer     Endgeschwindigkeit     von 600 bzw. 815 m in der Minute und ergaben  in 10 Zügen einen Enddurchmesser von  0,42 mm. Die Ergebnisse waren in beiden  Fällen so befriedigend, als ob der Draht    durch Eintauchen von Drahtbunden in ein  Bad während 5 bis 10     -Minuten    mit dem.       Cberzug        versehen    worden wäre.  



       Beispiel     Bei diesem Versuch war die     Pliosphat-          lösung    die gleiche wie in     Beispiel    1. Ein Draht       mit        0,5%        Kohlenstoffgehalt.        wurde        normali-          siert,    in kalter     Salzsäure         < gebeizt    und zur Ent  fernung von     kohlenstoffhaltigcrn    Material  durch einen     -Ibstreifer    laufen     gelassen,

      über       den    Wasser     fliessengelassen    wurde. Es wurde  dann in Wasser     gespült    und     kontinuierlieli     durch eine     Phospliatlösung    mit einer     Ce-          seliwindigkeit    von 0,30     in/Sek.    in axialer     Ricli-          tun        g    hindurchgeleitet, so dass er<B>1.1.</B>     Sekunden     im Bad eintauchte.

   Der Draht wurde dann  an der     Luft    6     Sekunden    trocknen gelassen,  mit.     Wasser    gespült und durch eine siedende       Boraxlösung    geleitet. Er wurde in einem Ofen  getrocknet und     aufgewickelt.    Zwei Sätze des  Drahtes, der einen     -e        von    0,9     111m    besass, wur  den dann nass in 10 Zügen mit einer Ge  schwindigkeit von     8'35        in'-Min.        o-ezofgen,    im  einen Fall bis zu     einem        Enddurehniesser    von  0,31 min, im andern Fall von 0,23 111111.

           Beispiel   <I>3</I>  Es wurde eine     Phospliatlösun;-    hergestellt.  durch Zusatz von<B>120</B> g     Zinkoxvd,   <B>375</B> g Phos  phorsäure zu 1000     g    Wasser.     70g    dieser Vor-.       ratslösung    wurden in 1 Liter verdünnt und  0,5 g     Natriumnitroplieiiolsulfonat    zugesetzt.  Die     Lösungy    hatte 40 Punkte.

   Stahldraht wurde  10 Sekunden     durch    kontinuierliches     Durch-          leiten    in axialer     Riclitiiiig    darin behandelt  und dann, wie in Beispiel 1 beschrieben,     -e-          trocknet.    Es entstand ein sehr feinkristalliner,       brauchbarer        Überzu-.     



       Beispiel   <I>1</I>  Eine     Pliospliatlösuiig-    wurde     hergestellt    aus  725 g Zinkoxyd, 730 g Salpetersäure vom spe  zifischen Gewicht 42      B & ;    2400 g     751/     o     ige     Phosphorsäure, aufgefüllt     finit    Wasser     zii     einem     Gesamtgewicht        von        5.100    g.

   70 g dieser       Vorratslösung    wurden auf 1 Liter     verdünnt     und<B>1,5</B> g N     atriumnitrit        ziige.5etrt.    Die     Lösuiiri         hatte     .10    Punkte. Stahldraht wurde in dieser  Lösung bei 70  durch kontinuierliches Durch  leiten in axialer Richtung 10 Sekunden behan  delt und dann getrocknet.. Der Draht hatte  einen sehr dünnen, kristallinen     Überzug,    der  das Kaltziehen des Drahtes erleichtert.  



  <I>Beispiel, 5</I>       1:s    wurde eine     L        berzugslösung        leergestellt     durch Zusatz von 10 g primärem     Zinkphos-          pliat    und 5     Nitrogiiaiiidin    zu 1.0 g Wasser.       He    Lösung \ hatte eine Punktzahl von 40.

         Stalildrallt    wurde in der     Kälte    15 Sekunden       durch    kontinuierliches     Durchleiten    in axialer       Rieht.ung    in die Lösung     eingetauellt    und dann,  wie in Beispiel 1. beschrieben, erhitzt.     T'ber-          züge    wurden erhalten, die zur     Erleichterung     des Kaltziehens des Drahtes benutzt wurden.



  Process for the production of a phosphate coating on metal wire or band 1 _, 'ewölin.licli one produces phosphate coatings on metal wires by inserting a wire bundle. Bath of a hot phosphating solution; immersed in it. About 10 minutes are required to apply a coating that makes the subsequent drawing of the wire easier in a satisfactory manner.

   The coatings, however, are roughly uniform, since bare spots can arise on the wire ring through the contact of the individual wire windings and the covering of the same, especially in the middle of the aluminum collar. The lindurehdringen of the size of the wire into the inside of the wire bundle is. inadequate and the solution is overstrained inside the wire bundle and becomes too poor.

   This leads to poorer coatings being created in the inner thread in relation to the outer turns.



  It is. known that phosphate coatings, which are formed by spraying the phosphate solution onto a; 1Tetalurfläehe, for example on body parts, in a much shorter time. be trained, d. H. in about 1 minute.



  It has been found that phosphate coatings can be formed on moving wire or #vIetallstrips in very brief immersion. According to the invention, a metal wire or strip is passed continuously in the axial direction through a phosphating solution which contains accelerators and has a score of more than 30. The number of points for the solution corresponds to the number em3
EMI0001.0041
   Caustic soda, which is required to add 10 em3 of the coating solution.

         To neutralize phenophthalein as an indicator.



  If too much accelerator is present in the solution, coatings of insufficient strength are obtained. Coatings that are applied from such solutions include or are with a white, granular sludge or dust. this covered. If, on the other hand, the concentration of the accelerator is too low, the wire can have an amorphous, often bluish coating instead of the desired crystalline coating.



  The solutions preferably contain chlorate as an accelerator and the required acceleration is preferably obtained when using solutions such as those used in DBP No. 856544. These solutions are monophosphate solutions which contain chlorate or a mixture of a chlorate and a nitrate as accelerator and in which the contents of phosphate, calculated as P.05, chlorate, calculated as C103, and nitrate, calculated as N03, are chosen so that the ratio
EMI0002.0003
    is between 0.3 and 0.6.



  A phosphate coating is usually applied to wire to facilitate subsequent cold drawing. In wire drawing mills, the wire is usually moved at high speed. So far, difficulties have arisen in forming a coating on the moving wire. It is known that a coating of lime or bora is advantageous when drawing. Such a treatment with lime or borax is expediently carried out after the application of the phosphate coating. This is done either by winding the wire and immersing the wire bundle in the solution, or by continuously passing the wire through a bath that contains the solution.

   If the wire is to be stored for some time before it is cold processed or subjected to any other treatment, then it is advisable to rinse the wire in cold water immediately after applying the phosphate coating, because a wire that has not been rinsed tends to rust A satisfactory phosphate coating can be applied to the wire in 15 seconds or less if the wire runs continuously through a pickling solution before it is passed through the phosphating solution. When coating wire in this way, it is preferable to choose a solution point number between 60 and 80.

   In the usual phosphating solutions, which are used to form coatings on metallic surfaces, the number of points is usually in the order of 20, although points of 40 are occasionally used. It is assumed that the coating therefore takes a particularly short time. formed because the freshly pickled surface swiftly interacts with the solution when the wire or tape is quickly pulled through the solution. always new phosphating solution is brought into contact.

   Be that as it may, it is surprising that the coating can be formed in an even shorter time than an im. Spray applied coating.



  For example, the wire can first be run in several strands continuously at a speed of about 18.3 ni / hIin. pass through a tempering furnace and through a short loading container with water to cool the wire into the pickling tank. The pickling solution can, for example, be a cold 10% hydrochloric acid solution.

   Guide rollers around which the wire runs are arranged in such a way that the wire is immersed in the pickling solution for about 1 second. The wire can then run through a scraper, over which what water preferably flows to remove carbon-containing impurities and then passed through a further container that contains water for washing the wire. Only then. the wire into the phosphate solution, which is arranged so that the wire is immersed in it for about 7 seconds. The container can be selected to be <U> long </U> stretched, flat or flat. The wire should then be passed through cold water again for rinsing. will.

   Now a coating of. Lime or borax on the wire as it moves forward. can be applied by running it through a suitable bath for about 1 second. The wire can then be dried by passing it through a drying oven. The wire is now fully prepared for cold drawing and can be inserted directly into the nozzle or initially wound up until it is to be drawn.



  If the coating on your wire is to be formed in less than 15 seconds, because it is moving at greater speed or because it is needed more quickly or because there are difficulties in obtaining a satisfactory coating on a special steel, then the wire can be heated when he comes out of the phosphating solution and carries a film of this solution with him. This completes the formation of the coating, which has set in during the passage through the solution.

   It is to be assumed that it is necessary that, during the initial treatment of the wire, cores are detected for the complete formation of the upper layer when the wire is formed. It is necessary that the film of solution carried by the wire from the solution is uniform.



  The heating can be effected by the fact that the wire is filtered through a gas flame,), for example a Bunsen burner. The wire can also be heated by passing it through a 1-loop frequency induction coil. In this case, the heating occurs in the air, which does not affect the formation of the coating at the temperature required to complete the coating .

   However, it is desirable to avoid strongly oxidizing or strongly reducing conditions during the heating process. If the wire is to be heated, then the number of points for the solution between 50 and 80 is preferably chosen >



  Zinc is the preferred cation in the phosphate solution and the solution is kept at or near its equilibrium temperature. H. the temperature at which the primary metal phosphate and the free phosphoric acid contained in the solution are in equilibrium with the poorly soluble secondary and tertiary metal phosphates as soil bodies.

   The ratio of primary metal phosphate and free phosphoric acid in the solution is preferably chosen so that the chemical (light weight at a bath temperature is in the range of 77 to 82). Temperatures of around 77 come into consideration for the preferred solutions In wire drawing, the required layer weight depends on the wire and the drawing conditions. In general, layers with a layer weight of around 65 mg / din2 are suitable, although layer weights of only 23 mg / dm2 or 93 mg / dm? Can be used .

   The layer weight can be increased by adding 0.1 to 0.21 / o of a poly-α-aminocarboxylic acid or 0.02 to 0.081 / o of a soluble copper salt. Some metals require a higher layer weight than others that have been treated with the same solution. He can do it. be able to treat wires of different compositions in the same system.

   You can then achieve the desired layer weight by setting the speed with which the wire is moved through the solution, or by setting the number of points in the solution or possibly by heating the wire coming out of the phosphating solution.



  The consumption of chemicals for forming a coating of a certain layer weight by the process according to the invention is low.



  In other words-. The efficiency of the process is greater than that of ordinary ones. Procedure.



  The discharge is limited to the uniform film of solution that is evenly carried out by the wire when it emerges from the solution. This is less than the large amounts of solution that are removed from the solution when a wire bundle is removed. The high performance is achieved in part because the even film that is removed from the wire is used to complete the formation of the L-coating. Another advantage is that apart from the sludge that is formed by the usual thermal dissociation, which is inherent in all phosphating processes, no waste products are formed.

   The only sludge formation that occurs is that during the short time the wire is treated in the solution.



  The method is explained using a few examples: Example <I> 1 </I> The phosphating solution had the following composition
EMI0004.0003
  
    48.4 <SEP> g / 1 <SEP> P04
<tb> 11.4 <SEP> g / 1 <SEP> C10.,
<tb> 2.0 <SEP> g11 <SEP> N03
<tb> 3,2 <SEP> gil <SEP> Na
<tb> 13.6 <SEP> g / 1 <SEP> Zn The score of the solution was 80 and the solution was kept between 82 and 88.

   Two sets of steel wire of 1 mm z and a carbon content of about 0.65% C were treated therein, moving continuously at a speed of 0.30 m / sec. were moved in the axial direction through the bath and thereby led through the tempering furnace, the pickling solution and the other process steps described above.

   The wire is immersed in the bath for 13 seconds. Two sets of wire treated in this way were run at a final speed of 600 to 825 m / min. wet drawn, where they were deformed in 10 pulls to a final diameter of 0.42 mm.



  Two more sets of wire that were not pickled were also passed through the phosphating solution at a rate that resulted in an immersion time of 13 seconds. After leaving the solution, the wire was poured through the flame of a Bunsen burner in order to complete the formation of the coating and to dry the wire. The wire was immediately passed through a solution containing about P / a borax and dried by passing it over a steam coil.

   Two sets of wire, which were treated in this way, were wet drawn at a final speed of 600 and 815 m per minute and gave a final diameter of 0.42 mm in 10 puffs. In both cases the results were as satisfactory as if the wire had been dipped in a bath for 5 to 10 minutes with the. Cover would have been provided.



       Example In this experiment, the pliosphate solution was the same as in Example 1. A wire with 0.5% carbon content. was normalized, pickled in cold hydrochloric acid and passed through a scraper to remove carbonaceous material,

      was allowed to flow over the water. It was then rinsed in water and passed continuously through a phosphate solution at a celium rate of 0.30 in / sec. passed through in axial direction so that he was immersed in the bath for <B> 1.1. </B> seconds.

   The wire was then allowed to air dry for 6 seconds, with. Rinsed with water and passed through a boiling borax solution. It was dried and wound up in an oven. Two sets of the wire, which had an -e of 0.9 111 m, were then wet in 10 puffs at a speed of 8'35 in'-min. o-ezofgen, in one case up to an end diameter of 0.31 min, in the other case of 0.23 111111.

           Example <I> 3 </I> A phosphate solution was prepared. by adding <B> 120 </B> g zinc oxide, <B> 375 </B> g phosphoric acid to 1000 g water. 70g of this pre. Rat solution was diluted in 1 liter and 0.5 g of sodium nitroplieiiolsulfonate was added. The solution had 40 points.

   Steel wire was treated therein for 10 seconds by being continuously passed through it in axial direction and then, as described in Example 1, dried. A very finely crystalline, usable over-flow resulted.



       Example <I> 1 </I> A pliospliato solution was made from 725 g of zinc oxide, 730 g of nitric acid with a specific weight of 42 B &; 2400 g of 751% phosphoric acid, filled with finite water to a total weight of 5,100 g.

   70 g of this stock solution were diluted to 1 liter and <B> 1.5 </B> g of sodium nitrite were added. The Lösuiiri had .10 points. Steel wire was treated in this solution at 70 by continuously passing it through in the axial direction for 10 seconds and then dried. The wire had a very thin, crystalline coating that facilitated cold drawing of the wire.



  <I> Example, 5 </I> 1: A coating solution was made empty by adding 10 g of primary zinc phosphate and 5 nitroglylidin to 1.0 g of water. He solution \ had a score of 40.

         Stalildrallt was thawed into the solution in the cold for 15 seconds by continuously passing it through in an axial direction and then heated as described in Example 1. Covers were obtained which were used to facilitate cold drawing of the wire.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung eines Phosphat- ilber7uges auf Metalldraht oder -band, da- ciiirell gekennzeiehnet, dass der Metalldraht oder das Metallband kontinuierlich in axialer Richtung durch eine Phosphatierungslösung, die Besehleuniger enthält und eine Punktzahl von mehr als 30 besitzt, hindurchgeführt wird. PATENT CLAIM A process for the production of a phosphate coating on metal wire or band, because the metal wire or band is continuously passed in the axial direction through a phosphating solution which contains accelerator and has a score of more than 30. UNTERANSPRÜCHE ]..Verfahren nach Patentansprueli, da- dareh gekennzeiehnet, dass der Metalldraht oder das Metallband nicht länger als 15 Sekun- den in die Phosphatierungslösung eintauelit. Verfahren nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass eine Zinkphosphat 1' < isung verwendet wird. 3. SUBClaims] .. Method according to patent claims, in which it is identified that the metal wire or metal band does not immerse in the phosphating solution for longer than 15 seconds. Method according to patent claim, characterized in that a zinc phosphate ionization is used. 3. Verfahren nach Patentansprueh, da- dureh gekennzeichnet, dass der Metalldraht oder das Metallband durch eine Monophos- phatlösung, die als Beschleuniger ein Chlorat enthält, hindurchbewegt wird und der Gehalt der Monophosphatlösung an Phosphat, be rechnet als PA, und an Chlorat, berechnet als C103, so gewählt ist, dass das Verhältnis Chlorat : Phosphat zwischen 0,3 und 0,6 liegt. Method according to patent claim, characterized in that the metal wire or metal strip is moved through a monophosphate solution containing a chlorate as an accelerator and the phosphate content of the monophosphate solution, calculated as PA, and chlorate, calculated as C103 , is chosen so that the ratio of chlorate: phosphate is between 0.3 and 0.6. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Metalldraht oder das Metallband durch eine Monophos- phatlösung, die als Beschleuniger ein Gemisch von einem Chlorat und einem Nitrat enthält, hindurchbewegt wird, und der Gehalt der Monophosphatlösung an Phosphat, berechnet als P,05, an Chlorat, berechnet als C103, und an Nitrat, berechnet als N03, so gewählt ist, dass das Verhältnis EMI0005.0056 zwischen 0,3 und 0,6 liegt. 5. Method according to patent claim, characterized in that the metal wire or the metal band is moved through a monophosphate solution which contains a mixture of a chlorate and a nitrate as an accelerator, and the phosphate content of the monophosphate solution, calculated as P.05, of chlorate, calculated as C103, and of nitrate, calculated as N03, is chosen so that the ratio EMI0005.0056 is between 0.3 and 0.6. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Metalldraht oder das Metallband kontinuierlich zuerst durch eine Beizlösung und dann durch die Phosphatierungslösung hindurchgeführt wird. 6. Verfahren nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass der Metalldraht oder das Metallband nach dem Austauchen aus der Phosphatierungslösung mit dem her ausgetragenen Lösungsfilm erhitzt wird. 7. Verfahren. nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, da.ss die Phosphatie- rungslösung eine Punktzahl von 50 bis 80 be sitzt. B. Method according to patent claim, characterized in that the metal wire or the metal strip is continuously passed first through a pickling solution and then through the phosphating solution. 6. The method according to patent claim, characterized in that the metal wire or the metal strip is heated with the removed film of solution after it has been immersed from the phosphating solution. 7. Procedure. according to claim, characterized in that the phosphating solution has a score of 50 to 80. B. Verfahren. nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Phosphatierungslösung 77 bis 82 beträgt. Procedure. according to patent claim, characterized in that the temperature of the phosphating solution is 77 to 82.
CH333534D 1953-05-22 1954-05-21 Process for producing a phosphate coating on metal wire or strip CH333534A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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