CZ309976B6 - Způsob předúpravy povrchu ocelových komponent - Google Patents
Způsob předúpravy povrchu ocelových komponent Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309976B6 CZ309976B6 CZ2022-448A CZ2022448A CZ309976B6 CZ 309976 B6 CZ309976 B6 CZ 309976B6 CZ 2022448 A CZ2022448 A CZ 2022448A CZ 309976 B6 CZ309976 B6 CZ 309976B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- activation
- phosphate
- bath
- production
- steel components
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 title abstract description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 44
- XNEOWYGUBMTFKT-UHFFFAOYSA-H trizinc;diphosphate;dihydrate Chemical compound O.O.[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XNEOWYGUBMTFKT-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 45
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 22
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 15
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 13
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 11
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 10
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B titanium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Ti+4].[Ti+4].[Ti+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 4
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 3
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910020491 K2TiF6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007739 conversion coating Methods 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009837 dry grinding Methods 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229920006334 epoxy coating Polymers 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- 238000012261 overproduction Methods 0.000 description 1
- 229910052827 phosphophyllite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 sodium cations Chemical class 0.000 description 1
- 235000019830 sodium polyphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001773 titanium mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- JSPLKZUTYZBBKA-UHFFFAOYSA-N trioxidane Chemical compound OOO JSPLKZUTYZBBKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
- C23C22/12—Orthophosphates containing zinc cations
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Způsob předúpravy povrchu ocelových komponent spočívá v tom, že se ocelové komponenty vloží do aktivační lázně s mikrostrukturovaným dihydrátem fosforečnanu zinečnatého dispergovaným v mechanicky míchaném roztoku destilované vody o koncentraci v rozsahu 0,2 až 0,3 % hmotn., přičemž doba aktivace je 2 až 3 minuty při teplotě aktivační lázně 20 až 40 °C.
Description
Způsob předúpravy povrchu ocelových komponent
Oblast techniky
Vynález se týká realizace jemnozrnných fosfátových povlaků s žádanými vlastnostmi, tedy především vyšší nasákavostí a zajištěním vyšší přídržnosti pro nátěrové hmoty, konzervační přípravky a vosky. Tyto vlastnosti je možné zajistit tzv. technologickým aktivačním oplachem. Aktivace je zcela nezbytná pro tvorbu jemnozrnných, chemicky odolnějších, tj. vyšší odolnost vůči alkalickému prostředí, a korozně odolnějších povlaků tzv. tříkationtového fosfátu majoritně složených z krystalické fáze fosfofyllit (Zn2Fe(PO4)2^4H2O).
Dosavadní stav techniky
Z celého spektra průmyslem využívaných fosfátových povlaků zaujímá tříkationtové fosfátování mimořádné postavení díky uplatnění v automobilovém průmyslu jako standard v předúpravě ocelových profilů karosérií s cílem zajištění nejvyšší korozní odolnosti vůči atmosférickým podmínkám a odolnosti vůči abrazivnímu poškození. V současnosti je zajištěna průmyslová produkce povlaků z lázní tříkationtového fosfátu prostřednictvím aktivačního oplachu s použitím vodné suspenze α polymerní modifikace titanofosfátu (Na4TiO(PO4U4H2O), viz aplikační patent - Jernstedt 1943. Jedná se práškovou látku bělo-růžového barevného odstínu, jejíž aktivační potenciál pro následné fosfátování je zajištěn tvorbou velmi zředěné suspenze v podobě aktivační lázně. Suspenze se v průběhu vlastní aktivace intenzivně míchá, ale nezahřívá. Fyzikálně adsorbované částice polymerní modifikace titanofosfátu zajišťují následné zjemnění morfologie vyloučeného fosforečnanového povlaku, byla totiž odborně prokázána iontová výměna sodíkových kationtů z molekuly titanofosfátu za zinečnaté z fosfátovací lázně. Tříkationtový fosfátový povlak vzniklý s použitím konvenčního aktivačního procesu je nejvyšším standardem při předúpravě povrchu automobilových plechů před vlastním kataforetickým lakováním, které má výborné adsorbční vlastnosti pro rozličné nátěrové systémy.
Použití α polymerní modifikace titanofosfátu (Na4TiO(PO4U4H2O) pro aktivační fosfátovací lázně se ovšem pojí aktuálně s určitými těžkostmi. Produkce této látky s využitím fluorotitaničitanu (K2TiF6), polyfosforečnanu sodného (Na4P2O?ú0H2O), kyseliny fosforečné (H3PO4) a hydrogenfosforečnanu sodného (Na2HPO4^2H2O) je velmi ekonomicky a ekologicky náročná. Nerostné suroviny titanu (K2TiF6) jsou velmi drahé a přednostně se používají na výrobu vysokopevnostních kompozitů, např. pro centroplány letadel, a bioakceptovatelných slitin používaných pro kloubní protézy apod. Výrobu α polymerní modifikace titanofosfátu zatěžuje i nutnost realizace a použití fosforečnanových látek, které je nutné ekologicky likvidovat iniciace přemnožení sinic u vodních toků. Výroba je navíc recemická, a proto je nezbytné směs přečišťovat, což opět zvyšuje náklady na přípravu vhodného aktivátoru. Vhodné aktivační schopnosti má pouze α polymerní modifikace a tyto souvisejí rovněž s celkovou dobou skladování. Nečistoty z výroby obsahující některé kovy a nekovy, např. Fe, As, Cu, Si, Al aj., výrazně snižují aktivační schopnost sypkých směsí. Důležitým problémem tohoto aktivačního přípravku je rovněž výrazné snížení aktivační schopnosti vlivem skladování. Problém souvisí se změnou distribuce velikosti částic, tj. konglomerace, vlivem vzdušné vlhkosti. U této látky byla rovněž prokázána mírná destabilizace struktury molekuly vlivem působení UV. S ohledem na aktuální geopolitický vývoj s výrazným dopadem na energetický a surovinový průmysl je zcela nezbytné, aby došlo k hledání alternativy se srovnatelným aktivačním účinkem.
Mezi zásadní nevýhody dosavadní aktivace oceli, tedy použití tzv. α - polymorfní modifikace NarTiO(PO4)2^4H2O, před vlastním fosfátováním je značná ekonomická a ekologická náročnost spjatá s výrobou titanofosfátu. Do ekonomické náročnosti se promítají především nákladné vstupní suroviny pro výrobu titanofosfátu a rovněž i technologická náročnost vlastní výroby, kdy je potřeba intenzivní přečištění synteticky vyráběné polymorfní modifikace od dalších
- 1 CZ 309976 B6 polymorfních modifikací a sloučenin doprovázející nerostné suroviny titanu - na bázi Fe, As, Cu, Si. Ekologická náročnost výroby titanofosfátu je spojena s nutností likvidace sloučenin bohatých na fosforečnany. Mezi další zásadní nevýhody použití této aktivace je pozvolné snižování účinku vlivem skladování, např. konglomerace částic, UV degradace, a rovněž nutnost vysoké úrovně předúpravy povrchu před aktivací, především vysoký stupeň odmašťování a moření povrchu ocelí, protože přítomnost i malého množství oxo-hydroxidických nečistot, mastnoty, případně zbytkových solí může zcela zablokovat aktivační proces.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny způsobem předúpravy povrchu ocelových komponent podle tohoto vynálezu. Při tomto způsobu předúpravy povrchu se komponenty vloží do aktivační lázně s mikrostrukturovaným dihydrátem fosforečnanu zinečnatého dispergovaným v mechanicky míchaném roztoku destilované vody o koncentraci v rozsahu 0,2 až 0,3 % hmotn., přičemž doba aktivace je 2 až 3 minuty při teplotě aktivační lázně 20 až 40 °C.
Jedná se o za sucha mikronizovaný práškový dihydrát fosforečnanu zinečnatého určený k aktivaci povrchu oceli před fosfátováním. Daných rozměrů distribuce velikosti částic | μηι| je dosaženo specifickou metodikou mletí na tzv. tryskovém mlýnu.
Nejvýznamnější výhodou je použití tzv. mletí na suché cestě, kdy není nutné fosforečnan dispergovat do kapaliny. Dochází tak k výraznému nárůstu životnosti takto připraveného prášku. Komerčně dostupné výrobky mají omezenou trvanlivost, po které dochází k rekrystalizaci, a jsou citlivé na teploty pod 0 °C. Rovněž je to výhodné z hlediska dopravy, s ohledem na redukci hmotnosti, kdy se nepřeváží „voda“.
Velmi zajímavou možností je v tomto směru využití dostupného tzv. lakařského pigmentu ze Ζπ3(ΡΟ4)2·2Η2Ο. Tento pigment se v různých čistotách nesrovnatelně ekonomičtější a ekologičtější výrobou produkuje za cílem plnění základních (především epoxidových) nátěrů v rámci realizace moderních protikorozních nátěrových systémů oceli. Dihydrát fosforečnanu zinečnatého v tomto případě zastupuje v základním nátěru, tzv. primeru, funkci korozního inhibitoru. Jeho částečná hydratace zajišťuje blokaci katodických korozních míst, tj. lokální fosfátování, a tím výrazné zpomalení korozního procesu v atmosférických podmínkách. Principiálně lze jen částečně rozpustný Zn3(PO4U2H2O použít jako vhodný aktivátor, neboť iontová výměna adsorbované molekuly, tj. Zn za Na v případě titanofosfátu, nebude nutná. Stabilita Zn.3(PO4)y2H2O vůči UV a vzdušné vlhkosti je výrazně větší než v případě α polymerní modifikace titanofosfátu (Na4TiO(PO4U4H2O). Částečná rozpustnost lakařského pigmentu zároveň zajišťuje snížení konglomeračních vlastností směsi. Nečistoty v lakařském pigmentu nemohou v tomto případě ovlivnit aktivační proces.
Morfologie jednotlivých částic všech komerčně dostupných lakařských pigmentů na bázi Ζπ2(ΡΟ4)2·2Η2Ο je ovšem nevhodná, kvůli značné velikosti, pro vlastní aktivační proces. Dle aktuálních literárních zdrojů je aktivační schopnost mikronizovaného pigmentu větší než u konvenčně používaného titanofosfátu (Na4TiO(PO4Ú4H2O), tedy je možné i uvažovat snížení obsahu těžkých kovů, primárně Co, sekundárně Ni, ve fosfátovacích lázních tříkationtového fosfátu, za tvorby srovnatelně vhodných konverzních povlaků.
Unikátnost fosfátového precipitátu z lázně tříkationtového fosfátu je zajištěn vysokým P/H indexem majoritní zastoupení fosfofyllitu oproti hopeitu-Zn3(PO4)2^4H2O, a tedy zvýšenou odolností povlaku vůči alkalickému prostředí. Významné zvýšení alkality v blízkosti povlakovaného fosfátovaného plechu vlivem aplikace potenciálu při kataforetickém lakování v automobilových lakovnách.
- 2 CZ 309976 B6
Mezi hlavní výhody aktivace podle tohoto vynálezu patří jednoznačně ekonomičnost a ekologické parametry výroby Zm(PO4U2H2O, které jsou podstatně nižší než v případě výroby αtitanofosfátu. Dihydrát fosforečnanu zinečnatého vzniká jako druhotná surovina při výrobě kyseliny fosforečné a rovněž také při výrobě fosforečných hnojiv. Ekologické parametry výroby jsou rovněž nižší ve srovnání s výrobou Na4TiO(PO4U4H2O a nadprodukce této suroviny je zajištěna v rámci výroby primárních inhibitorů koroze do primerové organické báze, nátěrové systémy na ocel obvykle na epoxidové bázi. Použití mikronizovaného pigmentu je ohleduplnější k životnímu prostředí a lidskému zdraví, protože přítomnost arsenu (As) v sypkém materiálu je vyloučena. Dále není vyžadován nejvyšší stupeň předúpravy povrchu, především odmaštění a moření, před aktivací na bázi Zii3(PO4)y2H2O, protože proces vlastní aktivace neprobíhá s iontovou výměnou. Účinnost aktivace souvisí s distribucí velikosti částic mikronizovaného dihydrátu fosforečnanu zinečnatého a v navrhovaném konceptu je významně účinnější. Dle navrhovaného konceptu přípravy prášku nehrozí pokles účinnosti, tj. aktivační schopnosti, vlivem prodloužené doby skladování. UV degradace je rovněž vyloučena.
Příklady uskutečnění vynálezu
Pro vlastní zařazení inovativní aktivace pro provozy povrchové ochrany ocelových dílců proti korozi v automobilovém průmyslu, případně v provozech lehkého strojírenství a stavebního průmyslu je stěžejní pouze vlastní popis aktivačního předoplachu, respektive aktivace. Vlastní aktivační lázeň je zařazená jako mezistupňová lázeň před vlastním fosfátováním. Po aktivaci dochází ihned k průmyslovému fosfátování bez zavedení oplachu destilovanou vodou. Podstata aktivačního procesu je založena na povrchové adsorpci mikronizovaných částic Zn3(PO4U2H2O na ocelový podklad s vysokým stupněm obsazení povrchu. Vlastní aktivační proces je realizován ve vanách, ve kterých je koncentrace v podobě hmotnostního zlomku mikronizovaného Zii3(PO4)y2H2O 0,25 % hmotn. při rozpouštění v destilované vodě. Vlastní aktivace probíhá při teplotě 20 až 40 °C po dobu 2 až 3 minut a lázeň je před vlastní aktivací i v průběhu ní intenzivně míchána, kdy nesmí docházet k sedimentaci částic na dně vany. Míchání je zajištěno ponorovým míchadlem s nastavením otáček tak, aby nedocházelo k turbulentnímu proudění kolem aktivované ocelové součásti, tj. nesmí docházet ke vzniku středového víru. Rozměry van pro aktivaci na této bázi jsou uzpůsobeny s ohledem na rozměry následně fosfátovaných dílců, tedy rozměry těchto van pro aktivační oplach se neliší od rozměrů van pro vlastní fosfátování. Objem aktivační lázně podléhá volbě rozměrů dílců, na který má vliv velikost fosfátovaných součástí s tím, že kolem hran dílců musí být zvolen prostor pro obtékání lázně a během aktivace nesmí docházet ke statickému a/nebo dynamickému chvění povlakovaného dílce. Před vlastní aktivací musí být zvolena vhodně předúprava povrchu dílců, aby tyto byly zbaveny mastnoty u hydrofobních částic všech druhů, okují a případně precipitátu korozních produktů vznikajících prostřednictvím elektrochemické koroze kovů. Způsoby a druhy roztoků k těmto účelům jsou voleny individuálně s ohledem na celkový linkový proces předúpravy povrchu před nanášením nátěrových hmot, případně vosků apod. Pokud nebude zajištěna dostatečná účinnost předúpravy povrchu, tj. zbavení povrchu kovu nečistot, korozního precipitátu a mastnoty, může být účinnost aktivace s ohledem na tvorbu jemnozrnné a dobře přilnavé struktury následně vyloučeného fosfátového povlaku značně omezena.
Průmyslová využitelnost
Obecné uplatnění inovované aktivační lázně bude mít dopad především pro automobilový průmysl, kde může být využita především pro zařazení konvenční linky na tříkationtový fosfát před nanášením kataforetických laků při úpravě karosérií automobilů, případně při lakování komponent automobilových tlumičů. Uplatnění této aktivační lázně může doznat rovněž lehký strojírenský průmysl pro úpravu transformátorových plechů, případně součástí, obvykle soukolí, pro snížení záběhu, případně snížení vlečného tření. V rámci stavebního průmyslu může být tato aktivační lázeň využita pro povlakování součástí určených pro aplikaci organických povlaků se
- 3 CZ 309976 B6 zvýšenými nároky na životnost, tj. odolnost vůči podkorodování. Z tohoto pohledu se může jednat o patky sloupů, kotvy ocelových konstrukcí, doplňkový spojovací materiál apod.
Claims (1)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob předúpravy povrchu ocelových komponent, vyznačující se tím, že komponenty se vloží do aktivační lázně s mikrostrukturovaným dihydrátem fosforečnanu zinečnatého dispergovaným5 v mechanicky míchaném roztoku destilované vody o koncentraci v rozsahu 0,2 až 0,3 % hmotn., přičemž doba aktivace je 2 až 3 minuty při teplotě aktivační lázně 20 až 40 °C.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-448A CZ309976B6 (cs) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | Způsob předúpravy povrchu ocelových komponent |
| EP23201369.8A EP4368748A1 (en) | 2022-10-31 | 2023-10-03 | Method of surface pre-treatment of steel components |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-448A CZ309976B6 (cs) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | Způsob předúpravy povrchu ocelových komponent |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2022448A3 CZ2022448A3 (cs) | 2024-03-27 |
| CZ309976B6 true CZ309976B6 (cs) | 2024-03-27 |
Family
ID=88315592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2022-448A CZ309976B6 (cs) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | Způsob předúpravy povrchu ocelových komponent |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4368748A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ309976B6 (cs) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998039498A1 (en) * | 1997-03-07 | 1998-09-11 | Henkel Corporation | Conditioning metal surfaces prior to phosphate conversion coating |
| WO2000005066A1 (en) * | 1998-07-21 | 2000-02-03 | Henkel Corporation | Conditioning metal surfaces before phosphating them |
| EP1378586A1 (en) * | 2002-06-13 | 2004-01-07 | Nippon Paint Co., Ltd. | Zinc phosphate-containing conditioning agent for phosphate conversion-treatment of steel plate and corresponding product |
| EP1959031A1 (en) * | 2005-07-29 | 2008-08-20 | Nippon Paint Co., Ltd. | Surface conditioners and method of surface condition |
| US20150064445A1 (en) * | 2013-09-05 | 2015-03-05 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Activating rinse and method for treating a substrate |
| EP3392376A1 (de) * | 2017-04-21 | 2018-10-24 | Henkel AG & Co. KGaA | Verfahren zur schichtbildenden zinkphosphatierung von metallischen bauteilen in serie |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8119239B2 (en) * | 2005-08-19 | 2012-02-21 | Nippon Paint Co., Ltd. | Surface-conditioning composition comprising metal phosphate particles, metal alkoxide and stabilizer, and method of production thereof |
| US20170306498A1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-10-26 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Activating rinse and method for treating a substrate |
-
2022
- 2022-10-31 CZ CZ2022-448A patent/CZ309976B6/cs unknown
-
2023
- 2023-10-03 EP EP23201369.8A patent/EP4368748A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998039498A1 (en) * | 1997-03-07 | 1998-09-11 | Henkel Corporation | Conditioning metal surfaces prior to phosphate conversion coating |
| WO2000005066A1 (en) * | 1998-07-21 | 2000-02-03 | Henkel Corporation | Conditioning metal surfaces before phosphating them |
| EP1378586A1 (en) * | 2002-06-13 | 2004-01-07 | Nippon Paint Co., Ltd. | Zinc phosphate-containing conditioning agent for phosphate conversion-treatment of steel plate and corresponding product |
| EP1959031A1 (en) * | 2005-07-29 | 2008-08-20 | Nippon Paint Co., Ltd. | Surface conditioners and method of surface condition |
| US20150064445A1 (en) * | 2013-09-05 | 2015-03-05 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Activating rinse and method for treating a substrate |
| EP3392376A1 (de) * | 2017-04-21 | 2018-10-24 | Henkel AG & Co. KGaA | Verfahren zur schichtbildenden zinkphosphatierung von metallischen bauteilen in serie |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ZABLOUDIL A., POKORNY P., KOLISKO J, CHEMAGAZÍN S.R.O., ISBN: 978-80-906269-6-6 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2022448A3 (cs) | 2024-03-27 |
| EP4368748A1 (en) | 2024-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2608390C (en) | Method for preparing metallic workpieces for cold forming | |
| JP5406723B2 (ja) | 金属複合表面の不動態化のためのジルコニウム／チタン含有リン酸溶液 | |
| CN101935832A (zh) | 一种常温下可循环使用的锌铁系金属表面磷化液 | |
| KR102438452B1 (ko) | 2-단계 전처리 시스템 및 방법 | |
| ES2884814T3 (es) | Procedimiento para la preparación de cuerpos moldeados metálicos para la conformación en frío | |
| JP3348856B2 (ja) | ニッケルを含まないリン酸塩処理方法 | |
| KR100499215B1 (ko) | 내식성안료및이안료가배합된조성물 | |
| BRPI0410585B1 (pt) | Processo para o tratamento ou pré-tratamento de superfícies de objetos metálicos com solução ácida aquosa contendo zinco e fosfato | |
| BR112015019200B1 (pt) | Método para remover ferro de um banho de pré-tratamento | |
| US6261384B1 (en) | Process and aqueous solution for phosphatizing metallic surfaces | |
| JPS58133380A (ja) | 減少した被覆重量と結晶寸法とを有する金属用の燐酸化成被覆 | |
| KR102594023B1 (ko) | 층을 형성하기 위해 무슬러지 방식으로 금속 구성요소를 연속적으로 아연 인산염 처리하는 방법 | |
| WO2013033372A1 (en) | Two-step zinc phosphating process | |
| ES2927223T3 (es) | Enjuague activador y método para tratar un sustrato | |
| CZ309976B6 (cs) | Způsob předúpravy povrchu ocelových komponent | |
| CZ36687U1 (cs) | Aktivační lázeň pro úpravu povrchu před fosfátováním ocelových komponent | |
| WO2018031981A1 (en) | Two-step pretreatment system and method | |
| CA3021999A1 (en) | System for nickel-free zinc phosphate pretreatment | |
| CN113366147B (zh) | 用于有效磷化金属表面的替换组合物和替换方法 | |
| Fletcher | Ion-Exchanged Silica Anticorrosive Pigments: A REVIEW AND RECENT DEVELOPMENTS. | |
| CZ38499U1 (cs) | Aktivátor a aktivační koncentrát | |
| CZ38500U1 (cs) | Aktivátor a aktivační koncentrát | |
| Mozheiko et al. | Effect of inhibitors on corrosion resistance of carbon steel in suspensed liquid combined fertilizer | |
| WO2008144140A1 (en) | Rinse conditioner bath for treating a substrate and associated method | |
| Łuczka et al. | Preparation of aluminium ammonium calcium phosphates using microwave radiation |