DD219801A1

DD219801A1 - Temporaerer schutzueberzug fuer schwermetalle

Info

Publication number: DD219801A1
Application number: DD25762283A
Authority: DD
Inventors: Christel Andress; Wolfgang Schlachta; Dietmar Walter
Original assignee: Metalleichtbaukombinat Forschu
Priority date: 1983-12-08
Filing date: 1983-12-08
Publication date: 1985-03-13

Abstract

Die Erfindung betrifft einen temporaeren Schutzueberzug fuer Schwermetalle, vorzugsweise fuer verzinkte Bauteile. Damit soll vermieden werden, dass sich Flugrost bzw. Weissrost bilden kann, wodurch mechanisch oder chemisch behandelte Oberflaechen von Schwermetallen ansonsten haeufig ueberzogen werden. Erfindungsgemaess wird auf die vorbehandelten Oberflaechen der Bauteile in einem Behandlungsbad eine Reaktion mit einer Inhibitor-Loesung herbeigefuehrt. Die Loesung enthaelt vorzugsweise Nitrite und Silikate, wie NaNO2 und Na-Silikat. Das Verfahren wird vorzugsweise fuer verzinkte Bauteile angewendet; die Behandlung kann jedoch auch fuer blanken Stahl nach einem chemischen und/oder mechanischen Prozess nach dem gleichen Verfahren erfolgen.

Description

Titel der Erfindung

Temporärer Schutzüberzug für Schwermetalle .·.··_

Anwendungsgebiet der Erfindung

ti

.. Dia Erfindung betrifft einen temporären Schutzüberzug für Schwermetalle, vorzugsweise für feuerverzinkte Bauteile.

Charakteristik der bekannten 'technischen Lösungen

lach der Behandlung von Metallgegenständen, wie beispielsweise Bauteile, welche'einen Verzinkungsprozeß durchlaufen' haben oder solche, die als, blanker Stahl eine chemische.· oder mechanische Entrostung erhielten, neigen diese durch eine Reihe von Umwelteinflüssen dazu, daß - sich auf der Oberfläche γοη frischverzinkten Teilen Weißrost, (u. a. Zn(OH)₂; ZnSO.; ZnCl₂)/und auf blanken Teilen Plugrost und im Extrem Blätterrost ausbildet. In allen Fällen sind die erwähnten atmosphärischen Einflüsse, wie z. 3. Tau, Schnee, Schadstoffemission der Luft und dgl. technisch und ökonomisch nicht jederzeit ausschließbar und führen teilweise zu bleibenden Schäden auf den Oberflächen. Während der blanke Stahl möglichst kurzfristig einer weiteren Oberflächenbehandlung zugeführt werden muß,

kann der Weißrostbildung auf verzinkten Oberflächen in den meisten Fällen nur' durch vorschriftsmäßigen Transport und Lagerung sowie durch Nachbehandlung begegnet werden.

Zur Vermeidung,, dieser Weißrostbildung sind bereits Verfahren bekannt,,welche unmittelbar nach dem Verzinkungsprozeß die Aufbringung eines Schutzüberzuges aus Ölen, Fetten oder Wachsen vorsieht. Pie sich allmählich bildende passive Schicht durch Einwirkung von CO₂ aus.der Atmosphäre erübrigt' ein ständiges Verbleiben der aufgebrachten Fett- bzw."Wachsüberzüge. Die vorzeitige Entfernung von Wachs, Öl usw., die vor allem bei einer nachträgli-' chen Anstrichstoffbeschichtung (Luplexsysteme) erforderlich ist, d· h. also Zink plus Anstrich, macht ein zeit- und kostenaufwendiges Entfernen mit lösungsmitteln erforderlich.^Sofern jedoch die Schutzschicht auf den Bautei-. len verbleibt, bedeutet sie für das Montagepersonal auf den Bfustellen eine außerordentlich hohe Gefahr, die durch Ausgleiten und .Abrutschen gegeben ist. Hinzu kommt , der Nachteil, daß durch diese Schicht das Anhaften von Schmutz, wie z. B. von Sand in trockenwarmen Klimazonen,. gefördert wird.

Zur Vermeidung der Weißrostbildung ist die Chromatierung bzw. Phosphatierung nach Aufbringung der ZLnküberzüge üblich. Die Nachbehandlungsbäder mit Chromsäure bzw..

Phosphatsäure sind stark giftig. Sie erfordern eine ständige überwachung während des Behandlungsprozesses hin- . sichtlich der Einstellung ihrer Konzentration sowie einen technisch und kostenmäßig hohen Aufwand zur Neutralisierung.und Entgiftung abzuleitender Verfahrenslösungen.

Außerdem werden für den'Chromatierungs- und Phosphätierungsprozeß zusätzlich technische Anlagen benötigt, die > ^; für große Verzinkereien unwirtschaftlich sind.

Es wurde auch bereits ein Verfahren und eine Einrichtung zur Vermeidung des Ausbildens von Weißrost auf verzinkten Oberflächen gefunden, das sich jedoch vorzugsweise für

Kleinteile des Maschinenbaues und dgl. "anwenden läßt. Bei diesem Verfahren werden innerhalb eines abgeschlossenen Reaktionsraumes frisch verzinkte Bauteile einem diffusen Strom von Gasen, vorzugsweise Industrieabgasen, bestehend aus COpHpO, bei erhöhter Temperatur über eine längere Verweilzeit ausgesetzt. Dieses Verfahren läßt sich allerdings industriell nur bei relativ geringen Durchsatzmengen und vor allem bei kleinem Verzinkungsgut anwenden. Bei Großteilen steigt der Aufwand an Gas mit hohen Temperaturen dermaßen an, so daß ein wirtschaftlicher Einsatz nicht mehr gegeben ist.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, bei Vermeidung von Flugrost, Weißrost und dgl· keine besonderen Forderungen an die Lagertechnik der behandelten Metallteile zu stellen, einen bei verschiedenen Verfahren üblichen Aufwand für schwer entfernbare Schutzüberzüge zu vermeiden und keine giftigen Stoffe für die temporäre Behandlung einzusetzen,. Weiterhin soll das Verfahren mit relativ geringen Material- und Betriebskosten für das einzusetzende Medium anwendbar sein und ein hoher Bauaufwand für die Anwendung des Ver-' , fahren3 ausgeschlossen werden·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Abgesehen davon, daß vor allem Kleinteile mit bekannten Nachbehandlungsmethoden optimal geschützt werden können, soll das neuartige Verfahren vorzugsweise für großflächige und konstruktiv komplizierte Bauteile und Baugruppen bei hohen Durchsatzleistungen anwendbar sein·

Die Erfindung hat deshalb die Aufgabe, die beschriebenen Bauteile und -gruppen dahingehend zu schützen,, daß Umwelteinflüsse nicht störend auf ihre Oberfläche einwirken können. Der anzubringende temporäre Schutzüberzug

darf für eine nachfolgende Behandlung weder technisch noch arbeitsschutzmäßig nachteilig sein; die verbrauchte Verfahrenslösung soll keine umweltschädlichen Einflüsse besitzen. Sie soll sich durch .eine Reinigung im Verfahrensprozeß im Kreislauf erhalten lassen und -deshalb eine Entgiftung bzw· Neutralisierung abzuleitender verbrauchter Flüssigkeit entfallen. Pur die Errichtung- von Nachbehandlungsbädern darf sich kein wesentlicher technischer Aufwand erforderlich machen« Die Anwendung einer einstu- · figen Nachbehandlung, vorzugsweise in vorhandenen Sektionen der technischen Anlagen soll möglich sein. ,

Srfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf mechanischer Basis gereinigte und/oder auf chemischem^ physikalischem, elektrolytischem Weg einschließlich weiterer Reinigungs- und Konservierungsverfahren behandelte schwermetallische Bauteile in ein Behandlungsbad zur Reaktion mit einer Inhibitor-Lösung, die vorzugsweise Nitrite und Silikate enthält, getaucht wird. Die Inhibitor-Lösung enthält zumindest NaNO₂ und Na-Silikat oder Nitrite und Silikate auf einer anderen Basis·. Die Inhibitor-Lösung kann durch Disilikat., wie NapSiO- verstärkt werden··' Das Konzentrat für die Inhibitor-Lösung weist einen Gehalt an NaNOp von ungefähr 5 - 45 %» vorzugsweise um' 20 %, und an Na-Silikat von 0,5 - 12 %, vorzugsweise um 2,0 %, auf.

Das Konzentrat für die Inhibitor-Lösung kann durch' Zusatz . von einigen pro Mille an Disilikat noch verstärkt werden.

/ Analog der Verfährensschritte, die nach einem Verzinkungsprozeß zur Anwendung kommen, kann auch für blanken Stahl nach einem chemischen und/oder mechanischen Prozeß die gleiche Behandlung erfolgen·, . ,,

Ausführungsbeispiel , >

. An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung hinsiehtlieh ihrer Anwendung nach dem Aufbringen von· Zinkschutzschichten auf Stahl näher erläutert werden.

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, Die. Stahlbaüteile, welche dem Verzinkungsprozeß zugeführt werden, durchlaufen in bekannter Weise verschiedene Vorbehandlungsbäder, bevor sie in das flüssige Zinkbad- ' eingetaucht werden. Unmittelbar nach dem Verzinkungsprozeß - wenn also die Bauteile noch eine Temperatur von über 300 ⁰C aufweisen— werden sie in das dafür vorgesehene Tauchbad abgesenkt· Dieses Tauchbad kann sowohl ein dem Verzinkungsprozeß nachgeschaltetes Spülbad oder bei ausreichend vorhandenen Spülstufen vor dem Verzinkungsprozeß in eine hierfür vorgesehene Wanne gebracht werden» Dem Tauchbad ist die entsprechende Verfahrenslösung zugesetzt, wobei eine Verweilzeit in der Relation zwischen Badtemperatur und Eigenwärme des eingebrachten Gutes von Bruchteilen einer Minute ausreicht, um das chemisch ak tive Zink mit den Inhibitoren der Verfahrenslösung reagieren zu lassen. Nach dem Herausziehen der Bauteile aus der Verfahrenslösung können diese sofort auf das entsprechende Lager gebracht werden, da infolge der Eigenwärme der Stahlbauteile eine Trocknung der anhaftenden Verfahrenslösung erfolgt. Der temporäre Schutzüberzug gewährleistet, daß der allmählich eintretende Passivierungsvorgang nicht durch Schademission und Weißrostbefall unterbrochen werden kann.

' Das Tauchbad soll vorzugsweise eine Temperatur unterhalb des Siedepunktes von Wasser aufweisen. Dabei wird gleichzeitig erreicht, daß das Abschrecken und chemische Nachbehandeln der verzinkten Bauteile ein Absprengen u» a. von Zinkasche, Hartzink und Plußmittelresten auf eine vorteilhafte Art und Weise bewirkt. Die im Tauchbad zurückbleibenden Verunreinigungen sind in einem Zyklus, der in Abhängigkeit von der jeweiligen Technologie zu ermitteln ist, durch Dekandieren, Filtrieren 0. ä. zu entfernen.

Die Konzentration der aktiven Inhibitoren wird durch den zyklischen Zusatz von Inhibitoren-Konzentrat in die Verfahrenslösung in Abhängigkeit vom Gebrauchszyklus durch

an sich bekannte analytische Methoden kontrolliert und reguliert»

In Verzinkereien mit hoher Durchsatζgeschwindigkeit und -menge kann die eingebrachte Energie der frischverzinkten Teile zur starken Erwärmung der Inhibitorlösung führen. Pur solche 'Fälle kann ein Kühlsystem, welches z. B. als Umwälzsystem zur Energierückgewinnung-nutzbar ist, vorgesehen werden.

Claims

Patentansprüche .

1. Verfahren zur Ausbildung eines Schutzüberzuges auf ' Schwermetallen, dadurch gekennzeichnet, daß gesäuberte und/oder nachbehandelte Stahlteile in einem Behandlungsbad durch Reaktion mit einer Inhibitor-Lösung, die vorzugsweise Nitrite und Silikate enthält, getaucht wird. ' . - , .

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Inhibitor-Lösung zumindest NaHO₂ und Na-Silikat

enthält. .

3· Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Inhibitor-Lösung durch Disilikat, wie Na₂SiO.., / verstärkt wird.

4. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat für die Inhibitor-Lösuhg einen Gehalt an NaUTO₂ von ungefähr 5 - 45 % und an Na-Silikat von 0,5 - 12 % aufweist.

5. Verfahren nach Punkt 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat für die Inhibitor-Lösung durch Zusatz von pro Mille-Anteilen Disilikat verstärkt wird.

6. Verfahren nach Punkt 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet., daß blanker Stahl nach chemischer und/oder mechanischer Behandlung analog zu diesen Verfahrensschritten behandelt wird. ^: