DE1014816B - Process for preparing metal surfaces for the application of enamels - Google Patents
Process for preparing metal surfaces for the application of enamelsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Emails, insbesondere eine Verbesserung des Verfahrens zum Aufbringen von Emails auf metallischen Oberflächen.The invention relates to the production of enamels, in particular an improvement of the method for Application of enamels to metallic surfaces.
In der Patentanmeldung M 22587 VIa/48 c ist ein Verfahren zum Vorbereiten von Metalloberflächen für das Aufbringen von Emails beschrieben, bei dem ein Phosphat-Oxyd-Überzug aufgebracht wird, dessen PO4-Anteil ein Gewicht von 0,1 bis 6,5 mg/dm2 hat und dessen Gesamtgewicht 40 bis 1300 mg/dm2 beträgt. Dieses Verfahren kann so durchgeführt werden, daß zunächst ein Metallphosphatüberzug auf der Metalloberfläche aufgebracht wird, dessen Schichtgewicht 0,1 bis 6,5 mg P O^/dm2 beträgt, und dieser Phosphatüberzug in einer oxydierenden Atmosphäre zwecks Bildung eines Phosphat-Oxyd-Überzuges auf der Metalloberfläche erhitzt wird. Bei diesem Verfahren wird der auf der Metalloberfläche aufgebrachte Phosphatüberzug vorzugsweise gespült, bevor diese Grundlage in oxydierender Atmosphäre geglüht wird.Patent application M 22587 VIa / 48 c describes a method for preparing metal surfaces for the application of enamels, in which a phosphate-oxide coating is applied, the PO 4 content of which has a weight of 0.1 to 6.5 mg / dm 2 and its total weight is 40 to 1300 mg / dm 2 . This process can be carried out in such a way that first a metal phosphate coating is applied to the metal surface, the layer weight of which is 0.1 to 6.5 mg PO ^ / dm 2 , and this phosphate coating is applied in an oxidizing atmosphere to form a phosphate-oxide coating the metal surface is heated. In this process, the phosphate coating applied to the metal surface is preferably rinsed before this base is annealed in an oxidizing atmosphere.
Es wurde nun gefunden, daß gerade dieses Spülen des Phosphatüberzuges von besonderer Bedeutung ist und daß dieses Spülen unter genau zu überwachenden Bedingungen erfolgen muß, wenn der Phosphat-Oxyd-Überzug glatt und blasenfrei nach dem Glühen ausfallen soll, was für die Güte der Emaillierung wichtig ist. In den Fällen, in denen das übliche Leitungswasser verwendet wird., werden sehr verschiedene Ergebnisse und häufig fleckiges Material erhalten. In manchen Fällen wurden Phosphat-Oxyd-Überzüge gebildet, die vollständig befriedigend für das nachfolgende Aufbringen eines Emailüberzuges waren, in anderen Fällen wurde eine ausgesprochen blasige Oberfläche erhalten. Es wurde gefunden, daß diese Blasenbildung auf die Gegenwart bestimmter Mengen unerwünschter Ionen, die im Spülwasser vorhanden sind, zurückzuführen ist.It has now been found that this rinsing of the phosphate coating is of particular importance and that this rinsing must be carried out under carefully monitored conditions when the phosphate-oxide coating should be smooth and bubble-free after annealing, which is important for the quality of the enamel is. In cases where the usual tap water is used, the results will be very different and often get stained material. In some cases phosphate-oxide coatings were formed, which were completely satisfactory for the subsequent application of an enamel coating, in in other cases a markedly blistered surface was obtained. It was found that this Bubble formation is due to the presence of certain amounts of unwanted ions that are present in the rinse water are due.
Es wurde festgestellt, daß die Phosphat-Oxyd-Schicht, die nach dem Verfahren der Patentanmeldung M 22587 VIa/48 c erhalten wurde, dann frei von Blasenbildung ist, wenn das Spülwasser weniger als etwa 0,007 g/l Halogenion, und zwar Chloridionen, Bromidionen, Fluoridionen und Jodidionen, enthält. Im Spülwasser sollen außerdem weniger als 0,06 g/l Sulfationen und weniger als 0,04 g/l Hydroxylionen vorhanden sein. Wenn die Konzentration dieser Ionen im Spülwasser unter den genannten Grenzen gehalten wird, dann tritt keine Blasenbildung bei dem Phosphat-Oxyd-Überzug auf, und der anschließend aufgebrachte Emailüberzug ist glatt und frei von oberflächlichen Wellungen oder Fehlern.It was found that the phosphate oxide layer formed according to the method of the patent application M 22587 VIa / 48 c is then free from blistering if the rinse water is less than contains about 0.007 g / l halogen ion, namely chloride ions, bromide ions, fluoride ions and iodide ions. The rinse water should also contain less than 0.06 g / l sulfate ions and less than 0.04 g / l hydroxyl ions to be available. If the concentration of these ions in the rinse water is kept below the stated limits then there will be no blistering of the phosphate-oxide coating and the subsequently applied The enamel coating is smooth and free from superficial undulations or defects.
Vorzugsweise ist das Spülen so durchzuführen., daß hierdurch alle Substanzen gründlich entfernt werden, die nicht fest mit dem Phosphatüberzug auf der Grundoberfläche verbunden sind. Dies kann dadurchRinsing should preferably be carried out in such a way that all substances are thoroughly removed. which are not firmly connected to the phosphate coating on the base surface. This can be done by
von Metalloberflächen
für das Aufbringen von Emailsof metal surfaces
for applying emails
Zusatz zur Patentartmeldung M 22587 IVc/48 c
(Auslegeschrift 1 011 244)Addition to patent type notification M 22587 IVc / 48 c
(Interpretation document 1 011 244)
Anmelder:Applicant:
Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Bockenheimer Anlage 45Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt / M., Bockenheimer Anlage 45
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 12. Mai 1955Claimed priority:
V. St. v. America May 12, 1955
Marco James Cramer, Royal Oak, Mich. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt wordenMarco James Cramer, Royal Oak, Mich. (V. St. A.),
has been named as the inventor
erreicht werden, daß man den, mit dem Überzug bedeckten Gegenstand mit dem Spülwasser bespritzt oder ihn in das Spülwasser eintaucht, aber in. beiden Fällen soll das Spülwasser mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit gegenüber der zu spülenden. Oberfläche bewegt werden. Gute Ergebnisse wurden in allen Fällen erreicht, in denen von Fremdionen befreites oder destilliertes Wasser bei dem Spülen, benutzt wurde. Es genügt der Einsatz eines solchen fremdionenfreien Wassers nach einem Vorspülen mit Leitungswasser.can be achieved that the object covered with the coating is sprayed with the rinse water or immersing it in the rinse water, but in both cases the rinse water should be relatively high Speed compared to that to be flushed. Surface can be moved. Good results have been achieved in achieved in all cases where foreign ions are removed or distilled water was used in the rinsing. It is sufficient to use one that is free from foreign ions Water after pre-rinsing with tap water.
Es ist dem Fachmann bekannt, daß in den Fällen, in denen das Spülwasser in Behältern gehalten wird und der Gegenstand darin eingetaucht und heftig hin- und herbewegt wird, um das Spülen zu bewirken, die Verunreinigungen, die von. der mit dem Phosphatüberzug bedeckten Oberfläche entfernt werden, im Spülwasser sich anreichern in dem Maße, als Werkstücke durch den Spülwassertank hindurchgesetzt werden. Bei dieser Behandlungsart ist es daher erforderlich, daß sorgfältig darauf geachtet wird, daß die Menge Halogen-, Sulfat- und Hydroxylionen nicht über die vorstehend angegebene Grenze ansteigt. Aus diesem Grunde ist es erwünscht, das Spülwasser zu verwerfen und die Spülung mit einem schnell bewegten Spritzstrahl durchzuführen.It is known to those skilled in the art that in cases where the rinse water is kept in containers and the object is immersed therein and agitated violently to effect rinsing, the Contaminants from. removed from the surface covered with the phosphate coating, im Rinse water accumulate to the extent that workpieces pass through the rinse water tank will. In this type of treatment it is therefore necessary that careful attention be paid to the fact that the amount of halogen, sulfate and hydroxyl ions does not increase beyond the limit given above. the end for this reason it is desirable to discard the rinse water and do the rinse with a quick agitation Carry out spray jet.
7» 65*2367 »65 * 236
Die störende Wirkung von anwesenden unerwünschten Ionen im Spülwasser geht aus den folgenden Beispielen hervor:The disruptive effect of unwanted ions present in the rinse water can be seen from the following examples emerge:
Eine wäßrige saure Phosphatlösung wurde hergestellt, die 12,5 g/l Mononatriumphosphat enthielt und einen pH-Wert von 5,2 besaß. Eine Anzahl sauberer Stahlbleche wurde in verschiedene Anteile der Lösung 1 Minute bei Temperaturen zwischen 66 und 74° eingetaucht und wieder herausgenommen. Die Bleche waren mit dem bekannten Metallphosphatüberzug bedeckt, der ein Schichtgewicht zwischen 3,2 und 3,9 mg/dm2 hatte. Nach dem Herausnehmen aus der Phosphatlösung wurden die Bleche 30 Sekunden mit Leitungswasser aus Detroit bespritzt, abtropfen gelassen und in einem Muffelofen mit teilweise geöffneten Türen bei einer Temperatur von 790° 5 Minuten belassen. Nach der Herausnahme aus dem Ofen zeigte es sich, daß einige der Bleche in der Nähe der unteren Kante, von der das Spülwasser während der Besprühung abtropfte, geringe Erhöhungen oder blasige Stellen von trübblauer Farbe aufwiesen. Diese blasigen. Teile zeigten deutlich eine Trübung, während die übrigen Oxyd-Phosphat-Überzüge eine leuchtend blauschwarze Farbe hatten.An aqueous acidic phosphate solution was prepared containing 12.5 g / l of monosodium phosphate, and a pH value of 5.2 had. A number of clean steel sheets were immersed in various proportions of the solution for 1 minute at temperatures between 66 and 74 ° and removed again. The sheets were covered with the known metal phosphate coating, which had a layer weight between 3.2 and 3.9 mg / dm 2 . After being removed from the phosphate solution, the sheets were sprayed with Detroit tap water for 30 seconds, allowed to drain and left in a muffle furnace with the doors partially open at a temperature of 790 ° for 5 minutes. After removal from the oven, it was found that some of the trays had small bumps or blisters of a cloudy blue color near the lower edge from which the rinse water dripped during the spraying. These blistered ones. Parts clearly showed a haze, while the remaining oxide-phosphate coatings had a bright blue-black color.
Eine weitere Anzahl von Blechen wurde in den gleichen Alkaliphosphatlösungen behandelt und 30 Sekunden mit destilliertem Wasser bespritzt, bevor sie in den gleichen Muffelofen eingesetzt wurden. Diese Bleche zeigten keine Blasenbildung.Another number of panels were treated in the same alkali phosphate solutions and for 30 seconds splashed with distilled water before they were placed in the same muffle furnace. These Panels showed no blistering.
Ein Teil der wäßrigen Phosphatlösung, die im Beispiel 1 beschrieben ist, wurde dazu verwendet, eine andere Anzahl Stahlbleche unter den Bedingungen, wie sie im Beispiel 1 beschrieben sind, zu behandeln. Nach Ausbildung des Phosphatüberzuges wurden die Bleche in einen Spülbehälter eingetaucht, der Leitungswasser aus Detroit enthielt, und kräftig darin bewegt, bevor sie in den Muffelofen unter den im Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen eingebracht wurden. Es wurde zuerst eine Anzahl befriedigender Bleche aus dem Muffelofen erhalten, bevor Blasenbildung auftrat. Als Blasenbildung auftrat, wurde das Spülwasser analysiert und gefunden, daß es 0,007 g/l Chloridionen enthielt. Bei Spülwasser, das weniger als 0,007 g/l Chloridionen enthielt, wurde keine Blasenbildung beobachtet.A portion of the aqueous phosphate solution described in Example 1 was used to make a other number of steel sheets to be treated under the conditions as described in Example 1. After the phosphate coating had formed, the metal sheets were immersed in a rinsing container, the tap water from Detroit, and vigorously agitated it before it was placed in the muffle furnace under the conditions described in Example 1 conditions described were introduced. A number of satisfactory sheets were first made the muffle furnace before blistering occurred. When bubbling occurred, the rinse water became analyzed and found that it contained 0.007 g / l chloride ion. With rinse water, that less when 0.007 g / L contained chloride ion, no bubbling was observed.
Es wurden dann verschiedene Spülwässer hergestellt, die die anderen Halogenionen, Bromid, Fluorid und Jodid, enthielten, und auch bei diesen wurde eine Blasenbildung erhalten, sobald das Spülwasser mehr als 0,007 g/l Halogenionen enthielt.Various rinsing waters were then produced that contained the other halogen ions, bromide, Fluoride and iodide, and these, too, were blistered as soon as the rinse water contained more than 0.007 g / l halogen ions.
Wesentlich geringere Mengen Natriumhydroxyd wurden zugesetzt zu einem Behälter mit destilliertem Wasser, der zum Spülen von Blechen benutzt wurde, die in der obengenannten Phosphatierungslösung behandelt worden waren, und es wurde so lange keine Blasenbildung beobachtet, bis das Spülwasser 0,04 g/l Hydroxylionen enthielt. Wenn das Spülwasser mehr als 0,04 g/l Hydroxylionen enthielt, wurde Blasenbildung beobachtet.Much smaller amounts of sodium hydroxide were added to a container of distilled water Water used to rinse metal sheets treated in the above-mentioned phosphating solution and no bubbling was observed until the rinse water was 0.04 g / l Contained hydroxyl ions. When the rinse water contained more than 0.04 g / L of hydroxyl ions, bubbling occurred observed.
Einem Behälter mit destilliertem Wasser, das zum Nachspülen von Stahlblechen diente, die in der vorstehend genannten Phosphatlösung behandelt worden waren, wurde Natriumsulfat zugesetzt, so daß es geringe Mengen Sulfationen enthielt. Es wurde keine Blasenbildung beobachtet, bis der Sulfationengehalt des Spülwassers 0,06 g/l erreichte. Blasenbildung wurde beobachtet, wenn das Spülwasser mehr als 0,06 g/l Sulfationen, enthielt.A container with distilled water, which was used to rinse steel sheets that had been treated in the above-mentioned phosphate solution sodium sulfate was added so that it contained small amounts of sulfate ions. It wasn't Bubbling observed until the sulfate ion content of the rinse water reached 0.06 g / L. Blistering was observed when the rinse water contained more than 0.06 g / l sulfate ions.
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