DE1015298B - Process for the surface treatment of metals by applying layers of silicate - Google Patents
Process for the surface treatment of metals by applying layers of silicateInfo
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- 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
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung betrifft die Erzeugung von Oberflächenschichten auf Metallen durch Aufbringen eines Überzuges von Silikaten aus Lösungen. Zur Veränderung der Oberfläche von Metallen, insbesondere zur Erzielung einer Schutzschicht gegen mechanische und chemische Einwirkungen, werden im allgemeinen auf die Metalle, besonders auf solche, die etwa in dünnen Schichten aufgedampft sind, Deckschichten von Metalloxyden, vorzugsweise Siliciumoxyd oder Titandioxyd, aufgebracht, indem die metallischen Unterlagen mit solchen Oxyden bedampft werden. Die Herstellung solcher Schichten ist jedoch verhältnismäßig kostspielig, und andererseits ist die Dicke der Schichten in vielen Fällen begrenzt, da sie in größerer Stärke nicht mehr genügend durchscheinend sind, um die Farbe des zu überziehenden Metalls unverändert zu erhalten.The invention relates to the production of surface layers on metals by applying a coating of silicates from solutions. To change the surface of metals, especially to achieve a protective layer against mechanical and chemical effects, are generally applied to metals, especially those which are about in thin layers are vapor-deposited, outer layers of metal oxides, preferably silicon oxide or Titanium dioxide, applied by vaporizing the metallic substrates with such oxides. However, the production of such layers is relatively expensive and, on the other hand, the The thickness of the layers is limited in many cases, as they are no longer sufficiently transparent in greater thickness to keep the color of the metal to be coated unchanged.
In großtechnischem Maßstab wird die Emaillierung als Korrosionsschutz angewendet, ein bekanntes Verfahren, bei dem verschiedene Oxyde oder solche bildende Verbindungen geschmolzen oder ungeschmolzen in Form von Puder oder Suspensionen auf Metalle oder andere hitzebeständige Oberflächen aufgebracht und dann über den Erweichungspunkt erhitzt werden, wodurch eine einheitliche glatte Oberfläche entsteht. Für ein solches Verfahren sind relativ hohe Temperaturen erforderlich, und die meist gefärbte, dicke Emailschicht neigt leicht zum Abspringen und ist so spröde, daß eine Verformung der Unterlage nicht mehr möglich ist. Die letzteren, als Mangel empfundenen Eigenschaften treten in verstärktem Maße auch bei Überzügen auf, die aus Metalloxydgemischen, die mit etwas Wasserglas als Bindemittel angerührt sind, bestehen, die bei niedererer Temperatur aufgebrannt werden. Solche Überzüge besitzen eine relativ rauhe Oberfläche, da ja das Oxydgemisch nicht zum Schmelzen kommt, und müssen gegebenenfalls noch geschliffen werden. Schließlich ist es auch bekannt, die Innenwände metallischer Vorratsbehälter mit einer Suspension von Calciumoxyd bzw. Calciumcarbonat unter Drücken von etwa 10 atü zu bespritzen und die haftengebliebenen Teilchen der Calciumverbindung gegebenenfalls mit einer verdünnten Lösung von Wasserglas in geringem Umfang zu besprühen. Eine solche Schicht besitzt jedoch eine so geringe Haftfestigkeit, daß sie bereits durch bloßes Bespritzen wieder entfernt werden kann, und kann in dieser Form kaum als einheitliche Silikatschicht bezeichnet werden.On an industrial scale, enamelling is used as corrosion protection, a well-known process in which various oxides or compounds forming them are melted or unmelted in the form of powder or suspensions on metals or other heat-resistant surfaces applied and then heated above the softening point, creating a uniform smooth Surface is created. For such a process, relatively high temperatures are required, and most of the time colored, thick enamel layer tends to peel off and is so brittle that it can be deformed Document is no longer possible. The latter, felt as a deficiency, are more pronounced Measure also for coatings that are made of metal oxide mixtures with a little water glass as Binders are mixed, exist, which are burned on at a lower temperature. Such coatings have a relatively rough surface because of the oxide mixture does not melt and may have to be sanded. Finally is it also known the inner walls of metallic storage containers with a suspension of calcium oxide or to spray calcium carbonate under pressures of about 10 atmospheres and the adhering particles of the Calcium compound, if necessary with a dilute solution of water glass to a small extent to spray. Such a layer, however, has such a poor adhesive strength that it can be obtained by mere Splashing can be removed again, and in this form can hardly be described as a uniform silicate layer will.
Das Verfahren der Erfindung zeigt nun einen einfachen Weg, glatte, festhaftende Schutzschichten auf Metalloberflächen aufzubringen, der darin besteht, daß auf die Metalloberfläche eine Lösung von Alkalisilikat, die mindestens ein lösliches Metallsalz enthält,The method of the invention now shows a simple way of producing smooth, firmly adhering protective layers To apply metal surfaces, which consists in the fact that a solution of alkali silicate, which contains at least one soluble metal salt,
zur Oberflächenbehandlung von Metallen durch Aufbringen von Silikatschichtenfor the surface treatment of metals by applying layers of silicate
Anmelder:
Deutsche Gold- und Silber-ScheideanstaltApplicant:
German gold and silver separator
vormals Roessler,
Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9formerly Roessler,
Frankfurt / M., Weißfrauenstr. 9
Alois Seidl, Lam (Ndb.),
ist als Erfinder genannt wordenAlois Seidl, Lam (Ndb.),
has been named as the inventor
aufgebracht und die Schicht anschließend an der Luft oder durch zusätzliche Wärme getrocknet wird. Als Metallsalze werden dabei vorzugsweise Schwermetallsalze verwendet, die in der Behandlungslösung in Form löslicher Verbindungen enthalten sind. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß derartige Schichten, die als Mischsilikatschichten angesprochen werden können, ähnlich wie die aufgedampften Überzüge auf der Metallunterlage ausgezeichnet haften und auch für dünne Metallschichten, wie sie etwa bei der Aufdampfung erzielt werden, einen ausreichenden Schutz gegen mechanische Beschädigungen und chemische Einflüsse gewährleisten.applied and the layer is then dried in the air or by additional heat. The metal salts used are preferably heavy metal salts that are in the treatment solution are contained in the form of soluble compounds. It has surprisingly been found that such Layers that can be addressed as mixed silicate layers, similar to the vapor-deposited coatings Adhere perfectly to the metal base and also for thin metal layers, such as those in the vapor deposition, sufficient protection against mechanical damage and ensure chemical influences.
Die Aufbringung der Schichten bzw. die Behandlung mit den entsprechenden Lösungen kann in an sich bekannter Weise durch Tauchen, Aufstreichen oder Spritzen erfolgen, worauf die mit der Lösung beschichtete Oberfläche an der Luft oder durch zusätzliche Wärme, z. B. bei 50 bis 250°, getrocknet wird. Die so erhaltene Schicht kann durch Wässern des überzogenen Gegenstandes und nachträgliches nochmaliges Trocknen verbessert werden.The application of the layers or the treatment with the corresponding solutions can be carried out in take place in a manner known per se by dipping, brushing on or spraying, whereupon with the solution coated surface in the air or by additional heat, e.g. B. at 50 to 250 °, dried will. The layer obtained in this way can be applied by soaking the coated object and subsequently repeated drying can be improved.
Besonders gute Haftfestigkeit wird dann erzielt, wenn als Unterlagemetalle solche mit hoher Sauerstoffaffinität, wie z. B. Aluminium, Eisen oder Chrom, verwendet werden. Will man also auf anderen Metallen besonders gut haftende Überzüge nach dem Verfahren der Erfindung erzielen, so wird man die Metallunterlage mit Vorteil zunächst durch Bedampfung oder auf andere Weise mit einer dünnen Schicht Aluminium, Eisen oder Chrom überziehen und die so präparierte Oberfläche der erfindungsgemäßen Behandlung unterwerfen.Particularly good adhesive strength is achieved when the base metals are those with a high affinity for oxygen, such as B. aluminum, iron or chromium can be used. So you want on other metals achieve particularly well-adhering coatings according to the method of the invention, one becomes the Metal base advantageously first by vapor deposition or in some other way with a thin one Coating layer of aluminum, iron or chromium and the thus prepared surface of the invention Subject to treatment.
70S1 fiiSO/23870S 1 fiiSO / 238
Zur Stabilisierung der aus Mischsilikaten bestehenden Oberflächenschichten hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine nachträgliche Behandlung bei erhöhten Temperaturen bis zu 400° und mehr durchzuführen, die gegebenenfalls so weit getrieben werden kann, daß dabei ein Teil des Unterlagemetalls unter Bildung eines Mischoxyds in die Silikatschicht eingebaut wird. Damit ist zugleich eine außerordentliche hohe Härtung der Oberflächenschicht verbunden, die eine besonders gute mechanische Widerstandsfähigkeit gewährleistet.It has proven advantageous to stabilize the surface layers consisting of mixed silicates proven to carry out a subsequent treatment at elevated temperatures of up to 400 ° and more, which, if necessary, can be driven so far that a part of the base metal is underneath Formation of a mixed oxide is built into the silicate layer. This is also an extraordinary one high hardening of the surface layer connected, which has a particularly good mechanical resistance guaranteed.
Man kann insbesondere bei der Abdeckung von aufgedampften Metallschichten die Temperaturnachbehandlung so regulieren, daß eine gegebene Menge des Metalls aus der Unterlage unter Übergang in den nichtmetallischen Zustand in die Silikatschicht übergeführt und dadurch die Lichtdurchlässigkeit der Schicht beliebig verändert wird. Erwärmt man den Schichtträger während dieser Nachbehandlung ungleichmäßig, so läßt sich der Verlauf der Lichtabsorption innerhalb der Schicht kontinuierlich ändern, so daß Effekte erzielt werden, die beispielsweise bei Blendschutzgläsern erwünscht sind.Temperature post-treatment can be used, in particular when covering vapor-deposited metal layers regulate so that a given amount of the metal from the substrate under transition into the non-metallic state transferred into the silicate layer and thereby the light permeability of the Layer is changed at will. If the substrate is heated unevenly during this post-treatment, so the course of the light absorption within the layer can be continuous change so that effects are achieved that are desired, for example, in anti-glare glasses.
Um eine vollständige Benetzung auch gekrümmter oder andersartig profilierter Flächen mit der Behandlungslösung zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Unterlage vor der Aufbringung der Silikatlösung zu erwärmen.To ensure complete wetting of curved or otherwise profiled surfaces with the treatment solution To achieve this, it is advisable to close the pad before applying the silicate solution heat.
Erfindungsgemäß kann die Benetzbarkeit (Verhalten bei Benetzung) der Mischsilikatschichten durch eine Modifizierung der Ausgangslösung in weiten Grenzen geändert werden, so daß auf diese Weise auf Metallen beschlagarme bzw. beschlagfreie Schichten erzeugt werden können. Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, der Behandlungslösung beispielsweise Jod zuzusetzen. According to the invention, the wettability (behavior when wetting) the mixed silicate layers by modifying the starting solution to a large extent Limits are changed, so that in this way, low-fog or fog-free layers on metals can be generated. For this purpose it is advisable to add iodine, for example, to the treatment solution.
Auch kann man nicht benetzbare Oberflächenschichten dadurch erhalten, daß die fertig formierten Mischsilikatschichten mit geeigneten organischen Verbindungen, beispielsweise mit organischen Siliciumverbindungen vom Typ der Silikone oder auch mit Isocyanaten nachbehandelt werden, deren hydrophobe Eigenschaften an sich bekannt sind.You can also obtain non-wettable surface layers by the fact that the finished formed Mixed silicate layers with suitable organic compounds, for example with organic silicon compounds of the silicone type or with isocyanates, their hydrophobic Properties are known per se.
Schließlich können die Mischsilikatschichten auch durch Zugabe entsprechender Farbstoffe gefärbt werden.Finally, the mixed silicate layers can also be colored by adding appropriate dyes will.
Das Verfahren der Anmeldung ist sowohl für den Oberflächenschutz von massiven Metallen als auch für dünne metallische Aufdampfungsschichten von Bedeutung. So können die damit erzeugten Schichten als Korrosionsschutz dienen oder auch als Isolierschichten auf Transformatorenkernen oder Kondensatorfolien verwendet werden.The process of filing is both for the surface protection of solid metals and for thin metallic vapor deposition layers are important. So the layers created with it serve as corrosion protection or as insulating layers on transformer cores or capacitor foils be used.
Für die Durchführung des Verfahrens kann man beispielsweise eine Lösung folgender Zusammensetzung auf das zu überziehende Metall aufbringen: ecm Wasser, 10 ecm Natriumsilikat (handelsübliches Wasserglas), 7 ecm l%ige Silbernitratlösung, 5 ecm Äthylalkohol (10°/oig).A solution of the following composition, for example, can be used to carry out the process Apply to the metal to be coated: ecm water, 10 ecm sodium silicate (commercially available Water glass), 7 ecm l% silver nitrate solution, 5 ecm ethyl alcohol (10%).
Claims (6)
Deutsche Patentschriften Nr. 671 646, 854 455,
576.Considered publications:
German patent specifications No. 671 646, 854 455,
576.
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- 1955-02-25 CH CH341371D patent/CH341371A/en unknown
- 1955-08-31 DE DED21189A patent/DE1019140B/en active Pending
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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CH341371A (en) | 1959-09-30 |
DE1019140B (en) | 1957-11-07 |
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