DE102008048596A1 - Quench passivation of aluminum die-cast parts - Google Patents
Quench passivation of aluminum die-cast parts Download PDFInfo
- Publication number
- DE102008048596A1 DE102008048596A1 DE102008048596A DE102008048596A DE102008048596A1 DE 102008048596 A1 DE102008048596 A1 DE 102008048596A1 DE 102008048596 A DE102008048596 A DE 102008048596A DE 102008048596 A DE102008048596 A DE 102008048596A DE 102008048596 A1 DE102008048596 A1 DE 102008048596A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- casting
- aqueous composition
- aluminum
- water
- soluble
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
-
- 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
- C23C22/34—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 fluorides or complex fluorides
-
- 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
- C23C22/48—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 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
- C23C22/56—Treatment of aluminium or alloys based thereon
-
- 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
- C23C22/60—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 alkaline aqueous solutions with pH greater than 8
- C23C22/66—Treatment of aluminium or alloys based thereon
-
- 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
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
- C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
- C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
- C23F11/167—Phosphorus-containing compounds
- C23F11/1676—Phosphonic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/60—Aqueous agents
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Passivieren von Gussteilen aus Aluminium und/oder seinen Legierungen, bei dem das nach dem Flüssiggießen erstarrte Gussteil in ein Abschreckbad mit einer passivierenden wässrigen Zusammensetzung überführt wird. Ebenfalls umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur korrosionsschützenden Behandlung von Gussteilen aus Aluminium und/oder seinen Legierungen, bei dem das erstarrte und aus dem Formteil herausgelöste Gussteil mit einer Temperatur von mehr als 300°C mit einer passivierenden wässrigen Zusammensetzung zum Abschrecken des Gussteils in Kontakt gebracht wird, wonach nach einer mechanischen Bearbeitung des Gussteils und einem darauffolgenden Reinigungs- und Entfettungsschritt eine passivierende Behandlung erfolgt, bevor das Gussteil gegebenenfalls mit einem organischen Decklack beschichtet wird. Des Weiteren umfasst die vorliegende Erfindung ein Gussteil aus Aluminium und/oder seinen Legierungen, das einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Passivieren oder zur korrosionsschützenden Behandlung unterzogen wurde, sowie die Verwendung eines solchen Gussteils in einem Verfahren zur Aufbringung weiterer Korrosionsschutzschichten und/oder dekorativer Schichtauflagen.The present invention relates to a method for passivating castings of aluminum and / or its alloys, in which the casting which is solidified after the liquid casting is transferred into a quench bath with a passivating aqueous composition. The present invention also encompasses a process for the anticorrosive treatment of castings made of aluminum and / or its alloys, in which the solidified and dissolved out of the molding casting having a temperature of more than 300 ° C with a passivating aqueous composition for quenching the casting in contact after which, after a mechanical treatment of the casting and a subsequent cleaning and degreasing step, a passivating treatment takes place before the casting is optionally coated with an organic topcoat. Furthermore, the present invention comprises a cast part made of aluminum and / or its alloys, which has been subjected to a method according to the invention for passivation or anticorrosive treatment, and the use of such a cast part in a method for applying further anticorrosion layers and / or decorative layer supports.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Passivieren von Gussteilen aus Aluminium und/oder seinen Legierungen, bei dem das nach dem Flüssiggießen erstarrte und aus dem Formteil entnommene Gussteil unmittelbar in ein Abschreckbad mit einer passivierenden wässrigen Zusammensetzung überführt wird. Ebenfalls umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur korrosionsschützenden Behandlung von Gussteilen aus Aluminium und/oder seinen Legierungen, bei dem das erstarrte und aus dem Formteil herausgelöste Gussteil mit einer Temperatur von mehr als 300°C mit einer passivierenden wässrigen Zusammensetzung zum Abschrecken des Gussteils in Kontakt gebracht wird, wonach nach einer mechanischen Bearbeitung des Gussteils und einem darauf folgenden Reinigungs- und Entfettungsschritt eine weitere passivierende Behandlung erfolgt bevor das Gussteil gegebenenfalls mit einem organischen Decklack beschichtet wird. Die passivierende wässrige Zusammensetzung des Abschreckbades enthält in den erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise zumindest insgesamt 10 ppm an wasserlöslichen Verbindungen der Elemente Ti, Zr, Hf, Si, Mn, Mo und/oder W bezogen auf die jeweiligen Elemente. Des Weiteren umfasst die vorliegende Erfindung ein Gussteil aus Aluminium und/oder seinen Legierungen, das in einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Passivieren oder zur korrosionsschützenden Behandlung behandelt wurde sowie die Verwendung eines solchen Gussteils aus Aluminium und/oder seinen Legierungen in einem Verfahren zur Aufbringung weiterer Korrosionsschutzschichten und/oder dekorativer Schichtauflagen.The The present invention relates to a method for passivating Castings of aluminum and / or its alloys, in which the after liquid casting solidified and out of the molding removed casting directly into a quench bath with a passivating aqueous composition is transferred. Also, the present invention comprises a method for anti-corrosive Treatment of castings made of aluminum and / or its alloys, in which the solidified and detached from the molding Casting with a temperature of more than 300 ° C with a passivating aqueous composition for quenching the casting is brought into contact, after which after a mechanical Machining of the casting and a subsequent cleaning and degreasing step another passivating treatment takes place before the casting if necessary with an organic topcoat is coated. The passivating aqueous composition the quench bath contains in the inventive Process preferably at least a total of 10 ppm of water-soluble Compounds of the elements Ti, Zr, Hf, Si, Mn, Mo and / or W related on the respective elements. Furthermore, the present invention includes Invention a casting of aluminum and / or its alloys, that in a method according to the invention for passivation or for anti-corrosive treatment and the use of such a casting of aluminum and / or its alloys in a process for applying further anti-corrosion coatings and / or decorative layer pads.
Im Stand der Technik zum Abschrecken („Quenchen”) von nach dem Flüssiggießen erstarrten Gussteilen sind verschiedene Zusammensetzungen für das Abschreckbad bekannt, die zum einen auf eine optimierte Abkühlrate im Abschreckbad und zum anderen auf einen temporären Schutz vor Korrosion des abgeschreckten Gussteils abzielen.in the State of the art for quenching ("quenching") of castings solidified after liquid casting are different compositions for the quench bath known, on the one hand to an optimized cooling rate in the Quenching bath and on the other to a temporary protection aim at corrosion of the quenched casting.
Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
Die
Anwesenheit von Korrosionsinhibitoren in Abschreckbädern
enthaltend Polyvinylpyrrolidone als Zusatz zur Regulierung der Abkühlrate
wird in der Offenlegungsschrift
In
der Offenlegungsschrift
Die
Offenlegungsschrift
Wiederum
kann der Fachmann der
Jedoch ist keines der zuvor im Stand der Technik beschriebenen Abschreckmedien geeignet eine dauerhafte Passivierung bzw. Konversion der Oberfläche eines Gussteils von Aluminium und/oder seinen Legierungen zu liefern, die sich zudem dazu eignet, unmittelbar mit einer organischen Deckschicht beschichtet zu werden.however is not one of the quench media previously described in the prior art suitable permanent passivation or conversion of the surface to deliver a casting of aluminum and / or its alloys, which is also suitable, directly with an organic topcoat to be coated.
Zudem werden die nach dem Flüssiggießen erstarrten metallischen Gussteile nach dem Abschrecken üblicherweise zum Entgraten mechanisch nachgearbeitet, so dass im Stand der Technik die herkömmliche passivierende Vorbehandlung erst nach der Reinigung und Entfettung des Gussteils vorgenommen wird, so dass der Zusatz von Inhibitoren im Abschreckmedium lediglich für die Unterdrückung von Flugrost und lediglich für das Abschrecken von Eisenmetallen vorgenommen wird. Auf den Zusatz von Inhibitoren zum Abschreckmedium bei der Behandlung von Gussteilen aus Aluminium ausschließlich für den temporären Korrosionsschutz bis zur eigentlichen Passivierung nach der mechanischen Bearbeitung des Gussteils wird wegen der ausreichenden Schutzwirkung des thermischen Oxides auf der Aluminiumoberfläche vollständig verzichtet.In addition, after solidification, the metallic castings solidified after liquid casting are usually mechanically reworked for deburring, so that in the prior art the conventional passivating pretreatment is carried out only after the cleaning and degreasing of the casting, so that the addition of inhibitors in the quenching medium is only for the Suppression of flash rust and only for the quenching of ferrous metals. The addition of inhibitors to the quenching medium in the treatment of cast aluminum parts exclusively for the temporary corrosion protection up to the actual passivation after the mechanical processing of the casting is completely dispensed with because of the sufficient protective effect of the thermal oxide on the aluminum surface.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, den temporären Korrosionsschutz durch eine nachhaltige Passivierung von Gussteilen aus Aluminium und seinen Legierungen zu verbessern, ohne zusätzliche Behandlungsschritte in bestehende Verfahren von der Herstellung des Gussteils bis zur Lackierung desselben mit einer dekorativen oder korrosionsschützenden Beschichtung einzuführen.The Object of the present invention is therefore to the temporary Corrosion protection through sustainable passivation of castings from aluminum and its alloys to improve, without additional Treatment steps in existing processes from manufacturing of the casting up to the painting of the same with a decorative one or anti-corrosive coating.
Es zeigt sich, dass in den Poren der Aluminiumoberfläche bei einer im Stand der Technik üblichen Reinigung bzw. Entfettung von Gussteilen aus Aluminium und seinen Legierungen, die der mechanischen Bearbeitung der abgeschreckten Gussteile nachfolgt, Reinigungs- und Entfettungslösung zurückgehalten wird, so dass eine darauf folgende im Stand der Technik übliche passivierende Behandlung des Gussteils an diesen Stellen unwirksam bleibt. Die Reinigung und Entfettung der Gussteile ist jedoch notwendig, um die Oberfläche des Gussteils von Schmierstoffen zu befreien, die für die mechanische Bearbeitung desselben aufgebracht wurden. Die in dem weiteren Verfahren zur Bereitstellung einer Aluminiumoberfläche, die zumindest temporär vor Korrosion geschützt ist, nachfolgende herkömmliche passivierende Behandlung mit typischen Konversionsbehandlungslösungen gelingt nur unvollständig und führt je nach Größe der auf der Oberfläche des Gussteils vorliegenden Poren zu Makro- und/oder Mikrodefekten an eben diesen Oberflächenstellen, die für das passivierende Behandlungsmedium nicht zugänglich waren. Grundsätzlich ist daher eine passivierende Behandlung in einem Schritt mit dem Abkühlen des nach dem Flüssiggießen erstarrten und aus dem Formteil entnommenen Aluminiumgussteil im Abschreckbad von Vorteil und charakteristisch für die vorliegende Erfindung.It shows that in the pores of the aluminum surface at a customary in the art cleaning or degreasing of castings of aluminum and its alloys, mechanical ones Processing of quenched castings follows, cleaning and degreasing solution is retained, so that a subsequent passivating one conventional in the art Treatment of the casting at these sites remains ineffective. The However, cleaning and degreasing the castings is necessary to to free the surface of the casting from lubricants, which were applied for the mechanical processing of the same. In the further process for providing an aluminum surface, at least temporarily protected against corrosion is, subsequent conventional passivating treatment with typical conversion treatment solutions succeed only incomplete and leads according to size the pores present on the surface of the casting to macro and / or microdefects on these very surface areas, not accessible to the passivating treatment medium were. Basically, therefore, is a passivating treatment in one step with the cooling of after liquid casting solidified and removed from the molding aluminum casting in Quenching of advantage and characteristic of the present Invention.
Die Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, eine passivierende Behandlung der Oberfläche des Gussteils während der Abschreckung des nach dem Flüssiggießen erstarrten und aus dem Formteil entnommenen Aluminiumgussteils vorzunehmen, also bereits vor einer mechanischen Bearbeitung des Gussteils.The Solution of the object of the present invention is therefore in it, a passivating treatment of the surface of the Casting during the quenching of after liquid casting solidified and removed from the molding aluminum casting to make So even before a mechanical machining of the casting.
Hierdurch werden gerade jene Poren auf der Oberfläche des Gussteils aus Aluminium und/oder seinen Legierungen bereits einer hinreichenden passivierenden Behandlung unterzogen, die beispielsweise nach der Reinigung und Entfettung des mechanisch bearbeiteten Gussteils für eine herkömmliche passivierende Behandlung nicht mehr oder nur eingeschränkt zugänglich sind.hereby just those pores on the surface of the casting become made of aluminum and / or its alloys already a sufficient subjected to passivating treatment, for example, after the Cleaning and degreasing the machined casting for a conventional passivating treatment no more or are restricted access.
Die Porenbildung geht auf im Flüssigaluminium und/oder in der flüssigen Legierung gelöste Gase zurück, die Blasen ausbilden, wenn der Druck der gelösten Gase größer als der metallostatische Druck ist. Ebenso können Gase eine Blasenbildung verursachen, die als Reaktionsgase des Flüssigmetalls mit seinem Formteil entstehen oder die aus dem Verdampfen von Feuchte aus dem Formteil beim Flüssiggießen stammen.The Pore formation occurs in the liquid aluminum and / or in the liquid alloy dissolved gases, the bubbles form when the pressure of the dissolved gases greater than the metallostatic pressure. As well For example, gases can cause bubbles to form as reaction gases arise of the liquid metal with its molding or the from the evaporation of moisture from the molding during liquid casting come.
Gasblasen in Druckgussteilen werden vornehmlich durch beim Formfüllvorgang mitgerissene und eingewirbelte Luft verursacht, die während des Erstarrungsvorganges im Formkörper aufsteigen und oberflächennah, d. h. meist im oberen Teil, aber auch im Inneren des Gussteils, eingeschlossen werden.gas bubbles in die castings are mainly by the mold filling process entrained and swirled air causes during the ascend the solidification process in the molding and close to the surface, d. H. usually in the upper part, but also inside the casting, be included.
Grundsätzlich kann die Blasen- bzw. Porenbildung in Metallgussverfahren auch mit hohem technischem Aufwand nicht vollständig vermieden werden. Vielmehr gilt es, den technischen Aufwand, der unmittelbar die Produktionskosten bestimmt, möglichst zu reduzieren.in principle Can the blistering or pore formation in metal casting also with high technical complexity can not be completely avoided. Rather, it is the technical effort that directly affects the production costs determined to reduce as much as possible.
Im Folgenden werden wegen einer einfacheren sprachlichen Darstellung des Erfindungsgegenstandes unter Gussteilen aus Aluminium auch solche aus Aluminiumlegierungen verstanden. Bevorzugte Hauptlegierungsbestandteile der Aluminiumgusslegierung sind dabei Si, Mg, Cu und Zn.in the The following are due to a simpler linguistic presentation the subject invention under castings made of aluminum and those made of aluminum alloys. Preferred main alloying ingredients of the aluminum casting alloy are Si, Mg, Cu and Zn.
Als Gussteil im Sinne der vorliegenden Erfindung werden solche Aluminiumformkörper verstanden, die aus einem Formgebungsprozess durch Befüllen eines Formkörpers mit flüssigem Metall unter dem Einfluss der Schwerkraft, der Fliehkraft oder unter Druck und durch Erstarren im Formkörper entstanden sind.When Casting in the context of the present invention are such aluminum moldings understood that from a molding process by filling a shaped body with liquid metal under the Influence of gravity, centrifugal force or under pressure and through Solidification in the molded body have arisen.
Das Gussteil kann dabei beispielsweise im Sand-, Kokillen-, Druck- und Stranggießverfahren hergestellt werden. Beim Druckguss wird das flüssige Metall unter hohem Druck in geteilte metallische Dauerformen gepresst. Dabei entstehen in der Druckgießform hohe Strömungsgeschwindigkeiten, wobei nach vollendeter Formfüllung das flüssige Metall entsprechend des anliegenden Fülldruckes nachverdichtet wird. Demnach gehört zu den besonderen Vorteilen des Druckgusses die sehr genaue Konturenwiedergabe des Formteils, so dass speziell dünnwandige und maßgenaue Formteile zugänglich sind. Das Herstellverfahren mittels geteilter Dauerformen und die hohe Konturentreue im Druckguss bedingen zwangsläufig, dass die Gussteile entgratet, also mechanisch nachbearbeitet werden müssen.The casting can be produced, for example, in the sand, mold, pressure and continuous casting. During die casting, the liquid metal is pressed under high pressure into divided metallic permanent molds. In this case, high flow velocities occur in the die, wherein after completion of mold filling, the liquid metal is re-compressed according to the applied filling pressure. Accordingly, one of the special advantages of die casting is the very precise contour reproduction of the molded part that especially thin-walled and dimensionally accurate molded parts are accessible. The production process by means of split permanent molds and the high contour accuracy in die casting inevitably require that the castings be deburred, that is, mechanically reworked.
Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für im Druckgussverfahren hergestellte Gussteile aus Aluminium, da diese an der Berührungsfläche der Formteile einen Grat aufweisen, der mechanisch entfernt werden muss, so dass jede zuvor vorgenommene korrosionsschützende Passivierung des Gussteil an diesen Stellen erneuert werden muss. Hierzu ist zunächst stets eine Reinigung und Entfettung des Gussteils zur Entfernung von Schmierstoffen der mechanischen Bearbeitung notwendig, bevor eine zusätzliche korrosionsschützende Behandlung erfolgen kann. Aufgrund der unvermeidbaren Blasen- bzw. Porenbildung im Gussteil während des Erstarrungsvorganges bietet eine herkömmliche Passivierung, die ausschließlich nach dem Entgraten und nach dem Reinigungs- und Entfettungsschritt erfolgt, keinen hinreichenden Schutz vor Korrosion, da die innere Oberfläche der Poren- bzw. Blasen insbesondere nach dem Kontakt mit dem Schmierstoff und der nachfolgenden Entfettungslösung nur unzureichend mit der passivierenden Behandlungslösung benetzt wird.The The present invention is particularly suitable for die casting manufactured castings made of aluminum, as these at the contact surface the molded parts have a burr, which are mechanically removed must, so that any previously made anti-corrosive Passivation of the casting must be renewed at these locations. For this purpose, always first a cleaning and degreasing of the casting for the removal of lubricants of the mechanical Processing necessary before an additional anti-corrosive Treatment can be done. Due to the inevitable bladder or Pore formation in the casting during the solidification process offers a conventional passivation exclusively after deburring and after the cleaning and degreasing step does not provide adequate protection against corrosion, since the inner Surface of the pores or bubbles in particular after the Contact with the lubricant and the subsequent degreasing solution only inadequate with the passivating treatment solution is wetted.
Eine passivierende Vorbehandlung bzw. eine Passivierung des Gussteils, die bereits vor der Reinigung und Entfettung des mechanisch bearbeiteten Gussteils und insbesondere während der Abschreckung des nach dem Flüssiggießen erstarrten und aus dem Formteil entnommenen Aluminiumgussteils erfolgt, liegt im Sinne der vorliegenden Erfindung dann vor, wenn ein zumindest temporärer Korrosionsschutz durch chemische Konversion der Oberfläche des Gussteils aus Aluminium bewirkt wird. Die chemische Konversion der Oberfläche des Gussteils aus Aluminium betrifft daher die Änderung der chemischen Zusammensetzung der Zwischenschicht, die das Innere des Gussteils und das dieses umgebende Medium voneinander trennt. Die chemische Konversion kann dabei insbesondere in einer Umwandlung der natürlichen Oxidschicht in eine andere im Wesentlichen anorganische Deckschicht bestehen, wobei die anorganische Deckschicht zumindest teilweise auch aus Metall-Kationen der Konversionsbehandlungslösung zusammengesetzt ist. Diese Art der passivierenden Behandlung entspricht damit einer typischen Konversionsbehandlung wie sie beispielsweise bei der Phosphatierung von Aluminiumoberflächen erfolgt. Allerdings werden solche passivierende Vorbehandlungen von der vorliegenden Erfindung generell nicht umfasst, die Deckschichten, insbesondere kristalline Deckschichten mit einer Schichtauflage von mehr als 0,5 g/m2 ausbilden. Eine solche Konversionsbehandlung im Sinne einer passivierenden Vorbehandlung wird im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt durch Abschreckbäder mit wässrigen Zusammensetzungen enthaltend zumindest 10 ppm, vorzugsweise zumindest 50 ppm an wasserlöslichen Verbindungen der Elemente Ti, Zr, Hf, Si, Mn, Mo, und/oder W bezogen auf die jeweiligen Elemente erzielt.A passivating pretreatment or a passivation of the casting, which already takes place before the cleaning and degreasing of the machined casting and in particular during the quenching of the cast aluminum after the liquid casting and removed from the molding, is then within the meaning of the present invention, if a at least temporary corrosion protection is effected by chemical conversion of the surface of the casting of aluminum. The chemical conversion of the surface of the aluminum casting therefore involves the change in the chemical composition of the intermediate layer which separates the interior of the casting and the surrounding medium. The chemical conversion may consist in particular in a conversion of the natural oxide layer into another essentially inorganic covering layer, wherein the inorganic covering layer is at least partially composed of metal cations of the conversion treatment solution. This type of passivating treatment thus corresponds to a typical conversion treatment such as occurs in the phosphating of aluminum surfaces. However, such passivating pretreatments are generally not covered by the present invention, which form outer layers, in particular crystalline outer layers with a layer coverage of more than 0.5 g / m 2 . Such a conversion treatment in the sense of a passivating pretreatment is preferably used in the process according to the invention by quench baths with aqueous compositions containing at least 10 ppm, preferably at least 50 ppm, of water-soluble compounds of the elements Ti, Zr, Hf, Si, Mn, Mo and / or W. achieved the respective elements.
Die passivierende Vorbehandlung kann alternativ auch darin bestehen, durch Kontakt mit einer Zusammensetzung enthaltend organische Polymere eine zusätzliche Belegung der Oberfläche des Gussteils mit einer dünnen Deckschicht von weniger als 100 mg/m2 polymerer Schichtauflage zu bewirken. Im erfindungsgemäßen Verfahren sind für eine solche passivierende Vorbehandlung Abschreckbäder mit wässrigen Zusammensetzungen vorgesehen, die als Hauptwirkkomponente wasserlösliche und/oder wasserdispergierbare organische Polymere und/oder Copolymere enthalten, die zumindest teilweise Phosphonsäure- und/oder Phosphorsäure-Gruppen sowie deren Ester aufweisen.Alternatively, the passivating pretreatment may consist in effecting, by contact with a composition containing organic polymers, an additional coating of the surface of the casting with a thin coating layer of less than 100 mg / m 2 of polymer layer support. In the process according to the invention quench baths with aqueous compositions are provided for such a passivating pretreatment, containing as main active component water-soluble and / or water-dispersible organic polymers and / or copolymers which at least partially phosphonic acid and / or phosphoric acid groups and their esters.
Ferner
kann die Konversion der Oberfläche von Aluminium alternativ
durch Chemisorption von grenzflächenaktiven Verbindungen
unter Ausbildung einer monomolekularen oder multimolekularen Schicht
mit wenigen Nanometer Dicke herbeigeführt werden. In einem
erfindungsgemäßen Verfahren sind hierfür
Abschreckbäder mit wässrigen Zusammensetzungen
bevorzugt, die mindestens eine Organophosphorsäure oder
Organophosphonsäure mit mehr als 3 Kohlenstoffatomen enthalten.
Besonders bevorzugt sind dabei die in der internationalen Anmeldung
Vorzugsweise betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Verfahren zum Passivieren von Aluminiumgussteilen, bei dem das nach dem Flüssiggießen erstarrte und aus dem Formteil entnommene Aluminiumgussteil unmittelbar in ein Abschreckbad mit einer wässrigen Zusammensetzung überführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Zusammensetzung zumindest eine der folgenden Bedingungen a)–c) erfüllt:
- a) die Zusammensetzung enthält zumindest insgesamt 10 ppm an wasserlöslichen Verbindungen der Elemente Ti, Zr, Hf, Si, Mn, Mo, und/oder W, besonders bevorzugt der Elemente Ti und/oder Zr bezogen auf die jeweiligen Elemente;
- b) die Zusammensetzung enthält zumindest mindestens 0,01 g/l an wasserlöslichen und/oder wasserdispergierbaren organischen Polymeren und/oder organischen Copolymeren, die zumindest teilweise teilweise Phosphonsäure- und/oder Phosphorsäure-Gruppen sowie deren Ester aufweisen;
- c) die Zusammensetzung enthält zumindest insgesamt 10 ppm an wasserlöslichen Organophosphorsäuren und/oder Organophosphonsäuren mit mehr als 3 Kohlenstoffatomen sowie deren Salze, besonders bevorzugt zumindest insgesamt 1 ppm bezogen auf das Element Phosphor an unverzweigten wasserlöslichen Alkylphosphorsäuren und/oder Alkylphosphonsäuren mit nicht weniger als 8 und nicht mehr als 14 Kohlenstoffatomen und/oder deren endständig mit den Gruppen ausgewählt aus -P(O)(OH)2, -O-P(O)(OH)2, -OH, -COOH, -NH2 und -NRH funktionalisierten Alkylphosphorsäuren und/oder Alkylphosphonsäuren sowie deren Salze, wobei der Rest R ein Alkylrest mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen darstellt.
- a) the composition contains at least a total of 10 ppm of water-soluble compounds of the Ele Ti, Zr, Hf, Si, Mn, Mo, and / or W, particularly preferably the elements Ti and / or Zr with respect to the respective elements;
- b) the composition contains at least 0.01 g / l of water-soluble and / or water-dispersible organic polymers and / or organic copolymers which at least partially partially phosphonic acid and / or phosphoric acid groups and their esters have;
- c) the composition contains at least a total of 10 ppm of water-soluble organophosphoric acids and / or organophosphonic acids having more than 3 carbon atoms and salts thereof, more preferably at least 1 ppm in total based on the element phosphorus of unbranched water-soluble alkylphosphoric acids and / or alkylphosphonic acids having not less than 8 and not more than 14 carbon atoms and / or terminally thereof with the groups selected from -P (O) (OH) 2 , -OP (O) (OH) 2 , -OH, -COOH, -NH 2 and -NRH functionalized alkylphosphoric acids and or alkylphosphonic acids and their salts, wherein the radical R represents an alkyl radical having fewer than 6 carbon atoms.
Liegen die Gehalte der Wirkkomponenten in der wässrigen Zusammensetzung des Abschreckbades gemäß den Bedingungen a)–c) niedriger als angegeben, ist eine hinreichende Passivierung des Gussteils und speziell der inneren Oberfläche der Poren im Abschreckbad nicht gegeben.Lie the contents of the active components in the aqueous composition of the quench bath according to the conditions a) -c) lower than indicated, is a sufficient passivation of the Casting and especially the inner surface of the pores not given in the quenching bath.
Enthält die wässrige Zusammensetzung des Abschreckbades im erfindungsgemäßen Verfahren bereits zumindest 10 ppm an wasserlöslichen Verbindungen der Elemente Ti, Zr, Hf, Si, Mn, Mo, und/oder W bezogen auf die jeweiligen Elemente, ist also zumindest Bedingung a) erfüllt, so sind erfindungsgemäß solche wässrigen Zusammensetzungen bevorzugt, in denen eines oder mehrere der der Elemente Ti, Zr, Hf und/oder Si in Form von Fluorokomplexen enthalten sind. In Gegenwart von Fluorokomplexen ist die Beizwirkung der wässrigen Zusammensetzung gegenüber Aluminium erhöht, so dass eine vollständige Konversion der Aluminiumoberfläche auch bei kurzen Abschreckzeiten erzielt werden kann.contains the aqueous composition of the quench bath in the invention Process already at least 10 ppm of water-soluble compounds the elements Ti, Zr, Hf, Si, Mn, Mo, and / or W based on the respective elements, so at least condition a) is fulfilled, such are according to the invention such aqueous Preferred compositions in which one or more of the Elements Ti, Zr, Hf and / or Si in the form of fluoro complexes are. In the presence of fluorocomplexes, the etching of the aqueous Composition increased over aluminum, so that a complete conversion of the aluminum surface even with short quenching times can be achieved.
Des Weiteren beträgt für den Fall, dass oben genannte Bedingung a) erfüllt ist, der Gesamtanteil an wasserlöslichen Verbindungen der Elemente Ti, Zr, Hf, Si, Mn, Mo und/oder W bezogen auf die jeweiligen Elemente in der wässrigen Zusammensetzung des Abschreckbades bevorzugt nicht mehr als 50 g/l, besonders bevorzugt nicht mehr als 10 g/l.Of Further, in case the above Condition a) is satisfied, the total amount of water-soluble Compounds of the elements Ti, Zr, Hf, Si, Mn, Mo and / or W related to the respective elements in the aqueous composition of the quench bath preferably not more than 50 g / l, more preferably not more than 10 g / l.
Höhere Gehalte sind aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten und aufgrund der erhöhten Schlammbildung durch Ausfällungsreaktionen im Abschreckbad nicht wünschenswert.higher Salaries are from an economic point of view and due to the increased sludge formation by precipitation reactions not desirable in the quench bath.
Bezüglich der Bedingung b), die beinhaltet, dass die wässrige Zusammensetzung des Abschreckbades einen bestimmten Anteil an wasserlöslichen und/oder wasserdispergierbaren organischen Polymeren und/oder organischen Copolymeren enthält, die zumindest teilweise Phosphonsäure- und/oder Phosphorsäure-Gruppen sowie deren Ester aufweisen, sind erfindungsgemäß solche organischen Polymere und/oder Copolymere bevorzugt, die aufgebaut sind aus zumindest einem der Monomere ausgewählt aus Vinylalkohol, Maleinsäure, Acrylsäure und/oder Methacrylsäure sowie deren Ester, vorzugsweise aus Vinylalkohol und/oder Maleinsäure und deren Ester.In terms of condition b), which includes the aqueous composition the quenching bath a certain proportion of water-soluble and / or water-dispersible organic polymers and / or organic Containing copolymers which are at least partially phosphonic acid and / or phosphoric acid groups and their esters, are such organic polymers according to the invention and / or copolymers which are composed of at least one of the monomers selected from vinyl alcohol, maleic acid, Acrylic acid and / or methacrylic acid and their Esters, preferably of vinyl alcohol and / or maleic acid and their esters.
Zusätzlich können in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weitere organische Polymere in der wässrigen Zusammensetzung des Abschreckbades enthalten sein, die die Abschreckcharakteristik der wässrigen Behandlungslösung positiv beeinflussen oder als Dispergierhilfsmittel eingesetzt werden, die jedoch keine Phosphonsäure- und/oder Phosphorsäure-Gruppen sowie deren Ester enthalten. An dieser Stelle seien alle zuvor genannten zum Stand der Technik gehörenden polymeren Zusätze für Abschreckbäder einbezogen, die nachweislich die Abkühlrate beim Abschrecken des erstarrten Gussteils beeinflussen, insbesondere wasserlösliche organische Polymere enthaltend Struktureinheiten von Polyoxyalkylenen, vorzugsweise von Polyoxyethylen und/oder Polyoxypropylen, und/oder wasserlösliche Polymere und/oder wasserlösliche Copolymere von Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure sowie deren Ester und Säureamide und Vinylpyrrolidon, die jedoch keine Phosphonsäure und/oder Phosphorsäure-Gruppen sowie deren Ester enthalten.additionally can in a preferred embodiment of the Process more organic polymers in the aqueous Composition of the quenching bath containing the quenching characteristics of the influence aqueous treatment solution positively or used as a dispersing agent, but no Phosphonic acid and / or phosphoric acid groups and their esters. At this point be all of the above prior art polymeric additives included for quench baths, which has been proven the cooling rate when quenching the solidified casting influence, in particular water-soluble organic polymers containing structural units of polyoxyalkylenes, preferably of Polyoxyethylene and / or polyoxypropylene, and / or water-soluble Polymers and / or water-soluble copolymers of acrylic acid, Methacrylic acid, maleic acid and their esters and acid amides and vinyl pyrrolidone, but not phosphorous acid and / or phosphoric acid groups and their esters.
Die für die Dispergierung vorgesehenen wasserlöslichen polymeren Anteile sind vorzugsweise aufgebaut aus Monomeren, die ausgewählt sind aus Acrylsäure, Methacrylsäure und/oder Maleinsäure sowie der jeweiligen Ester. Das bevorzugte Molekulargewicht dieser wasserlöslichen Polymere liegt zumindest bei 1000 g/mol, und überschreitet 10.000 g/mol nicht.The intended for dispersing water-soluble polymeric moieties are preferably composed of monomers which are selected from acrylic acid, methacrylic acid and / or maleic acid and the respective ester. The preferred one Molecular weight of these water-soluble polymers is at least at 1000 g / mol, and exceeds 10,000 g / mol Not.
Der Gesamtanteil an organischen Polymeren und/oder organischen Copolymeren in der wässrigen Zusammensetzung des Abschreckbades die zum einen der Bedingung b) genügen und zum anderen Zusätze von wasserlöslichen Polymeren als Abschreckhilfsmittel, die keine Phosphonsäure und/oder Phosphorsäure-Gruppen sowie deren Ester enthalten, liegt vorzugsweise bei nicht mehr als 50 g/l, vorzugsweise nicht mehr als 10 g/l. Höhere Gehalte können zu einer Verfilmung dieser organischen Polymere auf der Oberfläche des Gussteils führen, die sich wiederum nachteilig auf die dem erfindungsgemäßen Verfahren optional nachfolgende Konversionsbehandlung und/oder Beschichtung mit einem organischen Decklack auswirken kann. Im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt sind daher solche wässrigen Zusammensetzungen, die während des Abschreckvorganges des erstarrten Gussteils eine polymere Passivschicht mit einer Schichtauflage von weniger als 0,5 g/m2 erzeugen.The total content of organic polymers and / or organic copolymers in the aqueous composition of the quenching bath which on the one hand satisfies condition b) and, on the other hand, additions of water-soluble polymers as quenching auxiliaries which do not contain phosphonic acid and / or phosphoric acid R groups and their esters, is preferably not more than 50 g / l, preferably not more than 10 g / l. Higher levels can lead to a filming of these organic polymers on the surface of the casting, which in turn can adversely affect the conversion treatment and / or coating with an organic topcoat optionally subsequent to the process according to the invention. In the method according to the invention, therefore, preferred are those aqueous compositions which, during the quenching process of the solidified casting, produce a polymeric passive layer with a layer coverage of less than 0.5 g / m 2 .
Bezüglich der Bedingung c), die beinhaltet, dass die wässrige Zusammensetzung des Abschreckbades zumindest insgesamt 1 ppm an wasserlöslichen Organophosphorsäuren und/oder Organophosphonsäuren mit mehr als 3 Kohlenstoffatomen sowie deren Salze bezogen auf das Element Phosphor enthält, sind erfindungsgemäß solche Verfahren bevorzugt, in denen der Gehalt an wasserlöslichen Organophosphorsäuren und/oder Organophosphonsäuren bezogen auf das Element Phosphor in der Zusammensetzung insgesamt nicht mehr als 1 g/l, vorzugsweise nicht mehr als 0,1 g/l beträgt.In terms of condition c), which includes the aqueous composition the quench bath at least a total of 1 ppm of water-soluble Organophosphoric acids and / or organophosphonic acids with more than 3 carbon atoms and their salts based on the Element contains phosphorus, such are according to the invention Preferred methods in which the content of water-soluble Organophosphoric acids and / or organophosphonic acids Total not related to the element phosphorus in the composition is more than 1 g / l, preferably not more than 0.1 g / l.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält die wässrige Zusammensetzung keine anderen an Alkyl- und/oder Aralkylphosphonsäuren als solche, die der Bedingung c) genügen.In a further embodiment of the invention Method contains the aqueous composition no others on alkyl and / or aralkyl phosphonic acids as those satisfying condition c).
Um den Beizabtrag während des Abschreckvorganges zu erhöhen und damit die Passivierung im erfindungsgemäßen Verfahren mit einer wässrigen Zusammensetzung, die zumindest der Bedingung a) genügt und demnach wasserlösliche Verbindungen der Elemente Ti, Zr, Hf, Si, Mn, Mo und/oder W enthält, zu beschleunigen, ist weiterhin bevorzugt, dass die wässrige Zusammensetzung zusätzlich freie Fluorid-Ionen in einer Konzentration von nicht mehr als 500 ppm enthält. Hierdurch wird ein einheitliches Ergebnis hinsichtlich der anorganischen Konversion der Aluminiumoberfläche erlangt. Als freie Fluorid-Ionen bezeichnet man den ungebundenen und nicht in Form von Fluorokomplexen vorliegenden Anteil an Fluorid-Ionen. Dieser Anteil kann mittels ionenselektiver Elektroden in der wässrigen Zusammensetzung potentiometrisch bestimmt werden. Da freie Fluorid-Ionen, die natürliche thermische Oxidschicht auf dem Aluminiumgussteil gänzlich aufzulösen vermögen, ist deren Gegenwart für eine Passivierung in den wässrigen Zusammensetzungen, die lediglich den Bedingungen b) und/oder c) genügen und die damit eine Konversion der Oberfläche durch Chemisorption der jeweiligen Wirkkomponenten auf der oxidischen Oberfläche hervorrufen, nachteilig und für die entsprechenden erfindungsgemäßen Verfahren nicht vorgesehen.Around to increase pickling during the quenching process and thus the passivation in the invention Process with an aqueous composition containing at least the condition a) and therefore water-soluble Contains compounds of the elements Ti, Zr, Hf, Si, Mn, Mo and / or W, To accelerate is further preferred that the aqueous Composition additionally free fluoride ions in one Concentration of not more than 500 ppm contains. hereby becomes a consistent result in terms of inorganic conversion obtained the aluminum surface. As free fluoride ions One refers to the unbound and not in the form of fluoro complexes present proportion of fluoride ions. This proportion can by means of ion-selective electrodes in the aqueous composition be determined potentiometrically. Because free fluoride ions, the natural thermal oxide layer on the aluminum casting throughout is their presence for a passivation in the aqueous compositions, the satisfy only the conditions b) and / or c) and the thus a conversion of the surface by chemisorption the respective active components on the oxidic surface cause disadvantageous and for the corresponding inventive Procedure not provided.
Des Weiteren kann die wässrige Zusammensetzung im erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich mindestens eine oberflächenaktive Substanz enthalten, die weder der Bedingung b) noch der Bedingung c) genügt. Derartige oberflächenaktive Substanzen unterstützen die Benetzung insbesondere in den Poren der Oberfläche des Gussteils und erleichtern so die Ausbildung einer Passivschicht. Bevorzugt sind dabei solche oberflächenaktiven Substanzen, die ausgewählt sind aus einem Anlagerungsprodukt von 3 bis 8, vorzugsweise von 4 bis 6 Ethylenoxid-Einheiten an ein Fettamin mit 10 bis 18, vorzugsweise 12 bis 14 C-Atomen. Der Anteil an oberflächenaktiven Substanzen, insbesondere an den zuvor genannten ethoxylierten Fettaminen beträgt vorzugsweise zumindest 0,1 g/l, jedoch nicht mehr als 5 g/l.Of Further, the aqueous composition in the invention Process additionally at least one surface-active Contain substance that neither condition b) nor the condition c) is sufficient. Such surface-active substances support wetting especially in the pores of the surface of the casting and thus facilitate the formation of a passive layer. Preference is given to those surface-active substances, which are selected from an adduct of 3 to 8, preferably from 4 to 6 ethylene oxide units of a fatty amine with 10 to 18, preferably 12 to 14 carbon atoms. The proportion of surface-active Substances, in particular on the aforementioned ethoxylated fatty amines is preferably at least 0.1 g / l, but not more than 5 g / l.
Enthält die wässrige Zusammensetzung im erfindungsgemäßen Verfahren oberflächenaktive Substanzen, so ist für spezielle Verfahrensweisen bei der Abschreckung der Gussteile unter Umständen eine Unterdrückung der Schaumbildung im Abschreckbad notwendig. Hierfür werden dem Abschreckbad und damit der wässrigen Zusammensetzung vorzugsweise zusätzlich Entschäumer auf Basis eines Fettalkohol-Ethoxylats/Propoxylats oder eines mit einer Alkylgruppe mit 4 bis 8 C-Atomen endgruppenverschlossenen Anlagerungsproduktes von 7 bis 12 Mol Ethylenoxid an Fettalkohole mit 8 bis 18 C-Atomen hinzugesetzt.contains the aqueous composition in the invention Method surface-active substances, so is for special procedures in the deterrence of castings under Circumstances a suppression of foaming necessary in the quenching bath. For this purpose, the quench bath and thus the aqueous composition preferably additionally Defoamer based on a fatty alcohol ethoxylate / propoxylate or one end-capped with an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms Addition product of 7 to 12 moles of ethylene oxide with fatty alcohols with 8 to 18 carbon atoms added.
Im erfindungsgemäßen Verfahren gilt es das erstarrte Gussteil, das vorzugsweise eine Temperatur von zumindest 300°C, besonders bevorzugt von zumindest 400°C aufweist, binnen kürzester Zeit auf Temperaturen von nicht mehr als 80°C abzuschrecken, um das spezifische Kristallitgefüge des erstarrten Gussteils zu konservieren und Ausscheidungen von beispielsweise Legierungsbestandteilen zu verhindern. Entsprechend sind Temperaturen des Abschreckbades und damit der wässrigen Zusammensetzung von nicht mehr als 80°C bevorzugt, insbesondere Temperaturen von nicht mehr als 60°C, besonders bevorzugt von nicht mehr als 40°C.in the According to the method of the invention, it is the solidified Casting, preferably at a temperature of at least 300 ° C, particularly preferably of at least 400 ° C, within shortest time to temperatures of not more than 80 ° C to deter the specific crystallite structure of the Conserve solidified casting and excretions of, for example Prevent alloying components. Accordingly, temperatures the quench bath and thus the aqueous composition of not more than 80 ° C, especially temperatures of not more than 60 ° C, more preferably not more than 40 ° C.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise als Tauchverfahren durchgeführt, bei dem das gesamte nach dem Flüssiggießen erstarrte Gussteil zum Abschrecken in die wässrige Zusammensetzung des Abschreckbades, die zumindest eine der zuvor genannten Bedingungen a)–c) erfüllt, eingetaucht wird.The inventive method is preferably as Dipping process performed, in which the whole after the Liquid casting solidified castings for quenching in the aqueous composition of the quench bath, the satisfies at least one of the abovementioned conditions a) -c), is immersed.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls ein Verfahren zur korrosionsschützenden Behandlung von Aluminiumgussteilen umfasst, das folgende Verfahrensschritte erfindungsgemäß umfasst:
- i) In-Kontakt-bringen des nach dem Flüssiggießen erstarrten und aus dem Formteil herausgelösten Gussteils, das eine Temperatur von mehr als 300°C, vorzugsweise mehr als 400°C aufweist, mit einer wässrigen Zusammensetzung zum Abschrecken des Gussteils, wobei die wässrige Zusammensetzung eine Passivierung der Aluminiumoberfläche unter Ausbildung einer Passivschicht bewirkt, die jedoch weder kristallin ist noch eine Schichtauflage von zumindest 0,5 g/m2 aufweist;
- ii) mechanische Bearbeitung des Gussteils, die vorzugsweise keine abrasive Bearbeitung der gesamten Oberfläche des Gussteils mit einem Materialabtrag von mindestens 5 kg/m2 darstellt;
- iii) In-Kontakt-bringen des Gussteils mit einer Reinigungs- und/oder Entfettungslösung;
- iv) In-Kontakt-bringen mit einer herkömmlichen passivierenden Behandlungslösung;
- v) ggf. Beschichtung mit einem organischen Decklack
- i) bringing into contact the cast part, which has solidified after the liquid casting and dissolved out of the molding, and which has a temperature of more than 300 ° C, preferably more than 400 ° C, with an aqueous composition for quenching the casting, wherein the aqueous composition causes a passivation of the aluminum surface to form a passive layer, which, however, is neither crystalline nor has a layer coverage of at least 0.5 g / m 2 ;
- ii) mechanical machining of the casting, which preferably does not constitute abrasive machining of the entire surface of the casting with a material removal of at least 5 kg / m 2 ;
- iii) contacting the casting with a cleaning and / or degreasing solution;
- iv) contacting a conventional passivating treatment solution;
- v) if necessary, coating with an organic topcoat
Unter mechanische Bearbeitung ii) im Sinne der vorliegenden Erfindung, werden diejenigen mechanischen Arbeitsschritte verstanden, die unmittelbar nach dem Abschrecken i) des erstarrten Gussteils aus Aluminium und vor der herkömmlichen Konversionsbehandlung iv) vorgenommen werden, um Gießfehler hinsichtlich der Form des Gussteils zu beheben. Die mechanische Bearbeitung umfasst dabei bevorzugt ausschließlich die lokale Bearbeitung wie das Entgraten von nicht formgetreuen Bereichen. Eine abrasive Bearbeitung der gesamten Oberfläche des Gussteils mittels schleifender Medien mit einem Materialabtrag von weniger 5 kg/m2 ist im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, da bei höheren Abtragsraten die Passivierung, die im Abschreckbad im Schritt i) herbeigeführt wird, durch eine abrasive Bearbeitung der gesamten Oberfläche weitgehend entfernt wird und zusätzlich auch neue Poren, die zuvor oberflächennah im Inneren des Gussteils eingeschlossen waren, freigelegt werden. Ein solches Verfahren, bei dem eine abrasive Behandlung der gesamten Oberfläche des Gussteils mit einem Abtrag von zumindest 5 kg/m2 erfolgt, hat gegenüber einem herkömmlichen Passivierungsverfahren, bei dem während der Abschreckung des erstarrten Gussteils im Schritt i) eine passivierende Vorbehandlung unterbleibt, einen deutlich verringerten technischen Vorteil hinsichtlich der Effektivität des temporären Korrosionsschutzes oder ggf. der Effektivität der Haftung der Decklackbeschichtung.Machining ii) in the sense of the present invention is understood to mean those mechanical operations which are carried out immediately after quenching i) the solidified casting of aluminum and before the conventional conversion treatment iv) in order to remedy casting defects with regard to the shape of the casting. The mechanical processing preferably comprises exclusively the local processing such as the deburring of non-conforming areas. Abrasive machining of the entire surface of the casting by means of abrasive media with a material removal of less than 5 kg / m 2 is preferred in the process according to the invention, since at higher removal rates, the passivation, which is brought about in the quench bath in step i), by abrasive machining of the entire Surface is largely removed and also new pores, which were previously enclosed close to the surface inside the casting, be exposed. Such a method, in which an abrasive treatment of the entire surface of the casting takes place with a removal of at least 5 kg / m 2 , has over a conventional passivation process in which during the quenching of the solidified casting in step i) a passivating pretreatment is omitted markedly reduced technical advantage with regard to the effectiveness of the temporary corrosion protection or possibly the effectiveness of the adhesion of the topcoat coating.
Eine herkömmliche passivierende Behandlungslösung im Schritt iii) umfasst ebenso sämtliche zuvor genannten passivierenden Vorbehandlungen, die bereits vor der Reinigung und Entfettung des mechanisch bearbeiteten Gussteils und insbesondere während der Abschreckung des nach dem Flüssiggießen erstarrten und aus dem Formteil entnommenen Aluminiumgussteils im Schritt i) erfolgen, insbesondere solche in denen die wässrige Zusammensetzung zur passivierenden Behandlung gemäß den zuvor genannten Bedingungen a)–c) formuliert ist. Darüber hinaus auch solche, in deren Folge Schichtgewichte, insbesondere auch von kristallinen Schichtüberzügen, von zumindest 0,5 g/m2 erzielt werden, wie beispielsweise die kristalline Zinkphosphatierung von Aluminium.A conventional passivating treatment solution in step iii) also comprises all of the aforementioned passivating pretreatments, which occur even before the cleaning and degreasing of the machined casting and in particular during the quenching of the cast aluminum after the liquid casting and removed from the molding in step i), in particular those in which the aqueous composition for passivating treatment is formulated according to the aforementioned conditions a) -c). In addition, those in which series coating weights, in particular of crystalline layer coatings, of at least 0.5 g / m 2 are achieved, such as the crystalline zinc phosphating of aluminum.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur korrosionsschützenden Behandlung von Aluminiumgussteilen umfassend die Verfahrensschritte i)–v) ist die Temperatur der wässrigen Zusammensetzung des Abschreckbades im Schritt i) vorzugsweise nicht größer als 80°C, besonders bevorzugt nicht größer als 60°C und insbesondere nicht größer als 40°C.In a method according to the invention for anti-corrosive Treatment of aluminum castings comprising the process steps i) -v) is the temperature of the aqueous composition of the quench bath in step i), preferably not larger as 80 ° C, more preferably not larger than 60 ° C and in particular not larger as 40 ° C.
Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein Aluminiumgussteil, das gemäß einem der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Passivieren oder zur korrosionsschützenden Behandlung von Aluminiumgussteilen behandelt wurde sowie die Verwendung eines solchen Gussteils in einem Verfahren zur Aufbringung weiterer Korrosionsschutzschichten und/oder dekorativer Schichtauflagen.Further For example, the present invention includes an aluminum casting made in accordance with a the previously described inventive method for passivation or for anti-corrosive treatment of Aluminum castings has been treated as well as the use of such Casting in a process for applying further corrosion protection layers and / or decorative layer pads.
Ausführungsbeispiele:EXAMPLES
In
der Tabelle 1 sind erfindungsgemäße Beispiele
für die Passivierung von Aluminiumdruckguss (Al Si 7 wa)
im Abschreckbad angegeben. Die Ergebnisse bezüglich der
Korrosion der entsprechend der Beispiele behandelten Druckgussteile
entstammen dem CASS-Test, der für den Werkstoff Aluminium
maßgeblich ist. Die Abschreckung erfolgte für
einen Zeitraum von ca. 1 min innerhalb dessen die Temperatur des
erstarrten Druckgussteils von ca. 500°C auf Badtemperatur
absank, wobei die Temperatur des Abschreckbades bei ca. 24°C
lag.
Sämtliche erfindungsgemäßen Zusammensetzungen des Abschreckbades, die einer der Bedingungen a) oder c) genügten, ergaben zufrieden stellende Resultate im Vergleich zum Abschreckprozess in VE-Wasser.All compositions of the quench bath according to the invention, which satisfy one of the conditions a) or c) satisfactory results compared to the quenching process in deionised water.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 3220931 A [0003] - DE 3220931 A [0003]
- - DE 3220931 [0003, 0003] - DE 3220931 [0003, 0003]
- - US 3902929 [0004] US 3902929 [0004]
- - US 4595425 [0005] - US 4595425 [0005]
- - US 4552686 [0006] US 4552686 [0006]
- - US 4738731 [0007] US 4738731 [0007]
- - WO 200220873 [0023] WO 200220873 [0023]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - DIN EN ISO9227 [0045] - DIN EN ISO9227 [0045]
Claims (15)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008048596A DE102008048596A1 (en) | 2008-09-23 | 2008-09-23 | Quench passivation of aluminum die-cast parts |
| EP09781449A EP2326736A1 (en) | 2008-09-23 | 2009-08-04 | Quench passivation of aluminum die-cast parts |
| PCT/EP2009/060064 WO2010034553A1 (en) | 2008-09-23 | 2009-08-04 | Quench passivation of aluminum die-cast parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008048596A DE102008048596A1 (en) | 2008-09-23 | 2008-09-23 | Quench passivation of aluminum die-cast parts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102008048596A1 true DE102008048596A1 (en) | 2010-04-08 |
Family
ID=41171012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102008048596A Ceased DE102008048596A1 (en) | 2008-09-23 | 2008-09-23 | Quench passivation of aluminum die-cast parts |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2326736A1 (en) |
| DE (1) | DE102008048596A1 (en) |
| WO (1) | WO2010034553A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107937863A (en) * | 2017-11-18 | 2018-04-20 | 蚌埠市嘉实机电设备制造有限公司 | A kind of method of injection mold maintenance processing |
| CN114457328A (en) * | 2021-12-27 | 2022-05-10 | 湖北安登环保科技有限公司 | Process method of aluminum alloy spraying section bar pretreatment environment-friendly passivation system |
| CN114481112A (en) * | 2021-12-27 | 2022-05-13 | 湖北安登环保科技有限公司 | Preparation method and application process of fluoride-free zirconium-free aluminum alloy passivator |
| CN114318036A (en) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 安徽科蓝特铝业有限公司 | Automobile chassis beam aluminum alloy and production process thereof |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT174211B (en) * | 1937-04-30 | 1953-03-10 | Aluminium Lab Ltd | Process for improving the corrosion resistance of homogenized and artificially aged aluminum alloys |
| US3902929A (en) | 1974-02-01 | 1975-09-02 | Park Chem Co | Water-based quenching composition comprising polyvinylpyrrolidone and method of quenching |
| DE3220931A1 (en) | 1981-06-05 | 1982-12-23 | Servimetal, 75008 Paris | AQUEOUS QUARKING MEDIUM FOR METALS AND IRON ALLOYS |
| US4552686A (en) | 1984-04-09 | 1985-11-12 | Texaco Inc. | Corrosion inhibiting composition and method |
| US4595425A (en) | 1985-03-29 | 1986-06-17 | Union Carbide Corporation | Corrosion inhibiting quenchant compositions |
| US4738731A (en) | 1986-01-15 | 1988-04-19 | Park Chemical Company | Method of heat treating metal using a washable synthetic quenchant |
| DE3872646T2 (en) * | 1987-10-05 | 1992-12-10 | Calgon Corp | METHOD FOR INFLUENCING CORROSION AT HIGH PH. |
| DE3345309C2 (en) * | 1982-12-16 | 1994-02-03 | Impar Sa | Use of an aqueous quenching medium for light metal alloys |
| DE69207207T2 (en) * | 1991-11-01 | 1996-09-05 | Henkel Corp | PHOSPHATE CONVERSION COATING COMPOSITION AND METHOD |
| DE10016545A1 (en) * | 1999-04-14 | 2000-10-19 | Bayer Ag | Quantitative determination of organophosphorus compounds by replacing the cations in solution with hydrogen ions, concentrating the solution, decomposing the compounds to orthophosphate and measuring orthophosphate content |
| WO2002020873A2 (en) | 2000-09-05 | 2002-03-14 | Zeptosens Ag | Method for precipitating mono and multiple layers of organophosphoric and organophosphonic acids and the salts thereof in addition to use thereof |
| WO2004053194A1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-06-24 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Aqueous coating solutions and method for the treatment of a metal surface |
| DE10349728A1 (en) * | 2003-10-23 | 2005-05-25 | Basf Ag | Essentially chromium-free process for passivating metallic surfaces of Zn, Zn alloys, Al or Al alloys |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2600290A (en) * | 1950-08-08 | 1952-06-10 | Du Pont | Process for quench-hardening steel |
| US3220893A (en) * | 1963-11-29 | 1965-11-30 | Union Carbide Corp | Metal quenching medium |
| EP1221497A3 (en) * | 1998-06-19 | 2003-12-03 | Alcoa Inc. | Method for inhibiting stains on aluminum product surfaces |
| FR2841262B1 (en) * | 2002-06-20 | 2005-01-28 | Pechiney Rhenalu | SURFACE TREATMENT METHOD FOR ALUMINUM ALLOY TILES AND BANDS |
| JP5213308B2 (en) * | 2006-03-08 | 2013-06-19 | 日本ペイント株式会社 | Metal surface treatment agent |
-
2008
- 2008-09-23 DE DE102008048596A patent/DE102008048596A1/en not_active Ceased
-
2009
- 2009-08-04 EP EP09781449A patent/EP2326736A1/en not_active Withdrawn
- 2009-08-04 WO PCT/EP2009/060064 patent/WO2010034553A1/en active Application Filing
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT174211B (en) * | 1937-04-30 | 1953-03-10 | Aluminium Lab Ltd | Process for improving the corrosion resistance of homogenized and artificially aged aluminum alloys |
| US3902929A (en) | 1974-02-01 | 1975-09-02 | Park Chem Co | Water-based quenching composition comprising polyvinylpyrrolidone and method of quenching |
| DE3220931A1 (en) | 1981-06-05 | 1982-12-23 | Servimetal, 75008 Paris | AQUEOUS QUARKING MEDIUM FOR METALS AND IRON ALLOYS |
| DE3345309C2 (en) * | 1982-12-16 | 1994-02-03 | Impar Sa | Use of an aqueous quenching medium for light metal alloys |
| US4552686A (en) | 1984-04-09 | 1985-11-12 | Texaco Inc. | Corrosion inhibiting composition and method |
| US4595425A (en) | 1985-03-29 | 1986-06-17 | Union Carbide Corporation | Corrosion inhibiting quenchant compositions |
| US4738731A (en) | 1986-01-15 | 1988-04-19 | Park Chemical Company | Method of heat treating metal using a washable synthetic quenchant |
| DE3872646T2 (en) * | 1987-10-05 | 1992-12-10 | Calgon Corp | METHOD FOR INFLUENCING CORROSION AT HIGH PH. |
| DE69207207T2 (en) * | 1991-11-01 | 1996-09-05 | Henkel Corp | PHOSPHATE CONVERSION COATING COMPOSITION AND METHOD |
| DE10016545A1 (en) * | 1999-04-14 | 2000-10-19 | Bayer Ag | Quantitative determination of organophosphorus compounds by replacing the cations in solution with hydrogen ions, concentrating the solution, decomposing the compounds to orthophosphate and measuring orthophosphate content |
| WO2002020873A2 (en) | 2000-09-05 | 2002-03-14 | Zeptosens Ag | Method for precipitating mono and multiple layers of organophosphoric and organophosphonic acids and the salts thereof in addition to use thereof |
| WO2004053194A1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-06-24 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Aqueous coating solutions and method for the treatment of a metal surface |
| DE10349728A1 (en) * | 2003-10-23 | 2005-05-25 | Basf Ag | Essentially chromium-free process for passivating metallic surfaces of Zn, Zn alloys, Al or Al alloys |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DIN EN ISO9227 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2326736A1 (en) | 2011-06-01 |
| WO2010034553A1 (en) | 2010-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2238227B1 (en) | Method for coating metal surfaces with a phosphate layer and then with a polymer lubricant layer | |
| EP2683848A1 (en) | Flat steel product, method for producing a flat steel product, and method for producing a component | |
| KR101817456B1 (en) | Steel wire rod having lubricating coating film that has excellent corrosion resistance and workability | |
| DE102008014465A1 (en) | Optimized passivation on Ti / Zr-BAsis for metal surfaces | |
| EP2414562A1 (en) | Method for producing a steel component provided with a metal coating protecting against corrosion and steel component | |
| US9421605B2 (en) | Mold release agent and casting method | |
| DE10310972A1 (en) | Passivating layer on a metallic surface, prepared by precipitation of water-soluble, nitrogen-containing polymer at the metal surface upon addition of metal salt(s) at a pH of less than 7 | |
| DE1182926B (en) | Method and solution for applying firmly adhesive coatings to metal parts | |
| EP2848715A1 (en) | Method for producing a steel component with an anti-corrosive metal coating | |
| JP6983153B2 (en) | Zinc alloy plated steel sheet with excellent bendability and its manufacturing method | |
| EP3158049B1 (en) | Detergent for gentle removal of inks and markers | |
| DE102008048596A1 (en) | Quench passivation of aluminum die-cast parts | |
| WO2010063618A1 (en) | Method for producing molded bodies from sheet steel galvanized on one or both sides | |
| DE2353350C2 (en) | Process for protecting chromium-containing iron or nickel alloys against high-temperature oxidation | |
| KR101811165B1 (en) | Steel wire rod having coating film that has excellent corrosion resistance and workability and method for producing same | |
| WO2009068523A1 (en) | Zirconium phosphating of metal components, in particular iron | |
| DE60005210T2 (en) | COVER LAYER AND METHOD FOR ANTI-CORROSION TREATMENT OF METAL WORKPIECES | |
| EP2245213A1 (en) | Passivating means, surface treatment means, surface treatment spray means and method for treating metallic surfaces of work pieces or cast molds | |
| JP6694769B2 (en) | Steel wire rod with excellent corrosion resistance and appearance after processing | |
| EP2373769B1 (en) | Method for producing bodies from sheet steel galvanized on one or both sides | |
| EP3456864B1 (en) | Two stage pre-treatment of aluminium, in particular aluminium casting alloys, comprising a pickle and a conversion treatment | |
| JP6068687B2 (en) | High temperature conversion coatings on steel and iron substrates | |
| EP2900766B2 (en) | Passivating alkaline composition on the basis of water glass | |
| WO2020165035A1 (en) | Simplified method for pretreating metal substrates for cold forming and reactive lubricant therefor | |
| DE3217145A1 (en) | Method for cleaning, degreasing and activating metal surfaces |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20121204 |