DE102012019731A1

DE102012019731A1 - Coating surfaces of metallic elements with conversion layer in passivation zone with zirconium ion- or titanium ion-containing solution, comprises compensating fluid loss in passivation zone by supply of deionized water from first zone

Info

Publication number: DE102012019731A1
Application number: DE201210019731
Authority: DE
Inventors: Christoph Blodau; Winfried Plitzko; Steffen Heinemann
Original assignee: Overlack GmbH
Current assignee: Overlack GmbH
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2014-04-10

Abstract

Coating the surfaces of metallic elements with a conversion layer in a passivation zone (3') with zirconium ion- or titanium ion-containing solution, comprises compensating the fluid loss in the passivation zone by the supply of deionized water from at least a first zone, which is downstream in the direction of the treatment. An independent claim is also included for a device for carrying out the above method comprising supply lines, which guide the liquid metallic elements into a downstream zone opposite to direction of the treatment and into at least one upstream zone.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beschichtung der Oberflächen von Metallelementen mit einer Konversionsschicht in einer Passivierungszone mit einer Zirkoniumionen oder Titanionen enthaltenden Lösung zur Behandlung von Metalloberflächen mit einem Passivierungsüberzug vor einer Fertigbearbeitung der Metallelemente, wie beispielsweise dem Auftragen eines organischen Deckanstrichs oder Lacks.The invention relates to a process for coating the surfaces of metal elements with a conversion layer in a passivation zone with a zirconium or titanium ion-containing solution for treating metal surfaces with a passivation coating prior to finishing the metal elements, such as applying an organic topcoat or varnish.

Mehr denn je steigt die Nachfrage nach effizienteren Prozessen zur Passivierung von Metalloberflächen vor dem Auftragen eines sikkativen organischen Bezugs. In der Kraftfahrzeugindustrie werden seit Jahrzehnten phosphatbasierte Vorbehandlungsprozesse eingesetzt.More than ever, the demand for more efficient processes for passivating metal surfaces before applying a siccative organic coating is increasing. For decades, phosphate-based pretreatment processes have been used in the automotive industry.

Phosphatkonversionsschichten sind über die Jahre zuverlässig angewendet worden und liefern vorhersagbaren Schutz gegen Korrosion und Lackunterwanderung. Über Jahre verbesserte Prozesse und optimierte Produktzusammensetzung führten zu einer Vorbehandlung mit ausgezeichneter Lackhaftung. Dennoch sind diese Produkte nicht frei von Nachteilen. Sie liefern als Nebenprodukt Phosphatschlamm, der Schwermetalle wie Zink, Nickel und Mangan enthält. Seine Entsorgung wird, neben der aufwendigen Behandlung und Handhabung, zunehmend schwieriger, da Umweltauflagen stetig zunehmen. Zudem verbleibt auch nach sachgerechter Behandlung immer ein kleiner Teil der gelösten Schwermetalle in dem Abwasserfiltrat und verursacht dadurch weitere Kosten.Phosphate conversion coatings have been reliably applied over the years and provide predictable protection against corrosion and paint infiltration. Over years improved processes and optimized product composition led to a pretreatment with excellent paint adhesion. Nevertheless, these products are not free from disadvantages. As a by-product, they supply phosphate sludge containing heavy metals such as zinc, nickel and manganese. Its disposal, in addition to the complex treatment and handling, increasingly difficult as environmental requirements steadily increase. In addition, even after proper treatment always remains a small portion of the dissolved heavy metals in the sewage filtrate and thereby causes further costs.

Eine hierzu alternative Vorbehandlung unter Einsatz von Zirkoniumionen enthält eine passende Kombination von Additiven, die der eine Schlüssel für eine Technologie sind, die die Nachteile der Phosphatkonversionsschichten vermeidet. Zirkoniumoxid und andere Komponenten werden auf der Oberfläche aufgrund lokaler pH-Erhöhungen an den Mikrokathoden abgeschieden. Die abgeschiedene Schicht ist sehr widerstandsfähig und bietet ausgezeichneten Schutz gegen Korrosion.An alternative pretreatment using zirconium ions contains a suitable combination of additives that are key to a technology that avoids the disadvantages of the phosphate conversion layers. Zirconia and other components are deposited on the surface due to local pH increases on the microcathodes. The deposited layer is very resistant and offers excellent protection against corrosion.

Aus EP 0 713 541 B1 ist eine Spüllösung für die Behandlung von Metallsubstraten mit einem Passivierungsüberzug zur Verbesserung der Haftung und Korrosionsbeständigkeit von sikkativen Überzügen bekannt. Die Spüllösung enthält Zirkoniumionen, deren Konzentration so gewählt wird, dass ein pH-Wert im Bereich zwischen 2,0 und 9,0 bereitgestellt wird. Durch die Spüllösung wird ein Passivierungsüberzug oder eine Konversionsschicht auf das Metallsubstrat aufgetragen.Out EP 0 713 541 B1 discloses a rinse solution for the treatment of metal substrates with a passivation coating to improve the adhesion and corrosion resistance of siccative coatings. The rinse solution contains zirconium ions, the concentration of which is selected to provide a pH in the range between 2.0 and 9.0. The rinse solution applies a passivation coating or a conversion coating to the metal substrate.

Das Verfahren erfordert mehrere Behandlungsstufen, deren Anzahl zwischen zwei und neun Stufen liegt. In einem fünfstufigen Verfahren durchläuft das später zu lackierende Metallsubstrat eine Reinigungs- oder Entfettungsstufe, eine Wasserspülung, eine Passivierungsstufe, eine Wasserspülung und eine letzte Spülstufe. Alternativ können statt zweier der Passivierungsstufe nachgelagerter Spülstufen zwei Spülstufen der Passivierungsstufe vorgelagert sein, während der Passivierungsstufe in diesem Fall nur eine einzige Spülstufe nachgelagert sein kann. In diesem Fall wird für die erste Spülstufe Stadtwasser, also das über das kommunale Leitungsnetz verfügbare Wasser, eingesetzt, während in der zweiten Spülstufe VE-Wasser, d. h. vollentsalztes oder deionisiertes Wasser, verwendet wird. Ebenso wird in der der Passivierungsstufe nachgelagerten Reinigungsstufe VE-Wasser eingesetzt.The process requires several treatment stages, the number of which is between two and nine stages. In a five-step process, the metal substrate to be subsequently painted passes through a cleaning or degreasing stage, a water rinse, a passivation stage, a water rinse, and a final rinse stage. Alternatively, instead of two of the passivation stage of downstream rinsing stages, two rinse stages of the passivation stage may be upstream, whereas in this case only one rinse stage may be downstream of the passivation stage. In this case, city water, ie the water available via the municipal pipeline network, is used for the first flushing stage, whereas in the second flushing stage, deionised water, ie. H. demineralised or deionized water. Likewise used in the passivation stage downstream cleaning stage deionized water.

Es ist bekannt, Verluste an Wasser, beispielsweise durch Verschleppung am Metallsubstrat und durch Verdunstung, durch Nachfüllen von VE-Wasser zunächst in der nachgelagerten VE-Wasser-Stufe auszugleichen und diese Stufe mit der der Passivierungsstufe vorgelagerten VE-Wasser-Stufe zu verbinden, um auch dort einen Ausgleich auszuführen, und ebenso mit der das Stadtwasser enthaltenden Stufe. Hierbei bleibt das Passivierungsbad von der Zuführung isoliert.It is known to compensate losses of water, for example, by carryover on the metal substrate and by evaporation, by replenishment of deionized water first in the downstream deionized water stage and connect this stage with the upstream of the passivation stage deionized water stage to make up for it also there, and also with the stage containing the city water. In this case, the Passivierungsbad remains isolated from the feeder.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, das bekannte Verfahren zur Vorbehandlung von Metallsubstraten vor der Lackierung zu verbessern.It is the object of the invention to improve the known method for the pretreatment of metal substrates prior to painting.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass Flüssigkeitsverluste in der Passivierungszone durch Zuführung von deionisiertem Wasser aus wenigstens einer ersten, in Behandlungsrichtung nachgelagerten Zone ausgeglichen werden.According to the invention, this object is achieved in a method of the type mentioned above in that liquid losses in the passivation zone are compensated by supplying deionized water from at least one first zone downstream in the direction of treatment.

Eine Passivierungszone im Sinne der Erfindung ist sowohl ein Becken, in das das Metallsubstrat eingetaucht wird, als auch ein Becken, in dem das Metallsubstrat mit einer Flüssigkeit besprüht wird.A passivation zone according to the invention is both a basin in which the metal substrate is immersed, and a basin in which the metal substrate is sprayed with a liquid.

Entsprechendes gilt für alle anderen Becken, auch wenn dies nachstehend nicht im Einzelnen aufgeführt wird. Jeder einzelne Behandlungsschritt wird entweder durch einen Eintauch- und darauffolgenden Abtropfvorgang oder durch einen Sprühvorgang ausgeführt. Dabei lassen sich nachfolgende Behandlungsschritte in der Weise miteinander kombinieren, dass wenigstens einer der Behandlungsschritte durch Sprühen und wenigstens einer der Behandlungsschritte durch einen Tauchvorgang ausgeführt wird.The same applies to all other pools, although this is not detailed below. Each individual treatment step is carried out either by a dipping and subsequent dripping process or by a spraying process. In this case, subsequent treatment steps can be combined in such a way that at least one of the treatment steps is carried out by spraying and at least one of the treatment steps by a dipping process.

Alternativ werden alle Behandlungsschritte nur durch Tauchen oder nur durch Sprühschritte durchgeführt.Alternatively, all treatment steps are carried out only by dipping or only by spraying.

Durch die Einbeziehung der Passivierungszone in den Flüssigkeitsaustausch mit wenigstens einer in Behandlungsrichtung nachgelagerten Zone lassen sich Prozessgrößen wie die Leitfähigkeit in der Passivierungszone, der pH-Wert in der Passivierungszone, der Anteil der gelösten Zirkoniumionen oder Titanionen durch Zuführung von Flüssigkeit einfacher einstellen als bei dem bisherigen Verfahren. Ebenso werden störende Substanzen, insbesondere Fluoridionen und Eisen(III)-ionen, auf diese Weise aus der Passivierungszone herausgeschwemmt. Durch gesonderte Zugabe von Additiven in der Passivierungszone, beispielsweise eines Oxidationsmittels, wird der Passivierungsprozess unterstützt. Insgesamt ergibt sich für die Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung der Konversionsschicht eine höhere Flexibilität. By including the passivation zone in the liquid exchange with at least one zone downstream in the treatment direction, process variables such as the conductivity in the passivation zone, the pH in the passivation zone, the proportion of dissolved zirconium ions or titanium ions can be adjusted more easily by adding liquid than in the previous one Method. Likewise disturbing substances, in particular fluoride ions and iron (III) ions, are flushed out of the passivation zone in this way. By separately adding additives in the passivation zone, for example an oxidizing agent, the passivation process is supported. Overall, there is a higher flexibility for carrying out the method for producing the conversion layer.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen, insbesondere in Verbindung mit der Beschreibung und den Zeichnungen.Advantageous developments of the method will become apparent from the dependent claims, in particular in conjunction with the description and the drawings.

Von Vorteil ist eine Ausgestaltung des Verfahrens, gemäß der deionisiertes Wasser aus der wenigstens einen ersten Zone entweder direkt oder über den Weg durch die Passivierungszone in eine der Passivierungszone in Behandlungsrichtung vorgelagerte zweite Zone zugeführt wird. Auch die der Passivierungszone verliert durch Verdunstung und Mitführung von Flüssigkeit an den Metallelementen Flüssigkeitsvolumen, welches wieder ausgeglichen werden muss. Durch die kaskadenförmige Weiterleitung von deionisiertem Wasser aus der ersten Zone und/oder aus einer weiteren in Behandlungsrichtung der Passivierungszone nachgeordneten Zone in die vorgelagerte zweite Zone wird auch dort der Flüssigkeitsverbrauch ausgeglichen. Auf die einfachste Weise ist dies möglich, wenn das deionisierte Wasser über die Passivierungszone zugeleitet wird, wo es sich mit der darin enthaltenen Flüssigkeit gemischt hat. Es wurde nämlich festgestellt, dass das Hineinfließen von Ionen aus der Passivierungszone unschädlich für den Betrieb der zweiten Zone ist.An advantage is an embodiment of the method according to which deionized water from the at least one first zone either directly or via the path through the passivation zone in one of the Passivierungszone upstream in the treatment direction second zone is supplied. Also, the passivation zone loses by evaporation and entrainment of liquid to the metal elements volume of liquid, which must be compensated again. Due to the cascade-like forwarding of deionized water from the first zone and / or from a further downstream in the treatment direction of the passivation zone in the upstream second zone, the liquid consumption is compensated there. In the simplest way, this is possible when the deionized water is passed over the passivation zone where it has mixed with the liquid contained therein. It has been found that the inflow of ions from the passivation zone is harmless to the operation of the second zone.

Ebenso wenig ist es unschädlich und wird entsprechend der Erfindung sogar angestrebt, wenn sich der pH-Wert in der zweiten Zone erhöht, wobei er vorzugsweise einen Wert von etwa 9 erreichen kann. Durch diesen hohen pH-Wert wird auch dann, wenn das Passivierungsverfahren unterbrochen ist, und außerhalb der zweiten Zone Metallelemente im Bereich einer Fördereinrichtung vorhanden sind, die zwar schon das Reinigungsbecken durchlaufen haben, aber noch nicht in die Passivierungszone eingebracht worden sind, ein Oxidationsangriff des Luftsauerstoffs auf die Metallelemente verhindert. Das Gleiche gilt, wenn mehrere, zwischen der Reinigungszone und der Passivierungszone angeordnete Zonen vorhanden sind, sofern in diesen ein ausreichend hoher pH-Wert von beispielsweise 9 angestrebt wird. Durch den Einsatz eines alkalischen pH-Werts im Bereich vor der Passivierung der Oberfläche des Metallelements wird die Bildung von unerwünschten Metalloxiden auf der Oberfläche des Metallelements, insbesondere die Bildung von Rost, verhindert.Neither is it harmless and according to the invention it is even sought when the pH in the second zone increases, whereby it can preferably reach a value of about 9. Due to this high pH value, even if the passivation process is interrupted and outside the second zone, metal elements are present in the region of a conveyor which have already passed through the cleaning basin but have not yet been introduced into the passivation zone, an oxidation attack of the Air oxygen on the metal elements prevented. The same applies if there are a plurality of zones arranged between the purification zone and the passivation zone, if a sufficiently high pH value of, for example, 9 is desired in these zones. The use of an alkaline pH in the region before the passivation of the surface of the metal element prevents the formation of unwanted metal oxides on the surface of the metal element, in particular the formation of rust.

Ebenso wird vorzugsweise deionisiertes Wasser aus der wenigstens einen ersten Zone in eine der zweiten Zone in Behandlungsrichtung vorgelagerte Reinigungseinrichtung zum Entfetten der Metallelemente entweder direkt oder über den Weg durch die Passivierungszone und/oder die zweite Zone zugeführt. Auch durch diese Zuführung von Flüssigkeit lassen sich Flüssigkeitsverluste in der Reinigungszone und/oder in der zweiten Zone auf einfache Weise ausgleichen, wobei der Reinigungszone zusätzlich Reinigungsmittel gesondert zugeführt werden muss.Likewise, deionized water from the at least one first zone is preferably supplied to a cleaning device upstream of the second zone in the treatment direction for degreasing the metal elements either directly or via the path through the passivation zone and / or the second zone. Also by this supply of liquid, liquid losses in the cleaning zone and / or in the second zone can be compensated in a simple manner, wherein the cleaning zone additionally detergent must be supplied separately.

Vorzugsweise wird eine der vorgenannten Verfahrensvarianten durchgeführt, während der pH-Wert in der Passivierungszone durch Zugabe eines Mittels zum Einstellen eines pH-Werts oder eines Puffers auf einem konstanten Wert, insbesondere bei einem pH-Wert zwischen 4 und 5, gehalten wird.Preferably, one of the aforementioned process variants is carried out while maintaining the pH in the passivation zone at a constant value, in particular at a pH of between 4 and 5, by addition of an agent for adjusting a pH or a buffer.

In der zweiten Zone wird der pH-Wert mit Vorteil in einem Bereich zwischen 8 und 10, insbesondere zwischen 8,5 und 9, gehalten.In the second zone, the pH is advantageously maintained in a range between 8 and 10, in particular between 8.5 and 9.

In vorteilhafter Weise wird der pH-Wert in der wenigstens einen ersten oder der zweiten Zone durch Zugabe eines Puffers, in der zweiten Zone durch Zugabe eines Puffers oder eines Gemisches aus einer starken Base und eines alkalischen Salzes der Base eingestellt. Auch Amine, beispielsweise Dimethylamin, lassen sich hier einsetzen, wenn ein basischer pH-Wert eingestellt werden soll.Advantageously, the pH in the at least one first or the second zone is adjusted by adding a buffer, in the second zone by adding a buffer or a mixture of a strong base and an alkaline salt of the base. Amines, for example dimethylamine, can also be used here if a basic pH value is to be set.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn in der Passivierungszone ein die Oxidation förderndes Mittel zugegeben wird.It is likewise advantageous if an oxidation-promoting agent is added in the passivation zone.

Zur Einstellung des pH-Werts in der wenigstens einen ersten Zone durch einen Puffer oder ein den pH-Wert einstellendes Mittel bei 7 werden entsprechende neutralisierende Substanzen zugegeben.To adjust the pH in the at least one first zone by a buffer or a pH adjusting agent at 7 corresponding neutralizing substances are added.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung eines vorgenannten Verfahrens.The invention also relates to a device for carrying out an aforementioned method.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine nur geringe Verluste an Flüssigkeit verursachende Anordnung aufweist und die einen einfachen Ausgleich von Flüssigkeitsverlusten ermöglicht.It is the object of the invention to provide a device which has only a small loss of liquid causing arrangement and which allows easy compensation of fluid losses.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch gelöst, dass Zuführleitungen vorgesehen sind, die entgegen der Behandlungsrichtung der Metallelemente Flüssigkeit aus einer nachgelagerten Zone herausleiten und in wenigstens eine vorgelagerte Zone hineinleiten. According to the invention, this object is achieved in a device for carrying out the method in that supply lines are provided, which, contrary to the treatment direction of the metal elements, lead liquid out of a downstream zone and into at least one upstream zone.

Insbesondere wird die Vorrichtung dadurch realisiert, dass die Zonen wenigstens teilweise durch Becken zum Eintauchen der Metallelemente gebildet sind und dass die Zuführleitungen die Flüssigkeit im oberen Bereich aus den Becken herausleiten und in dem Bodenbereich eines jeweils entgegen der Behandlungsrichtung vorgelagerten Beckens hineinleiten.In particular, the device is realized in that the zones are at least partially formed by basins for immersing the metal elements and that the supply lines lead the liquid in the upper region of the basins and in the bottom region of a respective upstream of the treatment direction pelvis lead.

Vorzugsweise sind zusätzliche Einrichtungen zur Durchmischung der Flüssigkeit in den Becken vorgesehen.Preferably, additional means for mixing the liquid are provided in the basin.

Alternativ werden wenigstens einige Zonen durch Sprüheinrichtungen gebildet; in diesem Fall erübrigt sich der Einsatz zusätzlicher Mischeinrichtungen, da die Flüssigkeiten durch die Leitungsführung und die Sprühventile ausreichend durchmischt werden.Alternatively, at least some zones are formed by sprayers; In this case, the use of additional mixing devices is unnecessary, since the liquids are thoroughly mixed by the line guide and the spray valves.

Durch den Einsatz der Erfindung ergibt sich eine prozessbedingte Betriebskosteneinsparung auf Seiten der Abwasserbehandlung, bei der Badpflege sowie bei Abfallentsorgung. Die Prozessschritte werden vereinfacht, so dass die Intervalle zur Anlagenreinigung gegenüber herkömmlichen Anlagen vergrößert sind, wodurch auch die Wartungskosten vermindert werden.Through the use of the invention results in a process-related operating cost savings on the part of wastewater treatment, bath care and waste disposal. The process steps are simplified, so that the intervals for plant cleaning compared to conventional systems are increased, whereby the maintenance costs are reduced.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch den Aufbau einer Linie zur Passivierung von Metallelementen durch eine Konversionsschicht mittels Zirkoniumionen oder Titanionen.The invention will be explained in more detail in an embodiment. The single figure shows schematically the structure of a line for the passivation of metal elements by a conversion layer by means of zirconium ions or titanium ions.

In einer beispielsweise ein Eintauchbecken 1 umfassenden Reinigungszone 1' wird ein Metallelement oder Metallsubstrat, insbesondere ein Stahlelement, vorzugsweise ein Karosserie-Bauteil eines Kraftfahrzeugs, zur Entfettung seiner Oberflächen einer Reinigung durch ein alkalisches Entfettungsmittel unterzogen, beispielsweise bei einem pH-Wert 12.In a example, a dip tank 1 comprehensive cleaning zone 1' For example, a metal element or metal substrate, in particular a steel element, preferably a body component of a motor vehicle, is subjected to cleaning by an alkaline degreasing agent, for example at a pH, for degreasing its surfaces 12 ,

Anschließend wird das Metallelement zur Absenkung des pH-Werts und zum Entfernen überschüssigen Reinigungsmittels durch ein nicht-dargestelltes Transportmittel in eine Zone 2' überführt, deren Becken 2 mit Wasser aus dem öffentlichen Wasserversorgungsnetz versorgt wird, wobei zusätzlich ein alkalisches Medium, beispielsweise Natronlauge, insbesondere in Verbindung mit Natriumcarbonat, oder eine andere Lauge, insbesondere in Verbindung mit einem alkalischen Salz, zugegeben wird; hierbei wird ein pH-Wert im Bereich zwischen 8,5 und 9,0 eingehalten. Ebenso oder alternativ kann auch ein Puffer vorgesehen sein.Subsequently, the metal element is lowered to a pH to remove the pH and to remove excess detergent by an unillustrated transport 2 ' convicted, their pelvis 2 is supplied with water from the public water supply network, wherein in addition an alkaline medium, for example sodium hydroxide solution, in particular in conjunction with sodium carbonate, or another alkali, in particular in conjunction with an alkaline salt, is added; In this case, a pH in the range between 8.5 and 9.0 is maintained. Likewise or alternatively, a buffer may be provided.

Aus der Zone 2' wird das Metallelement in eine Passivierungszone 3' mit einem Becken 3 gebracht, in der durch die Hydrolyse von Zirkoniumionen oder Titanionen, beispielsweise aus Hexafluorozirkonsäure bzw. Hexafluorotitansäure, die Voraussetzungen zum Aufbringen einer Konversionsschicht auf dem Metallelement oder Metallsubstrat bestehen. In der Lösung des Beckens 3 ist zusätzlich ein Oxidationsmittel zur Verstärkung des Beizangriffs der Zirkoniumionen bzw. der Titanionen auf die Metalloberfläche und zum Oxidieren gelöster Eisen(II)-Ionen vorhanden, so dass diese beispielsweise beim Vorhandensein von Phosphationen als Eisen(III)-Phosphat ausfallen können. Die Passivierung findet beispielsweise in einem pH-Bereich von 4,5 bis 5 statt.Out of the zone 2 ' the metal element becomes a passivation zone 3 ' with a pelvis 3 in which by the hydrolysis of zirconium ions or titanium ions, for example from hexafluorozirconic acid or hexafluorotitanic acid, the conditions for applying a conversion layer on the metal element or metal substrate exist. In the solution of the pelvis 3 In addition, an oxidizing agent for enhancing the pickling attack of the zirconium ions and the titanium ions on the metal surface and for oxidizing dissolved iron (II) ions present so that they can precipitate, for example in the presence of phosphate ions as iron (III) phosphate. The passivation takes place, for example, in a pH range of 4.5 to 5.

Aus der Zone 3' wird das mit einer Konversionsschicht versehene Metallelement in eine Zone 4' gebracht, in der es in einem Becken 4 bei einem pH-Wert von 7 mit deionisiertem Wasser (VE-Wasser) gespült wird.Out of the zone 3 ' For example, the metal element provided with a conversion layer becomes a zone 4 ' brought in it in a basin 4 is rinsed at a pH of 7 with deionized water (deionized water).

Der Zone 4' ist eine weitere Zone 5' nachgeschaltet, in der ebenfalls mit deionisiertem Wasser weiter gereinigt wird. In der Darstellung der Figur ist in der Zone 5' ein Sprühkranz 5 mit Sprühdüsen 6 vorgesehen. Grundsätzlich kann in jeder der Zonen 1' bis 5' anstelle eines Tauchbeckens ein Sprühkranz vorgesehen sein.The zone 4 ' is another zone 5 ' downstream, in which also further purified with deionized water. In the illustration of the figure is in the zone 5 ' a spray wreath 5 with spray nozzles 6 intended. Basically, in each of the zones 1' to 5 ' be provided instead of a dip tank a spray ring.

In die Zone 5' wird kontinuierlich entgegen der Materialflussrichtung der zu behandelnden Metallelemente frisches, deionisiertes Wasser zugeführt, um den Verlust durch Verdunstung und Mitnahme an der Oberfläche der Metallelemente auszugleichen. Dabei geschieht dieser Ausgleich über die gesamte Behandlungslinie über alle Zonen 1' bis 5'. Hierbei ist der Verlust an Flüssigkeit die Vorgabe für das Maß der insgesamt zuzuführenden Flüssigkeit, die vorzugsweise insgesamt beginnend mit der Zone 5' und von dieser über die Zone 4' sukzessiv in die Zone 1' geleitet wird. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass der Strom der Wasserzuführung, insbesondere der Zuführung von deionisiertem Wasser, ganz oder teilweise aufgeteilt wird, so dass beispielsweise ein Teil der aus der Zone 5' herauszuleitenden Flüssigkeit nicht wie der übrige Teil in die Zone 4' geleitet, sondern bereits unmittelbar in die Zone 3' und/oder die Zone 2' eingeleitet wird. Auch andere Varianten sind realisierbar.In the zone 5 ' fresh deionized water is continuously fed against the material flow direction of the metal elements to be treated in order to compensate for the loss due to evaporation and entrainment on the surface of the metal elements. This compensation is done over the entire treatment line over all zones 1' to 5 ' , Here, the loss of liquid is the default for the measure of the total liquid to be supplied, preferably total starting with the zone 5 ' and from this over the zone 4 ' successively in the zone 1' is directed. However, it is not excluded that the flow of water supply, in particular the supply of deionized water, is divided in whole or in part, so that for example a part of the from the zone 5 ' liquid to be led out, not like the rest of the part into the zone 4 ' but already directly into the zone 3 ' and / or the zone 2 ' is initiated. Other variants are feasible.

Der Volumenstrom, der von der Zone 5' in die Zone 4' fließt, ist beispielsweise größer, als der Volumenstrom, der anschließend von der Zone 4' in die Zone 3' weiterfließt. Die jeweils erforderlichen Volumenströme werden gemessen. Regel- oder Steuereinrichtungen sorgen dafür, dass der Volumenstrom jeweils an den in der jeweiligen Zone eintretenden Flüssigkeitsverlust angepasst ist.The flow rate of the zone 5 ' into the zone 4 ' flows, for example, is greater than the volume flow, which subsequently from the zone 4 ' in the Zone 3 ' continues to flow. The required volume flows are measured. Control or regulating devices ensure that the volume flow is in each case adapted to the fluid loss occurring in the respective zone.

Vorzugsweise wird die Flüssigkeit, wenn die Zonen 1' bis 5' als Becken ausgestaltet sind, jeweils von unten, d. h. im Bodenbereich, zugeführt und im Bereich des oberen Randes des jeweiligen Beckens 1, 2, 3, 4 der überschüssige Anteil an Flüssigkeit aus dem Becken 1, 2, 3, 4 wieder herausgeleitet, so dass bereits infolge der dadurch entstehenden Strömung eine Durchmischung in den jeweiligen Becken 1, 2, 3, 4 entsteht, die durch in den Becken 1, 2, 3, 4 eingebrachte Rotoren unterstützt wird, falls dies notwendig ist.Preferably, the liquid is when the zones 1' to 5 ' are designed as a basin, respectively from below, that is supplied in the bottom area, and in the region of the upper edge of the respective basin 1 . 2 . 3 . 4 the excess amount of fluid from the pelvis 1 . 2 . 3 . 4 led out again, so that already as a result of the resulting flow mixing in the respective basin 1 . 2 . 3 . 4 that arises through in the basin 1 . 2 . 3 . 4 supported rotors is supported, if necessary.

Zwischen dem Sprühkranz 5 der Zone 5' und dem Becken 1 der Zone 1' sind daher Leitungen 7 bis 10 vorgesehen, die die Flüssigkeit transportieren.Between the spray ring 5 the zone 5 ' and the pelvis 1 the zone 1' are therefore cables 7 to 10 provided, which transport the liquid.

Jeder der Zonen 1' bis 5' sind, soweit erforderlich, Einrichtungen zur Messung des pH-Werts und der Leitfähigkeit zugeordnet. Vorrichtungen zur Zugabe von Substanzen zur Einstellung der Leitfähigkeit und/oder des pH-Werts sind ebenfalls vorgesehen.Each of the zones 1' to 5 ' If necessary, facilities for the measurement of pH and conductivity are assigned. Devices for adding substances to adjust the conductivity and / or the pH are also provided.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0713541 B1 [0005]

Claims

Process for coating the surfaces of metal elements with a conversion layer in a passivation zone ( 3 ' ) containing a solution containing zirconium ions or titanium ions, characterized in that liquid losses in the passivation zone ( 3 ' by supplying deionized water from at least a first downstream zone ( 4 ' . 5 ' ).

Process for the treatment of metal surfaces, in particular according to claim 1, characterized in that deionized water from the at least one first zone ( 4 ' . 5 ' ) either directly or through the passivation zone into one of the passivation zones ( 3 ' ) in the treatment direction upstream second zone ( 2 ' ) is supplied.

Process for the treatment of metal surfaces, in particular according to claim 1 or 2, characterized in that deionized water from the at least one first zone ( 4 ' . 5 ' ) into one of the second zones ( 2 ' ) upstream in the treatment direction cleaning device for degreasing the metal elements either directly or through the path through the Passivierungszone ( 3 ' ) and / or the second zone ( 2 ' ) is supplied.

Process for the treatment of metal surfaces according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the pH in the passivation zone ( 3 ' ) is maintained at a constant value, especially at a pH between 4 and 5, by addition of a pH adjusting agent or a buffer.

Process for the treatment of metal surfaces according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the pH in the second zone ( 2 ' ) is maintained in a range between 8 and 10, in particular between 8.5 and 9.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pH in the at least one first or the second zone ( 2 ' ) by adding a buffer or a mixture of a strong base and an alkaline salt of the base.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the passivation zone ( 3 ' ) an oxidation promoting agent is added.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the pH in the at least one first zone ( 4 ' . 5 ' ) is adjusted at 7 by a buffer or a pH adjusting agent.

Device for carrying out a method according to one of claims 1 to 8, characterized in that supply lines ( 7 . 8th . 9 . 10 ) are provided, which counter to the treatment direction of the metal elements liquid from a downstream zone ( 2 ' . 3 ' . 4 ' . 5 ' ) and into at least one upstream zone ( 1' . 2 ' . 3 ' . 4 ' ).

Device according to claim 9, characterized in that the zones ( 1' . 2 ' . 3 ' . 4 ' . 5 ' ) at least partially through basins ( 1 . 2 . 3 . 4 ) are formed for immersing the metal elements and that the supply lines ( 7 . 8th . 9 . 10 ) the liquid in the upper area of the basin ( 1 . 2 . 3 . 4 ) and in the bottom region of a respective upstream of the treatment direction basin ( 1 . 2 . 3 . 4 ).

Apparatus according to claim 10, characterized in that additional means for mixing the liquid in the basin ( 1 . 2 . 3 . 4 ) are provided.

Device according to claim 9, characterized in that the zones ( 1' . 2 ' . 3 ' . 4 ' . 5 ' ) at least partially by sprayers ( 5 ) are formed.