DE1049659B

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Publication number: DE1049659B
Application number: DENDAT1049659D
Authority: DE
Publication date: 1959-01-29

Description

DEUTSCHES

Lösungen zur Erzeugung von Phosphatschichten auf Eisen, Zink und deren Legierungen, welche saures Zinkphosphat, freie Phosphorsäure, ein Chlorat und eine geringe Menge Nickel und/oder Kobalt enthalten, sind bekannt. Bisher mußten aber zur Erzeugung der Phosphatschichten auf den verschiedenen erwähnten Metallen stets verschieden zusammengesetzte Lösungen benutzt werden.

Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, die gleiche Lösung zur Behandlung der verschiedenen Metalle zu verwenden, wenn die erwähnten wesentlichen Bestandteile in bestimmten Mengen zugegen sind. Eine solche Lösung ist nach der Erfindung geeignet, wenn sie 2 bis 4g/l Zink enthält, das Verhältnis von freier zu gesamter Säure wie 1 : (7,5 bis 10,0) ist, das Verhältnis von Phosphat zu Chlorat wie 1 : (0,28 bis 1,09), vorzugsweise etwa wie 1 : 0,45 ist und die Menge an Nickel und/oder Kobalt mindestens 1 °/₀, vorzugsweise 1 bis 4 °/₀, der Zinkmenge beträgt.

Unter dem Verhältnis von »freier« zu »gesamter« Säure wird das Verhältnis der zwei Werte verstanden, welche durch Titration eines 10-ml-Musters des Bades mit n/10 Natriumhydroxyd unter Verwendung von Methylorange und Phenolphthalein als Indikatoren erhalten werden. Die Anzahl von erforderlichen Millilitern zum Titrieren des Badmusters bis zum Methylorangeendpunkt wird als freie Säure angesprochen, und die erforderliche Anzahl zum Titrieren bis zum Phenolphthaleinendpunkt ist als Gesamtacidität bekannt. Gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet das Verfahren innerhalb Grenzen dieses Verhältnisses von 1 : 7,5 bis 1 : 10,0. Bei Verhältnissen unter 1 : 7,5 wird das Bad keine annehmbaren Überzüge weder auf Stahl noch auf Zinkoberflächen erzeugen, und wenn das Verhältnis beträchtlich 1 : 10,0 überschreitet, neigt das Bad dazu, unbeständig zu werden, erzeugt erhebliche Mengen an Schlamm, ist schwierig zu kontrollieren, und die überziehende Wirkung wird leicht etwas unregelmäßig.

Hinsichtlich des Verhältnisses von Phosphat zu Chlorat wurde gefunden, daß das Maximalverhältnis 1 : 0,28 sein sollte. Bei höherem PO₄ : Cl O₃-Verhältnis neigen die Überzüge auf Stahl zum Unregelmäßigwerden. Es wurde auch gefunden, daß die Bäder der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend mit Phosphat- zu Chloratverhältnissen bis zu einem Verhältnis von etwa 1 : 1,09 arbeiten. Je mehr das Verhältnis sich 1 : 1,09 nähert, um so mehr neigt das Bad dazu, etwas unbeständig zu werden. Zusätzlich besteht eine Neigung, rostige Phosphatüberzüge auf eisernen Oberflächen und pulverige Überzüge auf Zinkoberflächen zu bilden; ein Phosphat-Chlorat-Verhältnis in der Gegend von 1 : 0,45 gibt sehr befriedigende Ergebnisse. Es wird daher dieses Verhältnis bevorzugt. Weiterhin erfordert die vorliegende Erfindung eine gewisse Mindestkonzentration an Nickel- und/oder Kobalt-

Lösung und Verfahren zur Herstellung von Phosphatüberzügen auf Metallen

Anmelder:

American Chemical Paint Company, Ambler, Pa. (V. St. A.)

George Schneider, Langhorne, Pa. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

2

ionen in dem Überzugsbad bzw. -lösung. Im allgemeinen sollte etwa 1 Äquivalent an Nickel und/oder Kobalt für je 100 Äquivalente an Zink und vorzugsweise etwa 2 bis 5

Äquivalente an Nickel und/oder Kobalt für jede 100Äquivalente an Zink vorhanden sein. Kein Vorteil scheint erhalten zu werden, wenn größere Mengen an Nickel und/oder Kobalt, als durch die eben angegebenen Verhältnisse dargestellt, angewendet werden.

Die Zinkmenge in dem Bad scheint nicht kritisch zu sein, solange sie, wie üblich, in der Phosphatüberzugstechnik gehalten wird, d. h., der Zinkgehalt sollte von etwa 2 bis 4 g/l sein.

Die Bäder der vorliegenden Erfindung können bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen, also in der Gegend von 52⁰C, betrieben werden. Vorzugsweise werden sie bei etwa 63 bis 74° C betrieben, weil innerhalb dieses Bereichs sehr gleichförmige kristalline Phosphatüberzüge auf praktisch allen Arten von Eisen oder Zink erhalten werden.

Selbst auf Oberflächen mit geringeren Gehalten an Aluminium, welche bekanntlich schwierig zu überziehen sind, werden gemäß der Erfindung ausgezeichnete Phosphatüberzüge erhalten.

Ausführungsbeispiele Ansatz 1

Zinkoxyd 12,6 g

Phosphorsäure (75°/_oig) 50,49 g

Nickelcarbonat 0,258 g

Natriumchlorat 50,82 g

Wasser ad 31

Diese Lösung kann dadurch hergestellt werden, daß das Zinkoxyd in einem Teil des Wassers suspendiert, in die Phosphorsäure eingerührt wird, bis die Lösung klar wird, und dann darin das Nickelcarbonat und Natriumchlorat gelöst werden. Das restliche Wasser wird zugesetzt, um 3 1 zu ergeben. Bei diesem Bad ist das Pbosphat-Chlorat-Verhältnis 1 : 1,09, die freie Säure 2,36 und die

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Claims

Gesamtsäure 21,1, das ist ein Verhältnis von 1 : 8,95. Der Ansatz 4

PH-Wert einer solchen Lösung ist etwa 2,55. Die Lösung Behebige der vorhergehenden Ansätze mit Nickelnitrat

wird vorzugsweise auf 65°Cerwärmt. Wenn auf Oberflächen _an stelle von Nickelcarbonat.

aus Zink und Stahl im Spritzverfahren aufgebracht, ».

genügt gewöhnlich eineSprühzeit von etwa Ibis2 Minuten, 5 Ansatz 5

um einen gleichförmigen kristallinen Phosphatüberzug Beliebige'der Ansätze 1 bis 3 mit Kobaltnitrat oder

sowohl auf Zink- wie auf Stahloberflächen zu erzeugen. Kobaltcarbonat an Stelle des Nickelcarbonats bzw.

Ansatz 2 . "^nitrats· ' '

Zinkoxyd 12,6 g ₁₀ Patentansprüche:

Phosphorsäure (75%ig) 50,49 g _{L Lösüng zur Erzeugung von} Phosphatschichten

Nickelcarbonat 0,258 g _auf _Eisen> _{Zink und deren Legierungen durch strom}_

Natnumchlorat 20,7 g _{loge Behandlung} ^r Oberflächen, welche saures Zink-Wasser phosphat, freie Phosphorsäure, ein Chlorat und eine

Dieses Bad wird in gleicher Weise wie nach Beispiel 1 15 geringe Menge von Nickel und/oder Kobalt enthält, hergestellt. Die freie Säure ist 2,36, die Gesamtsäure 21,9 dadurch gekennzeichnet, daß sie 2 bis 4 g/l Zink ententsprechend einem Verhältnis von 1 : 8,95. Das Phos- hält, das Verhältnis von freier zu gesamter Säure wie phat-Chlorat-Verhältnis ist 1 :0,44. Der p_H-Wert dieser 1 : (7,5 bis 10,0) ist, das Verhältnis von Phosphat zu Lösung ist etwa 2,55. Chlorat wie 1 : (0,28 bis 1,09), vorzugsweise etwa wie Ansatz 3 20 1 : 0,45 ist und die Menge an Nickel und/oder Kobalt _ , .„ . mindestens 1 °/₀, vorzugsweise 2 bis 4⁰L der Zink-

Zmkoxyd 12,6 g _m beträgt

Phosphorsäure (75°/_oig) 50,49 g _{2 Verfahren zur Erzeu}gung von Phosphat-

Nickelcarbonat 0,258 g schichten auf Eisen, Zink und deren Legierungen

Natnumchlorat 13,005 g _2$ _{durch stromlose} Behandlung der Oberfläche, dadurch

Wasser gekennzeichnet, daß die Lösung nach Anspruch 1 bei

Dieses Bad wird in gleicher Weise wie das Bad des einer Temperatur von etwa 50 bis 7O⁰C angewendet

Ansatzes 1 hergestellt. Die freie Säure ist 2,35, die Ge- wird,
samtsäure 21,1, was einem Verhältnis von 1 : 9,0 ent-

spricht. Das Bad hat einen pH-Wert von etwa 2,65, und 30 In Betracht gezogene Druckschriften:

das Phosphat-Chlorat-Verhältnis ist etwa 1 :0,28. W. Machu: »Die Phosphatierung«, 1950, S. 161.

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