DE1064780B - Verfahren zur Verbesserung des Korrosionswiderstandes von Oberflaechen aus Eisen, Zink, Aluminium und deren Legierungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft die Erzeugung von korrosionsschützenden Überzügen auf Oberflächen sowohl von Eisen wie auch von Zink und Aluminium und deren Legierungen. Sie erlaubt, korrosionsschützende Schichten auf Gegenstände aufzubringen, die aus je zwei der obengenannten Metalle oder aus allen drei dieser Metalle bestehen, und sie erlaubt ferner, mit der gleichen Apparatur und den gleichen Lösungen solche Überzüge auf Oberflächen von jedem dieser Metalle zu erzeugen, während bisher gesonderte Apparaturen und Lösungen, mindestens für Eisen und Zink einerseits und Aluminium andererseits, benötigt wurden.

Es ist bereits ein Verfahren vorgeschlagen worden, um Oberflächen von Aluminium und/oder Eisen und/oder Zink in der gleichen Apparatur und mit der gleichen Lösung mit einer korrosionsschützenden Schicht zu versehen, wobei eine Lösung verwendet wird, welche lösliche Verbindungen der drei genannten Metalle sowie ferner ein Schwermetallmonophosphat (vorzugsweise Zinkmonophosphat), ein Doppelfluorid und ein Oxydationsmittel, vorzugsweise ein Nitrat, enthält (deutsche Patentschrift 853 695). Es hat sich aber gezeigt, daß der mit diesen Lösungen erhaltene Korrosionsschutz für keines der drei Metalle den Anforderungen der Praxis genügt und weit geringer ist als der erfindungsgemäß erzielte Korrosionsschutz.

Erfindungsgemäß wird ein Zweistufenverfahren verwendet. Die zu behandelnden Gegenstände werden zuerst mit einer der vielen bekannten Phosphatierungslösungen behandelt, welche imstande ist, mindestens auf Oberflächen von Eisen und Zink eine Phosphatschicht zu erzeugen, und dann, in der zweiten Stufe, mit einer Lösung, welche Chromsäure und eine lösliehe Fluorverbindung in bestimmten Mengen enthält.

Es ist allgemein bekannt und üblich, Phosphatschichten, wie sie in der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten werden, mit einer Chromsäurelösung oder einer Lösung eines Eisen-, Chrom- und/oder Aluminiumsalzes nachzubehandeln. Durch den Zusatz von löslichen Fluorverbindungen Verfahren zur Verbesserung
des Korrosionswiderstandes
von Oberflächen aus Eisen, Zink,
Aluminium und deren Legierungen

Anmelder:

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

Vertreter: Dr.-Ing. A. van der Werth, Patentanwalt,
Hamburg-Harburg I, Wilstorfer Str. 32

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. April 1954

Nelson James Newhard, Oreland, Pa.,
und John Augustine Carroll, Philadelphia, Pa.
(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

zu der chromsäurehaltigen Nachbehandlungslösung wird aber nicht nur der Korrosionsschutzwert von Phosphatschichten auf Eisen und Zink bedeutend erhöht; es wird auch die Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumoberflächen außerordentlich gesteigert, gleichgültig, ob durch die erste Behandlungsstufe ein sichtbarer Phosphatüberzug auf diesen gebildet wurde oder nicht.

Für die erste Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine beliebige der vielen bekannten Phosphatierungslösungen, heiß oder kalt, verwendet werden, z. B. Zinkphosphatlösungen mit oder ohne

Oxydationsmittel, wie Nitrate, Nitrite, Schwermetallsalze u. dgl. Es kann z. B. auch eine Lösung (gemäß der deutschen Patentschrift 853 695) verwendet werden, welche lösliche Verbindungen von Aluminium, Eisen und Zink, Zinkmonophosphat, Doppelfluoride und Oxydationsmittel enthält.

Hierauf werden die Gegenstände, vorzugsweise nach einer guten Spülung mit Wasser, noch naß oder nach dem Trocknen, mit einer Lösung behandelt, welche 0,25 bis 10 g/1 Chromsäure und 0,1 bis 10 g/1 Fluorionen, vorzugsweise 0,4 bis 3 g/1 Cr O₃ und 0,2 bis 1,5 g/1 F, enthält. Werden die angegebenen Minimalmengen nach unten unterschritten, so ist keine merkliche Wirkung, d. h. Verbesserung des Korrosionsschutzes der Phosphatschicht, mehr bemerkbar. Werden die angegebenen Maximalmengen nach oben überschritten, so erfolgt leicht eine teilweise oder völlige Wiederauflösung der Phosphatschicht mit entsprechender Verminderung des Korrosionswiderstandes.

Der p_H-Wert der zweiten Behandlungslösung soll zwischen 1,3 und 4,0, vorzugsweise zwischen etwa 1,8 und 3,0, liegen. Bei einem p_H-Wert unter 1,3 besteht die Gefahr der Wiederauflösung der gebildeten Phosphatschicht, und bei einem p_H-Wert über 4,0 ist keine wesentliche Verbesserung des Korrosions-

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Claims (2)

Schutzes mehr bemerkbar. Für die zweite Behandlungslösung seien die nachfolgenden Beispiele gegeben : BeispieleIIIIIICrO3 in g 428K2TIF6 · H2Oing ....2,3(NH4)0ZrF6 ing 1,1NaBF4 in g 2,16Wasser ad1 11111 Die Zeitdauer und Temperatur der Behandlung sind nicht sehr kritisch. Mit einer auf etwa 65° C erwärmten Lösung genügen etwa 10 bis 30 Sekunden. Bei einer Temperatur von etwa 20° C läßt man die Lösung zweckmäßig etwas länger, z. B. 1 bis 3 Minuten, einwirken. Die so behandelte Oberfläche kann unmittelbar getrocknet und verwendet werden, oder sie kann vor dem Trocknen mit Wasser oder mit einer sehr verdünnten Chromsäurelösung oder Behandlungslösung nachgespült werden. Letzteres ist besonders dann zweckmäßig, wenn auf die behandelte Oberfläche noch eine Farb- oder Lackschicht aufgebracht werden soll. Als lösliche Fluorverbindungen haben sich die Doppelfluoride, insbesondere des Zirkons und Titans, besonders bewährt, da die mit den letztgenannten Fluoriden bereiteten Lösungen unmittelbar nach ihrer Herstellung verwendet werden können. Bei Verwendung anderer löslicher Fluorverbindungen muß man die Lösungen erst einige Stunden altern lassen, um gute Ergebnisse zu erhalten. Was die relativen Mengen von Chromsäure und löslichem Fluorid betrifft, so empfiehlt es sich, mit steigendem Chromsäuregehalt auch die Fluormenge zu steigern, und umgekehrt, wie auch die obigen Beispiele zeigen. Die oben empfohlene Spülung zwischen den beiden Behandlungsstufen verhindert nicht nur eine Verunreinigung der zweiten Behandlungslösung mit den fremden Ionen aus dem Phosphatierungsbad, sondern erleichtert auch, den pH-Wert derselben länger in dem optimalen Wirkungsbereich halten zu können. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung des Korrosionswiderstandes von Gegenständen mit einer Oberfläche von Eisen und/oder Zink und/oder Aluminium und deren Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände zunächst mit einer an sich bekannten Phosphatierungslösung behandelt werden, worauf die Gegenstände, vorzugsweise nach gründlicher Spülung mit Wasser, mit einer sauren Chromsäurelösung behandelt werden, die 0,25 bis 10 g/1, vorzugsweise 0,4 bis 3,0 g/1 CrO₃ sowie 0,1 bis 10 g/1, vorzugsweise 0,2 bis 1,5 g/1, einer löslichen Fluorverbindung enthält und ein p_H von 1,3 bis 4,0, vorzugsweise von 1,8 bis 3,0, aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als lösliche Fluorverbindung eine komplexe Fluorwasserstoffsäure oder ein Salz einer solchen verwendet wird, vorzugsweise Zirkonfluorwasserstoffsäure oder Titanfluorwasserstoffsäure oder deren wasserlösliche Salze.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 853 695.

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