DE1085007B

DE1085007B - Verfahren zum Bilden von Gleitschichten

Info

Publication number: DE1085007B
Application number: DEC10354A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Hanns Ketterl
Original assignee: Gerhard Collardin GmbH
Current assignee: Gerhard Collardin GmbH
Priority date: 1954-12-02
Filing date: 1954-12-02
Publication date: 1960-07-07

Description

Verfahren zum Bilden von Gleitschichten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden von die spanlose Verformung von Werkstücken aus Eisen, Stahl und legiertem Stahl erleichternde Gleitschichten, die erfindungsgemäß in der Weise gebildet werden, daß die in bekannter Weise auf einem Werkstück mit einer mit Oxydationsmitteln versetzten Mineralsäure erhaltene Beizschicht mittels einer Säure fixiert wird, die in Wasser unlösliche Eisensalze bildet.
Die Herstellung von Eisenoxydschichten auf Eisen oder Stahl als Haftgrundlage für nachfolgend aufgebrachte Schutzüberzüge ist bekannt, indem man z. B. der in üblicher Konzentration (10- bis 20o/oig) verwendeten Schwefelsäure so viel Wasserstoffperoxyd zusetzt, als zur Ausbildung einer grauen bis schwarzen Beizschicht während der Beizdauer von einigen Minuten nötig ist. Für den gleichen Zweck hat man auch schon saure wäßrige Lösungen von Eisen(III)-chlorid oder -sulfat allein oder in Mischung vorgeschlagen. Eisen und Stahl werden bei Zimmertemperatur behandelt, legierte Stähle unter Umständen in heißen Beizen. Mit diesen Beizen kann auch entzundert. werden, so daß sich beide Prozesse, Entzunderung und Bildung der Beizschicht, zusammenlegen lassen, wenn es nicht sparsamer ist, mit Salzsäure allein zu entzundern. Die erhaltenen Beizschichten werden nach dem bekannten Verfahren gespült, nachfolgend in oxydierender Lösung und/oder durch Trocknen an der Luft aufoxydiert und auf 200° C erhitzt.
Es ist ferner bekannt, gebeizte Werkstücke mit verdünnter Phosphorsäure zu behandeln, um eine Passivierung zu erzielen. Zum Passivieren kann nur eine 1- bis 2o/age Phosphorsäure verwendet werden, die mit der Eisenoberfläche einen dünnen, Bruchteile eines tausendstel Millimeters dicken Eisenphosphatfilmes bildet.
Beim Verfahren vorliegender Erfindung handelt es sich darum, die in an sich bekannter Weise mittels einer oxydischen Beize erhaltene Beizschicht zu fixieren, wozu sich verdünnte, heiße Phosphorsäure; aliphatische Dicarbonsäuren, wie Oxalsäure, Malonsäure und Bernsteinsäure, aliphatische bzw. aromatische Oxycarbonsäuren, wie Weinsäure und Gallussäure, und/oder aromatische Sulfonsäuren, wie Benzolsulfonsäure und Sulfosalicylsäure, eignen oder auch Mischungen dieser Säuren-.
Durch die Fixierung wird eine graue bzw. grünliche bis schwarze, festhaftende, nicht kristalline Deckschicht erhalten, die sich im Gegensatz zu der in der ersten Verfahrensstufe erzeugten Beizschicht nicht abreiben läßt. Trotz dieser Eigenschaft erweist sich die fixierte Schicht als eine sehr standfeste Gleitschicht, die z. B. im kombinierten Trocken- und Naßzug voll Draht in neun bis zehn Zügen eine Reduktion des Querschnittes um 70 bis 80 °/a sowohl bei weichem wie hartem Material aushält. Dabei ist die Dicke der Schicht geringer als die sonst für diese Zwecke üblichen feinkristallinen Zink- oder Manganphosphatschichten. Auch ist eine zusätzliche Beseifung dieser phosphatierten Beizschicht und Auftrocknen, wie es vielfach bei Zinkphosphatschichten geübt wird, überflüssig. Trotzdem geben die fixierten Beizschichten einen weicheren Zug als Mangan- oder Zinkphosphatschichten.
Ausführungsbeispiel Entzunderte Drahtbunde werden 3 bis 10 Minuten lang in einer Beize gebeizt, die 100 bis 200 g Eisen(III)-chlorid - 6 H20, 80 bis 150 g konzentrierte Salzsäure pro Liter und Netzmittel -enthält.
Die entstandene Beizschicht wird mit Wasser gespült und bei einer Temperatur von 60 bis höchstens 70° C durch verdünnte Phosphorsäure fixiert, deren Konzentration nicht höher als 2 bis 61/o ist und vorteilhafterweise 5 bis 15 g Eisen(II)-phosphat pro Liter und Netzmittel enthält. Es ist von untergeordneter Bedeutung, ob man die Beizschicht sofort nach ihrer Herstellung oder erst nach längerem Stehen an der Luft, wodurch sie oxydiert wird, mit der Phosphorsäure nachbehandelt. Die Werkstücke werden nach der Fixierung der Beizschicht, die im allgemeinen dreimal so viel Zeit wie die Herstellung der Beizschicht erfordert, nicht gespült, sondern der Selbsttrocknung überlassen.
Die fixierte Schicht besteht neben Oxyden in der Hauptsache aus den Phosphaten von 2- und 3wertigem Eisen und den Legierungsmetallen, außerdem enthält sie Silizium, Kohlenstoff usw. Die Stärke der Beizschicht ist maßgebend für die Stärke der fixierten Schicht.
Zum Fixieren mit Oxalsäure wird vorteilhafterweise bei 60 bis 70° C in einer Lösung von 1,5 bis 3 0/0 kristallisierter Oxalsäure 10 bis 15 Minuten lang gearbeitet und die Werkstücke ohne weiteres Spülen trocknen gelassen. Die trockene Schicht sieht graugrünlich aus. Wenn mit Oxalsäure fixiert wird, erhält man weichere Schichten als mit Phosphorsäure.
Die nach dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Schichten auf Eisen, Stahl und legiertem Stahl dienen wesentlich zur Verbesserung der spanlosen Verformung. Sie können ferner als Deckschichten bzw. als Haftgrund für einen- nachfolgenden Anstrich oder Lackierung dienen. ,

Claims

YATENTANSPRUCHE: 1.. Verfahren. zum Bilden .von die spanlose Verformung von Werkstücken aus Eisen, Stahl und legiertem Stahl erleichternde Gleitschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die in bekannter Weise -auf -einem Werkstück--mit einer -rnit--Oxydationsmitteln versetzten Mineralsäure erhaltene Beizschicht mittels einer Säure fixiert wird, die in Wasser unlösliche Eisensalze bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beizschicht mit Hilfe von verdünnter, hefßer Phosphorsäure, aliphatischen Dicarbonsäuren, aliphatischen oder aromatischen Oxycarbonsäuren oder aromatischen Sulfonsäuren bzw. einem Gemisch dieser fixiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Anwendung einer 2- bis 6°laigen Phosphorsäure. Zn Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 817 546, 827 148; britische Patentschrift Nr. 525 011; USA.-Patentschrift Nr. 2 408 424; »Metalloberfläche« 1948,.S: 126.