DE1109484B - Manganphosphatueberzuege - Google Patents

Description

• Manganphosphatüberzüge Die Erfindung betrifft die Verwendung von an sich bekannten nitrathaltigen Manganphosphatlösungen, bei denen die Nitratmenge (berechnet als N03) die Phosphatmenge (berechnet als P 04) übersteigt und bei denen das Verhältnis NO,: PO, vorzugsweise etwa (1,5 bis 4,5) : 1 ist, zur Erzeugung von dünnen und feinkörnigen, festhaftenden, die gleitende Reibung erheblich vermindernden Manganphosphatschichten auf eisernen, vorzugsweise geschmierten Maschinenteilen, die gleitender Reibung unterworfen sind, wie z. B. von Kolbenringen, Schreibmaschinenteilen u. dgl.
• Es war bekannt, daß korrosionsfeste, auf Metallen durch gewöhnlich Nitrat enthaltende Schwermetallphosphatierungsbäder erzeugte Überzüge auch verwendet werden können, um die Kaltbearbeitung dieser Metalle zu erleichtern, und daß, wenn auch das Schwermetall in solchen Phosphatierungsbädern gewöhnlich Zink ist, es auch Mangan sein kann. Zink wird normalerweise bevorzugt, nicht nur weil es wohlfeiler ist, sondern auch weil es feinere, weniger grobkristalline Überzüge als Mangan liefert. Wenn Mangan an Stelle von Zink genommen wird, dann nur deshalb, weil schwere grobkristalline Überzüge gefordert werden oder geduldet werden können, um den Vorteil der größeren Dauerhaftigkeit bei mit hoher Beanspruchung verbundenen Deformierungsbehandlungen sicherzustellen, welche Eigenschaft mit der Verwendung von Manganphosphat gegeben ist.
• Zwar war also vor der Erfindung bekannt, daß sowohl Zinkphosphat wie Manganphosphat verwendet werden konnten, um schmierende Phosphatschichten zu erzeugen, aber gleichfalls war auch bekannt, daß die Verwendung von Manganphosphat vermieden werden soll, wo immer die zusätzliche Dauerhaftigkeit des Mangan enthaltenden Überzugs nicht von grundsätzlicher Wichtigkeit war, weil die manganhaltigen Überzüge kostspieliger, dicker und grobkristalliner sind.
• So ist für das spanlose Verformen die Verwendung von Phosphatüberzügen, deren Dicke weniger als 5 #t beträgt, erwünscht. Es ist jedoch wohlbekannt, daß übliche Manganphosphatlösungen Überzüge mit Dicken von mehr als 5 #t hervorrufen. Nur durch Verwendung von Manganphosphatierungslösungen, welche hohe Beschleunigerkonzentrationen gemäß der Erfindung enthalten, ist es möglich, gewünschtenfalls außergewöhnlich dichte feinkörnige Phosphatüberzüge mit Dicken bis zu 5 #t oder noch weniger zu erzielen.
• Von einer solchen Eigenschaft dieser Lösungen war aber vor der Erfindung nichts bekannt, sondern im Gegenteil, der Fachmann kannte nur grobkristalline dicke mit Manganphosphatlösungen erzeugte Überzüge.
• Da nun die schmierenden Überzüge auf feinen Maschinenteilen die feinstmögliche Kristallkornstruktur aufweisen müssen, damit ihre Maßgenauigkeit nicht leidet, lag es völlig fern, gerade solche Teile mit Manganlösungen zu phosphatieren. Vor der Erfindung würde es undenkbar gewesen sein, Überzüge auf feinen Maschinenteilen mit manganhaltigen Phosphatierungsbädern zu bilden, weil man allgemein annahm, daß diese Bäder viel zu grobkristalline und zu dicke Überzüge erzeugen würden.
• Demgegenüber wurde nun gefunden: 1. daß durch Verwendung von Manganphosphatierungslösungen mit einem ungewöhnlich hohen N03: PO4-Verhältnis feinkristalline, dauerhafte Überzüge erzeugt werden können und 2. gerade diese Überzüge sich in hervorragender Weise zur Erleichterung der gleitenden Reibung auf feinen Maschinenteilen, wie Kolbenringen und Schreibmaschinenteilen eignen.
• Keines dieser beiden Merkmale läßt sich dem Stand der Technik auch nur andeutungsweise entnehmen. Die Erfindung ist somit unstreitig neu und stellt ebenso unstreitig eine Bereicherung der Technik dar.
• Es werden nachstehend einige Beispiele für erfindungsgemäß zu verwendende Manganphosphatlösungen gegeben:

  I - 11 1 111

  Mn (HZP 04)2 . . . . . . . . 17,7 17,7 17,7

  Mn(N03)2 .......... 1,8 77,0 28,8

  H,P04 frei (100°/»ig) . . 5,3 5,3 5,3

  NaN03 ............. 40,0 0 0

  Wasser ........... ad 1 1 1 1 11

  Gesamtmenge

  Mn ............... 4,5 27,5 12,l

  P04 . . . . . . . . . . . . . . 18,6 18,6 18,6

  N03 .............. 30,4 53,3 18,6

  Na . . . . . . . . . . . . . . . 10,8 0 0

  P04: N03 (Gewicht)... 1,0:l,64 l,0:2,86 1,0:1,0

  P04: N03 (Molar) .... l,0:2,5 l,0:4,4 1,0:1,54

  PH .................. 2,4 2,0 2,3

  Die in üblicher Weise vorgereinigten Werkstücke werden mit einer der oben angegebenen Lösungen durch Tauchen, Spritzen usw. behandelt. Wenn die Werkstücke beispielsweise in eine heiße Lösung (etwa 95°C) 5 bis 60 Minuten, je nach Art des Eisens oder Stahls, getaucht werden, so erhalten sie eine fest anhaftende, sehr feinkörnige dünne Phosphatschicht ohne wesentliche Änderung ihrer ursprünglichen Dimensionen, die sich ausgezeichnet zur Verminderung der Reibung, denen diese Werkstücke ausgesetzt werden, eignet. Diese Verminderung der Reibung wird schon durch die Phosphatschicht allein bewirkt; durch Verwendung von Schmiermitteln, die durch die Schicht sehr fest gebunden werden, kann die Reibung noch weiter erheblich herabgesetzt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verwendung von an sich bekannten nitrathaltigen Manganphosphatlösungen, bei denen die Nitratmenge (berechnet als N03) die Phosphatmenge (berechnet als P O4) übersteigt und bei denen das Verhältnis N03: P04 vorzugsweise etwa (1,5 bis 4,5) : 1 ist, zur Erzeugung von dünnen und feinkörnigen, festhaftenden, die gleitende Reibung erheblich vermindernden Manganphosphatschichten auf eisernen, vorzugsweise geschmierten Maschinenteilen, die gleitender Reibung unterworfen sind, wie z. B. von Kolbenringen, Schreibmaschinenteilen u. dgl. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 727194, 754179, 827 791, 872 298, 900 162, 900163 ; britische Patentschrift Nr. 514 443; W. Machu, »Die Phosphatierung«, 1950, S. 145, 200, 260, 272.