DE1187101C2

DE1187101C2 - Verfahren und mittel zum aufbringen von phosphatschichten auf metalloberflaechen

Info

Publication number: DE1187101C2
Application number: DE1962F0037716
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr. 6233 Kelkheim Wyszomirski
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1962-09-01
Filing date: 1962-09-01
Publication date: 1975-03-13
Also published as: DE1187101B

Description

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schwach schäumender Emulgator, vorzugsweise Vorteile erhalten, wie sie^ bekanntlichdurch die fein-

oxä%lieite Tallölfettsäure, zur gldchaeitigen körnigen Phosphatschichten erzielt werden d.h ins-

Entfettung und Phosphatierung zugesetzt wird. besondere eine ausgezeichnete Lackhaftung bei elasti-

3. Mittel in fester oder konzentrierter wäßriger scher oder plastischer Verformung.

Form zur Herstellung und Ergänzung der für das ao Wie bereits oben angeführt, kommen als Phospha-

Verfahren nach Anspruch 1 dienenden Behänd- tierlösungen die gleichen Lösungen m Betracht wie

lungslösung, gekennzeichnet durch einen Gehalt sie in der Schrift des Hauptpatents 11 76 446 beschne-

von 15 bis 40% PO₄, 7 bis 36·/» Zn, 12 bis 55"/e ben sind, nur daß sie zusätzlich noch die vorgenann-

NO₃, 4 bis 20·/. Alkalimetall, berechnet als Na, ten Stoffe in geringen Mengen enthalten Auch die

0,08 bis 8% Zitronensäure und/oder 0,02 bis 2 «/o as sonstige Behandlungsweise, wie Benandlungszeiten

Weinsäure bzw. äquivalenten Mengen von Zitrat und Einhaltung der Temperaturen, sind die gleichen

oder Tartrat und gegebenenfalls von 2 bis lO°/o wie beim Hauptpatent.

NQ₂. Die Behandlung der Metalloberflächen kann ebenso

4. Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekenn- wie dort sowohl im Tauch- als auch im Spritzverfahzeichnet, daß es zusätzlich noch einen schwach 30 ren erfolgen sowie mit besonderem Vorteil zur Erschäumenden Emulgator, vorzugsweise oxäthy- leichterung der Kaltverformung von Metallgegenstänlierte Tallölfettsäure, enthält. den, wie insbesondere Drähten oder Bändern aus

Eisen oder Stahl, eingesetzt werden. Bei letzteren wird die Behandlung der Metalloberflächen zweck-

3₅ mäßig im Spritzverfahren vorgenommen, wobei die

behandelten Gegenstände anschließend direkt, ohne Zwischenspülung, bei Temperaturen zwischen etwa

Gegenstand des Hauptpatentes 11 76 446 isi ein 35 und 135° C getrocknet werden können.
Verfahren zum Aufbringen von Phosphatschichten Es hat sich herausgestellt, daß der durch den Zu- »uf Oberflächen aus Eisen, Stahl, Zink oder deren 40 satz freier Zitronensäure bzw. freier Weinsäure in das Legierungen mittels Lösungen, die Zink-, Alkali-, Phosphatierungsbad gelangte Betrag an freier Säure, Phosphat-, Nitrat-, Nitrit- und gegebenenfalls noch der bei Anwendung der vorgenannten Mengen Erdalkaliionen enthalten, wobei der Anteil an Nitrat- 0,4 Punkte nicht überschreitet, sich auf das erfin-Ionen mindestens ebenso groß wie der an Phosphat- dungsgemäße Verfahren in keiner Weise nachteilig ionen ist und die Lösungen im Temperaturbereich 45 auswirkt, d. h., daß das einwandfreie Arbeiten der von 20 bis 45° C angewendet werden, welches da- Bäder hierdurch in keiner Weise gefährdet wird. Es durch gekennzeichnet ist, daß die Metalloberflächen, hat sich außerdem noch herausgestellt, daß sich durch vorzugsweise bei 35 bis 40° C, mit einer Lösung be- den Zusatz von Zitronensäure und/oder Weinsäure handelt werden, in welcher bei Einhaltung eines Ver- bzw. deren Salzen die Behandlungszeiten weiter Verhältnisses von PO₄ zu Zn zu NO₃ = 1 zu (0,8 bis 1,7) 50 kürzen lassen. Die Praxisversuche haben ergeben, tu (1,5 bis 3,2) und einer Gesamtsäurepunktzahl von daß ζ. B. bei einem Zusatz von etwa 0,5 g Zitronenetwa 8 bis 14 Punkten zur Unterbindung des Auftre- säure pro Liter Badlösung die Behandlungszeit im tens von freier Säure ein Nitritgehalt von etwa 0,1 bis Tauchverfahren ζ. B. von 60 Sekunden beim Verfahetwa 1 g/l Lösung aufrechterhalten wird. ren nach dem Hauptpatent auf z. B. 45 Sekunden

Gegenstand des Hauptpatentes ist ferner auch ein 55 herabgesetzt werden konnte.

Mittel in fester oder konzentrierter wäßriger Form Es hat sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, den

tür Herstellung und Ergänzung der für das Verfahren Behandlungslösungen zusätzlich noch einen schwach

gemäß dem Hauptpatent dienenden Behandlungs- schäumenden Emulgator, wie z. B. oxäthylierte TaIl-

fösung, das durch einen Gehalt von etwa 15 bis 40 % ölfettsäuren zuzusetzen, wodurch die gleichzeitige

PO₄, 9 bis 36·/β Zn, 12 bis 55% NO₃, 4 bis 20% 60 Entfettung uud Phosphatierung der zu behandelnden

Alkalimetall, berechnet als Na, und gegebenenfalls Metallgegenstände bewirkt wird und somit die zu be-

von 2,0 bis 10% NO₂ gekennzeichnet ist. handelnden Metallgegenstände in einem Arbeitsgang

In zweckmäßiger Weiterbildung des Verfahrens verarbeitet werden können.

des Hauptpatentes wurde nun gefunden, daß sich die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner

Schichtdicke der Phosphatüberzüge durch einen Zu- 65 ein Mittel in fester oder konzentrierter wäßriger Form

satz voa geringen Mengen von Zitronensäure bzw. zur Herstellung und Ergänzung der für das erfin-

!Zitraten und/oder Weinsäure bzw. Tartraten z,u den dungsgemäße Verfahren dienenden Behandlungs-

Phosphatierungsbädern, wie sie in der Schrift des lösung, das gekennzeichnet ist durch einen Gehalt

von etwa 15 bis 40%. PO₄, 7 bis 36«/o Zn, 12 bis 55«/o NO_V 4 bis 20«/· Alkalimetall, berechnet als Na, 0,08 bis 8%i Zitronensäure und/oder 0,02 bis 2°/o Weinsäure bzw. äquivalenten Mengen von Zitrat oder Tartrat und gegebenenfalls 2 bis 10% NO₂.

Der Zusatz von Zitronensäure bzw. Weinsäure oder deren Salzen zu Phosphatierungslösungen schichtbildender Phosphate war bereits bekannt Er wurde beispielsweise für die Verhinderung des Auftretens von Trübungen und zur Verhinderung der Schlammbildung bzw. zur Erzeugung feinkristalliner Schutzschichten vorgenommen. Auf Grund der bekannten Verfahren konnte jedoch nicht geschlossen werden, daß es durch den erfindungsgemäßen Zusatz der bestimmten Mengen an Zitronensäure und/oder Weinsäure zu Phosphatierungsbädern, wie sie nach dem Verfahren des Hauptpatentes benutzt werden, möglich ist, eine ganz bestimmte Schichtdicke der Phosphatüberzüge einzuhalten.

An Hand der folgenden Beispiele ist das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert, wobei jedoch die darin enthaltenen Zahlenangaben keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung darstellen sollen.

Beispiel 1

Hochelastische Stahlbänder für Meßzwecke wurden mit einer Lösung im Tauchverfahren behandelt, die folgende Konzentrationen aufwies: 4,97 g/l Zn, 1,45 g/l Na, 10,10 φ NO₃, 4,94 φ PO₄,0,4 g/l NO₂, 0,15 g/l Weinsäure.

Gesamtsäure 10,5 Punkte

Freie Säure 0,2 Punkte

pH-Wert 3,2 bis 3,6

Behandlungszeit 45 Sekunden

Behandlungstemperatur 38° C

Die Schichtdicke des aufgebrachten Phosphatüberzuges betrug etwa 0,8 μ. Die aufgebrachten Phosphat· schichten zeigten in den einzelnen Korrosionsschutz- und Lackhaftungstesten ausgezeichnete Ergebnisse. S Zur Ergänzung des vorgenannten Phosphatierungsbades eignete sich ein Mittel mit einem Verhältnis von PO₄ zu Zn zu NOj zu Weinsäure = 1 zu 0,61 zu 0,52 zu 0,0085.

Beispiel 2

Um die Regelbarkeit der Schichtdicken der erfindungsgemäß erzeugten Phosphatschichten zu zeigen, wurden hochelastische Stahlbänder für Meßzwecke auf die gleiche Weise und mit der gleichen Grundlösung wie in Beispiel 1 behandelt, mit der Ausnahme, daß der Weinsäuregehalt der Lösung auf 0,06 g/l erniedrigt wurde. Bei dieser Konzentration ergab sich eine Schichtdicke von 1,5 μ.

_ao Beispiel 3

Die Wirkung der Zitronensäure konnte an Testblechen der Güteklasse St 13 festgestellt werden, die mit Lösungen der folgenden Zusammensetzungen behandelt wurden: 3,93 g/l Zn, 4,87 g/l Na, 16,75 g/l

as NO₈, 5,89 g/l PO₄, 0,4 g/l NO₂,1,5 g/l Zitronensäure.

Geiamtsäure 12,5 Punkte

Freie Säure 0,1 Punkte

pH-Wert 3,5 bis 3,8

Behandlungszeit 60 Sekunden

Behandlungstemperatur 38° C

Erzielte Schichtstärke 0,8 μ

Zur Ergänzung der Phosphatierlösung eignete sich ein Mittel mit einem Verhältnis von PO₄ zu Zn zu NO₃ zu Zitronensäure = 1 zu 0,35 zu 0,95 zu 0,012.

Claims

Π 87 101

Hauptpatents Π 76 446 beschrieben sind, einstellen

Es hat sich herausgestellt, daß mit Zusätzen von 1. Verfahren zum Aufbringen von Phosphat- etwa 0,2 bis 2
schichten auf Oberflächen aus Eisen und Stahl, 5 bis O,4g/Liter
oder deren Legierungen mittels Lösungen der Salze dieser

:enn- Phosphatschicht
Phos- bis weniger als '