DE1192487B

DE1192487B - Verfahren zur Herstellung oder Erhoehung der Korrosionsbestaendigkeit von Metallen oder Legierungen, insbesondere des Eisens oder Zinks, durch Phosphatieren

Info

Publication number: DE1192487B
Application number: DEA35192A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Hohmeier; Dr-Ing O Treusch
Original assignee: Agep Gnacke & Co Chem Fab
Current assignee: Agep Gnacke & Co Chem Fab
Priority date: 1960-07-23
Filing date: 1960-07-23
Publication date: 1965-05-06

Description

Verfahren zur Herstellung oder Erhöhung der -Korrosionsbeständigkeit von Metallen oder - -Legierungen, insbesondere des Eisens oder Zinks, durch Phosphatieren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oder Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von Metallen oder Legierungen, insbesondere des Eisens oder Zinks, durch Behandlung mit tanninhaltigen Phosphatierungslösungen.
Bekannt ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Schichten auf Gegenständen aus Eisen oder Zink bzw. deren Legierungen- als Unterlage für einen Farb-, Lack-, Firnis- oder dergleichen Anstrich oder eine Glasur durch Behandlung der Oberfläche mit organischen Säuren,- wobei auf die Metalloberfläche zweibasische Carbonsäuren oder Oxydicarbonsäuren der aliphatischen Reihe -oder Carbonsäuren mit nur einer Carboxylgruppe oder Sulfonsäuren der-aromatischen Reihe bei erhöhter Temperatur oder unter Zusatz von Beschleunigungsmitteln bzw. erhöhter Temperatur und Zusatz von Beschleunigungsmitteln zur Einwirkung gebracht werden. Als derartige Carbonsäuren finden beispielsweise Oxalsäure, Malonsäure oder auch Gallussäure Anwendung, die in der Wärme innerhalb von. 2 bis 15 Minuten eine Schichtbildung verursachen. . -Zum Stand der Technik gehört ein Verfahren, bei dem mit üblichen Phosphatierungslösungen gearbeitet wird, die jedoch einen zusätzlichen Tanningehalt von 2 bis 25o% aufweisen:: Unter »üblichen Phosphatierungslösungen« sind -'bekanntlich sowohl schichtbildende als auch niehtschichtbildende Lösungen zu verstehen, d. h.- solches die -einerseits Zink- oder Manganphosphate 'enthalten und andererseits im wesentlichen aus wäßrigen Lösungen von Alkaliphosphaten bzw. Phosphorsäure selbst bestehen. Die .bekannte -Arbeitsweise -ist indessen mit erheblichen Nachteilen behaftet, die vor allem darin zu erblicken sind, daß zur Entfernung des restlichen Tannins intensive Spülungen -notwendig sind. Außerdem läßt sich nicht immer mit. Sicherheit der Mangel beheben, daß sich nach dem Einbrennen des auf die Phosphatschicht aufgebrachten Lackes nach mehr oder weniger langer Lagerung. Bläschen unter der Lackschicht bilden.
Ähnlich liegen die- Verhältnisse bei einem weiteren bekannten Phosphatierverfähren, das sich eines aus 1 bis 8 Mole Phosphorsäure und außerdem 1 bis 35 Gewichtsprozent Tannin (bezogen auf die Lösung) bestehenden Bades bedient. Auch hier hat der hohe Tanningehalt die vorstehend dargestellten Mängel zur Folge.
Das gleiche gilt für ein weiteres bekanntes Verfahren, bei dem ein die Korrosion verhindernder überzug auf einem nicht korrosionsbeständigen Metall dadurch erzielt wird, daß ein die überzugs-Bildung bewirkender Stoff, wie z. B. Phosphorsäure oder Gerbsäure,- zusammen mit einem Bindemittel als Anstrich auf das Metall aufgebracht wird. Zwar ist bei diesem Verfahren nicht vorgeschrieben, wie hoch der Gehalt an dem den Oberzug bildenden Stoff in dem Anstrichmittel sein soll, jedoch wird der Fachmann im Hinblick auf die üblichen Zusatzmengen erhebliche Prozentsätze -davon im Anstrichmittel vorsehen.
Nicht anders wird man bei weiteren bekannten Verfahren sich zu verhalten geneigt sein, bei denen entweder auf Metalloberflächen durch Anwendung von Gerbsäure und eines Katalysators gerbsaure Korrosions- und Rostschichten erzielt bzw. nach der Parkerisierung und einer anschließenden Zwischenbehandlung in einem kolloidalen Graphit enthaltenden Bad mittels einer Tannate enthaltenden Lösung eine Passivierung der Phosphatschicht -erreicht werden soll. Obwohl diese Verfahren bestimmte Tannin-Behalte in den. in -Betracht kommenden Lösungen nicht vorschreiben,. wird der Fachmann< zu ähnlichen Mengen (2 bis 250!o Tannin) greifen, wie sie bei- dem eingangs beschriebenen. Verfahren für zweckmäßig gehalten worden sind. Hierdurch' entstehen aber gleichfalls die in diesem Zusammenhang erwähnten Nachteile.
überraschenderweise wurde nun gefunden, daß diese Mängel vermieden und außerdem völlig befriedigende Schutzschichten erhalten werden können, wenn bei einem wie eingangs genannten Verfahren eine neben dem Phosphatierungsmittel lediglich 0,04% Tannin enthaltende Lösung verwendet wird. Es ist dann nicht mehr die bisher erforderliche intensive Spülung der Schichten notwendig, sondern dies kann unter erheblich geringerem Aufwand an Spülmitteln und in wesentlich kürzerer Zeit erfolgen. Außerdem besteht nicht mehr die Gefahr der Bildung von Bläschen beim Einbrennen der auf die Schutzschicht aufgetragenen Lacke. Schließlich lassen sich auch stark verrostete Bleche erfindungsgemäß einwandfrei phosphatieren und weisen einen Unterrostungsschutz auf.
Als Phosphatierungsmittel kommen die üblichen schichtbildenden Phosphate, z. B. Zink- und Manganphosphat, in Betracht. Es ist jedoch auch möglich, die Schutzschichtbildung mit Phosphorsäure zu erzielen. Das Verfahren gemäß der Erfindung bewährt sich jedoch insbesondere dann, wenn als Phosphatierungsmittel Alkaliphosphate, wie Alkaliortho-, Alkalipyro-, Alkalipoly- oder Alkalimetaphosphate, vorteilhaft zusammen mit bekannten Beschleunigungsmitteln; benutzt werden.
Die Lösungen können im Tauch- oder Spritzverfahren zur Anwendung kommen, und die Zugabe der Lösungen in die Behandlungsbehälter bzw. die Ergänzung dieser Lösungen kann kontinuierlich oder diskontinuierlich vorgenommen werden. Die die Schutzschichten hervorrufenden Verbindungen können weiterhin Emulsionen oder Industriereinigern zugesetzt werden, um gleichzeitig einen Korrosionsschutz der hiermit behandelten Werkstoffe zu erzielen.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Schutzschichten bilden eine hervorragend gute Grundlage für Grundierungen oder Lackierungen sowie für Emaillierungen.
Eine Abwandlung des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß die mit tanninfreien Phosphatierungslösungen hergestellten Schutzschichten ---- unabhängig davon, in welcher Weise und mit welchen Mitteln sie erzeugt worden sind -- mit einer Tanninlömg von etwa 0,03 g!l nachbehandelt werden. Die so passivierten Schichten erfordern gleichfalls nur wenig intensive Spülung, während weiterhin die Bläschenbildung nach dem Einbrennen der Lacke nach langer Lagerzeit ebenfalls vermieden werden kann. Beispiel 1 'l iefziehbleehe wurden mit einer 0,50higen Lösung von sauren und neutralen Natriumphosphaten mit einem pH-Wert von 5;8 bei 5fl° C in 5 Minuten im Tauchverfahin phosphatiert.
Die Bleche wiesen dann eine schwach blaue Farbe und eine ungleichmäßig ausgebildete Phosphatschicht auf. Behandelt man cfie Bleche mit einer Phosphatlösumg der gleißen Zusammensetzung, aber mit Zusa& eures Tanninprspamtes, so daß der PA-Gehalt der Lösung 0,3 Ib!o -und der Tanningehalt 0,04 01, beträgt, so erhält man eine gleichmäßig ausgebildete tief vKettblau gefärbte Schutzschicht. Beispiel 2 Tiefziehbleche wurden mit einer im wesentlichen aus Phosphorsäure bestehenden Lösung bei Raumtemperatur 3 Minuten lang behandelt, 1 Minute mit Wasser gespült und anschließend in 3 bis 4 Minuten bei 50° C im Tauchverfahren mit einer Tanninlösung mit 0,03 g Tannin pro Liter nachbehandelt.
Die Tiefziehbleche weisen nach dieser Behandlung eine intensive blauschwarze Schutzschicht auf.
Im Vergleich mit Eisenphosphatschichten - hergestellt nach dem gleichen Phosphatierverfahren, aber ohne nachträgliche Behandlung mit Tanninlösung - sind die mit Tanninlösung nachbehandelten Bleche viel intensiver und gleichmäßiger blauschwarz gefärbt und weisen außerdem einen wesentlich höheren Korrosionsschutz auf als die phospha= tierten Bleche ohne Nachbehandlung.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung oder Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von Metallen oder Legierungen, insbesondere des Eisens oder Zinks, durch Behandlung mit tanninhaltigen Phosphatierungslösungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine lediglich 0,0404 Tannin enthaltende Phosphatierungslösung verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Phosphatierungsmittel Alkaliphosphate, wie Alkaliortho-, Alkalipyro-, Alkalipoly- oder Alkalimetaphosphate, vorteilhaft zusammen mit bekannten Beschleunigungsmitteln, verwendet werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungen im Tauch- oder Spritzverfahren angewendet werden und die Zugabe der Lösungen in die Behandlungsbehälter bzw. die Ergänzung dieser Lösungen kontinuierlich oder diskontinuierlich vorgenommen wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schutzschicht bildenden Verbindungen Emulsionen oder Industriereinigern zugesetzt werden.
5. Abwandlung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit tanninfreien Phosphatierungslösungen hergestellten Schutzschichten mit einer Tanninlösung von etwa 0,03 g!1 nachbehandelt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 161058; französische Patentschriften Nr. 812022, 83.5 230, 9ü9195; USA.-Patentschrift Nr. 2 854 368; W. Machu, »Oberflächenvorbehandiung von Eisen- und Nichteisenmetallen«, 1957, S. 783.