DE1274419B - Verfahren und Gemisch zur Erzeugung von Phosphatschichten auf Oberflaechen von Eisenund Stahl - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C23f

Deutsche Kl.: 48 dl - 7/10

P 12 74 419.3-45 (F 42768)

30. April 1964

1. August 1968

Unter den Verfahren zur Erzeugung von Phosphatschichten auf Eisenoberflächen finden sich auch solche, bei denen die Eisenoberflächen mit einer wäßrigen Lösung von Phosphorsäure behandelt werden, der nicht zu feingemahlener Glimmer als Wasserspeicher zugesetzt wird. Dabei bildet sich auf den behandelten Oberflächen eine dünne grauweiße Schicht aus Eisenphosphat und Glimmer, die infolge ihrer chemischen Bindung an die Oberfläche völlig unlöslich ist. Als vorteilhaft wird empfohlen, nach der mechanischen Verarbeitung der Eisenformstücke diese noch mit einer dünnen Lackschicht zu überziehen, um die Außenflächen des Gesamterzeugnisses zusätzlich gegen Korrosion zu schützen.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, in einem kalten Verfahren einen chemisch und mechanisch auf die Dauer beständigen Überzug in Gestalt einer Phosphatschicht von dreiwertigem Eisen auf Oberflächen von Eisen und Stahl zu erzeugen. Unter einer Ergänzung der bekannten hohen chemischen Beständigkeit durch eine sehr hohe mechanische Festigkeit soll ferner die Aufgabe gelöst werden, daß die behandelten Oberflächen auch gegen mechanische Dauerbeanspruchung, hohe Temperatur und schleifend wirkende Beanspruchungen bei einzelner oder gemeinsamer Einwirkung hochfest werden.

Es ist bekannt, daß das Mineral Vivianit als tertiäres Ferrophosphat mit zweiwertigem Eisen und einem Gehalt an Kristallwasser äußerst beständig ist. Ferner ist bekannt, daß solche vivianitartigen Verbindungen auch in einem. Überschuß von Phosphorsäure schwer löslich sind und sich nicht durch Wasserstoff reduzieren lassen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es möglich ist, zu erreichen, daß auf kaltem Wege auf Stahloberflächen tertiäre Eisenphosphate sehr schnell aufwachsen und daß diese Phosphatschicht bis zur praktischen Unzerstörbarkeit durch die bekannten Rostbildner stabilisiert werden kann.

Während in den bisher auf Eisen erzeugten Phosphatschichten jedoch das Eisen durchweg zweiwertig ist, also namentlich bei länger währendem Einfluß von Feuchtigkeit wasserlöslich ist und eine relativ geringe Resistenz gegen Chemikalien aufweist, haben sich die dreiwertigen Eisenphosphate in Gestalt der Leukophosphite als außerordentlich wasserbeständig und chemikalienfest erwiesen. Sie sind auch in einem Überschuß von Phosphorsäure schwer oder kaum löslich und lassen sich nicht durch Wasserstoff reduzieren. Eine solche aufwachsende Leukophosphitschicht erweist sich als durchgehend geschlossen und porenfrei und enthält kein metallisches Eisen.

Verfahren und Gemisch zur Erzeugung von
Phosphatschichten auf Oberflächen von Eisen
und Stahl

Anmelder:

Ferro-Chemie Dr. Erich Kussmann K. G.,

3000 Hannover-Hainholz, Voltmerstr. 79

Als Erfinder benannt:

Dr. Erich Kussmann, 3000 Hannover

Wesentlich für die Wirkung ist die Fixierung der

so Spaltblätter von Kaliglimmer an ihrer Haftstelle während der Reaktionszeit. Im strengen Sinne müssen also die für die Aufwachsung vorbereiteten Kaliglimmerteilchen an ihrem Ort gehalten werden, damit die Umsetzung schnell abläuft. Hierzu sind geringe Mengen eines wasserunlöslichen, wasserabweisenden flüssigen Kunststoffes auf der Grundlage von z. B. Polyvinylazetat brauchbar.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird demgemäß dadurch gelöst, daß die zu schützenden Eisenoberflächen mit einer sehr dünnen Schicht eines innigen Gemisches aus Orthophosphorsäure, feinteiligem blättchenförmigem Kaliglimmer und Polyvinylazetat überzogen werden. Möglich ist, das Polyvinylazetat als Deckschicht auf die Schicht aus Orthophosphorsäure und feinteiligem blättchenförmigem Kaliglimmer unmittelbar anschließend aufzutragen.

Beispiel 1

Zur Ausübung des Verfahrens hat sich das folgende Gemisch bewährt:

15% Orthophosphorsäure,

15% Kaliglimmer als feinteilige Blättchen,

12% eines Gemisches von unlöslichen haftfesten Kunststoffen auf der Basis von Polyvinylazetat,
5% Eisenoxydrot,

Rest Wasser.

Zur Erläuterung des technischen Fortschritts, im besonderen der ungewöhnlich erhöhten physikali-

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sehen und mechanischen Oberflächendaten, welche nach dem neuen Verfahren erreicht werden, dienen die folgenden Versuchsergebnisse:

Ein Stahlblechstreifen, dessen Oberfläche mit der neuen Schutzschicht versehen ist, zeigt keine Korrosionserscheinungen, nachdem er während der Dauer von 40 Tagen mehrere Stunden täglich mit 1000 Umdrehungen in der Minute in 3°/oiger Kochsalzlösung rotierte.

Ein gleichbehandelter Stahlblechstreifen, über der Gasflamme bis zur höchsten Aufnahmefähigkeit von Wärme erhitzt, verliert unter der unmittelbaren Einwirkung der Flammhitze seine rote Tönung und verfärbt sich braunschwarz. In kaltem Wasser abgeschreckt, wird die rote Tönung in der vollen Ursprünglichkeit wiederhergestellt. Die mikroskopische Untersuchung ergibt keinerlei Zerstörung oder Änderung der Oberfläche gegenüber dem Zustand vor Beginn der Behandlung. Die Leukophosphitschicht ist praktisch nicht zerstörbar. ao

Schlägt man die so behandelte Oberfläche während 2 bis 3 Minuten mit mäßigem Kraftaufwand mittels einer Stahlkugel, ergibt sich eine Verdichtung der kristallinen Schicht, wodurch die Abweisungsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit und gasverseuchter Atmosphäre verstärkt wird.

Besonders bei üblicher Abdeckung des Stahlgrundes durch geeignete Deckanstriche erhält die geschützte Stahloberfläche ferner auch einen effektiven Dauerschutz gegen künftige Bildung von Unterrost.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung von Phosphatschichten auf Oberflächen von Eisen und Stahl unter Zusatz von Polyvinylazetat zu einer phosphatierenden Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß die zu schützenden Eisenoberflächen mit einem Gemisch aus Orthophosphorsäure, feinteiligem blättchenförmigem Kaliglimmer und Polyvinylazetat überzogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylazetat als Deckschicht auf die Schicht aus Orthophosphorsäure und feinteiligem blättchenförmigem Kaliglimmer aufgetragen wird.

3. Gemisch zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung:

15% Orthophosphorsäure,

15% Kaliglimmer,

12% eines flüssigen Kunststoffgemisches auf

der Basis Polyvinylazetat,
5% Eisenoxydrot,

etwa 1 bis 2% eines als Inhibitor wirkenden Netzmittels, Rest Wasser.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1047 077.

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