DE1446513A1

DE1446513A1 - Process for the production of a colored corrosion-resistant coating on zinc and cadmium

Info

Publication number: DE1446513A1
Application number: DE19601446513
Authority: DE
Inventors: Seyb Jun Edgar John
Original assignee: M&T Chemicals Inc
Current assignee: M&T Chemicals Inc
Priority date: 1959-06-26
Filing date: 1960-06-20
Publication date: 1969-02-20
Also published as: US3014821A; GB889184A

Description

Verfahren zur Herstellung einer gefärbten korrosionsbeständigen Schicht -auf Zink und Cadmium Die Erfindung betrifft ein Verfahren- zur Herstellung einer eingefärbten korrosionsbeständigen Schicht auf Zink und Cadmium.Process for producing a colored corrosion-resistant layer -on zinc and cadmium The invention relates to a method for producing a colored corrosion-resistant layer on zinc and cadmium.

Zink und Cadmium werden im allgemeinen durch Aufbringen von Chromatiersehichten korrosionsbeständig gemacht. Diese Schichten werden durch Eintauchen des Werkstückes in eine Chromsäurelösung erzeugt. Die erhaltenen Chromati.erschichten sind im allgemeinen klar gelb getönt bis tief olivgelblich, grau oder schwarz. Häufig ist es erwünscht, schönere Farben zu erzielen. Die bekannten Verfahrensweisen zur Färbung dieser Chromatierschichten waren sehr beschränkt.Zinc and cadmium are generally obtained by applying chromate layers Made corrosion resistant. These layers are created by immersing the workpiece generated in a chromic acid solution. The Chromati.erschichten obtained are in general clear yellow tinted to deep olive yellow, gray or black. It is often desirable to achieve more beautiful colors. The known procedures for coloring these chromate layers were very limited.

Es wurde nun ein wirtschaftliches und breit anwendbares Verfabren zum Einfärben solcher Chromatierschichten in gewünschte Farben entwickelt. Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Einfärben von Chroznatierschichten auf Zink und Cadmium zur Verfügung zu stellen, und weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer gefärbten Oberfläche auf Zink und Cadmium zu schaffen.It has now become an economical and widely applicable process Developed for coloring such chromating layers in the desired colors. target The invention is to a method for coloring chromium plated layers on zinc and cadmium available, and furthermore a process for the production to create a colored surface on zinc and cadmium.

Nach der Erfindung wird Zink oder Cadmium in ein Chromsäurebad der zur rlerstellung von Chromatierschichten verwendeten Art so lange eingetaucht, bis sich eine leistungsfähige und genügend dicke Chromatierschicht ausgebildet hat. Das Werkstück wird anschliessend aus dem Bad herausgenommen, gespült und noch feucht einige Sekunden bis zwei oder drei Minuten lang in eine Auslauglösung eingetaucht. Nach der Auslaugbehandlung wird das Werkstück aus dem Bad herausgenommen, gespült und in eine Farbstofflösung gelegt, bis man die gewünschte Farbe erhält.According to the invention, zinc or cadmium is in a chromic acid bath Type used to create chromating layers immersed until an efficient and sufficiently thick chromating layer has formed. The workpiece is then taken out of the bath, rinsed and still damp immersed in a leach solution for a few seconds to two or three minutes. After the leaching treatment, the workpiece is removed from the bath and rinsed and placed in a dye solution until the desired color is obtained.

Die erste Chromatierschicht wird durch Eintauchen des LIetalles iri eine Ohromsäurelösung aufgebracht, die drei bis 150 g Cplrorlsäure (Cr03) im Liter und Sulfationen in einem Verhältvon von Cr03 zu S04 von 3:1 bis etwa 15:1 sowie Nitrationen in einem Verhältnis von Gr03 zu N03 von etwa 1: 1 _ bis etwa 120 enthält. Diese Bestandteile können in Form der Hatriumer Ialiumsalze oder in Form der Säuren zugegeben werden.The first chromating layer is applied by immersing the metal in an odorous acid solution containing three to 150 g of chloric acid (Cr03) per liter and sulfate ions in a ratio of Cr03 to S04 of 3: 1 to about 15: 1 and nitrate ions in a ratio of Gr03 to N03 from about 1: 1 to about 120 contains. These components can be added in the form of the sodium salts or in the form of the acids.

Sie sollen in derartig saurer Form zugegeben werden, dass der pfI-Wert niedriger als 2,0, vorzugsweise niedriger als 130, ist. Läufig werden in solchen Bädern weitere Verbindüngen, wie Essigsäure oder Borsäure, verwendet. Die Behandlung in diesem Chromatierbad dauert im allgemeinen bei Zimmertemperatur etwa 10 bis 30 Sekunden, die Art (Farbe) der Chromatierschicht beeinflusst die erhaltene Farbtiefe. Ein irisierender gelber Überzug, der im allgemeinen dicker ist als ein klarer Überzug, liefert ein mit einer tieferen. Farbe gefärbtes Werkstück als man sie bei einem ersten klaren Überzug erkalten würde. -.They should be added in such an acidic form that the pfI value is less than 2.0, preferably less than 130. Get in heat in such Baths other compounds, such as acetic acid or boric acid is used. The treatment in this chromating bath generally takes place at room temperature about 10 to 30 seconds, the type (color) of the chromating layer influences the one obtained Color depth. An iridescent yellow coating that is generally thicker than one clear coating, provides one with a deeper one. Color stained workpiece as one it would cool down with a first clear coat. -.

Die unmittelbar auf die Chromatierbehandlung folgende Auslaugbehandlung_wird mit einer wässrig alkalischen Lösung durohgefUhrt, die z"B. aus Hydroxyden, Carbonaten, Phosphaten, Silikaten und ähnlichen hergestellt wird. Diese Lösungen enthalten vorzugsweise etwa.2 bis etwa 40 g alkalisch reagierende Verbindungen im Liter. Die Arbeitstemperaturen bei der Auslaugung können von Zimmertemperatur bis beinahe zum Siedepunkt der Lösung, vorzugsweise zwischen etwa 20 und 60°C, liegen,. Die Auslaugungszeit schwankt von etwa einigen Sekunden bis zu etwa zwei oder drei Minuten. Eine bevorzugte Auslaugdauer beträgt bei Zimmertemperatur zwischen 10 und 30 Sekunden. Die speziell angewandten Auslaugbedingungen hängen von der Ohromatierschicht auf dem Werkstück und dem ansohliessend verwendeten Farbstoff, sowie der gewünschten Farbe und Tönung ab. Ein längeres Eintauchen in die Auslauglöeung und höhere Temperaturen haben im allgemeinen eine grössere Auslaugung zur Folge, wodurch man bei der nachfolgenden Einfärbung unter gegebenen Bedingungen eine tiefere Farbe .erzi eit. Nach Entfernung aus der Auslauglösung wird. das Werkstück gespült und ansohliessend in eine.Farbstofflösung eingetaucht. Es können je nach der gewünschten Farbe eine grosse Anzahl von Farbstoffen verwendet werden. Die jeweils verwendete Farblösung sowie die Bedingungen im Einfärbebad, d.h. die Temperatur, der pH-Wert und dergleichen,«hängen vom jeweils verwendeten Farbstoff, der*Art und dem Zustand der zu färbenden Ohromatierschioht und der gewünsch-._ ten Farbe ab. Die wirkungsvollste Parbatoffkonzentration hängt von dem jeweils eingesetzten Farbstoff ab. Bei den meisten Farbstoffen genügt eine Konzentration von 250 mg bis 5 g im Liter. Doch kann man auch mit Lösungen anderer t Konzentration arbeiten. Mit steigender Konzentration nimmt im allgemeinen die Aufnahmegeschwindigkeit für den Farbstoff.zu, so dass man eine bestimmte Farbtiefe in kürzerer Zeit erhält. Auch durch Verlängerung der Eintauohdauer wird die gewünsohte Farbtiefe verstärkt.The leaching treatment immediately following the chromating treatment with an aqueous alkaline solution, e.g. from hydroxides, carbonates, Phosphates, silicates and the like is produced. These solutions preferably contain about 2 to about 40 g alkaline compounds per liter. The working temperatures in the case of leaching, from room temperature to almost the boiling point of the solution, preferably between about 20 and 60 ° C. The leach time varies from about a few seconds to about two or three minutes. A preferred leach time is between 10 and 30 seconds at room temperature. The specially applied Leaching conditions depend on the earmating layer on the workpiece and the adjoining one used dye, as well as the desired color and tint. A longer immersion in the leach solution and higher temperatures generally have a greater Leaching result, which is given in the subsequent coloring under Conditions a deeper color. After removal from the Leach solution will. the workpiece is rinsed and then soaked in a dye solution immersed. A large number of dyes can be used, depending on the desired color be used. The dye solution used and the conditions in the dye bath, i.e. temperature, pH and the like, depend on the particular one used Dye, the * type and the condition of the earmuff to be colored and the desired -._ th color. The most effective Parbatoff concentration depends on the one used Dye off. For most dyes, a concentration of 250 mg to is sufficient 5 g per liter. But you can also work with solutions of other t concentration. In general, the rate of absorption for increases with increasing concentration the dye.zu, so that you get a certain depth of color in a shorter time. The desired depth of color is also increased by extending the duration of the thawing.

Es werden Eintauchzeiten von 5 Sekunden biss Minuten angewendet. Vorzugsweise beträgt die Eintauchzeit etwa 30 bis 90 Sekunden.Immersion times of 5 seconds to minutes are used. Preferably the immersion time is about 30 to 90 seconds.

Die Temperaturen sind nicht entscheidend. Sie können von Zimmertemperatur, z.B. 15°0, .bis herauf zu etwa 70°0 betragen. Höhere Temperaturen beschleunigen die Aufnahmegeeehwindig--. keit des Farbstoffes, so dass man im allgemeinen in kürzerer Zeit tiefere Farben erhält. Der pH-Wert der Parbstoffl'öeung hängt von dem jeweils verwendeten Farbstoff ab. In manchen Fällen kann eine gepufferte Lösung zweckmässig sein, wenn entweder alkalische oder saure Lösungen in die Parbstofflösung eingeschleppt werden.Temperatures are not critical. You can choose from room temperature, e.g. 15 ° 0, up to about 70 ° 0. Accelerate higher temperatures the admission speed of the dye, so that one in general in shorter Time to get deeper colors. The pH of the paraffin solution hangs on the particular dye used. In some cases a buffered Solution can be useful if either alkaline or acidic solutions are in the paraffin solution be introduced.

Geeignete Auslauglösungen wurden aus Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd,-#Natriumearbonat, Kaliumearbonat, Natriumphosphat und Natriumsilikat hergestellt. Von diesen Verbindungen werden Natriumhydroxyd und Natriumearbonat bevorzugt. Man kann die Chromatiersehieht auch in etwa 70° warmem Wasser auslaugen. Dieses Verfahren kann man zwar zur Herstellung heller Farben anwenden, doch wird die Verwendung alkalisch reagierender Salze vorgezogen, da dann eine stärkere Parbstoffaufnahme erfolgt und tiefere Färbungen erhalten werden.Suitable leaching solutions were made from sodium hydroxide, potassium hydroxide, - # sodium carbonate, Potassium carbonate, sodium phosphate and sodium silicate are produced. From these connections sodium hydroxide and sodium carbonate are preferred. You can see the chromating also leach in water at about 70 ° C. This process can be used to manufacture use lighter colors, but the use of alkaline salts is preferred, because then a stronger absorption of paraffin takes place and deeper colors are obtained.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, um dem Sachkundigen ein besseres Verständnis der Erfindung zu vermitteln.The following examples illustrate the invention in order to those skilled in the art to provide a better understanding of the invention.

Mit Zink oder Cadmium überzogene Metallstücke wurden. in einer Lösung ehromatiert, die 65 g,/liter Chromsäure, 8 g/Liter Schwefelsäure, 3,5 g/Liter Salpetersäure sowie 13 g/Liter Eseigeäure enthielt. Die-Behandlung in dieser Ohromatier= lösung betrug>etwa 10 bis 30 Sekundcn unü erfolgt im allgemeinen bei Zimmertemperatur. Die %e-,kstüoke wurden anechlies-' send mit Wasser gespült, ausgelaugt, -erneut mit "'iasser ge-§,.@'pü.t=üd--getröettr@.ete I)ie Bedingungen für,y:das Auv#'aVä- und Einfärben sind in der nachstehenden Tabelle angegeben. Die zu ohromatierende Oberfläche besteht. aus Zink oder Aafium. Dies umfaset unter anderem auch plattierten Metall, elektroplattierte und galvanisierte Oberflächen.Pieces of metal coated with zinc or cadmium were made. aromatized in a solution containing 65 g / liter of chromic acid, 8 g / liter of sulfuric acid, 3.5 g / liter of nitric acid and 13 g / liter of acetic acid. The treatment in this ear mating solution was> about 10 to 30 seconds and is generally carried out at room temperature. The% e-, kstüoke were then rinsed with water, leached, - again with "'iasser ge-§,. @' Pü.t = üd - töettr @ .ete I) the conditions for, y: that Auv # 'aVä- and coloring are given in the table below. The surface to be othromated exists. made of zinc or aafium. This also includes plated metal, electroplated and galvanized surfaces, among others.

Da viele Ausführungeformen der Erfindung ohne Abweichung vom Getät oder Umfang der Erfindung verwirklicht werden können, doll die $rfindung alle solchen Abwandlungen und Variationen mit umfassen, soweit sie im Schutzumfang der Ansprüche lie- gen . , . .Since many Ausführungeformen the invention may be realized without departing from the Getät or scope of the invention, the $ rfindung Doll all such modifications and variations comprise, as far as they Lie gene within the scope of the claims. ,. .

Claims

P ate ii tanspr ü che 1. A process for producing colored chromating on zinc or cadmium, characterized in that zinc or cadmium dips into a chromating to form a chromate film, takes out the metal from the bath, rinsed, then dipped into a leaching takes out again and rinsed, whereupon the I; Tetall is immersed in a dye solution until the desired color is obtained The chromating bath is immersed to form a chromating layer, then the metal is removed from the solution and rinsed, it is then leached in an aqueous-alkaline solution or warm water, the metal is removed from this solution and rinsed, whereupon it is immersed in a dye solution, until you get the color you want. 3. The method according to claim 2, characterized in that the leaching solution used is water at a temperature above 70 ° C. 4. A method for producing colored chromate layers on zinc or cadmium, characterized in that zinc or cadmium for 10 to 30 seconds in a between three and 150 g per liter of chromic acid containing chromating solution is immersed to form a chromating layer, the metal is removed from the bath and rinsed, then the metal is immersed for 10 to 30 seconds in an aqueous alkaline leaching solution at a temperature between 20 and 60 °, the metal taken out of the solution and rinsed, whereupon the metal is immersed for 30 to 90 seconds in a dye solution at a temperature between 20 and 50 ° C until the desired color is obtained. 5. The method according to claim 4, characterized in that zinc is used as the metal to be chromated and colored. 6. The method according to claim 4, - characterized in that cadmium is used as the rent to be chromated and colored.