DE1521920C

DE1521920C - Verfahren und Mittel zum Chromatie ren von Metallen

Info

Publication number: DE1521920C
Authority: DE
Inventors: Rudolf Eldo Lewiston N Y Svadlenak (V St A )
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Publication date: 1971-09-09

Description

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Aus der Auslegeschrift. 1 062 085 ist ein Verfahren man die Körper z. B. durch Tauchen, Streichen oder zum Chromatieren von Metallen bekannt mit einem Spritzen mit einem Überzug der Behandlungslösung Mittel aus 10 bis 60 Volumteilen Chlorkohlenwasser- versieht und die überzogene Fläche dann der Wirkung

stoff, 40 bis 90 Volumteilen tert.-Butanol und 0,025 bis von ultraviolettem Licht, Wärme oder eines redu-

10 Gewichtsprozent Chromsäure, bezogen auf das 5 zierenden Gases unterwirft.

Gesamtgewicht des Mittels. Dieses Mittel hat den Unter »Chromsäure« ist hier Chromtrioxid der

Nachteil, daß es wegen des hohen Alkohlgehalts nicht . Formel CrO₃ zu verstehen. Mengenangaben für die

bei Rückflußtemperatur wegen der Feuergefährlichkeit Chromsäure beziehen sich auf CrO₃.

des Mittels anwendbar ist. Außerdem ist die Stabilität Unter »Aluminiumlegierung« ist hier eine der be-

des Mittels nicht allen Ansprüchen genügend. io kannten Legierungen zu verstehen, die Aluminium in

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum einer Menge nicht unter etwa 90% und kleinere

Chromatieren von Metallen durch Aufbringen eines . Mengen an Legierungsbildnern, wie Kupfer, Mangan,

Mittels, das einen Chlorkohlenwasserstoff, tert.-Bu- Magnesium, Silicium, Zink oder Chrom, enthalten,

tanol und 0,02 Gewichtsprozent bis zum Sättigungs- Beispiele sind Legierungen aus 4,5% Kupfer, 0,6%

punkt Chromsäure enthält, und Trocknen des auf- 15 Mangan, 1,5% Magnesium, Rest Aluminium (Legie-

gebrachten Überzugs, das dadurch gekennzeichnet ist, ■ rung »2021«), aus 0,25% Kupfer, 0,6% Silicium,

daß man auf das Metall ein Mittel aufbringt, das außer 1% Mangan, 0,25% Chrom, . Rest Aluminium

der Chromsäure aus 2 bis 15 Gewichtsprozent tert.- (Legierung »6061«), aus 1,6% Kupfer, 2,5% Mangan,

Butanol, etwa 0,002 Gewichtsprozent bis zum Sätti- 5,6% Zink, 0,3% Chrom, Rest Aluminium (Legierung

gungspunkt Zinkfluorid oder Zinkoxid, Rest Chlor- 20 »7075«) und aus 1,2% Mangan, Rest Aluminium

kohlenwasserstoff besteht und das erhaltene überzogene (Legierung »3003«).

Metall einer Bestrahlung mit UV-Licht unterzieht oder Die Begriffe Aluminium, Aluminiumlegierung, Eisen, in bekannter Weise auf eine Temperatur von 100 bis Stahl oder Zink umfassen hier Körper, die vollständig 600⁰C erhitzt oder mit einem reduzierenden Gas aus diesen Metallen bestehen, wie auch Metallbehandelt, sowie ein Mittel zur Durchführung des 25 Unterlagen mit Überzügen aus Aluminium, Alu-Verfahrens, das aus 0,02 Gewichtsprozent bis zum miniumlegierungen oder Zink.

Sättigungspunkt Chromsäure, 2 bis 15 Gewichtsprozent Beispiele für verwendbare Chlorkohlenwasserstoff-

tert.-Butanol, etwa 0,002 Gewichtsprozent bis zum Lösungsmittel sind Trichloräthylen, Perchloräthylen,

Sättigungspunkt Zinkfluorid oder Zinkoxid, Rest Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Methylchloro-

Chlorkohlenwasserstoff besteht. Durch das erfindungs- 3° form, Methylenchlorid und Gemische derselben. In

gemäße Verfahren erhält man gleichmäßige Chrom- Abhängigkeit von der Arbeitsweise wird die Chrom-

trioxydüberzüge, die sofort nach Entfernung aus der säure dem Lösungsmittel in einer Menge von etwa

Behandlungsvorrichtung trocken sind. Das erfindungs- 0,02 Gewichtsprozent bis zum Sättigungspunkt oder

gemäße Mittel kann bei Rückflußtemperatur verwendet sogar in noch größerer Menge zugesetzt. Zur Lösung

werden, hat große Stabilität und ist wegen seiner guten 35 der Chromsäure in dem Lösungsmittel dient tert.-

Explosions- und Flammenbeständigkeit sehr gut in Butanol als Lösungsvermittler. Je größer die Menge

großtechnischen Anlagen verwendbar. Die Behandlung tert.-Butanol ist, desto größer ist die in Lösung

von Aluminium, Aluminiumlegierungen, Eisen, Stahl gehende Menge an CrO₃, da dieses mit dem Alkohol

oder Zink, insbesondere von Eisen-, verzinktem Eisen wie folgt zu reagieren scheint:

oder Aluminium-Bandmaterial, kann erfolgen, indem 40

CH₃ CH₃ O CH₃

' 1 · 1 ;: 1

CrO₃ + 2CH₃-C-OH > H₂O + CH₃-C-O-Cr-O-C-CH₃

CH₃ CH₃ O CH₃

Das Zinkfluorid oder -oxid wird als Stabilisator zu- dann in das erfindungsgemäße Mittel getaucht. Das gesetzt. Zum Beispiel ist Chromsäure in Lösung in 50 Mittel kann eine beliebige Temperatur zwischen Trichloräthylen, das etwa 0,002% bis zu seinem Raumtemperatur und dem Siedepunkt des Lösungs-Sättigungspunkt bei Rückflußbedingungen an ZnF₂ mittels haben, aber aus wirtschaftlichen Gründen oder ZnO enthält, nach etwa 30 Stunden bei auf erfolgt die Behandlung vorzugsweise bei der Rück-Rückflußtemperatur befindlichem Lösungsmittel zu flußtemperatur der Lösung. Man erhitzt hierzu das 50% reduziert. Eine ähnliche Chromsäurelösung, die 55 Mittel auf den Siedepunkt und kondensiert die kein Zinkfluorid- oder -oxid enthält, verliert schon in Dämpfe mittels Kühlschlangen, welche die Kopf-15 Stunden 50% der Chromsäure. ' innenfläche des Behandlungsbehälters umgeben. Tri-

Vorzugsweise wird die Metallbehandlung in fol- chloräthylen, Methylenchlorid, Perchloräthylen und

genden Arbeitsstufen durchgeführt: Gemische derselben eignen sich auf diese Weise hervor-

Vorzugsweise wird zunächst die Metalloberfläche 60 ragend als Lösungsmittel-Grundlage für die Behandabgescheuert, z. B. mit einer Drahtbürste abgebürstet lungslösung. Die Behandlungszeit beträgt z. B. 0,1 Se- oder sandgestrahlt, wobei diese Behandlung jedoch künde bis 5 Minuten! Unter Umständen kann es keine Bedingung darstellt. Das Metall wird dann einer zweckmäßig sein, das Metall wiederholt mit der herkömmlichen Entfettung mit Trichloräthylen oder Behandlungslösung zu überziehen. Wenn das Metall Perchloräthylen, d. h. Eintauchung in das flüssige und 65 aus der unter Rückfluß befindlichen Behandlungsbzw, oder dampfförmige Entfettungsmittel unter- lösung entnommen wird, passiert es zwangläufig die worfen, bis es sauber ist. Diese Reinigungsstufe kann Lösungsmitteldampfzone. Man soll es rasch durch die aber bei sauberem Metall wegfallen. Das Metall wird Dampfzone hindurchführen, um ein Abwaschen des

3 4

auf dem Metall in der flüssigen Lösung gebildeten hierauf 10 Sekunden in auf Rückflußtemperatur geÜberzuges bzw. eine unangemessene Kondensation haltenem Trichloräthylen mit einem Gehalt von des Dampfes auf dem Metall zu verhindern; man 0,35 % an CrO₃,0,007% an ZnF₂und 5% tert.-Butanol kann auch die Dampfzone verkleinern, um eine behandelt. Der eine Satz von Proben wurde vor der Kondensation des Dampfes auf dem Metall minimal 5 Einwirkung der Wärme oder des ultravioletten Lichtes zu halten. : mit Wasser gespült und ein anderer vor der Wasser-

Der auf dem Metall gebildete Chromoxidüberzug spülung zuerst aus einem Abstand von 2V₂ cm stellt eine gleichmäßige, dünne, pulvrige Schicht dar 30 Sekunden ultraviolettem Licht ausgesetzt, während und verträgt in diesem Stadium noch keine aus- ein dritter Satz zuerst 1 Minute in einem Ofen mit einer gedehnte Handhabung. Das überzogene Gut wird ro Temperatur von 250° C wärmebehandelt wurde. Alle daher einer Behandlung mit ultraviolettem Licht, Proben wurden dann in einer auf 34° C gehaltenen Wärme oder einem reduzierenden Gas unterworfen. Prüf kammer 1 Woche einem 5%igen Salznebel aus-Man kann eine beliebige UV-Quelle, d. h. eine Strah- gesetzt. Am Ende dieses Prüfzeitraums zeigten die lung im Bereich von 1800 bis 3900 A abgebende ursprünglich nicht dem ultravioletten Licht ausLichtquelle, z. B. eine ultraviolettes Licht abgebende 1.5 gesetzten Proben Korrosion und Lochfraß, während Sonnenlampe, verwenden. Die überzogene Fläche die Proben, die zuerst ultraviolettem Licht oder Wärme soll 1 bis 300 Sekunden bestrahlt werden, wobei sich unterworfen wurden, keine Anzeichen für Korrosion der Zeitraum nach der UV-Lichtquelle und dem Ab- zeigten. Ähnliche gute Ergebnisse sind mit der oben stand zwischen dieser und der Behandlungsfläche beschriebenen Chromsäurelösung und der Anwendung richtet. Eine 30 Sekunden dauernde Einwirkung von 20 von Wärme, reduzierendem Gas und ultraviolettem ultraviolettem Licht aus einem Abstand von 2V2^cm Licht bei Platten aus den Aluminiumlegierungen 2021, ergibt die gewünschte, die Handhabung erlaubende 6061 und 7075 und aus Zink erhalten worden.
Fixierung des Überzuges. .. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in sehr vor-

Der Chromoxidüberzug kann auch fixiert werden, teilhafter Weise als Nachbehandlung von Aluminium, indem man das überzogene Gut der Einwirkung von 25 Aluminiumlegierungen, Eisen, Stahl oder Zink An-Wärme unterwirft, beispielsweise in einem Ofen von Wendung finden, die zuerst mit einem Phosphatiereiner Temperatur zwischen 100 und 600° C. Bei einer mittel behandelt worden ist. So wurden in einem VerTemperatur von 100°C kann eine relativ lange Er- such verzinkte Eisenplatten durch 60 Sekunden Unterhitzung des überzogenen Gutes, wie von 15 bis tauchen in eine Trichloräthylenlösung mit einem Ge-20 Minuten Dauer, notwendig sein, um die benötigte 30 halt von 5°/₀ an Amylalkohol und 0,2 % an Phosphor-Fixierung zu erhalten, während der CrO₃-Überzug bei säure und einer Temperatur von 87° C phosphatiert, einer Ofentemperatur von 600° C in 5 bis 10 Sekunden In einem weiteren Versuch wurde eine gleiche Zahl fixiert ist. Die Erhitzung des Gutes kann in einer verzinkter Eisenplatten in ähnlicher Weise phosphatiert beliebigen Weise, wie mit der direkten Flamme, im und dann durch 10 Sekunden Untertauchen in auf Ofen oder mit elektrischen Heizlampen erfolgen. 35 Rückflußtemperatur gehaltenes Trichloräthylen mit

-Die Fixierung des CrO_s-Uberzuges kann auch er- einem Gehalt von 0,35 % an CrO₃, 0,007 % an ZnF₂ folgen, indem man ihn 5 Sekunden bis 10 Minuten und 5 % an tert.-Butanol chromatiert. Alle Platten mit einem reduzierenden Gas behandelt, wobei sich wurden dann mit einem Überzug eines Alkyd-Eindie Behandlungszeit nach dem jeweils verwendeten, brennlacks der nachfolgenden Zusammensetzung verreduzierenden Gas und dessen Temperatur richtet. 40 sehen und auf eine Bleistifthärte HB bis F gebrannt. Hierfür geeignete Gase sind Wasserstoff, Schwefel- Die Schlagfestigkeit der Plattenreihe, die vor dem wasserstoff, Formaldehyd, Schwefeldioxid und.Wasser- Überziehen nur phosphatiert wurde, betrug 18,4 cmkg, stoffperoxid. ' . . . während der Lackfilm der phosphatierten, chroma^-

Bei einem Versuch wurde eine Aluminiumplatte mit tierten und dann mit dem Lack überzogenen Platten

einem Chromatfilm, erhalten durch 10 Minuten Be- 45" eine Schlagfestigkeit von 138,2 cmkg ergab,

handlung in Trichloräthylen mit einem Gehalt von Die folgenden Beispiele erläutern an Vergleichen

0,35% an CrO₃, 0,007% an ZnF₂ und 5% tert.- die Überzugshaftung, die mit der genannten Behand-

Butanol, das auf Rückflußtemperatur gehalten würde, lung einer Reihe von Aluminiumplatten erhalten wird,

über Petrischalen angeordnet, die einerseits Wasser- die anschließend mit einem Alkyd-Einbrennlack der

stoffperoxid und andererseits Formaldehyd enthielten. 50 nachfolgenden, ungefähren Zusammensetzung ge-

Nach Entfernen der Platten wurde das Metall mit spritzt und auf eine Bleistifthärte HB bis F gebrannt

Wasser abgespült; auf den Plattenteilen, die mit dem wurden.

Wasserstoffperoxid- bzw. den Formaldehyddämpfen '

in Berührung standen, lag eine unlösliche Braun- Pigment 31,2 /₀

färbung vor. In dem Bereich der Braunfärbung trat 55 Harnstoff-Formaldehyd-Butylalkohol-

bei lwöchiger Einwirkung eines 5%igen Salznebels Harz (Feststoffgehalt 60) 24,35 %

in einer auf 34° C gehaltenen Prüf kammer keine _{55 rizinusölmodifiziertes G1} _x.

Korrosion auf wahrend die anderen Plattenteile phthalat (Feststoffgehalt 60 %)...... 30,3%

Korrosion und Lochfraß zeigten. .....■: . ^{v K} ^& /<v > /0

Die oben beschriebene Einwirkung von ultra- 60 Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel 12,25 ⁰/„

violettem Licht, Wärme oder eines reduzierenden Candelillawachsdispersion

Gases auf die chromoxidüberzogene Fläche bewirkt (Feststoffgehalt 15°/) 0 2°/

eine Fixierung des Chromoxidfilms auf der Metalloberfläche, durch die er mit dieser im wesentlichen zu tert.-Butylalkohol · ¹^ Io

einer Einheit verbunden wird. In einem Beispiel 65 100,00%
wurden zwei Sätze von Aluminiumplatten zuerst mit

einer Drahtbürste an der Oberfläche gleichmäßig ab- Alle Teil-, Verhältnis- und Prozentangaben beziehen

gerieben und dann mit Trichloräthylen entfettet und sich, soweit nicht anders angegeben, auf das Gewicht.

5 6

Beispiell Beispiel6

Mehrere Platten aus Aluminium und den Alu- Verwendung von Zinkoxid: Entfettete Aluminiumminiumlegierungen 2021, 6061 und 7075 von 0,64 mm platten (3003 H14) wurden 10 Sekunden in einer mit Dicke wurden durch Entfetten auf einer herkömm- 5 Zinkoxid gesättigten, unter Rückfluß stehenden Lölichen Trichloräthylen-Entfettungsvorrichtung gerei- sung behandelt, die 0,35 % CrO₃, 5% tert.-Butylnigt. Durch Überziehen der Platten mit dem Alkyd- alkohol und Trichloräthylen enthielt. Die Platten harz-Einbrennlack und 3 Minuten Brennen bei 25O⁰C wurden in einer Entfernung von 2¹/« cm 30 Sekunden wurde ein Film von etwa 0,025 mm Dicke gebildet. dem ultravioletten Licht einer Lampe ausgesetzt. Zur

Die Platten wurden dann einer Biegeprüfung unter io Prüfung wurden die Platten 1 Woche in einer auf 34° C

einem Biegewinkel von 90° bei einem Verhältnis des gehaltenen, 5% Salznebel enthaltenden Prüfkammer

Biegeradius zur Dicke von 0,8 und ferner einer gehalten. Sie befanden sich am Ende dieses Zeitraums

Schlagprüfung mit 25,3 cmkg unterworfen. Die Lack- in ausgezeichnetem Zustand, während nicht behandelte

flächen aller Platten zeigten eine starke Riß- und Kontrollproben Korrosion und Kraterbildung auf-

Bruchbildung. 15 wiesen.

Beispiel2 Beispiel7

Eine ähnliche Reihe von Platten aus Aluminium Verwendung von Methylenchlorid: Entfettete AIu-

und Aluminiumlegierung wurde mit einer Draht- miniumplatten (3003 HI4) wurden 10 Sekunden in einer bürste gut abgerieben, mit Trichloräthylen entfettet 20 unter Rückfluß stehenden Lösung von 0,40% CrO₃, und dann wie im Beispiel 1 mit dem Überzug versehen 5,46 % tert.-Butylalkohol und 0,007 % ^Znp2 ^m Me- und geprüft. thylenchlorid behandelt. Die Platten wurden aus einem

Die Lackflächen aller Platten zeigten noch eine Abstand von 2V₂ cm 30 Sekunden dem ultravioletten

starke Rißbildung, wenngleich auch nicht so stark Licht einer Lampe ausgesetzt und dann 1 Woche in

wie im Beispiel 1. 25 einer auf 34° C gehaltenen, einen 5°/_oigen Salznebel

B e i s D i e 1 3 enthaltenden Prüfkammer gehalten. Am Ende des

Prüfzeitraums waren diese Platten in ausgezeichnetem

Eine dritte Reihe von Platten aus Aluminium und Zustand, während nicht behandelte Kontrollproben Aluminiumlegierung wurde mit Trichloräthylen ent- Korrosion und Lochfraß aufwiesen, fettet und dann 10 Sekunden in eine auf Rückfluß- .30

temperatur gehaltene Trichloräthylenlösung mit einem Beispiel 8

Gehalt von 0,35 % an CrO₃, von 0,007 % an ZnF₂ und

von 5% an tert.-Butanol eingebracht und schließlich Verwendung von Perchloräthylen: Entfettete AIu-

30 Sekunden in einem Abstand von etwa 2 ¹J₂ cm direkt miniumplatten (3003 Hl 4) wurden 10 Sekunden bei unter einer 140-W-UV-Lampe gehalten. 35 Raumtemperatur in Perchloräthylen behandelt, das

Diese Platten wurden dann wie im Beispiel 1 mit 0,31 °/₀ CrO₃, 4,65 % tert.-Butanol und 0,002% Zink-

dem Lackfilm versehen und geprüft. Bei allen Platten fluorid enthielt. Die Platten wurden 30 Sekunden aus trat dabei nur eine vergleichsweise geringe Rißbildung einer Entfernung von 2¹J₂ cm dem ultravioletten Licht

des Lackfilms ein. einer Lampe ausgesetzt und dann 1 Woche in einer

. . 40 5%'gen Salznebel enthaltenden, auf 34° C gehaltenen

B e 1 s ρ 1 e 1 4 Prüf kammer gehalten. Nach diesem Zeitraum be-

Eine vierte Reihe von Platten aus Aluminium und fanden sich die Platten in einem ausgezeichneten Zu-Aluminiumlegierung wurde wie im Beispiel 3 entfettet, stand, während unbehandelte Kontrollproben Korchromatiert, mit dem Überzug versehen und dem rosion und Lochfraß aufwiesen, ultravioletten Licht unterworfen und dann mit der 45

Abänderung geprüft, daß man die Platten vor dem B e i s ρ i e 1 9

Entfetten mit einer Stahlbürste abrieb. Der auf diesen

Platten befindliche Lackfilm vertrug die Prüfungen Durchführung des Verfahrens bei Raumtemperatur:

bei nur sehr geringer Rißbildung oder anderer Schädi- Entfettete Aluminiumplatten wurden 10 Sekunden bei gung. Die Platten wiesen eine bessere Bindung des 50 Raumtemperatur in einer Lösung behandelt, die 5,0 % Films als in ähnlicher Weise mit einem Überzug ver- teit.-Butanol, 0,4% CrO₃, 0,002% Zinkfluorid und sehene und geprüfte Platten auf, die nach den besten 94,6 % Trichloräthylen enthielt. Man ließ das Lösungsbisher bekannten Methoden zur Oberflächenbehand- mittel bei Raumtemperatur verdunsten und bestrahlte lung von Aluminiumplatten vorbehandelt wurden. die Platten aus einer Entfernung von 2¹I₂ cm 30 Se-

55 künden mit einer UV-Lampe. Die Proben wurden

Beispiel 5 dann 1 Woche in einer einen 5%igen Salznebel ent

haltenen Prüfkammer von 34° C gehalten. Am Ende

Eine entfettete Probe Flußstahl wurde 10 Sekunden dieses Zeitraums befanden sich die Platten in einem in ein unter Rückfluß stehendes Trichloräthylenbad ausgezeichneten Zustand, während unbehandelte Kongetaucht, das 0,35% CrO₃, 0,007% ZnF₂ und 5% ^6o trollproben Korrosion und Lochfraß zeigten. tert.-Butanol enthielt. Die Probe wurde dann ent- . .

nommen und 30 Sekunden aus einer Entfernung von Beispiel 10

2V₂ cm dem ultravioletten Licht einer Lampe aus- Eine Reihe von Stahlplatten wurde durch 10 Se-

gesetzt. Die Platte wurde dann 10 Minuten in einer künden Eintauchen in Trichloräthylen von Rückfluß-Salznebel-Prüfkammer geprüft. Sie ließ keine Korro- 65 temperatur chromatiert, welches 0,3% an CrO₃, 5% sion erkennen, während eine entfettete, aber nicht tert.-Butanol und 0,007% Zinkfluorid enthielt. Eine behandelte Kontrollplatte einer starken Korrosion der Platten erhielt nach der Chromatierung keine unterlag. weitere Behandlung, während die anderen Platten

unterschiedliche Zeiten in einem Ofen von 250⁰C erhitzt wurden.

Alle Platten wurden mit einem Überzug des obengenannten Alkyd-Einbrennlacks versehen und auf eine

Bleistifthärte von HB bis F gebrannt. Diese Platten wurden einer 90°-Biegeprüfung bei einem Verhältnis des Biegeradius zur Plattendicke von etwa 0,8 unterworfen. Ergebnis:

Zeitdauer der Ofenbehandlung	Erreichte Platten- Maximaltemperatur	Relatives Verhalten bei der Biegeprüfung
Ohne Ofenbehandlung		sehr starke Rißbildung, wobei Bereiche von bloßem Metall sichtbar werden
1 Minute	weniger als 152⁰C	unerwünschte Rißbildung, aber beträchtlich besser als ohne Wärmebehandlung
2 Minuten	weniger als 152° C	mäßige Rißbildung
4 Minuten	152 bis 198° C	leichte Rißbildung
6 Minuten	198 bis 25O⁰C	unter Vergrößerungsglas sehr leichte, haarrißartige Rißbildung zu erkennen

Diese Prüfung zeigt, daß eine Fixierung des Chromatüberzuges nach lminutiger Wärmebehandlung bei einer Ofentemperatur von 25O⁰C eintritt. Längere Behandlungszeiten oder höhere Temperaturen verbessern die Beständigkeit der mit dem Überzugsfilm versehenen, chromatüberzogenen Platten gegen Rißbildung bei der Biegeprüfung.

Beispiel 11

Verzinktes Drahtnetz wurde 10 Sekunden in das Chromatierungsbad von Beispiel 10 getaucht und dann entweder 1 Minute in einem Ofen von 250⁰C belassen oder 1 Minute aus einem Abstand von 2Vi^cm direkt von einer 140-Watt-UV-Lampe bestrahlt.

Nach einwöchiger Behandlung in einer einen 5%igen Salznebel enthaltenden Prüfkammer erwiesen sich diese Drahtnetzproben als völlig frei von Korrosion und Lochfraß, während ähnliche, unbehandelte Kontrollproben sich mit rotem Rost überzogen hatten.

Beispiel 12

Nach der Arbeitsweise von Beispiel 11 behandelte, verzinkte Stahlplatten wurden mit einem Alkydharz-Einbrennlack der obigen Zusammensetzung überzogen, einem 5%igen Salznebel in einer Prüfkammer ausgesetzt und mit unbehandelten verzinkten Stahlplatten verglichen. Die unbehandelten Platten zeigten in 3 Tagen Blasenbildung und Abblättern, während die behandelten Platten erst in 30 Tagen einen ähnlichen Zustand erreichen.

Die folgenden Beispiele zeigen die Verbesserung der Beständigkeit der mit einem Überzugsfilm versehenen Stahlplatten bei der Salzsprühprüfung, die durch Behandlung von phosphatierten Stahlplatten mit einer erfindungsgemäßen Chromatierungsbehandlung vor dem Überziehen erzielt wird.

In den Beispielen ist unter Dampfentfettung zu verstehen, daß die Stahlplatten einer etwa lminutigen Entfettungsbehandlung in Trichloräthylendämpfen bei Rückflußtemperatur unterworfen werden, worauf man die Platten entnimmt und den Dampf rasch verdunsten läßt.

Bei der in den Beispielen beschriebenen Zinkphosphatierung wurden die Platten etwa 90 Sekunden in eine Phosphatierlösung von 87°C getaucht, die etwa 94,3% Trichloräthylen, 5% Pentanol-1, 0,2% Dinitrotoluol und 0,3% Phosphorsäure (85%ig) mit einem Gehalt an 6 g Zinkoxyd/100 ml Phosphorsäure enthält. Bei dem in den Beispielen beschriebenen Phosphatieren wurde das Zinkoxid aus dem obengenannten Phosphatierungsbad weggelassen. Soweit nicht anders angegeben, wurden die Platten zum Chromatieren etwa 5 Sekunden in eine Chromatierungslösung von etwa 24° C und folgender Zusammensetzung getaucht:

Gewichtsprozent

Trichloräthylen 94,17

tert.-Butylalkohol 5,5

Chromsäure 0,35

Zinkfluorid 0,002

Die Platten wurden mit einem Alkydharz-Einbrennlack der ungefähren obigen Zusammensetzung überzogen und 10 Minuten bei einer Temperatur von 149⁰C unter Erzielung eines Trockenfilms von ungefähr 0,025 mm Dicke gebrannt.

Beispiel 13

Stahlplatten wurden 1 Minute in Trichloräthylendampf entfettet, dann 5 Sekunden in eine Tri-Chromatierungslösung von 24° C getaucht und langsam unter Ausbitdung einer minimalen Filmdicke entnommen. 'Die Platten wurden ungefähr 1 bis 2 Minuten luftgetrocknet und dann 10 Minuten bei 149° C gebrannt bzw. fixiert. Die Analyse des Chromatfilms ergibt ein Überzugsgewicht von 0,259 mg/dm². Diese Platten wurden dann wie in der oben beschriebenen Weise überzogen.

Beispiel 14

Stahlplatten wurden eine Minute in Trichloräthylendampf entfettet, dann 3 bis 5 Sekunden in die Tri-Chromatierungslösung getaucht und mit einer solchen Geschwindigkeit entnommen, daß das Flächengewicht des Chromatfilms 1,512 mg/dm² betrug. Der CrO₃-Gehalt der Tri-Chromatierungslösung war zuvor auf 0,575 Gewichtsprozent erhöht und der Film wie im Beispiel 13 fixiert worden. Diese Platten wurden dann wie oben beschrieben überzogen.

Beispiel 15

Stahlplatten wurden in Trichloräthylendampf entfettet, dann 5 Sekunden in die Tri-Chromatierungslösung getaucht, die 0,575 Gewichtsprozent CrO₃ enthält, und dann mit einer solchen Geschwindigkeit entnommen, daß ein Chromatfilm vom Flächengewicht

009584/325

1,782 mg/dm² entsteht. Dieser Film wurde 20 Minuten auf 149 ⁰C erhitzt. Dann läßt man ihn zum Überziehen abkühlen und brachte dann wie oben beschrieben den Überzug auf.

Beispiel 16

Stahlplatten wurden in Dampf entfettet und zinkphosphatiert, um einen Mischüberzug von Zink und Eisenphosphat von einem Flächengewicht von 19,44 mg/ dm² zu erhalten, und dann wie oben beschrieben mit einem Überzug versehen.

Beispiel 17

Stahlplatten wurden in Dampf entfettet und zinkphosphatiert, um einen Mischüberzug aus Zink und Eisenphosphat von einem Flächengewicht von 19,44 mg/ dm² zu erhalten. Dann wurden die Platten chromatiert, um einen Chromatfilm von 0,259 mg/dm² zu erhalten. Der Chromatüberzug wurde durch lOminutiges Er-

10

hitzen auf 149° C fixiert. Nach dem Abkühlen wurden die Platten wie oben beschrieben überzogen.

Beispiel 18

Stahlplatten wurden in Dampf entfettet und phosphatiert, um einen Eisenphosphatüberzug von einem Flächengewicht von 22,14 mg/dm² zu erhalten. Dann wurden die Platten wie oben beschrieben überzogen.

Beispiel 19

Stahlplatten wurden in Dampf entfettet und wie im Beispiel 18 angegeben phosphatiert. Dann wurden sie chromatiert, um einen Chromatfilm von einem Flächengewicht von 0,259 mg/dm² zu erhalten, darauf Minuten bei 149⁰C wärmefixiert und abkühlen gelassen. Dann wurden die Platten wie oben beschrieben überzogen.

Diese Platten wurden dann dem Test mit 5%igem Salznebel unterworfen. Ergebnis:

	Spezifisches	Titer	Tauch zeit	Flächen	CrO₃	Tem-	Flächen gewicht des Chromat- überzuges,	Stärke des trocknen Lackfilms, Viooo mm	Salznebel behandlung,
Beispiel	Gewicht der Chro- matisierungs- lösung bei			gewicht des Phos phatüber zuges	Gewichts	pcrdlUr der Chromati- sierungs- lösung			Stunden, bis 1,3 cm des Lackfilms von der
	83°C	ml	Sek.		prozent	⁰C	mg/dm'- *)		Platte gelöst
		_	_	mg/dm²	0,22	24	0,259	22,9	worden sind
13	_	—	—	_	0,575	70	1,512	27,9	840
14	—	—	—	—	0,575	70	1,782	33,0	816
15	—	5,9	90	—	—	—	—	25,4	864
16	1,309	5,9	90	19,440	0,22	24	0,259	20,3	408
17	1,309	11,6	90	19,440	—	—	—	25,4	572
18	1,308	11,6	90	22,140	0,22	24	0,259	25,4	400
19	1,308			22,140					572
Kontrolle,
nicht über		—	—		—	—	—	25,4
zogener Stahl	—		—			24

*) Ausschließlich der Abtropflinie.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Chromatieren von Metallen durch Aufbringen eines Mittels, das einen Chlorkohlenwasserstoff, tert-Butanol und 0,02 Gewichtsprozent bis zum Sättigungspunkt Chromsäure enthält, und Trocknen des aufgebrachten Überzugs, dadurchgekennzeichnet, daß man auf das Metall ein Mittel aufbringt, das außer der Chromsäure aus 2 bis 15 Gewichtsprozent tert.-Butanol, etwa 0,002 Gewichtsprozent bis zum Sättigungspunkt Zinkfluorid oder Zinkoxid, Rest Chlorkohlenwasserstoff besteht, und das erhaltene überzogene Metall einer Bestrahlung mit UV-Licht unterzieht oder in bekannter Weise auf eine Temperatur von 100 bis 600⁰C erhitzt oder mit einem reduzierenden Gas behandelt.

2. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 0,02 Gewichtsprozent bis zum Sättigungspunkt Chromsäure, 2 bis 15 Gewichtsprozent tert.-Butanol, etwa 0,002 Gewichtsprozent bis zum Sättigungspunkt Zinkfluorid oder Zinkoxid, Rest Chlorkohlenwasserstoff besteht.

3. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als chlorierten Kohlenwasserstoff Trichloräthylen enthält.