DE1771924A1

DE1771924A1 - Verfahren zum Aufbringen eines Phosphatueberzuges auf Stahl

Info

Publication number: DE1771924A1
Application number: DE19681771924
Authority: DE
Inventors: Ashdown Ronald Arthur
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1967-08-18
Filing date: 1968-07-31
Publication date: 1972-01-05
Also published as: CH498943A; AT282286B; US3547711A; GB1176066A; CA929083A; SE347026B; FR1581195A; ES357342A1; BE719298A

Description

METAIiIGESEMiSCHAIO! Frankfurt am Main, 29. JuIi 1968

Aktiengesellschaft DrBr/RG-o

prov. Nr. 5410

Verfahren zum Aufbringen eines Phosphatüberzuges auf Stahl

Die Erfindung betrifft die Phosphat!erung von Stählen, insbesondere die Bildung von Oberzügen auf solchen Stählen, die durch die üblichen Phosphatierungsverfahren in einstufiger Arbeitsweise nicht oder zumindest nicht zufriedenstellend mit einem Überzug versehen werden können. Derartige Stähle lassen sich in zwei Klassen einteilen: Hochl^fegierte Stähle, also solche, die einen hohen Anteil an Legierungsbestandteilen enthalten, und niedrig legierte Stähle, die einen oder mehrere Bestandteile enthalten, die die Bildung einer hochfesten Oxydschicht an der Oberfläche fördern·

Zu den "schwierig phosphatierbaren" hochlegierten Stählen gehören beispielsweise die kürzlich entwickelten Stähle, die im martensitischen Zustand aushärtbar sind (bekannt als maraging steels), welche etwa 18 $> Nickel mit Kobalt, Molybdän und Titan oder etwa 12 $> Nickel, 5 l· Chrom und 5 J* Molybdän enthalten,sowie rostfreie Stähle, die hohe Anteile an Nickel und/oder Chrom enthalten, wie 18/8 nichtrostender Stahl. Zu den niedrig legierten Stählen, die häufig schwierig zufriedenstellend phosphatierbar sind, gehört beispielsweise der unter der Bezeichnung ⁿEn 19" bekannte Stahl, der 1 i» Chrom und 0,2 - 0,4 Ί» Molybdän enthält. Es wird angenommen, daß es hierbei das Molybdän ist, welches die Festigkeit

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des Chromoxyd-Films auf der Oberfläche erhöht.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden, durch das gleichmäßige, feinkristalline Phosphatüberzüge auf allen Stählen, auch auf den "schwierig phosphatierbaren*¹ Stählen gebildet werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen eines Ihosphatüberzuges auf Stahl ist dadurch gekennzeichnet, daß auf die Stahloberfläche zunächst durch Behandlung mit einer sauren Oxalatierungslösung ein Oxalatüberzug aufgebracht und dann die mit dem Oxalatüberzug versehene Oberfläche mit einer Phosphatierungslösung zur Bildung eines Ihosphatüberzugs in Berührung gebracht wird. Zwischen den beiden Behandlungsstufen kann eine Wasserspülung durchgeführt werden, wenn es erwünscht ist.

Die erste Stufe des Verfahrens umfaßt die Bildung eines Oxalatüberzuges auf dem Stahl. Ss ist notwendig, daß ein solcher Oberzug aufgebracht wird· Daher muß eine hierfür geeignete Lösung angewendet und die Behandlung ausreichend lange für die Bildung der Schioht fortgesetzt werden. Sine bloße Vorbehandlung in einer Oxalsäurelösung beispielsweise ist nicht wirksam. Die üblichen Oxalatüberzogslösungen sind jedoch geeignet.

Der in der zweiten Stufe des Verfahrens aufgebrachte Ibosphatüberzug kann ein üblicher 4h*ejplM* sein, z.B. eine Zink-

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phosphatschicht oder eine Manganphosphatschicht· Sie können unter Verwendung einer üblichen Biosphatierungslösung aufgebracht werden. Sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebrachten Riosphatüberzüge sind geeignet als Grundlage für Anstriche und vermitteln Korrosionswiderstand auf dem Stahl. Zinkphosphatüberzüge auf Stahl sind von Nutzen, wenn der Stahl kaltverformt werden soll. Manganphosphatüberzüge sind als schmierende Oberzüge oder als Schmiermittelträger nützlich, z.B. während des Einlaufens von Getrieben, Kupplungen oder anderen Lager- oder Gleitflächen.

Vorzugsweise wird der Stahl vor Anwendung des Überzugsverfahrens gebeizt oder gestrahlt. Eine geeignete Beizlösung enthält z.B. 25 Vol.^ konzentrierte Salpetersäure und 10 Vol.Ji Flußsäure 'ß< $Lg). Nach Beizung für etwa 1 Min. bei Raumtemperatur wird der Stahl mit!altern Wasser gespült.

Beispiel 1

Reine Bleche aus maraging Stahl, der 12 56 Nickel, 5 # Chrom und 5 Ί» Molybdän enthielt, wurden 1 Min. bei 93⁰C in eine Oxalatierungelösung folgender Zusammensetzung getaucht:

40 g/l Oxalsäure, berechnet als CpO.

1.5 g/l Natriummetadinitrobenzolsulfonat, berechnet als NOp

2.6 g/l AmiBoniumthiocyanat, berechnet als SCN 5,0 g/l Ammoniumbifluorid, berechnet als i¹

Die Bleche wurden mit Wasser gespült und dann 30 Minuten bei 82°C in eine Phosphatierungslösung folgender Zusammensetzung getaucht:

109882/1469 δ*ϋ ζ>;.^.^4

18 g/1

25 g/l ₃ 8 g/l Zn 2 g/l Fe

Die Bleche wurden erneut mit Wasser gespült und im Ofen getrocknet. Auf der Oberfläche aller Bleche war ein dunkelgrauer, gleichmäßiger, feinkristalliner überzug ausgebildet.

Beispiel 2

Bleche aus maraging Stahl, der 12 i» Nickel, 5 Ί* Chrom und 5 fi Molybdän enthielt, wurden unterschiedlich lange in die Oxalatierungslösung des Beipiels 1 getaucht. Sie wurden dann mit kaltem und heißem Wasser gespült und 30 Min. in die Phosphatierungslösung von Beispiel 1 getaucht. Die Bleche wurden abschließend mit kaltem und heißem Wasser gespült und 10 Min. im Ofen bei 110⁰C getrocknet. Die erhaltenen Überzüge waren gleichmäßig kristallin und von grau-grüner Farbe, wobei die Farbe ausgesprochener grün war auf den Blechen, die länger mit der Ozalatierungslösung behandelt worden waren. Das Gewicht der Phosphatüberzüge auf den Blechen wurde durch Anwendung der Natriumhydroxyd-Methode bestimmt (Wiegen des Probebleches, Ablösen des Überzuges durch Tauchen in Natriumhydroxyd-Lösung, Abreiben mit Stahlwolle, Trocknen des Bleches und erneutes Wiegen). Die erhaltenen Werte sind in nachstehender Tabelle zusammengestellt.

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Tauchdauer in Gewicht des gebildeten

Oxalatierungslösung Phosphatüberzuges

(in Minuten) (in mg/m )

1	1184
2	1455
5	2808
15	7000

Es ist ersichtlich, daß das Gewicht des erhaltenen Phosphatüberzuges abhängig ist von der Bauer des Tauchens in die Oxalatierungslösung.

Wie bereits erwähnt, wirj*d der Stahl vorzugsweise vor Anwendung des Überzugsverfahrens gebeizt oder gestrahlt· Das Strahlen des Stahles kann beispielsweise mit Stahlkies (Gütestufe 12) oder Tonerde (Maschen 60/80 oder 180/200) durchgeführt werden. Bei den untersuchten Stählen war der erhaltene Überzug unterschiedlich je nach der Beiz- oder Strahlbehandlung. Die höchsten Überzugsgewichte wurden im allgemeinen erhalten, wenn die Stahloberfläche mit Stahlkies gestrahlt worden war. Feinere, gleichmäßigere Überzüge wurden erzielt nach Beizen oder Strahlen mit Tonerde (Maschen 60/80).

- 6 - Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1) Verfahren zum Aufbringen eines Phosphatüberzuges auf Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Stahloberfläche zunächst durch Behandlung mit einer sauren Oxalatierungslö'sung ein Oxalatüberzug aufgebracht und dann die mit dem Oxalatüberzug versehene Oberfläche mit
einer Phosphatierungslösung zur Bildung eines Phosphatüberzuges in Berührung gebracht wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß die Stahloberflächen vor dem Aufbringen dee Überzuges gebeizt oder durch Sandstrahlen behandelt werden.

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