DE1942544B2

DE1942544B2 - Verfahren zum beizen von magnesium und magnesiumlegierungen

Info

Publication number: DE1942544B2
Application number: DE19691942544
Authority: DE
Inventors: Brigitte 5000 Köln Schroll Franz Heinz 5030 Hurth Spei
Original assignee: Gerhard Collardin GmbH, 5000 Köln
Priority date: 1969-08-21
Filing date: 1969-08-21
Publication date: 1977-08-04
Also published as: DE1942544A1; DE1942544C3

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Beizen von Magnesium und Magnesiumlegierungen unter Verwendung von Alkylbenzolsulfonsäuren.

Bei der Herstellung von Gegenständen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen ist es häufig erforderlich, die Metalloberfläche zu beizen. Dies gilt insbesondere, wenn die Oberflächen durch Chromatieren, Piatieren oder Lackieren weiterbehandelt werden sollen. Das Ziel einer derartigen Beizbehandlung ist die Erzeugung von hellen, glänzenden und gleichmäßigen Oberflächen, die keinerlei Beläge aufweisen. Es ist bekannt, für diese Zwecke Beizlösungen zu verwenden, die als wesentliche Komponenten Chromsäure und Salpetersäure enthalten. Ein Nachteil dieser Arbeitsweise liegt darin, daß die verbrauchten Lösungen wegen der hohen Giftigkeit der Chromverbindungen nicht ohne weiteres dem Abwasser zugeführt werden können, sondern vorher in relativ kostspieligen Anlagen entgiftet werden müssen.

Schließlich ist es bekannt, Oberflächen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen mit wäßrigen Lösungen zu behandeln, die wasserlösliche Fluoride und starke Mineralsäuren enthalten. Derartige Verfahren haben den Nachteil, daß der Beizabtrag nicht gleichmäßig ist und Überhitzungen der Beizbäder bei größerem Durchsatz leicht eintreten.

Es wurde nun gefunden, daß man diese Mängel beheben kann, wenn man zum Beizen von Magnesium und Magnesiumlegierungen sich des nachstehend beschriebenen Verfahrens sowie der entsprechenden Lösungen bedient. Das neue Verfahren ist dadurch fto gekennzeichnet, daß die Metalloberflächen mit Lösungen behandelt werdenderen pH-Wert im Bereich von 1 bis 3 liegt und die 1 bis 10Gew.-% Alkylbenzolsulfonsäure und 0,1 bis 5 Gew.-% lösliche Fluoride oder Flußsäure enthalten. <">

Geeignete Alkylbenzolsulfonsäuren sind insbesondere solche, die kurze Alkylketten mit weniger als 9 Kohlenstoffatomen enthalten. Vorzugsweise werden Xylolsulfonsäuren und insbesondere Toluolsulfonsäure angewendet. Als wasserlösliche Fluoride kommen Alkalifluoride wie Natrium-, Kalium- oder Ammoniumfluorid oder die entsprechenden Alkalihydrogenfluoride, insbesondere Natriumhydrogenfluorid und Ammoniumhydrogenfluorid,oder Mischungen dieser Produkte in Betracht. Die Alkylbenzolsulfonsäuren werden in Mengen von 1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-%, die Fluoride und Flußsäure in Mengen von 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,5 bis 3Gew.-% verwendet. Diese Angaben beziehen sich auf die Anwendungskonzentrationen. Selbstverständlich ist es auch möglich, Konzentrate herzustellen und diese vor der Verwendung mit Wasser entsprechend zu verdünnen.

Es ist technisch äquivalent, Alkalisalze der Alkylbenzolsulfonsäuren und Flußsäure anstelle von Alkylbenzolsulfonsäuren und Alkalifluoriden zu verwenden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Beizlösungen bei ihrer Anwendungskonzentration einen pH-Wert zwischen 1 und 3 aufweisen, da in diesem Bereich die besten Ergebnisse erzielt werden.

Die Alkylbenzolsulfonsäure wird im allgemeinen i.n Überschuß gegenüber den löslichen Fluoriden verwendet. Die Beizlösungen können im Tauch- und Spritzverfahren eingesetzt werden. Die Behandlungsdauer liegt im allgemeinen zwischen 10 Sekunden bis 5 Minuten. Im Tauchverfahren beträgt die Behandlungsdauer vorzugsweise 10 bis 30 Sekunden, während im Spritzverfahren vorzugsweise 10 bis 20 Sekunden hinreichend sind. Das Verfahren kann unter diesen Bedingungen bei Raumtemperatur (15 bis 25°C) durchgeführt werden. Es können selbstverständlich auch höhere Temperaturen angewendet werden, jedoch ist dies nicht erforderlich.

Die Beizlösungen können weiterhin einen Zusatz an säurebeständigen nichtionogenen Netzmitteln wie Äthylenoxidanlagerungsprodukten an Alkylphenole, Fettalkohole oder Fettamine enthalten. Die Anwendungskonzentration der Netzmittel beträgt zweckmäßigerweise 0,1 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 0,5 Gew.-%. Durch einen derartigen Zusatz wirken die Beizlösungen gleichzeitig entfettend, so daß eine gegebenenfalls erforderliche Vorbehandlung entfällt.

Durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise ist es möglich, helle, glänzende und gleichmäßige Oberfläche zu erzeugen, die insbesondere für eine nachfolgende Chromatisierung gut geeignet sind. Weitere Vorteile des Verfahrens sowie der entsprechenden Beizlösungen bestehen darin, daß man bei Raumtemperatur arbeiten kann und eine Entgiftung der abgearbeiteten Beize entfällt.

Beispiel 1

Metallteile aus Magnesium wurden bei Raumtemperatur 25 Sekunden im Tauchverfahren mit einer Beizlösung behandelt, die 3 Gew.-% p-Toluolsulfonsäure und l,5Gew.-°/o Natnumhydrogenfluorid enthielt. Der pH-Wert der Lösung betrug 3,0. Die Metallteile wurden anschließend mit Wasser gespült und getrocknet. Sie zeigten danach eine glänzende, gleichmäßige Oberfläche.

Beispiel 2

Metallteile aus Magnesium wurden bei 18°C 20 Sekunden lang im Tauchverfahren mit einer Beizlösung behandelt, die 5 Gew.-% Toluolsulfonsäure und l,2Gew.-% Flußsäure (berechnet als 100% HF) enthielt. Der ph-Wert der Lösung betrug 1,6. Nach einer anschließenden Spülung mit kaltem Wasser wurden die

Metallteile getrocknet und wiesen danach eine glatte, glänzende Oberfläche auf.

Beispiel 3

Metallteile aus Magnesium wurden bei 2O⁰C 15 Sekunden lang im Spritzverfahren mit einer Beizlösung behandelt, die 3,5 Gew.-% Toluolsulfonsäure, 2 Gew.-% Ammoniumfluorid und 0.2 Gew.-% Netzmittel (Anlagerungsprodukle von 12 Mol Äthylenoxid an ein Fettalkoholgemisch der Kettenlänge Ci₄-Ci₈) enthielt.

Nach einer anschließenden Zwischenspülung mit

kaltem Wasser wurden die Teile hei 22⁰C 30 Sekunden lang mit einer Lösung behandeil, die 1 Gew.-% CrOj,

2Gew.-% NaNO₂ und 0,1 Gew.-% KCr(SO₄)* · 12 enthielt. Die Lösung hatte einen pH-Wert von 1,1.

Anschließend an die Chromatisierung wurden die

Magnesiumteile nochmals mit Wasser gespült und

getrocknet. Nach der Behandlung zeigten die Teile

einen matten, hellgelben Überzug, der vollkommen

ίο gleichmäßig ausgebildet war.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Beizen von Magnesium und Magnesiumlegierungen unter Verwendung von Fluoride bzw. Flußsäure enhaltenden sauren Lösungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloberflächen mit Lösungen behandelt werden, deren pH-Wert im Bereich von 1 bis 3 liegt und die 1 bis lOGew.-% Alkylbenzolsulfonsäure und 0,1 bis 5Gew.-% lösliche Fluoride oder Flußsäure enthalten.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloberflächen mit Lösungen behandelt werden, die 1 bis 5 Gew.-% Toluolsulfonsäure und 0,5 bis 3 Gew.-% Alkalifluoride, Alkalihydrogenfluoride oder Flußsäure enthalten.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloberflächen mit Lösungen behandelt werden, die weiterhin 0,1 bis 1 Gew.-% säurebeständige nichtionogene Netzmittel enthalten.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloberflächen bei Zimmertemperatur etwa 10 bis 30 Sekunden lang behandelt werden. 2s