DE19905134A1 - Passivierungsverfahren - Google Patents
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/48—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
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Abstract
Verfahren zur Passivierung von galvanischen Zink-Nickel-Überzügen, bei dem der Überzug mit einem Oxidationsmittel behandelt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Passivierung von Zink-Nickel-
Schichten.
Die Passivierung von galvanischen Überzügen ist bekannt und dient dem
Korrosionsschutz sowie als Haftuntergrund für weitere Beschichtungen, wie
beispielsweise Kunststoffbeschichtungen oder Lacke.
Die im Stande der Technik bekannten Verfahren greifen auf eine Chromatie
rung zurück, bei der vorzugsweise eine Chrom-VI-Schicht erzeugt wird, die
eine gute Korrosionsbeständigkeit liefert. In Verbindung mit Zink sind hier
blau-gelb, schwarz- und Oliv-Chromatierungen und für Nickeltransparent
Gelb- und Schwarz-Chromatierungen bekannt, die jeweils eine unterschiedli
che Korrosionsbeständigkeit aufweisen.
Für den Zink-Nickel-Bereich hat die Schwarzchromatierung als Korrosions
schutz mit bevorzugter ästhetischer Wirkung weite Verbreitung gefunden.
In der deutschen Offenlegungsschrift 33 02 502 ist eine Chromatierung für
eine Zink-Kobalt-Beschichtung beschrieben.
Der weitverbreitete Einsatz von Chromaten als Korrosionsschutzschicht
besitzt erhebliche Nachteile. So ist das vornehmlich zum Einsatz kommende
Chrom-VI karzinogen. Eine zusätzliche Schutzbeschichtung ist daher erfor
derlich, um einen Hautkontakt zu vermeiden. Ungelöst bleibt jedoch das
Problem, daß Chrom-VI beschichtete Teile eine erhebliche Umweltbela
stung, insbesondere als Altlast, darstellen. Bei umweltschonender Entsor
gung verursachen Chrom-VI beschichtete Teile hohe Entsorgungskosten.
Zur Vermeidung des unerwünschten Chrom-VI läßt sich auch eine Chrom-III-
Passivierung mit blauem Farbton einsetzen. Diese besitzt jedoch wie die als
weitere Alternative bekannte Molybdän-Passivierung unzureichende Korro
sionsschutzeigenschaften. Insbesondere sind die beiden vorgenannten
Chromatierungsverfahren nicht für Zink-Nickel-Überzüge geeignet.
Ein weiteres Problem, welches vorrangig bei der Schwarz-Passivierung von
Zink-Nickel-Überzügen auftritt, liegt in dem etwa 2 µm betragenden Abtrag
der Zink-Nickel-Schicht. Bei einer Gesamtschichtdicke von ca. 10 µm stellt
dieser Abtrag einen Kostenfaktor von ca. 20% dar.
Ferner führt der Anstieg von Chrom-III und Zink in der Chromatierungslösung
dazu, daß diese sich schnell verbraucht und ein häufiger Neuansatz der
Lösung sowie Entsorgung der Altlösung erforderlich ist.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Passivierung für Zink-
Nickel-Überzüge zu schaffen, die keine gesundheitliche Gefahr und keine
Schwierigkeiten bei der Entsorgung mit sich bringt sowie zu einer Kostenein
sparung führt.
Das Problem wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.
Bei diesem Verfahren wird die Zink-Nickel-Oberfläche unter Vermeidung jeg
lichen Einsatzes von Chrom mit einem Oxidationsmittel behandelt und kann
anschließend mit einer weiteren Schicht überzogen werden.
Der Überzug kann dazu dienen, die optische Qualität der Oberfläche zu ver
bessern oder die Gleiteigenschaften zu erhöhen. Darüber hinaus können
weitere Schichten als Korrosionsschutzschicht aufgetragen werden.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Passivierung liegt in ihrer
guten Rotrostbeständigkeit. Dies ist auf die Oberflächenstruktur zurückzufüh
ren, die sich aus der oxidativen Behandlung ergibt.
Die erfindungsgemäß passiverte Zink-Nickel-Schicht läßt sich mit einer be
liebigen Konversionsschicht oder auch direkt mit einem Gleitlack behandeln.
Als Konversionsschicht kommen organische oder anorganische Beschich
tungssysteme beispielsweise Silikate oder Polymerwachse in Frage.
Vorzugsweise besteht die Konversionsschicht aus Aquares, welches in die
ser Kombination einen besonderen Schutz gegen Weißrost bietet. Auf die
Aquaresschicht kann dann zusätzlich ein Gleitlack aufgetragen werden, um
optimale Gleiteigenschaften des beschichteten Bauteils zu erreichen. Als
Gleitlack wird bevorzugt Molykote D708 der Firma Molykote eingesetzt.
Als Versiegelungsschicht sind ferner insbesondere Titan und Silizium Kom
binationen, wie beispielsweise in der deutschen Patentschrift 41 38 218
beschrieben, vorteilhaft.
Die Erfindung läßt sich auch für andere Zink- oder Zinklegierungsüberzüge
einsetzen.
Im folgenden wird zur Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel des
näheren erläutert.
Die Bauteile werden zunächst mit einer 12 bis 15,5%-igen Zink-Nickel-
Schicht galvanisch beschichtet. Diese Zink-Nickel-Schicht wird mit Ammoni
umperoxidsulfat bei einem pH 1,8 oxidiert. Die oxidierte Zink-Nickel-Schicht
wird zur Verbesserung der optischen oder technischen Qualität nachbehan
delt. Diese Nachbehandlung kann aus einem anorganischen oder organi
schen Film bestehen.
Einen anorganischen Film bildet eine Lösung aus, die Natriumsilikat in gelö
ster Form enthält:
50 g/l Natronwasserglas
pH von 8-10 (mit Natronlauge bzw. verdünnter Phosphorsäure eingestellt)
50 g/l Natronwasserglas
pH von 8-10 (mit Natronlauge bzw. verdünnter Phosphorsäure eingestellt)
50 g/l Acrylat-Styrol-Copolimerisat (wie Acronal 567 D der BASF)
2 g/l Isopropanol
0,01 g/l Verdickungsmittel
pH-8-10 (mit verdünntem Ammoniak eingestellt)
2 g/l Isopropanol
0,01 g/l Verdickungsmittel
pH-8-10 (mit verdünntem Ammoniak eingestellt)
25 g/l Polyethylenwachs (wie Luwax OA2 der BASF)
2 g/l Lutensol ON110 (Tensid, BASF, als Emulgator für Wachs)
pH = 8-10 (mit verdünntem Ammoniak eingestellt)
2 g/l Lutensol ON110 (Tensid, BASF, als Emulgator für Wachs)
pH = 8-10 (mit verdünntem Ammoniak eingestellt)
Ebenso können organische Filme mittels der Elektrotauchlackierung aufge
bracht werden. Hierzu eignet sich bevorzugt eine kathodische Tauchlackie
rung, bei der das Werkstück in einer entsprechenden wässrigen Lösung als
Kathode geschaltet wird. An der Kathode bildet sich Wasserstoff und damit
steigt der pH-Wert im Kathodenfilm an. Die gelösten organischen Bestand
teile fallen bei hohem pH-Wert aus und bilden einen dünnen Film auf der
Oberfläche. Dieser Film verringert die Leitfähigkeit in der Oberfläche stark.
Ist die gesamte Oberfläche beschichtet, kommt es daher zu einem erhebli
chen Spannungsanstieg und der Beschichtungsprozeß ist zu Ende. Die
nachgeschaltete Trocknung ist nun ein Einbrennvorgang bei ca. 180°C.
Ferner können in entsprechenden Lösungen die Werkstücke auch als Anode
(anodische Tauchlackierung) geschaltet werden. Hierbei, entwickelt sich
Sauerstoff an der Anode und daher der pH-Wert nach unten (tiefere Werte)
absenkt. Die vorher zum Beispiel mit Ammoniak gelösten Polycarbonsäuren
scheiden sich nun wieder ab.
Ebenso besteht die Möglichkeit, eine Kombination aus Titansäureestern und
organofunktionellen Polysiloxanen als Nachtauchmittel einzusetzen. Dabei
kommen organische Lösungsmittel, vorzugsweise Kohlenwasserstoffe oder
Alkohole zur Verwendung. Anstelle der Titansäureester lassen sich Titan
chelate einsetzten und als Lösungsmittel Wasser, Alkohole oder Kohlenwas
serstoffe einsetzten. Die Titansäureester und Titanchelate können auch
nebeneinander eingesetzt werden, während die verschiedenen Lösungsmit
tel als Mischung zur Anwendung kommen.
Claims (8)
1. Verfahren zur Passivierung von galvanischen Zink-Nickel-Überzügen
dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug mit einem Oxidationsmittel
behandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidati
onsmittel ein Peroxidsulfat eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf
die Zink-Nickel-Schicht eine Konversionsschicht aufgetragen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konver
sionsschicht aus einem Polymerwachs besteht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Trockenschmierstoffschicht aufgetragen wird.
6. Beschichtungssystem mit einer oxidativ behandelten Zink- oder Zinklegie
rungs-, insbesondere Zink-Nickelschicht.
7. Beschichtungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zink- oder Zinklegierungsschicht mit einer titan- und/oder siliziumhalti
gen Schicht versiegelt ist.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, das die passivierten Überzüge mit einer Bindemittel-
Kombination aus Titansäureestern und/oder Titanchelaten und Polysilox
anen in einem organischen Lösungsmittel oder Wasser oder einer
Mischung behandelt werden.
Priority Applications (2)
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EP00102696A EP1028177A1 (de) | 1999-02-09 | 2000-02-09 | Passivierungsverfahren |
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DE1999105134 DE19905134A1 (de) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | Passivierungsverfahren |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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DE1999105134 Withdrawn DE19905134A1 (de) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | Passivierungsverfahren |
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