DE2017865A1

DE2017865A1 - Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von mit Umwandlern beschichteten Metallen. Arun: Pennwalt Corp., Philadelphia, Pa. (V.St.A.)

Info

Publication number: DE2017865A1
Application number: DE19702017865
Authority: DE
Inventors: Thomas Clifford Pottstown Pa. Atkiss (V.St.A.)
Priority date: 1969-04-14
Filing date: 1970-04-14
Publication date: 1970-10-15
Also published as: BE748690A; FR2063845A5; GB1247504A; NL7005136A; US3664887A; CA924616A; CH507381A

Description

Dipl.-Ing. Dipl. oec publ.

DIETI?JCH LEWINSKY

PATENTANWALT
München 21 - Gcitbardstr. 8!

Telefon 561762

. April 197O

Pennwalt Corporation, Philadelphia 2 (Pennsylvania) Three Penn Center Plaza (V. St. A.)

"Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von mit Umwandlern beschichteten Metallen"

Priorität aus der USA-Patentanmeldung Mr. 816 O36 vom I¹!. April 1969

Die auf dem Gebiet der Metallbeschichtung anwendbare Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von mit Umwandlern beschichteten Metallen,, d. h. Metallober-' flächen, die mit chemisch gebildeten Beschichtungen versehen werden, welche als Grundlage zur Aufbringung eines organischen Finish wie Farbe, LaCk₃ Firnis oder dgl» dienen. Dieses Verfahren besteht in bereits bekannter Weise darin,, daß der be-·-: treffende Metallgegenstand erst mit einer wäßrigen Phosphat-lösung behandelt und darauf zunächst mit Wasser, dann mit einer wäßrigen Chromatlösung und schließlich mit vollentsalztem Wasser gespült wird.

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BAD ORiGINAt

Die Erfindung strebt vor allem eine Verbesserung bei der üblichen Bearbeitung von Metallteilen an, die angestrichen werden sollen, eine Bearbeitung, v/eiche die Anwendung chemischer Beschichtungen auf der Oberfläche von Metallen ermöglicht, die an der Atmosphäre oder unter korrosiven Bedingungen der Korrosion unterliegen, z. B. Eisen, Stahl, Zink und Aluminium. Der erste Schritt der üblichen Bearbeitung solcher Metallflächen besteht in einer konventionellen Reinigung. Darauf folgt die Aufbringung einer Phosphat-Umwandler-Beschichtung aus einem wäßrigen Bad, besonders vom Zink-, Eisen- und Calcium-Z ink,-Phosphat-Typ. Die Beschichtungsbäder der Phosphat-Umwandler bestehen Im allgemeinen aus wäßrigen Lösungen von Metallphosphaten, die in Phosphorsäurelösungen gelöst werden, die noch Beschleuniger wie Chlorate, Hitrate, Nitrite oder andere spezielle Zusätze wie Fluoride enthalten. Die Umwandler-Beschichtungen werden auf die Metalloberflächen aus den genannten Bädern bei erhöhten Temperaturen, im allgemeinen zwischen 49 und 82⁰C aufgebracht.

Bei den üblichen Verfahren folgt auf die Umwandler-Beschichtung eine Wasserspülung bei einer Temperatur von etwa Io bis ^l\9 C. Der nächste wesentliche Schritt besteht in einer Spülung der Metalloberfläche in einem Bad verdünnter Chromsäure. Dieser allgemein bekannte Verfahreneschritt wird mit einer wäßrigen Lösung ausgeführt, die sechswertige Chromionen in einer Konzentration von etwa 0,001 bis 0,1 Gewichtsprozent enthält. Das Chromat-Spülbad kann auch andere Zusätze enthalten, wie kleine Mengen dreiwertiger Chromionen und Calciumionen. Die Chromatspülung der Metalloberfläche wird bei einer Temperatur von etwa 15 bis 77°C durchgeführt. Danach wird das Metall mit vollentsalztem Wasser gespült und schließlich als letzter Schritt des üblichen Verfahrens getrocknet.

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Es wurde nun gefunden, daß die Korrosionsbeständigkeit des behandelten Metalles überraschenderweise durch eine einfache Abänderung dieses bekannten Verfahrens verbessert wird. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß das Chromat-Spülmittel auf dem Metallgegenstand vor der Spülung mit dem vollentsalzten Wasser getrocknet wird. Hierbei kann .jede übliche Trockenvorrichtung für die verschiedenen Trocknungsphasen verwendet werden, wie z.B. Qebläsetrocknung, Heißlufttrocknung, Infrarotlampen-Aggregate u. ä.. Die Heißlufttrocknung in öfen wird am meisten verwendet und für das Verfahren bevorzugt.

Die folgenden Beispiele sollen die Ergebnisse mit dem erfindungsgemäßen Verfahren näher erläutern. So werden in den Beispielen Zlnkphosphat-Umwandler-Beschichtungen verwendet; jedoch kann auch jede geeignete Phosphatbeschichtung mit ähnlichen Ergebnissen verwendet werden, da diese Änderung bei dem erfindungs gemäßen Verfahren nicht ausschlaggebend ist.

Beispiel 1 .

Die Versuche wurden unter Verwendung von Blättchen aus kaltgewalztem Stahl 1010 durchgeführt, die zunächst mit einem üblichen Alkalireiniger gereinigt und mit kaltem Wasser gespült wurden. ,,, Ein Phosphatumwandler-Beschichtungsbad, wie in der USA-Patentschrift 3 203'835 beschrieben, wurde hergestellt aus 1,22? 75*iger Phosphorsäure, 0,25 % Zinkoxid, O,32£ Natriumchlorat, Ο,27ί Nickelnitrat, 0,008ϊ Dinatriumarsenat und Wasser ad 100. Ein Chromat-Spül-Konzentrat wurde hergestellt durch Mischen von 16,6 Teilen Chromsäure, l6,6 Teilen Chromnitrat und 66,8 Teilen Wasser. Aus diesem Konzentrat wurde das eigentliche Spülbad durch Verdünnen von 10,5 Volumenteilen Konzentrat mit ¹JOOO Volumenteilen Wasser hergestellt. Der ph-Wert wurde mit lO.iieer Natronlauge auf 3,5 eingestellt. Die Temperatur der Chromat-Spüllösung betrug 71°C.

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BAD

Bei dem Versuch wurden zwei Verfahrensgänge der Metallbehandlung durchgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren A besteht aus folgenden Verfahrensstufen:

1. Behandlung mit der Phosphat-Umwandler-Beschichtung bei 71⁰C

2. Wasserspülung bei Raumtemperatur

3. Chromatspülung bei 71⁰C
Ί. Trocknung bei 100⁰C

5' Spülung mit vollentsalztem Wass.er bei Raumtemperatur 6. Trocknung bei 100⁰C.

Das bisher Übliche Verfahren B besteht aus folgenden Verfahrensschritten:

1. Behandlung mit der JPhosphat-Umwandler-Beschichtung bei 71°C

2,. Wasserspülung bei Raumtemperatur

3. Chromatspülung bei 71°C

l\. Spülung mit vollentsalztem Wasser bei Raumtemperatur

5. Trocknung bei 100⁰C. . .

Nach Durchführung der genannten Verfahrensschritte wurden die Blättchen mit einem Standard-Alkydanstrlch versehen und auf Korrosionsbeständigkeit nach ASTM D 1654-61 in einer Salz-Sprühkammer 2¹IO Stunden geprüft. Als Ergebnis dieses beschleunigten Korrosionstestes zeigten die Blättchen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren A behandelt waren, nur eine Spur von Aufquellung, während die Blättchen des Verfahrens B eine Aufquellung von 1,6 mm hatten, woraus die Überlegenheit des Verfahrens A hervorgeht. Als Aufquellung wird hier die Entfernung des Anstrichs von dem Kerbzeichen bei dem beschleunigten Korrosionstest bezeichnet.

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BAD ORiGHSiAL

Beispiel 2

Die Vergleichsversuche des Beispieles 1 wurden mit folgenden Abänderungen wiederholt. Das Chromat-Spülkonzentrat wurde . hergestellt durch Umsetzung von 35 Teilen Chromsäure mit ■ 0,8 Teilen Methanol in 50 Teilen Wasser. Das Chromat-Spülbad wurde hergestellt durch Verdünnen von4,5 Volumentellen dieses Konzentrates mit 4000^Volumenteilen Wasser. Das Spülbad wurde auf einen pH-Wert von 3.,5 eingestellt und bei fl°C gehalten. Die Blättchen wurden den zwei Verfahren des Beispieles 1 unterworfen, angestrichen und 240 Stunden in der Salz-Sprühkammer behandelt. Die Blättchen des Verfahrens A zeigten keine Äufquellung, die des Verfahrens B jedoch eine solche von--I₉S mm.

Beispiel 3

Die Versuche des Beispieles 1 wurden mit folgenden Abänderunger wiederholt. Das Chromat-Spülkonzentrat wurde hergestellt durch Umsetzung von 35 Teilen Chromsäure mit l6,6 Teilen Calciumcarbonat und 48,4 Teilen Wasser. Das Chromat-Spülbad würde hergestellt durch Verdünnen von 3,5 Volumenteilen dieses Konzentrate mit 4000 Volumenteilen Wasser. Der pH-Wert wurde nicht eingestellt. Die Behandlungsverfahren wurden wie oben beschrieben durchgeführt. DieBlättchen des Verfahrens A hatten nur eine Aufquellung von 0,8 mm, während die Blättchen des Verfahrens B ^a eine solche von S₃M mm, also achtmal soviel hatten.

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BAD ORIGINAL

Claims

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Dipl.-lng. Dipl. oec publ.

DIETRICH LEWINSKY

PATENTANWALT Münzen 21 - Güithordslr. 81 Telefon

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. April 1970

Pennwalt Corporation, Philadelphia 2 (Pennsylvania) Three Penn Center Plaza (V. St. A.)

Patentanspruch:

Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von mit Umwandlern beschichteten Metallen, bei dem der betreffende Metallgegenstand erst mit einer wäßrigen Phosphatlösung be- handelt und darauf zunächst mit Wasser, dann mit einer wäßrigen Chromatlösung und schließlich mit vollentsalztem Wasser gespült wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Chromatspülmittel auf dem Metallgegenstand vor der Spülung mit dem vollentsalzten Wasser getrocknet wird.

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