DE2137550B2 - Verfahren zur Einschichtemaillie- - Google Patents

Description

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fait, im öbrigen aber leicht entfernbar ist, eignet sich 4. kein Eintrocknen oder ähnliche Veränderungen

dieses Verfahren auch für die Platten* oder Bandher- des Schmierfilms, die die Weiterbehandlung er-

Stellung. schweren während der Zeit der Lagerung der ver- Nach bisher unveröffentlichten Vorschlägen erfolgt formten Bleche,

diese Beschichtung entweder durch Abdeckung mit 5 5. kein Verkleben der so behandelten Fläche während

einer wasserlöslichen Polyphosphatschicht oder aber der Lagerung, die gewöhnlich mehrere Wochen

durch Aufbringen eines wasserlöslichen, filmbildenden ode/ Monate dauern kann,

organischen Polymers. Im ersten Fall werden wasser- Polyphosphate, welche für das erfindungsgemäße

lösliche Salze von Polyphosphaten der allgemeinen Verfahren in Frage kommen, sind Salze von PoIy-

Formel HO[HOPO₂J_nH verwendet, in denen η eine io phosphorsäuren mit der allgemeinen Formel

große Zahl von mindestens 10, vorzugsweise über 100 HQ[HOPQg]₁₁H, wobei » über 100 liegt. Der Wasser-

bedeutet Im anderen Fall verwendet man als film- stoff ist durch einwertige Nationen wie Na⁺, K⁺, Li⁺,

bildende organische Polymere Polyäthylenoxid, Poly- NH₄* bzw. substituierte Ammoniumionen ersetzt,

vinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Hydroxyäthyl- wobei Polyphosphate mit einer lonensorte, aber auch

cellulose trnd Mischungen dieser Polymere. Es ist fer» »5 mit verschiedenen Ionen eingesetzt werden. Aus

»er auch möglich, die organischen Polymere mit den Gründen der Löslichkeit in polaren, vorzugsweise

Polyphosphaten zu kombinieren. wäßrigen Medien werden bei hochmolekularen PoIy- Die Abdeckung der Nickelhaftschicht mit einem phosphorsäuren vorzugsweise gemischte Salze wie

leicht entfernbaren Schutzfilm bringt erhebliche Vor- ζ. Β Na/K-Salze verwendet.

teile nicht nur für den Band- bzw. Plattenhersteller, ao Die erfisdungsgemäßen Polyphosphatlösungen wer-

sondern auch für den Verarbeiter. Derartig vorbehan- den nach an sich bekannten Verfahren hergestellt,

delte Bleche oder Bänder können beim Hersteller direkt Man geht gewöhnlich von Polyphosphaten wie Kuroll-

nach der Verformung ohne eine spezielle Beize ledig· sehen Salzen, Madrellsalzen oder Grahamsalzen aus

Hch unter Einschaltung einer Wäsche mit Wasser, mit und tauscht, falls keine ausreichende Wasserlöslichkeit

einem festhaftenden Oberzug aus Email, Metall oder ^a5 vorhanden ist, einen Teil der Kationen durch anders-

Kunststoff versehen werden. artige Kationen aus. Man kann z. B. das in Wasser Speziell für die Emaillierindustrie ergibt sich durch unlösliche K-Kurollat [KPOa]_n ⁱⁿ Wasser suspendieren

die Kombination des vorbehandelten Blechs mit der und durch Zugabe von 0,5 bis 6 Teilen eines Natrium-

Einschichtemaillierung unter Einschaltung moderner phosphats wie z. B. einem Natriumpolyphosphat Auftragsmethoden, wie z. B. Elektrostatik, ein voll- 3<> [NaPOjJ_n oder den Phosphaten N^PjO?, NasPeOio,

kontinuierliches Verfahren mit einer erheblichen Redu- (NaPO₃J₃ (Na-trimetaphosphat), (NaPO₃)_e (Na-hexa-

zierung des bisherigen Arbeitsaufwands. metaphosphat) oder auch Na₃PO₄ unter anderem in

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren Lösunp bringen.

zur Einschichtemaillierung, bei d-m die Stahlbleche Ferner ist es möglich, das Kaliumpolyphos^Iiat in elektrolytisch entfettet, gebeizt, vernickelt, mit einer 35 Wasser zu dispergieren und mit Hilfe von Natriumwasserlöslichen Polyphosphate enthaltenden Schutz- ionen enthaltenden Ionenaustauschern einen Teil der schicht versehen, verformt, mit Wasser gespült und Kaliumionen durch Natriumionen auszutauschen, so anschließend emailliert werden, dadurch gekennxeich- daß ein lösliches Na/K-Polyphosphat erhalten wird,
net, daß bei der Verformung ein Hilfsmittel verwendet Natürlich ist es möglich, zahlreiche andere Salze wird, das aus einer Mischung einer wäßrigen Alkali- 4° einwertiger Kationen mit Polyphosphaten der Zu- und/oder Ammonium-Polyphosphatlösung, wobei das sammensetzung [KPOJ_n bzw. [NaPOa]_n umzusetzen, Polyphosphat ein Salz einer Poly phosphorsäure mit wobei die Polymermoleküle auch nach dem Austausch mehr als lOO (HOPOg)-Gruppen pro Molekül ist, und eines Teils der Kationen durch Fremdkationen noch Glycerin besteht. unlöslich sein können, was in den meisten Fällen auf

Es hat sich herausgestellt, daß bei fettfreier und 45 der Anwesenheit von Fremdionen in der überstehenden

trockener Verformung von für die Emaillierung vor- Lösung beruht. Durch Dekantieren und Zugabe von

behandelten Blechen, die als Schutzschicht einen was- salzfreiem Wasser tritt dann im allgemeinen Lösung

serlöslichen Polyphosphat- oder organischen Polymer- ein. Für das erfindungsgemäße Verfahren können ~.e

überzug tragen, gelegentlich Zerstörungen an den fremdsalzarmen bzw. fremdsalzfreien Lösungen, die Werkstücken auftraten. Vor allem wurde bei stärkerer 5» allgemein höhere ,Viskositäten aufweisen und auch die

Betastung durch die Verformung ein Ein- bzw. Ab- fremdsalzhaltigen Polyphosphatlösungen eingesetzt

reißen der Ecken beobachtet. Diese Beschädigungen werden.

wurviv _:. sbesondere dann beobachtet, wenn die Werk- Die Konzentration der Polyphosphatlösung liegt

zeuge für diese Verformungsbedingungen nicht aus- insgesamt etwa zwischen 6 und 20 Gewichtsprozent, reichend justiert waren. Überraschenderweise wurde 55 Entsprechend soll der Anteil des Natriumpolyphosphats

nun gefunden, daß bei Anwendung des erfindungs- zwischen 4,5 und 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise

gemäßen Hilfsmittels jegliche Beschädigung der Werk- bei 8 bis 10 Gewichtsprozent, und der Anteil des Ka-

stücke bei der Verformung vermieden werden können. liumpolyphosphats zwischen 1,5 und 5 Gewichtspro-

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, zent, vorzugsweise bei 2 bis 4 Gewichtsprozent, liegen, daß alle Bedingungen, die an die Vorbehandlung von ^6o Die Mischung der wäßrigen Polyphosphatlösung

Stahlblechen gestellt werden, erfüllt werden können. mit Glycerin erfolgt im Voluinverhältnis von 5:1 Diese sind vor allem: bis 1: 2, vorzugsweise 1: I.

1. ausreichendes Druckaufnahmevermögen, Überraschenderweise wurde festgestellt, daß der

2. genügend Zerreißfestigkeit des Schmierfilms, Anteil der Polyphosphatlösung in der Mischung eine

3. die Fähigkeit, den Schmierfilm durch Abspritzen ⁶5 »Zerreißfestigkeit« des Schmierfilms bewirkt, die sogar mit Wasser Ohne Beschädigung der für den späteren durch eine zunehmende Beanspruchung erhöht wird. Auftrag einer festhaftenden Schützschicht präpa- Außerdem wurde gefunden, daß diese Mischung bis rierten Oberflächen entfernen zu können, zu einer Temperatur von 150⁰C nicht trocknet.

Das Hilfsmittel wird im allgemeinen unmittelbar vor bei 20"C elektrolytisch mit einer Stromdichte von dem Verfortnurtgsvorgangauf das vorbehandelte Blech 0,6 A/dm* Γ lang vernickelt und gespült, aufgetragen, in der gleichen Weise wie es bei konven- Anschließend wurde das Blech mit einer 2%igen

tionellen Verfahren mit an die Blichvorbehandlung wäßrigen K-, Na-Polyphosphat!ösung durch Tauchen anschließender Verformung übliei ist, 5 überzogen und getrocknet. Die beanspruchten Zonen

Das erfindungsgemäße Verfahren soll an Hand des des Blechs wurden vor der üblichen Verformung im folgenden Beispiels näher erläutert werden: Emaillierwerk mit einem flüssigen Ziehhilfsmittel ein

gestrichen. Dieses Mittel war eine Mischung aus einer 9% Natriumpolyphosphat +3% Kaliumpolyphosphat ίο enthaltenen wäßrigen Lösung mit Glycerin im VoIumenverhältnis 1:1. Das Ziehhilfsmittel und die getrocknete Polyphosphatbeschichtung wurden nach der Verformung durch Abspritzen mit Wasser entfernt, das Teil getrocknet und .anschließend mit einem 15 B-Ti-Email folgender Zusammensetzung:

38,0% SiO₈,
0,5% Al₈O₃,

wurde alkalisch vorentfettet, elektrolytisch feinentfet- is'nv AikaK

tet, gespült, 80" in einer Lösung von 77 g U₃POJl »° 2 OV Fluor

und 106 g H₈SO₄/! bei 70⁰C elektrolytisch mit einer i90yTiO

Stromdichte von 10 A/dm² gebeizt, gespült, in einer n'w Mn

Lösung von Jj^

	= 0,004%,	Beispiel
	= 0,320%,	Blech der Richtanalyse
Ein kaltgewalztes	= 0,035%,
C	= 0,040%,
Mn	= 0,020%,
S	= 0.027%
P
Si
Cu

80 g NiSO₄ · 7 HjO/1, »5 direkt weißemailliert.

10 g NH₄Cl/!, Es traten keine Zerstörungen des Werkstücks durch

20 g MgSO₄ · 7 H_tO/l, die Verformung auf, und die Emailhaftung und -ober-

5 g H₃BO₃/! fläche waren ausgezeichnet

Claims (3)

ι η * Al MetaiJ die galvanisch oder chemisch abgeschieden Patentansprüche· werde«, bzw. EÜOwennlacke. Tauchlacke und andere Patentansprucne. KunststoWbeschichftingen verlangen einen möglichst

1. «ihren zur einschicbtemaülierung. bei dem reinen Untergrund, w «nen «^haftet,ί Schutz der 4ie Stahlbleche elektrolytisch entfettet, gebeizt, 5 Oberflächen ^J^^^^S^ZZ ^roidcelt, mit einer wasserlöslichen Polyphosphate arbeitera von ^f^

enthaltenden Schutzschicht versehen, verformt, mit schichtung mögUchst ^^^?

Wassergespultundamchließendemailliert werden, material zu Jiefern, ist daher nicht auf die

dadurch se kennzeichnet, daß bei der Industrie beschrankt.

vXmlg £ lUfaftti ^endefwird, das « Die Vorteile, die eine leicht entfembare Abdeckung

aus einer Mischung einer wäßrigen Alkali- und/ bieten, sind v,elfälttg; nd».flw Matenal_ers_Parn.s

oder Ammonium-Polvphosphadösung, wobei das dw* Wegfall euier zusätzlichen Entrostung bzw.

Polyphosphat ein SaI? einer Potyphosphorsäure Entfernung anderer Korrosionssch chten isMkBj

mit mehr als 100 <HOPO₂)-Gruppen pro Molekül und die damit verbundene Aufaroe.t^g der Abwasser

ist, und Glycerin besteht. »5 in großen Anlagen^wrtschafü.cher durchzufuh en.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekenn- Aus der deutschen Patentechnft 6 34 622 .st es zeichnet, daß bei der Verformung eine Mischung bekannt, niedere Polyphosphate (maximal 10 P-Atome verwendet wird, die Natriumpolyphosphat und pro Molekül) als Schm.ermitte umzusetzen. Aus der Kaliumpolyphosphat im Gewichtsverhältnis 3: 1 deutschen Offenlegungsschrift 14 44 794 .st es ferne, enthält «° bekannt, als Schmiermittel fur höhere Temperaturen

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, Kalium-Natrium-Phosphate einzusetzen Diest dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verformung Schmiermittel werden in Form einer Salzschmelze eine Mischung verwendet wird, die Polyphosphat- eingesetzt. Für Suhlbleche, die fur die Direktwe.ßlösung einer Konzentration an Polyphosphat emaillierung eingesetzt werden, sind derartige Besch.chzwischen 6 und 20 Gewichtsprozent und Glycerin *5 tungen jedoch ungeeignet.

in einem Volumenverhältnis von 5:1 bis I : 2, Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Vorbehandlung

vorzugsweise I : I, enthält. von Stahlblechen (belgische Patentschrift 7 40 104)

durch Entfetten. Beizen, Metallisieren, Neutralisieren und Trocknen, bei dem die Beize elektrolytisch erfolgt,

30 wobei die -u beizenden Bleche bei einer Stromdichte

von 2 bis 20 Ampere/dm² in einer sauren sulfat- und/ oder phosphr.thaltigen Lösung bei Temperaturen von

Die Dirtktw«ißemai!licrung von Stahlblech ist in 40 bis 80 C bis zu etwa 3 min behandelt werden,
den vergangenen Jahren zu einem produktionssicheren Ein charakteristisches Merkmal dieser Bader .st Verfahren geworden. Durch Rationalisierung des Fer- 35 ferner ihr Gehalt an Magnesiumionen. Dieses Vertantigungsablaufs und Einführung kontinuierlicher, pro- ren wurde insbesondere für die E.nscii.cntemaillierung grammierter Fertigungsmethoden wurde eine gleich- von Stahlblechen entwickelt. Im einzelnen enthalten Weibende Qualität der emaillierten Erzeugnisse, ver- diese Beizbäder 2 bis 25 Gewichtsprozent S0₄-lonen. bunden mit einer Verminderung der Emaillierkosten gerechnet als Sulfat, 2 bis 20 Gewichtsprozent PO₄-erzielt. Eine weitere Vereinfachung des Arbeitsablaufs 4» Ionen, gerechnet als Phosphat, sowie vorzugsweise im Emaillierwtr* ist dadurch gegeben, daß man das 1 bis 5 Gewichtsprozent Magnesium, gerechnet als zur Fertigung der Rohteile eingesetzte Band bereits Magnesiumhydrogenphosphat. Kombiniert mit einer im Stahlwerk zur Einschichtemaillierung vorbehandelt, elektrolytisch«. Entfettung gelingt es, mit diesem d. h. also z. B. einen entsprechenden Beizvorgang mit Beizverfahren die Vorbehandlungszelt von Stahlanschließender Vernicklung vornimmt. Die so erzielte 45 blechen für die anschließende Emaillierung erheblich Haftgrundlage für die Einschichtweißemaillierung muß verkürzen. Im Anschluß an die Beize werden die vordann natürlich vor der Verformung derartig geschützt behandelten Bleche galvanisch mit einer Nickelscnicht werden, daß Leine Beschädigung der aufgebrachten versehen, wobei etwa 0,3 bis 0,7 g/m* Stahloberflache Schicht erfolgt Einen suchen Schutz erreicht man bei abgeschieden werden. Dieses Vorbehandlungsverfahbereits bekannten Bandvorbehandlungsverfahren durch 5° ren liefert besonders bei kohlenstoffarmen Stählen eine elektrolytisch aufgebrachte Zinkschicht (bei- einen hervorragenden Untergrund fur Einschichtgische Patentschrift 5 57 963 und französische Patent- emaillierungen.

schrift 11 87 958). Eine weitere Verbesserung dieses bekannten Ver-

Der Nachteil einer solchen metallischen Schutz- fahrens ergibt sich durch die Verwendung eines beson-

schicht liegt bei der komplizierten Nachbehandlung, 55 deren Nickelbades, welches es gestattet, die für die

die das Emaillierwerk zwingt, wieder eine aus mehreren Emaiihaftung notwendige Nickelschicht in sehr kurzer

Stufen bestehende Anlage zu errichten (Entfetten, Zeit abzuscheiden. Die nickelsulfathaltigen Bäder mit

Spülen, Abbeizen der Schutzschicht mit Säuren, wie einer Nickelgehalt von etwa 6 bis 30 g Nfekel pro Liter

z. B. Salzsäure, Spülen, Neutralisieren). Badflüssigkeit werden vorzugsweise bei pH-Werten

Darüber hinaus ist es rationeller, metallische Mate- ^6o von etwa 3 bis 6 betrieben. Neben Puffersubstanzen

rialien, die durch Ziehen, Pressen, Biegen oder andere werden den Bädern ferner noch Chloride in einer

nicht spanabhebende Bearbeitung in die gewünschte Menge von 3 bis 20 g Chlor pro Liter Badflüssigkeit

Form gebracht und dann anschließend mit einer fest- sowie Magnesiumionen in einer Menge von etwa

haftenden metallischen oder nicht metallischen Schicht 0,1 bis 10 g Magnesium pro Liter zugesetzt.

„versehen Werden, gleich im Anschluß an deren Her- ⁶* Werden die nach dem oben beschriebenen Verfahren

"stellung zu entfetten und zu beizen und dann mit einer behandelten Bleche im Anschluß an die Vernickelung

die Oberflächen schützenden, jedoch leicht zu entfer- noch mit einer Schutzschicht versehen, die einer Ver-

nendeh Abdeckung zu versehen. Auch Überzüge aus formung der Bleche durch Walzen oder Pressen stand-