DE2222567A1

DE2222567A1 - Verfahren zur behandlung von eisenmetallen und -legierungen zwecks korrosionsschutz

Info

Publication number: DE2222567A1
Application number: DE19722222567
Authority: DE
Inventors: Robert Kenneth Craig; Samuel Craig
Original assignee: CRAIG INVEST Pty Ltd S
Current assignee: CRAIG INVEST Pty Ltd S
Priority date: 1971-05-10
Filing date: 1972-05-09
Publication date: 1973-02-15
Also published as: FR2137726A1; ZA722987B; IT960381B; GB1390957A; FR2137726B1

Description

Verfahren zur Behandlung von Eisenmetallen und - legierungen

zwecks Korrosionsschutz,

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Eisenmetallen und -legierungen und/oder von daraus hergestellten Gegenständen zur Vermeidung von Korrosion,

Die durch die Korrosion von Eisenmetallen verursachten Probleme sind allgemein bekannt. Eine Abschätzung der durch sie verursachten jährlichen Kosten hat für Australien einen Betrag von etwa 25o Millionen australischen Pfund und für die USA einen Betrag von etwa 1o Billionen australischen Pfund ergeben, wobei der größte Kostenanteil für den Ersatz und die Ins tandhaltung von Teilen aus Eisen und aus Stahl aufgewandt wird»

Korrosionsprobleme werden auf verschiedenen V/egen mit unterschiedlichem Erfolg gelöst, beispielsweise durch

1. den Ersatz durch nichteisenmetalle,

2. die Verwendung von Schutzüberzugen,

3. kathodischen Schutz,

4·. heißes Tauchgalvanisieren, 5. Elektroplattieren

Die Verwendung von ITichteisenmetallen ist sowohl durch die höheren Kosten solcher metalle als auch durch die Tatsache

— 2 — 3 η ¹I 8 0 11 1 1 5 6

"begrenzt, daß ihnen vielfach andere erforderliche Eigen= schäften in beachtlichem Maße fehlen, beispielsweise Härte und Festigkeit.

Die meist angewandten Überzüge sind Tarbanstriche, von denen es eine große Anzahl gibt. Der hauptsächliche Nachteil von Anstrichen besteht darin, dai3 jede Beschädigung der Anstrichoberfläche das Metall freilegt, sodaß die Korrosion sich an dem beschädigten Flächenabschnitt entwickeln und unter dem Anstrich zu angrenzenden Bereichen ausbreiten kann. Weiterhin sind Anstrichüberzüge für Dampf nicht völlig undurchdringlich.

Der kathodische Schutz wird meist dann angewandt, wenn das Metall in ständiger Berührung mit einem Elektrolyten, wie Wasser, steht, z.Bo in Untergrund-Pipelines, beim Pfählen von Dämmen, bei Kühlgefäßen usw. Dieses Verfahren ist teuer und erfordert fachmännische und ständige Überwachung.

Das Galvanisieren ergibt zwar einen guten allgemeinen Schutz, jedoch entwickeln galvanisierte Oberflächen infolge der Bildung von Zinkoxyd beim Verwittern eine unschöne graue Oberfläche» Das Bearbeiten und das Zusammenwirken bestimmter Teile wie Muttern und Schrauben, wird erschwert. Darüberhinaus ist Zink gegen Säureangriff wenig beständig.

Durch Elektroplattieren hergestellte Überzüge, beiapiels= weise aus Kadmium oder aus Chrom, ergeben zwar einen Schutz gegen Korrosion, aber, ebenso wie bei Anstrichen, verursachen Beschädigungen ein schnelles Ausbreiten der Korrosion.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Oberflächen von Eisenmetallen mit einer Metallphosphatlösung zu behandeln. Im Handel sind Phosphatlösungen in zahlreichen Arten erhältliche Derartige Phosphatierungsverfahren sind bis zu einem gewissen Punkt erfolgreich; sie können aber

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nicht vollständig "befriedigen. Der wichtigste Vorzug liegt in der Verbesserung der Oberfläche dahingehend, daß ihre Haftfähigkeit für einen anschließend aufgebrachten Anstrich gesteigert wird.

Das Verfahren nach der Erfindung zur Vermeidung von Korrosion "bzw. zum Zwecke des Rostsehutzes von Eisenmetallen und -legierungen sowie von aus diesen hergestellten Gegenständen "besteht darin, daß die genannten Materialien in getrennten Stufen mit mindestens zwei verschiedenen Hetallphosphat-lösungen "behandelt werden₀

Durch die aufeinanderfolgende Behandlung der Materialien bzw. Gegenstände mit verschiedenen Phosphatlösungen wird überraschenderweise ein gleichsinniges Zusammenwirken von vorteilhaften Effekten erzielt, sodaß eine wesentliche Verbesserung der antikorr.osiven Eigenschaften des behandelten Metalls erzielt wird.

Der dem Verfahren nach der Erfindung zugrunde liegende Wirkungsmechanismus dürfte vermutlich darin liegen, daß auf der zu schützenden Oberfläche ein kristallischer Niederschlag aus dem ersten Metallphosphat abgeschieden wird und daß nachfolgend Metallphosphat-Kristalle ausgeschieden werden, die alle Lücken und Poren ausfüllen, die der erste Niederschlag zurückgelassen hat. Dadurch wird ein Phosphatüberzug bzw. -niederschlag erzielt, der die ganze Metalloberfläche vollständig abdeckt.

In der ersten Stufe wird vorzugsweise eine Metallphosphat-Lösung benutzt, die relativ große Phosphatkristalle ausscheidet,während in der nachfolgenden oder den nach= folgenden. Stufen Metallphosphat-Lösungen verwendet werden, die demgegenüber kleinere Kristalle abscheiden, sodaß eine

runy hinsichtlich deo bereits erörterten

von Poren u.dgl. erzielt wird.

- 4 -3 (J ^fi ß (J 7 / .1 1 5 6

BAD ORIGINAL

Als bevorzugte Metallphosphat-Lösiing v/erden in der ersten Stufe Manganphosphat und für die nachfolgende Stufe Zinkphosphat verwendet. Es können aber auch andere Me-tallphosphate und Mischungen solcher angewandt werden. Vor der ersten Phosphatierungsstufe werden die Gegenstände vorzugsweise einer gründlichen Reinigung unterzogen, insbesondere v/erden sie zunächst mit einem üblichen Ent= fettungsmittel gründlich entfettet, wie es beispielsweise unter dem Handelsnamen "Distel" zur Verfügung steht. Anschließend werden sie in einer sauren Beizlösung abgebeizt. Da Entfettungsmittel im allgemeinen kaustisch sind, sollen die Gegenstände gründlich gewaschen werden bevor sie sauer gebeizt werden, "um so einen übermäßigen Säureverbrauch zu vermeiden. Ein zweistufiges Waschen bzw. Abspülen in Wasser ist besonders wirksam. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, das Werkstück vor dem Entfetten zu entzundern, beispielsweise durch Sandstrahlen. Das Beizen des Werkstückes erfüllt einen zweifachen Zweck, indem zuerst der Rost von der Oberfläche des Werkstückes entfernt wird und alsdann die Oberfläche für die spätere Phosphatbehandlung wirksam vorbereitet wird. Die Bedingungen beim Beizen sind nicht besonders kritisch, jedoch sollte die Temperatur auf einem vernünftigen niedrigen Niveau, beispielsweise zwischen 5o° und 65°G, vorzugsweise bei 60⁰O gehalten werden, damit ein übermäßiger Säureverlust durch Verdampfen vermieden und die Wirksamkeit der exothermen Reaktion verbessert wird. Als Beizmittel wird bevorzugt Salzsäure verwendet, die eine vollkommen saubere Oberfläche ergibt. Es kann aber auch Schwefelsäure benutzt werden, die allerdings wegen ihrer Neigung zur Ausscheidung von Eisensulfat an der Oberfläche des Metalls gelegentlich weniger befriedigend ist.

Nach der Entfernung des Rostes greift die Säure die Eisenoberfläche an und legt dabei frische Kristallfläohen des Eisens frei, wodurch ein vorteilhafter Oberflächen= zustand erzielt wird, der für die Ausbildung großer grober

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Phosphatkristalle in der ersten Phosphafcierungsstufe besonders geeignet ist.

Die Beizdauer ist nicht kritisch. Die jeweils optimale Dauer ist abhängig von der Art des zu behandelnden Metalls j sie kann jedoch in jedem Pail leicht bestimmt werden. Übermäßig lange Beizzeiten können zu einer Wasserstoff-Ver= sprödung Anlaß geben, deren nachteiliger Einfluß jedoch durch ein Auslagern bei erhöhter Temperatur, beispielsweise durch ein Waschen in heißem Wasser, beseitigt v/erden kann. Palis die Wasserstoff -Versprödung störend ist, beispielsweise bei Materialien mrt hoher Zugfestigkeit, kann es zweckmäßig sein, zunächst zur Eostentfernung eine ätzende Beize und nach einem Waschen kurzzeitig eine saure Beize anzuwenden.

!lach der Säurebehandlung wird .das Werkstück erneut gründlich mit Wasser gewaschen oder gespült. Hierzu kann entweder eine einstufige Wäsche in kaltem Wasser oder gegebenenfalls eine zweistufige Wäsche in kaltem und in heißem Wasser Äurchgeführt werden.

Fach dem Waschen wird das Werkstück der ersten Stufe der Phosphatbehandlung unterzogen, vorzugsweise mit einer Lösung von Man,"anphosphat, die auf der säuregeätzten Metall= oberfläche relativ große Phosphatkristalle ausscheidet.Die Phosphatlösung besteht aus einer Phosphorsäurelösung von primärem Manganphosphat. Es v/ird angenommen, daß die freie Phosphorsäure in der Lösung mit der eisenmetallischen Oberfläche reagiert und die vorhergehende Säureätzung fortsetzt, gemäß folgernder Gleichung:

Pe + 21I₅PO₄ — >].'» (H₂PO₄)₂ + H₂

Der Verbrauch der Säure an d;i- Grcrmflache zwischen ■>■>* iLi und Löaurig verändert vermutlich daa mit den löslichen yi iiuären Irletallphosphaten bestehende 'rleichgewieht derart,.la/ it'!

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primären Metallphosphate (das sind das ilanganphospiiat und das wie vors teilend beschrieben^-gebildete lösliche Eisen phosphat) in die leicht löslichen sekundären Phosphate zerfallen; außerdem verursacht clejr Üäureverbraueh den Zerfall in die unlöslichen tertiären Phosphate Mn~ (PÖ.)₂ und Fe

Y/enn die Reaktionen an der Metalloberfläche ablaufen bilden daher die unlöslichen Phosphate einen Niederschlag, indem Oie an der Metalloberfläche auskristallisieren. Es bildet sich ein Überzug aus, der aus einem Eisen- und Manganphosphat Mischkristall besteht. Es wird darauf hingewiesen, daß die obengenannte Reaktion nur abläuft, solange die Metallober= fläche von freier Säure angegriffen v/ird (d.h. solange wie primäre Phosphate in der Lösung vorhanden sind).Daher endet die Reaktion, wenn die gesamte Säure verbraucht ist, oder wenn die Metalloberfläche vollständig mit einer Niederschlags= schicht überzogen ist.

Der Säuregehalt ist nicht kritisch. Br sollte jedoch nicht zu hoch sein, da daö dazu führen kann, dai3 der Zerfall der primären Phosphate verlangsamt wird, was einen übermäßigen Metallverlust und einen geringfügigen Phoaphatniederschlag ergibt. Andererseits verursacht ein zu niedriger Säuregehalt eine Kristallisation der Phosphate ala Bodensatz der Lösung und ihre Abscheidung als feiner Schlamm.

Die ""auer der älanganphosphatbehandlung ist nicht kritisch. Sie sollte aber nicht übermäßig lang gewählt werden, da sonst ein Zustand erreicht v/ird, b3i dem der fortdauernde¹ Met al !angriff keiue weitere Kristallbildung oder aber eine Verringerung ler freien Porenfläohe zwischen den Phosphatkr it; tall en bewirkt.

Normaler."/« lü-j kann die Phosphatierungsbehandlung etwa

5 iUnuten nachdem die liaaentwicklung beendet ujt unterbrochen

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it t

werden oder auch nach einer Behandlungsgesaintzeit von etwa 1o Minuten. Die Behandlung kann jedoch auch länger dauern, ohne daß dadurch nachteilige Y/irkungen eintreten. Durch Verwendung eines geeigneten Beschleunigers, beispielsweise eines nitrates kann die Phosphat behandlung "beschleunigt werden. In diesen Falle ist es zweckmäßig, der Lösung freies Eisen zuzusetzen, wobei das für die Bildung der Phosphatschicht erforderliche Eisen hauptsächlich aus der Lösung und weniger aus der Werkstückoberfläche erhalten wird,da nur eine unzurei= chend kurze Zeit für die Auflösung nennenswerter Uioenmengen aus der Oberfläche zur Verfügung steht.

Vorzugsweise wird die Lösung während der Phosphatierungs= stufe in Bewegung gehalten, um eine über das gesamte Werkstück gleichmäßige- Überzugs schicht zu gewährleisten.

Die Temperatur beim Phosphatieren ist nicht kritisch. Sie kann allgemein in dem Ber-eich zwischen 66° und 1oo°C liegenj vorzugsweise wird sie unterhalb 77°C gehalten, um einen übermäßigen Metallverlust zu vermeiden.

Anschließend an die erste Stufe des Phosphatierens wird · zweckmäßig das Werkstück erneut einem gründlichem Waschen bzw. Abspülen unterzogen, entweder in einer einstufigen oder in einer zweistufigen Heißwasser-Kaltwasser Wäsche, die aber nicht immer erforderlich ist. Unter Umständen kann es zusätzlich zweckmäßig sein, eine abschließende Spülung mit verdünnter Chromsäure (Konzentration unter 1$) durchzu= führen, wodurch Verunreinigungen der Metalloberfläche beseitigt und die Aufnahmefähigkeit der Oberfläche für die nächste Phosphatieruri,-<sbehandlung verbessert wird.

In dor zv/eIten Phosphatierungsstufe wird das Werkstück mit einer Phosphatlösung behandelt, vorzugsweise mit Zinkphosphat, die, wie bereit dargelept, kleinere Kristalle bildet. In

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dieser zweiten Phosphatierungsstufe laufen Reaktionen ab, die den vorstehend beschriebenen ähnlich sind. Da jedoch die freie Säure zu der Metalloberfläche nur noch einen beschränkten Zutritt hat über die zwischen den Manganphosphatkristallen bestehenden Poren,empfiehlt es sich, vor Behandlung beginn der Lösung freies Eisen hinzuzufügen, beispielsweise in Form von Stahlwolle. Die Eisenzugabe ist insbesondere vorteilhaft, wenn ein Beschleuniger verwendet wird. Das Zinkphosphat bildet wesentlich kleinere Kristalle, die die Poren in der zuvor aufgebrachten Phosphatschicht wirksam schließen. Die Anwesenheit von Eisenphosphat in kolloidaler Form begünstigt die Bildung sehr feiner Zinkphosphatkristalle. Auch hier ist die Dauer und Temperatur nicht kritisch, sie können jedoch mit den in der ersten Phosphatlerungsstufe angewandten Werten etwa übereinstimmen.

Im Anschluß an die zweite Phosphatierungsbehandlung wird das Werkstück gründlich gewaschen bzw«, abgespült, Vorzugs= weise mit kaltem und heißem Wasser, und wird dann getrocknet.

Abschließend wird das behandelte Werkstück mit einem üblichen Abdichtmittel behandelt, um die Absorption von Feuchtigkeit durch den kristallinen Überzug zu vermeiden, die eine Verfärbung der Oberfläche verursachen könnte, und " zur Verbesserung des Aussehens. Mineralöle eind für normale atmosphärische Bedingungen geeignete Dichtungsmittel. Wenn eine Belastung mit hoher Temperatur zu erwarten ist, kann eine Mischung von Aluminiumpulver mit Graphit verwendet werden, die sowohl ein Abdichten als auch Hitzebeständigkeit erreichen läßt.

Aus dem vorhergehenden geht hervor, daß die Bedingungen unter denen das Verfahren nach der Erfindung durchzuführen ist, anpassungsfähig und nicht kritisch sind, und daß die jeweils optimalen Bedingungen, die von der Art des zu

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behandelnden Materials abhängig sind, ohne Schwierigkeiten durch Versuch bestimmt werden können.

Eine Betriebsstätte zur Durchführung der Erfindung ist einfach im Aufbau und enthält grundsätzlich eine Eeihe. von nacheinander angeordneten Behältern, in denen die aufeinander= folgenden Verfahrensstufen durchgeführt werden können, zusammen mit konventionellen Einrichtungen zum Rühren oder sonstigen Bewegen der Bäder und zur Schlammentfernung u.dgl.

Zahlreiche Phosphatlösungen, die zur Durchführung der beiden oder mehrerer Phosphatierungsstufen nach vorliegender Erfindung geeignet sind, sind im Handel erhältlich. Beispiele handelsüblicher Manganphosphat-lösungen sindι "Thermoil Granodine" Nr. 1i2, vertrieben von der Firma Aa?mchem Products Inc., und "Parco lubrite" vertrieben von der Firma Parker & Co.

Beispiele von im Handel erhältlichem Zinkphosphat-Lösungen sind» ^NGranodine" Nr. 313» vertrieben durch die Firma Amchem Products Inc., "Bond-0-Τορ",vertrieben durch die Firma Whitfield Chemical Co. und "Blacklok", vertrieben durch die Firma Klem Chemical Corporation.

Die handelsüblichen Phosphatlösungen können zur Verwendung bei dem Verfahren der Erfindung verdünnt werden.

Eine typische und vollständige Aufeinanderfolge der Verfahrensschritte zur Durchführung der Erfindung sind nachfolgend aufgeführt t

1. Entzundern und/oder Entfetten

2. Kaltwasserbad

3. Heißwasserbad ,

4. Saures Beizen/ Ätzen

5. Kaltwasserbad

6. Heißwasserbad

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7. Manganphosphatbehandlung

8. Wasserbad

9. Waschen in verdünnter Chromsäure

10. Zinkphosphatbehandlung

11. Kaltwasserbad

12. Heißwasserbad
13· Trocknung

H· Dichten

Uirfcer bestimmten Umständen können einige der vorstehend genannten Stufen, mit Ausnahme der Phosphatierungsstufen, entfallen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von AusführungB= beispielen näher erläutert.

Beispiel 1t Ein Probestück aus Flußstahl wurde in einer

ersten Stufe bei einer temperatur von 93⁰C mit der Lösung eines handelsüblichen alkalischen hochwirk= samen Reinigungsmittels behandelt, das unter der Handelsmarke "Distel¹¹ von der Firma Diversey Company vertrieben wird und das eine Konzentration von 113 Gramm Reinigungsmittel auf 4»55 Liter Wasser hatte.

Anschließend an das alkalische Entfetten wurde das Probestück in einem Tank mit kaltem Wasser und nachfolgend in einem Tank mit heißem Wasser gewaschen. Danach wurde das Probestück bei einer Temperatur von 6o°C in einer Lösung, die aus einem Volumenteil handelsüblicher Salzsäure auf zwei Volumenteile Wasser bestand, 1o Minuten lang unter Bewegen gebeizt.

Anschließend an das Beizen wurde das Probestück wieder aufeinanderfolgend einer Wäsche in kaltem und heißem Wasser unterzogen.

Das gebeizte und gewaschene Probestück wurde dann in ein

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Bad eingetaucht, das pro 455 Liter. Wasser 45 Liter einer Lösung von Manganphosphat enthielt, die unter dem Handelsnamen "Thernioil Granodine" Kr₀ 112 von der lirma Amchem Products Inc. vertrieben wird. Dieses Bad wurde auf einer Temperatur von 93 C gehalten und das Probestück darin 1o Minuten lang "behandelt.

Das Probestück wurde dann unmittelbar in ein Bad überführt, das je 4o9 Liter Wasser 16 Liter einer Zinkphophatlösung enthielt, die unter dem Handelsnamen "Granodine" Nr. 313 von der Firma Amchem Products Inc. vertrieben wird. Dieses Bad wurde auf einer Temperatur von 93°C gehalten; die ■ Behandlungsdauer betrug 1o Minuten. Im Anschluß an diese zweite Phosphatbehandlung wurde das Probestück entnommen und erneut in heißem und in kaltem Wasser gespült., Nach einem Trocknen wurde das Probestück mit einem hellen Mineralöl überzogen. -"..·■

Das behandelte Probestück wurde dann in einer Kammer bei. . einer Temperatur im Bereich von.33° bis 36⁰C während. 72 Stunden dem Einfluß des Dampfes einer 5fo Salzlösung ausgesetzt, entsprechend dem ASTM - Test Nr..B 117.

Zum Zwecke des Vergleichs wurden zwei weitere gleichartige Probestücke, von denen eines nur mit Manganphosphat und das andere nur mit Zinkphosphat behandelt worden waren, der gleichen Untersuchung unterzogen. Alle Versuchsstücke wurden in bestimmten Zeitabschnitten geprüft. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tafel zusammengestellt.

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Art der Probe	$ - Anteil der Rostfläche	24 Stunden	31 Stunden	48 Stunden	72 Stunden
Behandelt mit Manganphosphat und mit Zinkphosphat	7 Stunden	Null	Null	Null	Null
Behandelt nur mit Manganphosphat	Null	Kopf: 25$ Fuß: s ehr gering	Kopf:3o$ Fuß: gering	Kopf: 75$ Fuß: 25$	Kopf: 78$ Fuß: 33$
Behandelt nur mit Zinkphosphat	Kopf: Null Fuß: Null	Kopf: 3o$ Fuß: s ehr gering	Kopf: 35$ Fuß: gering	Kopf: 78$ Fuß: 8$	Kopf: 83$ Fuß: 1 3$
Kopf: sehr gering Fuß: Null

CJI CD

-V-

Dia hervorragende Beständigkeit des erfindungsgemäß behandelten Probestückes gegen Rosten im Vergleich, zu den konventionell behandetlten Probestücken ist aus der !Tafel ohne weiteres ersichtlich.

Es sei darauf hingewiesen, daß das Waschen bzw. Abspülen mit Wasser nicht unbedingt durch Eintauchen in einen Tank, sondern auch durch Einsprühen bewerkstelligt werden kann. Es ist nützlich, wenn bei den Wasserbehandlungen die Neutralität des Wassers erhalten bleibt. Beim Waschen durch Eintauchen in einen Tank kann es daher notwendig sein, das in bekannter Weise durch Neutralisierungsmittel zu bewirken.

Das Verfahren nach der Erfindung kann auf die verschiedensten Arten von eisernen Gegenständen angewandt werden ohne irgendeine Beschränkung hinsichtlich Größe und Form. Es ist beispielsweise anwendbar für Muttern,Schrauben,Bolzen, Maschinenteile, Federn, Handwerkszeuge, Rohre, Automobilfceile usw. Teile, die nach dem Verfahren der Erfindung behandelt sind, weisen eine widerstandsfähige Oberfläche auf, die eine gute Haftfähigkeit für einen Anstrich hat, die vor allem hochbeständig ist gegen Beschädigung, Verschleiß und Korrosion und die darüber hinaus als Schmierungs- bzw. Reibungsfläche vorzüglich geeignet ist.

Das Verfahren nach der Erfindung kann auch auf Gegenstände angewandt werden, die sowohl aus Eisen- als auch aus Nicht= eisenmetallen bestehen. Da das Verfahren Nichteisenmetalle unbeeinflußt läßt, erleiden diese bei seiner Durchführung keinerlei Schaden.

Beispiel 2t Probestücke aus Schrauben mit Muttern, die wie

im Beispiel 1 nach dem Verfahren der Erfindung _: behandelt worden waren, wurden in ein Bad mit kochendem

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Salzwasser eingetaucht. Zum Zwecke des Vergleiches wurden weitere gleichartige Probestücke aus Schrauben mit Muttern, die entweder galvanisiert, oder zinkplattiert, oder mit einer Manganphosphatschicht oder mit einer Zinkphosphatschicht überzogen worden waren, ebenso in das Salzwassörbad eingetaucht. Die Schrauben mit Muttern wurden nach 5oo Stunden aus dem Bad entnommen. Während die Vergleichs= proben vollständig korrodiert waren und die Muttern von Hand nicht entfernt werden konnten, zeigten die erfindungs= gemäß behandelten Probestücke keinerlei Anzeichen von Korrosion, sondern lediglich einen leichten weißlichen Niederschlag auf der Oberfläche^ die Muttern konnten mit den Fingern leicht von den Schrauben abgedreht werden.

Beispiel 3* Probestücke aus Schrauben mit Muttern, die wie

im Beispiel 2 mit verschiedenen Überzügen versehen waren₍wurden einem Sprühtest mit Salzwasser (Beispiel 1) für eine Zeitdauer von 2ooo Stunden ausgesetzt. Danach wurden die Proben entnommen und nach 5oo Stunden, looo Stunden und 2oao Stunden einer Prüfung unterzogen.

Die nur mit Manganphosphat und ebenso die nur mit Zink= phosphat behandelten Schrauben mit Muttern waren nach 5oo Stunden vollständig korrodiert und konnten nicht gelockert werden. Bei den galvanisierten und den zinkplat= tierten Schrauben konnten die Muttern nur mit großen Schwierig= keiten von Hand entfernt werden» Dagegen waren bei den erfindungsgemäß behandelten Proben die Muttern ebenso leicht zu entfernen, wie das vor dem Besprühen mit Salzwasser möglich war.

Nach 1ooo Stunden konnten die galvanisierten und die zinkplattierten Schraubenmuttern nur mit einem Schrauben= schlüssel unter erheblicher Kraftanwendung gedreht werden.

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Bei den erf indtmgs gemäß "behandelten Schrauben dagegen waren die Muttern von Hand frei "bewegbar.

Uach 2ooo Stunden waren sowohl die galvanisierten, als auch die zinkplattierten Probestücke stark verrostet, während die erfindungsgemäß behandelten Probestücke sich nicht verändert hatten und ihre Muttern noch immer leicht von Hand zu bewegen waren.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Vermeidung von Korrosion und zum Rostschutz von Eisenmetallen und -legierungen und daraus hergestellten G-egenständen durch Behandlung mit Metallphosphat, dadurch gekennzeichnet, daß das Haterial in getrennten Stufen mit mindestens zwei unterschiedlichen Metallphosphat-Lösungen behandelt wird»

Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekenn= zeichnet, daß das in dex* ersten Stufe benutzte Metallphosphat zur Ausscheidung relativ großer Phosphat= kristalle geeignet ist, und daß das in der bzw,, den nachfolgenden Stufen benutzte Metallphosphat zur Ausscheidung von Phosphatkristallen geeignet ist, die ner sind als die in der ersten Stufe ausgefällten Kristalle.

Verfahren nach Anspruch 1 oder. 2, dadurch gekennzeichnet , daß das in der ersten Stufe verwendete Metallphosphat Manganphosphat ist und daß das in der zweiten Stufe verwendete Metallphosphat Zinkphosphat ist.

4· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daiS das su behandelnde Material bei Beginn der Behandlung einer Reinigung unterzogen wird.

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Al-

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η = ze ichnet , daß die Reinigungebehandlung aus einem oder mehreren Schritten "besteht, -wie einem Strahlreinigen, Entfetten und/oder Spülen,

Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß das zu behandelnde Material vor der,ernten Phosphatierungs= behandlung einer Beizbehandlung unterzogen wird, die aus einem kaustischen und/oder einem sauren Beizen besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet , daß das zu behandelnde Material in Salzsäure gebeizt wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Beizen in einem Temperaturbereich von 5o° bis 65⁰O, vorzugsweise bei etwa 6o°C durchgeführt wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das zu behandelnde Material nach dem Beizen mit Wasser abgespült wird.

1o. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet ,daß die Phosphatierungs stufe in einem !Temperaturbereich von bis 1oo°0, vorzugsweise unter 77⁰C durchgeführt wird.

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11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 1o, dadurch gekennze ichnet, daß die Phosphatierungsstufen während einer Zeitdauer von mindestens 1o Minuten durchgeführt warden.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 11, dadurch gekennze ichnet, daß die Phosphatierungsbehandlung durch Zugabe eines Nitrats zu der Phosphatlösung beschleunigt wird.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspruch

1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphatlösung vor oder während der Phosphatierungsbehandlung freies Eisen zugesetzt wird, beispielsweise in Form von Stahlwolle.

14· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphatlösung während der Durchführung des Verfahrens in Bewegung gehalten wird.

15· Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 14» dadurch gekennzeichnet, daß das Material zwischen den Phosphatierungsstufen mit Wasser und wahlweise mit verdünnter Salzsäure abgespült wird.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 15» dadurch.gekennzeichnet, daß das Material im Anschluß an die letzte Phosphatie= rungsbehandlung mit Wasser gespült und dann getrocknet wird..

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17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 16» dadurch gekennzeichnet, daß das "behandelte Material abgedichtet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17» dadurch gekenn= zeichnet, daß die Abdichtmasse aus einem Mineralöl oder aus einer Mischung von,Aluminiumpulver und Graphit besteht.

19. Verfahren zur Vermeidung von Korrosion und zum Rostschutz von Eisenmateriallen oder -legierungen oder von daraus hergestellten .Gegenständen durch Behandeln mit Metall= phosphat, d adurch gekennzeichnet, daß das Material in aufeinanderfolgenden Schritten einem Entzundern und/oder Entfetten, einem Abspülen.mit

V/asser, einem Beizen in Säure, einem Abspulen mit Wasser, einer Behandlung mit einer Manganphosphatlösung, einem Abspülen mit ?/asser, einer Behandlung mit einer Zink= phosphatlösung, einem Abspulen mit Wasser, einer Trocknung und schließlich einem Abdichten mit einem Mineralöl oder mit einer Mischung aus. Aluminiumpulver und Graphit unterzogen wird.

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