DE2249294B2 - Verfahren zum aufbringen eines elektrisch isolierenden ueberzugs auf elektrostahlblech durch behandeln mit einer chromat und phosphat enthaltenden loesung - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- bedingen. r..„„,-_ce„u„„ _D * . u ·, zeichnet, daß das Blech mit einer ein Polymerisat Bekannt ist aus der französischen Patentschrift oder Copolymerisat von Vinylacetat, ein Polymeri- ₂o 10 63 872 auch bereits ein Überzugsmittel fur Eisen, sat oder Copolymerisat von Acrylsäure, ein Buta- Zink und Aluminium aus ZnCrO₄ einem Harz, einem dien-Styren-Copolymerisat, einen Polyvinylalko- Lösungsmittel fur das Harz und einem Phosphat, hol, ein Polyacrylamid, ein Polyvinyläther-Malein- beispielsweise (NH₄J₂HPO₁ Dieses Überzugsmittel säure-Copolymerisat oder eine Polyhydroxyäthyl- findet als Rostschutz und Grundierung fur weitere cellulose einzeln oder nebeneinander enthaltenden *₅ Überzüge Verwendung. Ein ebenfalls gegen Korrosion Lösung behandelt wird. schützendes Grundiermittel auf Basis Zmkchromat,

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Polyvinylbutyral und Phosphorsaure ist aus Ind. gekennzeichnet, daß das Blech mit einer Lösung Vernice6, 244/45 November 1952 bekannt. Des behandelt wird, die zusätzlich Nichtleiter bildende weiteren wird in der US-Patentschrift 35 32 611 ein Oxide enthäh. 3° Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsbeständig-

keit von Metallen durch eine Oberflächenbehandlung

mit Kunstharzemulsionen, Chromat- und Phosphat-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum lösungen beschrieben. Durch die spezielle Zusammen-

Aufbringen eines elektrisch isolierenden Übemigs auf Setzung einer solchen Lösung, insbesondere die Ver-

zu stanzendes und bei 400 bis 600⁰C zu bläuendes 35 wendung eines modifizierten synthetischen Gummis,

Elektrostahlblech durch Behandeln mit einer Chromat soll ein Überzugsmittel geschaffen werden, das eine

und Phosphat enthaltenden wäßrigen Lösung. bessere Bindung für Ornament-, Schutz- oder Deck-

Mit dem ständig steigenden Absatz von Kühl- schichten, wie beispielsweise Farbanstriche, besitzt, schränken steigt auch der Bedarf an Motoren für die Schließlich werden auch in den US-Patentschriften hermetisch abgeschlossenen Kühlaggregate. Da der 40 32 48 350 und 25 25 107 synthetische Harze enthal-Motor der Kühimittelatmosphäre ausgesetzt ist, muß tende Phosphatüberzüge bzw. Phosphatierungslösunsein aus Blechen bestehender Kern eine hinreichende gen beschrieben, die sich zur Verbesserung des Korro-Beständigkeit gegenüber dem Kühlmittel besitzen. In sionsschutzes metallischer Oberflächen eignen. Im diesem Zusammenhang ist die Beständigkeit des Über- einzelnen kommt dabei nach der erstgenannten US-zugs gegenüber Freon von besonderer Bedeutung, 45 Patentschrift eine Polyphosphorsäure und nach der wenn die Stanzkante unverändert bleibt und sich Rost zweitgenannten US-Patentschrift eine Chromat entbildet, der sich ablöst und von dem Freon mitgetragen haltende alkoholische Lösung zur Verwendung, die in wird, so daß Gefahr für die Arbeit des Ausdehnungs- beiden Fällen getrocknet wird,
ventils besteht. Andererseits wirkt das Eisen an der Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das freiliegenden Oberfläche als Katalysator bei der Zer- 50 Bläuverhalten der bekannten Phosphat-Chromat-Übersetzung des Freons, weswegen die Kanten üblicher- züge zu verbessern und insbesondere ein bei einem weise gebläut werden. kunststofffreien Überzug auftretendes und die elek-

Beim Bläuen wird Wasserdampf mit einer Tempe- taschen Eigenschaften beeinträchtigendes Kleben zu

ratur von 400 bis 600⁰C entweder während des Ab- vermeiden. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin,

kühlens nach einem Spannungsfreiglühen bei 700 bis 55 daß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art

800⁰C in einer Atmosphäre aus Stickstoff bzw. Stick- das Blech mit einer Lösung aus Chromsäureanhydrid

stoff-Wasserstoff oder ohne vorheriges Glühen in und/oder Chromat und/oder Bichromat, 0,05 bis

einer Atmosphäre aus Stickstoff, Exogas oder Luft 5 Gew.-Teilen Phosphorsäure oder Phosphat und 0,3

auf die zu behandelnden Zonen geblasen. bis 30 Gew.-Teilen Kunstharz jeweils je 10 Gew.-

Die vom Bläuen herrührende Oxidschicht muß 60 Teilen Chrom behandelt und bei 200 bis 700⁰C ge-

nicht nur eine ausgezeichnete Beschaffenheit besitzen, brannt wird, wobei das Chromat, Bichromat und

sondern es darf auch infolge Klebens bzw. eines Phosphat in Form von Zink-, Magnesium-, Calcium-

Haftens der Bleche aneinander keine Beeinträchtigung und Aluminiumverbindungen in die Lösung eingeführt

der magnetischen Eigenschaften stattfinden. Außer- wird.

dem muß der Überzug gut an der Blechoberfläche 65 Bei den Mengenangaben wird formal auf den Gehalt

haften, ohne daß die Gefahr eines Abblätterns oder an Chrom in den jeweiligen Verbindungen Bezug

Abriebs besteht. Es ist bekannt, einen anorganischen genommen.

Phosphat-Chromat-Überzug zu verwenden, der eine Die Erfindung basiert auf der Feststellung, daß ein

aus einer ein Kunstharz enthaltenden Chromat-Lösung einer Verbesserung der Isolation nach dem Spannungs-

hergestellter Überzug zwar ein ausgezeichnetes Haft- freigluhen oder Bläuen; außerdem werden die Ein-

vermögen beim Glühen in neutraler oder reduzierender brennbedingungen verbessert. Weiterhin kann die

Atmosphäre, beispielsweise in Stickstoff oder Stick- Gefahr einer Schädigung des Kunstharzes verringert

stoff/Wasserstoff besitzt, jedoch die magnetischen 5 werden durch die Zugabe von Oxiden, Hydroxiden

Eigenschaften infolge Klebens beim Bläuen in oxy- oder Carbonaten zweiwertiger Metalle bis zu deren

dierender Atmosphäre beeinträchtigt werden, obgleich Löslichkeitsgrenze zu einer Chromsäure, Chromat

das Haftvermögen des Überzugs ausgezeichnet ist. und Bichromat enthaltenden Lösung vor dem Harz-

Bei der Untersuchung des Bläuverhaltens wurde zusatz, so daß Schwierigkeiten, die sich beim Aufnun festgestellt, daß sich auch das Kleben verhindern 10 tragen infolge einer Zerstörung bzw. Zersetzung des läßt, wenn die ein organisches Harz enthaltende Kunstharzes ergeben könnten, vermieden werden und Chromat-Lösung eine geringe Menge Phosphorsäure das Auftragen über lange Zeiträume ohne Schwierigoder ein Phosphat enthält keiten vonstatten geht.

Des weiteren wurde festgestellt, daß die Beein- Die erfindungsgemäße Lösung läßt sich aufsprühen

trächtigung der magnetischen Eigenschaften durch ein 15 oder aufwalzen. Die Einbrenntemperatur beträgt 200

Kleben als Folge einer Dickenschwankung geringer ist bis 700⁰C, da sich die Einbrennzeiten unter 200⁰C

als bei herkömmlichen Phosphat-Chromat-Uberzügen. zu sehr verlängern und die Bearbeitbarkeit beeinträch-

Beispielsweise werden die magnetischen Eigenschaften tigt wird, während sich über 700⁰C auf dem Überzug

nicht beeinträchtigt, wenn der Überzug eine spezifische ein Belag ergibt und sich leicht ein Abrieb bildet.

Menge von 1,5 g/m* unterschreitet, und das Haftungs- ao Die Menge des Auftrags beträgt vorzugsweise 0,5

vermögen des Überzugs ist selbst dann noch gut, bis 10 g/m². Schließlich kann die Lösung durch ein

d.h., es zeigt sich kein Abschälen und kein Abrieb, Abkühlen unter 20⁰C noch mehr stabilisiert werden,

wenn der Auftrag 2 g/m* übersteigt. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Aus-

Obgleich der Überzug ein Kunstharz enthält, be- führungsbeispielen des näheren erläutert,

wirkt dieses im Gegensatz zur bisherigen Auffassung 25 ...

sine Verbesserung des Haftvermögens nach dem Beispiel 1

Bläuen. Außerdem wurde festgestellt, daß der Überzug Ein Band mit einer Länge von 980 mm und einer

von Freon nicht angegriffen bzw. aufgelöst wird und Dicke von 0,5 mm aus einem Elektroblechstahl mit

daß es zu keinen Anlagerungen von Freon kommt, so 1,0% Silicium wurde mit einer Lösung A unter Ver-

da3 der Überzug insgesamt eine bessere Freonbestän- 30 Wendung einer Gummiwalze in einer Menge von

digkeit besitzt als die bisherigen Überzüge. 1,0 g/m² und 2,3 g/m² beschichtet und 30 s. bei 500⁰C

Obgleich der erfindungsgemäße Überzug zur Ver- gebrannt,

besserung des Stanzverhaltens ein Kunstharz enthält, _{Die Lö bestand aus}

besitzt er auch nach dem Blauen noch ein ausgezeich- _1Oq q_cw j Wasser

netes Haftvermögen, das unerläßlich für eine Ver- 35 lOGew^ Zinkbichromat,

Wendung in einem Kuhlaggregat .st. Außerdem schält _{χ Gew} __{T primäres} Magnesiumphosphat,

sich der Überzug nicht ab, fallt kein Abneb an und _{5 Gew} __{T A}crylsäure-Harz in 50%iger Lösung, werden die magnetischen Eigenschaften bei guter

Freonbeständigkeit nicht durch ein Kleben beein- Das beschichtete Band wurde anschließend zum trächtigt. Aus diesem Grunde eignet sich der Überzug 4° Herstellen von Kernblechen für einen Kühlaggregatvorzüglich für Bleche zum Herstellen von Kernen, die Motor gestanzt, wobei sich ein Innendurchmesser von in Motoren für Kühlaggregate verwendet werden. 70 mm und ein Außendurchmesser von 120 mm ergab.

Als Kunstharz eignen sich emulgierfähige Harze, Die Kernbleche wurden gestapelt, geschweißt, mit

wie Polymerisate oder Copolymerisate von Vinyl- Trichloräthylen gebeizt und durch einstündiges Be-

acetat, Polymerisate oder Copolymerisate von Acryl- 45 blasen mit Wasserdampf bei 55O°C in Luft gebläut,

säure, Butadien-Styren-Copolymerisate sowie wasser- _R . . , ₀

lösliche Harze, wie Polyvinylalkohole, Polyacryl- Beispiel/

amide, Polyvinyläther-Maleinsäure-Copolymerisate Ein Stahlband wie nach Beispiel 1 wurde in ähn-

und Polyhydroxyäthylcellulose. licher Weise durch Auftragen einer Lösung B in einer

Die obenerwähnten Mengen für Phosphorsäure 50 Menge von 0,9 und 2,4 g/m² beschichtet. Die Lösung B und/oder Phosphat müssen eingehalten werden, da war wie folgt zusammengesetzt:
ein Anteil unter 0,05 T. ohne Einfluß auf die Vermeidung eines Haftens bleibt und über 5 T. das Haft- 100 Gew.-T. Wasser,
vermögen des Überzugs beeinträchtigen. 10 Gew.-T. Zinkbichromat,

Der Anteil an Kunstharz beträgt 0,3 bis 30T. je 55 .5GeW₁-T. Acrylsäure-Harz in 50 %iger Lösung.

10 T. Chrom. Unter 0,3 T. Kunstharz ergeben keine „ . 13

Verbesserung des Stanzverhaltens, während bei über e 1 s ρ 1 e

30 T. nach dem Bläuen Kohlenstoff zurückbleibt, der Ein Band wie nach Beispiel 1 wurde mit einer

einen störenden Abrieb ergibt. Lösung C in einer Menge von 1,1 und 2,3 g/m² be-

Die erfindungsgemäße Lösung kann zusätzlich noch 6° schichtet und 60 Sekunden bei 600⁰C gebrannt. Die

0,5 bis 1OT. Oxide je 1OT. Chrom enthalten, die in Lösung C bestand aus:

der Lage sind, nichtleitende Verbindungen, wie Bor- 200 Gew -T Wasser

säureanhydrid, kolloidale Kieselsäure, kolloidales Alu- IQ q_cw _χ, zinkbichromat,

miniumoxid und Titanoxid zu bilden. Statt dessen oder _{30 Gew};._T| primäres Magnesiumphosphat,
zusätzlich kann die Lösung auch je 10 T. Chrom noch 65

0,2 bis 3 T. Reduktionsmittel, wie Polyalkohole, Das Bläuverhalten und die anderen technologischen

Amine und Carbonsäuren, enthalten. Eigenschaften der Überzüge aus den Lösungen A bis C

Ein Zusatz der vorerwähnten Substanzen führt zu sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.

	Tabelle	Beispiel 1	22 49	2,3	294	2,4	6	Beispiel 3	2,3
5
		305,5		200,0		1,1	115,0
		92,0	Beispiel 2	123,5			55,0
Widerstand (Ω cm"1)	Überzugsmenge (g/m·)	162,0		180,0		62,0	82,0
max.	1,0	<10	0,9	<10		12,5	50
min.		0		0		38,0	2
mittl.	92,0		121,0			30
Haftvermögen (mm)	33,0	0	25,0	35,0		1	abge
Korrosionsbeständigkeit	58,4		101,0				blättert
Gebläut	<10	0	<10	0		40,0	X
Magnetische	0		0
Eigenschaften (%)						2
Haftvermögen	0,8	0,2	65,0	0,1			0,2
Freonbeständigkeit nach		—		—			—
dem Blasen	0	.	0			0,2
Gewichtsverlust (mg//m)						—
B'äsen
Änderung des Aussehens	0,1	45,5	0,2	80,1			75,3
Glühen in N2, 75O°C, 2 h	—	15,8	—	30,0			45,0
Beständigkeit		38,0		40,2		60,0	58,0
max.		0		0		18,0	X
min.					35,0
mittl.	33,0	35,5		0
Haftvermögen	21,0	21,C
	25,8	32,0
	0	0

Bei den Daten der vorstehenden Tabelle wurde der Widerstand nach einem Verfahren der japanischen Industrienorm, das Haftvermögen durch einen Faltversuch bei 180°C in Form des geringsten Dorndurchmessers, die Korrosionsbeständigkeit durch einen sechsstündigen Salzsprühtest mit folgender Wertung bestimmt:

0 kein Rost,

2 fleckenförmig gerostet,
X total verrostet.

Das Bläuen geschah durch einstündiges Aufblasen von Wasserdampf mit einer Temperatur von 55O⁰C in Luft. Die Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften ist als Meßwertdifferenz vor und nach dem Versuch angegeben, während das Haftvermögen nach dem Bläuen oder Glühen durch einen Abechälversuch mittels Zellophanband nach der folgenden Wertung bestimmt wurde:

0 kein Abschälen,

1 ·/, Abschälen,

2 fleckenfönniges Abschälen,
X totales Abschälen.

Die Freonbeständigkeit wurde mittels Freon in einem einwöchigen Versuch bei 160⁰C bestimmt.

Claims (1)

1. ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Freon besitzt Patentansprüche: _{Da es} jedoch keinen für das Bläuen geeigneten Über·

   400 bis 600⁰C zu bläuendes Elektrostahlblech 5 werden.

   mat und/oder Bichromat, 0*05 bis 5 Gew.-Teilen xo abblättert wenn.^«^erzugsmenge 2 !g/m· uber-

   Phosphorsäure oder Phosphat und 0,3 bis 30 Gew.- steigt. Andererseits neigt der Überzug zum Kleben

   Teile!, Kunstharz jeweils je 10 Gew.-Teilen Chrom und beeinträchtigt ^wa^to^E^nsctot^

   behandelt und bei 200 bis 700⁰C gebrannt wird, wenn die Überzugsmenge unter 15 g/m« liegt. Ein

   w?bd da. Somat, Bichromat und Phosphat in weiterer Nachteil des bekannten Überzugs besteht

   Form von Zink-, Magnesium-, Calcium-und Alu- i₅ darin, daß anorganische Überzuge ein schlechteres

   miniumverbindungen in die Lösung eingeführt Stanzverhalten besitzen und demzufolge geringere

   _wird ⁶ ο=. Werkzeugstandzeiten sowie ein häufiges Polieren