DE2343998A1 - Mischungen und verfahren zum herstellen von deckschichten bzw. schutzueberzuegen aus chrom auf zink- oder cadmiumoberflaechen - Google Patents
Mischungen und verfahren zum herstellen von deckschichten bzw. schutzueberzuegen aus chrom auf zink- oder cadmiumoberflaechenInfo
- Publication number
- DE2343998A1 DE2343998A1 DE19732343998 DE2343998A DE2343998A1 DE 2343998 A1 DE2343998 A1 DE 2343998A1 DE 19732343998 DE19732343998 DE 19732343998 DE 2343998 A DE2343998 A DE 2343998A DE 2343998 A1 DE2343998 A1 DE 2343998A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ions
- chromium
- zinc
- per liter
- mixture according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- 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
- C23C22/34—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 containing fluorides or complex fluorides
- C23C22/37—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 containing fluorides or complex fluorides containing also hexavalent chromium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2222/00—Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
- C23C2222/10—Use of solutions containing trivalent chromium but free of hexavalent chromium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
FreiligrathstraBe 19 n.,. . _ B r, β β ι, - Eisenacher StraBe 17
Postfach140 ülpl -lüg. R. M. Bahr Pat.-Anw. Better
Pat-Anw.Iterniwmi-Trenlepohl Dipl.-Phy«. Eduard ΒβίΖίβΓ Fernsprecher: 36 3011
* 'slow Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl ^3013
Telegrammanschrift: Telegrammanschrift·.
Bahrpatente Harne PATENTANWÄLTE BabetzpatMünchen
Telex 08 229 853 Telex5215360
Γ ~l Bankkonten:
Bayerische Vereinsbank München 952 Dresdner Bank AQ Kerne 7-520 499
Postscheckkonto Dortmund 558 68-467
Ref.: MO 4361 Dr.La/hr
in der Antwort bitte angeben
Zuschrift bitte nach:
München Abholfach
DOMINION FOUNDRIES AND STEEL, LIMITED
1330 Burlington Street
Mischungen und Verfahren zum Herstellen von Deckschichten bzw. Schutzüberzügen aus Chrom auf Zink- oder Cadmiumoberflächen
Die Erfindung betrifft Mischungen und ein Verfahren zum Herstellen von Deckschichten bzw. Schutzüberzügen aus
Chrom auf Zink- oder Cadmiumoberflachen, wobei eine wässrige
Mischung verwendet wird, die Chrom-, Perchlorat- und Fluoridionen enthält und wobei das Chromion das einzige vorhandene
Metallion ist, bevor die Mischung auf die Oberfläche aufgebracht wird. Die Vorrichtung, durch die die Mischung auf
einen Streifen aufgebracht wird, der sich durch die Auf-
" - 2 409810/1116
bringungsvorrichtung bewegt, enthält eine Anordnung zum
Spülen bzvr. Abwaschen der Oberfläche, falls der Streifen über einen längeren Zeitraum in der Aufbringungsvorrichtung
stehenbleibt als vorgesehen.
Es ist bekannt, daß auf dem Gebiete der Auftragung von Schutzüberzügen aus Zink und Cadmium auf ein Substrat wie
beispielsweise einem Streifen oder einem Gegenstand aus Stahl, der gegen Korrosion geschützt werden soll,
Schwierigkeiten bestehen. Der Schutzüberzug aus Zink oder Cadmium selbst korrodiert nach einiger Zeit und es bildet
sich ein weißer oder weißlicher Niederschlag, der-im allgemeinen als "Aufbewahrungsrost" oder "Weißrost" bezeichnet
wird. Aus diesen Gründen wird ein dünner Schutzüberzug auf die Zink- oder Cadmiumoberflachen aufgetragen, der normalerweise
aus einer Chromverbindung oder aus Chromverbindungen besteht und der als die sogenannte "Deckschicht" bezeichnet
wird.
Die Deckschicht wird normalerweise gebildet durch Auftragung einer geeigneten wässrigen chromenthaltenden
Lösung auf die Zink- oder Cadmiumoberflache, wobei die
Lösung mit der Oberfläche reagiert und einen dünnen gelartigen Film von komplexen Chromaten bildet. Der Film ist
im wesentlichen nicht porös gegenüber Feuchtigkeit und ist ebenfalls nicht kristallin, so daß er eine gute Anstrichsbindung ohne Absorption des Anstrichs auf der Oberfläche ermöglicht.
Beispiele von Verfahren zum Herstellen solcher Überzüge sind in dem US-Patent No. 3 457 124 beschrieben.
Die dort angegebene Lösung enthält spezifisierte Mengen an Natriumdiachromat, Chromsäure, Sulfamidsäure, Ammoniumsulfat,
Borsäure, Natriumsilicofluorid und Salpetersäure.
O 9 8 1 O / 1 1 11S
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine neue Mischung zu schaffen, die für die Herstellung von Schutzüberzügen
bzw. Deckschichten auf Cadmium oder Zink verwendet werden können sowie ein neues Verfahren zur Herstellung dieser
Mischungen.
Die Mischungen nach der Erfindung zum Herstellen eines Chromat-Schutzüberzuges auf Zink oder Cadmium bestehen aus
einer wässrigen Lösung, die einen pH-Wert von weniger als 1,15 besitzt und Chromionen, Perchlorationen und Fluoridionen
enthält, wobei das Chromion das einzige vorhandene Metallion ist (abgesehen von den normalerweise vorhandenen
Verunreinigungen, wenn Materialien von technischem Reinheitsgrad verwendet werden).
Der pH-Wert der Lösung kann im Bereich von 1,15 bis 0,85 und vorzugsweise im Bereich von 1,0 bis 0,9 liegen. Das Chromion
kann in einer Menge von 5 bis 15 g je Liter vorliegen
(dies entspricht einer Zugabe von 10 bis 150 g wasserfreiem
Chromtrioxid je Liter der Lösung) und vorzugsweise in einer Menge von 7,5 bis 13 g je Liter. Das Perchloration kann in
einer Menge von 0,4 bis 0,85 g je Liter vorliegen. Dies entspricht einer Zugabe von 0,25 bis 0,5 ml 60 %iger Perchlorsäure
je Liter der Lösung.. Das Fluoridion kann in einer Menge von 0,1 bis 0,30 g je Liter vorliegen. Dies entspricht
einer Zugabe von etwa 0,1 bis 0,26 ml 48 öliger Flußsäure je
Liter der Lösung und vorzugsweise in einer Menge von 0,15
bis 0,27 g je Liter.
10/1116
Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird eine Mischung der oben angegebenen Art über einen Zeitraum von 1 bis 10
Sekunden und bei einer Temperatur von 51 bis 93°C auf einer Zink- oder Cadmiumoberflache aufgetragen.
Die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung und die Verwendung der erfindungsgemäßen Mischungen werden anhand
der in der beiliegenden Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Vorrichtung im einzelnen erläutert.
Auf die Oberflächen des galvanisierten Stahlstreifens -soll entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung ein
Schutzüberzug aus Chrom aufgetragen werden. Der Streifen wird mittels der Rollen bzw. Walzen 11 durch eine Flüssigkeits-Auf
traguiigsvo rrichtung 12 durchgeführt und wird dann mittels 'einem Paar Greif- oder Druckrollen 13 zu den
weiteren Stufen der Behandlungsvorrichtung geführt, in denen der Streifen getrocknet und aufgerollt wird. Die Art
und die Anordnung dieser weiteren Stufen ist der Fachwelt bekannt und wird hier nicht weiter im einzelnen beschrieben.
Eine wässrige Lösung mit der Mischung nach der Erfindung wird in einem Behälter 14 aufbewahrt und durch die Pumpe 15, dem
Ventil 16, der Leitung 17, dem automatisch gesteuerten Ventil 18 und der Kopf vorrichtung 19 zu zwei Sprühdüsen 20 geführt,
die oberhalb und unterhalb des Stahlstreifens 10 angeordnet sind und die Flüssigkeit direkt auf die Oberflächen
desselben aufsprühen. Von dem Stahlstreifen ablaufende überschüssige Flüssigkeit wird in dem Auffangbehälter
21 gesammelt und zu dem Behälter 14 durch das automatisch gesteuerte Ventil 22, dem Ventil 23 und der
Leitung 24 zurückgeführt.
409810/1116
Ein zweiter Behälter 25, der sich auf einem höheren Niveau
befindet als der Behälter 14, enthält Spülwasser, das bei Bedarf durch die Pumpe 26, der Leitung 27 und dem automatisch
gesteuerten Ventil 28 zu den Sprühdüsen 20 geleitet wird. Wie bei der den Überzug bildenden Mischung wird die Spülflüssigkeit,
die von dem Stahlstreifen abtropft, £n dem Auffangbehälter 21 gesammelt und durch ein automatisch gesteuertes
Ventil 29, ein Ventil 30 und der Leitung 31 zu dem Behälter 25 zurückgeführt. Der Behälter 14 wird erhitzt
und auf der erforderlichaierhöhten Temperatur gehalten. Die
Behälter 14 und 25 sind mittels einer Leitung 32 oder einem Ventil 33 verbunden, um den Inhalt des Behälters 25 falls
erforderlich als Auffrischwasser für die Flüssigkeit des Behälters 14 zu verwenden. Der Inhalt des Behälters 25,
dessen Temperatur ebenfalls eingestellt werden kann falls erforderlich, kann mit entmineralisiertem Wasser durch die
Leitung 34 und dem darin befindlichen Ventil 35 aufgefüllt werden.
Bei dem Betrieb der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung
wird der Streifen von der hier nicht dargestellten Zuführung abgerollt und mit einer konstanten Geschwindigkeit
durch die Vorrichtung geführt, in der er mit der Flüssigkeit aus dem Behälter 14 besprüht wird. Überschüssige
Flüssigkeit wird von dem Stahlstreifen entfernt und eine gewisse Kontrolle und Steuerung der Dicke der so entstehenden
Deckschicht bzw. des so hergestellten Schutzüberzuges wird durch die Druckrollen 13 erreicht, die miteinander
in Kontakt gepresst werden in einem vorbestimmten Druck mittels des mit Luft betriebenen Motors 36. Die
RMergeschwindigkeit des Stählstreifens und die Entfernung zwischen den Düsen 20 und den Walzen 13 wird so eingestellt,
- 6 409810/1 1 1S
23A3998
daß die erwünschte wirksame Eintauchzeit des Stahlstreifens in der Flüssigkeit erhalten wird. Diese beträgt vorzugsweise
1 bis 10 Sekunden.
Ein geeigneter Detektor 37, der mit den Walzen bzw. Rollen 13 gekoppelt ist, bestimmt die Geschwindigkeit des sich
durch die Vorrichtung 12 bewegenden Stahlstreifens. Das Detektorkontrollrelais 38 reguliert und steuert den Betrieb
der Ventile 18, 22, 28 und 29 und der Pumpen 15 und 26. Unter normalen Betriebsbedingungen arbeitet das Relais 38 so, daß
es die Ventile 18 und 22 offenhält, die Ventile 28 und 29 verschlossen hält, die Pumpe 15 voll im Betrieb und die
Pumpe 26 außer Betrieb hält oder im Leerlauf hält mit dem durch ein Rückschlagventil 39 entspannten Druck. Auf den
Detektor 37, der wahrnimmt, daß die Geschwindigkeit des Stahlstreifens unter einen vorbestimmten Wert abgefallen ist,
wirkt das Relais 38 so ein, daß die Ventile 18 und 22 verschlossen und die Pumpe 15 gestoppt werden, wodurch die Zufuhr
der Flüssigkeit vom Behälter 14 abgesperrt wird. Nach einer kurzen variierbaren Zeitperiode werden die Ventile
28 und 29 geöffnet unä die Pumpe 26 arbeitet so, daß Spülwasser zu den Düsen 20 zugeführt wird und die Flüssigkeit
vom Stahlstreifen abspült. Dadurch wird verhindert, daß Teile das Streifens übermässig den Einwirkungen der Flüssigkeit
ausgesetzt werden, wodurch dieser in nachteiliger Weise beeinflußt wird aufgrund einer Entfärbung. Ein normaler Betrieb
wird wieder aufgenommen, wenn sich der Streifen wieder über der Mindestgeschwindigkeit bewegt. Die Länge
der oben angegebenen Periode ist so eingestellt, daß ein normales kurzes Abstoppen des Bandes ermöglicht wird ohne
daß die Spülvorrichtung in Betrieb gesetzt wird.
— 7 —
409810/11 16
Die Kontrolle und die Steuerung des Druckes, der von den
Rollen 13 auf den Streifen ausgeübt wird, ist wesentlich, um die erwünschten Ergebnisse und Eigenschaften zu erreichen. Es
konnte festgestellt werden, daß die Rollen beim Betrieb der Vorrichtung relativ oft ausgewechselt werden müssen, da sich
diese abnutzen. Dadurch verändert sich das Gewicht der. Rollen und somit auch die Druckkontrolleigenschaften. Die
Rollen müssen wieder zu dem erforderlichen Profil aufgearbeitet werden. Diese Nachteile werden durch das Verfahren
der Erfindung dadurch verhindert, daß die Druckmotoren 36
doppelt wirkende Zylinder sind, wobei die oberen und die unte-ren Teile der Zylinder unabhängig mit kompremierter
Luft aus den Leitungen 40 und 41, die die Ventile 42 und enthalten, versorgt werden. Wenn auf diese Weise ein neuer
Satz Walzen eingesetzt worden ist, wird Luft aus der Leitung 40 dem unteren Teil des Zylinders zugeführt bis das Gewicht,
der oberen Walzen gerade voll getragen wird. Der erforderliche Luftdruck wird dann in dem oberen Teil des Zylinders hergestellt
und bestimmt die Zusammendrückwirkung der Walzen und zwar unabhängig von ihrem Gewicht.
Wie bereits oben erwähnt wurde, sind verschiedene Versuche
gemacht worden, auf einer Zink- oder Cadmiumoberflache eine Deckschicht oder einen Passivierungsfilm aus Chrom
aufzubringen, um einen Schutz gegen Weißrost oder Lagerrost zu erhalten. Es konnte auch festgestellt werden, daß
solche Filme oder Überzüge die Anstrichs-fähigkeit dieser Oberflächen verbessern. Die genaue Znsammensetzung dieser
Filme bzw. Überzüge ist nicht bekannt, außer daß man weiß, daß sie aus komplexen Chromatverbinc.-mgen bestehen, die
Metallionen der Oberfläche enthalten, auf der sie aufgetragen worden sind. Spektrofotometrische Untersuchungen haben ge-
- 8 4 0 9 8 10/1115
zeigt, daß das Chrom sowohl in einer wasserlöslichen Hexavalenten, d.h. sechswertigen Form als auch in
einer unlöslichen Trivalenten, d.h. dreiwertigen Form vorhanden ist. Das Verhältnis dieser beiden Chromformen
ist bei den Überzügen, die nach dem Verfahren nach der Erfindung und mit den "Mischungen nach der Erfindung hergestellt
worden sind, überraschenderweise besonders konstant.
Zur Zeit wird angenommen, daß die wesentlichen Bestandteile der wässrigen Uberzugsmischung nach der Erfindung
Chromionen, Perchlorationen und Fluoridionen sind, wobei die Chromionen die einzigen vorhandenen Metallionen darstellen.
Unter dieser Definition versteht man Ammoniumionen und ähnliche Komplexionen, die als Metallionen
wirken ebenfalls als Metallionen. Der pH-Wert der Lösung liegt niedriger als 1,15 und vorzugsweise in einem
Bereich von 0,9 bis 1,0. Der Mindest-pH-Wert ist 0,8.
Es wird angenommen, daß die Abwesenheit anderer Metallionen in der Mischung ein Hauptgrund dafür sind, daß
eine geringere Schlammbildung in dem System zu beobachten ist. Ein weiterer Grund für die geringere Schlammbildung
dürfte darin liegen, daß die Mischung keine Puffermittel enthalten, die im allgemeinen aus festen Materialien bestehen
und zur Bildung von unlöslichen Verbindungen neigen, die sich dann als Schlamm absetzen. Das Verhindern
von Schlammbildung ist bei dem industriellen Verfahren ein wesentlicher Faktor, da dadurch kostspielige
und komplizierte Filteranordnungen nicht notwendig sind und das Verstopfen der Leitungen durch Schlammteilchen
verhindert wird.
— Q _
09 8 1-0/1 1 16"
Aufgrund der hohen Reaktionsfähigkeit der Mischung neigen die Metallionen dazu in das System einzudringen, wenn die
Leitungen, Behälter und dergleichen aus Materialien bestehen die angegossen sind (that are attached) und es
müssen dagegen besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden. Eine weitere mögliche Quelle unerwünschter Metallionen
ist das verwendete Wasser sowie das für die Auffrischung der wässrigen Lösung verwendete Wasser. Daher
sollte entmineralisiertes Wasser verwendet werden. Die Entmineralisierung des Wassers sollte so durchgeführt
werden, daß das Wasser einen Widerstand von mehr als 100 000 0hm besitzt.
Die Chromionen können der Lösung in vorteilhafter Weise in Form von wasserfreiem Chromtrioxid zugesetzt werden,
in dem das Chrom in der sechswertigen Form vorliegt. Mit dieser Verbindung kann die erforderliche Chromkonzentration
in der Lösung in vorteilhafter Weise spezifisiert werden die als Ion in einer Menge von 5 bis 15 g je Liter und
vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 13 g je Liter vorliegen
sollte. Die entsprechenden Trioxidmengen, die zugesetzt werden müssten, liegen bei 10 bis 30 g $e Liter und
vorzugsweise bei 15 bis 25 g je Liter.
Das Perchlorat wird in Form von 60 ^iger Perchlorsäure
zugesetzt, um die erforderlichen Ionmengen von 0,4 bis °»85 g Je Liter zu liefern. Für diese Konzentration sollte
die Lösung von 0,25 bis 0,5 ml der 60 folgen Perchlorsäure je Liter der Lösung enthalten. Die Fluoridionen werden in
vorteilhafter Weise in Form einer48 %igen Flußsäure zugesetzt,
um 0,1 bis 0,3 g Fluoridionen je Liter und vorzugsweise
- 10 409810/1115
- te -
IO
0,15 bis 0,27 g Fluoridionen je Liter zu erhalten. Für
diese Menge an Ionen müssen 0,1 bis 0,26 Milliliter Flußsäure und vorzugsweise 0,13 Ms 0,23 ml Flußsäure je
Liter zugesetzt werden.
Der geeignete Betriebs-Temperaturbereich für die Lösung liegt bei 51 bis 930C und vorzugsweise in einem Temperaturbereich
von 77 bis 88°C. Aufgrund der hohen Reaktionsfähigkeit reicht eine Behandlungszeit von nur 1 bis 10
Sekunden aus. Und der Spülvorgang wie oben beschrieben wird notwendig, wenn die Behandlungszeit auf über 15
Sekunden ansteigt. Eine zu lange Behandlungszeit wird
durch eine braune Verfärbung angezeigt und selbst durch eine Verätzung der Zinkoberfläche.
Der genaue Mechanismus der Bildung des Chromatfilmes ist zur Zeit nicht bekannt. Die mit der Zinkoberfläche oder
der Cadmiumoberfläche in Kontakt befindliche Mischung bzw. Lösung nach der Erfindung erzeugt Wasserstoff und
es wird vermutet, daß ein Teil des sechswertigen Chroms zum dreiwertigen Chrom reduziert wird, von dem dann ein
Teil durch das Perchloration wieder in den sechswertigen Zustand zurückoxidiert wird, wodurch ein Gleichgewicht
der relativen Konzentration in der Lösung erreicht wird. Der Rest des dreiwertigen Chroms dient der Deckschicht
bzw. der Überzugsbildung auf den Zink- bzw. Cadmiumoberflachen.
Es wird angenommen, daß dieses dreiwertige Chrom wirksamer ist als das sechswertige Chrom bei der
Kombination mit dem Fluoridion, mit dem es komplexe Verbindungen während der Bildung des Überzugs bzw. der Deckschicht
liefert.
- 11 4098 10/1115
Wie aus den kurzen Behandlungs- bzw. Auftragungszeiten zu ersehen
ist, läuft die Reaktion äußerst schnell ab und es scheint ein charakteristisches Merkmal der nach dem Verfahren nach der
Erfindung hergestellten überzüge und Deckschicht zu sein, daß .das Verhältnis des dreiwertigen Chroms zum sechswertigen Chrom
immer bei etwa 2:1 liegt. Jedoch wurden auch gute Ergebnisse mit Überzugsgewichten außerhalb dieses Verhältnisses erreicht,
so daß irgendeine Form eines ausbalancierten Mechanismus ablaufen muß, während bei den bekannten Verfahren kein festes
Verhältnis erreicht wird.
Die Untersuchung der nach dem Verfahren nach der Erfindung hergestellten Überzüge bzw. Deckschichten zeigt, daß dreiwertige
Chromione in einer Menge von etwa 5 bis 12 Mikrogramm je 6,452 cm ( sq. inch) vorliegen, während die
sechswertigen Chromionen in einer Menge von etwa 2 bis etwa
7 MikTogTPiTnTn je 6,452 cm vorliegen. Daraus ergibt sich ein
Gesamtchromgehalt von etwa 7 bis etwa 19 Mikrogramm je
6,452 cm . Der Gesamtgehalt an Chromionen-liegt normalerweise
in der Nähe von etwa 16 Mikrogramm je 6,452 cm . Mit den bekannten Verfahren werden Dicken von etwa 9 Mikrogramm je
6,452 cm erhalten. Es wurden auch ausgezeichnete Deckschichten erhalten, wenn die Gewichte der Deckschichten
außerhalb der oben angegebenen Werte lagen.
Bei den Untersuchungen konnte weiterhin festgestellt werden,
daß die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Deckschichten einen bedeutend besseren Schutz liefern als die
Deckschichten nach den bekannten Verfahren. Zum Nachweis dieser Vorteile wurden Feuchtigkeitsuntersuchungen durchgeführt unter
- 12 -0 9 8 10/1115
Zuhilfenahme des sogenannten "Cleveland condensation tester cabinet". Das Innere dieser Vorrichtung wird bei 38 C gehalten,
wobei die Streifen aus galvanisiertem Stahl oberhalb eines Wasserdurchgangs aufgehängt werden. Die vom Wasserdurchgang gebildete
Seite wird bei -einer Temperatur von'380C gehalten,
während die andere Seite bei Raumtemperatur gehalten wird, die normalerweise bei etwa 210C liegt. Die Feuchtigkeit im Inneren
der Vorrichtung liegt bei 100 % und das Wasser, das auf der
inneren Oberfläche kondensiert, tropft in den Wasserdurchgang zurück, wodurch der Zustand einer konstanten Regenatmosphäre
geschaffen wird. Die Streifen werden unter diesen Bedingungen ,gehalten, bis man feststellen kann, daß etwa 10 % des Zinküberzugs
zu Weißrost korrodiert sind. Bei den bekannten Überzügen waren durchschnittlich 30 Stunden ausreichend, um die
spezifisierte Korrosion zu schaffen, während die oben angegebene etwa 10%ige Korrosion mit den nach der Erfindung geschaffenen
Deckschichten erst nach etwa 400 bis 1000 Stunden auftrat.
Es wurde ebenfalls ein weiteres Untersuchungsverfahren durchgeführt,
daß als das Salznebelverfahren bekannt ist (A.S.T.M.
No: B117-62). Bei dieser Verfahrensweise wurden die Streifen
bei 380C mit einer 5%igen Salzlösung fein besprüht. Mit nach
dem bekannten Verfahren hergestellten Deckschichten reichten etwa 10 Stunden aus, um den oben angegebenen Korrosionsgrad
zu erhalten, während die nach dem Verfahren der Erfindung behandelten Streifen eine solche Korrosion erst nach etwa
100 Stunden zeigten. Es ist bekannt, daß eine Erhöhung der Dicke des Filmes nicht unbedingt die Schutzwirkung verbessert.
Die Untersuchungsergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäß
geschaffenen Deckschichten nicht nur dicker sind, sondern
- 13 409810/1115
lh
auch undurchdringlicher sind für Wasser, Dampf und dergleichen. Es ist bekannt, daß das sechswertige Chrom bedeutend beweglicher
ist in den Deckschicht bildenden Komplexen als die dreiwertige Form und außerdem bedeutend löslicher ist. Dadurch wird ein sogenannter
"Abdichtungsmechanismus" geschaffen, wodurch das bewegliche sechswertige Chromion zu potentiellen "Öffnungen" in
der Deckschicht wandert und leicht mit dem Zink reagiert, um solche Öffnungen bzw. Löcher abzudichten. Jedoch liefert das
dreiwertige Chromion, das mit dem Zink und dem Fluor Komplexe bildet, den wesentlichen Schutzfilm. Der Überschuß an Lösung,
der während des Verfahrens von den Druckwalzen entfernt wird, enthält in erster Linie Chrom in der sechswertigen Form aufgrund
der höheren Löslichkeit und der Konzentration.
Patentansprüche: - 14 -
409810/1115
Claims (10)
- ItPatentansprüche!'V. Mischung zur Herstellung eines Chromat-Schutzüberzuges auf Zink oder Cadmium, gekennzeichnet durch eine wässrige Lösung mit einem pH-Wert von weniger als 1,15, die Chromionen, Perchlorationen und Fluoridionen enthält, wobei die Chromionen die einzigen vorhandenen Metallionen sind.
- 2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der pH-Wert der Lösung im Bereich von 1,15 bis 0,85 liegt.
- 3. Mischung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der pH-Wert der Lösung im Bereich von 1,0 bis 0,9 liegt.
- 4. Mischung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Chromion in einer Menge von 5 bis 15 g je Liter vorhanden ist.
- 5. Mischung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Chromionen in einer Menge von 7,5 bis 13 g Je Liter vorhanden sind.
- 6. Mischung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Perchlorationen in einer Menge von 0,4 bis 0,85 g je Liter vorhanden sind.
- 7. Mischung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch g e k e η η -- 15 409810/1118- «rs -I*zeichnet , daß die Fluoridionen in einer Menge von 0,1 bis 0,3 g de Liter vorhanden sind.
- 8. Mischung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Fluoridionen in einer Menge von 0,15 bis 0,27 g je Liter vorhanden sind.
- 9. Verfahren zur Herstellung einer Deckschicht auf einer aus Zink oder Cadmium bestehenden Metalloberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung nach Ansprüchen 1 bis 8 über einen Zeitraum von 1 bis10 Sekunden bei einer Temperatur von 51°C bis 930C auf die Metalloberfläche aufgetragen wird.
- 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η -· ζ e i c h ne t , daß die Mischung bei einer Temperatur von 77 bis 88°C aufgetragen wird.409810/1115Leerseife
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00285314A US3857739A (en) | 1972-08-31 | 1972-08-31 | Compositions and processes for producing chromium conversion coatings on surfaces of zinc or cadmium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2343998A1 true DE2343998A1 (de) | 1974-03-07 |
DE2343998C2 DE2343998C2 (de) | 1983-05-11 |
Family
ID=23093698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2343998A Expired DE2343998C2 (de) | 1972-08-31 | 1973-08-31 | Wässrige Chromatierlösung und Verfahren zur Herstellung eines Chromatschutzüberzuges auf Zink- oder Cadmiumoberflächen |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US3857739A (de) |
JP (1) | JPS5652118B2 (de) |
BE (1) | BE804288A (de) |
CA (1) | CA1009549A (de) |
DE (1) | DE2343998C2 (de) |
FR (1) | FR2198002B1 (de) |
GB (1) | GB1425380A (de) |
IT (1) | IT990435B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2900099A1 (de) * | 1978-04-27 | 1979-10-31 | Hull & Co R O | Waessrige saure beschichtungsloesung fuer die behandlung einer zink- oder zinklegierungsoberflaeche, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung zur herstellung von mit einem chromatueberzug versehenen zink- und zinklegierungsoberflaechen |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3857739A (en) * | 1972-08-31 | 1974-12-31 | Dominion Foundries & Steel | Compositions and processes for producing chromium conversion coatings on surfaces of zinc or cadmium |
CA1083018A (en) * | 1977-01-14 | 1980-08-05 | Sydney H. Melbourne | Compositions and processes for producing chromium conversion coatings on surfaces of zinc/iron alloy |
US4126490A (en) * | 1978-05-01 | 1978-11-21 | Caterpillar Mitsubishi Ltd. | Composition for forming chromate coating |
US5219617A (en) * | 1989-09-19 | 1993-06-15 | Michigan Chrome And Chemical Company | Corrosion resistant coated articles and process for making same |
US7314671B1 (en) | 1996-04-19 | 2008-01-01 | Surtec International Gmbh | Chromium(VI)-free conversion layer and method for producing it |
DE19615664A1 (de) | 1996-04-19 | 1997-10-23 | Surtec Produkte Und Systeme Fu | Chrom(VI)freie Chromatschicht sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
US20110151126A1 (en) * | 2008-08-29 | 2011-06-23 | Metts Glenn A | Trivalent chromium conversion coating |
US20110070429A1 (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | Thomas H. Rochester | Corrosion-resistant coating for active metals |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2141596A1 (de) * | 1970-08-19 | 1972-02-24 | Amchem Prod | Verfahren zur Herstellung von Chromat-Umwandlungsüberzügen auf zinkhaltigen Oberflächen, sowie Lösungen und Konzentrate zu seiner Durchführung |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2106227A (en) * | 1935-04-29 | 1938-01-25 | Allegheny Steel Co | Surface treatment of metal to prevent localized corrosive attack |
US2786002A (en) * | 1954-04-28 | 1957-03-19 | American Chem Paint Co | Method of treating zinciferous surfaces |
US3116176A (en) * | 1959-05-14 | 1963-12-31 | Raymond Druckknopf & Metallwar | Process for the production of corrosionresistant coatings on zinc- and cadmium-surfaces |
US3287179A (en) * | 1963-01-04 | 1966-11-22 | Frank Theodore | Process for preparing aluminum surfaces prior to plating |
US3331710A (en) * | 1963-08-23 | 1967-07-18 | Hooker Chemical Corp | Method for coating aluminum |
US3481797A (en) * | 1966-08-17 | 1969-12-02 | Hooker Chemical Corp | Method for operating chemical processing solutions |
AU412989B2 (en) * | 1967-04-20 | 1971-05-04 | John Lysaght (Australia) Limited | Composition and process for inhibiting corrosion of zinc surfaces |
US3620777A (en) * | 1968-07-24 | 1971-11-16 | Hooker Chemical Corp | Chromate chemical coating solution for zinc alloy |
US3706604A (en) * | 1971-01-20 | 1972-12-19 | Oxy Metal Finishing Corp | Process for the coating of metal |
US3752707A (en) * | 1971-08-23 | 1973-08-14 | Heatbath Corp | Corrosion resistant composition and method |
US3857739A (en) * | 1972-08-31 | 1974-12-31 | Dominion Foundries & Steel | Compositions and processes for producing chromium conversion coatings on surfaces of zinc or cadmium |
-
1972
- 1972-08-31 US US00285314A patent/US3857739A/en not_active Expired - Lifetime
-
1973
- 1973-08-29 CA CA179,906A patent/CA1009549A/en not_active Expired
- 1973-08-30 FR FR7331338A patent/FR2198002B1/fr not_active Expired
- 1973-08-31 JP JP9815273A patent/JPS5652118B2/ja not_active Expired
- 1973-08-31 GB GB4116873A patent/GB1425380A/en not_active Expired
- 1973-08-31 IT IT52261/73A patent/IT990435B/it active
- 1973-08-31 BE BE135171A patent/BE804288A/xx not_active IP Right Cessation
- 1973-08-31 DE DE2343998A patent/DE2343998C2/de not_active Expired
-
1976
- 1976-11-01 US US05/737,791 patent/USRE29827E/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2141596A1 (de) * | 1970-08-19 | 1972-02-24 | Amchem Prod | Verfahren zur Herstellung von Chromat-Umwandlungsüberzügen auf zinkhaltigen Oberflächen, sowie Lösungen und Konzentrate zu seiner Durchführung |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2900099A1 (de) * | 1978-04-27 | 1979-10-31 | Hull & Co R O | Waessrige saure beschichtungsloesung fuer die behandlung einer zink- oder zinklegierungsoberflaeche, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung zur herstellung von mit einem chromatueberzug versehenen zink- und zinklegierungsoberflaechen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5652118B2 (de) | 1981-12-10 |
FR2198002B1 (de) | 1978-01-27 |
FR2198002A1 (de) | 1974-03-29 |
DE2343998C2 (de) | 1983-05-11 |
JPS4991933A (de) | 1974-09-03 |
IT990435B (it) | 1975-06-20 |
USRE29827E (en) | 1978-11-07 |
US3857739A (en) | 1974-12-31 |
AU5977373A (en) | 1975-03-06 |
BE804288A (fr) | 1973-12-17 |
CA1009549A (en) | 1977-05-03 |
GB1425380A (en) | 1976-02-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1933013C3 (de) | Verfahren zur Erzeugung von Schutzschichten auf Aluminium, Eisen und Zink mittels komplexe Fluoride enthaltender Lösungen | |
DE2715292C2 (de) | ||
DE2611267B2 (de) | Chromatisiertes, galvanisch verzinktes Stahlblech | |
EP0149720B1 (de) | Verfahren zur Nachpassivierung von phosphatierten Metalloberflächen unter Verwendung von Titan- und/oder Mangan- und/oder Cobalt- und/oder Nickel- und/oder Kupfer-Kationen enthaltenden Lösungen | |
DE3500443A1 (de) | Verfahren zur verbesserung des korrosionsschutzes autophoretisch abgeschiedener harzschichten auf metalloberflaechen | |
DE3430587A1 (de) | Verfahren zum ausbilden eines phosphatkonservierungsfilmes auf der oberflaeche von stahlteilen | |
DE2343998A1 (de) | Mischungen und verfahren zum herstellen von deckschichten bzw. schutzueberzuegen aus chrom auf zink- oder cadmiumoberflaechen | |
DE2701031C3 (de) | Verfahren zum Nachdichten von eloxiertem Aluminium | |
DE69906555T2 (de) | Verzinkte, mit einer hydroxysulfat-schmierschicht überzogene stahlbleche und verfahren zur herstellung | |
DE1004012B (de) | Verfahren zum kontinuierlichen elektrolytischen Phosphatieren von Stahlerzeugnissen | |
DE2739006C2 (de) | ||
DE1274418B (de) | Verfahren zur Aufrechterhaltung der Wirksamkeit von Phosphatierungsloesungen | |
DE853694C (de) | Verfahren zur Erhoehung der Korrosionsbestaendigkeit von Metallen | |
DE3924984A1 (de) | Verfahren zur passivierenden nachspuelung von phosphatschichten | |
EP0366941B1 (de) | Verfahren zur elektrophoretischen Tauchlackierung von chromatierbaren Metalloberflächen | |
DE1696146A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen eines chemischen UEberzuges auf Metallbleche und -baender | |
DE3734596A1 (de) | Verfahren zum erzeugen von phosphatueberzuegen | |
DE2851432A1 (de) | Kontinuierliches verfahren zum aufbringen eines phosphatbelags auf ein eisenhaltiges oder zinkhaltiges metallsubstrat | |
DE2046449A1 (de) | Verfahren zum Aufbringen von Schutz überzügen auf Metallgegenstanden | |
DE2134412C3 (de) | Chromatbehandeltes Metallblech und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE755756C (de) | Herstellung rostschuetzender UEberzuege | |
DE2343997A1 (de) | Vorrichtung zum herstellen von deckschichten aus chrom | |
DE2153692C3 (de) | Leckabdichtung durch stromlose Metallabscheidung | |
DE2242908A1 (de) | Verfahren zur chemischen oberflaechenbehandlung von aluminium | |
DE1521892B1 (de) | Loesung zur Bildung eines korrosionsfesten chromathaltigen UEberzugs auf Metallen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |