DE2355011A1

DE2355011A1 - Verfahren zur herstellung einer keramisch ueberzogenen ware aus einem eisenhaltigen werkstoff

Info

Publication number: DE2355011A1
Application number: DE19732355011
Authority: DE
Inventors: Louis John Gazo; Richard George Rion
Original assignee: Ferro Corp
Current assignee: Vibrantz Corp
Priority date: 1972-11-16
Filing date: 1973-11-03
Publication date: 1974-05-30
Also published as: FR2207202A1; BR7308938D0; NL158232B; US3841986A; JPS5230165B2; NL7314137A; YU286273A; AT338586B; ZA737429B; DE2355011C2; FR2207202B1; IT1009056B; JPS4981418A; BE807266A; ES420572A1; GB1400981A; ATA943173A

Description

SZ & FTVORACK

PAT BNTANWALT S BÜRQ 4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTH. 87

PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. GOHAUSZ- Dipl.-lng. W. FLQRACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF■ Dr.-Ing., Djpi.-Wirtsch.-lng. A. GERBER

Ferro Corporation 2. November 1975

One Erieview Plaza
Cleveland, Ohio M-Il4 / USA

Verfahren zur Herstellung einer keramisch überzogenen Ware aus einem eisenhaltigen Merkstoff _

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur>Herstellung einer keramisch überzogenen Ware aus einem eisenhaltigen Werkstoff durch elektrophoretische Beschichtung.

Die elektrophoretisehe Beschichtung ist ein- bekanntes Verfahren,, bei dem zwischen zwei in einer flüssigen Dispersion geladener Teilehen eintauchenden Elektroden ein elektrisches Potential erzeugt wird. Unter dem Einfluß eines elektrischen Gleiehspannungspotentials wandern die Teilchen zu einer Elektrode, wo sie entladen werden und sich als haftfester Überzug auf der Elektrode abscheiden/Die elektrophoretische Beschichtung wird in der Technik zum Abscheiden von keramischem Material, z,B, Eritte, auf Metall angewendet, beispielsweise bei der Herstellung von Cermets fmetallkeramischen Verbundkorpern). pie elektrophoretische Beschichtung wird im allgemeinen den herkommlichen Tauch-, Streich- oder Spritzverfahren als überlegen erachtet, da die Abscheidung schnell erfolgt und alle Oberflächen des Werkstücks zuverlässiger beschichtet werden. Die elektrophoretische Beschichtung ist ferner ein zweckmäßiges Verfahren zur vollständigen Beschichtung der Innenflachen kleiner Löcher in dem Werkstück., wo bei anderen Methoden überzugsfehler zuerst auftreten,

27 468 - 2 - ..

U/Be

409S22/10I4

Da keramisch überzogene oder emaillierte Metallerzeugnisse oft in Küchen, Badezimmern und auf anderen Gebieten verwendet werden, wo das Aussehen eine Rolle spielt, werden weiße Keramiküberzüge wegen ihres ästhetischen Aussehens von den Abnehmern stark bevorzugt. Aus diesem Grunde ist eine graustichige oder "schmutzigweiße" Farbtönung unerwünscht und hat einen negativen Einfluß auf das Gefallen der Ware beim Abnehmer.

Beim elektrophoretischen Beschichten eines eisenhaltigen Werkstoffs diffundiert Eisen - meist in Form von Eisenoxid - von der Oberfläche des metallischen Werkstücks oder der Ware in den keramischen Überzug und bildet einen Teil desselben. Leider beeinflußt die Gegenwart des Eisens oder des rötlichen Eisenoxids die Farbe des keramischen Überzugs erheblich, und insbesondere im Falle weißer keramischer Überzüge tritt eine erhebliche Verschlechterung sowohl der gewünschten Färbung als auch der Oberfläche des gebrannten Überzugs ein.

Hinzu kommt noch, daß manche Verfahren der elektrophoretischen Beschichtung die Menge des unerwünschten Eisens in dem keramischen Überzug erhöhen. Beispielsweise wird bei einer Methode das Werkstück - z.B. zur Entfernung von Rost - in eine saure Aktivierungslösung, wie verdünnte Schwefelsäure, getaucht, bevor der keramische Überzug durch Elektrophorese aufgetragen wird. Diese Maßnahme scheint die Neigung des Eisens, vom Werkstück in den keramischen überzug und in die elektrophoretische Dispersion zu Wandern, zu erhöhen, wodurch eine Verfärbung des fertigen, gebrannten keramischen Überzugs eintritt .-

Damit, .im Zusammenhang steht das Problem des Beschichtungsvermögens einer elektrophoretischen Dispersion unter Beibe-

A09822/10U

haltung einer guten Emailfarbe und einer guten Oberflächenqualität. Unter Beschichtuhgsvermögen ist hier die Fähigkeit der Dispersion zu verstehen, einen Überzug von im'wesentlichen gleicher Dicke an verschiedenen Stellen des Werkstücks zu bilden, auch wenn diese Stellen einen verschiedenen Abstand von der Kathode haben. Das Beschichtungsvermögen wird von der Alkalität des elektrophoretischen Mediums beeinflußt, und je höher der alkalische pH-Wert ist, um so höher ist das Beschichtungs vermögen. Bei Verwendung von Aktivatoren jedoch, die die Neigung des Eisens und des Eisenoxids, in dem keramischen Überzug zu diffundieren, erhöhen, können die zur Erzielung eines guten Beschichtungsvermögens erforderlichen hohen pH-Werte nicht angewendet werden, da dann die fertig gebrannten Überzüge eine schlechte Oberflächenqualität aufweisen. In der Praxis wird deshalb bei niedrigeren alkalischen pH-Werten gearbeitet, als es.sonst der Fall wäre, um Verfärbungen .des gebrannten keramischen Überzugs zu verringern, obwohl dadurch das Beschichtungsvermögen herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde., ein verbessertes Verfahren zur Herstellung elektrophoretisch abgeschiedener keramischer Überzüge anzugeben, das zu Überzügen von besserer Qualität, besserer Färbung und überlegenem Glanz führt und das es außerdem ermöglicht, elektrophoretische Dispersion mit verhältnismäßig hohen alkalischen pH-Werten zu verwenden, die ein ausgezeichnetes Beschichtungsvermögen ohne anderweitige Nachteile bieten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren zur Herstellung einer keramisch überzogenen Ware aus einem eisenhaltigen Werkstoff durch elektrophoretische Beschichtung.dadurch gelöst, daß die Ware mit einer wäßrigen Lösung eines wasserlöslichen Metallsalzes, dessen Metall in de,r elektrochemischen Spannungsreihe gegenüber .dem" Eisen elektropositiv

409822/1Q14 ■

ist,, in Berührung, gebracht und dadurch eine Schicht des genannten Metalls auf der Ware abgeschieden wird und daß anschließend ein keramischer Überzug elektrophoretisch auf die Metallschicht aufgetragen wird. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem Verfahren der' Erfindung wird von einem Vortauchen des Werkstücks in einer sauren Lösung vor dem elektrophoretischen Beschichten völlig abgesehen. Anstelle der Säurebehandlung wird auf dem Werkstück aus einer wasserlöslichen, ionisierbaren Verbindung eines Metalls, das in der elektrochemischen Spannungsreihe gegenüber dem Eisen elektropositiv ist, beispielsweise Kupfer, eine Metallschicht chemisch abgeschieden. Danach werden, wie bekannt, die keramischen Teilchen, z.B. Fritte, elektrophoretisch niedergeschlagen. Das Verfahren~kann mit alkalischen elektrophoretischen Dispersionen ausgeführt werden, die einen pH-Wert bis zu 12 haben.

Die verbesserte Qualität und der erhöhte Weißgrad der elektrophoretisch abgeschiedenen Überzüge gemäß vorliegender Erfindung kann noch durch weitere Verfahrensmaßnahmen verbessert werden. Beispielsweise kann die elektrophoretische Dispersion neben den keramischen Teilchen'noch kolloidale Kieselsäure enthalten. Ferner wurde gefunden, daß Spuren von Eisen oder Eisenoxid, die trotz aller Bemühungen in den keramischen Überzug.gelangt sind, durch Behandlung des keramischen Bisquits nach der elektrophoretischen Abscheidung mit einer wäßrigen Lösung eines wasserlöslichen Salzes einer starken Mineralsäure, wie Monoammoniumphosphat (Ammoniumdihydrogenphosphat) entfernt werden können, ohne daß der keramische Bisquit oder Emailbisquit angegriffen wird. Dadurch wird eine weitere Verbesserung der Farbe des gebrannten Überzuges erzielt.

In einer Ausführungsform besteht die Erfindung aus folgenden

409822/-10U

■^erfahrensmaßnahmen.; Aktivierung der Oberfläche eines Werkstücks duych Abscheiden eines Metalls auf .derselben.! das in der elektrochemischen Spannungsreihe gegenüber dem Eisen elektropositiv ist, Abspülen der metallbesehichteter}. Oberfläche, elektrpphpretisehes ÄMf-trager^ ejLnes keramischen Über.zugs auf der Oberfläche aus einer ele.ktrpph.PPftise.hen pispepsioJFi, die kqllqid.ale Kieselsäure enthält, anschließendes Eint§uch,en des elektrophoretisch beschichteten Werkstücks in eine ^äßrige Losung einer starken Mineralsäure und vorzugsweise eines wasserlöslichen Salzes eifiep splchen Saure sowie Brennen des Werkstücks. Bei diesen ¥erfahrensrnaßnahmeη sind mindestens die ¥e|?wendung dfsr |ί;ρ1!|..ρί4^1β,.η Kieselsäure in d§r elektrophQEeti-SRhe.fi pispersion und ^i^e- Behandlung der elektrpp.hp.r.et|seh beschichteten Oberfläche, mit einem Wass^rlcislichen §ai.^z fak^iitatiw. '. .

Eine. Einrichtung zu.?- Ausführung der, Erfindung- besteht itTI Wesentlichen aus Einern geeignptefi Behälter od/er - iwi pa,J|e e,iner kontinuierlich ?Lrbeiter|d§n Anlage - aus einem ^e.g'igFiete.n langgestreckten T-rp.g zup. Hufnahirie des Schlickers., e^ner- gl.e,i.chr. stromquelle, die, mit der, Innenwand des Behälters so ^i ist ^ daß diese die ]Cathq4e_; bildet κ VQ$>. fi^^e AHfH^Ri^FPE tung für das WerlcstüßlCj, 4as zur Anqd;e; ge,m_;acht wird.

^qmmt b_:e,i dem ¥er₅fahre,n der Erfindung' äie Säurevöllig, ^.n pQr.tfall. S|att desSfR Wl·?¹^ ^S- W stüc.k, fes ^US₅ Gußiisein p_sd,e,p

g e.itae/p w^sse^lPSlifth.eUi iP^iSiirbaren Verbindung· in

ici d4e Lösung v&Vd fine v

mä$ig düjane f{lgt;^llschicht chemisch, 'ψχ£ dfm. -Vie-pk ach^e.^en₅. Iknf-

- 6 -s

reren Metallen wie Cadmium, Kobalt, Nickel, Zirkon, Zinn, Blei, Kupfer, Quecksilber usw_? leicht und praktisch ohne Betriebskosten erhalten, da das Werkstück nur eingetaucht zu werden, braucht und keine Fremdenergie erforderlich ist. Umfangreiche oder spezielle Ausrüstungen werden nicht benötigt, und der Zeitaufwand beträgt nur wenige Sekunden.

Von den angegebenen Metallen kann jede ionisierbare, wasserlösliche Verbindung verwendet werden, da diese nur Metallionen, zu liefern braucht, die nach dem Gesetz der elektrochemischen Spannungsreihe reagieren. Metallsalze anorganischer Säuren sind, soweit wasserlöslich, für diesen Zweck gut geeignet, z.B. Sulfate, Chloride, Nitrafce, Phosphate, Carbonate usw. Wasserlösliche Acetate können ebenfalls verwendet werden. Der Ersatz des Metalls in dem Metallsalz durch Eisen entsprechend dem Gesetz der elektrochemischen Spannungsreihe wird normalerweise erleichtert, wenn die Losung sauer ist. Wenn das Salz von einer starken anorganischen Säure abstammt, kann dies für eine hinreichende Acidität der Lösung genügen.

Die" Konzentration des Metallsalzes in der wäßrigen Lösung und die Dauer der Einwirkung der Lösung auf das Werkstück sind nicht kritisch und müssen nur ausreichen, um eine vorzugsweise ununterbrochene Metallschicht auf dem Werkstück abzuscheiden. Die Metallschicht auf dem Werkstück kann eine Dicke von 1,25 bis 12_t5jum haben. D.lckere Metallschichten sind unnötig. Es können wäßrige Lösungen, die etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-^ Metallsalz enthalten, verwendet werden, und die Eintauehdauer kann etwa 3 bis etwa 15 Sekunden betragen.

Nachdem Abscheiden der Metallschicht auf der Oberfläche des Werkstücks wird die Oberfläche gespült. Das Spülen kann entw.ecter mit Wasser oder zur Neutralisation zurückgebliebener

Spuren der sauren,wäßrigen Lösung mit einer schwach alkalischen Lösung oder nacheinander mit einer alkalisehen Lösung und dann mit Wasser erfolgen. Falls eine alkalische Lösung verwendet wird, wird vorzugsweise ein Alkalicarbonat, wie Natriumcarbonat, zu ihrer Herstellung benutzt.

Das Werkstück ist nun zur elektrophoretischen Beschichtung bereit. Jede herkömmliche Fritte für einen keramischen oder Emailüberzug, kann bei der Ausführung der Erfindung verwendet werden, doch ist die Erfindung insbesondere für die Anwendung bei· weißen Fritten vorgesehen. Die Größe der Frittenteilchen kann beispielsweise unter 100 jixn, vorzugsweise "unter KOjum, liegen. Obwohl organische Stoffe in der Dispersion vorhanden sein können, arbeitet das Verfahren mit einem rein wäßrigen Medium völlig zufriedenstellend. ■ ".

Die Fritte kann in einer herkömmlichen Kugelmühle zu einem wäßrigen Schlicker vermählen werden. Eine Reihe typischer Mühlenzuschläge kann z.B. die in der Tabelle A aufgeführten Stoffe umfassen.

Tabelle A .

Mühlenzuschläge ·

■ - Gew.-^ - ".

Glasfritte Basis 100

Feuerfestes Material⁺ " ." . 0 - 15 Bentonite - ■ ■ - 0 - 5 '

Tragantgummi 0-5

Wasser 40 - 60

⁺Quarzsand, Ton usw.

409822/1OU

Eigenschaften des daraus erhaltenen Schlickers:

Spezifisches Gewicht: 1,5 bis 1,9

Feinheitsbereich: 1 g Siebrückstand aus 50 cnr Schlicker

auf einem 200-Maschen-Sieb bis 1 g Siebrückstand aus 50 cm^ Schlicker auf einem 400-Maschen-Sieb. Bei einem typischen Feinheitsgrad verbleiben j5 g Siebrückstand aus 50 cnr Schlicker auf einem 400-Maschen-Sieb.

Wie aus der Emailtechnologie bekannt, gibt es zahlreiche andere Elektrolyse und Mühlenzuöchlagstoffe, die dem Mühlenansatz zugegeben werden können.

Zu dem Grundansatz der Tabelle A können für den angegebenen Zweck noch folgende Zusätze beigegeben werden: Eine hinreichende Menge V/asser zur Einstellung des spezifischen Gewichtes auf etwa 1,25 bis etwa 1,^5; Natriumhydroxid zur Einstellung des pH auf etwa 8,0 bis etwa 12,0; Natriumchlorid oder Natriumaluminat zur Einstellung des elektrischen Widerstandes des Mediums auf etwa 150 bis etwa 500 Ohm/cm . Für die Ausführung der Erfindung sind diese Werte nicht kritisch.

Es wurde gefunden, daß die Gegenwart von kolloidaler Kieselsäure in der elektrophoretischen Dispersion Farbe und Qualität des gebrannten keramischen Überzugs weiter verbessert. Zu den in der Tabelle A aufgeführten Stoffen kann kolloidale Kieselsäure in Mengen bis zu 10 Gew.-% der zur Herstellung des Schlickers dem wäßrigen Medium zugesetzten Stoffe beigefügt werden. Eine Menge von etwa 5^ wird bevorzugt.

Für die elektrophoretisch^ Abscheidung wird Gleichstrom ver-

409822/1014 ·

wendet. Die zu überziehende Ware bildet die Anode des elektrischen Stromkreises, während die Kathode die Innenfläche des Behälters sein oder aus besonderen Blechen oder Plätten eines leitenden Materials, wie rostbeständigem Stahl, Flußstahl oder Kupferj bestehen kann».Die Spannung zwischen dem zu überziehenden Werkstück und der Kathode wird so eingestellt, daß die

2 Stromdichte an dem zu überziehenden Werkstück 46 bis 929 A/dm ,

2 vorzugsweise zwischen 139 und 557 A/dm , beträgt.

Die erforderliche Spannung liegt im allgemeinen im Bereich zwischen 10 und 200 V, wobei der genaue Spannungswert von der Größe der Kathode, der Große des zu überziehenden Werkstücks, dem Abstand zwischen der Kathode und dem zu überziehenden Werkstück sowie von dem elektrischen Widerstand des Dispersiönsbades abhängt. Bei dem oben beschriebenen Dispersionsbad beträgt der elektrische Widerstand etwa 300 Ohm/cm. Die erforderliche Spannung hängt auch von dem Abstand des zu emaillierenden Werkstücks von der eingetauchten Elektrode ab. Für je 1 cm Abstand beträgt die Spannung 0,5 bis 20 V. Bei einem Abstand von 45i7 cm liegt die Spannung zwischen 50 und 300 V.

Wenn der zur Elektrophorese verwendete Behälter ein elektrisch isolierter Tank voh.152 "mm Breite, 203 mm Länge und 457 mm Höhe" ist und das zu überziehende Werkstück eine quadratische Platte von 101 mm Kantehlähge aus 0*95 mm dickem Emaillierstahlblech beträgt die erforderliche Spannung für eine Stromdichte von 186 A/dtiT etwa 25 V. Selbstverständlich kann die Spannung abgeändert werden, um bei Schlickern mit verschiedenem Widerstand eine ideal«' Stromdichte zu erhalten und eine Anpassung an die anderen Einflußgrößen vorzunehmen.

Die Dicke des abgeschiedenen Überzugs kann über die durch das Dispersionsbad geleitete Strommenge· je Flächeneinheit regu-

• - 10 -

409822/ 101

liert werden. Da die Strommenge je Flächeneinheit das Produkt aus Stromdichte und Dauer der Stromdurchleitung ist, wird die Dicke des abgeschiedenen Überzugs sowohl von der Stromdichte als auch der Abscheidungszeit bestimmt. Es wurde gefunden, daß für einen Überzug, dessen Dicke nach dem Brennen etwa 0,075 mm beträgt, die Abscheidungszeiten bei einer Stromdichte von 186 A/dm 5 bis 50 Sekunden betragen können. Dickere ,oder dünnere Überzüge erfordern eine proportionale Verlängerung oder Verkürzung der Abscheidungszeit.

Gemäß der Erfindung kann die elektrophoretisch^ Dispersion einen verhältnismäßig hohen alkalischen pH-Wert haben, der die Erzielung eines besseren Beschxchtungsvermogens gestattet, ohne daß.eine Verfärbung des fertig gebrannten Keramiküberzuges eintritt. Beispielsweise kann der alkalische pH-Wert der elektrophoretischen Dispersionen bis zu 12 betragen. Derart hohe alkalische pH-Werte können durch Zusatz von Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid od. dgl. zu der elektrophoretischeη Dispersion erhalten werden.

Die Verweilzeit des Werkstücks in der Dispersion bei angelegter Gleichspannung beträgt etwa 5 bis etwa 90 Sekunden. Die erforderliche Zeit hängt von der Größe und Form des Werkstücks und von der gewünschten Schichtdicke des Überzugs ab. Nach dem Auftragen des Überzugs wird das Werkstück aus der Dispersion herausgenommen und mit Wasser abgespült, um lockere Teilchen der Glasfritte zu entfernen und eine Wulstbildung an den Kanten zu vermeiden. Nach dem Spülen' wird der Überzug getrocknet, beispielsweise durch Einsetzen des Werkstücks in einen mit Infrarotstrahlern ausgerüsteten Trockner. Auch andere gebräuchliche Trockner können verwendet werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Biskuite

- 11 -

k 0 9 8 2 2 / 1 0 U

mit verhältnismäßig hoher Naßfestigkeit erhalten werden, so daß sie mit etwas geringerer Sorgfalt als sonst üblieh gehandhabt werden können.. Dennoch können trotz aller Bemühungen Spuren von Eisen oder Eisenoxid in den elektrophoretisch aufgetragenen Überzug eindringen. Die Festigkeit des feuchten Bisquits ist jedoch so hoch, daß das.überzogene Werkstück zur Entfernung der Eisenspuren behandelt werden kann. Wie gefunden wurde, wird die Entfernung der Elsenspuren am besten dadurch erreicht, daß das Biskuit mit einer starken Mineralsäure, wie Schwefelsäure, Salpetersäure oder Phosphorsäure, in Berührung gebracht und das Eisen als Salz dieser Säure, z.B. als Eisenphosphat, ohne nennenswerte Beschädigung.des Biskuits beseitigt wird. * ■

Wäßrige Lösungen dieser Säuren mit einem Säuregehalt bis zu etwa 4 Gew.-^ sind im allgemeinen nicht zu stark; wesentlich ■stärkere Säurelösungen können das Biskuit beschädigen. Aus , diesem Grunde werden wasserlösliche Salze der Saure bevorzugt, beispielsweise wasserlösliche Salze, die in wäßriger Lösung einen pH-Wert von etwa 3 bis etwa 10 erzeugen. Ein bevorzugtes Salz ist Monoammoniumphosphat 'Ammoniumdihydrogenphosphat). Die Konzentration der wäßrigen Lösung ist nicht kritisch und kann von 0,1 bis etwa 10 Gew.-^ des Salzes reichen. Die Einwirkungszeit braucht nur so lang zu sein, daß die Eisenspuren entfernt werden, und beträgt je nach verwendeter. Lösung normalerweise etwa 10 bis 60 Sekunden.

Das ab se hl JS3 ende Brennen des elektrophoretisch beschichteten Werkstücks kann in gebräuchlicher Weise bei den üblichen Temperaturen und mit den üblichen Brennweiten ausgeführt werden* Beispielsweise kann der abgeschiedene Überzug 2 bis -5 Minuten bei 760 bis 870 ⁰C gebrannt werden.

Anhand des folgenden Beispiels wird die Erfindung veranschaulicht. .'.·'■■■ ■;■; . ν

409822/10 14

Beispiel

Eine saubere quadratische platte mit einer Kantenlänge von 100 mm aus praktisch kohlenstofffreiem Stahl wurde in folgende Aktivierungslösung getaucht:

Gew. -%

Kristallisiertes Kupfersulfat 0,74

Schwefelsäure, 6° Be' 0,57

Wasser Rest

Um auf dem Stahlblech eine dünne Schicht metallischen Kupfers abzuscheiden,wird das Blech etwa 15 bis 30 Sekunden, je nach der gewünschten Dicke der Metallschicht, in die Lösung getaucht. In der Regel reicht eine Dicke von etwa 0,0125 mm für die meisten Zwecke aus. Bei einem praktischen Versuch wurde das Blech nach dem Tauchen mit einer neutralisierenden Lösung von 4 g Natriumcarbonat auf 1 1 Wasser zur Entfernung von Säurespuren abgespült.

Nach herkömmlichen Schmelz- und Mahlverfahren wurde eine weiße Fritte mit der in Tabelle B wiedergegebenen Analyse hergestellt.

Tabelle B	B₂O	Gew.-^
	Na₂O	17,00
K₂O	9,02
Li₂O	δ, 03
TiO₂	0,87
P₂O₅	19,30
SiO₂	2,44
MgO	40,6ο
As₂O,	0,15
F	0,04
	4,58
409822/iOU - π -	100,03

Diese Fritte wurde in einer üblichen Kugelmühle unter Zusatz der in Tabelle C angegebenen Mühlenzuschläge zu einem wäßrigen Schlicker vermählen.

	Tabelle C	■ Gew.	-Teile
		100
Fritte 'Tabelle	B)	5
Kieselsäure		0	,5
Bentonit		0	,5
Trägantgummi		45
Wasser

Die Mahlung des Ansatzes wurde bis zu einer Teilchengröße innerhalb des Feinheitsbereiches der Tabelle A ausgeführt. Der erhaltene Schlicker wurde mit folgenden weiteren Zusätzen in einen gebräuchlichen Beschichtungstank gegeben: Eine ausrei-· chende Menge Wasser zur. Einstellung eines spezifischen Gewichtes von etwa 1., 35; eine ausreichende Menge Natriumhydroxid zur Einstellung eines pH-Wertes von etwa 11,0 bis etwa 11,5; und eine ausreichende Menge Natriumchlorid zur Einstellung

eines spezifischen Widerstandes von etwa 200 bis etwa 250 Ohm/cm Das erhaltene elektrophoretische Bad war nun für Emaillierzwecke gebrauchsfertig, .

Das zuvor mit Kupfer überzogene Werkstück wurde als Anode in das Bad eingetaucht, und die Elektrophorese wurde mit folgenden beispielhaften elektrischen Parametern ausgeführt:

. Bereich

Spannung 25 bis 75 V

Stromdichte 186 bis 930 A/dm²

Dauer 10 bis 40 Sekunden

- 14 - '
4-09 82 2/1 014

Danach wurde das Werkstück aus dem Bad herausgenommen,, mit Wasser abgespritzt,- um lockere Prittenteilchen zu- entfernen, und dann etwa JO Sekunden in eine 6&ige wäßrige Lösung von Monoammoniumphosphat Ammoniumdihydrogenphosphat) getaucht, um aus dem erhaltenen, keramischen Biskuit gelbliche Eisenverfärbungen zu entfernen. Anschließend wurde das Werkstück in einem Trockner 15 bis 20 Minuten bei 65 bis I50 ⁰C getrocknet und schließlich 3,5 Minuten bei 788 ⁰C gebrannt.

Produkte, die gemäß dem Verfahren der Erfindung mit einem keramischen Überzug beschichtet worden sind, zeigen trotz der Verwendung verhältnismäßig stark alkalischer elektrophoretischer Dispersionen oder Bäder mit besserem Beschichtungsvermogen eine bemerkenswert bessere Farbe und erhöhten Glanz. Die Verwendung eines Bades mit verhältnismäßig hohen pH-Werten verlängert wesentlich die Zeitspanne, die zur Erzeugung eines Emailüberzuges von vorbestimmter Dicke erforderlich ist, wenngleich auch ein besseres Beschichtungsvermogen erzielt wird. Bei Verwendung früherer Aktivatoren, beispielsweise eines Schwefelsäure-Aktivators, für ein Werkstück und anschließende Beschichtung in einem Elektrophoresebad mit verhältnismäßig hohen pH-Werten führte die verlängerte Beschichtungsdauer zu einer Wanderung des Eisens aus dem Werkstück in den Überzug, wodurch eine starke Verfärbung und schlechte Oberflächenqualität des gebrannten Emailüberzugs hervorgerufen wurde.

Die weißen Emailüberzüge gemäß vorliegender Erfindung haben ein reineres Aussehen und einen überlegenen Glanz im Vergleich zu den weißen Überzügen, die entweder mit bekannten elektrophoretischen Prozessen oder durch elektrostatisches Spritzen, Tauchen, Flutbeschichten oder anderen Auftragsverfahren erhalten werden. Das Aussehen des gebrannten Endproduktes der Erfindung ist glatt, gleichmäßig und frei von Wenigkeiten oder Läufern.

409822/ 1 OU

Claims

Ansprüche

Verfahren zur Herstellung einer keramisch überzogenen Ware aus einem eisenhaltigen Werkstoff durch"elektrophoretische Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ware mit einer wäßrigen Lösung eines wasserlöslichen Metallsalzes, dessen Metall in der elektrochemischen Spannungsreihe gegenüber dem Eisen elektropositiv ist, in Berührung gebracht und dadurch eine Schicht des genannten Metalls auf der Ware abgeschieden wird und daß anschließend ein keramischer Überzug elektrophoretisch auf die Metallschicht aufgetragen wird. '--ν / ; _: ■
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Werkstück eine Kupferschicht abgeschieden wirdv
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserlösliches Salz Kupfersulfat verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrophoretische Beschichtung mit einer wäßrigen Frittendispersion ausgeführt wird, die einen alkalischen pH-Wert von mindestens 1,1 hat.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge~ kennzeichnet, daß die elektrophoretische; Beschiciitung mit einem wäßrigen Schlicker ausgeführt wird, der kolloidale Kieselsäure enthält-,
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück nach dem elektrophöretischen Beschichten mit einer wäßrigen Lösung einer starken Mine-

27 468 ':-. - :"

• U/Be ■ : - 2 - ·

40 9 8 22/ 1 044

ralsäure oder einem wasserlöslichen Salz einer solchen Säure in Berührung gebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserlösliches Salz ein Salz der Phosphorsäure verwendet wird
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis "J₃ dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück nach dem elektrophoretischen Beschichten zur Bildung eines keramischen Überzugs gebrannt wird.
9. Keramisch überzogene Ware aus einem eisenhaltigen Werkstoff, gekennzeichnet durch eine auf dem Werkstoff befindliche Metallschicht aus einem Metall, das in der.elektrochemischen -Spannungsreihe gegenüber dem Eisen elektropositiv .ist,und einem weißen Emailüberzug über der Metallschicht.

409822/101 A