DE2432442A1

DE2432442A1 - Verfahren zum feuerverzinken von werkstuecken

Info

Publication number: DE2432442A1
Application number: DE2432442A
Authority: DE
Inventors: Ian James
Original assignee: Foseco International Ltd
Current assignee: Foseco International Ltd
Priority date: 1973-07-12
Filing date: 1974-07-06
Publication date: 1975-01-30
Also published as: GB1407146A; JPS5028440A; FR2236960A1; FR2236960B1; US3936540A

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GÜNTHER BGGERT₁ DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 6. Juni 1974 Eg/Ax/112

FOSECO INTERNATIONAL LIMITED, 285 Long Acre,

Nechells, Birmingham, England

Verfahren zum Feuerverzinken von Werkstücken.

Beim Feuerverzinken werden Eisenmetalle oder -legierungen, insbesondere Gußeisen und Flußstahl, einer korrosionsverhütenden Behandlung unterworfen. Bei diesen Verfahren werden aus Eisenmetallen bestehende Werkstücke, die eine chemisch· saubere Oberfläche haben, in die Zinkschmelze getaucht, die geringe Mengen anderer LIemente enthalten kann, um die Oberfläche der Werkstücke mit einem Schutzüberzug aus Zink zu versehen. Der gebildete "Überzug haftet am Werkstück als Folge der Tatsache, daß eine Legierungsbildung an der Grenzfläche zwischen Eisenmetall und Zink stattfindet. Da eine Legierungsbildung nur stattfinden kann, wenn die Oberfläche des zu verzinkenden Werkstücks chemisch sauber ist, ist die Reinigung ein äußerst wichtiger Teil des Feuerverzinkengsverfahrens.

Normalerweise werden die Werkstücke zur !Reinigung zunächst entfettet, wobei beispielsweise Trichloräthylendampfe oder wässrige alkalische Lösungen verwendet werden, und möglicherweise sandgestrahlt. Eierauf folgt das Beizen mit Säure, und die abschließende Stufe ist gewöhnlich die Flußmittelbehandlung unter Verwendung eines Salzes oder Salzgemisches. Da die Flußmittel-

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beh.and.lung gewöhnlich dem Verzinken unmittelbar -vorausgeht, gewährleistet diese Stufe im größten Maße" die Benetzung der mit der Zinkschmelze zu überziehenden Ober- ■ fläche.

Früher wurden als Flußmittel zum Feuerverzinken Eisensalze verwendet, die nach dem Beizen an der Oberfläche des Eisenmetalls haften blieben. Bei den neueren Verfahren, bei denen zwei Haupttypen zu unterscheiden sind, wird ein gesondertes Flußmittel verwendet. Die Verfahren unterscheiden sich voneinander in der Art, in der das Flußmittel aufgebracht wird. Beim "Uaßverzinken" werden die Werkstücke gebeizt, zuweilen gespült und dann durch eine auf der Oberfläche der Zinkschmelze schwimmende Schicht aus geschmolzenem Flußmittel in die Zinkschmelze getaucht. Beim "Trockenverzinken" wird eine Flußmittelschicht auf die Oberfläche der zu verzinkenden Eisenmetallteile aufgebracht, bevor die Teile in die Zinkschmelze getaucht werden. Der Auftrag wird vorgenommen, indem eine Flußmittellösung auf die Oberfläche aufge- · bracht und das Werkstück getrocknet wird, wobei der Flußmittelüberzug auf der Oberfläche zurückbleibt. Das Uaßverzinkungsverfahren und das Trοckenverzinkungsverfahren können gemeinsam angewendet werden, d.h. zuerst wird ein Flußmittel auf der Oberfläche des Werkstücks · angetrocknet und das Werkstück dann durch eine Schicht des geschmolzenen Flußmittels in die Zinkschmelze getaucht.

Als Flußmittel werden bei den Feuerverzinkungsverfahren gewöhnlich Ammoniumchlorid, Zinkchlorid, physikalische Gemische der beiden Chloride und auch eine chemische Kombination in Form von Zinkammoniumchlorid verwendet. Diese Flußmittel können mit einem oder mehreren Alkaiimetallchloriden gemischt werden.

Die meisten bekannten Flußmittel haben den Nachteil, 40988S/Ö994

daß sie eine starke, lästige und unangenehme Rauchentwicklung bewirken. Durch Zugabe von Alkalimetall— Chloriden wird zwar die !Rauchentwicklung vermindert, jedoch kann diese Arbeitsweise eine Herabsetzung der Wirksamkeit des Flußmittels zur Folge haben.

Da immer strengere Umweltschutzbedingungen eingeführt werden und das Feuerverzinken im allgemeinen höchstwahrscheinlich bei höheren Temperaturen als früher durchgeführt wird, wobei wahrscheinlich anstelle der üblichen metallischen Verzinkungskessel Behälter mit feuerfester Auskleidung verwendet werden, wird die Verwendung von Flußmitteln mit geringer oder ohne Eauchentwicklung immer wichtiger.

Es wurde nun gefunden, daß das Naßverzinken mit geringer Rauchentwicklung durchgeführt werden kann, wenn ein Flußmittel verwendet wird, das im wesentlichen Magnesiumchlorid zusammen mit Natriumchlorid und/oder Kaliumchlorid und wahlweise Calciumchlorid enthält.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß das Feuerverzinken von Werkstücken aus Eisenmetallen nach einem Verfahren, bei dem man das Werkstück durch ein auf der Zinkschmelze schwimmendes geschmolzenes Flußmittel in die Zinkschmelze taucht und anschließend aus der Zinkschmelze hebt, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein unter 500⁰C schmelzendes Flußmittel verwendet, das 50 bis 70 Gew.-% Magnesiumchlorid und 20 bis 70 Gew.-% Natriumchlorid und/oder Kaliumchlorid enthält. Vorzugsweise schmilzt das Flußmittel unterhalb von 460°C. Das Flußmittel kann außerdem bis zu 20 % Calciumchlorid enthalten.

Andere Chloride, z.B. Aluminiumchlorid, Bleichlorid, Zinkchlorid, Ammoniumchlorid und Zinkammoniumchlorid können ebenfalls vorhanden sein und allein oder in

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Kombination verwendet werden. Da jedoch diese Chloride die Rauchentwicklung zu verstärken pflegen, sollten sie nicht mehr als 20 Gew.-% des Gesamtflußmittels ausmachen.

Der "bevorzugte Magnesiumchloridgehalt (als MgCIp) beträgt 40 "bis 60 Gew.-%, der bevorzugte Natrium- und/ oder Kaliumchloridgehalt 30 bis 60 Gew.-% und der bevorzugte Calciumchloridgehalt 0 bis 10 Gew.-%.

Die Flußmittelgemische können außerdem Schaumbildner enthalten, die beim Haßverzinken häufig erwünscht sind, um die Dicke der auf der Zinkschmelze schwimmenden Flußmittelschicht zu vergrößern. Als Schaumbildner eignen sich Materialien, die sich bei der Temperatur der Zinkschmelze langsam zersetzen. Geeignet sind beispielsweise Talg, Sägemehl, Glycerin und verschiedene Harze.

Bei Verwendung der Flußmittelgemische .gemäß der Erfindung kann das Feuerverzinken mit geringer Rauchentwicklung über einen weiten Bereich von Arbeitstemperaturen durchgeführt werden.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

Ein Flußmittelgemisch der folgenden Zusammensetzung wurde hergestellt:

Magnesiumchlorid 50 Gew.-%

Natriumchlorid 50 Gew.—%

Kaliumchlorid 20 Gew.-%

Werkstücke aus Eisenmetall wurden sandgestrahlt, in 1.5%iger Salzsäure gebeizt, in Wasser gespült und

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getrocknet. Die Werkstücke wurden dann durch eine auf der Oberfläche der Zinkschmelze schwimmende 13 mm dicke Schicht des vorstehend genannten Flußmittels in die Zinkschmelze getaucht, die eine Temperatur von 450 bis 460⁰C hatte.Die Tauchzeit betrug 3 bis 4 Minuten. Kein Rauch wurde entwickelt. Nach dem Herausheben aus der Zinkschmelze, Abschrecken und Spülen zeigten die verzinkten Werkstücke eine blanke, ebene und glatte Oberfläche.

Beispiel 2

Ein Flußmittelgemisch der folgenden Zusammensetzung wurde hergestellt:

Magnesiumchlorid 40 Gew.-%

Natriumchlorid 30 Gew.-^

Kaliumchlorid 25 Gew.-%

Calciumchlorid 5 Gew.-%

Werkstücke aus Eisenmetall wurden nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren feuerverzinkt, indem sie durch eine Schicht des obengenannten Flußmittels in die Zinkschmelze getaucht wurden. Die Zinkschmelze hatte eine Temperatur von 530 bis 540⁰C. Die Tauchzeit betrug 1 bis 2 Minuten. Die Rauchentwicklung war gering. ITach dem Herausheben aus der Zinkschmelze, Abschrecken und Spülen zeigten die verzinkten Werkstücke einen blanken, ebenen und glatten Überzug.

Beispiel 3

Ein Flußmittel der folgenden Zusammensetzung wurde hergestellt:

Magnesiumchlorid 60 Gew.-%

Kaliumchlorid 40 Gew.-%

Das Flußmittel wurde zum Feuerverzinken von V/erkstücken 409885/0994

aus Eisenmetall nach dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren verwendet, wobei jedoch die Temperatur der Zinkschmelze 525°C und die Tauchzeit Λ bis 2 Minuten betrug.

Beispiel 4-

Ein Flußmittel der folgenden Zusammensetzung wurde hergestellt:

Magnesiumchlorid 50 Gew.-% Natriumchlorid 50 Gevr.-%

Das Flußmittel wurde zum Feuerverzinken von 'tferkstückeii aus Eisenmetall auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise verwendet, wobei jedoch die Temperatur der Zinkschmelze 55O⁰C und die Tauchzeit 1 bis 2 Minuten betrug«

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Claims

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Patentansprüche

J Verfahren zum Feuerverzinken von Werkstücken aus Eisenmetall, wobei man das Werkstück durch ein auf der Zinkschmelze schwimmendes geschmolzenes Flußmittel in die Zinkschmelze taucht und es anschließend aus der Zinkschmelze hebt, dadurch gekennzeichnet, daß man ein unter 500 C schmelzendes Flußmittel verwendet, das 30 bis 70 Gew.-% Magnesiumchlorid und 20 bis 70 Gew.-% Natriumchlorid und/oder Kaliumchlorid enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein unter 460 C schmelzendes Flußmittel verwendet.
3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein 20 % Calciumchlorid enthaltendes Flußmittel verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß man ein Flußmittel verwendet, das 40 bis 60 Gew.-75 Magnesiumchlorid, 30 bis 60 Gew.-% Natriumchlorid und/ oder Kaliumchlorid und 0 bis 10 Gew.-% Calciumchlorid enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Flußmittel verwendet, das bis zu 20 Gew.-fa Aluminiumchlorid und/oder BleiChlorid und/oder Zinkchlorid und/oder Ammoniumchlorid und/oder Zinkammoniumchlorid enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Flußmittel einen Schaumbildner zusetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Schaumbildner Talg, Sägemehl und/oder Glyc erin·verwendet.

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