DE2854355A1 - Saures, waessriges mittel zur herstellung eines chromatumwandlungsueberzuges auf aluminiumhaltigen oberflaechen und verfahren zur herstellung eines chromatumwandlungsueberzuges auf aluminiumhaltigen oberflaechen - Google Patents

Saures, waessriges mittel zur herstellung eines chromatumwandlungsueberzuges auf aluminiumhaltigen oberflaechen und verfahren zur herstellung eines chromatumwandlungsueberzuges auf aluminiumhaltigen oberflaechen

Info

Publication number
DE2854355A1
DE2854355A1 DE19782854355 DE2854355A DE2854355A1 DE 2854355 A1 DE2854355 A1 DE 2854355A1 DE 19782854355 DE19782854355 DE 19782854355 DE 2854355 A DE2854355 A DE 2854355A DE 2854355 A1 DE2854355 A1 DE 2854355A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
added
amount
agent
solution
zinc
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.)
Ceased
Application number
DE19782854355
Other languages
English (en)
Inventor
Earl R Reinhold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel Corp
Original Assignee
Amchem Products Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Amchem Products Inc filed Critical Amchem Products Inc
Priority to DE19782854355 priority Critical patent/DE2854355A1/de
Publication of DE2854355A1 publication Critical patent/DE2854355A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C22/00Chemical 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
    • C23C22/05Chemical 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
    • C23C22/06Chemical 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
    • C23C22/40Chemical 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 molybdates, tungstates or vanadates
    • C23C22/44Chemical 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 molybdates, tungstates or vanadates containing also fluorides or complex fluorides

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)

Description

  • Saures, wäßriges Mittel zur Herstellung eines Chromat-
  • umwandlungsüberzuges auf aluminiumhaltigen Oberflächen und Verfahren zur Herstellung eines Chromatumwandlungsüberzuges auf aluminiumhaltigen Oberflächen Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Überzuges bzw.
  • einer Beschichtung auf Metalloberflächen und insbesondere das tiberziehen von Metalloberflächen mit Lösungen.
  • Es sind bereits zahlreiche Arbeitsweisen und Lösungen bekannt, um Chromat-Fluorid-Umwandlungsüberzüge auf Metalloberflächen zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit und zur Förderung der Haftung von Anstrichmitteln zu erreichen. Typische Arbeitsweisen dieser Art sind in den US-Patentschriften 2 276 353, 2 471 909, 2 472 864, 2 796 370, 2 796 371, 2 -I @ 466, 2 839 439, 2 843 513, 2 859 144, 2 868 679 und 3 998 842 beschrieben. Trotz dieser Fortschritte blieben Probleme ungelöst, während gleichzeitig neue Probleme als Folge der fortschreitenden Technologie austreten. Beispielsweise sind bei Spulenbeschichtungsverfahren zum Überziehen von Aluminium j setzt Hochgeschwindigkeitsbänder in Betrieb, wodurch es möglich ist, Streifen von Metall bei Geschwindigkeiten von mehr als 93 m2/min zu verarbeiten. Eine Erhöhung der Bandgeschwindigkeit erhöht die Leistungsfähigkeit des Betriebes, jedoch gibt es bestimmte Schwierigkeiten, wenn Ohromatumwandlungsüberzugslösungen verwendet werden, da die Notwendigkeit für eine endliche Zeitspanne für den Kontakt der Metalloberflächen mit der Lösung besteht. Um die Geschwindigkeit der Chromatumwandlungsüberzugsstufe zu erhöhen, erfolgten manchmal Zusätze von Aktivierungsmitteln, bekannt als Badbeschleuniger, zu den Badlösungen. Der Zweck der Zugabe der aktivierenden Ionen beruht auf ihrer Fähigkeit, das Überzugsgewicht in einer vorgegebenen Zeitspanne zu erhöhen, z. B. die tberzugsleistungsfähigkeit des Bades. Das Ergebnis ist ein besseres Endprodukt. Eine aktivierende Substanz, die einigen Erfolg aufwies, ist Ferricyanid, siehe z. B. US-Patentschriften 2 796 370, 2 796 371 und 2 988 465.
  • Obwohl mit Ferricyanid aktivierte Chromatüberzugslösungen eine beträchtliche industrielle Anwendung gefunden haben, gibt es mit ihrer Anwendung verknüpfte Probleme. Beispielsweise wurde gefunden, daß die mit Ferricyanid aktivierte Lösung gegenüber einem Abbau durch Hitze bei höheren Temperaturen empfänglich ist, weiterhin daß sie gegenüber Änderungen der Azidität relativ empfindlich ist. Das vielleicht größte Hindernis für eine Verwendung von Ferricyanid liegt heute jedoch in dem Beseitigungsproblem der verbrauchten Lösungen wegen des gelegentlichen Auftretens von Gehalten an freiem Cyanid.
  • Wenigstens ein nicht auf Ferricyanid beruhender Prozeß für Aluminium ist aus der US-Patentschrift 3 391 031 bekannt, jedoch erfordert diese Arbeitsweise die Verwendung von Wolframatmaterial.
  • Derzeit besteht daher - wie niemals zuvor - eine dringende Notwendigkeit zur Entwicklung von Uberzugsmitteln und Überzugsmethoden, die hinsichtlich ihrer Anwendung nicht nur wirtschaftlich und industriell möglich sind, sondern die ebenfalls eine Metalloberfläche mit verbesserten Eorrosionseigenschaften und Haftungseigenschaften für Anstrichmittel ergeben, wobei diese Vorteile ohne negative Beeinflussung der Umwelt erreicht werden können.
  • Aufgabe der Erfindung sind daher solche Uberzugsmittel und ein Verfahren unter Anwendung dieser Überzugsmittel.
  • Die Erfindung betrifft daher eine Umwandlungsüberzugslösung und ein Verfahren zur Anwendung einer solchen Überzugslösung auf aluminiumhaltigen Oberflächen. Die erfindungsgemäße tiberzugslösung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie ein wäßriges, saures Mittel ist, das folgende Bestandteile einschließt: (a) Zink (Zn) in einer Menge von etwa 0,03 g/l bis etwa 3,0 g/l, vorzugsweise zugesetzt als ZnO, (b) sechswertiges Chrom (Cr+6) in einer Menge von etwa 0,01 g/l bis etwa 10,0 g/l, vorzugsweise zugesetzt als CrO3, (c) Fluorid (F) in einer Menge von etwa 0,01 g/l bis etwa 10,0 g /1, vorzugsweise zugesetzt als H2SiF6, (d) Molybdat (Mo)in einer Menge von etwa 0,02 g/l bis etwa 3,0 g/l, vorzugsweise zugesetzt als 84 %iges MoO3, und (e) Säure (H+), vorzugsweise zugesetzt als HNO3, um einen pH-Wert von 0,0 bis 5,0 einzustellen.
  • Eine bevorzugte Lösung, welche im folgenden als !'Bad" bezeichnet wird, enthält folgende Bestandteile in g/l: 3estandteil g/l °3 2,00 ZnO 0,38 HNOI3, 380 Be 3,40 (1,9 g im Falle von 100 %iger HN03) H2SiF6 als 23%ige wäßrige Lösung 4,56 Molybdansäure als 84 %iges MoO3 0,475 Wasser Rest Bei der Durchführung der Erfindung wird das Bad am bequemsten aus einem Konzentrat hergestellt, wobei zur Herstellung des Bades das Konzentrat mit Wasser verdünnt wird.
  • Die bevorzugte, zuvor angegebene Badzusammensetzung wird am bequemsten durch Verdünnen eines Konzentrates der folgenden Zusammensetzung mit Wasser hergestellt: Bestandteil g/l CrO3 40,0 ZnO 7,6 HNO3, 38° Bé 68,0 H2SiF6 als 23 %ige wäßrige Lösung 91,2 Molybdänsäure als 84 %iges MoO3 9,5 Wasser Rest Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine aluminiumhaltige Oberfläche unter Anwendung üblicher Mittel wie durch Besprühen mit dem oder Eintauchen in das zuvor beschriebene Mittel für eine ausreichende Zeitspanne zur Ausbildung eines Ohromumwandlungsüberzuges hierauf in Kontakt gebracht.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Ausgangsaluminiumspule mit dem erfindungsgemäßen Mittel in einen kontinuierlichen Spulenüberzugsvorgang besprüht.
  • Die Erfindung kann ebenfalls so durchgeführt werden, daß ein . e Zusammensetzung enthaltendes Konzentrat, das auf dem achgebiet als "Ansatzlösung bekannt ist, vor der tatsäch-@ichen Verwendung mit einer ausreichenden Wassermenge verdünnt wird, um eine Lösung herzustellen, deren Bestandzeile in den zuvor angegebenen Bereichen vorliegen.
  • e Erfindung betrifft daher ein Verfahren und ein Mittel, wie eine rasche Ausbildung eines Chromatumwandlungsüberzuges luì aluminiumhaltigen Oberflächen slauben, wodurch an dem metall eine Behandlung für eine hohe Korrosionsbeständigkeit durchgeführt wird und die Empfänglichkeit bzw. Aufnahme-Zähigkeit von Anstrichmitteln auf Aluminiumoberflächen erhöht wird, selbst wenn die Anwendung bei einem mit hoher Geschwindigkeit ablaufenden Überzugsvorgang von Aluminiumspulen durchgeführt wird, wobei weiterhin eine von Ferricyanid freie Chr omatumwandlungsüb erzugslö sung und ein Verfahren zur Anwendung dieser Lösung bereitgestellt werden.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung und der beispielhaften Ausführungsformen näher erläutert.
  • Bei den folgenden Beispielen ist darauf hinzuweisen, daß der verwendete Ausdruck "Aluminium" sowohl Aluminium als auch aluminiumhaltige Oberflächen, z. B. aus Legierungen, einschließt.
  • Die Angaben in Prozent beziehen sich auf Gewicht, falls nichts anderes angegeben ist.
  • Bei einem Beispiel für eine bevorzugte Ausführungsform wurde ein Konzentrat unter Verwendung von im Handel erhältlichen Materialien durch Zusammengeben der Materialien unter Bildung des Konzentrates hergestellt. Das Konzentrat wurde aus den folgenden Bestandteilen in den angegebenen Mengen hergestellt: Bestandteil g/l 3 40,0 ZnO, 7,6 HNO3, 38° Bé 68,0 H2SiF6 als 23 %ige Lösung 91,2 Molybdänsäure als 84 %iges MoO3 9,5 Wasser Rest Aus diesem Konzentrat wurde ein Bad durch Verdünnen des Konzentrates mit Wasser zur Herstellung einer 5 Vol.-%igen Lösung hergestellt.
  • Der pH-Wert der fertigen Lösung betrug etwa 1,5.
  • Eine fünf Stufen umfassendes, handelsübliches Überzugsband für Aluminiumspulen, bestehend aus vier Eintauchtanks und einer anschließenden Endspülstufe unter Besprühen mit frischem Wasser wurde betriebsbereit gemacht. Die Bandgeschwindigkeit wurde so eingestellt, daß sie zwischen nicht mehr als etwa 7,6 bis 30,5 m/min variierte. Unter Anwendung dieser Anordnung wurden Ausgangsaluminiumspulen mit verschiedenen Legierungszusammensetzungen,einschließlich der üblicherweise als Typ 3003, 3105, 5005, 5052 und GebrauchsmateriaL bezeichneten, wie folgt behandelt.
  • Das Spulenband wurde in Betrieb genommen, und die Spule wurde zuerst in den beiden Stufen 1 und 2 durch Eintauchen in eine saure Metallreinigerlösung, wie auf dem Fachgebiet an sich bekannt ist und nicht zur Erfindung gehört, gereinigt. Im Anschluß an die beiden Reinigungsstufen wurde die Spule in der Stufe 3 weiter behandelt, wobei dies eine Spülstufe durch Eintauchen in Wasser war. Die saubere Spule wurde dann zur Stufe 4 weitergeführt, wo sie durch Eintauchen mit der zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Badlösung für verschiedene Zeitspannen von etwa 10 bis etwa 30 Sekunden in Kontakt gebracht wurde. Der pH-Wert der Badlösung wurde auf etwa 1,5 gehalten, und die Badtemperatur wurde auf annähernd 48,9 0c gehalten. Im Anschluß an die Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Mittel wurde die Aluminiumspule einem abschließenden Spülen durch Wasserbesprühen unterworfen, danach wurde das Metall getrocknet und mit Anstrich versehen.
  • Die Analyse des Aussehens und der Eigenschaften des in der zuvor beschriebenen Weise behandelten Metalls zeigte, daß das fertige Produkt in jeder Hinsicht einem Metall vergleichbar war, das gemäß Stand der Technik mit Ferricyanid anwendenden Arbeitsweisen hergestellt worden war.
  • Beispiel 1 In Beispiel 1 wurden sechs Sätze von Aluminiumplatten, hergestellt aus Legierungen 3003, der folgenden Behandlungsreihenfolge unterworfen: Aufeinanderfolgende Stufen Prozeßstufe Stufe 1 alkalische Reinigungsstufe Stufe 2 Spülstufe mit Leitungswasser Stufe 3 Behandlung bei etwa 37,8 oC mit der Badzusammensetzung Stufe 4 Spülstufe mit Leitungswasser Im Anschluß an die Stufe 4 wurden die Sätze der in der zuvor beschriebenen Weise behandelten Platten mit Anstrichmittel versehen und anschließend auf ihr Verhalten untersucht. Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen I und II zusammengestellt.
  • Tabelle I Platten- Platten- Bandzusammensetzung Überzugs- Spührzeit bezeich- zusammen- gwicht nung setzung Zn++(g/l) Cr+6(g/l) als Äquiv.(10-1) (mg/m²) (sec) 1 2 3 4 5 6 7 A-1 Legierung 0,0 0,9 0,9 77,5 15 3003 A-2 " 0,1 0,9 0,8 261,6 15 A-3 " 0,2 0,9 1,0 335,8 15 A-4 " 0,3 0,9 0,9 426,3 15 A-5 " 0,4 0,9 0,9 406,9 15 A-6 " 0,5 0,9 0,9 293,9 15 A-7 " mit Ferri- 0,6 - 155,0 5 (Stan- cyanid dard) behandelt A-8 " als Rohling verwendet (nur gereignit) 3,23 nicht (Roh- gesprüht ling) A-9 " mit Ferri- 0,6 - 435,9 15 (Stan- cyanid dard) behandelt In der linken Spalte bedeuten von oben nach unten A-1, 2, 3, usw. die Platten plus Duplikaten, so daß die für die Ergebnisse angegebenen Werte Durchschnittswerte von wenigstens zwei Versuchen sind. A-7 und A-9, welche als Vergleichsreferenzrlatten verwendet wurden, bezeichnen Platten, die entsprechend der Arbeitsweise der US-Patentschrift 2 988 465 behandelt wurden. Diese Platten entsprechen daher standardmäßigen mit Ferricyanid behandelten Platten des Standes der Technik. Die Platte A-8, die ebenfalls als Referenzplatte verwendet wurde, wurde in einer ähnlichen Weise wie die anderen Platten des Tests gereinigt, jedoch erhielt sie keinen Umwandlungsüberzug irgendeines Typs und verhält sich daher als "Rohling".
  • In der Tabelle I, gelesen von links nach rechts, zeigt die Plattenbezeichnung durch die Ziffer die neun in den Tests verwendeten Platten an. Die Plattenzusammensetzung gibt die bei dem Test eingesetzte Art der Aluminiumlegierung wieder.
  • Die Badzusammensetzungen, welche in den Spalten 3 und 4 angegeben sind, zeigen in g/l die Menge an jedem angegebenen Material für A-1 bis A-6 an, jeweils berechnet für das angegebene Ion.
  • Die sechs Sätze der Platten (A-1 bis A-6j, welche entsprechend dem Beispiel 2 hergestellt worden waren, wurden mit verschiedenen Mengen an Zink hergestellt, um den Beschleunigungseffekt von unterschiedlichen Gehalten an Zink bei der Ausbildung von Überzügen auf den erfindungsgemäß behandelten Platten zu zeigen.
  • Die Werte der Spalte 5 sind ein Maß des Gehaltes an freier Säure des Bades, wobei dieses durch Titration von einer Probe von 1 ml Bad mit 0,1N NaOH bis zum Endpunkt unter Verwendung eines Mischindikators aus Methylrot und Bromkresylgrün bestimmt wurde. Die Zahlen in der Spalte 5 zeigen die Anzahl der Äquivalente an Base, die zur Neutralisation der vorhandenen Säure erforderlich waren.
  • Die Spalte 6 zeigt das Endüberzugsgewicht, welches mittels des Bades und des Verfahrens der Erfindung erzielt wurde, weiterhin die Standards gemäß Stand der Technik. Das überzugsgewicht in mg/m2 wurde durch Auswiegen der Platten nach der Umwandlungsbehandlung und dann Abstreifen der überzogenen Platten unter Verwendung von Salpetersäurelösung und Rückwiegen der abgestreiften Platten bestimmt.
  • Der Gewichtsunterschied wurde als Gewicht des Überzuges angesehen. Die Spalte 6 zeigt, daß das Überzugsgewicht (als Maß für die Eignung des Bades zum Zweck der Erzielung von verbesserter Anstrichmittelhaftung) das unter Anwendung des erfindungsgemäßen Mittels und des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden kann, beim Vergleich gegenüber dem Stand der Technik günstig abschneidet.
  • Die Spalte 7 zeigt die Sprühzeit in Sekunden der Umwandlungsüberzugsbehandlung in Stufe 3.
  • Tabelle II Numerie- Zink- Salzsprühtest, 5 % bei 35°C, 500 h Salzsprühtest, 5 % bei 35°C, 1000 h rung und gehalt nicht abgedeckter abgedeckter nicht abgedeckter abgedeckter Art des des Bereich Bereich Bereich Bereich Metalls Bades * geritzt ungeritzt geritzt ungeritzt geritzt ungeritzt geritzt ungeritzt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A-1 0 s 7,0 s ss m 3,0 m m A-2 0,10 ss 10 ss ss s 3,0 s m A-3 0,20 ss 10 ss ss m 3,0 m m A-4 0,30 ss 10 ss 10 m 3,0 m s A-5 0,40 ss 10 ss 10 m 3,0 m m A-6 0,50 ss 10 ss 10 m 3,0 m m A-7 - s 10 s 10 m 3,0 m m A-8 - s 7,0 s s st 2,0 m m A-9 - ss 10 ss 10 m 3,0 m m s = schwach ss = sehr schwach m = mäßig st = stark * in (g/l) Die Tabelle II enthält Werte, welche beim Testen der in Verbindung mit Tabelle I beschriebenen Platten erhalten wurden, um die Dauerhaftigkeit der gemäß den Lehren der Erfindung hergestellten Platten nach ihrer Exposition unter Testbedingungen, welche die tatsächliche Verwendung simulieren, zu bestimmen.
  • In der Tabelle II gibt die Plattenbezeichnung A-1 bis A-9 die Platten an, deren Zusammensetzung und Behandlung die gleiche war, wie sie zuvor beschrieben wurde.
  • Die Spalte 2 zeigt die Menge an Zink in dem tberzugsmittel in g/l.
  • Die Spalten 3 bis 10 zeigen die Ergebnisse bei einem standardmäßigen Säuresalzsprühtest der betreffenden Platte in den mit Band abgedeckten und nicht mit Band abgedeckten Bereichen, und zwar sowohl für einen geritzten als auch einen nicht-geritzten Teil der Platte. Dieser besondere Test bezieht sich auf einen Test, wie er im einzelnen von "American Society of Testung Materials Bulletin", Nr. ASTM B-287 beschrieben ist.
  • Bei der Durchführung des zuvor genannten Standardtests wurden die zu untersuchenden Platten nach der Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Mittel und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammen mit Standards und Rohlingen anschließend mit Anstrichmittel überzogen. Das besondere, bei diesem Test eingesetzte Anstrichmittelsysten ist im Handel erhältlich, Bezeichnung PPG Duracron 630, hergestellt von Pittsburgh Plate Glass. Dieses Anstrichmittel ist eine Acrylfarbe, die aufgetragen und eingebrannt wird, und sie wird als Standard für diesen Zweck bei diesem Test eingesetzt.
  • Unter der Bezeichnung "abgedeckt" bzw. "mit Band abgedeckt" und "nicht abgedeckt" bzw. "nicht mit Band abgedeckt" ist zu verstehen, daß ein Teil der Platte mit einem druckempfindlichen Band bedeckt wurde und dieses nach dem Test zur Entfernung von nicht anhaftendem AnstBichmittel abgezogen wurde, wobei der Zweck darin besteht, die Widerstandsfähigkeit der behandelten und mit Anstrichmittel versehenen Platte gegenüber einer korrodierenden Atmosphäre zu zeigen.
  • Unter "geritzt" ist zu verstehen, ob die Platte in einem Bereich unmittelbar benachbart zu einem Bereich, der bis zum Durchschneiden des Anstrichmittels auf das blanke Metall geritzt worden war, beurteilt wurde. Dieser Test mißt die Fähigkeit des Erosionswiderstandes des mit Anstrichmittel versehenen Metalls nach einer Beschädigung. "Nicht-geritzt" gibt einen Bereich auf der Platte an, der nicht einem "geritzten" Bereich entspricht.
  • Die Spalten 7 bis 10 geben die Werte für einen Säuresalzsprahtest, der in der gleichen Weise wie für die Spalten 3 bis 6 beschrieben durchgeführt wurde, wobei jedoch die Exposition der Platte beim Säuresalzsprühtest von 500 Stunden auf 1000 Stunden erhöht wurde.
  • Die Platten wurden sowohl mit Zahlenwerten als auch beschreibend beurteilt.
  • Die mit Zahlenwerten erfolgte Beurteilung der Platten wurde visuell unter Anwendung eines von 1 bis 10 reichenden Maßstabes durchgeführt, wobei 10 das beste Ergebnis wiedergibt.
  • Die Angaben wie "schwach", "mäßig", usw. zeigen, daß der beobachtete Verlust an Anstrichmittel "schwach", "mäßig" usw.
  • war.
  • Wie aus den Ergebnissen der Tabelle II ohne weiteres ersichtlich ist, ergaben mit dem erfindungsgemäßen Mittel und entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren überzogene Platten insgesamt Ergebnisse, die ebenso gut waren wie bei Verwendungen von mit Ferricyanid aktivierten Lösungen des Standes der Technik.
  • Innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich. Wie bereits zuvor ausgeführt wurde, sind das Verfahren und das Mittel bei aluminiumhaltigen Oberflächen brauchbar, worunter hier alle Arten von Aluminiumlegierungen zu verstehen sind.
  • Die verschiedenen Bestandteile des Bades dieser Lösung können innerhalb der angegebenen Grenzwerte variieren.
  • Zink ist wesentlich, um ein richtiges Uberzugsgewicht zu erzielen. Zink wirkt als Beschleuniger, wodurch die Notwendigkeit für Ferricyanid vermieden wird.
  • Nitrat ist bei der Uberzugsausbildung nicht unbedingt erforderlich. Jedoch ist es erforderlich, um die Azidität des Bades aufrechtzuerhalten, und zu diesem Zweck wird Salpetersäure bevorzugt. Andere Säuren wie Chromsäure würden den Gehalt an Chromationen erhöhen, wodurch die Uberzugsausbildung verzögert würde. Salzsäure, Schwefelsäure und Phosphorsäure sind für das Bad schädlich. Obwohl daher theoretisch jede Säure mögicch wäre, welche den pH-Wert herabsetzt und das Bad nicht negativ beeinflußt, wird Salpetersäure bevorzugt.
  • Bei der Durchführung der Erfindung muß das Bad in einem sauren Bereich gehalten werden. Ein pH-Wert von 0 bis 5,5 kann angewandt werden, wobei ein bevorzugter pH-Bereich von 1,0 bis 2,5 beträgt.
  • Ebenfalls sind Abänderungen in den besonderen Zusammensetzungen möglich, welche zur Zufuhr der zur Durchführung der Erfindung erforderlichen Ionen notwendig sind. Beispielsweise können zahlreiche verschiedene Fluoride anstelle des gezeigten Fluorosilikates verwendet werden. Andere komplexe Metallfluoride entweder in Form der Säure oder der Salze wie beispielsweise Fluoborate, Fluotitanate, Fluostannate, Fluor zirconate oder andere an sich bekannte Verbindungen können ebenfalls eingesetzt werden. Fluorwasserstoffsäure und Salze hiervon wie Natrium-, Kalium- oder Ammoniumfluorid sind ebenfalls brauchbar.
  • Die Molybdationen können als Molybdänsäure, Natriummolybdat, Ammoniummolybdat oder in Form von zahlreichen der anderen vielen Molybdat, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind, zugesetzt werden. Beispielsweise ist Molybdänsäure im Handel als 84 %iges MoO3 derzeit erhältlich, wobei diese Form zur Durchführung der Erfindung geeignet ist.
  • Das Chrom muß als sechswertiges Chrom vorliegen, und eine beliebige Quelle für dieses Ion ist annehmbar.
  • Das Bad erfordert normalerweise eine Auffrischung während des Betriebes, und die Auffrischung kann in einfacher Weise durch Bestimmung der fehlenden Mengen nach auf dem Bachgebiet an sich bekannten Methoden und Zugabe des erforderlichen Materials durchgeführt werden.
  • Obwohl Beispiele für eine geeignete Expositionszeit des Metalls in der Lösung zur Erzielung des gewünschten Zwecks angegeben wurden, sei darauf hingewiesen, daß Änderungen in breiten Bereichen möglich sind, wobei dies von Änderungen der verwendeten Ausrüstung und der verwendeten Uberzugsmethode abhängt.
  • Geeignete Zeitspannen für das Kontaktieren sind dem Fachmann an sich bekannt und es bietet keinerlei Schwierigkeiten, die geeignete Kontaktzeit für das besondere Werkstück und die besondere Ausrüstung zu bestimmen.
  • Die Zeit und die Temperatur des Verfahrens sind zueinander umgekehrt proportional. Dies bedeutet, daß die zur Erzielung des Uberzuges erforderliche Zeitspanne im allgemeinen um so kürzer ist, je höher die Temperatur liegt. Es wurde gefunden, daß gute Ergebnisse bei Badtemperaturen von 48,9 °G erzielt werden können, und daß die Überzugszeit bei dieser Zeit mit der Ausrüstung variiert, wobei 10 Sekunden jedoch ein repräsentativer Wert ist. Aus wirtschaftlichen Gründen ist die angewandte Badtemperatur normalerweise die Umgebungstemperatur bzw. die Zimmertemperatur, jedoch kann das Verfahren auch bei erhöhten Temperaturen bis zu wenigstens 71,1 °C betrieben werden.
  • Ebenfalls wurde zuvor schon angegeben, daß das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Mittel, obwohl sie bei einem Spulenüberzugsbetrieb am brauchbarsten sind, ebenso gut bei der Behandlung von einzelnen Metallwerkstücken angewendet werden können. Weiterhin gibt es keine Beschränkung hinsichtlich des Typs der Ausrüstung, die bei dem Auftrag der erfindungsgemäßen Lösung angewandt werden kann. Die Stufen des Verfahrens können beispielsweise das Besprühen, Eintauchen oder eine Strömungsbeschichtung (Strömenlassen der Lösung über die Oberfläche des Metalls) umfassen, und alle Methoden sind zum Inkontaktbringen der Metalloberfläche mit dem Bad zufriedenstellend.
  • Änderungen im Überzugsgewicht in Abhängigkeit von der Menge der Bestandteile, insbesondere von Zink, wurden in den zuvor genannten Tabellen gezeigt. Obwohl die allgemeine Regel gilt, daß eine Erhöhung des Überzugsgewichtes erwünscht ist, können wirtschaftliche oder technische Gründe oder der Endverwendungszweck für das Metall Änderungen bedingen. Dies ist auf dem Fachgebiet ebenfalls an sich bekannt.
  • Obwohl die zuvor beschriebenen Beispiele eine Vorreinigungsstufe einschlossen, welche zur Sicherstellung von gleichförmigen Ergebnissen erforderlich sein kann, stellt dies keinen notwendigen Schritt der Erfindung dar, und oftmals ist ein zufriedenstellendes Überziehen von Metallen ohne mehrere Vorreinigungsstufen möglich, was von der Oberflächenbedingung des Materials vor der Überzugsstufe abhängig ist.
  • Ebenfalls können Nachüberzugsstufen vor dem Aufbringen des Anstrichmittels angewandt werden, beispielsweise der Auftrag von angesäuerten, wäßrigen Lösungen, welche Chromate usw.
  • enthalten können und auf dem Fachgebiet als "Chromatspüllösungen" bekannt sind. Jedoch können solche abschließenden Spülvorgänge vollständig wahlweise durchgeführt werden.
  • Das erfindungsgemäße Mittel und das erfindungsgemäße Verfahren bieten zahlreiche Vorteile. Die Hauptvorteile sind, wie bereits zuvor ausgeführt, die Möglichkeit des Ausschlusses der Verwendung von Ferricyanid als Badbeschleuniger.
  • Das erfindungsgemäße Mittel und das erfindungsgemäße Verfahren sind wirtschaftlich und technisch fortschrittlich, da sie ein Endprodukt liefern, das in jeder Weise den nach Arbeitsweisen des Standes der Technik behandelten Produkten gleich ist.
  • Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung werden jedoch preiswerte und leicht zugängliche Materialien eingesetzt, wodurch die Verwendung von Wolframat, einem kostspieligen Material, vermieden wird.
  • Das erfindungsgemäße Mittel und das erfindungsgemäße Verfahren sind mit den derzeit verfügbaren Arbeitsweisen und Ausrüstungen vollständig konkurrenzfähig.

Claims (20)

  1. Patentansprüche 1. saures, wäßriges Mittel zur Herstellung eines Chromatumwandlungsüberzuges auf aluminiumhaltigen Oberflächen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß es im wesentlichen besteht aus: (a) Zink in einer Menge von etwa 0,03 bis etwa 3,0 g/l, berechnet als Zink (Zn), (b) sechswertiges Chrom in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 10,0 g/l, berechnet als Chrom (Cr+6), (c) Fluor in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 10 g/l, berechnet als Fluorid (F ), (d) Molybdat in einer Menge von etwa 0,02 bis etwa 3,0 g/l, berechnet als Molybdän (Mo).
  2. 2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (a) Zink als ZnO zugesetzt wurde, (b) sechswertiges Chrom als CrO3 zugesetzt wurde, (c) Fluor als 23 Folge wäßrige Lösung von H2SiF6 zugesetzt wurde, und (d) Molybdat als 84 Folge Molybdänsäure zugesetzt wurde, und daß das Mittel zusätzlich Salpetersäure enthält.
  3. 3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (a) Zink als ZnO in einer Menge von etwa 0,38 g/l zugesetzt wurde, (b) sechswertiges Chrom als CrO3 in einer Menge von etwa 2,00 g/l zugesetzt wurde, (c) Fluor als 23 Obige wäßrige Lösung von H2SiS6 in einer Menge von 4,56 g/l zugesetzt wurde, und (d) Molybdat als 84 obige Molybdänsäure in einer Menge von etwa 0,475 g/l zugesetzt wurde, und daß das Mittel zusätzlich Salpetersäure (100 %ig), vorliegend in einer Menge von etwa 1,9 g/l, enthält.
  4. 4. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel aus einem Konzentrat durch Verdünnen des Eonzentrates mit Wasser zur Herstellung des Mittels hergestellt worden ist.
  5. 5. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel aus einem Konzentrat durch Verdünnen des Eonzentrates mit Wasser zur Herstellung des Mittels hergestellt worden ist.
  6. 6. Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel aus einem Konzentrat durch Verdünnen des Eonzentrates mit Wasser zur Herstellung des Mittels hergestellt worden ist.
  7. 7. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fluor in Form von komplexen Metallfluorsäuren oder Salzen hiervon zugesetzt worden ist.
  8. 8. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fluor in Form von Fluorwasserstoff oder Salzen hiervon zugesetzt worden ist.
  9. 9. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert im Bereich von 0 bis 5,5 liegt.
  10. 10. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert im Bereich von 1,0 bis 2,5 liegt.
  11. 11. Verfahren zur Herstellung eines Chromatumwan'dlungsüberzuges auf einer aluminiumhaltigen Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen mit einer sauren Lösung in Kontakt gebracht wird, welche im wesentlichen besteht aus: (a) Zink in einer Menge von etwa 0,03 bis etwa 3,0 g/l, berechnet als Zink (Zn), (b) sechswertiges~Chrom in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 10,0 g/l, berechnet als Chrom (Cr+6), (c) Fluor in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 10,0 g/l, berechnet als Fluorid (F ), und (d) Molybdat in einer Menge von etwa 0,02 bis etwa 3,0 g/l, berechnet als Molybdän (Mo).
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung verwendet wird, in welcher: (a) Zink als ZnO zugesetzt wurde, (b) sechswertiges Chrom als CrO3 zu gesetzt wurde, (c) Fluor als 23 %ige Lösung von H2SiF6 zugesetzt wurde, und (d) Molybdat als 84 %ige Molybdänsäure zugesetzt wurde, und wobei das Mittel zusätzlich Salpetersäure enthält.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung verwendet wird, in welcher: (a) Zink als ZnO in einer Menge von 0,38 g/l zugesetzt -wurde, (b) sechswertiges Chrom als CrO3 in einer Menge von etwa 2,00 gfl zugesetzt wurde, (c) Fluor als 23 %ige wäßrige Lösung von H2SiF6 in einer Menge von etwa 4,56 g/l zugesetzt wurde, und (d) Molybdat als 84 °/Oige Molybdänsäure in einer Menge von etwa 0,475 g/l zugesetzt wurde, und wobei das Mittel zusätzlich Salpetersäure (100 %ig), vorliegend in einer Menge von etwa 1,9 g/l, enthält.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumoberfläche von einem Spulenüberzugsvorgang angeliefert wird.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Inkontaktbringen durch Eintauchen erfolgt.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Inkontaktbringen durch Aufspräben erfolgt.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Lösung nicht höher als etwa 71,1 °C liegt.
  18. 18. Verfahren zur Herstellung eines Chr omatumwandlungsüb e rzuges auf aluminiumhaltigen Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß: (a) ein wäßriges Konzentrat angeliefert wird, welche im wesentlichen besteht aus: i) etwa 7 g/l ZnO, ii) etwa 40 g/l Cr03, iii) etwa 68 g/l Salpetersäure iv) etwa 90 g/l einer annahernd 23 %igen wäßrigen Lösung von H2SiF6 , und v) etwa 10 g/l einer annähernd 84 %igen wäßrigen Lösung von Molybdänsäure, (b) Verdünnen dieses Konzentrates mit Wasser zur Herstellung einer 5 Vol.-%igen Lösungen, und (c) Inkontaktbringen dieser Lösung mit einer aluminiumhaltigen Oberfläche für eine ausreichende Zeitspanne zur Ausbildung eines Chromatumwandlungsüberzuges hierauf.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert im Bereich von 0 bis 5,5 gehalten wird
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert im Bereich von 1,0 bis 2,5 gehalten wird.
DE19782854355 1978-12-15 1978-12-15 Saures, waessriges mittel zur herstellung eines chromatumwandlungsueberzuges auf aluminiumhaltigen oberflaechen und verfahren zur herstellung eines chromatumwandlungsueberzuges auf aluminiumhaltigen oberflaechen Ceased DE2854355A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19782854355 DE2854355A1 (de) 1978-12-15 1978-12-15 Saures, waessriges mittel zur herstellung eines chromatumwandlungsueberzuges auf aluminiumhaltigen oberflaechen und verfahren zur herstellung eines chromatumwandlungsueberzuges auf aluminiumhaltigen oberflaechen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19782854355 DE2854355A1 (de) 1978-12-15 1978-12-15 Saures, waessriges mittel zur herstellung eines chromatumwandlungsueberzuges auf aluminiumhaltigen oberflaechen und verfahren zur herstellung eines chromatumwandlungsueberzuges auf aluminiumhaltigen oberflaechen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2854355A1 true DE2854355A1 (de) 1980-06-26

Family

ID=6057356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782854355 Ceased DE2854355A1 (de) 1978-12-15 1978-12-15 Saures, waessriges mittel zur herstellung eines chromatumwandlungsueberzuges auf aluminiumhaltigen oberflaechen und verfahren zur herstellung eines chromatumwandlungsueberzuges auf aluminiumhaltigen oberflaechen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2854355A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0213590A1 (de) * 1985-09-06 1987-03-11 HENKEL CORPORATION (a Delaware corp.) Verfahren zur Erzeugung von Konversionsschichten auf Zink und/oder Zink/Aluminium-Legierungen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0213590A1 (de) * 1985-09-06 1987-03-11 HENKEL CORPORATION (a Delaware corp.) Verfahren zur Erzeugung von Konversionsschichten auf Zink und/oder Zink/Aluminium-Legierungen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2433704C3 (de) Verwendung von Zirkonverbindungen und Polyacrylsäure enthaltenden wäßrigen Dispersionen zur Behandlung von Metallflächen
DE2428065C2 (de) Verfahren zum Versiegeln von Zinkphosphatüberzügen auf Stahlsubstraten
DE3038699A1 (de) Waessrige saure chromatbeschichtungsloesung, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung zum beschichten von zink-, zinklegierungs- und cadimiumoberflaechen
EP0056881B1 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metallen
DE3650659T2 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen
EP0214571A1 (de) Verfahren zur Erzeugung von Konversionsschichten auf Zink und/oder Zinklegierungen
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
DE2100021A1 (de) Verfahren zum Aufbringen von Phos phatschichten auf Stahl, Eisen und Zinkoberflachen
EP0036689B1 (de) Verfahren zum Aufbringen von Phosphatüberzügen
EP0261519B1 (de) Schichtbildende Passivierung bei Multimetall-Verfahren
EP0154367B1 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metallen
DE69119138T2 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen
EP0492713A1 (de) Verfahren zur Nachspülung von Konversionsschichten
DE3924984A1 (de) Verfahren zur passivierenden nachspuelung von phosphatschichten
DE3875459T2 (de) Verfahren zum phosphatieren von metalloberflaechen.
DE69012374T2 (de) Phosphatbeschichtungen für Metalloberflächen.
EP0039093B1 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen sowie dessen Anwendung
EP0224065B1 (de) Verfahren zur Erzeugung von Chromatschichten
DE3245411A1 (de) Verfahren zur phosphatierung elektrolytisch verzinkter metallwaren
EP0264811B1 (de) Verfahren zum Erzeugen von Phosphatüberzügen
DE1210656B (de) Verfahren zum Aufbringen von Phosphatueberzuegen auf Zinkoberflaechen
EP0213590B1 (de) Verfahren zur Erzeugung von Konversionsschichten auf Zink und/oder Zink/Aluminium-Legierungen
DE3719312A1 (de) Verfahren zur erzeugung von chromatueberzuegen
DE1112371B (de) Verfahren zum Aufbringen von UEberzuegen auf Aluminium und Aluminiumlegierungen
DE1521657A1 (de) Loesungen zum Chromatieren von Zink und seinen Legierungen

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8131 Rejection