DE3118794A1 - Verfahren zur behandlung der oberflaeche von zink, cadmium und ihren legierungen - Google Patents

Description

£ , G M G / tr

Patentanwälte

Dr. rer. nat. Thomas Bsrendl

Dr.-Ing. Hans Leyh Innere Wiener Str. 20 - D 8000 Mönchen

Unser Zeichen: A 14 Lh/fi

Champion Spark Plug Company 900 Upton Avenue
Toledo, Ohio, U.S.A.

Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von Zink, Cadmium und ihren Legierungen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von Zink, Cadmium und ihren Legierungen zur Verhinderung von Korrosion.

Chromat-Behandlungen werden angewendet, um den Korrosionswiderstand von Cadmium und Zink, einschl. deren Legierungen, zu steigern. Diese Technik wird angewendet bei Teilen, die vollständig aus Zink, Cadmium oder ihren Legierungen sind und bei Teilen, die aus anderen Metallen bestehen und die mit Cadmium, Zink oder ihren Legierungen z.B. durch Elektroplatieren überzogen sind.

Das Verchromen von Teilen ist in dem US-Patent 2 035 380 beschrieben und es wird seit vielen Jahren in weitem Umfang angewendet. Die Bildung eines sichtbaren Filmas, außer der Verhinderung der Korrosion, ist in diesem Patent beschrieben, und es ist ausgeführt, daß das Verchromen ausgeführt werden kann in einem Bad, das wenigstens 25 g je Liter an Chromtrioxid enthält, das vorzugsweise als Natrium- oder Kaliumdichromat zugegeben wird, und das ferner etwa 2 bis 140 g je Liter an Schwefelsäure oder eine äqualente Menge an Salzsäure oder Salpetersäure enthält. In dem Patent ist ferner beschrieben, daß die Säuremenge vorzugsweise zwischen etwa 3 bis etwa 86 g je Liter an Schwefelsäure oder einer äquivalenten Menge an einer der anderen Säuren betragen sollte. Die Verchromung erfolgt, indem ein Teil in ein Bad der angegebenen Zusammensetzung eingetaucht wird, was etwa eine Minute erfordert, wobei sich ein sichtbarer Überzug bildet. In der Praxis wurden den Chrombädern auch Fluoride beigegeben, um sogenannte klare Chromüberzüge zu bilden.

Nach der vorliegenden Erfindung wurde nun gefunden, daß der Korrosionswiderstand eines verchromten Zink- oder Cadmiumteiles beträchtlich ver-

bessert werden kann durch Eintauchen dieses Teiles in eine Lösung, die relativ verdünnt sein kann und aus einem löslichen Silicat, wie z.B. Nadtriummetasilicat besteht. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden erreicht durch Eintauchen von verchromten Zinkplattierten Teilen in wässrige Lösungen, die etwa 1/2 g bis 75 g an Natriummetasilicat je Liter enthielten. Vorzugsweise enthalten die Lösungen etwa 1,5 bis etwa 40 g Natriummetasilicat je Liter, und besonders bevorzugt sind etwa 2 1/2 bis etwa 7 1/2 Gramm je Liter. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden erreicht mit Lösungen, die einen nominellen Natriummetasilicatgehalt von etwa 4 g je Liter enhielten und die eine Temperatur etwas über der Umgebungstemperatur, beispielsweise etwa 45⁰C hatten. Äquivalente Mengen anderer Silicate, wie beispielsweise Natriumorthosilicat und Natriumtetrasilicat können ebenfalls verwendet werden, ebenso höhere und tiefere Temperaturen, z.B. vom Erstarrungspunkt bis zum Siedepunkt. Auch andere Silicate, wie z.B. Kaliummetasilicat und Kaliumtetrasilicat können verwendet werden, sie sind jedoch teurer.

Nachfolgend wird ein Beispie für die Durchführung der Erfindung gegeben.

Beispiel 1

Es wurden Zündkerzengehäuse, die mit Zink plattiert waren, gespült und verchromt durch Eintauchen in ein Chrombad über eine Zeit von etwa 20 Sekunden, welches hergestellt wurde durch Auflösen einer handelsüblich käuflichen Chromatverbindung in Wasser bei einer Konzentration von 7,5 g je Liter und Zugabe von 42° Be Salpetersäure bis zu einem pH-Wert von 2. (Diese spezielle Chromatverbindung ist handelsüblich unter der Warenbezeichnung du Pont 140 S Chromat-Salz erhältlich. Bei Auflösung in Wasser und Ansäuerung bildet dieses Salz Chromsäure). Die verchromten Gehäuse wurden dann 2 Minuten lang in ein Bad getaucht, das auf einer Temperatur von im wesentlichen 45⁰C gehalten war und das hergestellt wurde durch Auflösen von Natriummetasilicat

* 42° Be entspricht etwa 1,41 g/cm³

o i ! t / 'J ·<■* - 5 -

in Wasser mit einer Konzentration von 3,75 g je Liter. Die behandelten Zündkerzengehäuse wurden dann gespült und getrocknet. Sechs der getrockneten Gehäuse wurden hinsichtlich ihres Widerstandes gegen Weiß-Korrosion untersucht unter Anwendung der Versuchtsmethode ASTM Test B 117. Alle sechs Teile zeigten nur eine Spur von weißen Korrosionsprodukten nachdem sie den Versuchsbedingungen 24 Stunden lang ausgesetzt waren. Drei dieser Gehäuse wurden den Versuchsbedingungen weitere 24 Stunden lang ausgesetzt, wonach sie nur eine leichte Bildung von weißen Korrosionsprodukten zeigten.

Zum Vergleich, aber nicht gemäß der Erfindung wurden plattierte und gespülte Zündkerzengehäuse 2 Minuten lang in eine Lösung eingetaucht, die etwa auf 45⁰C gehalten war und aus 12 g je Liter Natriummetasilicat bestand, worauf die Teile gespült und getrocknet wurden. Zündkerzengehäuse, die wie oben beschrieben hergestellt waren und Zündkerzengehäuse, die plattiert, gespült und verchromt waren, wie in Beispiel 1, die jedoch nicht in eine Natrium- oder andere Silicatlösung eingetaucht worden waren, wurden dem Test ASTM Test B 117 ausgesetzt. Alle diese Gehäuse zeigten starke Ablagerungen von weißen Korrosionsprodukten nachdem sie 24 Stunden lang den Versuchsbedingungen ausgesetzt waren und auch nachdem sie weiteren 24 Stunden diesen Bedingungen ausgesetzt waren.

Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde mehrfach wiederholt, wobei die Konzentration des Natriummetasilicats in der Behandlungslösung variiert wurde. In der nachfolgenden Tabelle sind die Konzentrationen von Natriummetasilicat, wie sie bei den Verfahren benutzt wurden, aufgeführt. Die Zündkerzengehäuse zeigten nur vernachlässigbar geringe weiße Korrosions-Produkte nachdem sie 24 bzw. 48 Stunden den Versuchsbedingungen ausgesetzt waren.

öi 18 / y - 6 -

Beispiel	Natriummetasilicat-Gehalt
Nummer	in Gramm je Liter
2	0,75
3	1,9
4	7,5
5	10,8
6	15
7	18,8
8	26,5
9	33,8

Änderungen und Modifikationen des Verfahrens sind möglich. Beispielsweise können im wesentlichen dieselben Ergebnisse erzielt werden durch Ersatz von Natrium uder Kaliumdichromat oder CrO, für die Zusammensetzung des Chrom-Bades. Auch können die Badtemperaturen bei der Silicatbehandlung tiefer, z.B. bei 2O⁰C liegen und die Eintauchzeiten können kurz sein, z.B. 20 Sekunden. Ferner können andere Chromate und Dichromate sowie andere Silicate verwendet werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche

   _v 1.' Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von Zink, Cadmium und ihren Legierungen zur Verhinderung von Korrosion, wobei die Oberfläche verchromt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die verchromte Oberfläche in eine wässrige Silicatlösung eingetaucht wird und daß die Eintauchzeit und die Konzentration der Silicatlösung gesteuert werden, so daß der Korrosionswiderstand der verchromten Oberfläche erhöht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Silicatlösung eine wässrige Lösung ist, die etwa 1/2 g bis etwa 75 g je Liter an Natriummetasilicat enthält.