DE3407513A1 - Verfahren zur zink-calcium-phosphatierung von metalloberflaechen bei niedriger behandlungstemperatur - Google Patents

Verfahren zur zink-calcium-phosphatierung von metalloberflaechen bei niedriger behandlungstemperatur

Info

Publication number
DE3407513A1
DE3407513A1 DE19843407513 DE3407513A DE3407513A1 DE 3407513 A1 DE3407513 A1 DE 3407513A1 DE 19843407513 DE19843407513 DE 19843407513 DE 3407513 A DE3407513 A DE 3407513A DE 3407513 A1 DE3407513 A1 DE 3407513A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal surfaces
phosphating
zinc
solutions
phosphate
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.)
Withdrawn
Application number
DE19843407513
Other languages
English (en)
Inventor
Manfred 5024 Pulheim Breuer
Reinhard 5160 Düren Opitz
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.)
Gerhard Collardin GmbH
Original Assignee
Gerhard Collardin GmbH
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 Gerhard Collardin GmbH filed Critical Gerhard Collardin GmbH
Priority to DE19843407513 priority Critical patent/DE3407513A1/de
Priority to US06/703,251 priority patent/US4622078A/en
Priority to CA000474932A priority patent/CA1245951A/en
Priority to AT85102057T priority patent/ATE39135T1/de
Priority to EP85102057A priority patent/EP0155547B1/de
Priority to DE8585102057T priority patent/DE3566683D1/de
Priority to ZA851550A priority patent/ZA851550B/xx
Priority to ES540769A priority patent/ES540769A0/es
Priority to JP60041768A priority patent/JPS60208479A/ja
Publication of DE3407513A1 publication Critical patent/DE3407513A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • C23C22/34Chemical 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
    • C23C22/36Chemical 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 phosphates
    • C23C22/367Chemical 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 phosphates containing alkaline earth metal cations
    • 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
    • C23C22/07Chemical 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 phosphates
    • C23C22/08Orthophosphates
    • C23C22/22Orthophosphates containing alkaline earth metal cations
    • 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
    • C23C22/34Chemical 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
    • C23C22/36Chemical 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 phosphates

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

D 6882
Gerhard Collardin GmbH
5000 Köln 30, den 27. Febr. 1984
05
Verfahren zur Zink-Calcium-Phosphatierung von Metalloberflächen bei niedriger Behandlungstemperatur
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen, insbesondere von Oberflächen aus Eisen, Stahl, Zink und/oder Aluminium mittels einer Zink, Calcium, Phosphat und Beschleuniger, sowie gegebenenfalls weitere Zusätze enthaltende Phosphatierlösung sowie die Anwendung dieses Verfahrens zur Vorbehandlung der Metalloberflächen für die Elektrotauchlackierung, insbesondere für die kathodische Elektrotauchlackierung.
Der Schutz metallischer Oberflächen, insbesondere der Schutz von Eisen- und Stahloberflächen, durch phosphathaltige überzüge ist seit langer Zeit bekannt. Dabei werden die sogenannte "nicht-schichtbildende Phosphatierung", d.h. die Verwendung von Alkali- und/ oder Ammoniumorthophosphatlösungen zur Erzeugung von Eisenphosphatschichten, in denen das Eisenion aus der zu überziehenden metallischen Oberfläche stammt, und
D6882
die sogenannte "schichtbildende Phosphatierung" unterschieden, bei der auf Metalloberflächen unter Verwendung von Zink- oder Zink-/Calciumphosphat-Lösungen Zinkphosphatschichten bzw. Zink-Calciumphosphat-Schichten gebildet werden.
Derartige Phosphatschichten verbessern nicht nur den Korrosionsschutz der Metalloberflächen, sondern erhöhen auch die Haftung für auf die Oberfläche zu applizierende Lacke. Zudem können sie in bestimmten Fällen dazu beitragen, die Eigenschaften von Metallblechen bei der Kaltumformung und bei der Anwendung von Tiefziehverfahren zu verbessern.
Speziell für die Phosphatierung von Metalloberflächen, die später mit Elektrotauchlacken beschichtet werden sollen, werden immer häufiger Zink-Calcium-Phosphatlösungen angewendet. Dabei haben Erfahrungswerte über die Zusammensetzung der Badlösungen einerseits und grundsätzliche Erkenntnisse über den Aufbau von Phosphatierungsschichten andererseits (A. Neuhaus und M. Gebhardt, Werkstoffe und Korrosion, 567 (1966)) die Lehre vermittelt, daß der Aufbau einheitlicher und geschlossener Phosphatierungsschichten nicht nur von der Zusammensetzung der Badlösungen, sondern auch von der Vorbehandlung der Rohbleche, der Aktivierung vor dem Phosphatier-Schritt, der Wahl eines geeigneten Beschleunigers und weiteren Verfahrens-Parametern abhängt.
In der DE-OS 15 21 818 werden wässrige Phosphatierungslösungen, die als wesentliche Bestandteile Zink-, Calcium-, Nickel-, Phosphat-, Nitrit- und Nitrationen enthalten und die Phosphatierung galvanisierter Eisenmetalloberflächen bei erhöhten Temperaturen gestatten, offenbart. Ein Nachteil der offenbarten Phosphatie-
D6882
rungslösung ist es jedoch, daß die Temperatur des Phosphatierungsschrxttes relativ hoch sein muß, um eine wirtschaftlich vertretbare, kurze Applikationszeit der Lösungen erreichen zu können: Bei Gesamteintauchzeiten von 1 bis 20 see liegen die Temperatüren zwischen 66 und 1160C. Die verwendeten Lösungen enthalten sehr hohe Gehalte an Zink- und Calciumionen bei niedrigem Phosphationen-Gehalt; das Gewichtsverhältnis der Summe aus Zink- und Calciumionen zu Phosphationen liegt im Bereich von 1 : 3,5 bis 1 : 7,1.
Wässrige Lösungen für Phosphatier-Verfahren, die Zink-, Calcium-, Phosphat- und gegebenenfalls auch Nickel-Ionen und zusätzlich H3O3 als Beschleuniger enthalten, werden in der BE-PS 81 12 20 beschrieben. Die Anwendungstemperaturen derartiger Lösungen liegen jedoch auch relativ hoch. Im Verhältnis zum Phosphatgehalt ist der Gehalt an Zink- und Calciumionen sehr hoch.
Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen mittels sauerer, Oxidationsmittel-haltiger Zinkphosphatlösungen, in denen ein vergleichsweise niedriger Zinkgehalt einem deutlich höheren Phosphatgehalt gegenübersteht und die weitere zweiwertige Metallionen,
2+
z.B. auch Ca -Ionen, enthalten können, werden in der DE-AS 22 32 067 und der DE-OS 31 18 375 beschrieben. Mit dem Verfahren gemäß der DE-AS 22 32 067 lassen sich zwar mit frischen Anwendungslösungen qualitativ hochwertige Phosphatsxjhichten ausbilden; nach Durchlauf einer höheren Zahl von Blechen wird jedoch der Korrosionsschutz aufgrund unregelmäßiger Phosphatier-Schichten qualitativ schlechter, z.T. bilden sich keine brauchbaren Schutzschichten mehr aus.
Ein weiterer Nachteil der meisten bisher beschriebenen Verfahren ist darin zu sehen, daß die Qualität der im Phosphatierschritt ausgebildeten Schwermetallphosphat-Schichten in höchstem Maße von der entfettenden Vor-
D6882
behandlung der Metalloberflächen wie auch von der Aktivierung abhängig ist. Insbesondere dem Aktivierungsschritt kommt insofern große Bedeutung zu, als er die Grundlage für die Haftung der späteren Phosphatschichten darstellt und damit die Qualität der sich bildenden Phosphat-Überzüge wesentlich beeinflußt. Die gewünschte Ausbildung dünner, feinkörnig-kristalliner Phosphatüberzüge ist nur nach hinreichender Aktivierung durch geeignete Aktivierungsmittel, z.B. phosphathaltige Aktivierungslösungen, möglich. Dabei ergibt sich insbesondere die Schwierigkeit, eine Stippenbildung zu vermeiden, die die Qualität der Phosphatier-Schicht nachteilig beeinflußt.
überraschend wurde nun gefunden, daß man dünne, feinkörnig-kristalline Zink-Calcium-Phosphat-Schichten hoher Homogenität schon bei niedriger Behandlungstemperatur erhält, wenn man Metalloberflächen mit sauren wässrigen Lösungen behandelt, die Zink-, Calcium- und Phosphationen, sowie einen oder mehrere Beschleuniger enthalten, wobei ein enger Bereich des pH-Wertes, ein bestimmtes Säureverhältnis, sowie ein vorgegebenes Gewichtsverhältnis der Summe an Calcium- und Zinkionen zu Phosphat-Ionen einzuhalten sind.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zu Phosphatierung von Metalloberflächen, insbesondere von Oberflächen aus Eisen* Stahl, Zink und/oder Aluminium mittels einer sauren, Zink, Calcium, Phosphat und Beschleuniger, sowie gegebenenfalls weitere Zusätze enthaltenden Phosphatierlösung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Oberflächen nach entfettender Reinigung ohne Aktivierungsschritt im Temperaturbereich von 30 bis 650C mit Lösungen in Kontakt bringt,
— 1 2 + die mehr als 0,5 bis 1,5 g . 1 Ca ,0,5 bis 1,5 g .
1~ Zn , 10 bis 50 g . 1~ PO. , sowie als Be-
J--
D6882
— 1 —
schleuniger 0,5 bis 30 g . 1 NO3 und/oder 0,01 bis
0,6 g . l"1 NO " und/ oder 0,2 bis 10 g . l"1 ClO,"
-1
und/oder 0,1 bis 2 g . 1 einer organischen Nitroverbindung und/oder 0,01 bis 0,5 g . 1 ^2^? bzw. eines anorganischen Peroxids enthalten und einen pH-Wert von 2,2 bis 3,8, ein Verhältnis von freier Säure zu Gesamtsäure von 1 : 10 bis 1 : 60, sowie ein Gewichtsverhältnis
1: 40 aufweisen.
2+ ?+ 3-wichtsverhältnis (Ca + Zn" ) : PO4 von 1 :^ 8 bis
Die Erfindung betrifft außerdem die Anwendung dieses Verfahrens zur Vorbehandlung der Metalloberflächen für die Elektrotauchlackierung, insbesondere für die kathodische Elektrotauchlackierung
15
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für die Phosphatierung von Metalloberflächen aus Eisen, Stahl und Zink. Es sind jedoch auch Oberflächen aus Aluminium mit Zink-Calcium-Schichten gemäß dem vorgelegten Verfahren zu überziehen.
Wie herausgefunden werden konnte, überziehen sich die behandelten Metalloberflächen mit einer Schicht von Dizinkcalciumphosphat-Dihydrat (Scholzit). Obwohl in die Phosphatier-Schicht Zink- und Calcium-Ionen im Molverhältnis 2 : 1 eingebaut werden, ist es wesentlich für die Zusammensetzung der Badlösungen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, daß sie Zink- und Calcium-Ionen im Gewichtsverhältnis 1 : 0,5 bis 1 : 1,5, bevorzugt im Verhältnis 1 : 1 enthalten.
Dazu werden den Lösungen geeignete wasserlösliche Zink- bzw. Calcium-Salze bzw. Lösungen zugesetzt, so
2+ -1
daß der Gehalt an Zn 0,5 bis 1,5 g . 1 Phcsphatier-Lösung und der Gehalt an Ca'' mehr als 0,5 bis 1,5 g . 1 Phosphatier-Lösung beträgt. Insbesondere werden
D6882
ZnO, Phosphorsäure und Ca (NO-) „ . 4H»0 als Ausgangsverbindungen eingesetzt.
Der durch Phosphorsäure einstellbare Anteil an PO. Ionen in den erfindungsgemäßen Phosphatier-Lösungen liegt wesentlich höher: er bewegt sich im Bereich von 10 bis 50 g . l"1.
Die angegebenen Mengen der die Hauptbestandteile der erfindungsgemäßen Phosphatier-Lösung bildenden aktiven Ionen sind also dadurch charakterisiert, daß das Gewichtsverhältnis der Summe aus Calcium und Zink zu Phosphat immer im Bereich von 1 : größer 8 bis 1 : 40 liegt. Dadurch wird gewährleistet, daß auf allen behandelten Metalloberflächen homogene Scholzit-Schichten gebildet werden; die Bildung von z.B. tertiärem Zinkphosphat-Tetrahydrat (Hopeit) oder Dezinkeisenphosphat-Tetrahydrat (Phosphophyllit), die zusammen mit Scholzit zu einer weniger homogenen und schlechter haftenden Schutzschicht führen würden, wird nicht beobachtet.
Ein weiterer wesentlicher Verfahrensparameter ist darin zu sehen, daß das Molverhältnis von freier Säure zu Gesamtsäure (Säureverhältnis) auf Werte von 1 : 10 bis 1 : 60 einzustellen ist. Dies bedeutet insbesondere, daß ein relativ niedriger Wert für die Konzentration an freier Säure besonders wichtig für die Ausbildung guter Scholzit-Schichten ist.
Als beschleunigende Oxidationsmittel werden den Phosphatierbad-Lösungen für das Verfahren gemäß der Erfindung Nitrat-Ionen in einer Menge von 0,5 bis
30 g . 1 , Nitrit-Ionen in einer Menge von 0,01 bis 0,6 g . 1 , Chlorat-Ionen in einer Menge von 0,2 bis 10 g . 1 , organische Nitroverbindungen in einer Men-
J-
D 6882
ge von 0,1 bis 2 g . 1~ und/oder anorganische Peroxide bzw. H-O9 in einer Menge von 0,01 bis
0,5 g . 1 Badlösung zugesetzt.
Sollen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Aluminiumflächen phosphatiert werden, so können den Badlösungen einfache und/oder komplexe Fluoride in einer Menge von 0,01 bis 2 g .1~ zugesetzt werden, um auch kleinste Mengen von Aluminium, die aus der Metalloberfläche in das Bad treten und seine Wirksamkeit beeinträchtigen könnten, durch Fluorid-Ionen zu komplexieren.
Die Phosphatier-Lösungen, mit denen Metalloberflächen entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren phosphatiert werden, können auch weitere Metall-Ionen enthal-
2+
ten, z.B. Ni . Ihr Gehalt liegt im Bereich von 0,01 bis 1,5 g . 1~ Badlösung.
Die Behandlung der Eisen-, Stahl-, Zink- und/oder AIuminiumoberflächen gemäß dem vorliegenden Verfahren kann im Spritzen, Tauchen oder auch im Fluten erfolgen; es sind jedoch auch kombinierte Verfahren, wie z.B. Spritztauchen mit gleich gutem Erfolg anwendbar. Die Zeiten, während denen die Phosphatierlösungen mit den Metalloberflächen in Kontakt stehen, liegen zwischen 60 und 240 see. Sie betragen z.B. für Spritzverfahren zwischen 60 und 180 see und für das Tauchen 90 bis 240 see. Es sind jedoch auch wesentlich kürzere Behandlungszeiten möglich.
30
Die Metalloberflächen werden erfindungsgemäß mit den Phosphatierlösungen im Temperaturbereich von 30 bis 650C behandelt. Bevorzugt werden Temperaturen zwischen 48 und 570C angewendet.
35
D 6882
Einer der wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß die Ausbildung der Scholzit-Schichten auf den Metalloberflächen völlig unabhängig davon erfolgt, welche Art von Reinigung dem Phosphatier-Schritt vorangegangen ist. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht also völlige Freiheit hinsichtlich der Wahl der Entfettungs- und Reinigungsmittel.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß besonders dünne, feinkörnig-kristalline Phosphatschichten auch ohne Anwendung von Aktivierungsmitteln erhalten werden, wie sie bei bisher bekannten Verfahren üblich waren. Dies erspart nicht nur mindestens einen der Phosphatierung vorausgehenden Verfahrensschritt, sondern auch die dafür notwendigen Rohstoffe, wie z.B. Titanphosphate, die als Aktivierungsmittel Anwendung finden.
Entsprechend dem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden ausgezeichnete Schutzschichten mit einer Schichtdicke zwischen 0,5 und 5 μΐη erhalten, die als Grundlage für Elektrotauchlacke, insbesondere für kathodische Elektrotauchlacke, wie sie in der Autoindustrie zunehmend verwendet werden, hervorragend geeignet sind. Die erfindungsgemäß erhaltenen Phosphatierschichten sind jedoch auch als Grundlage für andere organische Oberflächen-Schutzschichten geeignet.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.
Die erfindungsgemässen Phosphatierlösungen wurden nach an sich bekannten Verfahren dadurch hergestellt, daß man die gewünschten Komponenten, insbesondere Zinkoxid,
D 6882
Phosphorsäure und Calciumnitrat-Tetrahydrat enthaltende Konzentrate, Salze und Lösungen vereinigte und mit Wasser auf die erfindungsgemässen Konzentrationen verdünnte .
05
Beispiel 1
Es wurde eine Phosphatierungslösung hergestellt, die
1,0 gl"1 Ca2+
1,2 gl"1 Zn2+
29,5 gl"1 PO4 3"
1,0 gl"1 ClO3"
3,2 gl"1 NO3"
0,1 gl"1 NO2"
enthielt.
Die Phosphatierlösung hatte folgende Kenndaten:
pH-Wert: ca. 3,1
Säureverhältnis: ca. 1 : 19
ZlCa2+ + Zn2+ : PO4 3" =1 : 13,4
Stahlbleche, die zuvor mit einer alkalischen Reinigungslösung bei 5O0C während 3 Minuten durch Tauchbehandlung gereinigt und mit Wasser gespült worden waren, wurden mit der vorgenannten Phosphatierlösung 4 Minuten bei 55°C im -Tauchen behandelt. Anschließend wurde mit Wasser und mit destilliertem Wasser gespült und getrocknet.
Die erzeugten Phosphatschichten waren feinkristallin und geschlossen.
-US- D 6882
Danach wurden die Bleche mit einem kathodischen Elektrotauchlack beschichtet und 20 Minuten durch Erwärmen bei 1850C getrocknet. Die Trockenfilmdicke des Lackes betrug 18 μΐη.
Anschließend wurden die Bleche mit einem Einzelschnitt nach DIN 53167 versehen und dem Salzsprühtest gemäß DIN 50021 während einer Zeitdauer von 480 h unterworfen. Die Auswertung nach DIN 53167 ergab eine Unterwanderung νοη^Ο,Ι mm.
Das Beispiel veranschaulicht, daß das erfindungsgemäße Verfahren gute Phosphatschichten entstehen läßt.
Beispiel 2
Es wurde eine Phosphatierlösung hergestellt, die
0,6
0,7
gi-1
gi"1
Ca2+
Zn2+
22,6 gi"1 Γ*+
Ni
0,3 gi'1 f"
2,7
0,5
gi"1 ι
gi"1
gl"1 NO2"
0,1 enthielt.
Die Phosphatierlösung hatte folgende Kenndaten: pH-Wert: ca. 3,3
Säureverhältnis: ca. 1 : 39
a2+ + Zn2+ : PO4 3" = 1 : 17,4
D 6882
Stahlbleche, die zuvor mit einer alkalischen Reinigungslösung bei 450C während 60 Sekunden durch Spritzbehandlung gereinigt worden waren, wurden mit der vorgenannten Phosphatierlösung 90 Sekunden bei 480C im Spritzen behandelt. Anschließend wurde mit Wasser und mit destilliertem Wasser gespült und durch Preßluft getrocknet.
Die erzeugten Phosphatschichten waren feinkristallin und geschlossen.
Danach wurden die Bleche mit einem kathodischen Elektrotauchlack beschichtet und 20 Minuten durch Erwärmen bei 1850C getrocknet. Die Trockenfilmdicke des Lackes betrug 18 um.
Anschließend wurden die Bleche mit einem Einzelschnitt nach DIN 53167 versehen und dem Salzsprühtest gemäß DIN 50021 während einer Zeitdauer von 480 h unterworfen. Die Auswertung nach DIN 53167 ergab eine Unterwanderung von < 0,1 mm.
Das Beispiel veranschaulicht, daß das erfindungsgemäße Verfahren gute Phosphatschichten entstehen läßt.
25
Beispiel 3
Es wurde eine Phosphatierlösung hergestellt, die
1,3 gl"1 Ca2+
1,3 gl"1 Zn2+
21,2 gl"1 PO 3"
1,0 gl"1 Ni2
2,2 gl"1 ClO,"
-1
0,6 gl Natriumnitrobenzolsulfonat
enthielt.
D 6882
Die Phosphatierlösung hatte folgende Kenndaten:
pH-Wert: ca. 2,9
Säureverhältnis: ca.l : 18.6
SlCa2+ + Zn2+ : PO4 3" = 1 : 8,2
D6882
Elektrolytisch verzinkte Stahlbleche, die zuvor mit einer alkalischen Reinigungslösung bei 500C während
3 Minuten durch Tauchbehandlung gereinigt und mit Wasser gespült worden waren, wurden mit der vorgenannten Phosphatierlösung 3 Minuten bei 570C im Tauchen behandelt. Anschließend wurde mit Wasser und mit destilliertem Wasser gespült und durch Preßluft getrocknet..
Die erzeugten Phosphatschichten waren feinkristallin und geschlossen.
Danach wurden die Bleche mit einem kathodischen Elektrotauchlack beschichtet und 20 Minuten durch Erwärmen bei 1850C getrocknet.
Die Trockenfilmdicke des Lackes betrug 18 um.
Anschließend wurden die Bleche mit einem Einzelschnitt nach DIN 53167 versehen und dem Salzsprühtest gemäß DIN 50021 während einer Zeitdauer von 480 h unterworfen. Die Auswertung nach DIN 53167 ergab eine Unterwanderung von ^ 0,1 mm.
Das Beispiel veranschaulicht, daß das erfindungsgemäße Verfahren gute Phosphatschichten entstehen läßt.
D6882
Beispiel 4
Es wurde eine Phosphatierlösung hergestellt, die
1,0 gl"1 Ca2+
1,4 gl"1 Zn2+
26,6 gl"1 PO4 3"
3,2 gl"1 NO3"
0,1 gl"1 NO2"
enthielt.
Die Phosphatierlösung hatte folgende Kenndaten:
pH-Wert ca. 3,6
Säureverhältnis: ca 1 : 48
^Ca2+ + Zn2+ : PO-3" - 1 : 11,1.
'4
Stahlbleche, die zuvor mit einer alkalischen Reinigungslösung bei 450C während 60 Sekunden durch Spritzbehandlung gereinigt worden waren, wurden mit der vorgenannten Phosphatierlösung 120 see. bei 350C im
Spritzen behandelt. Anschließend wurde mit Wasser und mit destilliertem Wasser gespült und durch Preßluft getrocknet.
Die erzeugten Phosphatschichten waren feinkristallin und geschlossen.
Danach wurden die Bleche mit einem kathodischen Elektrotauchlack beschichtet und 20 Minuten durch Erwärmen bei 1850C getrocknet. Die Trockenfilmdicke des Lackes betrug 18 um.
Anschließend wurden die Bleche mit einem Einzelschnitt nach DIN 53167 versehen und dem Salzsprühtest gemäß DIN 50021 während einer Zeitdauer von 480 h unterworfen. Die Auswertung nach DIN 53167 ergab eine Unterwanderung von 0,2 mm.
D 6882
Das Beispiel veranschaulicht, daß das erfindungsgemäße Verfahren gute Phosphatschichten entstehen läßt.
Vergleichsbeispiel
05
Gemäß der DE-OS 15 21 818, S. 12, wurde die Lösung3 hergestellt.
Stahlbleche, die zuvor mit einer alkalischen Reinigungslösung bei 72°C während 30 see gereinigt worden waren, wurden mit der vorgenannten Phosphatierungslösung 60 see bei 660C im Spritzen behandelt. Anschließend wurde mit Wasser und mit destilliertem Wasser gespült und durch Preßluft getrocknet. Die erzeugten Phosphatschichten waren grob kristallin und nicht ganz geschlossen.
Danach wurden die Bleche mit einem kathodischen Elektrotauchlack beschichtet und 20 min durch Erwärmen bei 1850C getrocknet. Die Trockenfilmdicke des Lackes betrug 18 μΐη.
Anschließend wurden die Bleche mit einem Einzelschnitt nach DIN 53167 versehen und dem Salzsprühtest gem. DIN 50021 während einer Zeitdauer von 480 h unterworfen. Die Auswertung nach DIN 53167 ergab eine Unterwanderung von 4 bis 6 mm
Das Vergleichsbeispiel veranschaulicht, daß im Gegensatz zu den erfindungsgemässen Beispielen ein deutlich verminderter Korrosionsschutz erreicht wird.

Claims (7)

D6882 Patentansprüche
1. Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen insbesondere von Oberflächen aus Eisen, Stahl, Zink und/oder Aluminium mittels einer sauren, Zink, Calcium, Phosphat und Beschleuniger, sowie gegebenenfalls weitere Zusätze, wie Nickel oder Fluoride, enthaltenden Phosphatier-Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oberfläche nach entfettender Reinigung ohne Aktivierungsschritt im Temperaturbereich von 30 bis 650C mit Lösungen in Kontakt brinqt, die
-1 " 2+
a) mehr als 0,5 bis 1,5 g . 1 Ca ,
b) 0,5 bis 1,5 g . l"1 Zn2+,
c) 10 bis 50 g . l"1
sowie als Beschleuniger
d) 0,5 bis 30 g . l"1 NO," und/oder
-1 0,01 bis 0,6 g . 1 NO„ und/oder
-1 —
0,2 bis 10 g . 1 ClO- und/oder
— 1
0,1 bis 2 g . 1 einer organischen Nitroverbindung und/oder
0,01 bis 0,5 g . 1 eines anorganischen Peroxids
bzw. H_02
enthalten und einen pH-Wert von 2,2 bis 3,8, ein Verhältnis von freier Säure zu Gesamtsäure von 1 : 10 bis
2+ 1^+
1 : 60, sowie ein Gewichtsverhältnis (Ca' + Zn*" ) : PO. von 1:^8 bis 1 : 40 aufweisen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalloberflächen mit Phosphatier-Lösungen
2+ 2+
in Kontakt bringt, die Zn - und Ca -Ionen im Gewichtsverhältnis von 1 : 0,5 bis 1 : 1,5, bevorzugt im Verhältnis 1 : 1 enthalten.
D6882
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalloberflächen mit Phospha-
2+
tier-Lösungen in Berührung bringt, die Ni in einer
Menge von 0,01 bis 1,5 g . 1 enthalten.
05
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalloberflächen mit Phosphatier-Lösungen in Kontakt bringt, die einfache und/oder komplex^
halten.
komplexe Fluoride in Menge von 0,01 bis 2 g.1 ent-
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalloberflächen bei 48 bis 570C mit den Phosphatier-Lösungen in Kontakt bringt.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalloberflächen im Tauchen, Spritzen, Fluten oder durch kombinierte Verfahren behandelt.
7. Anwendung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 6 zur Vorbehandlung von Metalloberflächen insbesondere aus Eisen, Stahl, Zink und/oder Aluminium für die Elektrotauchlackierung, insbesondere für die kathodisehe Elektrotauchlackierung.
DE19843407513 1984-03-01 1984-03-01 Verfahren zur zink-calcium-phosphatierung von metalloberflaechen bei niedriger behandlungstemperatur Withdrawn DE3407513A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843407513 DE3407513A1 (de) 1984-03-01 1984-03-01 Verfahren zur zink-calcium-phosphatierung von metalloberflaechen bei niedriger behandlungstemperatur
US06/703,251 US4622078A (en) 1984-03-01 1985-02-20 Process for the zinc/calcium phosphatizing of metal surfaces at low treatment temperatures
CA000474932A CA1245951A (en) 1984-03-01 1985-02-22 Process for the zinc/calcium phosphatizing of metal surfaces at low treatment temperatures
AT85102057T ATE39135T1 (de) 1984-03-01 1985-02-25 Verfahren zur zink-calcium-phosphatierung von metalloberflaechen bei niedriger behandlungstemperatur.
EP85102057A EP0155547B1 (de) 1984-03-01 1985-02-25 Verfahren zur Zink-Calcium-Phosphatierung von Metalloberflächen bei niedriger Behandlungstemperatur
DE8585102057T DE3566683D1 (en) 1984-03-01 1985-02-25 Process for the zinc-calcium phosphatizing of metal surfaces at a low treating temperature
ZA851550A ZA851550B (en) 1984-03-01 1985-02-28 A process for the zinc-calcium phosphating of metal surfaces at low treatment temperatures
ES540769A ES540769A0 (es) 1984-03-01 1985-02-28 Procedimiento para la fosfatacion de superficies metalicas atemperatura de tratamiento baja
JP60041768A JPS60208479A (ja) 1984-03-01 1985-03-01 金属表面のリン酸塩処理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843407513 DE3407513A1 (de) 1984-03-01 1984-03-01 Verfahren zur zink-calcium-phosphatierung von metalloberflaechen bei niedriger behandlungstemperatur

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3407513A1 true DE3407513A1 (de) 1985-09-05

Family

ID=6229265

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843407513 Withdrawn DE3407513A1 (de) 1984-03-01 1984-03-01 Verfahren zur zink-calcium-phosphatierung von metalloberflaechen bei niedriger behandlungstemperatur
DE8585102057T Expired DE3566683D1 (en) 1984-03-01 1985-02-25 Process for the zinc-calcium phosphatizing of metal surfaces at a low treating temperature

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8585102057T Expired DE3566683D1 (en) 1984-03-01 1985-02-25 Process for the zinc-calcium phosphatizing of metal surfaces at a low treating temperature

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4622078A (de)
EP (1) EP0155547B1 (de)
JP (1) JPS60208479A (de)
AT (1) ATE39135T1 (de)
CA (1) CA1245951A (de)
DE (2) DE3407513A1 (de)
ES (1) ES540769A0 (de)
ZA (1) ZA851550B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3932744A1 (de) * 1989-09-30 1991-04-11 Herberts Gmbh Waessriges ueberzugsmittel fuer die elektrotauchlackierung, verfahren zur elektrotauchlackierung und verwendung von zirkonaluminaten in ueberzugsmitteln fuer die elektrotauchlackierung
US5356491A (en) * 1990-11-21 1994-10-18 Henkel Corporation Composition and method for treating tin plated steel surface
US5968240A (en) * 1997-08-19 1999-10-19 Sermatech International Inc. Phosphate bonding composition
DE10261014A1 (de) * 2002-12-24 2004-07-15 Chemetall Gmbh Verfahren zur Beschichtung von Metalloberflächen mit einer Alkaliphosphatierungslösung, wässriges Konzentrat und Verwendung der derart beschichteten Metalloberflächen

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5234509A (en) * 1984-12-20 1993-08-10 Henkel Corporation Cold deformation process employing improved lubrication coating
JPS6324952A (ja) * 1986-07-18 1988-02-02 ペルメレツク電極株式会社 リン酸カルシウム化合物被覆複合材の製造方法
JPS63100185A (ja) * 1986-10-16 1988-05-02 Nippon Parkerizing Co Ltd 冷延鋼板または亜鉛めっき鋼板のりん酸塩化成処理方法
DE3800835A1 (de) * 1988-01-14 1989-07-27 Henkel Kgaa Verfahren zur phosphatierung von metalloberflaechen
JP2636919B2 (ja) * 1989-01-26 1997-08-06 日本パーカライジング株式会社 鉄鋼の冷間塑性加工用潤滑処理方法
JPH0375379A (ja) * 1989-05-15 1991-03-29 Nippon Paint Co Ltd 塗装製品、その製造方法、濃厚リン酸塩処理剤および補充用濃厚処理剤
ZA903498B (en) * 1989-05-19 1992-01-29 Henkel Corp Composition and process for zinc phosphating
US5645706A (en) * 1992-04-30 1997-07-08 Nippondenso Co., Ltd. Phosphate chemical treatment method
US5484541A (en) * 1994-05-17 1996-01-16 Century Chemical Corporation Process and product for lubricating metal prior to cold forming
US6376433B1 (en) 1999-07-13 2002-04-23 Century Chemical Corporation Process and product for lubricating metal prior to cold forming
DE102015014323A1 (de) * 2015-11-05 2017-05-11 Retomax Ag Behandlungsvorrichtung zum Beizen und Phosphatieren von Metallteilen und Behandlungsverfahren sowie Behandlungsanlage zum Beschichten der Metallteile

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR811220A (fr) * 1936-09-23 1937-04-09 Asea Ab Perfectionnements à la commande des véhicules de chemin de fer et autres
GB1040020A (en) * 1962-12-26 1966-08-24 Lubrizol Corp Phosphating solutions
JPS506418B1 (de) * 1971-07-06 1975-03-13
DE2540685C2 (de) * 1975-09-12 1985-06-27 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Herstellung von Phosphatüberzügen
DE2540684A1 (de) * 1975-09-12 1977-03-17 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur herstellung von phosphatueberzuegen auf metalloberflaechen
JPS5554576A (en) * 1978-10-13 1980-04-21 Nippon Parkerizing Co Ltd Forming method for phosphate film of steel
GB2080835B (en) * 1980-07-25 1984-08-30 Pyrene Chemical Services Ltd Prevention of sludge in phosphating baths
DE3118375A1 (de) * 1981-05-09 1982-11-25 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur phosphatierung von metallen sowie dessen anwendung zur vorbehandlung fuer die elektrotauchlackierung
US4498935A (en) * 1981-07-13 1985-02-12 Parker Chemical Company Zinc phosphate conversion coating composition

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3932744A1 (de) * 1989-09-30 1991-04-11 Herberts Gmbh Waessriges ueberzugsmittel fuer die elektrotauchlackierung, verfahren zur elektrotauchlackierung und verwendung von zirkonaluminaten in ueberzugsmitteln fuer die elektrotauchlackierung
US5356491A (en) * 1990-11-21 1994-10-18 Henkel Corporation Composition and method for treating tin plated steel surface
US5968240A (en) * 1997-08-19 1999-10-19 Sermatech International Inc. Phosphate bonding composition
DE10261014A1 (de) * 2002-12-24 2004-07-15 Chemetall Gmbh Verfahren zur Beschichtung von Metalloberflächen mit einer Alkaliphosphatierungslösung, wässriges Konzentrat und Verwendung der derart beschichteten Metalloberflächen
DE10261014B4 (de) * 2002-12-24 2005-09-08 Chemetall Gmbh Verfahren zur Beschichtung von Metalloberflächen mit einer Alkaliphosphatierungslösung, wässeriges Konzentrat und Verwendung der derart beschichteten Metalloberflächen

Also Published As

Publication number Publication date
ZA851550B (en) 1985-10-30
JPS60208479A (ja) 1985-10-21
ES8602963A1 (es) 1985-12-01
DE3566683D1 (en) 1989-01-12
EP0155547A1 (de) 1985-09-25
ES540769A0 (es) 1985-12-01
US4622078A (en) 1986-11-11
CA1245951A (en) 1988-12-06
ATE39135T1 (de) 1988-12-15
EP0155547B1 (de) 1988-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69211004T2 (de) Zinkphosphat konversionsüberzugszusammensetzung und verfahren
DE3689442T2 (de) Saure, wässrige Phosphatüberzugslösungen für ein Verfahren zum Phosphatbeschichten metallischer Oberfläche.
EP0064790A1 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metallen sowie dessen Anwendung zur Vorbehandlung für die Elektrotauchlackierung
EP0155547B1 (de) Verfahren zur Zink-Calcium-Phosphatierung von Metalloberflächen bei niedriger Behandlungstemperatur
EP0213567B1 (de) Verfahren zum Aufbringen von Phosphatüberzügen
DE3234558C2 (de)
EP0312176A1 (de) Verfahren zum Aufbringen von Konversionsüberzügen
EP0056881A1 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metallen
DE2100021A1 (de) Verfahren zum Aufbringen von Phos phatschichten auf Stahl, Eisen und Zinkoberflachen
EP0069950B1 (de) Verfahren zum Aufbringen von Phosphatüberzügen auf Metalloberflächen
EP0656957B1 (de) Verfahren zur phosphatierung von einseitig verzinktem stahlband
DE3932006A1 (de) Verfahren zum aufbringen von phosphatueberzuegen
EP0111246B1 (de) Verfahren zur Phosphatierung elektrolytisch verzinkter Metall-waren
EP0931179B1 (de) Verfahren zur phosphatierung von stahlband
EP0111223B1 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen sowie hierfür geeignete Badlösungen
EP0486576B1 (de) Verfahren zur herstellung von manganhaltigen zinkphosphatschichten auf verzinktem stahl
DE3016576A1 (de) Verfahren zur phosphatierung von metalloberflaechen sowie dessen anwendung
DE2715291A1 (de) Verfahren zur herstellung amorpher, leichter, festhaftender phosphatueberzuege an eisenmetalloberflaechen
EP0215041B1 (de) Verfahren zum phosphatieren von metalloberflächen
EP1019564A1 (de) Verfahren zur phosphatierung von stahlband
EP0461133B1 (de) Zink-barium-phosphatierung von metalloberflächen
EP0866888B1 (de) Verfahren zur phosphatierung von metalloberflächen
DE19905479A1 (de) Verfahren zur Phospatisierung von Zink- oder Aluminiumoberflächen
WO1999032687A1 (de) Phosphatierung von einseitig verzinktem stahlband
DE974853C (de) Verfahren zum Erzeugen von Schutzueberzuegen auf Metallen

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee