DE3738072A1 - Verfahren zur chemischen flussmittelfreien oberflaechenvorbehandlung fuer die schmelztauchaluminierung - Google Patents
Verfahren zur chemischen flussmittelfreien oberflaechenvorbehandlung fuer die schmelztauchaluminierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chemischen flußmittelfreien
Oberflächenvorbehandlung für die Schmelztauchaluminierung
zur Aufbringung einer Aluminiumschicht auf metallische Teile.
Gegenüber dem hinlänglich bekannten Verfahren des Schmelztauchverzinkens
weisen die Vorbehandlungsstufen der Schmelztauchaluminierung
noch verbreitet Mängel auf. Die Oberflächen der Metallteile
bekommen während des Schmelztauchprozesses im Stadium des
Auftragens Fehlstellen verschiedenster Art. Die Ursachen liegen
vor allem in der Schwierigkeit, anhaftende Fette, Öle, Schleifpasten
und Oxidreste vor der Schmelztauchaluminierung restlos
zu beseitigen und die Oberfläche einwandfrei beschichtbar zu
machen. Eine stabile großtechnische Anwendung der Schmelztauchaluminierung,
insbesondere auf metallischen Einzelteilen beliebiger
Form, Oberflächenbeschaffenheit und Dimension läßt sich dadurch
nicht garantieren. Wie aus der Fachliteratur allgemein hervorgeht,
wurden aus dem Bestreben heraus, entstehende Beschichtungsfehler
auszuschalten, die verschiedensten Verfahren und Technologien
entwickelt. Hierbei sei vor allem die Schutzgasglühung und -abdeckung
für Aluminierungsbäder bei kontinuierlichen Beschichtungsverfahren
von Blechteilen und Draht genannt. Abgesehen davon, daß solche
Verfahren relativ teuer und mit hohem technischen Aufwand verbunden
sind, läßt sich eine Schutzgasbehandlung für die Einzelteilaluminierung
wegen der benötigten offenen Eintauchfläche und der Vielseitigkeit
des Sortiments nicht realisieren. Außerdem werden durch
die Schutzgasbehandlung die Oberflächenfehler nicht ausgeschaltet,
die sich aus bisher unerkannten Mängeln der Vorbehandlungstechnologie
bei der Beseitigung metallfremder Materialien ergaben.
Die chemische Vorbehandlung erfolgt bisher nach dem allgemeinen
Prinzip der alkalischen Tauchentfettung. Nach dem Spülprozeß wird
das Beizen überwiegend mit HCL durchgeführt. Salzsäure wird vor
allem aus ökonomischen Gründen verwendet, da sie bereits bei Raumtemperatur
einen guten Beizeffekt besitzt und rückgewinnbar ist.
Spülen, Chromatieren und Trocknen schließen sich dem Beizprozeß
an. Das Chromatieren ist Gegenstand des in der DD-PS 2 23 730 genannten
Verfahrens. Allerdings haben die praktischen Erprobungen einwandfrei
den Beweis erbracht, daß in der beschriebenen Art und
Weise eine Oberfläche mit gleichbleibend stabiler Qualität nicht
erreichbar ist. Die Ursache hierfür war bis zum erfinderischen
Tätigwerden unbekannt. Bei der Anwendung von H₂PO₄ und HNO₃ an
Stelle des vorgenannten Beizens mit HCL werden auf der Metalloberfläche
Passivschichten gebildet, die beim Aluminieren nicht restlos
entfernbar sind. Beim Einsatz der genannten Säuren ergeben sich
ebenfalls Fehlbeschichtungen.
Bekannt ist es auch, an Stelle des Chromatierens Flußmittel zu
verwenden. Solche Verfahren sind u. a. in der DE-OS 17 71 484 und
DE-OS 23 47 206 beschrieben. Die bekannten Flußmittel führen in
wäßriger Lösung auch nicht zu dem angestrebten Ergebnis. Als Salzschmelzen
eingesetzt, sind sie zu energieaufwendig und technologisch
schwierig handhabbar. Eine Kostenerhöhung für das genannte
Verfahren ist die Folge.
Neben der Möglichkeit, metallfremde Substanzen von Oberflächen
der zu aluminierenden Körper auf chemischem Wege zu beseitigen,
sind noch mechanische Strahlverfahren bekannt. Dadurch wird der
Vorbehandlungsprozeß gegenüber chemischen Verfahren einerseits
wesentlich verteuert und ist andererseits für stark profilierte
Teile nicht anwendbar. Vorteilhafterweise entstehen aber bei der
mechanischen Vorbehandlung keine Fehlstellen bei der Aluminierung.
Die Erfindung hat das Ziel, ein solches chemisches Vorbehandlungsverfahren
zu schaffen, das ohne qualitative Nachteile für die
Schmelztauchaluminierung funktioniert. Außerdem soll das Verfahren
ohne zusätzliche bautechnische Aufwendungen durchführbar sein.
Das Verfahren soll kostengünstig, energieökonomisch und bei höchster
Qualität großtechnisch stabil sein.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein chemisches Vorbehandlungsverfahren
zu schaffen, mit dem so, wie bei dem technisch aufwendigen
mechanischen Vorbehandlungsverfahren, fehlerfrei aluminierte Metalloberflächen
herstellbar sind. Es gilt zu ergründen, weshalb
die beim Schmelztauchverzinken einwandfrei funktionierende chemische
Vorbehandlung beim Aluminieren fehlerfreie Oberflächen verursacht.
Außerdem sind Mittel zu finden, die für den großtechnischen
Einsatz ohne Nacharbeit funktionieren. Das Verfahren soll universell
vor der Schmelztauchaluminierung, unabhängig von der Form, Abmessung
und Oberflächenbeschaffenheit der Werkstücke anwendbar sein.
In vorhandene Anlagen soll das Verfahren ohne deren Erweiterung
für reine und legierte Aluminiumschmelzen einsetzbar sein.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das folgende Merkmale
aufweist: der Vorbehandlungsprozeß wird ausschließlich mit
Chemikalien durchgeführt, die mit sich und/oder Fremdchemikalien
ein chloridfreies saures Gemisch bilden. Das Vorbehandlungsverfahren
umfaßt die Verfahrensschritte des alkalischen Tauchentfettens
mittels eines Industriereinigers mit nachfolgendem Spülen in H₂O,
Beizen in 2,5 . . . 30 Vol.-% H₂SO₄, Spülen in H₂O, Beizentfetten in
3,8 . . . 35 Vol.-% H₂SO₄ mit dem Zusatz von Netzmittel, Spülen in H₂O,
Passivieren mit 0,18 . . . 0,77 Gew.-% CrO₃ oder 0,5 . . . 2,5 Gew.-%
K₂Cr₂O₇ oder Ausbildung einer metallischen Schicht vorzugsweise
durch Zusatz von 0,8 . . . 4,2 Gew.-% CuSO₄, Trocknung der nach diesem
Verfahren behandelten Metallteile und Schmelztauchaluminieren;
Durchführung des Vorbehandlungsverfahrens bei einer Temperatur von
288 bis 365 K und des Trocknungsprozesses bei Standardatmosphäre.
Weitere Merkmale der Erfindung sind, daß der Vorbehandlungsprozeß,
speziell der Beizprozeß, unabhängig von dem nachfolgenden Spülen
und Passivieren, ausschließlich mit Chemikalien durchgeführt
wird, die im Temperaturbereich zwischen Beizen und Aluminieren
mit sich und/oder Fremdchemikalien ein chloridfreies saures Gemisch
bilden. Als Zusatz zu dem Verfahrensschritt Beizenentfetten
wird vorzugsweise ein nichtionogenes Netzmittel beigegeben.
Das Vorbehandlungsverfahren wird in einer technologischen Linie
mit nachstehenden Parametern durchgeführt:
- Arbeitstemperaturen
alkalisches Tauchentfetten350 K Spülen310 K Beizen340 K Beizentfetten340 K Passivieren300 K
alkalisches Tauchentfetten350 K Spülen310 K Beizen340 K Beizentfetten340 K Passivieren300 K
- Tauchzeiten bei leicht verschmutzten Oberflächen
H₂Obei 0,5 min H₂SO₄bei 20 min H₂SO₄ mit Netzmittelbei 20 min CrO₃bei 0,3 min
H₂Obei 0,5 min H₂SO₄bei 20 min H₂SO₄ mit Netzmittelbei 20 min CrO₃bei 0,3 min
- Konzentrationen bei leicht verschmutzten Oberflächen
H₂SO₄7,5 Vol.-% H₂SO₄7 Vol.-% mit Netzmittel
gem. Herstellerrezeptur CrO₃0,3 Gew.-%
H₂SO₄7,5 Vol.-% H₂SO₄7 Vol.-% mit Netzmittel
gem. Herstellerrezeptur CrO₃0,3 Gew.-%
Claims (8)
1. Verfahren zur chemischen flußmittelfreien Oberflächenvorbehandlung
für die Schmelztauchaluminierung mit reinen
oder legierten Aluminiumschmelzen sowie aluminiumhaltigen
Schmelzen, dadurch gekennzeichnet, daß seine Durchführung
ausschließlich mit Chemikalien erfolgt, die mit sich und/
oder Fremdchemikalien ein chloridfreies saures Gemisch
bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberflächenvorbehandlung mit den Verfahrensschritten alkalisches
Tauchentfetten mit Industriereiniger, Spülen in
H₂O, Beizen in 2,5 . . . 30 Vol.-% H₂SO₄, Spülen in H₂O,
Beizentfetten in 3,8 . . . 35 Vol.-% H₂SO₄ mit Zusatz, Spülen
in H₂O, Passivieren und einem Trocknungsprozeß vor
dem Feueraluminieren erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Chemikalien zwischen Beizen und Aluminieren ein
chloridfreies saures Gemisch bilden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß vorzugsweise das Beizen, unabhängig von den nachfolgenden
Verfahrensschritten, ausschließlich mit Chemikalien durchgeführt
wird, die mit sich und/oder Fremdchemikalien ein
chloridfreies saures Gemisch bilden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Verfahrensschritt "Beizentfetten" ein Zusatz in
Form von vorzugsweise nichtionogenem Netzmittel beigegeben
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verfahrensschritt "Passivieren" mit wäßrigen Lösungen
von vorzugsweise CrO₃ oder K₂Cr₂O₇ durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß an Stelle des Passivierens eine metallische
Schicht, vorzugsweise durch CuSO₄-Zusatz, ausgebildet
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Behandlung bei einer Temperatur von 288
bis 365 K und die Trocknung bei Standardatmosphäre erfolgt.
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| DD86297520A DD254599A1 (de) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | Verfahren zur chemischen flussmittelfreien oberflaechenvorbehandlung fuer die schmelztauchaluminierung |
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Country Status (3)
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| CN107245684A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-10-13 | 海盐哈特惠机械五金制品有限公司 | 一种高强度紧固件热镀锌工艺 |
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| DD254599A1 (de) | 1988-03-02 |
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