DE3742367A1

DE3742367A1 - Beiz- und reinigungsmittel fuer metalloberflaechen

Info

Publication number: DE3742367A1
Application number: DE19873742367
Authority: DE
Inventors: Harald Werner
Original assignee: Pelox Chemietechnik Co KG GmbH
Current assignee: Pelox Chemietechnik Co KG GmbH
Priority date: 1987-12-14
Filing date: 1987-12-14
Publication date: 1989-06-22
Also published as: DE3742367C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Beiz- und Reinigungsmittel für Me talloberflächen mit 10 bis 30 Gew.-% Salpetersäure sowie gegebenenfalls einem Verdickungsmittel und üblichen Mengen an Tensiden.

Beiz- und Reinigungmittel für Eisen und Stahl sowie auch für Aluminiumlegierungen auf Säurebasis sind allgemein bekannt. Es handelt sich dabei gewöhnlich um Lösungen von Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure und/oder Flußsäure; sie werden für die Tauchbeize oder Sprühbeize verwandt. Werden diesen Säurelösun gen entsprechende Verdickungsmittel zugesetzt, so lassen sich derartige Beizpasten auch auf große Werkstücke auftragen.

Das Beizen der Oberfläche von Chromnickelstählen ohne Zusatz sonstiger Elemente wie Molybdän, Titan oder Niob ist erfah rungsgemäß problematisch. Um eine hinreichende Beizwirkung zu erhalten, enthält das Beizmittel gewöhnlich Flußsäure. Durch den Flußsäureanteil in den handelsüblichen Beizprodukten wird aber die unstabilisierte Metalldecke unterschiedlich stark angegriffen und es kommt zu Fleck-, Streifen- und Dunkelbelags- Erscheinungen. Zudem sind flußsäurehaltige Beizmittel stark toxisch.

Ziel der Erfindung ist ein Beiz- und Reinigungsmittel für Me talloberflächen, das die durch Schweißen und Glühen entstande nen Oxide und Zunder sowie Ferrite und organischen Verunreini gungen auf der Metalloberfläche zuverlässig beseitigt, damit sich auf der von korrosionsfördernden Stoffen freien Oberfläche die schützende Chromoxid-Passivschicht ausbilden kann. Das Beiz- und Reinigungsmittel soll zudem frei von toxischer Flußsäure sein.

Dieses Ziel wird erreicht mit dem Beiz- und Reinigungsmittel für Metalloberflächen der eingangs bezeichneten Art, das durch einen Gehalt von 1 bis 20 Gew.-% Fluorkieselsäure gekennzeich net ist.

Erfindunggemäß beträgt der Gehalt des Mittels an freier Salpe tersäure (bezogen auf 100% Säure) 10 bis 30 Gew.-%, vorzugswei se 12 bis 25 Gew.-%, und der Gehalt an freier Fluorkieselsäure (bezogen auf 100% H₂SiF₆) 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-% und besonderes bevorzugt 4 bis 8 Gew.-%.

Bei weniger als 10 Gew.-% freier Salpetersäure ist die Beiz und Reinigungswirkung nicht ausreichend, während ein Gehalt von mehr als 30 Gew.-% zu Passivierungsphänomenen und damit zu einer Versiegelung der Metalloberfläche führt.

Besonders vorteilhaft ist ein Verhältnis von Salpetersäure zu Fluorkieselsäure von 3 : 1 (Gew.-%/Gew.-%), insbesondere von 18 Gew.-% Salpetersäure zu 6 Gew.-% Fluorkieselsäure.

Für die Einwirkung auf Metalloberflächen liegt das neue Beiz und Reinigungsmittel vorzugsweise in Form einer gut haftfähigen Paste vor. Dies wird durch Zugabe von vorzugsweise 0,5 bis 1,5 Gew.-% eines Verdickungsmittels erreicht, wobei insbesondere mit Polysacchariden ausgezeichnete Ergebnisse erhalten werden. Bei Zugabe geringerer Mengen Polysaccharid, etwa im Bereich von 0,5 bis 1,0 Gew.-% werden Mischungen erzielt, die trotz ihrer pastösen Konsistenz noch sprühfähig sind. Beträgt der Gehalt an Polysaccharid mehr als 1 Gew.-%, fallen die Mischungen als streichfähige Pasten an.

In den neuen Beiz- und Reinigungmitteln für Metalloberflächen ist die Flußsäure bisheriger Beiz- und Reinigungsmittel durch Fluorkieselsäure ersetzt. Damit wird erreicht, daß die Edel stahloberfläche von austenitischen V2A-Stählen ohne Molybdän oder Stabilisatoren, also beispielsweise von 1.4301-und 1.4306- Werkstoffen, kaum angegriffen wird; es wird aber ein ausge zeichneter Abtragseffekt unter Entfernung von Schweißzunder und Anlauffarben erzielt.

Die Beiz- und Reinigungsmittel bzw. -pasten gemäß der Erfindung sind transparent, was eine Beobachtung des Beiz- und Reini gungsvorgangs zuläßt.

Bei fehlen oder in Gegenwart nur sehr geringer Mengen des Ver dickungsmittels kann die erfindungsgemäße Beiz- und Reinigungs mischung auch ohne weiteres in Tauchbädern verwandt und einge setzt werden.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das Mischsystem Salpetersäure/Fluorkieselsäure in Gewichtsverhältnissen von etwa 3 : 1 Oxidschichten in den wärmebehandelten Zonen der Edel stahloberflächen von reinen Chrom-Nickel-Stählen sauber ablöst, dabei jedoch die Metalloberfläche nur reinigt und die Legie rungsbestandteile Chrom und Nickel nur unwesentlich angreift. Es wird also eine besonders schonende Oberflächenbehandlung mit gleichmäßig sauberem Oberflächenbild erzielt. Hierbei ist die guthaftende Konsistenz des Mittels in Pastenform von Vorteil.

Oxide aus dem Wärmebehandlungsbereich - etwa Anlauffarben und an Schweißnähten - werden nach mehrstündigem Einwirken des Mit tels gelockert bzw. abgelöst. In der Regel sind hierzu minde stens etwa 3 Stunden erforderlich. Das erfindungsgemäße Beiz und Reinigungsmittel führt bei sachgemäßer Anwendung zu keiner nennenswerten Ablösung von Nickel, und es hinterbleiben keine grauen Verfärbungen auf der Metalloberfläche, wie sie bei der Flußsäurebeizung von nickelhaltigen Werkstoffen durch Heraus lösen von Nickel häufig zurückbleiben.

Die erfindungsgemäße Beiz- und Reinigungsmischung eignet sich daher besonders gut zur Reinigung von Oberflächen und zur Bei zung von Schweißnähten und Anlauffarben von X-Cr-Ni-Stählen wie 1.4301- und 1.4306-Stählen. Sie kann aber auch zur Beizung und Reinigung der Oberflächen anderer Metalle und Metallegierungen verwandt werden. Dies gilt insbesondere für Kupfer, Kupfer-Nik kel-Legierungen, Aluminium und Messing die allerdings bei kürzeren Einwirkzeiten von beispielsweise etwa 5 bis 30 min gebeizt bzw. gereingt werden.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Mittels verlieren Edel stahloberflächen der Beschaffenheitszeichen IIIc nichts von ihrer blankgezogenen Güte, da das Grundmaterial nicht angegrif fen wird. Daneben tritt die starke Geruchsbelästigung der han delsüblichen flußsäurehaltigen Beizmittel bei der Erfindung kaum auf. Das erfindungsgemäße Mittel ist zudem in toxischer Hinsicht weniger bedenklich als die flußsäurehaltigen; das Gefahrensysmbol "GIFTIG" zur Kennzeichnung der Chemikalie entfällt.

Der geringe Feststoffgehalt des Mittels, insbesondere in der Pastenform, wirkt umweltfreundlich in Bezug auf anfallende Abwässer und Abfälle. Bei Anwendung in Pastenform kann die angetrocknete Paste mit Wasser gut entfernt werden. Das Mittel ist zudem frei von Chloriden und Sulfiden.

Zur Herstellung der Beiz- und Reinigungsmittel in Pastenform wird vorzugsweise wie folgt vorgegangen:

In warmes oder heißes Wasser wird das Polysaccharid eingerührt, wobei eine Mindestrührzeit von 30 min eingehalten werden sollte. Danach wird bei leicht erhöhter Temperatur, beispiels weise 30 bis 40°C die Mischsäure zugesetzt und weiter gerührt. Man erhält, je nach Konzentration des Polysaccharides, eine streich- oder sprühfähige Paste.

Die Erfindung wird duch die nachstehenden Beispiele näher er läutert.

Beispiel 1

Ein Beiz- und Reinigungsmittel mit

Salpetersäure (100%)
18 Gew.-%
Fluorkieselsäure (100%)	6 Gew.-%
Wasser	75,09 Gew.--%
Tensid	0,01 Gew.--%
Polysaccharid	0,90 Gew.--%

wird wie folgt hergestellt. Das Polysaccharid wird über 30 min in warmes Wasser von 30 bis 40°C eingerührt. Anschließend wird die Mischsäure unter weiterem Rührem zugemischt. Nach Zumischen des Tensids erhält man eine transparente gebrauchsfertige Paste zum Versprühen mit einer Dichte von 1,205 g/cm³.

Beispiel 2

Ein Beiz- und Reinigungsmittel mit

Salpetersäure (100%)
15 Gew.-%
Fluorkieselsäure (100%)	5 Gew.-%
Wasser	78,73 Gew.--%
Tensid	0,02 Gew.--%
Polysaccharid	1,25 Gew.--%

wird wie folgt hergestellt. Das Polysaccharid wird über 30 min in warmes Wasser von 30 bis 40°C eingerührt. Anschließend wird die Mischsäure unter weiterem Rührem zugemischt. Man erhält eine gebrauchsfertige transparente Paste zum Aufstreichen mit einer Dichte von 1,21 g/cm.

Claims

1. Beiz- und Reinigungsmittel für Metalloberflächen mit 10 bis 30 Gew.-% Salpetersäure sowie gegebenenfalls einem Verdik kungsmittel und üblichen Mengen an Tensiden, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 1 bis 20 Gew.-% Fluorkieselsäure.

2. Beiz- und Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Salpetersäure zur Fluorkieselsäure 3 : 1 ist.

3. Beiz- und Reinigungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Fluorkieselsäure 4 bis 8 Gew.-% beträgt.

4. Beiz- und Reinigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,5 bis 1,5 Gew.-% eines Verdickungsmittels enthält.

5. Beiz- und Reinigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Polisaccharid als Verdickungsmittel enthält.

6. Verwendung von Fluorkieselsäure in einem Beiz- und Reini gungsmittel für Metalloberflächen.