DE4343896C2

DE4343896C2 - Process for the pretreatment of chromium-containing steels

Info

Publication number: DE4343896C2
Application number: DE19934343896
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Vietze
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1997-07-03
Anticipated expiration: 2013-12-23
Also published as: DE4343896A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbehandeln der Oberflächen von chromhaltigen Stählen und nachfolgendem Aufbringen einer Molykote®-Schicht.The invention relates to a method for pretreating the Surfaces of chromium-containing steels and the following Apply a Molykote® layer.

State of the art

In der JP 62-23 54 76 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Verstärkung von Filmen zur Passivierung nichtrostender Stähle in sauren Lösungen, zum Beispiel Salpeter- oder Schwefelsäure, beschrieben. Es ist aber noch nicht befriedigend möglich, Hochleistungs-Schmierstoffschichten auf der Basis von Silikonen oder Molybdändisulfid, im folgenden in Anlehnung an das Zeichen "MOLYKOTE"® als Molykote®-Schicht bezeichnet, festhaftend auf chromhaltige Stähle aufzubringen und die Rohlinge anschließend durch Fließpressen zu verformen.JP 62-23 54 76 describes a generic method for Reinforcement of films for the passivation of stainless steels in acidic solutions, for example nitric or sulfuric acid, described. But it is not yet satisfactorily possible High-performance lubricant layers based on silicone or molybdenum disulfide, hereinafter based on the symbol "MOLYKOTE" ® referred to as Molykote® layer, adheres to chrome-containing steels and then the blanks to deform by extrusion.

Aus der Chemiker-Zeitung 82, (1958), Seite 799 bis 802 ist es bekannt, für die unterschiedlichsten Maschinenteile, die besonders hohen Beanspruchungen unterliegen, Stähle zur Erhöhung des Korrosionsschutzes und der Verschleißfestigkeit an ihrer Oberfläche mit einer Molykote®-Schicht zu schützen. Derartige Stähle werden beispielsweise bei Einspritzventilen in Verbrennungskraftmaschinen verwendet. Die Molykote®-Schicht bildet einen Schmierfilm und schützt die Oberfläche der damit beschichteten Maschinenteile. Die mit einer Molykote®-Schicht versehenen Maschinenteile werden so hergestellt, daß Rohlinge aus chromhaltigen Stählen mit der Molykote®-Schicht versehen werden und diese anschließend durch Fließpressen zu dem gewünschten Maschinenteil verformt werden. It is from Chemiker-Zeitung 82, (1958), pages 799 to 802 known for a wide variety of machine parts that Steels to increase are subject to particularly high loads corrosion protection and wear resistance on your Protect the surface with a Molykote® layer. Such Steels are used, for example, in injection valves Internal combustion engines used. The Molykote® layer forms a lubricating film and protects the surface of it coated machine parts. The one with a Molykote® layer provided machine parts are manufactured so that blanks made of chrome-containing steels with the Molykote® layer and then extrusion them to the the desired machine part.

Aufgrund des Chromgehaltes der chromhaltigen Stähle kommt es zu Haftungsproblemen zwischen den chromhaltigen Stählen und der Molykote®-Schicht, so daß diese nicht gleichmäßig aufgetragen werden kann. Eine ungleichmäßig aufgebrachte Molykote®-Schicht wiederum führt zu Problemen beim anschließenden Fließpressen. Um die Gleichmäßigkeit der Molykote®-Schicht zu verbessern, ist es bekannt, die chromhaltigen Stähle vor der Beschichtung zu oxalatieren, das heißt mit Oxalsäure zu behandeln. Hierbei ist nachteilig, daß umfangreiche Sicherungsvorkehrungen beim Oxalatieren geschaffen werden müssen. Dieses Verfahren ist somit sehr teuer und ein verbleibendes Restrisiko für die Umwelt kann nicht ausgeschlossen werden.Due to the chromium content of the steels containing chromium, Adhesion problems between the chrome-containing steels and the Molykote® layer so that it is not applied evenly can be. An unevenly applied Molykote® layer in turn leads to problems in the subsequent extrusion. Around It is to improve the uniformity of the Molykote® layer known to the chrome-containing steels before coating oxalate, i.e. treat with oxalic acid. Here is disadvantageous that extensive safeguards when Oxalating must be created. This procedure is therefore can be very expensive and a residual risk to the environment cannot be excluded.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem die technischen Schwierigkeiten infolge unzureichender Haftung von Molykote®-Schichten auf Oberflächen chromhaltiger Stähle für die anschließende Verformung der Stahlteile überwunden wird.It is the object of the invention to provide a method where the technical difficulties due to inadequate Adhesion of Molykote® layers on surfaces containing chromium Steels for the subsequent deformation of the steel parts is overcome.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den im Hauptanspruch genannten Merkmalen hat den Vorteil, daß es einfach durchzufuhren ist und auf den Einsatz von umweltgefährdenden Stoffen verzichtet werden kann. Dadurch, daß die chromhaltigen Stähle in einem warmen Salpetersäurebad, das Fluoride enthält, passiviert werden, können diese mit relativ einfachen, technisch problemlos beherrschbaren Verfahrensschritten so vorbehandelt werden, daß eine nachfolgende gleichmäßige Beschichtung mit einer Molykote®-Schicht möglich ist. Weiterhin ist vorteilhaft, daß durch das Passivieren mit dem warmen Salpetersäurebad eine wesentlich glattere und maßhaltigere Oberfläche auf den mit einer Molykote®-Schicht versehenen und anschließend fließgepreßten Maschinenteilen erreichbar ist. Damit wird neben der Verwendung umweltfreundlicher Verfahren gleichzeitig eine Gebrauchswerterhöhung der behandelten chromhaltigen Stähle erreicht. The inventive method with the main claim Features mentioned has the advantage that it is simple is to be carried out and on the use of environmentally hazardous Fabrics can be dispensed with. Because the chromium-containing Steels in a warm nitric acid bath containing fluorides, can be passivated with relatively simple, technical Pretreated process steps that are easy to control be that a subsequent even coating with a Molykote® layer is possible. It is also advantageous that by passivating with the warm nitric acid bath one much smoother and more dimensionally stable surface on the with a Molykote® layer and then extruded machine parts is accessible. This will be next to the use of environmentally friendly processes Use value increase of treated chrome-containing steels reached.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß durch eine Veränderung der Parameter des Salpetersäurebades, vorzugsweise der Badtemperatur und/oder der Haltezeit, eine Verbesserung der Beschichtungsmöglichkeit geschaffen werden kann.According to a preferred embodiment of the invention provided that by changing the parameters of the Nitric acid bath, preferably the bath temperature and / or the Holding time, an improvement of the coating possibility can be created.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die chromhaltigen Stähle während des Passivierens mit dem warmen Salpetersäurebad bewegt, bespielsweise getrommelt werden. Hierdurch wird eine gleichmäßigere Behandlung der chromhaltigen Stähle erreicht, so daß die Gleichmäßigkeit und Gute der nachfolgend aufzubringenden Molykote®-Schicht verbessert wird.In a further preferred embodiment of the invention provided that the chromium-containing steels during the Passivation with the warm nitric acid bath, be drummed for example. This will create a achieved more uniform treatment of the chromium-containing steels, so that the uniformity and goodness of those to be applied subsequently Molykote® layer is improved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further advantageous embodiments of the invention result from the other features mentioned in the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Zeichnung, die ein Flußdiagramm einer Vorbehandlung von chromhaltigen Stählen zeigt, näher erläutert.The invention is described below in one embodiment based on the only drawing showing a flow chart of a Pretreatment of chromium-containing steels shows, explained in more detail.

Embodiment

In einem ersten Verfahrensschritt 10 wird der chromhaltige Stahl entfettet. Die Entfettung erfolgt dabei in einem mit einem Entfettungsmittel angereicherten Bad bei einer Temperatur von ca. 85°C für die Dauer von ca. 15 Minuten. In einem zweiten Verfahrensschritt 12 wird der entfettete chromhaltige Stahl gespult. Die Spülung erfolgt dabei beispielsweise in einer Fließspüle mit vollentsalztem Wasser. Die Spülung kann dabei durch zwei oder mehrmaliges Eintauchen in die Fließspule erfolgen. In einem dritten Verfahrensschritt 14 wird der chromhaltige Stahl nunmehr passiviert. Die Passivierung erfolgt in einem Salpetersäurebad. Das Salpetersäurebad weist dabei eine Konzentration von ca. 53% und eine Temperatur von ca. 70°C auf. Die Dichte des Salpetersäurebades beträgt ca. 1,33 g/cm³. In diesem Salpetersäurebad wird der chromhaltige Stahl bei einer Haltezeit von ca. fünf Minuten passiviert. In einem nächsten Verfahrensschritt 16 wird der passivierte chromhaltige Stahl gespult, wobei wiederum eine Fließspüle mit vollentsalztem Wasser verwendet wird. Dieses Spülen kann durch zweimaliges oder mehrmaliges Eintauchen in die Fließspüle erfolgen. In einem nächsten und letzten Verfahrensschritt 18 wird der chromhaltige Stahl nunmehr heiß gespült. Hierzu wird ein Spulbad mit vollentsalztem Wasser und einer Temperatur von ca. 85°C verwendet. Der chromhaltige Stahl wird für etwa drei Minuten in dieses Spülbad gegeben. Durch die Verfahrensschritte 16 und 18 wird erreicht, daß keine Rückstände nach dem Passivieren an denk chromhaltigen Stahl verbleiben.In a first process step 10, the chromium-containing steel degreased. The degreasing is done in one with one Degreaser-enriched bath at a temperature of approx. 85 ° C for approx. 15 minutes. In a second Process step 12 becomes the degreased chromium-containing steel spooled. The flushing takes place, for example, in one Sink with deionized water. The flush can do this by immersing it two or more times in the moving coil respectively. In a third method step 14 the Chromium-containing steel is now passivated. The passivation takes place in a nitric acid bath. The nitric acid bath has one Concentration of approx. 53% and a temperature of approx. 70 ° C on. The density of the nitric acid bath is approx. 1.33 g / cm³. In This nitric acid bath is the chromium-containing steel at a Passivated holding time of approx. Five minutes. In a next one Process step 16 becomes the passivated chromium-containing steel spooled, again a flow sink with fully desalinated Water is used. This rinsing can be done twice or repeated immersion in the sink. In one The next and last process step 18 is the chromium-containing one Steel now rinsed hot. For this a rinsing bath is used demineralized water and a temperature of approx. 85 ° C used. The chrome-containing steel is in for about three minutes given this rinse bath. Through process steps 16 and 18 is achieved that no residues after the passivation think chromium-containing steel remain.

Ein die Verfahrensschritte 10 bis 18 durchlaufender chromhaltiger Stahl besitzt eine solche Oberflächenvorbehandlung, daß eine nachfolgende Beschichtung mit einer Molykote®-Schicht problemlos erfolgen kann. Die aufgebrachte Molykote®-Schicht zeichnet sich durch eine hohe Gleichmäßigkeit aus. Durch diese erreichte gleichmäßige Molykote®-Schicht können bei einem nachfolgenden Fließpressen des chromhaltigen Stahls Maschinenteile hergestellt werden, die eine besonders glatte und maßhaltige Oberfläche aufweisen. Durch diese Oberfläche erhöhen sich die Einsatzmöglichkeiten dieser Maschinenteile erheblich.A process steps 10 through 18 Chromium-containing steel has one Surface pretreatment that a subsequent coating with a Molykote® layer can be done without any problems. The applied Molykote® layer is characterized by a high Uniformity. Through this achieved uniform Molykote® layer can be used in a subsequent extrusion of the chromium-containing steel are machine parts that are manufactured have a particularly smooth and dimensionally stable surface. By this surface increases the possible uses of this Machine parts considerably.

Durch eine Veränderung der Parameter des Salpetersäurebades in dem Verfahrensschritt 14, beispielsweise einer Erhöhung bzw. Verringerung der Badtemperatur und/oder eine Erhöhung bzw. Verringerung der Haltezeit, kann die Passivierung optimal auf die Ausgangszusammensetzung der eingesetzten, eventuell einen unterschiedlichen Chromanteil aufweisenden chromhaltigen Stähle angepaßt werden. Hierdurch läßt sich trotz des Einsatzes unterschiedlicher chromhaltiger Stähle immer eine gleichmäßige Beschichtung mit einer Molykote®-Schicht erreichen. By changing the parameters of the nitric acid bath in method step 14, for example an increase or Reduction in bath temperature and / or an increase or Reducing the holding time, the passivation can be optimal the initial composition of the used, possibly one different chromium-containing steels be adjusted. This allows despite the use different chrome-containing steels are always uniform Achieve coating with a Molykote® layer.

Indem dem Salpetersäurebad ein Fluorid in einer Konzentration von ca. 1 g/l beigegeben wird, wird die Rißfestigkeit der aufzubringenden Molykote®-Schicht erhöht.By giving the nitric acid bath a fluoride in a concentration of approx. 1 g / l is added, the crack resistance of the applied Molykote® layer increased.

Claims

1. A process for the pretreatment of the surfaces of chromium-containing steels and subsequent application of a Molykote® layer, characterized in that the chromium-containing steels in a nitric acid bath to which fluoride is added at a temperature of 50 ° C to 80 ° C for a time of 1 passivated up to 10 minutes.

2. The method according to claim 1, characterized in that the chromium-containing steels are passivated for a period of 5 min.

3. The method according to claim 1, characterized in that the Chromium-containing steels passivated at a temperature of 70 ° C will.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the nitric acid bath with a concentration is set from 45% to 65% by volume.

5. The method according to claim 4, characterized in that the Nitric acid bath with a concentration of 53% vol .-% set becomes.

6. The method according to claim 1, characterized in that the Fluoride in a concentration of 0.5 to 2 g / l nitric acid is added.

7. The method according to claim 6, characterized in that the Fluoride in a concentration of 1 g / l nitric acid added becomes.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the chromium-containing steels in the Nitric acid bath.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the chromium-containing steels during the Passivation are moved.

10. The method according to claim 9, characterized in that the chrome-containing steels are tumbled.