DE496933C

DE496933C - Verfahren und Mittel zum Schutze von Eisen und Stahl gegen Rost

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Publication number: DE496933C
Application number: DEC40852D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1927-01-01
Filing date: 1927-12-25
Publication date: 1930-04-30
Also published as: GB289906A; BE347525A; FR647314A; US1719463A

Description

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Gegenstand der Erfindung, welche das Ergebnis jahrelanger Studien und Forschungen ist, ist ein einfaches billiges Verfahren, durch welches Eisen- und Stahlstücke behandelt werden, um ihnen einen beinahe immerwährenden Schutz zu verleihen gegen Rost und gegen die angreifende Wirkung der Atmosphärilien und der meisten ätzenden Dämpfe, denen sie ausgesetzt werden können.

Es sind schon viele Versuche gemacht worden, um Stahlstücke und Eisenstücke dauernd gegen Rost zu sichern, indem man sie während einer bestimmten Zeitdauer einem Bad aussetzt und hierdurch einen Nieder-

_1S schlag von Schutzstoffen auf der Oberfläche der zu behandelnden Metallteile bildet. Man hat so in manchen Fällen eine Sicherung gegen Rost für eine begrenzte Zeitdauer geschaffen. Es ist schon vorgeschlagen worden, Eisen

ao und Stahl durch Kochen mit einer Lösung von Phosphat des Calciums und Zinks und einem der Phosphate des Nickels, Kobalts, Mangans oder Chroms gegen Rost zu schützen. Die so behandelten Gegenstände

a₅ zeigen, nachdem sie 14 Tage starkem Regen ausgesetzt, gewesen sind, nach Erfahrungen des Erfinders, schon einige Rostflecke.

Das Verfahren und die Rezepte gemäß der vorliegenden Erfindung erzielen Ergebnisse, wie nach Untersuchungen des Erfinders sie mit keinem anderen Verfahren bisher haben erzielt werden können. So ergab sich bei vergleichenden Versuchen mit dem Salzsprühverfahren, wie es vom United States Bureau of Standards als Rostschutzprobe eingeführt ist, daß die nach bekannten Verfahren behandelten Gegenstände der Probe nur etwa 30 Stunden, die nach dem vorliegenden neuen Verfahren behandelten Gegenstände aber 80 Stunden widerstanden. Auch ist bisher keine Lösung oder Tauchverfahren angegeben worden, welche den damit behandelten Gegenständen die Fähigkeit verliehen hätte, jene Probe, bei welcher sie auf etwa 540 ° C erhitzt werden müssen, zu bestehen. Das neue Verfahren hat auch noch den Vorzug, daß der entstehende Überzug sich gleichmäßig über alle dem Bade ausgesetzte Stellen erstreckt. Es wird nach Ansicht des Erfinders eine Schutzschicht hergestellt, welche gegenüber Eisen und Stahl elektrisch neutral ist, und es wird so die Hauptursache der Bildung von Rost beseitigt. Die so behandelten Gegenstände haben eine hohe Polierfähigkeit, ohne daß ihre Gestalt und Eigenschaften, z. B. der Härtegrad oder ein sonstiger Zustand, sich ändern.

Die neue Erfindung besteht darin, daß die Eisen- oder Stahlgegenstände mit einer gemeinsamen Lösung der Phosphate der vier Metalle, Aluminium, Zink, Eisen (oder Stahl) und Chrom, behandelt werden.

Die vier Metalle werden in Form von feinem Pulver mit Phosphorsäure in Lösung gebracht.

i. Aluminium. Die Auflösung erfolgt in Phosphorsäure dn einer Stärke von 45 ° Be und Wasser, welches wenig oder keinen Kalk enthält. Diese Lösung muß bis zur Sättigung gebracht werden.

Die beste Mischung von Phosphorsäure und ίο Wasser ist etwa

Wasser 4 Raumteile,

Säure 1 Raumteil.

Es muß vollständige Sättigung erreicht sein oder es muß etwas ungelöstes Metall noch zurückbleiben, wenn beim Umrühren der Flüssigkeit keine Gasblasen mehr aufsteigen.

2. Zink wird ebenfalls in einer Mischung von Phosphorsäure und Wasser gelöst,

Säure 45 ° Be 1 Raumteil,

Wasser ohne Kalk .. 4 Raumteile.

Die Flüssigkeit muß zuerst in den Behälter

gebracht und dann das Zinkpulver langsam eingestreut werden. Die Metallösung muß bis zur Sättigung gebracht werden wie bei dem Aluminium.

3. Stahl oder Eisen. Diese sollen in ziemlich feiner Form verwendet werden; am besten nimmt man saubere Stahlabfälle. Zuerst muß eine gesättigte Lösung hergestellt werden wie bei den beiden ersten Metallen. Bei der Lösung des Metalls entsteht eine beträchtliche Menge Gas, was sehr unangenehm ist. Daher stellt man die Lösung zweckmäßig in einem gut gelüfteten Raum her.

Besondere Sorgfalt muß darauf verwandt werden, daß der Sättigungsgrad erreicht wird, sonst ergeben sich bei dem darauffolgenden Verfahren Störungen; wird dies nicht sorgfältig beachtet, so ist es schwierig, die Ursachen der Störungen zu finden.

Das gleiche Verhältnis von Phosphorsäure und reinem Wasser muß verwandt werden.

4. Chrom. Dieses Metall muß in so feinem Zustand verwendet werden, als es irgend beschafft werden kann. Die folgende Lösung gibt ein zufriedenstellendes Ergebnis:

Chrompulver wird aufgelöst in einer Mischung von Phosphortr-ichlorid

ι Raumteil,

Natriumphosphat (HNa₂, PO₄, 12 H₂O) (aufgelöst bis zur Sättigung in reinem Wasser) 2,5 Raumteile.

Auch bei diesem Metall muß so viel verwandt werden, daß die Lösung gesättigt ist.

Es wird dann zugefügt:

Phosphorsäure 3 Raumteile,

reines Wasser 2

Die Menge des verwendeten Wassers soll eine gesättigte Lösung ergeben. Wird nicht alles aufgelöst, dann ist nach und nach so viel hinzuzufügen, bis dies erreicht ist.

Statt des angegebenen Phosphortrichlorids, welches die besten Ergebnisse zeigt, kann gewünschtenfalls auch Phosphorsäure und Salzsäure verwandt werden.

70 Vorratslauge

Die Vorratslauge ist die Vereinigung der Metallösungen, aus denen feste Salze durch Verdampfung gewonnen werden können. In einigen Fällen kann das Verfahren unmittelbar mit dieser Lauge ausgeführt werden.

Die Vorratslauge wird wie folgt hergestellt:

ι. Aluminiumlösung 1 Raumteil,

2. Zinklösung 5 Raumteile, _go

3. Eisenlösung 7

4. Chromlösung ^s/₄ Raumteil.

Nach sorgfältiger Mischung wird Wasser hinzugefügt, bis eine Stärke von 26 ° Be erreicht ist.

Zur Erleichterung der Handhabung und Beförderung wird die Flüssigkeit durch Verdampfung oder Vakuumtrocknung konzentriert zu einem Salz oder einer Mischung von Salzen, welche sämtliche Bestandteile in den richtigen Verhältnissen enthält und fertig für die Lösung im Wasser ist. Die mit einer solchen Lösung behandelten Teile aus Eisen, Stahl oder anderen Metallen können nach der Behandlung verwendet werden, ohne daß man Rosten oder Anfressen zu befürchten hat.

H ilf s sal ζ

Das Hilfssalz kann entweder unmittelbar zur Vorratslauge zugefügt werden, wenn diese selbst benutzt wird, oder zu dem aus der Vorratslauge hergestellten Salz. Die Lösung des Hilfssalzes besteht aus etwa gleichen Mengen Diamnioniumphosphat (NH₄J₂HPO₁, bis zur Sättigung in Wasser aufgelöst, Natriumbiborat, bis zur Sättigung in Wasser aufgelöst, Kaliumbichromat, bis zur Sättigung in Wasser aufgelöst, und wird zur Vorratslauge hinzugefügt, bevor sie zu Salzen konzentriert wird, oder bei ihrer direkten Verwendung zur "Behandlung der Metalle. 10 ecm Zusatz zu jedem Liter Mutterlauge ist eine •eeignete Menge.

Bei der Verwendung von Salzen für die Behandlung der Metalle kann ein geeignetes Holzgefäß (Faß oder Tank) oder eine mit Porzellan ausgekleidete Kufe oder ein Tank verwendet werden, welche mit geeigneten Heizvorrichtungen versehen sind. (Bei Metallbehältern kann Gas ader Kohle, bei einem Holzgefäß Dampfschlangen verwendet iverden.)

Die für den Gebrauch dienende Flüssigkeit wird wie folgt hergestellt:

Irgendeine Menge Wasser wird in das Gefäß gebracht und so viel Vorratslauge, um die Flüssigkeit auf eine Stärke von 3^J Be zu bringen.

Die zu behandelnden Stücke werden nach ihrer Reinigung von Öl, Hammerschlag und Rost in die kochende Flüssigkeit gebracht und

ίο mindestens ι Stunde lang in der kochenden Flüssigkeit gelassen. Die Zeitdauer von i¹/;. Stunden bietet eine gewisse Sicherheit und ist vorzuziehen, wenn amtliche Proben gemacht werden müssen. Die Mischung wird vorteilhaft in einem Autoklaven unter Druck verwendet. Dann werden die Stücke aus der Flüssigkeit herausgenommen und gewaschen, \'orzugsweise mit einem starken Wasserstrahl. Haben die Stücke keine sehr unregelmäßige Form, dann ist die ganze kleine Arbeit bereits beendigt.

Haben die Stücke sehr unregelmäßige Form, dann ist es zweckmäßig, sie im Wasser mit einer Handbürste abzubürsten.

»5 Die bei dem Verfahren zurückbleibende Flüssigkeit wird mittels einer Senkwaage geprüft. Man erkennt, daß der Be-Grad gegenüber dem bei Beginn des Verfahrens vorhandenen gesunken ist. Der Unterschied hängt ab von der Größe der Oberfläche der behandelten Stücke und von dem Verbrauch an Metall, welches auf den Stücken niedergeschlagen ist.

Es muß dann weitere Vorratslauge oder die entsprechende Menge in gelösten Salzen hinzugefügt werden, um die Flüssigkeit wieder auf 3⁰ Be zu bringen. Diese ist dann fertig für die nächste Beschickung.

Die behandelten Teile können natürlich in jedem Falle auf verschiedene Art und Weise fertiggestellt werden. So kann gewünschtenfalls noch ein weicher, dunkler, andauernder Sammetglanz erzielt werden dadurch, daß man von Hand einen sehr dünnen Überzug von rohem Leinsamenöl auf die behandelten Teile aufreibt. Wenn eine größere Menge von Teilen behandelt werden soll, kann ein Schüttelgefäß verwendet werden, welches zum Teil mit Tuchstücken ausgefüllt ist, die getränkt sind mit einer Mischung von rohem Leinöl und Terpentin. Gewöhnlich erzielt man bei den Teilen ein zufriedenstellendes Aussehen lediglich durch Waschen und Bürsten und einfaches Trocknen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schütze von Eisen oder Stahl gegen Rost, dadurch gekennzeichnet, daß die zu schützenden Gegenstände mit einer gemeinsamen Lösung von Phosphaten der vier Metalle, Aluminium, Zink, Eisen und Chrom, behandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösung Hilfssalze, und zwar Diammoniumphosphat, Natriumbiborat oder Kaliumbichromat, zugesetzt werden.

3. Rostschutzmittel, bestehend aus einem Gemisch von Phosphaten des Aluminiums, Zinks, Eisens und Chroms, die dadurch gewonnen werden, daß die betreffenden Metallpulver in Phosphorsäure gelöst werden, bis eine weitere Lösung in der Phosphorsäure nicht mehr stattfindet.

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