DE508785C - Verfahren zur Herstellung einer Rostschutzhuelle auf eisen- oder stahlhaltigen Gegenstaenden - Google Patents

Description

Bur. Ind. bige
. 2

AUSGEGEBEN AM
2. OKTOBER 1930

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rostschutzhülle auf Gegenständen aus Eisen oder Stahl oder solchen, welche Eisen oder Stahl zumindest in der Oberfläche enthalten.

Rostschutzhüllen dieser Art wurden bereits nach früheren Vorschlägen durch Bildung einer Decke unlöslicher Phosphate an der Oberfläche des zu schützenden Gegeji-Standes erzeugt. In der Hauptsache wurden hierzu Eisen-, manchmal Manganphosphate verwendet.

Hierbei verfuhr man in der Weise, daß man beispielsweise Mangandioxyd am Gebrauchsort in konzentrierte Phosphorsäure eintrug, aufkochte und sodann den zu schützenden Gegenstand einsetzte. Das Mangandioxyd löst sich aber nicht in Phosphorsäure, vielmehr ist ein Reduktionsmittel erforderlich, welches das vMangandioxyd zu dem löslichen Manganoxyd reduziert. Infolgedessen wird der eingesetzte Eisengegenstand von der freien Phosphorsäure angegriffen und korrodiert unter Bildung von löslichen Eisenphosphaten, während der hierbei frei werdende Wasserstoff der Phosphorsäure das Mangandioxyd reduziert. Erst nachdem derart der Eisengegenstand angegriffen und dementsprechend in seinem Gewicht in unerwünschter Weise verringert wurde, entstehen lösliche Manganophosphate im Bade, die nunmehr auf dem Eisengegenstand als Rostschutzhülle in Form unlöslicher Manganophosphate abgelagert werden können. Untersucht man dann die so erhaltene Rost-Schutzhülle, so enthält sie höchstens etwa 20 0/0 unlöslicher Manganophosphate, im übrigen unlösliche Eisenphosphate.

Nach einem anderen Verfahren wird eine schwach saure Phosphorsäurelösung verwendet, so daß die erhaltenen primären Manganophosphate nur einen geringen Prozentsatz der schließlich entstandenen Rostschutzhülle ausmachen können.

Es hat sich nun gezeigt, daß eine besonders beständige und widerstandsfähige Rostschützhülle dann erhalten wird, wenn der Gehalt an unlöslichen Manganphosphaten in der Hülle mindestens die Hälfte des Gehalts der Hülle an unlöslichen Eisenphosphaten beträgt. Eine solche Hülle kann durch geeignete Bemessung des Verhältnisses der Phosphate im Rostschutzbad erfindungsgemäß erhalten werden. Insbesondere geschieht dies dadurch, daß man den Gehalt des Rostschutzbades an primären Manganphosphaten mindestens auf

den dritten Teil des Gehalts an primären Eisenphosphaten bemißt und freie Phosphorsäure im Gleichgewicht anwesend ist und ferner beim Abbrauch des . Bades darauf achtet, daß. seih. Gehalt an Manganphosphaten nicht unter das angegebene Mindestverhältnis zum Eisenphosphatgehalt des Bades absinkt. Man hat also durch Eintragen primärer Manganophosphate für eine entsprechende Regenerierung zu sorgen.

Untersuchungen haben gezeigt, daß in einer Rostschutzhülle, die durch ein primäre Manganophosphate enthaltendes Rostschutzbad erzeugt ist, ein erheblicher Prozentsatz von Mangan enthalten ist. Das Verhältnis von Phosphor zu Metall in der Hülle nähert sich dann demjenigen, das in tertiären, also vollkommen unlöslichen Phosphaten, besteht. Stehen im letzten Fall die Eisen- und Manganatome in: der Hülle beispielsweise im gegenseitigen Verhältnis von 2 : 1, dann ist das Verhältnis von Metall zu Phosphor dreimal größer als in dem Falle, in welchem die Hülle zur Hälfte aus sekundären und zur Hälfte aus tertiären Phosphaten besteht. Macht Mangan ungefähr die Hälfte des Metalls der Hülle aus, dann entspricht das Verhältnis von Metall zu Phosphor in der Hülle ungefähr demjenigen, welches bei einer Zusammensetzung der Rostschutzhülle zu ⁶/₇ aus tertiären und nur ^x/₇ aus sekundären Phosphaten besteht. In den sekundären Phosphaten stehen die Metall- zu den Phosphoratomen im Verhältnis von 1 : 1, während dieses Verhältnis bei tertiärem Phosphat 3 : 2 ausmacht. Ist nun Eisen und Mangan in der Rostschutzhülle im Verhältnis von 2 : 1 vorhanden, so hat die Analyse der Hülle gezeigt, daß das Atomverhältnis von Metall zu Phosphor 5 : 4 beträgt; ist aber Mangan und Eisen im Verhältnis von 1 : 1 in der Hülle vorhanden, dann beträgt das Atomverhältnis von Metall zu Phosphor 1,4 : 1.

Nun sind tertiäre Phosphate weit weniger löslich als sekundäre Phosphate. Da aber Rostschutzhüllen, in denen Manganphosphate in einem Mindestverhältnis zu Eisenphosphaten vorhanden sind, im wesentlichen die Beschaffenheit einer aus tertiären, also im höchsten Grade unlöslichen Phosphaten zusammengesetzten Hülle aufweisen, so ergibt sich hieraus, daß eine solche Rostschutzhülle größte Beständigkeit und Widerstandsfähigkeit aufweisen muß und einer solchen überlegen ist, die weniger Manganphosphate enthält und in der Hauptsache aus sekundären Phosphaten, insbesondere solchen Eisenphosphaten, besteht.

Obwohl die Erfinderin keine wissenschaftliche Erklärung über das Wesen, ihrer Erfindung abgeben kann, so zeigen alle Analysen und Untersuchungen übereinstimmend, daß offenbar der Gehalt der Rostschutzhülle an tertiären Phosphaten rascher anwächst, als dem erhöhten Zusatz von Mangan entspricht, und daß somit bei einem Gehalt unlöslicher Manganophosphate in der Hülle, der mindestens die Hälfte des Gehalts der letzteren an unlöslichen Eisenphosphaten beträgt, ein entscheidender Einfluß, auf die Güte der Rostschutzhülle ausgeübt 'wird, der durch weitere Erhöhung des Gehalts an Manganophosphaten noch weiter gesteigert werden kann.

Es hat sich weiter 'gezeigt, daß in einem Rostschutzbad, welches primäre Manganophosphate in geringerer Menge als primäre Ferrophosphate enthält, eine Art selektive Wirkung eintritt und dazu führt, daß in der am Gegenstand abgesetzten Rostschutzhülle So Mangan in größerem Verhältnis zu Eisen anwesend ist als im Rostschutzbad selbst. Wenn z. B. der Gehalt des Rostschutzbades an primären Manganophosphaten nur ¹J₃ desjenigen an primären Eisenphosphaten beträgt, so wird der Gehalt der Rostschutzhülle an unlöslichen Manganophosphaten ungefähr die Hälfte des Gehalts an unlöslichen Ferrophosphaten betragen. Wenn in einem anderen ■Falle im Rostschutzbad die primären Manganophosphate ungefähr die Hälfte des Gehalts an primären Ferrophosphaten ausmachen, dann werden in der erzeugten Rostschutzhülle unlösliche Mangano- und Ferrophosphate in ungefähr gleicher Menge fest- gestellt werden können.

Hieraus ergibt sich die Begründung der Erfindung, in der Rostschutzhülle selbst den Gehalt an unlöslichen Manganophosphaten mindestens mit der Hälfte des Gehalts an unlöslichen Eisenphosphaten zu bemessen und ferner Rostschutzbänder vorzusehen, in denen der Gehalt an primären Manganphosphaten mindestens den dritten Teil des Gehalts an primären Eisenphosphaten beträgt.

Die Erfindung kann beispielsweise folgendermaßen durchgeführt werden: Man löst primäres Manganoorthophosphat in Wasser, kocht die Lösung hierauf einige Zeit auf,., wodurch ein Teil des Phosphats als unlöslicher Schlamm niedergeschlagen und einige Säure frei wird. Werden beispielsweise 3,171 bis 31,71 kg primäre Manganoorthophosphatc in etwa 473 1 Wasser aufgelöst und aufgekocht, so erhält man eine zufriedenstellende Rostschutzlösung; am vorteilhaftesten hat sich ein Zusatz von 9,966 kg des primären Manganoorthophosphats erwiesen. Wird ein Eisengegenstand in dieses Bad eingesetzt, so tritt sofort die Bildung der Rostschutzhülle ein, ohne daß das Werkstück an Gewicht verliert, noch seine Form ändert.

Wird das Bad ununterbrochen erhebliche Zeit benutzt, so verarmt es an Mangan, während der Gehalt an Eisen zunimmt, anscheinend bis ein bestimmtes Verhältnis zu dem größten Säuregehalt erreicht ist.

Theoretisch würde daher am richtigsten das Bad dauernd durch Zusatz frischer primärer Manganophosphate regeneriert werden; praktisch werden jedoch die besten Κει ο sultate dann erzielt, wenn die Regenerierung erst nach Herausnahme der Eisengegenstände aus dem Bad erfolgt und es nach Eintragen •neuer Manganophosphate erwärmt wird.

Stets wird jedoch darauf zu achten sein, daß der Gehalt des Bades an primären Manganophosphaten mindestens den dritten Teil des Gehalts an primären Eisenphosphaten erreicht. Dementsprechend wird Art und Häufigkeit der Regenerierung des Bades auch von der Qualität der aufzubringenden Rostschutzhülle abhängen.

Für die beste Qualität soll das Bad möglichst dauernd auf dem einstellbaren höchsten Mangangehalt erhalten werden. Für praktisch ausreichende Schutzhüllen genügt es jedoch, einen geringeren Mangangehalt einzustellen und aufrechtzuerhalten, sofern er nur in den durch die Erfindung gegebenen Grenzen bleibt.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Verfahren zur Herstellung einer Eisen- und Manganphosphat enthaltenden Rostschutzhülle auf eisen- oder stahlhaltigen Gegenständen bzw. derartiger 3, Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Phosphate im Rost' schutzbad derart bemessen ist, daß der Gehalt an unlöslichen Manganophosphaten in der Hülle mindestens die, Hälfte des Gehalts der letzteren an unlöslichen Eisenphosphaten beträgt.
2. 2. Verfahren zum Bereiten oder Regenerieren eines Rostschutzbadcs, das zur Herstellung einer Rostschutzhülle gemäß -4 dem Verfahren nach Anspruch ι geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an primären Manganophosphaten im Rostschutzbad mindestens den dritten Teil des Gehalts des letzteren an primären S Eisenphosphaten beträgt und freie Phosphorsäure im Gleichgewicht anwesend ist und beim Abbrauch des Bades ein Absinken seines Gehalts an 'Manganophosphaten unter das angegebene Mindestver- S hältnis zum Eisenphosphatgehalt durch Eintragen von primären Manganophosphaten verhindert wird.