DE618614C

DE618614C - Verfahren zum Blankbeizen von Metallen

Info

Publication number: DE618614C
Application number: DEH141603D
Authority: DE
Original assignee: WALTER HEIMBERGER DR ING
Current assignee: WALTER HEIMBERGER DR ING
Priority date: 1934-10-23
Filing date: 1934-10-24
Publication date: 1935-09-12
Also published as: BE408376A; FR786191A; US2171981A; ES137426A1; GB453704A

Description

Verfahren zum Blankbeizen von Metallen Zur Vorbereitung von Metalloberflächen für das Emaillieren, Metallisieren usw. werden im allgemeinen Säurebeizen verwendet, die in der Hauptsache aus Schwefelsäure oder Salzsäure bestehen mit Säurekonzentrationen von mehr als i o 0 o .
Es ist bekannt, daß den Beinsäuren auch Salze zugesetzt werden. die den Zweck haben, die Beinwirkung zu erhöhen. Es ist auch ein Verfahren bekanntgeworden, bei welchem zu stark verdünnter Schwefelsäure oder Salzsäure ein Zusatz von Kupfersulfat gegeben wird. Dadurch wird erreicht, daß das Kupfer des beigegebenen Salzes sich am Eisen des Beingutes niederschlägt, während gleichzeitig sich die abgespaltenen SO-Ionen beim Auflösen oder Lockern der Eisenoxvde beteiligen.
Die bekannten Beinverfahren weisen eine Reihe nachteiliger Wirkgen auf. Als solche seien beispielsweise genannt: Hohe Säurekonzentration, die das Arbeiten mit der Beize gefährlich machen. Anreicherung der Beinflüssigkeit mit Metallsalzen, mangelhafte Reinigung der Metalloberflächen.
Es sind Verfahren bekanntgeworden, die den Zweck haben, die \ otwendigkeit des umständlichen-Wegschaffens der Restbeize zu vermeiden. So wird beispielsweise einer Salzsäurebeize noch Schwefelsäure zugesetzt, wodurch das verhältnismäßig leicht lösliche l?isenchloizd in schwerer lösliches Eisensulfat urgewandelt wird, das bei genügend großer Anreicherung sich als kristallisierter Bodensatz ausscheidet und aus der Beize entfernt werden kann, so daß ein Ablassen der Beiztiüssigkeit nicht erforderlich werden soll. Die vorliegende Erfindung beseitigt die bekannten Nachteile, ohne das Beizen selbst umständlicher zu machen oder zu verteuern. Besonderer Wert wird bei dem Verfahren gemäß Erfindung darauf gelegt. daß die Anreicherung des Beinbades mit gelösten Metallsalzen in zulässigen Grenzen bleibt.
Mit stark verdünnten Säuren, beispielsweise mit i o;oiger Salzsäure, wird eine lebhafte Beinwirkung erzielt, sobald das Beinbad erwärmt wird. Werden noch -eringe -Mengen in der Beize löslicher Salze, beispielsweise der Salz-, Schwefel-, Phosphor-. Salpeter- oder der Persäuren, zugegeben. so wird die Beizw-irkung weiterhin verstärkt. Auch Salze der weniger gebräuchlichen Säuren. wie beispielsweise Chromsäure, können mit Erfolg verwendet werden.
Werden nun die zugesetzten Salze jeweils so gewählt, daß ihr Anion anders ist als das der Säure und das Kation unedler ist im Sinne der elektrischen Spannungsreihe als das Beingut, so wird dadurch erreicht. daß die in der Lösung unter der Einwirkung der Beizsäure auf das Beingut sich bildenden löslichen 1lletallsalze im Entstehungszustand durch die Hydrolysew-irkunb des -@-assers in unlösliche Verbindungen umgewandelt werden und aus der Lösung ausfallen.
Es wurde auch beobachtet. daß eine besonders reine und dabei korrosionsfeste oder passivierte Metalloberfläche in ganz kurzer Zeit erzielt wird, wein für die Zusammensetzung der Beize oxydierend wirkvnde Verbindungen, sei es die Beinsäure selbst oder die zugesetzten Salze, verwendet werden. Zum Beizen von beispielsweise Eisen werden mit Vorteil Salze der -Iagziesiulii-, Erdalkali- und Alkaligruppe, einschließlich des Ainnroniums verwendet in Verbindung mit Mineralsäuren.
-Mit folgenden Zusammensetzungen werden z. B. beim Beizen von Eisen gute Ergebnisse erzielt.

Salpetersäure I o;o ,`- Magnesiumsulfat 2 0'0,

Salis itlre I 0,0 - -Natriumnltrat 2 0,,0 ,

Schwefelsäure I 0 0 Kaliumnitrat 20.o,

IZaliumpersulfat .l 0`o Natriumnitrat 2%.

Je nach dein Zweck, der mit dem Beizen erzielt «-erden soll, können die Mischungen auch andere Zusammensetzungen aufweisen. Es können z. B. auch mehrere Säuren in Mischung oder mehrere Salze verwendet werden. Als günstige Beintemperatur wurde So' C ermittelt. Wird das Beizen mit zu hoher Säurekonzentration begonnen, so tritt Hydrolyse erst ein, wenn die Säure zum Teil verbraucht ist.
Die hydrolytische Abspaltung der -Metallsalze regelt die Konzentration der löslichen Metallsalze in der Beiztlüssigkeit so, daß eiste nachteilige Beeinflussung des Beizens nicht stattfinden kann. Die Beinflüssigkeit kann also ohne Gefahr für das Beingut durch Zugabe von 'Mischungsbestandteilen nachgeschärft werden, so daß es nicht mehr erforderlich ist, Restbeize in den Abwasserkanal fließen zu lassen.
Es bat sich beim Arbeiten mit dem Verfahren gemäß Erfindung überraschenderweise eben '. daß durch die Hydrolyse des in der Beize entstehenden Metallsalzes die wirksamen Bestandteile der Beize sich selbst regelierieren. So lösen z. B. roo ccm einer 15Obigen Salzsäure theoretisch 7,65 g Eisen, bezogen auf Eisenchlorid, während die gleiche Säuremenge auf i 5oo ccm verdünnt und erwärmt unter Gegenwart von beispielsweise 4.2 g haliumnitrat über die theoretische --Menge hinaus noch mehr als das Doppelte dieser Menge an Eisen löst, das durch Hydrolyse in eile in der Beinflüssigkeit nicht lösliche @-erbüidung umgewandelt wird und aus der Lösung ausfällt.
Soll durch das Beizen eine besonders reine Oberfläche erzielt werden, so ist es vorteilhaft, die Säurekonzentration unter i 0lo zu wählen. Bei stark verrostetem oder verzunclertem Beingut wird aber eine Abkürzung der Beindauer bei Verwendung einer solchen l-ösung nicht immer erreicht im Vergleich zu der Beindauer bei den bisher üblichen Verfahren. Es ist deshalb zu empfehlen, das Beingut erst in einem Beinbad vorzubeizen, das beispielsweise folgende Zusammensetzung hat Schwefcls-.i.tire 2 % + Kaliumnitrat 2 %.
In diesem Beinbad ist auch eine .starke Zunderschicht in wenigen llinttten abgelöst, wenn das Bad auf etwa 70° C erwärmt wird.
INTach dem Vorbeizen wird in einem auf etwa So' C erwärmten Beinbad, beispielsweise folgender Zusammensetzung, nachgebeizt: Schwefelsäure 1/. j0°o Kaliumnitrat 20'o.
Nach einer Beizdater im zweiten Bad von knapp I -Minute wird das Beingut mit Wasser abgerieben und zeigt nun eine metallisch reine Oberfläche. Das sonst notwendige Neutralisieren des Beingutes erübrigt sich beim Beizen gemäß Erfindung, da zum Entfernen der äußerst geringen Säurespuren ein Abspülen in Wasser vollkommen ausreicht.
Das beschricb.ene Verfahren kann mit Vorteil überall verwendet werden, wo es darauf ankommt, blanke -Metalloberflächen zu erhalten. Es eignet sich zum Vorbereiten der lIetalloberflächen für Anstriche, -Ietallisierungen, Galvanisierungen, Emaillierulig-en usw. und ist nicht beschränkt auf das Beizen von Eisen und dessen Legierungen. Es kann auch mit Vorteil zum Beizen der Nichte.iseinnetalle und deren Legierungen, z. B. Kupfer und Messing, verwendet werden.

Claims

PATRNTANSPRÜCfIE: I. Verfahren zum Blankbeizen von Metallen, dadurch gekesinzeichnet, daß als Beinsäure eine auf mehr als 5o° C erwärmte Mineralsäure üi einer Konzentration von weniger als 5 0'o Verwendung findet, in der bis etwa 5 o;o eines Salzes gelöst werden. dessen Anion von dem der Beinsäure verschieden ist und dessen Kation unedler ist als das '-Metall des Beingutes.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch ,gekennzeichnet, daß mehrere xlineralsäuren in --Iischung iii einer Gesamtkonzentration unter 5 0'o verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch s oder 2, gelzenlineiclniet durch die Verwendung von mehr als ciliein Salz.
4.. Verfahren nach Anspruch I, gekennzeichnet durch die Verwendung von oxydierend wirkenden Verbindungen im Beinbad.
5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Beinvorgang in zwei Bädern durchgeführt wird, wobei die Säurekonzenthztion ini ersten Beinbad höher gewählt wird als im zhseiten.