DE69606270T2 - Wässerige Lösung zur Kaltverfestigungsbehandlung von Stahlblechen - Google Patents

Wässerige Lösung zur Kaltverfestigungsbehandlung von Stahlblechen

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DE69606270T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft die nasse Kaltverfestigung von metallischen Stahlblechen.
  • Unter Kaltverfestigung eines Blechs ist die Bearbeitung eines Blechs, insbesondere um dieses flachzudrücken oder zu verformen, zu verstehen.
  • So wird am Ende des Walzverfahrens ein Stahlblech im allgemeinen einem Rekristallisationsglühen und sodann einer Kaltverfestigung unterzogen.
  • Die Kaltverfestigung soll in diesem Fall die mechanischen Eigenschaften und die Planheit des Blechs verbessern und seine Oberfläche mit einer vorbestimmten Rauheit versehen.
  • Diese Kaltverfestigung erfolgt im allgemeinen kontinuierlich durch Durchlauf und mässiges Zusammendrücken des Blechs zwischen zwei Walzen.
  • Der Schritt der Kaltverfestigung kann in feuchter Phase erfolgen, d. h. unter Besprengung mit einer Kaltverfestigungsbehandlungslösung.
  • Diese Kaltverfestigungsbehandlungslösung wird im allgemeinen auf beiden Seiten des Blechs im Bereich des Einklemmens des Blechs zwischen den beiden Zylindern zerstäubt.
  • Nach der nassen Kaltverfestigung wird das Blech im allgemeinen getrocknet, sodann eventuell eingeölt und im Falle eines Bandblechs aufgewickelt.
  • Da die Kaltverfestigungsbehandlungslösung, die im allgemeinen wässrig sind, das Blech korrodieren können, werden diesen Lösungen Korrosionsinhibitoren zugesetzt.
  • Diese Inhibitoren müssen wirksam gegen die Gefahren der Korrosion schützen, die vom Restsalzgehalt an der Blechoberfläche stammt.
  • Sie müssen auch während einer längeren Lagerung beispielsweise gegen Spuren von Wasser, die zwischen den Windungen eines aufgewickelten Blechbandes zurückbleiben können, wirksam bleiben.
  • Man sieht also, dass die Eigenschaften dieser Inhibitoren ganz besonders sein müssen.
  • Insbesondere müssen diese Inhibitoren derart beschaffen sein, dass sie auch der Korrosion durch die Luft, die sich von der Korrosion im eingetauchten Medium unterscheidet, und den hohen Kaltverfestigungsdruckwerten standhalten.
  • Die Patentanmeldung EP 0 556 087 A1 beschreibt allgemein eine wässrige Lösung, die ein wasserlösliches Salz einer Monocarboxylsäure, die eine ungerade Kohlenstoffzahl enthält, umfasst; diese Lösung ist insbesondere dazu bestimmt, die Korrosion im eingetauchten Medium zu verhindern, da dieses Dokument hauptsächlich ihre Verwendung in Kühlsystemen mit Wasserumwälzung, die Frostschutzmittel einsetzen (siehe beispielsweise Seite 2, Zeilen 52 bis 54), beschreibt, wo die Korrosion im eingetauchten Medium stattfindet.
  • Insbesondere unter Bezugnahme auf Seite 2, Zeilen 42 bis 45, ist die Monocarboxylsäure ganz allgemein die Heptansäure oder die Undekansäure.
  • Ganz allgemein enthält die Inhibitiorlösung unter Bezugnahme auf Seite 3, Zeilen 11 bis 14:
  • - 1 bis 10 Gew.-% einer Inhibitor-Zusammensetzung: Beispiel 1 nennt in diesem Zusammenhang 1,5% einer Zusammensetzung mit 250 g/Liter Natriumsalz, d. h. im Falle der Heptansäure (M = 152 g) 0,025 Mol/Liter insgesamt von diesem Salz.
  • - Ein Oxidationsmittel, vorzugsweise ein Perborat, jedoch kein Beispiel stellt diese Herstellungsart dar; sogar die Lösung des Beispiels 1 enthält kein Oxidationsmittel, da das Natriumtetraborat (Na&sub2;B&sub4;O&sub7;, 10 H&sub2;O), das sie enthält, nicht als Oxidationsmittel angesehen wird, im Gegensatz zu Natriumperborat (NaBO&sub3;).
  • Die bisher üblicherweise im Bereich der nassen Kaltverfestigung verwendeten Korrosionsinhibitoren sind auf Basis von Nitriten oder organischen Produkten, wie Aminboraten.
  • Aufgrund ihres Vorhandenseins in den Behandlungslösungen sind die Kaltverfestigungsabgänge besonders schwierig und teuer zu behandeln.
  • Was die Nitrite betrifft, so sind sie nicht aus den Abgängen durch herkömmliche Bearbeitungsmethoden zu beseitigen, wie jene, die verwendet werden, um Abgänge zu bearbeiten, die von Walzanlagen kommen, wobei es sich im allgemeinen um Ausflockungsbearbeitungen handelt.
  • Nun legen die Umweltnormen im Hinblick auf die Abgabestoffe Höchstwerte für die Nitritkonzentration fest, die nicht überschritten werden dürfen.
  • Die Einhaltung dieser Normen erfordert somit, entweder darauf zu verzichten, Lösungen auf Basis von Nitriten zu verwenden, oder ein besonders kostspieliges Bearbeitungsverfahren einzusetzen.
  • Für die organischen Produkte, insbesondere auf Basis von Aminboraten, ist die Wirksamkeit der herkömmlichen Verfahren zur Bearbeitung der Abgänge im allgemeinen nicht ausreichend, um den organischen Kohlenstoff zu beseitigen, der in den Abgängen über die zulässigen Höchstwerte hinaus enthalten ist.
  • Diese Inhibitoren können weitere Nachteile aufweisen: schlechte Gerüche, Gefahren für die Volksgesundheit (Dermatosen, Krebsgefahren).
  • Die. Erfindung stellt eine wässrige Lösung zur Kaltverfestigungsbehandlung für Stahlbleche zur Verfügung, die einen ausreichenden Schutz gegen Korrosion, einschliesslich der Korrosion durch die Luft, bietet, keine besondere Gefahr mit sich bringt und leicht und wirtschaftlich zu behandelnde Abgänge erzeugt.
  • Unter ausreichendem Schutz vor Korrosion wird ein zumindest gleichwertiger Schutz wie jener verstanden, der mit den herkömmlichen Lösungen des Standes der Technik erzielt wird, die für diese Anwendung üblicherweise verwendet werden.
  • Unter wirtschaftlich zu behandelnden Abgängen werden Abgänge verstanden, die auf herkömmliche Weise behandelt werden können, insbesondere mit einem herkömmlichen Verfahren zur Behandlung von Walzabgängen unter Einhaltung der geltenden zulässigen Schadstoffnormen.
  • Der Vorteil der Verwendung dieser Art von herkömmlichem Verfahren ist offensichtlich besonders interessant, wenn eine Bearbeitungsanlage für Walzabfälle an demselben Industriestandort vorhanden ist.
  • Es gibt noch weitere Bereiche, wo Lösungen zur Kaltverfestigungsbehandlung verwendet werden müssen, die Korrosionsinhibitoren enthalten, beispielsweise jener der Herstellung von verschweissten Rohren.
  • Für die Herstellung von verschweissten Stahlrohren wird von Stahlblechen ausgegangen, die auf einer Breite, die dem Durchmesser der herzustellenden Rohre entspricht, geschlitzt sind, sodann wird eine röhrenförmige zylindrische Hülle durch aufeinanderfolgende Fräse- und Formdurchgänge des Blechs zwischen Rollen gebildet, langs geschweisst, um die auf diese Weise gebildete Hülle zu schliessen, sodann wird nach einer eventuellen Kalibrierung und Endprofilgebung das Rohr abgelängt, und die abgelängten Rohre werden gebündelt.
  • Während dieser aufeinanderfolgenden Umformungen muss das Blech mit Hilfe eines Kaltverfestigungsfluids besprengt werden, das es insbesondere ermöglicht, das Blech oder Rohr abzukühlen (wie auch die Rollen der Anlage).
  • Die Kaltverfestigung des Blechs erfolgt somit auch im nassen Medium, und es stellen sich auch die Probleme der Korrosion durch die Luft, insbesondere während der Lagerung der Rohre (in Bündeln) und an den Berührungspunkten der Rohre miteinander in einem selben Bündel.
  • Wie vorher werden somit Kaltverfestigungslösungen verwendet, die einen Korrosionsschutz bieten, wie beispielsweise wässrige Öllösungen.
  • Ein Nachteil dieser Kaltverfestigungslösungen besteht darin, dass an der Oberfläche fette Rohre erhalten werden, die nun entfettet werden müssen, wenn sie beispielsweise gefärbt oder beschichtet werden sollen.
  • Das Entfetten dieser Rohre ist ein kostspieliges Verfahren, und die Entfettungsabfälle, die den Korrosionsinhibitor der Kaltverfestigungslösung enthalten, müssen ebenfalls behandelt werden.
  • Die Erfindung stellt somit eine wässrige Lösung zur nassen Kaltverfestigungsbehandlung für Stahlbleche zur Verfügung, die einen ausreichenden Schutz gegen Korrosion bietet, ohne ein fettes Aussehen zu vermitteln, und die es ermöglicht, das Entfettungsverfahren einzusparen, insbesondere im Falle einer Beschichtung oder Färbung.
  • Falls ein Entfetten dennoch erforderlich ist, ist ein Ziel der Erfindung, dass die Entfettungsabfälle leicht zu behandeln sind.
  • Die Erfindung hat eine wässrige Lösung zur nassen Kaltverfestigungsbehandlung von Stahlblechen zum Gegenstand, bestehend aus einem wasserlöslichen Salz der Heptansäure und einem Oxidationsmittel, sie ist dadurch gekennzeichnet, dass:
  • - sie auch ein Netzmittel enthält,
  • - die Molsalzkonzentration der Heptansäure kleiner oder gleich 2 10&supmin;² Mol/Liter ist,
  • - die Molkonzentration des Oxidationsmittels zwischen ungefähr 0,1 und ungefähr 1-mal die Molkonzentration des wasserlöslichen Salzes ist. Die löslichen Heptansäuresalze als Zusammensetzungen zur Verhinderung der metallischen Korrosion im eingetauchten Medium sind bereits bekannt, insbesondere in den Kühlkreisen, wie in der EP 0 556 087 A1 beschrieben.
  • Es ist festzustellen, dass erfindungsgemäss eine wässrige Lösung von Heptansäuresalzen auch als Kaltverfestigungslösung verwendet werden kann, da diese Salze hohen Kaltverfestigungsdruckwerten standhalten und auch eine Beständigkeit gegen die Korrosion durch die Luft mitbringen.
  • Ferner wird dank des Vorhandenseins eines Oxidationsmittels eine Lösung erhalten, die eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen die Korrosion, einschliesslich der Korrosion durch die Luft, auch bei geringen Konzentrationen des wasserlöslichen Heptansäuresalzes bietet.
  • Dank dieser geringen Inhibitorkonzentration (wasserlösliches Heptansäuresalz) weist das mit dieser Lösung behandelte Blech kein fettes Aussehen auf, und es ist oft nicht einmal erforderlich, es für weitere Verfahren, beispielsweise Beschichten oder Farbauftrag, zu entfetten.
  • Ebenfalls dank dieser geringen Inhibitorkonzentration in der Kaltverfestigungslösung sind die Abgänge aus dieser Lösung (oder die Entfettungsabgänge aufgrund dieses Inhibitors) leichter zu behandeln.
  • Die Behandlung der Abgänge wird ferner durch die biologische Abbaubarkeit der Heptansäuresalze erleichtert.
  • Auch bei Verwendung eines Oxidationsmittels wie die Nitrite wird dieses in der Lösung mit wesentlich geringeren Konzentrationen als in den Lösungen des Standes der Technik auf Basis von Nitriten verwendet, und die Nitritkonzentration in den Abgängen überschreitet nicht die zulässigen Abgabeobergrenzen.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass diese Lösungen keine Gefahr für die Volksgesundheit darstellen.
  • Die Erfindung kann auch ein oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
  • - der pH-Wert der Lösung liegt zwischen 8,5 und 9,5.
  • - Das Heptansäuresalz ist ein alkalisches oder erdalkalisches Metallsalz, vorzugsweise ein Natriumsalz.
  • - Das Oxidationsmittel wird unter den Nitriten und den Perboraten ausgewählt.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung, die als Beispiel dient, besser verständlich.
  • Das nachfolgende Beispiel betrifft die Kaltverfestigung von Blechen nach dem Walzen.
  • Die Vorrichtung zur Kaltverfestigung ist herkömmlichen Typs und umfasst zwei übereinanderliegende Kaltverfestigungswalzen, und die Vorschubbahn des kalt zu verfestigenden Blechbandes ist annähernd horizontal und verläuft zwischen den Walzen.
  • Im Bereich des Eingriffs Band-Walzen auf der Vorschubbahn umfasst die Vorrichtung Besprengungsdüsen, um die Unter- und Oberseite eines durchlaufenden Bandes gleichmässig zu besprengen.
  • Diese Besprengungsdüsen sind durch Pumpen mit einem Behälter mit wässriger Kaltverfestigungsbehandlungslösung verbunden.
  • Die Vorrichtung zur Kaltverfestigung umfasst auch Mittel zur Wiedergewinnung der Behandlungslösung, die unter der Vorschubbahn angeordnet und mit einer Anlage zur Aufbereitung und Reinigung der Abwässer verbunden sind.
  • In dem Behälter mit Behandlungslösung wird eine wässrige Lösung zubereitet, die erfindungsgemäss Natriumheptanoat als wasserlösliches Heptansäuresalz und Natriumperborat als Oxidationsmittel umfasst.
  • Vorzugsweise wird der pH-Wert der Lösung auf einen Wert nahe 9 beispielsweise durch Beigaben von Natriumkarbonat eingestellt.
  • Durch vorherige Labortests werden die Konzentrationen an Natriumheptanoat und -perborat bestimmt, die möglichst gering bleiben, aber es gleichzeitig ermöglichen, die erforderlichen Korrosionsschutzeigenschaften zu erreichen.
  • Diese vorherigen Tests sind hier nicht im Detail beschrieben, sondern können sich an den in den nachstehenden Beispielen beschriebenen Verfahren orientieren.
  • Die Molkonzentration an Natriumheptanoat ist kleiner oder gleich 5 10&supmin;² Mol pro Liter; in der Praxis ist diese Konzentration im allgemeinen grösser als 10&supmin;³ Mol/Liter.
  • Erfindungsgemäss ist die Molkonzentration an Natriumperborat ungefähr kleiner oder gleich der Molkonzentration an Natriumheptanoat; in der Praxis ist diese Konzentration im allgemeinen grösser oder gleich ungefähr einem Zehntel dieser Konzentration.
  • Mit Hilfe der Vorrichtung zur nassen Kaltverfestigung wird auf herkömmliche Weise die kontinuierliche Kaltverfestigung eines Stahlblechbandes vorgenommen, indem die Unter- und Oberseite des Bandes mit der erfindungsgemässen Behandlungslösung besprengt werden.
  • Dank des gleichzeitigen Vorhandenseins von Heptansäuresalz und Oxidationsmittel in der Dressierlösung wird ein ausreichender Schutz gegen die Korrosion auch mit geringen Konzentrationen an Heptansäuresalz und Oxidationsmittel erzielt, wodurch die Abgänge der Lösung einfach und wirtschaftlich bearbeitet werden können.
  • Für die Bearbeitung dieser Abgänge können insbesondere dieselben Bearbeitungsanlagen wie jene der Walzanlagen verwendet werden.
  • Es können andere Heptansäuresalze und andere Oxidationsmittel verwendet werden, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • So sind bei Verwendung der Nitrite als Oxidationsmittel die Abgänge der erfindungsgemässen Lösung ebenfalls leichter zu behandeln als die Lösungen des Standes der Technik auf Basis von Nitriten.
  • Ohne die Nitrite aus den Abgängen zu entfernen, kann nämlich dank der Erfindung ihre Konzentration ohne besondere Behandlung über der zulässigen Grenze bleiben.
  • Diese Nitritkonzentration bleibt viel geringer in den erfindungsgemässen Lösungen als in den Lösungen des Standes der Technik auf Basis von Nitriten, wobei das Oxidationsmittel "Nitrit" in der Erfindung nur in Zusammenwirkung mit dem Heptansäuresalz eingreift, um die für die geringe Konzentration erforderlichen korrosionshemmenden Eigenschaften zu erzielen.
  • Es ist somit viel einfacher, bei erfindungsgemässen Lösungen die Umweltnormen für die Nitritabgänge ohne besondere zusätzliche Behandlung einzuhalten.
  • Erfindungsgemäss wird der Kaltverfestigungslösung ein Netzmittel beigesetzt.
  • Vorzugsweise ist das Netzmittel nicht ionischen Typs; seine Konzentration beträgt ungefähr 0,1%.
  • Als Netzmittel kann insbesondere ein von der Firma WITCO unter der Handelsbezeichnung PA 9017 oder ein von der Firma HENKEL unter der Handelsbezeichnung MAGNUSPRAY (Benetzungsmittel aus der Familie der Polyäthoxylalkohole) vertriebenes Produkt verwendet werden.
  • Die Funktion des Netzmittels besteht darin, die Bearbeitungslösung gleichmässig auf der Blechfläche zu verteilen, um eine Schutz- und Passivierungsschicht konstanter Dicke zu erhalten.
  • Überraschenderweise ermöglicht es das Vorhandensein eines Netzmittels in der erfindungsgemässen Kaltverfestigungslösung, die Konzentrationen an Heptansäuresalz und an Oxidationsmittel noch weiter zu verringern, welche ausreichen, um einen zufriedenstellenden Korrosionsschutz zu erhalten, wodurch es möglich ist, die Abgänge noch leichter und wirtschaftlicher zu bearbeiten.
  • Die Molkonzentration an Natriumheptanoat ist nun kleiner oder gleich 2 10&supmin;² Mol pro Liter.
  • Diese Netzmittel sind besonders vorteilhaft, wenn das Blech eingeölt werden soll, um es längerfristig vor Korrosion zu schützen: diese Art Netzmittel stört nämlich nicht die mögliche spätere Aufbringung einer Ölschicht.
  • Schliesslich können, falls erforderlich, der Behandlungslösung Entschäumungsprodukte beigesetzt werden, um die Schaumbildung während der Kaltverfestigung zu begrenzen.
  • Die erfindungsgemässe Kaltverfestigungslösung kann bei anderen Verfahren zur Kaltverfestigung von Blechen, insbesondere für die Herstellung von verschweissten Rohren, verwendet werden.
  • Die erfindungsgemässe Lösung wurde mit Erfolg für die Herstellung von Rohren aus Stahlblech, insbesondere aus "schwarzem" Stahl, aus Rohbeizstahl oder Kaltwalzstahl oder alitiertem Stahl verwendet.
  • Der pH-Wert der Kaltverfestigungslösung kann in Abhängigkeit von der Art der Beschichtung des Stahls eingestellt werden.
  • Nach der Herstellung weisen die erhaltenen Rohre kein fettes Aussehen auf und können ohne vorherige Entfettung gestrichen werden.
  • Die in Bündeln gelagerten Rohre sind sehr korrosionsbeständig (auch auf der Berührungsfläche zwischen den Rohren eines selben Bündels).
  • Die nachfolgenden Beispiele stellen die Erfindung und die vorherigen Labortests dar, die es ermöglichen, die optimalen Konzentrationen an Heptansäuresalz und an Oxidationsmittel in einer erfindungsgemässen wässrigen Kaltverfestigungsbehandlungslösung zu bestimmen.
    • BEISPIEL 1:
  • Dieses Beispiel soll darstellen, wie einfach es im Vergleich zu den Abgängen der Kaltverformungslösungen des Standes der Technik ist, die Abgänge der erfindungsgemässen Kaltverfestigungsbehandlungslösung zu arbeiten.
  • Um die Wirksamkeit eines Verfahrens zur Bearbeitung von Abgängen zu bewerten, wird die Differenz an "totalem organischem Kohlenstoff" (nachstehend mit COT bezeichnet), der in den vorlaufseitigen und nachlaufseitigen Abgängen einer herkömmlichen Abgängebearbeitung enthalten ist, gemessen.
  • Für die Tests der Wirksamkeit der Abgängebearbeitung wird ein Aluminiumsalz mit der Bezeichnung WAC der Firma ATOCHEM verwendet.
  • Dieses Produkt führt im allgemeinen dazu, dass sehr verdünnte Verbindungen, die in den Abgängen vorhanden sind, niedergeschlagen werden, indem ein Teil des in einer Festphase enthaltenen Kohlenstoffs mitgenommen wird, der leicht zu trennen ist.
  • Dieses Produkt wird herkömmlicherweise verwendet, um die Abgänge von Walzanlagen zu behandeln, Anlagen, die häufig im Vorlaufbereich der Vorrichtungen zur Kaltverfestigung anzutreffen sind.
  • Nun wird die Einfachheit der Behandlung der Abgänge, die "Behandelbarkeit", auf folgende Weise bewertet:
  • - Zubereitung einer Lösung, deren Zusammensetzung einem Kaltverfestigungsabgang entspricht;
  • - Messen des "totalen organischen Kohlenstoffs" in dieser Lösung: das Ergebnis stellt den "COT" vor der Behandlung dar;
  • - Einführen des Produktes WAC in die Lösung und Schütteln 10 Sekunden lang; es tritt ein Niederschlag auf, dessen Klärung abgewartet wird;
  • - sodann Messung des "totalen organischen Kohlenstoffs" der aufschwimmenden Lösung: das Ergebnis stellt den "COT" nach der Behandlung dar;
  • - Berechnung der Wirksamkeit der Behandlung nach der Formel:
  • 1 - (COTnach Behandlung/COTvor Behandlung), ausgedrückt in %.
  • Die nachstehende Tabelle zeigt die Behandelbarkeit der beiden Typen von Abgängen:
  • 1/ Abgang aus einer Kaltverfestigungslösung des Standes der Technik (Lös./Stand der Technik) auf Basis von organischen Stoffen: Lösung mit 1% des Produktes Biocool RC324/A der Firma CRODA.
  • 2/ Abgang aus einer erfindungsgemässen Lösung (Lös./erfind.)
  • "Behandelbarkeit" der Abgänge
    • Testlösung Wirksamkeit
  • Lös./Stand der 52%
    • Technik
  • Lös./erfind. 74%
  • Dank der Erfindung wird die Behandelbarkeit der Abgänge also wesentlich verbessert (hier um mehr als 40%).
  • Ferner sind ganz allgemein durch Optimierung der Konzentrationen an Heptansäuresalz und an Oxidationsmittel in den erfindungsgemässen Lösungen im allgemeinen Kaltverformungsabgänge zu erzielen, die viel weniger organischen Kohlenstoff (ungefähr 45% weniger) als die Abgänge der Lösungen des Standes der Technik enthalten.
  • Diese Kaltverfestigungsabgänge können nun im allgemeinen in denselben Anlagen wie die Wälzabgänge bearbeitet werden.
    • BEISPIEL 2:
  • Dieses Beispiel soll die Korrosionsschutzeigenschaften von erfindungsgemässen Behandlungslösungen darstellen, welche Natriumheptanoat (mit NaC7 bezeichnet) und ein Oxidationsmittel (Natriumperborat - NaBO2, H&sub2;O&sub2;, 3H&sub2;O, bezeichnet mit "Ox1") enthalten.
  • Es werden Lösungen mit verschiedenen Konzentrationen zubereitet, und ihr pH-Wert wird auf ungefähr 9 eingestellt.
  • Die nachfolgende Tabelle (Reihe Nr. 1) zeigt das Korrosionsfestigkeitsniveau an, das mit diesen Lösungen in Abhängigkeit von der Molkonzentration an NaC7 (Zeile) und an Ox1 (Spalte), ausgedrückt in Mol/Liter, erzielt wird.
  • Die in dieser Tabelle angeführten Ergebnisse werden wie nachstehend erklärt erzielt. Reihe Nr. 1: Natriumheptanoat + Oxidationsmittel nach der Erfindung
  • Um das Korrosionsfestigkeitsniveau zu bewerten, wird folgendermassen vorgegangen:
  • - Härten der Stahlmuster in diesen Lösungen und Heranziehen dieser Muster als Elektroden, Messen des Passivierungsfestigkeit, die mit Rp bezeichnet wird (siehe bezifferte Ergebnisse, die in Ohm in der Tabelle angegeben sind: Reihe Nr. 1);
  • - Sodann wird nach einem zwei Stunden langen Eintauchen visuell das Oberflächenaussehen des Musters bewertet: B bedeutet, dass die Elektrode nach 2 Stunden intakt ist, P bedeutet, dass die Elektrode in der Tabelle - Reihe Nr. 1 - eine Narbe aufweist.
  • Erfindungsgemäss werden in den beiden folgenden Fällen vergleichbare Korrosionsfestigkeiten erzielt:
  • - Lösung, die mindestens 10&supmin;² Mol/Liter Natriumheptanoat ohne anderen Zusatzstoff enthält.
  • - Erfindungsgemässe Lösung, die mindestens 10&supmin;² Mol/Liter, insbesondere 10&supmin;³ Mol/Liter Natriumheptanoat enthält, jedoch im Beisein eines Oxidationsmittels mit einer Konzentration zwischen 10&supmin;&sup4; Mol/Liter und der Molkonzentration an Natriumheptanoat.
  • Das Vorhandensein eines Oxidationsmittels in der erfindungsgemässen Lösung ermöglicht es, die erforderliche Konzentration eines Korrosionsinhibitors, hier des Natriumheptanoats, deutlich zu verringern.
  • Überdies ist zu bemerken, dass für den Erhalt eines zufriedenstellenden Korrosionsschutzes die Molkonzentration an Oxidationsmittel kleiner oder gleich der Molkonzentration an Korrosionsinhibitor, hier Natriumheptanoat, bleiben muss.
  • In der Praxis kann eine Molkonzentration an Oxidationsmittel von nur ungefähr einem Zehntel von jener des Korrosionsinhibitors ausreichen.
  • Nach diesem Korrosionstest, der nicht speziell für diese Anwendung vorgesehen ist, ist der Korrosionsschutz ausreichend, wenn die Molkonzentration an Heptanoat 10&supmin;³ Mol und jene des Perborats 10&supmin;&sup4; Mol überschreitet.
  • Da dank des Vorhandenseins eines Oxidationsmittels Kaltverformungslösungen verwendet werden können, die eine geringere Konzentration an organischem Inhibitor, wie Natriumheptanoat, aufweisen, wird der "totale organische Kohlenstoff" ebenso in den Abgängen verringert, was die Behandlung erleichtert.
    • BEISPIEL 3:
  • Dieses Beispiel soll die Korrosionsschutzeigenschaften der erfindungsgemässen Kaltverfestigungsbehandlungslösungen im Vergleich mit jenen von Lösungen des Standes der Technik, die insbesondere auf Nitriten oder organischen Produkten, wie Aminboraten, basieren, unter Bedingungen darstellen, die ähnlich jenen der vorgesehenen Anwendung sind.
  • Alle erfindungsgemässen Lösungen weisen einen pH-Wert von ungefähr 9 auf, der bei Bedarf durch Beigabe von Natriumkarbonat erzielt wird.
  • Mit NaC7 wird das Natriumheptanoat bezeichnet.
  • Es werden Stahlblechmuster von 100 mm · 100 mm, eine Reihe von zu testenden Kaltverfestigungsbehandlungslösungen und eine Reihe von korrosiven Natriumsulfatlösungen mit verschiedenen Konzentrationen zubereitet.
  • Das Testverfahren für die Korrosionsbeständigkeit ist folgendes:
  • - die Seite eines Blechmusters wird mit einem Tropfen der zu testenden Behandlungslösung und mit einem Tropfen der korrosiven Lösung befeuchtet;
  • - sodann wird auf dieselbe Seite ein weiteres Blechmuster gelegt, das an das vorhergehende mit einer vorbestimmten konstanten Kraft angelegt wird;
  • - die übereinandergelegten Muster werden drei Tage lang an der Luft belassen;
  • - nach dem Abbau der übereinandergelegten Muster werden die Blechmuster getrocknet und visuell eventuelle Korrosionsspuren auf den Teilen der Seiten, die befeuchtet wurden, festgestellt; die festgestellten Spuren werden in 3 Kategorien eingeteilt: R: allgemeiner Rost - P: Rostnarben - B: gut geschützte Oberfläche, die weder Narben noch Rost aufweist.
  • Untenstehend sind die Ergebnisse der Korrosionsfestigkeit verschiedener Typen von Kaltverfestigungsbehandlungslösungen gemäss der Erfindung oder nicht angeführt, die sich hauptsächlich durch die Art des verwendeten Korrosionsinhibitors unterscheiden. Vergleichsreihe Nr. 1: Natriumnitrit
    • Vergleichsreihe Nr. 2: organische Flüssigkeit nach dem Stand der Technik
  • Die verwendete Flüssigkeit wird unter der Referenz N272 von der Firma QUAKER vertrieben; sie enthält insbesondere Aminborat
    • Vergleichsreihe Nr. 3: Flüssigkeit, die Nitrite nach dem Stand der Technik enthält
  • Die verwendete Flüssigkeit wird unter der Referenz 508T von der Firma QUAKER vertrieben; sie enthält insbesondere Nitrite
    • Reihe Nr. 2: Natriumheptanoat + nach der Erfindung Oxidationsmittel
  • Das verwendete Oxidationsmittel ist Natriumperborat, das unten mit "Ox1" bezeichnet wird.
  • Alle Konzentrationen werden in g/l ausgedrückt.
  • Es wird daraus abgeleitet, dass eine Konzentration von ungefähr 0,05 Mol/Liter Natriumheptanoat ausreicht, um nach dem Test des Beispiels 3 einen zufriedenstellenden Korrosionsschutz zu erhalten, wenn die Konzentration an Oxidationsmittel (Ox1) ungefähr 1/10 von derjenigen des Natriumheptanoats beträgt (die Molmassen des Natriumheptanoats und des Natriumperborats betragen 152 g bzw. 154 g).
    • BEISPIEL 4:
  • Dieses Beispiel soll den Einsatz der Erfindung darstellen, insbesondere wenn ein Netzmittel den vorher beschriebenen Lösungen von Natriumheptanoat und Oxidationsmittel zugesetzt wird.
  • Das hier für den Test verwendete Oxidationsmittel ist ein Natriumnitrit, das nachstehend mit "Ox2" bezeichnet wird.
  • Die Korrosionstests werden wie in Beispiel 3 durchgeführt und dargestellt. Reihe Nr. 3: Natriumheptanoat + Oxidationsmittel nach der Erfindung
    • Reihe Nr. 4: Natriumheptanoat + Oxidationsmittel + Netzmittel nach der Erfindung
  • Es werden den zu testenden Lösungen 0,1 Gew.-% eines nicht ionischen Netzmittels zugesetzt, das die Handelsbezeichnung PA 9017 der Firma WITCO trägt.
  • Bei Vergleich der Ergebnisse der Reihen Nr. 3 und Nr. 4 ist eine deutliche Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit bei stark korrosiven Lösungen festzustellen (Zeilen 3 g/l und 5 g/l an Na&sub2;SO&sub4;), wobei diese Verbesserung durch das Netzmittel bewirkt wird.
  • Umgekehrt ermöglicht es das Vorhandensein eines Netzmittels, die Konzentrationen an Heptansäuresalz und Oxidationsmittel, die für einen zufriedenstellenden Korrosionsschutz und leicht und wirtschaftlich zu bearbeitende Abgänge erforderlich sind, weiter zu verringern.
  • Nach diesen Ergebnissen könnten die erforderlichen Konzentrationen im Vergleich zu jenen der Lösungen ohne Netzmittel ungefähr durch drei geteilt werden.
  • So könnte bei Annahme der Schlussfolgerung des Beispiels 3, die eine ausreichende Konzentration von ungefähr 0,05 Mol/Liter an Heptansäuresalz in einer Lösung ohne Netzmittel (jedoch mit Oxidationsmittel) feststellte, sogar eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit mit einer Konzentration von nur 0,02 Mol/Liter an Heptansäuresalz in einer Lösung mit Netzmittel (und ebenfalls mit Oxidationsmittel) erzielt werden.

Claims (5)

1. Wässrige Lösung zur nassen Kaltverfestigungsbehandlung von Stahlblechen, von dem Typ, welcher wasserlösliche Heptansäuresalze und ein Oxidationsmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem ein Netzmittel enthält, die molare Konzentration des Salzes der Heptansäure in der Lösung kleiner oder gleich 2 · 10&supmin;² Mol/Liter ist, und die molare Konzentration des Oxidationsmittels in der Lösung zwischen etwa dem 0,1- und etwa dem 1-fachen der molaren Konzentration des besagten wasserlöslichen Salzes beträgt.
2. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzmittel vom nichtionischen Typ ist.
3. Lösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der pH der besagten Lösung auf einen Wert nahe 9 eingestellt wird.
4. Lösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Salz der Heptansäure ein Alkali- oder Erdalkalimetallsalz, vorzugsweise ein Natriumsalz ist.
5. Lösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Oxidationsmittel aus Nitriten und Perboraten ausgewählt ist.
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