DE741442C

DE741442C - Process for phosphating zinc alloys containing aluminum

Info

Publication number: DE741442C
Application number: DEM148572D
Authority: DE
Inventors: Graf Hans Dietrich Von Schw Dr
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1940-09-04
Filing date: 1940-09-04
Publication date: 1943-11-11

Description

Verfahren zur Phosphatierung von aluminiumhaltigen Zinklegierungen Bei Phosphatverfahrenist es wünschenswert, Lein langes, störungsfreies Arbeiten der Bäder sicherzustellen. Hierzu sind verschiedene Verfahren. angegebien worden, die die Ausgangszusammensetzung und die Ergänzungslösungen so wählen, da.ß unternormalem Betrieb. eine lange Lebensdauer der Bäder gesichert ist.Process for phosphating zinc alloys containing aluminum In the case of phosphate processes, it is desirable to have long, trouble-free work of the bathrooms. There are various methods for doing this. has been indicated who choose the initial composition and the supplementary solutions so that sub-normal Operation. a long service life of the baths is ensured.

Solche Maßnahmen. werden jedoch :dann vevetelt, wenn Badgifte in die Bäder eingeschleppt werden. Hierzu gehört, wie neuere Untersuchungen gezeigt ,haben, auch Aluminium. Während man früher sogar Alumniumphosphat mit verwendet hat bei dem Aufbau von' -Phasphatierungsbädern, isst erkannt worden; daß Aluminium bereits in Mengen von o,25 bis 0,3 g/1 das Arbeiten eines Bades erhehlich stört und idaß sich in mit Aluminium vergifteten Bädern. keine Schichten von brauchbarem Schutz mehr erhalten lassen. Es ist bereits ein. Verfahren bekannt, solches eingeschlepptes Aluminium aus Ph:osphatbädern auszufällen, und zwar mit Eisaxt. (Patentschrift 6i6 g82). Bei diesem Verfahren setzt die Abhilfe gegen das Badgift erst ein, wenn es bereits im Bad neingeschleppt ist.Such measures. However, they are vandalized when bath poisons are brought into the baths. As recent studies have shown, this also includes aluminum. While in the past even aluminum phosphate was used in the construction of '-phasphating baths, food has been recognized; that aluminum already in amounts of 0.25 to 0.3 g / l interferes with the functioning of a bath considerably and that it is found in baths poisoned with aluminum. leave no more layers of usable protection. It's already a. Process known for precipitating such introduced aluminum from ph: osphat baths, namely with an ice ax. (Patent 6i6 g82). With this procedure, the remedy against the bathroom toxin only begins when it has already been dragged into the bathroom.

Neuere Untersuchungen haben nun gezeigt, daß es möglich ist, die Einschleppung von Aluminium bei der Phosphatierung von- aluminiumhaltigen Zmldegierungen überhaupt zu verhindern, was erfindungsgemäß dadurch geschieht, daß man die Zinklegierung mit einer Lösung vorbehandelt, die Aluminium stärker als Zink angreift und daher Aluminium selektiv aus der Oberfläche herauslöst. Hierzu eignen sich alkalische Lösungen, vorzugsweise die bekannten alkalischen Beizen. Die so, an Aluminium verarmte Oberfläche kann das Phosphatbad nicht oder nur in weit geringerem Maße, d. h. erst nacherheblich länge- Per Arbeitszeit bzw. erheblich größerem Durchsatz, vergiften.Recent studies have now shown that it is possible to carry out the introduction of aluminum in the phosphating of aluminum-containing alloys in general to prevent what happens according to the invention by the fact that the zinc alloy pretreated with a solution that attacks aluminum more strongly than zinc and therefore Selectively removes aluminum from the surface. Alkaline ones are suitable for this Solutions, preferably the well-known alkaline stains. Which so, depleted in aluminum The phosphate bath cannot cover the surface or only to a much lesser extent, i. H. first considerably longer Per working time or significantly higher throughput, poison.

Die vorteilhafte Wirkung zeigt sich insbesondere bei hochalumniumhultigen Zinklegierungen, wie sie als Austauschwerkstoff viel verwendet sind, und sei an Hand der folgenden Beispiele näher bieschriehen: Behandelt wurde eine Feinzinklegierung mit i o % Al, c>,3(),10 Cu, Rest Feinzink -von 9999% in Form von Blechen. Als Phosphatierungsbad diente Beine Lösung mit 19,59 Zink je Liter, 24- P205 je Liter und 26,59 NO3 je Liter. Um an durchzusetzendem Material zu sparen, wurde von vornherein o, i g Aluminium je Liter in Form von Aluminiumphosphat zugesetzt. Die Badgröße betrug 11. P'hosphatierungszeit war 5 Minuten. Prz) Einsatz wurden 4oo cm2 Blechoberfläche durchgesetzt. Es wurden drei Versuchsreihen durchgeführt.The advantageous effect is particularly evident in the case of zinc alloys with a high aluminum content, as they are widely used as a replacement material, and can be described in more detail using the following examples: A fine zinc alloy with 10% Al, c>, 3 (), 10 Cu, remainder fine zinc - was treated. of 9999% in the form of sheet metal. Bein's solution with 19.59 zinc per liter, 24-P205 per liter and 26.59 NO3 per liter served as the phosphating bath. In order to save on the material to be enforced, 100% aluminum per liter was added in the form of aluminum phosphate from the start. The bath size was 11. The phosphating time was 5 minutes. Prz) use, 400 cm2 sheet surface were enforced. Three series of tests were carried out.

In der Reihe i wurde das in TrIchloräthylenda.mpf entfettete Blechmaterial ohne jede Vorbeize phosphatiert. Es zeigte sich, daß nach einem Durchsatz von 2o dm2 Blechoberfläche (fünf Einsätze) eine gute Schichtausbildung nicht mehr möglich war. Die Phosphatüberzüge ließen sich abwischen. Der Aluminiumgehalt war auf 0,279/1 gestiegen.In row i, the sheet metal material degreased in TrIchloräthylenda.mpf was used Phosphated without any pre-pickling. It was found that after a throughput of 2o dm2 sheet surface (five inserts) a good layer formation is no longer possible was. The phosphate coatings could be wiped off. The aluminum content was 0.279 / 1 gone up.

In der Reihe 2 wurde das entfettete Blechmaterial in i o %ig er Natronlauge bei Zimmertemperatur 15 Minuten gebeizt, hierauf gründlich in fließendem, kaltem Wasser gespült (um ein Überschleppen von Natronlauge in das Phosphatbad zu vermeiden) und dann phosphatiert. Es wurden 3 m2 Blechoberfläche (75 Einsätze) durchgesetzt, ohne daß sch die überzugsausbildung verschlechterte. Die Schichten waren noch immer festhaftend und feinkristallin, so daß eim weiteres Arbeiten mit der Phosphatlösung noch möglich gewesen wäre. Der Versuch wurde' jedoch, um Material zu sparen, abgebrochen. Der Aluminiumgehalt der Badlösung hatte nicht zugenommen. Die Beizlösung (Badgröße 11) wurde nach einem Durchsatz von 4o dm2 (zehn Einsätze) erneuert. Sie enthielt nach diesem Durchsatz o,5 g Aluminium je Liter, dagegen nur unter o,oi g Zink je Liter. Es ist also deutlich die selektive Herauslösung des. Aliiminiums aus der Zinklegierung durch die Natronlauge zu erkennen.In row 2, the degreased sheet metal material was pickled in 10% sodium hydroxide solution at room temperature for 15 minutes, then rinsed thoroughly in running cold water (to prevent sodium hydroxide solution from being carried over into the phosphate bath) and then phosphated. 3 m 2 of sheet metal surface (75 inserts) were enforced without the coating formation deteriorating. The layers were still firmly adhering and finely crystalline, so that further work with the phosphate solution would still have been possible. However, the attempt was terminated in order to save material. The aluminum content of the bath solution had not increased. The pickling solution (bath size 11) was renewed after a throughput of 40 dm2 (ten uses). After this throughput, it contained 0.5 g of aluminum per liter, but only below 0.5 g of zinc per liter. The selective leaching of the aliminium from the zinc alloy by the caustic soda can thus be clearly seen.

In der Reihe 3 wurde @ebenfalls 15 Minuten in. i o %iger Natronlauge, aber bei go° C, gebeizt und nach gründlicher Spülung in: fließendem, kaltem Wasser 5 Minuten phosphatiert. Auch hier arbeitete das Phosphatbad nach einem Durchsatz von 3 m= Blechoberfläche noch :einwandfrei. Die überzüge waren festhaftend und feinkristallin. Auch hier hätte sich die Badlösung noch weiter verwenden lassen. Der Aluminiumgehalt im Bad war nicht gestiegen. Die Beizlauge (Badgröße 11) wurde nach einem Durchsatz von 4o dm2 Blechoberfläche erneuert. Nach diesem Durchsatz enthielt sie rund i,8 g Aluminium je Liter, dagegen praktisch kein Zink (unter o,oi g Zink je Liter).Row 3 was also pickled in 10% sodium hydroxide solution for 15 minutes, but at 0 ° C. and, after thorough rinsing, phosphated in running, cold water for 5 minutes. Here, too, the phosphate bath still worked after a throughput of 3 m = sheet surface: flawlessly. The coatings were firmly adherent and finely crystalline. Here, too, the bathroom solution could still have been used. The aluminum content in the bathroom had not increased. The pickling liquor (bath size 11) was renewed after a throughput of 40 dm2 of sheet surface. After this throughput, it contained around 1.8 g aluminum per liter, but practically no zinc (less than 0.08 g zinc per liter).

Es ist bereits bekannt, Zink und seine Degi:erunben alkalisch zu beizen, um sie zu reingen, insbesondere zu entfetten. Bei vor-: liegendem Verfahren handelt es sich jedoch nicht um die Reinigung von Legierungen vor der Phosphaterung, sondern um eine Beizung von Teilen, gleichgültig, ob sie eine Reinigung nötig haben -oder nicht, und zwar eine Beizung in solchem Ausmaß, daß Aluminium aus der Oberfläehenschi.cht selektiv herausgelöst wird. Einen solchen weitgehenden Angriff auf das Metall wird man beim Reinigen nicht beabsichtigen, ja, möglichst zu verhindern suchen, im Falle der Erfindung soll er zur Erzielung einer besonderen Wirkung absichtlich angestrebt werden.It is already known to pickle zinc and its Degi: erunben with alkaline to clean them, especially to degrease them. In the case of the present proceedings However, it is not about cleaning alloys before phosphating, but rather about pickling parts, regardless of whether they need cleaning - or not, namely a pickling process to such an extent that aluminum is removed from the surface is selectively extracted. Such a widespread attack on the metal will be one does not intend when cleaning, yes, try to prevent if possible, in the event of the invention, it is intended to achieve a particular effect will.

Als Beizmittel kommt in erster Linie die im Beispiel gewählte Natronlauge in Betracht. Es können jedoch auch ändere alkalische Lösungen angewandt werden, die Aluminium selektiv aus der Zinklegierung herauszulösen vermögen.The caustic soda chosen in the example is primarily used as a pickling agent into consideration. However, other alkaline solutions can also be used, which are able to selectively dissolve aluminum from the zinc alloy.

Claims

PATENT CLAIM: Process for reducing the poisoning of phosphate solutions by aluminum when phosphating aluminum-containing zinc alloys, characterized in that the alloys are pickled with an alkaline solution, preferably sodium hydroxide solution, before the phosphate treatment, to such an extent that aluminum is selectively dissolved out of the surface layer will. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the following publications were considered in the granting procedure: Bauer, O. Kröhnke, G. Masing, Die Korrosion Metallischer Werkstoffe, Vol. 3, 1940, p. 567; Arthur Burkhardt, Technologie der Zinklegüerungen, 1940, p.308; German electroplater - calendar 1941, p. I 22.