DE750367C

DE750367C - Verfahren zur Erzeugung von korrosionsfesten UEberzuegen auf Magnesium und seinen Legierungen

Info

Publication number: DE750367C
Application number: DEZ23726D
Authority: DE
Inventors: Jean Frasch
Priority date: 1936-02-26
Filing date: 1937-02-26
Publication date: 1945-01-16

Description

Verfahren zur Erzeugung von korrosionsfesten Überzügen auf Magnesium und seinen Legierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schutzüberzuges gegen atmosphärische, chemische und elektrochemische Korrosion auf Magnesium und seine Legierungen.
Es ist bekannt, daß Magnesium infolge seines niedrigen elektrochemischen Potentials nicht nur durch fast alle Mineral- und organischen Säuren angegriffen wird, sondern auch durch ihre Salze, aus deren wäßriger Lösung es das Metall ausscheidet, welches elektropositiver ist als es selbst. Dieser Tatbestand ist auch der hauptsächlichste Grund dafür, daß es noch nicht gelungen ist, auf Magnesium ein anderes Metall elektrolytisch niederzuschlagen, welches das Magnesium gegen Korrosion schützt.

Andere Versuche, Magnesium korrosionsfest zti machen, z. B. durch Oxydation mittels Chromaten, durch Selenieren, Ärsenieren usw., haben auch noch keine befriedigenden Ergebnisse gehabt, weil diese Niederschläge infolge von Umsetzungen oder infolge von Oxydation nicht in hinreichend dichten und

geschloaetren Schichten niedergeschlagen

werden können, um das darunter befindliche

llagnesitimin(2tall zti schützen, und weil Ma-

11n2sittirioxv,-l, wAches sehr wasserlöslich ist,

praktisch l:eineii Schutz. gegen chemische

Stoffe darstellt, welche es zers..-tz:n @)_ler sich

mit ihin --erbinrlen, so #laß wiederum das

bloße 'Metall der Korrosion aus@@'esetzt ist.

Es ist auch 4=reits vorg-schlagen worden,

auf 1-Iagn°siumgeg°nstän,rien eine Haut von

Na. Si O.; zu erz_ugn, wobei insbesondere

"-ährend des lang dauernden Kochvorganges

Siliciumoxyd in den Metallporen abgelagert

wird, worauf durch eine nachfolgende ZZ'ärm@-

behan..l ung tEinbrennenj, die etwa einem

zlvecl:bedingten Gelierttn;gs- bzw. einem

Ko@igulatiorsprozeß entspricht, die auf der

Metalloberfläche abgelagerte Natriunisiiicat-

haut stabilisiert wird.

Gemäß der vorlig@nden Erfindung wird

ein wirksamer Sclitttz bei Magnesium und

,einen Legierungen dadurch bewirkt, daß auf

ihnen eine einer Glasi,#runig ähnliche Ober-

flächenhaut erzeugt wir-1, wobei die Ober-

flächen vorher einer Oxvdation: und evtl.

einem Beizen oder einem Färben unterworfen

werden. Im Gensatz zu dem bekannten

Verfahren wird die Glasierung erfindungs-

gemäß durch L'ui«-air#Ilnng der zuvor oxy-

dierten Metalloberfläche in 1-Iagnesiuinsilicat

bewirkt.

Gemäß der Erfinduntwird zur Erzetigun-

der Sehutzlia:at auf dem Magiresium und

seinen Legierungen nach der Oxydation cl- r

Oberfläche ein Bad verwendet, das als Haupt-

bestandteil ein lösliches Silicat in einer

Menge von 1o bis 30 °% enthält. Da Silicat

allein bei höherer Temperatur liyclrol-siei-t

werden, wobei Kieselsäure als GJ aaisf.-illt.-

wird dein Silicatba,d erfindungsgemäß in ge-

eigneter, vorzugsweise geringer 1lergz ein

die Koagulation hzw. C.elbilclting verliin:dern-

des, an sich bekanntes Mittel, wie Natrium-

hydroxyd oder Tonerd, zugesetzt.

Bei einem bekannten, der rein elektrolyti-

schen Oberfl,'iclienb°liandlung von liagn. sitim

dienenden Bad wird dem Silicat (Natron-

wasserglas-a noch ein Bichromat zugesetzt,

wodurch die sich für das Verfahren der

liegenden Erfindung als schädlich ertveisende,

schon ohne besonderen Zusatz eintretend_

Gelbildung noch beschleunigt und begiinstigt ''

wird.

Während alle. bisher für die Oberflächen-

behandhun- von Magnesium und seinen Legie-

rungen vorgeschla-2nen und verwendeten

Bäder entweder rein chemisch, z. B. als An-

siedeba_l. oder rein elelnrocheinisch verwend-

bar sinl, kann das Bad gemäß der Erfindung

mit o:1er ohne Strom angewendet «-erden,

wobei auch hinsichtlich der Temperatur, die

zuischen Zimmertemperatur und Siedetemperatur liegen kann, keine starren Vorschriften be stellen.

Die Wirkung dieses Bades besteht darin, dal3 die oxydierte Oberfläche des Magmesiums in Magnesiumsilicat umgewandelt wird. In ler Mlagnesiunoxydhaut werden in statu nascendi auch kleine Siliciumkriställchen eingelettet, die vorzugsweise durch Hydrolyse entstehen. Diese Siliciumkriställchen tragen ihrerseits dazu bei, die Unempfindlichkeit der so behanclelten Oberfläche gegen iußere Einflüsse zu erhöhen.
Wie bereits erwähnt, wird vor der Glasierung eine Oxydation der Oberfläche durchgeführt. Hierzu wird ein Bad verwendet, dessen hatptsäichliche Bestandteile ein Alkalilydroxyd und in geringer Menge ein lösliches Silicat sind. Außerdem kann den Bade noch Kaliumpermanganat zugesetzt werden. Es kann beispielsweise ein Bad verwendet werden, das I5 bis 2o % Alkalihydroxyd, 2 bis 3 % lösliches Silicat und o,I bis o,2 Kaliunpernanganat enthält. Die Kathoden bestehen aus Eisen. Dieses Bad wird kalt oder heiß bei einer Spannung von 4 bis Io Volt angewendet.
Soll nach der Oxydation noch ein Beizen durchgeführt werden, so werden zu diesem Zwecke die mit einer Oxydlaut versehenen Gegenstände in einem Bad behandelt, das ein schwach basisches Metallsalz, z. B. ein Aluminiunsalz enthält, welches durch Hydrolyse sein unlösliches Oxyd in den durch die Oxydation geschaffenen Poren auf der Oberfläche der Gegenstände aus Magnesium oder seinen Legierungen abscheidet. Dieses Bad wird ohne Strom in der Wärne angewendet. Es kann auch bereits den für eine Färbung erforderlichen Farbstoff enthalten, wenn die Färbung nicht in einem besonderen, sich an las Beizen anschließenden Arbeitsgang ausgefiihrt wird. Geeignet ist z. B. ein Bad, das I5 bis 2o% Aluminiumphosphat und 3 bis 4% Allzarin enthält.
Die Umwandlung der oxydischen Schicht in eire Magnesiums ilicatschichtkann erfolgen in einem Bacle, das 25 bis 3o% lösliches Silicat, 3 bis 4% Natritmhydroxyd, I bis 2%, Tonerde enthält.
Es wird ausdrücklich hervorgehoben, daß las Verfahren gemäß der Erfindung nicht auf die hier lediglich als Beispiel aufgeführten Bäderzusammensetztngen beschränkt ist.
Ein beachtlicher Vorteil des Verfahrens genäß der Erfindung liegt noch darin, daß es möglich ist, nach ihm ganze und verhältnismäl3ig komplizierte Werkstücke zau behandeln, selbst in Verbindung finit beispielsweisen Nieten o. dgl. aus Aluminium oder seinen Legierungen. Der Grund hierfür ist darin zu suchen, daß das Magnesium durch die Zusammensetzung der Bäder gegen schädliche elektrochemische Einwirkungen geschützt ist, wodurch auch die Bildung von Magnesium-Aluminium-Lokalelementen verhindert wind.
Schließlich bildet die durch die Oberflä chenbehandlung mach dem Verfahren der Erfindung erzeugte Oberflächenhaut einen ausgezeichneten Träger oder eine ausgezeichnete Grundierung für eine anderweitige Färbung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Erzeugung von korrosionsfesten Überzügen auf Magnesium und seinen Legierungen, ,dadurch gekennzeichnet, daß die zu schützenden Gegenstände zunächst mit einer Oxydhaut versehen werden und hierauf in einem Ball auf der Grundlage von löslichen Silicaten mit orler ohne Einwirkung von elektrischen Strom behandelt werden, wobei den ein oder mehrere lösliche Silicate enthaltenden Bad ein eine Koagulation bzw. Gelbildung verhinderndes, an sich bekanntes Mittel beigesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet; daß als .eine Gelbildung verhinderndes Mittel Natriumhydroxyd verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als eine Gelbildung verhinderndes Mittel Tonerde verwendet wird. 4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als eine Gelbildting verhinderndes Mittel ein Gemisch von Natriumhydroxyd undTonerde verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Bades an löslichen Silicaten zwischen io % und 30% liegt. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydhaut durch anodische Oxydation erzeugt wird. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die anodische Oxydation in einem Band erfolgt, welches Alkalihydroxyde und lösliche Silicate enthält. B. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Oxydationsbades an Alkalihydroxyd bis zu 2o % beträgt und der Gehalt an löslichen Silicaten bis zu 3 °/o beträgt. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dein Oxydationsbade bis zu I%o Kaliumpermanganat zugesetzt wird. io: Verfahren nach einem der An- sprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, da ß die durch Oxydation gebildete Ober- flächen- h.zw. Zwischenhaut als Träger bzw. als Grundierung für eine Färbung benutzt wird. i i. Verfahren nach einem der vorher- "elienden Ansprüche, dadurch gekenii- michnet, daß die zu schützenden Gegen- stände nach voraufgehender 0xy Tation mit einer geize behan(d,elt werden, welche ein schwach basischcs Metallsalz enthält, dessen :durch Hydrolyse gebildeten Oxyde in rler zu beizenden 0l>c@rfl%iche inikro- kristallin, vorzugsweise in statti -nascendi eingela_ert werden. 12. Verfahren nach Anspruch i i, rla- dÜrch gekennzeichn,°t, ;1<11N als schwach basisches Metallsalz- ein Altinitiiitiin.#,alz verwendet wird. 13. Verfahren nach An-2pruch i T @@der 12, dadurch gehenn-michnet, dal', als 'Metall- salz Aluminiumphosphat verwend et wird. 1.4. Verfahren n--ich einem der An- sprüche i i bis i3, da;durch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Beize an schwach basi- sclcni 3#letallsalz bis zu et%Va 20 "/" be- trägt.

I5. Verfahren nach einem der Ansprüche II bis I4, dadurch gekennzeichnet, daß, der Beize der gewünschte Farbstoff zugesetzt wird. I6. Verfahren nach Anspruch I5, dadurch g2kennzeichnet, daß als Farbstoff ein mit Metalloxyden eine gefärbte Verbindung gehender Stoff verwendet wird. I7. Verfahren nach Anspruch I5 oder I6, dadurch gelennzeichnet, Raß als Farbstoff ein mit Metalloxyden gefärbte unlösliche Verbindungen erzeugender chemischer Stoff verwendet wird. I8. Verfahren nach einem der Ansprüche I 5 bis I7, dadurch gekennzeichnet, daß als Farbstoff ein Alizarinfarbstoff verwendet wird. I 9.Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Farbstoff Alizarin verwendet wird. 2o. Verfahren nach einem der. Ansprüche 15 bis ig, dadurch gekennzeihnet, daß der Gehalt der Beize an Farbstoff bzw. Farbstoffbildner ein Bruchteil ds Metallsalzes beträgt. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche ii bis 21-), cla.durch gekennzeichnet, daß das Beizen bei erhöhter Temperatur vorgenommen wird. -22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert des oder der in Anwendung kommenden Bäder bzw. Beizen so eingestellt ist, daß die Bildung von schädlichen Lokalelementen, vorzugsweise hervorgerufen durch Niete oder sonstige fest verbundene Stücke aus Aluminium und seinen Legierungen oder ähnlichen Metallen, verhindert wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: BERLIN GEDRUCKT IN DER REICHDRUCKEREI f r anzösische Patentschrift . . N r. 732 23o; britische 252o7o; deutsche - .. - 594 oha; Chem. Zentralblatt I935, II, S. 3574