DE755756C

DE755756C - Herstellung rostschuetzender UEberzuege

Info

Publication number: DE755756C
Application number: DEP72186D
Authority: DE
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1935-04-08
Filing date: 1935-11-27
Publication date: 1950-10-03
Also published as: FR473326A; GB473326A

Description

AUSGEGEBEN AM 3. OKTOBER 1950

- REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 48d GRUPPE 4oi

P 72186 VIa/'48d

Metallgesellschaft AG. in Frankfurt, Main Herstellung rostschützender überzüge

Patentiert im Deutschen Reich vom 27. November 1935 an Patenterteilung bekanntgemacht am 28. September 1944

Die Verfahren zur Herstellung rostschützender Überzüge auf Metaller» durch chemisch auf sie einwirkende Lösungen, insbesondere solcher, die Phosphate enthalten, bestehen im allgemeinen in der Behandlung in Bädern, in 'die die zu schützenden Metalle, insbesondere Eisen, eingebracht werden. An Stelle der Behandlung in Bädern ist auch vorgeschlagen, auf die zu überziehende Oberfläche einen dünnen Film zu spritzen, wobei in der Regel die Lösung mit verdickenden Substanzen, wie Fuller-Erde, angemischt wird, um eine Haftung der Lösung auf der Oberfläche zu erleichtern. Der so aufgespritzte Film bleibt dann bis zum Eintrocknen ohne weitere Zuführung neuer Lösung auf der Oberfläche stehen, um so die Bildung eines Überzuges zu erreichen. Dieses Verfahren ist aus dem Bestreben entwickelt, bei Behandlung sehr großer Einzelstücke ohne Bäder auszukommen. Es hat siah jedoch ergeben, daß man mit Hilfe des Attfspritzens und Trockenwerdenlassens von Filmen zwar eine gleichzeitige Reinigung der Oberfläche erzielt, jedoch nur sehr dünne und unvollkommene Schichtausbildungen erreicht. Man hat daher ständig versucht, Verfahren weiterzuentwickeln, bei denen gleichfalls ohne Verwen-

dung von Bädern gearbeitet wird. Hierbei ist vorgeschlagen, die Lösung über die' zu überziehende Oberfläche fließen zu lassen. Dies geschah beispielsweise, indem man den zu behandelnden Gegenstand, z. B. eine Autokarosserie, an einer Reihe von Brausen vorbeiführte. Hierbei wurde die Brause gegen einzelne Teile der Oberfläche gerichtet, während der übrige Teil der Oberfläche durch die ίο Lösung überflutet wurde. In der Praxis ergab sich jedoch bei derartigen Verfahren mangels genügend gleichmäßiger Benetzung leicht eine streifige Ausbildung der Oberfläche. Selbst an der Steife, wo der flüssige Strahl aus den Brausen die Metalloberfläche traf, war die Sdhichtausbildung in kürzerer Zeit unvollkommen, weil ohne Erkenntnis der Bedeutung eines genügenden Druckes für den Aufspritzstrahl gearbeitet wurde.

Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes badfreies Verfahren zur Herstellung rostsChützender Überzüge. Dieses Verfahren besteht darin, daß man die Lösung auf jeden Teil der Oberfläche unter einem starken, z. B. 0,7 atü und mehr betragenden Druck bis zur Überzugsbildung aufprallen läßt. Gegenüber den bekannten Verfahren unterscheidet sich die Erfindung somit wesentlich. Der Erfindungsgedanke liegt einmal darin, die Lösung auf jeden Teil der Oberfläche unter dem genügenden Druck aufprallen zu lassen. Es genügt daher nicht ein Aufbrausen lediglich an einigen Stellen mit anschließender Überflutung, vielmehr muß jeder Teil der Oberfläche unter dem erhöhten Druck getroffen werden. Dabei ist es unerheblich, ob das Auftreffen der Lösung an allen Stellen der Oberfläche gleichzeitig oder nacheinander erfolgt, wichtig bleibt nur, daß jeder Teil getroffen wird.

Der zweite wichtige Punkt besteht darin, daß der Oberfläche ständig so lange neue Lösung zugeführt wird, bis die gewollte Dicke des Überzuges erreicht ist. In dieser Beziehung steht das erfindungsgemäße Verfahren im Gegensatz zu den früheren Vorschlägen, bei denen die Lösung nur einmal aufgespritzt und dann trocknen gelassen wurde. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß trotz der außerordentlich kurzfristigen Einwirkung eines bestimmten Lösungsteiles auf die Oberfläche doch in kürzerer Zeit ein hinreichender Überzug gebildet wird als bei allen anderen bekannten Verfahren. Je nach der Eisensorte erzielt man beispielsweise mit Hilfe einer mit den üblichen Beschleunigern arbeitenden Phosphatlösung die Bildung eines Überzuges in einer Zeit von Y₂ bis 2 Minuten anstatt früher von 2 bis 5 Minuten.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß der verhältmismäßig starke Strahl in gewissem Umfang j reinigend wirkt. Insbesondere scheinen sonst verlangsamend wirkende gasförmige Trennschichten durchschlagen und hierdurch die Beschleunigung erzielt zu werden. ; Die praktische Durchführung geschieht in der Form, daß die aufgespritzte Lösung nach dem Abfließen zu einem Sammelbehälter geführt und von dort zu wiederholtem Aufspritzen benutzt wird. Der angewendete Druck, gemessen an der Aufprallstelle, soll genügend stark sein, um die ge wollten Wirkungen zu erzeugen. Im allgemeinen ist hierzu ein Druck von etwa 0,7 atü und mehr, vorzugsweise 1,4, erforderlich, während ein Druck von etwa 0,2 bis 0,3 atü durchaus unzulängliche Wirkungen hervorruft.

Bei dem Verfahren gemäß Erfindung ist es zweckmäßig, wenn der Eisengehalt der Lösungen niedrig gehalten bleibt. Dieses läßt sich nach einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erreichen, daß man den Lösungsstrahl vor dem Aufprallen durch eine genügend starke Luftschicht schleudert. Hierbei ist sie der Einwirkung des Luftsauerstoffes ausgesetzt, der etwa gebildetes primäres Ferrophosphat zu dem Ferrisalz oxydiert, welches als unlöslicher Körper ausfällt.

Besonders vorteilhaft wird die Erfindung 9<> mit Hilfe primärer Phosphate als Lösungsbestandteil durchgeführt. Hierbei eignen sich die Phosphate von Mangan, Cadmium, Calcium und insbesondere Zink. Die Konzentration der angewendeten Lösung kann gering gehalten werden, was wegen Materialersparnis günstig ist. Als praktisch brauchbar hat sich erwiesen, wenn das Säureverhältnis zwischen gebundener und freier Säure in bekannter Weise wie 10 : 1 gewählt wird. Mit Hilfe des Verfahrens ist es dann möglich, zinkphosphathaltige Überzüge schon bei Temperaturen von 66 bis JJ° C aufzubringen. An einem Ausführungsbeispiel sei die Erfindung näher erläutert. Hiernach werden zu !°5 etwa 9100 1 Wasser 159 kg Natriumnitrat, 50 kg primäres Zinkphosphat und etwa 0,0454 kg Kupfercarbonat zugesetzt. Man erhält eine Lösung, die Säure und saure Phosphate eftthält, so daß man etwa 5 ecm n/50 Natriumhydroxyd braucht, um 2 ecm der Lösung bei Verwendung von Phenolphthalein als Indikator zu neutralisieren. Außerdem enthält die Lösung etwa 0,0003 °/° Kupfer, i,S °/o NO₃ und o, 12 % Zink. Die Lösung kann von Zeit zu Zeit nach Erfordernis aufgefrischt werden, um sie auf ihre ursprüngliche Zusammensetzung zu bringen. Eine Lösung der oben angegebenen Zusammensetzung wird nach Übereinkunft eine 5-Punkte-Lösung genannt. Eine stärkere Lösung kann dadurch gebildet werden, daß man eine größere Menge

an primärem Zinkphosphat ohne Änderung der anderen Bestandteile zusetzt. Z. B. kann eine io-Punkte-Lösung durch Zusatz von etwa ioo kg primärem Zinkphosphat zu der oben beschriebenen Lösung an Stelle von 50 kg gebildet werden. Die 5-Punkte-Lösung ist sehr wirksam und kann zufriedenstellend für sehr gutt Werkstücke verwendet werden. ■ Für technisches Arbeiten ist es jedoch zweckmäßig, eine io-Punkte-Lösung zu verwenden. Zum Auffrischen der 5-Punkte-Lösung ist eine Lösung geeignet, deren Zusammensetzung im folgenden angegeben wird und welche die Zusammensetzung der Ursprunglösung für das Arbeiten hinreichend beständig hält. Diese Lösung wird dadurch hergestellt, daß man in einer entsprechenden Menge Wasser 7,5 Gewichtsteile primäres Zinkphosphat, ι Gewichtsteil ioo°/oige Salpetersäure und 0,4 bis 0,5 Gewiohtsteile Kupfercarbonat löst. Beim Erhitzen der Mischung auf etwa 8o° C hydrolysiert das pitimäre Zinkphosphat unter Bildung von freier Säure und eines Niederschlages von normalem Zinkphosphat.

Das Zinkphosphat wird durch Salpetersäure in Lösung gebracht, dabei bildet sich Zinknitrat. So erhält man das notwendige Nitrat, um den Nitratgehalt der Lösung aufrechtzuerhalten und den Schlamm zu entfernen, der sonst durch Hydrolyse des primären Phosphates gebildet werden würde, wenn man es dem Bad direkt als Pulver zusetzen würde. Die angegebenen Teile sind so berechnet, daß die

Salpetersäux-e das Zinkphosphat, das sonst in Schlammform niedergeschlagen werden würde, löst. * _t

An Stelle der Phosphatlösungen können ■ aber auch Lösungen, die Oxalsäure und oxalsäure Salze, wie Ferrioxalat, sowie andere Lösungen, die Metallätzsäuren oder Mischungen von Metallätzsäuren und Metallätzsalzen, wie Natriumchlorid mit Chromsäure, enthalten, verwendet werden.

Bei der Einwirkung von Oxydationsmitteln ist jedoch zu beachten, daß die Oxydation der Ferroverbindungen nicht zu umfangreich sein soll, da ein gewisser Gehalt an Ferroverbindungen in der Lösung erwünscht ist, um einen festhaftenden und gleichmäßigen Überzug zu erzielen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung rostschützender Überzüge auf Metallen durch Aufspritzen von diese reinigenden und chemisch auf sie einwirkenden Lösungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung bis zur Überzugsbildung auf jeden Teil der Oberfläche unter einem starken Druck, z. B. von 0,7 atü und mehr, aufprallt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungsstrahl vor dem Aufprallen durch eine zur Oxydation überschüssigen Ferroeisens ausreichend starke Luftschicht geschleudert wird.