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Passivierungsmittel Es ist bekannt und üblich, einer chemischen Oberflächenbehandlung,
insbesondere der durch Phosphatierung von Eisen, Stahl und Zink eine passivierende
Nachbehandlung folgen zu lassen, wofür man wäßrige Lösungen von Nitriten oder Chromsäure
oder Chromaten verwendet. Der Effekt dieser Nachbehandlung ist die Verbesserung
des Korrosionsschutzes. Die Nachbehandlung ist um so wirkungsvoller, je dünner die
durch die vorangegangene chemische Oberflächenbehandlung erhaltene Schutzschicht
bzw. je unvollkommener die Korrosionsschutzwirkung der chemischen Behandlung ist.
Eine passivierende Nachbehandlung wird deshalb vor allem auch dann gewählt, wenn
die vorangegangene chemische Oberflächenbehandlung nicht mit einem schutzschichtbildenden
Verfahren, sondern durch eine Beizung erfolgt. Als nachteilig hat sich bei solcher
Arbeitsweise herausgestellt, daß nach Einwirkung des Nachbehandlungsmittels auf
den behandelten Gegenständen, insbesondere bei vorausgehenden Verfahren ohne sichtbare
Schutzschichtbildung, oft ein feiner Schlamm oder Staub zurückbleibt, der sich bei
der nachträglichen Lackierung entweder bezüglich der Haftfestigkeit des Lackes oder
seiner Brillanz oder bei beiden als störend erweist.
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Gegenstand der Erfindung ist nun ein Nachbehandlungs,#erfahren für
Metalloberflächen, insbesondere Eisenoberflächen, die einer Vorbehandlung mit Phosphorsäure
oder Phosphatierungslösungen, gegebenenfalls mit Schutzschichtbildung, unterworfen
sind, bei dem durch besondere Zusätze zu den bekannten Passivierungsmitteln, wie
Nitrit, Chromsäure oder Chromate, die Schlammablagerung während der Nachbehandlung
unterbunden ist und auch in bestimmten Fällen bereits vor Eintritt in das Passivierungsbad
vorhandene Ablagerungen wieder in Lösung gebracht werden. Es handelt sich bei der
Erfindung um Zusätze, die, wie beispielsweise die in der Textilindustrie als Härtebinder
beim Waschen und Färben von Textilien angewandten Chemikalien, die Härte des Wassers
binden und auch Eisensalze in Lösung zu bringen und
ihr Ausfallen
als Carbonate, Sulfate oder Phosphate zu verhindern vermögen. Wie festgestellt wurde,
verhindern diese Zusätze auch Schlammabscheidungen in den Passivierungsbädern. Solche
Stoffe sind Pyrophosphate, beispielsweise neutrales Natriumpyrophospliat,lNletaphosphate,
z. B.Natriumhexametaphosphat, Polyphosphate, z. B. NasP,Olo, und organische Stoffe
vom Typ der aminartig substituierten Carbonsäure, z. B. Nitrilotriessigsäure, wie
sie unter der warenzeichenrechtlich geschützten Handelsbezeichnung der Trilone vorliegt.
Als besonders geeignet erwies sich von dieser Klasse organischer Stoffe Trilon B.
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Die Konzentration der Zusätze kann variiert werden. Im allgemeinen
arbeitet man bei Verwendung von Nitriten als Passivierungsmittel mit i bis io g
einer Mischung von Soda und Natriumnitrit, beispielsweise von 20°/o Soda und 8o°/,
Natriumnitrit, im Liter, dem i bis 5 g Trilon oder i bis io g neutrales Natriumpyrc>phosphat
im Liter zugesetzt sind. Am zweckmäßigsten hat sich eine Lösung von 2,5 g;'1 der
genannten Soda-\itrit-Mischung mit einem Zusatz von 4 g,."1 neutralem Natriumpyrophosphat
bewährt. Bei Verwendung vonNatriumchromat als Passivierungsmittel nimmt man vorzugsweise
Lösungen von o,i bis i g/1 Natriumchromat und setzt o,i bis io g/1 neutrales Natriumpyrophosphat
zu, vorzugsweise o,5 g/1 Natriumchromat und 4g/1 neutrales ',Natritimpyropliosphat.
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Die Menge des schlammverhütenden Zusatzes, beispielsweise Natriumpyrophosphat
oder Trilon B, richtet sich nach der Härte des Wassers und nach der Stärke der ohne
Zusatz auftretenden Schlammablagerung, und zwar derart, daß mit zunehmender Gefahr
der Schlammbildung der erforderliche Zusatz höher gewählt wird. Auch andere schlammverhütende
Zusätze sind unter den gleichen Gesichtspunkten zu variieren. In der Regel erfordern
die übrigen Zusätze größere Zusatzmengen. Natriumpyrophosphat und Trilon B haben
sich als besonders vorteilhaft und in geringsten Mengen wirksam erwiesen.
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Die Passivierung mit den mit den erfindungsgemäßen Zusätzen versehenen
Lösungen kann bei gewöhnlicher oder auch bei erhöhter Temperatur vorgenommen werden.
Als zweckmäßig hat sich eine Temperatur von 5o° erwiesen, bei der man mit einer
Behandlungszeit von 2o Sekunden sowohl im Tauchen als auch im Sprühen im allgemeinen
auskommt. Eine längere Behandlungszeit bringt keine wesentliche Verbesserung des
Effektes, schädigt die Korrosionsschutzverbesserung aber auch nicht, so daß auch
längere Behandlungszeiten zulässig sind. Auch kürzere Behandlungszeiten können schon
zum Erfolg führen. Es gelang beispielsweise schon bei 6 Sekunden Behandhingszeit
eine genügende Wirkung zu erhalten.
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Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß die so passivierten Gegenstände anschließend mit Wasser gespült werden können,
ohne daß dadurch der Passivierungseffekt aufgehoben wird. Dies hat seine besondere
Bedeutung deshalb, weil beispielsweise Kunstharzlackierungen bekanntlich recht empfindlich
gegen Salzreste sind, besonders gegen solche der Alkalien auf chemisch behandelten
Blechen. Es ist deshalb möglich und vorteilhaft,
| die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung passi- |
| vierten Gegenstände vor der Lackierung gründlich mit |
| Wasser zti spülen. |
| Die Erfindung sei an Hand einiger Beispiele trl:i _- |
| tert. |
| Beispiel i |
| Ein 2o Sekunden bei 20' in @n°@@oiger Salzsäure ge- |
| beiztes Eisenblech wurde i Minute lang in einer L#i- |
| sung, die 15 g; '1 als freie Phosphor;<i@_tre vorliegendes |
| P20; enthielt, bei 5o- behandelt lind anschließend |
| 40 Sekunden in einem Passiviei-un,gsl>;icl, das i°,oSoda |
| Nitrit im Verhältnis i : 4 und i,; 5 g, l Trilon B ent- |
| hielt, getaucht, mit kaltem Wasser nachgespült und |
| getrocknet. Das Korrosionsverhalten dieses Bleches |
| im Vergleich zu einem ohne erfindungsgemäßen Passi- |
| vierungszusatz aber sonst gleich behandeltem Blech |
| ist aus nachstehender Tabelle ersichtlich. |
| Tabelle 1 |
| Wechsultauch- |
| korrosion |
| Behandlungsart Essig- Erichsen- |
| gegen gegen Säuretest tiefung |
| Wasser 30% Na Cl |
| unfixiert lackiert |
| GEM.Erfindung 3 8 6 6,8 |
| Ohne Zusatz . . 7 N d 5,0 |
Die Bleche wurden einmal unfixiert und einmal mit Kunstharzeinbrennlack lackiert,
unter der Wechseltauchkorrosion bei Zimmertemperatur
geprüft. Die Prüfung der urifixierten Bleche erfolgte während 6 Stunden gegen Wasser
im @o-Minttten-Turnus und die der mit Kunstliarzeinbrennlack lackierten Bleche erfolgte
während 6 Tage in 3°oiger Kochsalzlösung, ebenfalls im 3n-Jliniiten-Ttirnus. Der
Essigsäuretest bestand in eines- Abkochung des lackiertenBleches bei 2 g/m2 Lackauflage
in 3°,'oiger Essigsäure während
30 Minuten. Die Zahlen geben die Benotung
nach der in O. Macchia -Der Phosphatrostschutza, I. Ergänzungsband, S. 296, tiesclirielienen
Methode an, wobei die %'ote o einwandfreies Aussehen, die Noten i bis 5 steigende
Mengen Flugrost, die Nisten 6 bis io Anrostung und die \oten ii bis 15 Verrostung
bedeuten. Die Erichsentiefung ist angegeben als Eindrucktiefe einer 2o mm-Kugel
in Millimeter, bei der der Lack die ersten Risse zeigt.
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Beispiel 2 Ein Eisenblech wurde in einer Lösung mit 8,2 g Zn, 19,5
P20. und 4,7 g C103 im Liter ; Minuten bei 40@ phosphatiert, mit Wasser kalt machgespült
und 40 Sekunden in einer Lösung mit o,5 g;'1 Natriumchroinat und 4 g/1 neutralem
Natriumpyrophosphat bei 5o° nachbehandelt. Auch bei solchen Verfahren, bei denen
die Gefahr der Schlammabscheidung an sich nur gering ist, erhält man durch die erfindungsgemäße
Nachbehandlung eine gleichmäßigere Oberfläche, die insbesondere für die Lackierung
mit Kunstharzeinbrennlacken eine geeignete Grundlage für die Ausbildung eines gleichmäßigen
Films bildet.
Beispiel 3 Eiserne Bleche wurden, wie in Beispiel
i, in Salzsäure vorgebeizt und in Phosphorsäure nachbehandelt. Nach einer Spülung
in kaltem Wasser wurde mit einer erfindungsgemäßen Lösung nachbehandelt, die o,5
g/1 Natriumchromat und 4 g/1 Natriumpyrophosphat enthielt. In einem Vergleichsversuch
wurden der Lösung noch i g/1 Soda zugesetzt. In beiden Fällen zeigt sich im Vergleich
zur Nachbehandlung mit einer nur o,5 g/1 Natriumchromat und i g/1 Soda enthaltenden
Lösung bei sonst gleicher Behandlung die günstige Wirkung der erfindungsgemäßen
Zusätze zum Nachbehandlungshad. In Tabelle Il sind die entsprechenden Werte eingetragen
wie im Vergleichsversuch bei Beispiel i. Tabelle II
| Wechseltauch- |
| korrosion Essig- Erichsen- |
| Behandlungsart gegen gegen säuretest tiefung |
| Wasser 3% NaCI |
| unfixiert lackiert |
| o,5 g Na2Cr0,-f |
| 4 g Pyrophos- |
| phat . .... 1 2 6 7,3 |
| 0,5 g Na2Cr0,,+ i |
| 4 g PyrOPhos- I |
| phat + |
| i g Soda .... 1 3 7 7.2 |
| 0,5 g NazCr04+ |
| i g Soda ..... 3 2 3 7,0 |
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen sich in noch stärkerem Maße
bei kontinuierlich arbeitenden Betriebsbädern, bei denen die Schlammbildung im Nachbehandlungsbad
erheblich und bedeutend störender ist als in Einzelversuchen, deren Ergebnisse hier
eingetragen sind.
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Das erfindungsgemäße Nachbehandlungsverfahren ist besonders geeignet
zur Verhütung der Schlammbildung in den Nachbehandlungsbädern selbst, wie sie insbesondere
bei der Nachbehandlung von Gegenständen auftritt, auf denen keine visuell sichtbare
Schicht aufgebracht ist. Bei solchen Gegenständen gelingt es auch, bereits vor der
Nachbehandlung entstandene lose Ablagerungen an Schlamm oder Staub bei der Nachbehandlung
zu entfernen.
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Lösungen, die Soda, Nitrit und Pyropbosphat enthalten, sind als Rostschutzmittel
im Handel und nach einfachem Beizen auch als solche angewandt worden. Demgegenüber
besteht die Erfindung in einem Verfahren zur Nachbehandlung von solchen Metalloberflächen,
insbesondere Eisenoberflächen, die einer Vorbehandlung mit Phosphorsäure oder Phosphatierungslösungen,
gegebenenfalls mit Schutzschichtbildungen, unterworfen worden sind, wobei Lösungen
benutzt werden können, die Nitrit enthalten und unter anderen die Schlammbildung
verhindernden Chemikalien Pyrophosphat enthalten können.