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Verfahren zur Herstellung von Überzügen auf Metallen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Überzügen auf Eisen, Stahl, Zink oder
deren Legierungen mit Hilfe von Lösungen, die eine Säure und ein Oxydationsmittel
enthalten. Bei dem Verfahren wird ein im wesentlichen aus einem Oxyd des Metalls,
aus dem die Oberfläche besteht, aufgebauter dünner, lückenloser, chemiseh aufgebrachter,
sichtbarer, auf der Oberfläche festhaftender Überzug erhalten, der sich insbesondere
als Haftgrund für einen auftrocknenden Überzug von Farbe, Lack, Email oder einem
ähnlichen trocknenden Material eignet.
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Es ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem ein Überzug auf Eisen
und Stahl dadurch aufgebracht wird, daß das Werkstück =l/2 bis 2 Stunden in einer
stark phosphorsauren Lösung, die Zinkphosphat und phosphorsauren Kalk enthält und
der Wasserstoff-Superoxyd zugesetzt wurde, gekocht wird. Hierbei wird aus der stark
phosphorsauren Lösung zunächst durch den Beizangriff auf das Werkstück eine schichtbildende,
im Gleichgewicht befindliche Phosphatierungslösung gebildet, die dann zum Phosphatüberzug
führt. Während der Einstellung des Gleichgewichts durch den Beizangriff wird bei
Kochtemperatur das Wasserstoffsuperoxyd abgebaut, so daB die Phosphatierung als
Langzeitverfahren verläuft, sobald das Gleichgewicht erreicht ist (deutsche Patentschrift
310756).
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Bei einem anderen bekannten Verfahren (deutsche Patentschrift 448
oog) wird die Behandlungslösung zunächst ohne schichtbildendes Phosphat angesetzt
und neben Wasserstoffsuperoxyd noch ein Chlorat als sauerstoffabspaltende Verbindung
verwendet. Auch
hierbei ist bei Kochtemperatur eine Behandlungszeit
von 1l/2 bis 2 Stunden erforderlich, weil die kochende Lösung erst durch den Beizangriff
auf das zu behandelnde Metall: ins Gleichgewicht gebracht werden muß. In beiden
Fällen entsteht ein Phosphatüberzug.
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Es war auch ein Verfahren bekannt, das in kürzerer Zeit als 1l/2 bis
2 Stunden mit Hilfe von phosphorsauren, Oxydationsmittel enthaltenden Lösungen Phosphatüberzüge
auf Metallen aufbrachte. Bei dem Verfahren der britischen Patentschrift
530 oo6 wird eine wäßrige saure Lösung, die das Phosphatradikal, eine sechswertige
Chromverbindung und ein zwei- oder mehrwertiges Metall enthält, in Form eines Lösungsfilms
auf die Metalloberfläche aufgebracht und dieser Lösungsfilm aufgetrocknet. Bei diesem
bekannten Verfahren wird eine Lösung, die an sich stärker sauer ist, als dem Phosphatierungsgleichgewicht
entspricht, beim Auftrocknen durch Reaktion mit der Oberfläche unter Bildung des
Metallphosphats ins Schichtbildungsgleichgewicht gebracht, so daß die Schichtbildungsreaktion
beim Auftrocknen eintritt. Auch bei einer solchen Behandlungsweise kann die Schichtbildung,
wenn das Trocknen bei höherer Temperatur durchgeführt wird, in kürzerer Zeit als
1l/2 bis 2 Stunden eintreten, aber die auf diese Weise aufgebrachten Überzüge sind
nicht so gleichmäßig wie Überzüge, die aus der flüssigen Lösung aufgebracht werden,
weil der Lösungsfilm, der aufzutrocknen ist, nie so gleichmäßig auf einer Oberfläche
ausgebildet werden kann, daß alle Teile des Werkstückes einen gleichmäßig starken
Überzug besitzen.
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Im Gegensatz zu diesem bekannten Verfahren wird erfindungsgemäß die
Schichtbildung in der flüssigen Schichtbildungslösung durchgeführt, so daß die Nachteile
des bekannten Auftrockenverfahrens nicht eintreten können.
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Im Gegensatz zu den bekannten, in der Lösung durchgeführten Verfahren,
die eine Behandlung von 1l/2 bis 2 Stunden bei Kochtemperatur benötigen, wird erfindungsgemäß
eine Lösung benutzt, die Säure und ein Oxydationsmittel in solchem Verhältnis enthält,
daß schon in bis zu 5 Minuten, in den meisten Fällen schon innerhalb i Minute, eine
Oxydschicht entsteht. Hierbei wirkt die Säure als ätzende Säure, und nach der Ätzung
der Oberfläche wird das an der Oberfläche freigelegte Metall gleich, sowie es geätzt
ist, oxydiert. Es kommt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren darauf an, den Säuregehalt
und den Oxydationsmittelgehalt so aufeinander abzustimmen, daß diese Reaktionen
eintreten können.
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Das Verfahren wird so durchgeführt, daß Eisen, Zink, Stahl oder deren
Legierungen mit einer Lösung mit i bis 12 cm3, vorzugsweise i bis 4 cm3, konzentrierter
Säure, beispielsweise 750/0iger Phosphorsäure oder 950/0iger Schwefelsäure, auf
2 g Chlorat, berechnet als C103, oder äquivalente Mengen anderer Oxydationsmittel,
beispielsweise Wasserstoffsuperoxyd, Permanganat, Chinon, Dichromat, bei einer Temperatur
von vorzugsweise 4o bis 7o° C nicht mehr als 5 Minuten behandelt werden.
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Hält man diese Bedingungen ein, dann erhält man auch mit Säuren, die
an sich auch Schichten bilden können, insbesondere bei den vorzugsweise genannten
Temperaturen, Überzüge, die im wesentlichen aus Oxyd bestehen. Auch wenn zum Teil
gemischte Überzüge aus Oxyd mit beispielsweise etwas Phosphat entstehen, kommt diesem
Verfahren doch dem Stand der Technik gegenüber der Vorteil zu, daß die Überzüge
in wesentlich kürzerer Zeit und bei wesentlich niedrigerer Temperatur erhalten werden.
Man erhält sehr gleichmäßige dichte Überzüge, die eine hervorragende Eignung als
Lackgrund besitzen.
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Wenn eine Säure verwendet wird, die sowohl lösliche als auch unlösliche
Salze mit dem zu behandelnden Metall und/oder irgendeinem in der Lösung beschleunigend
wirkenden Metall bildet, dann geht wahrscheinlich etwas von dem unlöslichen Salz
in den Überzug. Bei anorganischen Salzen enthält das unlösliche Salz in der Regel
weniger Säure im Verhältnis zum Metall als das lösliche. Beispielsweise nimmt die
Löslichkeit der Phosphate des Eisens mit der Erhöhung des Verhältnisses der Säure
zum Eisen im Salz zu. Wahrscheinlich ist dies der Grund für die beobachtete Tatsache,
daß das Verhältnis des Salzes zum Oxyd im Überzug wächst, wenn die Säure in der
Lösung verdünnter wird.
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Die folgende Übersicht, in der die Unterschiede in der Zusammensetzung
der Behandlungslösung und der entstandenen Überzüge angegeben sind, mag dazu dienen,
die Lösung so zusammenzusetzen, daß ein Überzug erhalten wird, der eine wesentliche
Menge des Oxyds des Metalls enthält, das überzogen wird.
| Übersicht |
| Tem- Zusammensetzung des |
| Gehalt der Lösung pera- Überzuges |
| pro 3,78$ 1 tur Fe++ Fe+++ P04 |
| °/o °/o °/o |
| 5 ccm 75% H31'04 |
| -f- 2o g NaC103 . . . . 40 4,5o 38,23 17,61 |
| 8 ccm 75 % Ha P 04 |
| 2o g NaC103 . . . . 40 15,o4 3748 6,64 |
| 12 ccm 75 % H" P 04 |
| 2o g NaC103 . . . . 40 14,76 40,58 4,34 |
| 14 ccm 75 % Ha P04 |
| -E- 2o g NaC103 . . . . 40 9,93 4580 3,82 |
| 16 ccm 75 % H3 P 04 |
| 2o g NaC103 .... 40 9,84 46,03 3,50 |
| 18 ccm 75 % H3 P 04 |
| -f- 2o g NaC103 . . . . 40 3,84 47,49 1,96 |
| 18 ccm 75 % H,P 04 |
| 2o g NaC103 .... 7o 4,16 33,75 2533 |
| 30 ccm 75 % H, P 04 |
| 2o g NaC103 .... 40 2,79 4868 1,58 |
| 3o ccm 75 % H3 P 04 |
| 2o g NaC103 .... 70 17,15 30,02 11,3o |
Die Behandlungszeit betrug in allen Versuchen 2 Minuten.
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Es ist deutlich zu erkennen, daß, wenn der Gehalt an Phosphorsäure
in der Lösung steigt, der Gehalt des Phosphates im Überzug sinkt, während der Gehalt
an
Ferrieisen steigt. Die Übersicht zeigt außerdem, daß bei ansteigender Temperatur
überraschenderweise auch der Phosphatgehalt des Überzuges ansteigt. Der Rest des
Überzuges ist in der Übersicht jeweils Oxyd.
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Anfangs ist das durch Ätzung der Oberfläche gebildete Phosphat löslich.
Unlösliche Phosphate bildende Monophosphate können absichtlich zugesetzt werden,
wie dies in den Beispielen i und 6 angegeben ist. Die Gegenwart solcher Phosphate
in der Lösung führt dazu, daß der Gehalt an Phosphaten im Überzug steigt. EinegenügendeMengeeinesstarkenOxyda.tionsmittels,
beispielsweise von Wasserstoffsuperoxyd, Chlorat oder Permanganat, führt zu einer
wesentlichen Menge Oxyd im Überzug, selbst wenn der Gehalt an löslichen Phosphaten
den in den Beispielen angegebenen beträchtlich ansteigt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist außerdem nicht an die Verwendung
einer schichtbildenden Säure, wie Phosphorsäure, gebunden, sondern man kann auch
andere Säuren verwenden. Geeignet sind verdünnte wäßrige Lösungen einer das zu behandelnde
Metall ätzenden Säure und eines das zu behandelnde Metall oxydierenden Oxydationsmittels.
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Eine große Anzahl von ätzenden Säuren ist anwendbar; außer der schon
genannten Phosphorsäure, beispielsweise Schwefelsäure, Fluorwasserstoffsäure, Essigsäure.
Die erfolgreiche Aufbringung der Schicht hängt jedoch davon ab, die Säure in solcher
Stärke anzuwenden, daß eine sofortige Reaktion mit der behandelten Metalloberfläche
eintritt und diese Ätzung nicht zu heftig verläuft. Eine große Anzahl von Oxydationsmitteln
kann angewandt werden, die sich mit der ätzenden Säure in der Lösung vertragen,
wobei die Menge des Oxydationsmittels so zu bemessen ist, daß das die Oberfläche
bildende Metall gleich, wenn es geätzt ist, oxydiert wird. Die Bezeichnung »oxydierendes
Mittel in bezug auf das behandelte Metall« bedeutet, daß ein Mittel gewählt werden
soll, das als Oxydationsmittel wirkt und die Bildung eines unlöslichen Oxyds des
behandelten Metalls in der Schicht erleichtert. Die Ätzwirkung und die Oxydationswirkung
sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren so abgestimmt, daß ein befriedigender Überzug
in nicht mehr als 5 Minuten erhalten wird. In der Praxis genügt gewöhnlich i Minute
Behandlungszeit. Diese schnelle Reaktion liefert einen anderen Überzug, als wenn
man die Oberfläche einer langsamen Behandlung unterwirft, beispielsweise von 1/2
Stunde oder mehr in einer angesäuerten Lösung, die ein Oxydationsmittel enthält.
Die Säure und das Oxydationsmittel sind so auszuwählen, daß sie beide in Lösung
bleiben und als ätzende Säure und als Oxydationsmittel wirken.
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Das Oxydationsmittel und die Säure liefern, wenn sie in erfindungsgemäßen
Verhältnissen auf eine eiserne Oberfläche angewandt werden, ein graues Oxyd, das
in der Farbe bis nahe an Schwarz reichen kann. Auch darin unterscheidet sich das
Oxyd von dem, das beispielsweise beim normalen Rostvorgang entsteht. Es gleicht
mehr dem Oxyd, das auf Eisen bei Temperaturen entsteht, die über derjenigen liegen,
bei der ein blaues Eisenoxyd gebildet wird. Die Einwirkung der Lösung kann häufig
beschleunigt und in einigen Fällen auch die Beschaffenheit des Überzuges verbessert
werden, wenn man der Lösung eine Verbindung zusetzt, die in der Lösung löslich ist,
aber ein Metall enthält, das ein in der Lösung unlösliches Oxyd bilden kann, das
in die Schicht eingehen kann. Dies ist der Fall bei fast allen Metallen, die in
der elektrolytischen Spannungsreihe unter dem Magnesium und über dem Wasserstoff
stehen, und außerdem bei einigen, die unter dem Wasserstoff stehen, wie beispielsweise
Arsen. Vorzugsweise verwendet man eine lösliche Verbindung von Aluminium, Zink,
des dreiwertigen Chroms oder von Eisen, Nickel und/oder Kobalt.
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Der Überzug kann dann Verbindungen eines Metalls enthalten, das nicht
das Metall der Oberfläche ist. Wenn dies der Fall ist, dann erhalten diese Verbindungen
ihre endgültige Form durch chemische Reaktion an der Werkstücksoberfläche in Verbindung
mit der Oxydation von einem Teil des Metalls der Oberfläche, so daß der Überzug
direkt mit der Metalloberfläche verbunden ist und einen Teil derselben bildet.
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Man kann zwar eine große Anzahl beschleunigende Metalle anwenden,
um auf Eisen oder Zink Oxydüberzüge aufzubringen. Es wurde jedoch festgestellt,
daß bei einer Überzugsbildung auf Eisen die Gegenwart von Zink in der Lösung zu
einer schnellen Überzugsbildung hilft und daß die Gegenwart von Aluminium oder dreiwertigem
Chrom zu besonders guten Ergebnissen im Haftgrund für Farbanstriche führt. Bei der
Überzugsbildung auf Zink haben Eisen, Nickel und Kobalt sich als gute Zusätze erwiesen.
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Das Eisenoxyd der Überzüge ist mindestens teilweise magnetisch. Dies
läßt sich schwer mit Sicherheit feststellen, wenn Eisen mit einem Überzug versehen
wird, weil das Eisen selbst magnetisch ist. In den Fällen, in denen Zink mit eisenhaltigen
Lösungen mit einem Überzug versehen wird, kann man die magnetischen Eigenschaften
des Überzuges leicht nachweisen.
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Soweit möglich, wird eine verhältnismäßig konzentrierte Lösung der
Chemikalien in geeigneten Verhältnissen angesetzt und zur Herstellung und Ergänzung
der überzugbildenden Lösung verwendet. Aus den nachstehend gegebenen Beispielen
ist ersichtlich, daß Lösungen, die etwa i ccm handelsüblicher Schwefelsäure oder
Phosphorsäure auf i g Chlorat oder Äquivalent enthalten, befriedigende Ergebnisse
liefern. Wie bereits angeführt, sind beträchtliche Abweichungen in den Mengenverhältnissen
zugelassen. Es empfiehlt sich jedoch in der Praxis, etwa ein Verhältnis von i bis
q. ccm Säure auf 2 g Chlorat oder ein Äquivalent einzuhalten.
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Zur Ergänzung kann man ähnliche Lösungen ansetzen. Verwendet man Phosphorsäure,
dann werden Phosphate, die sich beim Ätzen des zu überziehenden Metalls bilden,
als Schlamm niedergeschlagen und gelangen bis zu einem gewissen Grad in den Überzug,
so daß die Säure schneller verbraucht wird als das Oxydationsmittel. Verwendet man
zur Überzugsbildung auf Eisen eine Lösung von Phosphorsäure und Chlorat, dann ist
es notwendig, mit einer Lösung zu ergänzen, die 2 bis 6 ccm Phosphorsäure auf jedes
Gramm
Chlorat enthält. Daher sollte eine Ergänzungslösung für eine solche Behandlung in
diesen Mengenverhältnissen aufgebaut werden. Ein chemisch hergestellter Überzug
von der beschriebenen Art verbessert die Metalloberfläche als Haftgrund für einen
trocknenden Überzug, wie beispielsweise Farbe, Lack oder Email. Die Haftung des
trocknenden Überzuges und die Korrosionsbeständigkeit des Gesamtgegenstandes wird
noch um ein wesentliches erhöht, wenn man den chemisch aufgebrachten Überzug einer
Zwischenbehandlung mit einer verdünnten Lösung einer Verbindung des sechswertigen
Chroms unterwirft, bevor der trocknende Überzug aufgebracht wird. Zu diesem Zweck
eignet sich eine Lösung, die nur 0,5 g Cr 0, pro Liter Wasser enthält.
Diese Lösung wird im. folgenden als Nachspüllösung bezeichnet. Die Nachspüllösung
kann in jeder geeigneten Weise auf die mit dem Überzug bedeckte Oberfläche angewandt
werden. Am besten ist es jedoch, sie in der gleichen Weise anzuwenden, in der die
den Überzug bildende Lösung angewandt wurde. Sie kann bei jeder Temperatur zwischen
Raumtemperatur und Siedepunkt angewandt werden. Die Behandlungszeit kann mit der
Stärke der Lösung, der Temperatur, bei der sie angewandt wird, der Art des ersten
Überzuges usw. variieren. Eine Behandlungsdauer von i Minute genügt gewöhnlich,
um den angestrebten Erfolg zu erzielen.
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In den Fällen, in denen Cr03 als Verbindung des sechswertigen Chroms
angewandt wird, erhält man 0,4 g pro Liter gute Ergebnisse, aber diese Menge kann
wesentlich erhöht werden, ohne daß Störungen auftreten. 0,5 bis 5,3 g Chromoxyd
pro Liter werden empfohlen. Eine zu starke Lösung kann entfärbte Streifen zurücklassen.
Die Lösung reagiert dann mit dem ersten Überzug und löst einige Verbindungen aus
den übrigen schnell heraus. Eine gewisse Reaktion ist erwünscht und scheinbar nötig,
um. die besten Ergebnisse zu erzielen; aber vorzugsweise wird die Stärke der Lösung,
die Behandlungszeit und die Behandlungstemperatur so begrenzt, daß das Aussehen
des ersten Überzuges nicht wesentlich verändert wird.
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Wenn die Behandlung mit der Lösung des sechswertigen Chroms sehr heftig
ist oder sehr lange andauert, dann können die Rückstände der Lösung abgespült werden,
bevor der auftrocknende Überzug aufgebracht wird. Im allgemeinen ist es aber besser
und führt zu befriedigenderem Ergebnis, die dem Werkstück anhaftenden Lösungsrückstände
darauf auftrocknen zu lassen. Gute Ergebnisse werden erhalten, wenn man in der Wärme
auftrocknen läßt.
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Gewöhnlich wird der größte Teil des Chroms, das aus dieser Behandlung
auf dem Überzug verbleibt, sofort in die dreiwertige Form reduziert. Gewöhnlich
bleibt etwas von dem Chrom in der sechswertigen Form, aber diese bildet den kleineren
Teil des Chroms, und gute Ergebnisse werden erhalten, wenn alles Chrom zu der Zeit,
wenn der trocknende Überzug getrocknet wird, reduziert ist.
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Vorzugsweise verwendet man eine Lösung von Cr 03 als Nachspüllösung.
Es muß jedoch nicht eine reine Lösung von Cr0, oder von einer Verbindung des sechswertigen
Chroms sein. Bei der Behandlung bilden sich in der Lösung nicht nur Chromate und
Dichromate, sondern auch andere Verunreinigungen. Es ist jedoch nicht notwendig,
die Lösung zu reinigen, bis sich herausgestellt hat, daß die Verunreinigungen eine
Wirkung auf die Schicht haben. Es kann jede Lösung, die Chromsäure enthält, für
die Nachspülung benutzt werden, vorausgesetzt, daß dafür Sorge getragen wird, daß
die übrigen Bestandteile der Nachspülung keine schädliche Wirkung auf den Überzug
besitzen. Beispielsweise können andere Säuren in der Nachspülung vorhanden sein
neben Chromsäure. Nachdem der allgemeine Erfindungsgedanke angegeben ist, sollen
im folgenden einige besondere Beispiele der Durchführung der Erfindung beschrieben
werden. Beispiel i Zu 3,785 1 Wasser werden 20 ccm 75%ige Orthophosphorsäure und
2o g Natriumchlorat hinzugefügt. Wendet man diese Lösung bei q.0° C an und spritzt
sie mit Hilfe einer mechanischen Spritzapparatur auf das zu überziehende Metall,
dann bildet die Lösung auf Eisen und Stahl in weniger als i Minute einen Überzug.
Besonders befriedigende Ergebnisse werden erhalten, wenn man der Lösung o,oo20/0
oder mehr Silber in Form von Silbersulfat oder o,oo2% Kupfer oder mehr in Form.
von Kupfersulfat oder o,oo20/0 oder mehr Mangan in Form von Mangansulfat oder Monomanganphosphat
zufügt. Beispiel 2 Wenn man die Konzentration der Phosphorsäure im Beispiel i auf
30 ccm erhöht, dann erhält man unter den dort angegebenen Bedingungen bessere
Ergebnisse. Bei einer Temperatur von 6o° C erhält man in i Minute mit 2o ccm Phosphorsäure
auf 5 g Kalium- und/oder Natriumchlorat gute Ergebnisse. Beispiel 3 Mit der im Beispiel
i beschriebenen Lösung erhält man auf einer Zinkoberfläche in i Minute einen Überzug.
Beispiel q. Eine Lösung wurde hergestellt aus 3,7851 Wasser, 2o ccm 750/0iger Phosphorsäure
und 8 ccm 30%igem Wasserstoffsuperoxyd. Mit dieser Lösung erhält man auf Eisen und
Stahl bei einer Behandlungsdauer von i Minute bei q.0° C einen festhaftenden Überzug.
Der Zusatz von i g Natriumarsenat zu dieser Lösung führt in i Minute zu einem blauschwarzen
Überzug. Beispiel 5 Eine Lösung, die in 3,785 1 Wasser 20 ccm. g5%ige Schwefelsäure
und 2o g Natriumchlorat enthält, liefert einen festhaftenden Oxydüberzug auf Eisen
und Stahl in i Minute, wenn sie bei q0° C unter Verwendung einer mechanischen Spritzmaschine
angewandt wird. Setzt man 5 g Aluminiumsulfat der Lösung zu, dann
erhält
man auf Eisen eine Schicht, die noch etwas korrosionsbeständiger ist.
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Beispiel 6 Eine Lösung, die aus 3,785 1 Wasser mit 2o ccm 95°/oiger
Schwefelsäure, 2o g Kaliumchlorat und 2,5 g Chromsulfat besteht, liefert auf Eisen
und Stahl in z Minute einen Oxydüberzug, wenn man die Lösung bei q.0° C mit Hilfe
einer mechanischen Spritzvorrichtung auf die Metalloberfläche aufbringt. Andere
Chromsalze können an Stelle des Chromsulfats im gleichen Verhältnis angewandt werden.
An Stelle des Chromsalzes können 18 g Monozinkphosphat, o,7 g Mo 03, 0,5 g basisches
Bleikarbonat oder 1,6 g Natriumarsenat verwendet werden. Beispiel 7 Eine Lösung
aus rooo ccm Wasser, 1o ccm 75°/oiger Phosphorsäure und 2 g Natriumbromat liefert
auf Eisen und Stahl in z Minute bei q.0° C einen gleichmäßigen Überzug, wenn das
Metall in die Lösung eingetaucht wird. Beispiel 8 Ein festhaftender Überzug wird
auf Eisen und Stahl gebildet, wenn auf diesen eine Lösung, die 2o ccm 5o°/oige Fluorwasserstoffsäure
und 2o g Natriumchlorat auf 3,785 1 Wasser enthält, bei q0° C aufgespritzt wird.
Beispiel 9 Eine Lösung, die 2o ccm 75°/oige Orthophosphorsäure und zo g Chinon in
3,785 1 Wasser enthält, liefert auf Eisen- und Stahloberflächen in z Minute befriedigende
Überzüge, wenn sie mit Hilfe einer mechanischen Spritzvorrichtung aufgebracht wird.
Beispiel zo Die Behandlung von Eisen- und Stahloberflächen in einer Lösung, die
30 g Essigsäure, 20 ccm 75°/oige Orthophosphorsäure und 20 g Natriumchlorat
pro 3785 1 Wasser enthält, führt in z Minute zu einem festhaftenden Oxydüberzug.
Beispiel zr Ein Stahlblech wurde 5 Minuten mit einer Lösung behandelt, die pro 3,785
1 Wasser 18 ccm Schwefelsäure und 18 g K Mn 04 enthielt. Auf der Oberfläche bildete
sich ein weicher, dunkelgrauer Überzug. Beispiel 12 Ein Stahlblech wurde 5 Minuten
in eine kochende Lösung getaucht, die 36 g Natriumchromat, 18 ccm Schwefelsäure
und 36 g Nickelsulfat pro 3,785 1 Wasser enthielt. Es entstand ein weicher, schwarzer
Überzug. Durch Zusatz von Natriumnitrat wird ein besser haftender Überzug erhalten.
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Lösungen, die als für die Behandlung von Eisen geeignet bezeichnet
sind, können auch zur Behandlung von Zink verwendet werden, obgleich einige Veränderungen
in der Zusammensetzung ratsam sind, weil Eisen und Zink verschieden mit den verschiedenen
Chemikalien reagieren. Einige Beispiele für die Behandlung von Zink werden im folgenden
angegeben.
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Beispiel 13
Ein dunklerer Überzug wird auf verzinktem Eisen
erhalten, wenn man es 3 Minuten bei 5o° C in eine Lösung taucht, die 2o g Natriumchlorat
und 40 ccm Schwefelsäure pro 3,785 1 Wasser und 0,05 °/o Ferrieisen enthält,
das als Sulfat eingeführt wird. Beispiel 1q. Ein dunkler Überzug wird auf verzinktem
Eisen erhalten, wenn man es 2 Minuten bei 5o' C in eine Lösung taucht, die 2o g
Natriumchlorat und 2o ccm Schwefelsäure pro 3,7851 Wasser sowie 0,04 °/o Nickel,
das als Karbonat eingeführt wurde, enthält. Beispiel 15 Einen dunklen Überzug erhält
man auf verzinktem Eisen, wenn man es bei 50° C in eine Lösung taucht, die 2o g
Natriumchlorat und 2o ccm Schwefelsäure pro 3,785 1 Wasser und o,o2 °/o Kobalt,
als Sulfat eingeführt, enthält. Die Behandlungszeit, Temperatur und Konzentration
der einzelnen Bestandteile, die erforderlich sind, hängen von der Art der Zinkoberfläche,
die behandelt werden soll, ab. Eine verzinkte Oberfläche, auf der glänzende Flitter
zu sehen sind, wird nicht so leicht mit einem Überzug versehen wie eine verhältnismäßig
glatte Oberfläche.
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Die vorstehend beschriebenen Beispiele sind nicht als streng zu befolgende
Formeln, sondern nur beispielsweise gegeben. Sowohl das Verhältnis der einzelnen
Bestandteile als auch die Bestandteile selbst können in weiten Grenzen variieren.
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Andere ätzende Säuren oder Gemische derselben können an Stelle der
in den vorstehenden Beispielen angegebenen verwendet werden. Es kann ratsam sein,
geringe Änderungen in den Mengenverhältnissen bei den verschiedenen Säuren zu wählen,
obgleich im allgemeinen verhältnismäßig breite Konzentrationsgebiete der Säure erlaubt
sind.
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Andere Oxydationsmittel einschließlich starke Oxydationsmittel, wie
Persulfat, bis zu schwachen Oxydationsmitteln, wie Sulfit, können angewandt werden.
Auch hier können Änderungen in den Mengenverhältnissen ratsam sein, je nach der
Art der angewendeten Oxydationsmittel. Aber es kann auch ein beträchtlicher Überschuß
an Oxydationsmitteln über die zur Herstellung des Überzuges notwendigen Mengen angewandt
werden, ohne Störungen im Ergebnis zu verursachen.