DE975008C

DE975008C - Verfahren zur Herstellung von Phosphatueberzuegen auf Zink und dessen Legierungen

Info

Publication number: DE975008C
Application number: DEA17356A
Authority: DE
Inventors: Leon Van
Original assignee: Amchem Products Inc
Current assignee: Henkel Corp
Priority date: 1952-08-06
Filing date: 1953-01-30
Publication date: 1961-08-03
Also published as: GB731882A

Description

AUSGEGEBENAM 3. AUGUST 1961

A 17356 VI148 d

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Verfahren zur Herstellung von Phosphatüberzügen vermittels Zinkphosphatlösungen auf Zink und dessen Legierungen.

Bekanntlich werden zur Herstellung von Phosphatüberzügen auf diesen Metallen vorzugsweise »im Gleichgewicht befindliche« Lösungen von primärem Zinkphosphat verwendet. Gemäß der Erfindung erhält man Überzüge von größerer Gleichmäßigkeit sowohl bezüglich der Dicke der Phosphatschicht bzw. des Gewichtes pro Flächeneinheit als auch bezüglich der Farbe und des Korrosionsschutzes; ein weiterer Vorteil ist eine wesentliche Verminderung der Schlammbildung. Auch bleiben die Zinkphosphatlösungen leichter und über längere Zeiträume ohne die Notwendigkeit von Adjustierungen im Gleichgewicht, so daß der Betrieb der Phosphatierung mit solchen Lösungen vereinfacht und die Schwankungen sowohl der Behandlungslösung als der erzielten Überzüge erheblich vermindert werden. so

Besonders geeignet für das Verfahren der Erfindung sind an sich bekannte Zinkphosphatlösungen, die Oxydationsmittel, wie Nitrate, Chlorate od. dgl., und gegebenenfalls neben Zink auch noch Nickel und/oder Kobalt in Lösung enthalten; solche Lösungen sind as ζ. B. in der USA.-Patentschrift 2 121 574 beschrieben.

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Es wurde gefunden, daß der Zusatz verhältnismäßig geringer Mengen von Glykolsäure oder Milchsäure bzw. ihrer löslichen Salze solche bekannten Zinkphosphatlösungen sehr wesentlich verbessert und die oben beschriebenen Vorteile zu erhalten erlaubt. Es ist bereits vorgeschlagen worden, Phosphatierlösungen organische Sulfosäuren zwecks besserer Benetzung, Oxalsäure zwecks Abschwächung der Beizwirkung und Weinsäure zur Verminderung der

ίο Schlammbildung zuzusetzen. Jedoch haben diese organischen Säuren nicht die Wirkung der Glykolsäure oder Milchsäure, eine größere Gleichmäßigkeit der Phosphatschicht und ein leichteres und sparsameres Arbeiten der Phosphatlösungen zu bewirken.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Eine an sich bekannte und für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Phosphatlösung hat folgende Zusammensetzung:

ZnO 183,5 g

NiCO₃ 30 g

Phosphorsäure (75 °/₀) 750 g

HNO₃ (1,355) 66 g

Wasser ad 11

Dieses Konzentrat wird mit 30 bis 40 Teilen Wasser

verdünnt, um eine Arbeitslösung zu erhalten, die zweckmäßig bei etwa 50 bis 60° C verwendet wird.

Der so erhaltenen gebrauchsfertigen Lösung werden etwa 10 g/l Milchsäure oder Glykolsäure zugefügt, vorzugsweise kurz vor der Benutzung der Lösung. Die so erhaltene Lösung eignet sich hervorragend zum Phosphatieren von verzinktem Eisenblech, das üblicherweise bei der Phosphatierung besonders große Schwierigkeiten bietet, da die Phosphatschicht dazu neigt, auf der Oberseite eine andere Stärke, Farbe und Erscheinung zu haben als auf der Unterseite, vielleicht deshalb, weil der elektrolytische Zinküberzug meist getrennt auf jede Seite des Bleches aufgebracht wird.

Das in bekannter und üblicher Weise gut vorgereinigte verzinkte Blech wird noch naß von der letzten Spülung oder auch nach dem Trocknen mit der Lösung behandelt, wozu nach dem Spritzverfahren oft nur 30 Sekunden benötigt werden, um eine genügend starke, kristalline Zinkphosphatschicht zu bilden. Das Blech wird dann, wie üblich, gewaschen und — gegebenenfalls nach einer Nachspülung mit Chromsäure und/oder Phosphorsäure — getrocknet und mit dem Färb- oder Lackanstrich versehen.

Auf den Blechen hat sich, vor dem Aufbringen der Farbe, beiderseits eine ausgezeichnet gleichmäßig dunkelgraue Phosphatschicht gebildet.

Bekanntlich sind manche Arten von Zinklegierungen schwerer zu phosphatieren als andere. Beispielsweise ist es bei den meisten Zinkgußstücken zweckmäßig, zwecks Beschleunigung der Phosphatierung mit etwas heißeren Lösungen zu arbeiten oder eine Lösung nach dem folgenden Beispiel zu verwenden.

Beispiel 2

ZnO 140 g

Phosphorsäure (75 °/₀) 560 g

NaClO₃ '. 144 g

NiCO₃ (45°/oNi) 28,8g

Wasser ad 11

Dieses Konzentrat wird mit etwa der 25fachen Menge Wasser verdünnt, um eine Arbeitslösung zu erhalten, der vor Gebrauch etwa 10 g/l Milchsäure oder Glykolsäure zugesetzt werden. Zur Phosphatierung von Zink soll die Lösung etwa ein pn von etwa 2,6 haben; sollte durch den Zusatz der genannten organischen Säure der pH-Wert zu sehr erniedrigt werden, so wird er durch Zusatz von Alkali auf diesen Wert eingestellt, oder es wird statt der Milchoder Glykolsäure deren Natriumsalz oder Zinksalz usw. verwendet.

Beispiel 3

ZnO 116 g

HNO (56,5%) 113,5 g

H₃PO₄ (75°/o) 378 g

NiCO₃ (45% Ni) 8,75 g

Eisenfeile 0,96 g

Wasser ad. 11

Dieses Konzentrat wird mit 40 bis 60 Teilen Wasser verdünnt, um eine Arbeitslösung zu erhalten.

Mit dieser Lösung wurden betriebsmäßig folgende Vergleichsversuche gemacht. Die Lösung wurde ohne den erfindungsgemäßen Zusatz in kontinuierlicher Produktion 24 Stunden im Spritzverfahren verwendet, nach welcher Zeit 625 1 Konzentrat zugefügt werden mußten, um die Lösung in guter gleicher Arbeitsleistung zu erhalten.

Weitere 24 Stunden wurde mit der gleichen Lösung gearbeitet, der aber erfindungsgemäß 10 g/l Milchsäure (bzw. milchsaures Natrium) zugesetzt wurden. Es wurde gefunden, daß nach 24stündigem Arbeiten nur 3971 Konzentrat zugefügt zu werden brauchten, um die Lösung in guter gleicher Arbeitsleistung zu erhalten, so daß etwa ein Drittel an Konzentrat gespart werden konnte. Dabei waren die erhaltenen Phosphatüberzüge einwandfrei.

Es wird oft schon eine wesentliche Verbesserung mit einem Zusatz von nur 0,5 g/l Milch- oder Glykolsäure, die auch in Form ihrer wasserlöslichen Salze verwendet werden können, erhalten. Im allgemeinen empfiehlt sich aber ein Zusatz von etwa 5 bis 10 g/l. In keinem Falle hat es sich als nötig erwiesen, mehr als 20 g/l zuzusetzen. Je höher der Zusatz zu der Phosphatlösung ist, um so dunkler wird, bis zu einer gewissen Grenze, die Farbe der Phosphatschicht. Es ist leicht, in einem Vorversuch festzustellen, welche Menge Milchsäure unter bestimmten gegebenen Verhältnissen (Art der Metalloberfläche und der Phos-

phatlösung) nötig ist, um den dunkelsten Farbton zu erhalten; dies ist dann die optimale Menge, aus der leicht die betriebsmäßig zuzusetzende Menge an Milchsäure verschiedener Reinheitsgrade oder an Glykolsäure oder den Salzen derselben zu berechnen ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zur Erzeugung von Phosphatüberzügen auf Zink und dessen Legierungen vermittels Zinkphosphatlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß diesen Lösungen Milchsäure oder Glykolsäure oder deren lösliche Salze, vorzugsweise in Mengen von 5 bis 20 g/l zugefügt werden und die Behandlung bei einem pn-Wert von etwa 2,6 bis zur Bildung einer genügend starken kristallinen Zinkphosphatschicht durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Oxydationsmittel, wie Nitrate, Chlorate u. dgl., und/oder Schwermetallsalze, wie Nickel, Kobalt u. dgl., als Beschleuniger zugefügt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 272 451, 642191, 643869, 676029, 707865, 805343;
USA.-Patentschrift Nr. 2 077 450.

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