EP0285535A1 - Procédé de traitement chimique de surface d'un produit alumineux en vue de sa phosphatation - Google Patents

Procédé de traitement chimique de surface d'un produit alumineux en vue de sa phosphatation Download PDF

Info

Publication number
EP0285535A1
EP0285535A1 EP88440022A EP88440022A EP0285535A1 EP 0285535 A1 EP0285535 A1 EP 0285535A1 EP 88440022 A EP88440022 A EP 88440022A EP 88440022 A EP88440022 A EP 88440022A EP 0285535 A1 EP0285535 A1 EP 0285535A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
zinc
bath
solution
phosphating
aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP88440022A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Claude Charbonnier
Alain Roche
Maurice Roman
Jamine Lenoir
Eric Sahakian
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Original Assignee
Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID filed Critical Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Publication of EP0285535A1 publication Critical patent/EP0285535A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated

Definitions

  • the present invention relates to the chemical surface treatment of a metallurgical product made of aluminum alloy, or even of technically pure aluminum. More particularly, the invention relates to such products forming a coating on a substrate which, most often, is a steel sheet.
  • these aluminous compounds have on the surface a thin film of oxide of these metals, and particularly of alumina, which forms naturally.
  • the presence of these oxides on the surface disrupts the subsequent surface treatment operations to which the sheet may be subjected, and in particular the phosphating operation.
  • French patent application 2,567,158 describes a process for preparing a hot-dip galvanized steel product by soaking in a bath containing zinc or a Zn-Al alloy, and intended to be phosphated.
  • This process consists in forming on the product an electrolytic deposit of a metal chosen from a determined group of metals, this metal possibly, in particular, being zinc.
  • the zinc layer thus deposited on the oxide film formed on the surface of the coating, ensures better adhesion of the phosphate layer deposited later.
  • the process of electrolytic deposition in an acid medium has the disadvantage, on the industrial level, of requiring a modification of the whole of the usual phosphating chain, due to the introduction of a treatment. additional involving the use of an electrolytic tank, and its power supply.
  • the electrolytic deposition is preceded by an electrolytic pickling bath (electrochemical polishing) necessary to remove the layer of oxides formed on the surface without polluting the zinc deposition bath. It is easily understood that, because of the two electrolytic baths, this process is particularly greedy in electrical energy, which represents a big disadvantage from the economic point of view.
  • patent application GB 2 152 955 also relates to a process for treating sheets coated with a zinc-aluminum alloy in order to facilitate a subsequent phosphating operation.
  • the sheet is treated in an alkaline solution intended to strip the aluminum existing on the surface.
  • the coating of the treated sheets is relatively poor in aluminum (less than 10%).
  • the solution used contains ions of at least one of the following metals: nickel, iron, cobalt, manganese. These metals can deposit on the surface of the coating and, although they are likely to facilitate subsequent phosphating, they form with the zinc of the coating, a heterogeneous surface layer. Within this layer can be created electrochemical phenomena (phenomena of batteries between different metals) leading to a subsequent degradation of it.
  • the present invention aims to facilitate the phosphating of an aluminous coating, and more particularly of a coating with a high aluminum content, while avoiding the phenomena described above.
  • Another object is to improve the bonding and the behavior of the layer of phosphates deposited subsequently during phosphating.
  • Yet another object is to provide pretreatment before phosphating at a reduced cost.
  • the object of the invention is to produce on the coating intended to be phosphated, a deposit of metal other than aluminum and in particular zinc, having properties for bonding phosphates, this deposit being sufficient to ensure a good adhesion of the phosphate layer deposited later.
  • the present invention relates to a process for the surface treatment of an aluminous product intended to be subjected to a phosphating operation, process during which said product is covered with a layer of metal other than the aluminum, and having phosphate bonding properties, and characterized in that to produce this layer of metal, an etching treatment of said product is carried out by means of a strongly alkaline solution containing said metal in solution.
  • the alkaline solution has a pH greater than 11, and preferably at least equal to 12.5 /
  • the alkaline solution is a caustic soda lye which contains at least five moles of NaOH per liter of water.
  • the treatment is carried out at a temperature of approximately 10 to 65 ° C., and preferably at ambient temperature (ie of the order of 15 to 20 ° C.).
  • the treatment is carried out for a time sufficient to obtain a deposit of metal in the form of a substantially continuous layer, the latter preferably having a thickness of approximately 1 ⁇ m.
  • the invention also relates to the application of the method described above to the phosphating of coated sheets by dipping in a bath of molten metal comprising a high proportion of aluminum.
  • a possible first degreasing of the sheet with solvents it is passed, in accordance with said process, into a strongly alkaline degreasing bath containing the metal in solution and maintained at ambient temperature, then it is passed through a cold rinsing bath, followed by a refining bath containing titanium or nickel, then in the phosphating bath.
  • a decisive advantage of the method according to the invention is that it consumes no electrical energy, which makes it economically particularly advantageous.
  • no significant modification is necessary to adapt a conventional phosphating chain to the process, since only the composition of the alkaline degreasing bath is modified.
  • the inventors discovered, during a study on the influence of surface treatments of galvanized coatings on the adhesion of paints, that, while the problems of phosphating of sheets coated with Zn-Al alloys high proportion of Al were well known, there was no need to resort, to solve these problems, expensive methods of electrolytic deposition of zinc.
  • the inventors have in fact discovered that, unlike the electrolytic deposition of zinc in an acid bath, the deposition of zinc can be carried out by simple passage of the coated sheet metal to be phosphated in a strongly basic pickling bath containing zinc in solution.
  • the results of the tests carried out have shown that the deposition rate and the thickness of the zinc layer thus formed essentially depend on the NaOH concentration of the alkaline bath, the deposition being facilitated when the pH of the bath is high.
  • the tests carried out also made it possible to show that the zinc concentration of the bath influences the characteristics of the deposit: an increase in the quantity of zinc in solution promotes the deposit, and makes it possible to compensate, to a certain extent, for the effects of a possible reduction in the pH of the bath.
  • the deposited zinc layer may not be absolutely continuous, that is to say that if slight imperfections of this layer appear, they will not disturb the germination of the phosphates, during the phosphating operation, these- these are inserted into any imperfections in the zinc layer. This tolerance should not, of course, be extended, otherwise the anti-corrosion properties of the product may deteriorate rapidly.
  • the inventors have tried to understand and explain the surprising effect of the deposition of zinc in solution in an alkaline pickling bath on a Zn-Al substrate.
  • the alkaline pickling bath also called degreasing
  • the alkaline pickling bath insofar as its pH is sufficiently high, chemically attacks the substantially continuous surface layer of alumina present on the surface of the Al-Zn alloy, thus as the immediately underlying layer of zinc and aluminum oxides, until the substrate surface is completely deoxidized.
  • Metallic zinc and aluminum then appear, which form with pickled zinc and aluminum in solution in ionic form, two red-ox couples. Due to the differences in respective potentials of these two pairs, the zinc in solution has a strong tendency to redeposit on the substrate and in particular on the aluminum visible on its surface, thus quickly forming a continuous layer of zinc.
  • the dissolved aluminum remains in solution or can be complexed and deposited in the form of sludge at the bottom of the bath.
  • the method according to the present invention uses the pickling of surface aluminum with an alkaline solution notably revealed by the document GB 2 152 955 already cited, it differs greatly in principle. It is important to remember beforehand that, at high concentrations of alkaline agent, the pH of a solution is not representative of said concentration. In addition, it is likely to vary greatly during treatments such as those considered here, this being due in particular to the reactions occurring in the solution during the treatment and also to carbonation, resulting from contact of the solution with the ambient medium and the carbon oxides it contains.
  • the inventors have been able to establish that, at the concentrations referred to in document GB 2 152 955 (1 to 60 g of sodium hydroxide per liter), the solution used for pickling the coating would see its pH drop rapidly during treatment, greatly reducing this does the pickling efficiency. These concentrations may however prove to be sufficient to surface-pickle the surface alumina and allow the deposition on the remaining alumina of metals, such as Ni, Cr, Mn, contained in the solution in ionic form.
  • a primary advantage of this process is to provide a surface layer containing only zinc, which avoids the problems of dissolution caused by the electrochemical phenomena described in the first part of this thesis.
  • the method according to the invention makes it possible to dispense with the operations of protecting a front face galvanizing, or eliminating by scraping the layer deposited during the galvanizing, operations which were necessary to produce the sheets. galvanized on one side, which are used in this field of activity.
  • a phosphating process including the surface treatment method comprises the following steps: - the sheet goes into a degreasing bath of the solvent type to remove most of the surface oils or greases; - then, after a rinsing bath, the sheet passes into an alkaline pickling bath (commonly called "degreasing" bath, this bath being strongly basic, with a pH greater than 12, such as, for example, a sodium hydroxide solution 400 g of NaOH per liter of water.
  • This bath contains an aqueous solution of zinc introduced in the form of zinc powder or zinc oxide, at the rate of a few grams per liter.
  • the process described above is not limitative of the invention, and numerous variants can be applied without departing from the field covered by the invention.
  • the invention can be applied to all products or coatings comprising an alloy of zinc and aluminum, from low Al percentages of the order of 5%, up to practically 100%, i.e. pure aluminum. It is obvious, however, that the main interest of the method is revealed for alloys comprising a high proportion of aluminum, greater than about 50%.
  • the characteristics of the alkaline bath used can also vary within the limit where it remains strongly alkaline.

Abstract

Ce procédé de traitement de surfaces de produits revêtus par trempage dans un bain de zinc et d'aluminium fondus, et destinés à être phosphatés, se caractérise par une opération, préalable à la phosphatation, de décapage par une solution fortement alcaline de pH élevé et contenant du zinc en solution. Le procédé s'applique principalement aux produits dont le revêtement présente une proportion élevée en aluminium, particulièrement pour les tôles galvanisées, dont il facilite la phosphatation. Application au domaine des tôles de la construction automobile.

Description

  • La présente invention a trait au traitement chimique de surface d'un produit métallurgique en alliage d'aluminium, ou même en aluminium techniquement pur. Plus particulièrement, l'invention concerne de tels produits formant un revêtement sur un substrat qui, le plus souvent, est une tôle d'acier.
  • On sait en effet que le marché actuel, celui de l'auto­mobile notamment, est très captif de ce genre de tôles d'acier revêtues sur au moins une face, généralement dénommées "galvani­sées", et ceci en raison surtout de leur propriété de résistance à la corrosion, qui autorise leur mise en usage de l'état. Il arrive aussi que l'on veuille les peindre, auquel cas un traitement préalable de phosphatation s'avère nécessaire pour assurer une bonne adhérence de la peinture.
  • Bien que l'invention puisse s'appliquer généralement aux produits monolithiques, tels que des tôles en aluminium, on ne considèrera, par la suite, pour la clarté de l'exposé, que le cas, d'ailleurs sans doute le plus fréquent, de tôles d'acier revêtues par une couche d'un composé du type "zinc-­aluminium".
  • On sait que ces composés alumineux comportent en surface une mince pellicule d'oxyde de ces métaux, et particulièrement d'alumine, qui se forme naturellement. La présence de ces oxydes en surface perturbe les opérations ultérieures de traitement de surface auxquelles la tôle peut être soumise, et notamment l'opération de phosphatation.
  • On a, en particulier, constaté qu'il était difficile d'obtenir une phosphatation correcte, et même parfois que la phosphatation était impossible, lorsque la teneur en aluminium du revêtement était importante.
  • Par exemple, on a pu constater que de la tôle d'acier revêtue d'un alliage Zn-Al à 5 % d'aluminium ne pouvait être correctement phosphatée que si des ions fluorures étaient ajou­tés au bain de phosphatation (demande de brevet français n° 2 575 188).
  • Dans le cas d'un revêtement zinc-aluminium à plus forte teneur en aluminium, de l'ordre de 55 % et au-delà par exemple, la phosphatation ne se réalisait pas du tout dans un bain exempt de fluor, et dans un bain qui en contenait, la couche de phos­phate formée sur le revêtement riche en aluminium était très hétérogène et poreuse.
  • La demande de brevet français 2 567 158 décrit un procédé de préparation d'un produit en acier galvanisé à chaud par trempage dans un bain contenant du zinc ou un alliage Zn-Al, et destiné à être phosphaté. Ce procédé consiste à former sur le produit un dépôt électrolytique d'un métal choisi parmi un groupe déterminé de métaux, ce métal pouvant, en particulier, être du zinc. Selon ce document, la couche de zinc ainsi déposée sur la pellicule d'oxydes formée à la surface du revêtement, permet d'assurer un meilleur accrochage de la couche de phos­phates déposée ultérieurement.
  • Le procédé de dépôt électrolytique en milieu acide, décrit ci-dessus, présente cependant l'inconvénient, sur le plan indus­triel, de nécessiter une modification de l'ensemble de la chaîne de phosphatation habituelle, du fait de l'introduction d'un traitement supplémentaire impliquant l'utilisation d'une cuve électrolytique, et de son alimentation électrique.
  • Plus encore, ainsi que le document précité l'indique, le dépôt électrolytique est précédé d'un bain de décapage élec­trolytique (polissage électrochimique) nécessaire pour enlever la couche d'oxydes formée en surface sans polluer le bain de dépôt de zinc. On comprend facilement que, du fait des deux bains électrolytiques, ce procédé est particulièrement gourmand en énergie électrique, ce qui représente un gros inconvénient du point de vue économique.
  • Un autre document, la demande de brevet GB 2 152 955, relate également un procédé de traitement de tôles revêtues d'un alliage zinc-aluminium en vue de faciliter une opération de phosphatation ultérieure. Selon ce procédé, la tôle est traitée dans une solution alcaline destinée à décaper l'alumi­nium existant en surface. Toutefois, ainsi que les exemples décrits le révèlent, le revêtement des tôles traitées est rela­tivement pauvre en aluminium (moins de 10 %).
  • De plus, la solution utilisée contient des ions d'au moins un des métaux suivants : nickel, fer, cobalt, manganèse. Ces métaux peuvent se déposer à la surface du revêtement et, bien qu'étant susceptibles de faciliter la phosphatation ulté­rieure, ils forment avec le zinc du revêtement, une couche superficielle hétérogène. Au sein de cette couche peuvent se créer des phénomènes électrochimiques (phénomènes de piles entre métaux différents) conduisant à une dégradation ultérieure de celle-ci.
  • La présente invention a pour but de faciliter la phospha­tation d'un revêtement alumineux, et plus particulièrement d'un revêtement à forte teneur en aluminium, tout en évitant les phénomènes décrits ci-dessus.
  • Un autre but est d'améliorer l'accrochage et la tenue de la couche de phosphates déposée ultérieurement lors de la phosphatation.
  • Un autre but encore est d'assurer le prétraitement avant phosphatation à un coût réduit.
  • Plus précisément, le but de l'invention est de réaliser sur le revêtement destiné à être phosphaté, un dépôt de métal autre que l'aluminium et notamment du zinc, ayant des propriétés d'accrochage des phosphates, ce dépôt étant suffisant pour assurer un bon accrochage de la couche de phosphate déposée ultérieurement.
  • Avec ces buts en vue, la présente invention a pour objet un procédé de traitement de surface d'un produit alumineux destiné à être soumis à une opération de phosphatation, procédé au cours duquel on recouvre ledit produit par une couche de métal autre que l'aluminium, et possédant des propriétés d'accro­chage des phosphates, et caractérisé en ce que pour réaliser cette couche de métal, on effectue un traitement de décapage dudit produit au moyen d'une solution fortement alcaline conte­nant ledit métal en solution.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, la solution alcaline présente un pH supérieur à 11, et de préfé­rence au moins égal à 12,5/
  • Selon une autre caractéristique, la solution alcaline est une lessive de soude caustique qui contient au moins cinq moles de NaOH par litre d'eau.
  • Selon une caractéristique additionnelle, le traitement est réalisé à une température de 10 à 65°C environ, et de préfé­rence à la température ambiante (soit de l'ordre de 15 à 20°C).
  • Selon une autre caractéristique encore, le traitement est réalisé pendant un temps suffisant pour obtenir un dépôt de métal sous forme d'une couche sensiblement continue, celle-ci ayant de préférence une épaisseur d'environ 1 µm.
  • L'invention a aussi pour objet l'application du procédé décrit ci-dessus à la phosphatation des tôles revêtues par trempage dans un bain de métal fondu comportant une forte pro­portion d'aluminium. Dans ce cas, après un éventuel premier dégraissage de la tôle par des solvants, on la fait passer, conformément audit procédé, dans un bain de dégraissage forte­ment alcalin contenant le métal en solution et maintenu à la température ambiante, puis on la fait passer dans un bain de rinçage froid, suivi d'un bain d'affinage contenant du titane ou du nickel, puis dans le bain de phosphatation.
  • Ainsi qu'on l'aura sans doute compris, un avantage déter­minant du procédé selon l'invention est de ne consommer aucune énergie électrique, ce qui le rend économiquement particulière­ment intéressant. De plus, aucune modification importante n'est nécessaire pour adapter une chaîne de phosphatation convention­nelle au procédé, puisque seule la composition du bain de dé­graissage alcalin est modifiée.
  • En effet, les inventeurs ont découvert, au cours d'une étude sur l'influence des traitements de surface des revêtements galvanisés sur l'adhérence des peintures, que, alors que les problèmes de phosphatation des tôles revêtues par des alliages Zn-Al à forte proportion en Al étaient bien connus, il n'était nullement besoin de recourir, pour résoudre ces problèmes, aux procédés coûteux de dépôt électrolytique de zinc. Les inven­teurs ont en effet découvert que, contrairement au dépôt électro­lytique de zinc en bain acide, le dépôt de zinc peut être réalisé par simple passage de la tôle revêtue à phosphater dans un bain de décapage fortement basique contenant du zinc en solution.
  • Les résultats des essais réalisés ont montré que la vi­tesse de dépôt et l'épaisseur de la couche de zinc ainsi formée dépendaient essentiellement de la concentration en NaOH du bain alcalin, le dépôt étant facilité lorsque le pH du bain est élevé. Les essais réalisés ont aussi permis de montrer que la concentration du bain en zinc influe sur les caractéris­tiques du dépôt : une augmentation de la quantité de zinc en solution favorise le dépôt, et permet de compenser, dans une certaine mesure, les effets d'une éventuelle diminution du pH du bain.
  • Il doit bien entendu être compris, comme l'explique d'ail­leurs en détails le document FR 2 567 158 précité, que le résul­tat visé par l'invention peut être atteint grâce à un dépôt superficiel de zinc métal sur le revêtement de la tôle, ce zinc métallique permettant d'assurer l'accrochage de la couche de phosphates, qui sont eux-mêmes généralement des phosphates de zinc. L'attention doit cependant être portée sur le fait que la phosphatation a lieu en milieu acide (ce qui aurait naturellement tendance à éliminer le dépôt de zinc), et que pour éviter une attaque trop prononcée dudit dépôt conduisant à la mise à nu de l'aluminium sous-jacent, le dépôt de zinc doit avoir une épaisseur suffisante. Par ailleurs, le dépôt ne doit pas non plus être trop épais, le zinc déposé ayant alors tendance à être pulvérulent, ce qui nuirait à l'adhérence de la couche de phosphatation. En tenant compte de quelques irrégularités dues à la présence des deux métaux : zinc et aluminium, en sous-couche, on peut considérer comme optimum une épaisseur moyenne de l'ordre de 1 µm.
  • On peut également admettre que la couche de zinc déposée puisse ne pas être absolument continue, c'est à dire que si de minimes imperfections de cette couche apparaissent, elles ne perturberont pas la germination des phosphates, pendant l'opération de phosphatation, ceux-ci venant s'insérer dans les éventuelles imperfections de la couche de zinc. Cette tolérance ne doit, bien entendu, pas être étendue sous risque de voir les propriétés d'anticorrosion du produit se détériorer rapidement.
  • Les inventeurs ont essayé de comprendre et d'expliquer l'effet surprenant du dépôt de zinc en solution dans un bain de décapage alcalin sur un substrat Zn-Al.
  • L'hypothèse formulée est que le bain de décapage (appelé aussi dégraissage) alcalin, dans la mesure où son pH est suffi­samment élevé, attaque chimiquement la couche superficielle sensiblement continue d'alumine présente à la surface de l'al­liage Al-Zn, ainsi que la couche immédiatement sous-jacente d'oxydes de zinc et d'aluminium, jusqu'à ce que la surface du substrat soit totalement désoxydée. Apparaissent alors du zinc et de l'aluminium métalliques qui forment avec le zinc et l'aluminium décapés en solution sous forme ionique, deux couples red-ox. Du fait des différences de potentiels respectifs de ces deux couples, le zinc en solution a fortement tendance à se redéposer sur le substrat et en particulier sur l'aluminium apparent à sa surface, formant ainsi rapidement une couche continue de zinc. L'aluminium dissous reste en solution ou peut être complexé et se déposer sous forme de boues au fond du bain.
  • On pourrait penser que la quantité de zinc dissous par attaque basique de son oxyde soit suffisante pour reformer la couche superficielle en se redéposant sur le substrat. En fait, ainsi que cela a déjà été indiqué auparavant, l'addition de zinc à la solution de base du bain de décapage facilite et accélère le dépôt et compense les effets d'une éventuelle diminution du pH.
  • Une étude plus approfondie des réactions chimiques au cours du dépôt serait cependant nécessaire pour élucider tota­lement les phénomènes observés.
  • On notera que, bien que le procédé selon la présente invention utilise le décapage de l'aluminium de surface par une solution alcaline notamment révélé par le document GB 2 152 955 déjà cité, il en diffère fortement dans son principe. Il est important de rappeler au préalable que, à de fortes concentrations en agent alcalin, le pH d'une solution n'est pas représentatif de ladite concentration. De plus, il est susceptible de varier fortement lors de traitements tels que ceux considérés ici, ceci étant dû notamment aux réactions se produisant dans la solution lors du traitement et aussi à la carbonatation, résultant du contact de la solution avec le milieu ambiant et les oxydes de carbone qu'il contient.
  • Les inventeurs ont pu établir que, aux concentrations visées dans le document GB 2 152 955 (1 à 60 g de soude par litre), la solution utilisée pour le décapage du revêtement verrait son pH chuter rapidement en cours de traitement, rédui­sant fortement de ce fait l'efficacité du décapage. Ces concen­trations peuvent toutefois s'avérer suffisantes pour décaper superficiellement l'alumine de surface et permettre le dépôt sur l'alumine restante des métaux, tels que Ni, Cr, Mn, contenus dans la solution sous forme ionique.
  • Par contre, la présence d'alumine résiduelle après un décapage partiel interdirait le dépôt de zinc sur celle-ci. Les inventeurs ont en fait découvert qu'il est possible, grâce à une solution ayant une très forte concentration en agent alcalin (normalité au moins égale à 5), de décaper le revêtement jusqu'à supprimer l'alumine et ne laisser subsister, outre le zinc du revêtement, que l'aluminium métallique, ce qui n'était pas réalisable par les méthodes antérieures précités. Ceci autorise alors le dépôt du zinc se trouvant en solution (zinc apporté sous forme de sel ou zinc dissous suite au décapage du revêtement). On pourra notamment utiliser une solution con­tenant au moins 200 g de NaOH par litre.
  • Un avantage primordial de ce procédé est de fournir une couche superficielle contenant uniquement du zinc, ce qui évite les problèmes de dissolution provoqués parles phénomènes électro­chimiques relatés dans la première partie de ce mémoire.
  • On va maintenant décrire plus précisément, à titre d'exemple, le processus de phosphatation d'une tôle, du type "Galvalume" R, revêtue par immersion à chaude de la tôle d'acier dans un bain d'alliage Zn-Al à 55 % d'Al et 1,6 % Si. Ainsi que précisé ci-dessus, ce revêtement, à forte proportion en aluminium, présente des difficultés de traitement de surface. Or, ce produit, dont les applications principales actuelles sont dans le domaine du bâtiment, et, en mesure moindre, dans celui de la construction automobile, pourrait voir son utilisa­tion s'accroître notablement dans ces secteurs d'activité en tant que matériau d'aspect, à condition de pouvoir être phos­phaté correctement pour garantir une bonne adhérence des pein­tures et laques de finition.
  • On notera en particulier que le procédé selon l'invention permet de s'affranchir des opérations de protection d'une face avant galvanisation, ou d'élimination par grattage de la couche déposée lors de la galvanisation, opérations qui étaient néces­saires pour réaliser les tôles galvanisées sur une seule face, qui sont utilisées dans ce domaine d'activités.
  • A cette fin, un processus de phosphatation incluant le procédé de traitement de surface selon l'invention comporte les étapes suivantes :
        - la tôle passe dans un bain de dégraissage du type à solvants pour éliminer la majeure partie des huiles ou graisses de surface ;
        - ensuite, après un bain de rinçage, la tôle passe dans un bain de décapage alcalin (appelé couramment bain de "dégrais­sage", ce bain étant fortement basique, de pH supérieur à 12, tel que, par exemple, une lessive de soude à 400 g de NaOH par litre d'eau. Ce bain comporte en solution aqueuse du zinc introduit sous forme de poudre de zinc ou d'oxyde de zinc, à raison de quelques grammes par litre. Contrairement à la pratique habituelle, on évitera d'agiter le bain par injection d'air, celui-ci favorisant la carbonatation du bain et donc la diminution de son pH. On préfèrera une agitation mécanique, par exemple. Pour la même raison, on évitera autant que possible la mise à l'air libre du bain, de même qu'on s'efforcera de minimiser le taux de carbonates dans l'eau du bain. De même, on pourra préférer choisir une température de bain faible, ce qui évitera ainsi une carbonatation du bain et la diminution de pH concomittante. La durée du traitement dans le bain alcalin influant sur l'épaisseur de la couche de zinc déposée, le traite­ment sera réalisé pendant un temps suffisant pour obtenir le dépôt d'une couche sensiblement continue. Dans le cas d'un bain fortement basique (400 g de soude caustique par litre d'eau), ce temps pourra par exemple être d'environ 45 s;
        - la tôle est ensuite rincée à froid dans de l'eau ;
        - puis elle passe dans un bain de conditionnement de surface, appelé bain d'affinage, contenant du titane ou du nickel en solution, destiné à faciliter la germination ultérieure des phosphates ;
         et enfin, elle passe dans un bain de phosphatation, puis les différents bains de rinçage à l'eau, rinçage chromique, étuvage, etc.
  • Bien évidemment, le processus décrit ci-dessus n'est pas limitatif de l'invention, et de nombreuses variantes peuvent être appliquées sans sortir du domaine couvert par l'invention. En particulier, l'invention peut s'appliquer à tous les produits ou revêtements comportant un allliage de zinc et d'aluminium, à partir de faibles pourcentages en Al de l'ordre de 5 %, jusqu'à pratiquement 100 %, soit de l'aluminium pur. Il est bien évident cependant que l'intérêt principal de la méthode se révèle pour des alliages comportant une forte proportion d'aluminium, supé­rieure à environ 50 %.
  • Les caractéristiques du bain alcalin utilisé peuvent également varier dans la limite où celui-ci reste fortement alcalin. On peut, par exemple, envisager de ne pas utiliser de bain de dégraissage en amont du bain alcalin, ou d'intro­duire dans celui-ci des tensioactifs non ioniques, cette solution pouvant cependant présenter le risque d'une pollution rapide de bain de dégraissage (ou décapage) alcalin.
  • Bien que le traitement à basse température, proche de l'ambiante, présente des avantages quant au maintien d'un pH élevé, en évitant la carbonatation du bain, on pourra néanmoins augmenter la température jusqu'à environ 60 ou 65°C sans risque de carbonation rédhibitoire.

Claims (10)

1) Procédé de traitement chimique de surface d'un produit alumineux en vue de sa phosphatation, notamment d'un produit formant un revêtement sur une tôle d'acier, procédé au cours duquel on recouvre ledit produit par une couche de métal, autre que l'aluminium, ayant des propriétés d'accrochage des phos­phates, caractérisé en ce que, pour réaliser ladite couche de métal, on effectue un traitement de décapage dudit produit au moyen d'une solution fortement alcaline contenant ledit métal en solution.
2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution alcaline est de normalité au moins égale à 5.
3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la solution alcaline est une solution aqueuse de soude.
4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le métal de recouvrement est du zinc.
5) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement est réalisé à une température de 10 à 65°C environ.
6) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le zinc est introduit dans la solution sous forme de poudre de zinc ou d'oxyde de zinc.
7) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement est réalisé pendant un temps suffisant pour obtenir un dépôt de zinc sous forme d'une couche sensiblement continue.
8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la couche de zinc déposée a une épaisseur d'environ 1 µm.
9) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution alcaline contient des tensioactifs non ioniques.
10) Application du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes à la phosphatation des tôles revêtues par trempage dans un bain de métal fondu comportant une forte proportion d'aluminium, caractérisé en ce que, après un éventuel dégraissage par des solvants, on fait passer la tôle dans un bain de dégraissage fortement alcalin contenant du zinc en solution et maintenu à la température ambiante, puis on la fait passer dans un bain d'affinage contenant du titane ou du nickel, puis dans le bain de phosphatation.
EP88440022A 1987-03-27 1988-03-21 Procédé de traitement chimique de surface d'un produit alumineux en vue de sa phosphatation Withdrawn EP0285535A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8704583A FR2612947A1 (fr) 1987-03-27 1987-03-27 Procede de tra itement chimique de surface d'un produit alumineux en vue de sa phosphatation
FR8704583 1987-03-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0285535A1 true EP0285535A1 (fr) 1988-10-05

Family

ID=9349679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP88440022A Withdrawn EP0285535A1 (fr) 1987-03-27 1988-03-21 Procédé de traitement chimique de surface d'un produit alumineux en vue de sa phosphatation

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4844748A (fr)
EP (1) EP0285535A1 (fr)
FR (1) FR2612947A1 (fr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6214132B1 (en) * 1997-03-07 2001-04-10 Henkel Corporation Conditioning metal surfaces prior to phosphate conversion coating
JP3451334B2 (ja) * 1997-03-07 2003-09-29 日本パーカライジング株式会社 金属のりん酸塩皮膜化成処理前の表面調整用前処理液及び表面調整方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2288158A1 (fr) * 1974-10-18 1976-05-14 Alusuisse Procede pour la coloration de l'aluminium
GB2152955A (en) * 1984-01-20 1985-08-14 Nihon Parkerizing Phosphate treatment of zinc-aluminium plated materials
GB2161499A (en) * 1984-07-06 1986-01-15 Phenix Works Sa Hot-galvanized steel product for phosphating

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6123769A (ja) * 1984-07-09 1986-02-01 Nippon Paint Co Ltd 化成処理されたアルミニウム含有亜鉛めつき合金鋼板
JPS6217183A (ja) * 1985-07-15 1987-01-26 Kawatetsu Kohan Kk 溶融亜鉛又は溶融亜鉛合金めっき鋼板の表面処理方法
US4762638A (en) * 1986-04-23 1988-08-09 Amchem Products, Inc. Alkaline cleaner for aluminum

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2288158A1 (fr) * 1974-10-18 1976-05-14 Alusuisse Procede pour la coloration de l'aluminium
GB2152955A (en) * 1984-01-20 1985-08-14 Nihon Parkerizing Phosphate treatment of zinc-aluminium plated materials
GB2161499A (en) * 1984-07-06 1986-01-15 Phenix Works Sa Hot-galvanized steel product for phosphating

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 10, no. 172 (C-354)[2228], 18 juin 1986, page 145 C 354; JP-A-61 023 769 (NIPPON PAINT K.K.) 01-02-1986 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 11, no. 193 (C-430)[2640], 20 juin 1987, page 77 C 430; & JP-A-62 017 183 (KAWATETSU KOHAN K.K.) 26-01-1987 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2612947A1 (fr) 1988-09-30
US4844748A (en) 1989-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
LU82697A1 (fr) Procede et appareil de placage de revetements protecteurs sur des supports metalliques
CA2915780C (fr) Procede de traitement d'une tole pour reduire son noircissement ou son ternissement lors de son stockage et tole traitee par tel procede
WO2016120855A1 (fr) Procédé de préparation d'une tôle revêtue comprenant l'application d'une solution aqueuse comprenant un aminoacide et utilisation associée pour améliorer la résistance à la corrosion
WO2016120856A1 (fr) Procédé de préparation d'une tôle revêtue comprenant l'application d'une solution aqueuse comprenant un aminoacide et utilisation associée pour améliorer la compatibilité avec un adhésif
LU86339A1 (fr) Compositions de flux sans fluorures pour la galvanisation a chaud dans des bains de zinc aluminies
CA2975360C (fr) Traitement anti-corrosif d'une tole par solution d'acides amines
EP2956563B1 (fr) Procédé de préparation d'une tôle à revêtement znmg ou znalmg comprenant l'application d'une solution basique d'un agent complexant les ions magnésium.
MX2014002884A (es) Galvanizado del aluminio.
EP0285535A1 (fr) Procédé de traitement chimique de surface d'un produit alumineux en vue de sa phosphatation
EP1963545B1 (fr) Procede de traitement par carboxylatation de surfaces metalliques, utilisation de ce procede pour la protection temporaire contre la corrosion, et procede de fabrication d'une tole mise en forme ainsi carboxylatee
WO2002077324A2 (fr) Procede de traitement par carboxylatation de surfaces metalliques
LU85886A1 (fr) Procede de depot en continu d'un revetement de zinc-aluminium sur un produit ferreux,par immersion dans un bain de metal fondu
EP0085626B1 (fr) Composition et procédé pour le traitement de surfaces métalliques phosphatées
EP0298827A1 (fr) Solution et procédé de phosphatation mixte
EP0870069A1 (fr) Procede de galvanisation de tole d'acier contenant des elements d'addition oxydables
FR2560894A1 (fr) Procede de preparation de surfaces de zinc, d'alliages de zinc et d'acier recouvert de ces materiaux, destinees a recevoir des peintures ou des vernis
EP1571235B1 (fr) Procédé d'étamage de pièces tubulaires en cuivre
FR2550227A1 (fr) Procede et installation pour le traitement d'une tole d'acier galvanise afin d'ameliorer son aptitude a la phosphatation avant peinture
BE904675A (fr) Procede de depot, en continu d'un revetement de zinc-aluminium sur un conduit ferreux, par immersion dans un bain de metal fondu.
BE1011315A6 (fr) Procede pour la formation d'un revetement zinc-aluminium sur une piece en acier et piece revetue de la sorte.
FR2508935A1 (fr) Chromage du titane
BE887299A (fr) Composition et procede pour eliminer des depots metalliques par decapage chimique
FR2521578A1 (fr) Methode pour proteger de la corrosion un corps en, ou revetu d'un metal ou alliage non ferreux, peinture a cet effet et corps ainsi protege
LU86247A1 (fr) Flux aqueux destine a un procede de galvanisation a chaud d'un produit ferreux
FR2703366A1 (fr) Procédé de pré-traitement chimique avant galvanisation de tôles d'acier se distinguant par une teneur particulière en silicium et en phosphore.

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE DE ES GB IT LU NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19890213

17Q First examination report despatched

Effective date: 19900904

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19920321