EP1318212A1 - Mittel und Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis - Google Patents

Mittel und Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis Download PDF

Info

Publication number
EP1318212A1
EP1318212A1 EP02024237A EP02024237A EP1318212A1 EP 1318212 A1 EP1318212 A1 EP 1318212A1 EP 02024237 A EP02024237 A EP 02024237A EP 02024237 A EP02024237 A EP 02024237A EP 1318212 A1 EP1318212 A1 EP 1318212A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
zinc
chromium
surface treatment
based coatings
aqueous solution
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Withdrawn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
EP02024237A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Akira Kato
Yoshihiro Hayashi
Minoru Kuramoto
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.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
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 Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Publication of EP1318212A1 publication Critical patent/EP1318212A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C22/00Chemical 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
    • C23C22/05Chemical 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 using aqueous solutions
    • C23C22/06Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/34Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
    • C23C22/36Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates
    • C23C22/364Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates containing also manganese cations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C22/00Chemical 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
    • C23C22/05Chemical 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 using aqueous solutions
    • C23C22/06Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/34Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C22/00Chemical 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
    • C23C22/05Chemical 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 using aqueous solutions
    • C23C22/68Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous solutions with pH between 6 and 8
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C2222/00Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
    • C23C2222/10Use of solutions containing trivalent chromium but free of hexavalent chromium

Definitions

  • the invention relates to a technology for producing coatings with zinc or Zinc alloy coated objects using a liquid for surface treatment, that are free of harmful to the human body and the environment hexavalent chromium, which is an excellent corrosion-resistant and executable Coating with an excellent glossy surface delivers.
  • Galvanizing is a common method of corrosion protection for metals, in particular for steel materials.
  • Corrosion protection and other properties of zinc coatings are covered zinc alloy coatings applied.
  • coatings made of zinc or zinc alloys are referred to as “coatings Zinc base".
  • Objects provided with zinc-based coatings are usually often covered in further processing steps (e.g. by rolling, bending, Welding, cutting), in order to make it out of protective railings as well as U, H and L steel profiles et al also produce smaller objects such as screws and nuts.
  • Molded parts but especially guardrails and U-profiles, are required that the surface of the coatings shines to a high degree.
  • Surfaces so far generally with hexavalent chromium in the form of chromic anhydride treated. According to a common procedure, they were covered with a coating Zinc-based objects in a solution from 60 to 80 ° C hexavalent chromium compounds (containing 0.1 to 0.4 g / l sodium dichromate or Treated ammonium dichromate), pulled out of the solution and then dried.
  • Alternatives to treatment with chromic anhydride are to impart high gloss and primary corrosion protection technologies have been developed that require treatment in aqueous solutions of water-based resins and subsequent drying provide.
  • the concentration improves the corrosion resistance of chromic anhydride, which is a hexavalent chromium compound increased to 0.5 to 2.0 g / l.
  • Treatment with solutions with a high chromium content can however disadvantageously cause the surfaces to turn yellow after the treatment and thus tend to give a poorer gloss impression.
  • one of the JP-A 2000-234177 hexavalent chromium free and also no fluoride, complex fluoride anions and an aqueous solution for the conversion treatment not containing phosphoric acid anions proposed by zinc or zinc alloy coatings, the one trivalent chromium compound and at least one metal compound selected from Contains titanium, cobalt, tungsten and silicon compounds.
  • the technology proposed here does not contain hexavalent chromium, but it does impractical in terms of work, since the treated products after the conversion treatment need to be washed with water. Another disadvantage is in that wastewater treatment is required.
  • the object of the present invention is excellent corrosion resistance and excellent Feasibility characterized technology for surface treatment of Zinc-based coatings to be supplied, those provided with zinc-based coatings Provides good protection against rust formation even after long storage, to high-gloss surfaces with a discoloration, especially from Yellowing free appearance leads and their execution with regard to smell, skin and Sludge formation is not a problem.
  • the inventors have found that by forming a poorly water soluble coating on the surface of zinc-based coatings using water, which is a trivalent Contains chromium compound and fluorine, excellent corrosion resistance, excellent gloss and excellent feasibility is achieved, i.e. on good protection against rust formation and high-gloss surfaces with one of discoloration, In particular, yellowing-free appearance can be achieved and none Problems with odor, skin and sludge formation occur.
  • the object of the invention is thus achieved by an aqueous solution for surface treatment of coatings based on zinc, which is characterized in that its pH is 2.5 to 7.0 and it is a trivalent chromium compound and a fluorine compound contains.
  • the pH of the aqueous solution for surface treatment according to the invention must is at least 2.5 for the following reasons: When the pH of the aqueous Solution is less than 2.5 and the liquid is too acidic, zinc becomes larger Amounts etched away, which leads to increased sludge formation. Then it would have to a working step should be provided in which the products are washed with water become. Because in this case the resulting layer is also acidic in large quantities Containing ingredients would also affect the poor solubility of the coating which would lead to poor corrosion resistance.
  • the pH of the liquid is at least 3.0 and more preferred Execution of the invention at at least 3.5.
  • the upper limit of the pH of the aqueous solution according to the invention results from the following reasons: First, the stability of the aqueous solution increases in one too high pH value, since trivalent chromium compounds then in the form of chromium hydroxide would fail. On the other hand, zinc would be triggered if the pH was too high be, since zinc is a metal that in both acidic and alkaline environments is solved.
  • the pH is therefore a maximum of 7, but preferably a maximum of 5 and in an even more preferred embodiment of the invention at a maximum of 4.5.
  • acids and alkalis can be used to adjust the pH value be used.
  • Such acids or alkalis can be, for example, inorganic Acids, such as phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid or hydrochloric acid, organic acids, such as acetic acid, oxalic acid, succinic acid or maleic acid, and alkaline metal compounds such as sodium or potassium hydroxide can be used. It goes without saying that in cases where these means of discontinuing the pH must not be used, these agents can be omitted.
  • trivalent chromium compounds refers to those compounds the trivalent chromium ions, i.e. on trivalent chromium salts.
  • Salts are exemplified by salts of inorganic acids, such as phosphate, nitrate, Sulphate and chloride, and salts of organic acids such as acetate, oxalate and succinate.
  • Specific examples of such compounds are chromium (III) fluoride, chromium (III) chloride, Chromium (III) nitrate, chromium (III) sulfate and chromium (III) acetate called. Of these will preferably used in particular the chromium (III) fluoride.
  • the concentration of this trivalent Chromium compounds, calculated as Cr, is preferably 0.05 to 3.0 g / l and more preferably 0.1 to 0.5 g / l.
  • fluorine compounds in the invention refers to such compounds which provide fluoride ions. Chromium (III) fluoride, Magnesium (II) fluoride, iron (II) fluoride, cobalt (II) fluoride and nickel (II) fluoride called. Of these, chromium (III) fluoride is particularly preferred.
  • the Concentration of these fluorine compounds, calculated as F, is preferably 0.05 to 3.0 g / l, and more preferably 0.1 to 0.5 g / l.
  • the surface treatment solution according to the invention provides a further improved Effect if they additionally selected one, two or more metal compounds from manganese, cobalt and nickel compounds.
  • manganese, cobalt and Nickel compounds are to be understood here as those compounds which are the cation of the respective Deliver metal.
  • Examples of such compounds are manganese, Cobalt and nickel salts called, this can be both inorganic salts Acids (e.g. phosphates, nitrates, sulfates, chlorides) as well as salts of organic acids (e.g. acetates, oxalates, succinates).
  • the concentration of manganese compounds, calculated as Mn, is preferably from 0.01 to 3.0 g / l, but more preferably 0.1 to 0.5 g / l, the concentration of nickel compounds, calculated as Ni, preferably at 0.01 to 3.0 g / l, but more preferably at 0.1 to 0.5 g / l, and the concentration of cobalt compounds, calculated as Co, preferably at 0.01 to 3.0 g / l, but more preferably at 0.1 to 0.5 g / l.
  • concentration of manganese compounds calculated as Mn
  • Ni concentration of nickel compounds
  • cobalt compounds calculated as Co
  • the treatment solution according to the invention is usually in the form of an aqueous Solution applied.
  • a connection used in the invention not be in Dissolve water, i.e. be insoluble or poorly soluble, such as when used Chromium fluoride is the case, it is by using about inorganic or organic acids dissolved.
  • inorganic acids such as phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid or Hydrochloric acid and organic acids such as acetic acid, oxalic acid, succinic acid or Maleic acid.
  • Another conceivable means of solving insoluble compounds is the heating available.
  • the treatment solution according to the invention can furthermore be soluble in or soluble in water Contain water-dispersible resins.
  • the object of the invention described above is achieved by a method for surface treatment of zinc-based coatings, characterized in that is that a process step in which the surface treatment solution described above of zinc-based coatings in contact with a zinc-based coating is brought, and after this contact step, a drying step is carried out becomes.
  • the surface treatment can be carried out under the same conditions as the conventional one Treatment with chromic anhydride (i.e. chromating). So for example, treatment temperatures in a range from 40 to 100 are suitable ° C. However, the treatment temperature is preferably at most 80 ° C. and in an even more preferred embodiment of the invention at 60 to 70 ° C. As treatment times times in a range from 1 to 600 seconds are suitable. Preferably lies however, the treatment time is 10 to 60 seconds and in a more preferred one Execution of the invention at 20 to 30 seconds.
  • the treatment is done in general by diving. However, other methods such as spraying or pouring can also be used Find application, i.e. it is sufficient if the treated items after treatment able to dry unexpectedly.
  • the treatment liquid preferably stirred, for example by swinging the galvanized molded parts or by compressed air, pumps, agitators or ultrasound. Subsequent heating after natural drying is not a problem.
  • the coatings obtained as described are sparingly or insoluble, in particular, in water containing trivalent Cr and F; this applies in particular to coatings with a layer weight, expressed as the Cr content, of 0.5 to 30 mg / m 2 , but in particular with one Layer weight, expressed as Cr content, from 3 to 15 mg / m 2 .
  • Such coatings offer the advantages described above.
  • the object of the invention is thus achieved by a protective coating on coatings Zinc-based surface coatings, which are characterized are that they are sparingly or insoluble in water and contain trivalent Cr and F. Furthermore, the object of the invention is achieved by such a protective coating surface coatings applied to zinc-based coatings which using the above-described solution for surface treatment of coatings Zinc base have been produced, but especially by poorly water soluble or insoluble surface coatings, which by means of the solution described above Surface treatment of zinc-based coatings have been produced.
  • the surface coating for zinc-based coatings according to the invention is a protective layer applied to the surface of zinc-based coatings, which is insoluble or insoluble in water and contains trivalent Cr and F and is produced in particular by means of the surface treatment liquid for zinc-based coatings described above.
  • This is in particular a coating which is sparingly or insoluble in water and is produced by means of the surface treatment liquid for zinc-based coatings described above.
  • Such coatings have a layer weight, expressed as Cr content, of 0.5 to 30 mg / m 2 , but in particular a layer weight, specified as Cr content, of 3 to 15 mg / m 2 in trivalent Cr and F containing Water hardly or insoluble.
  • a protective railing molded part was galvanized (300 g / m 2 ) and, after cooling, immersed for 30 seconds in a surface treatment solution heated to 70 ° C. (aqueous solution of 1 g / l chromium fluoride, pH 3.0, adjusted using ammonia and sulfuric acid). During the treatment, the bath was circulated using a circulation pump. The molded part was then pulled out of the bath and dried in this state in an unforced manner. The layer weight of the coating formed on the surface, as the total chromium content, was 5 to 10 mg / m 2 .
  • an aqueous solution of 1 g / l chromium fluoride and 0.5 g / l cobalt nitrate with a pH value of 3.0 (adjusted using ammonia and sulfuric acid), otherwise was used proceed as in exemplary embodiment 1.
  • an aqueous solution of 1 g / l ammonium fluoride, 1.5 g chromium nitrate and 0.5 g / l cobalt sulfate with a pH of 3.5 was carried out as in exemplary embodiment 1.
  • a protective railing molding was galvanized analogously to embodiment 1 and, after cooling, immersed in a surface treatment solution (aqueous solution of 0.2 g / l sodium dichromate) heated to 70 ° C. for 30 s. During the treatment, the bath was circulated using a circulation pump. The molded part was then pulled out of the bath and dried in this state in an unforced manner. The layer weight of the coating formed on the surface, as the total chromium content, was 3 to 5 mg / m 2 .
  • a surface treatment solution aqueous solution of 0.2 g / l sodium dichromate
  • a protective railing mold was galvanized analogously to embodiment 1 and, after cooling, immersed in a surface treatment solution (aqueous solution of 1.5 g / l ammonium dichromate) heated to 70 ° C. for 30 s. During the treatment, the bath was circulated using a circulation pump. The molded part was then pulled out of the bath and dried in this state in an unforced manner. The layer weight of the coating formed on the surface, as the total chromium content, was 15 to 30 mg / m 2 .
  • a surface treatment solution aqueous solution of 1.5 g / l ammonium dichromate
  • a protective railing molded part was galvanized analogously to embodiment 1 and, after cooling, immersed for 30 s in a surface treatment solution (CEBO # AW-20 [ex Toyo Pharmachemical Co., Ltd]) and water in a ratio of 1: 1. During the treatment the bath was circulated by means of a circulating pump, the molded part was then pulled out of the bath and, in this state, was dried uncured, and the layer weight of the coating formed on the surface was 0.5 to 1.0 g / m 2 .
  • a surface treatment solution CEBO # AW-20 [ex Toyo Pharmachemical Co., Ltd]
  • the molded parts obtained in the exemplary and comparative examples were used for evaluation the corrosion resistance is subjected to a salt spray test (SST) according to JIS-Z-2371.
  • SST salt spray test
  • the evaluation was carried out by stating the area shares (%) on which the 24 h or 48 h spray test has formed rust.
  • the smell was also assessed.
  • the surface treatment fluids heated to 70 ° C and the smell of the liquids assessed.
  • the invention provides excellent corrosion resistance and feasibility characterized surface treatment technology using zinc-based coatings provided items with good protection against long-term storage Rust formation and to high-gloss surfaces with a discoloration, leads in particular to yellowing-free appearance and with regard to problems Odor, skin and sludge formation do not occur.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

Wäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis, dadurch gekennzeichnet, daß ihr pH-Wert bei 2,5 bis 7,0 liegt und sie eine dreiwertige Chromverbindung sowie eine Fluorverbindung enthält, entsprechendes Behandlungsverfahren und hiermit erhältliche Oberflächenbeschichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Technologie zur Erzeugung von Beschichtungen auf mit Zinkoder Zinklegierungen überzogenen Gegenständen mittels einer Flüssigkeit zur Oberflächenbehandlung, die frei von für den menschlichen Körper und die Umwelt schädlichem sechswertigen Chrom ist, die eine hervorragend korrosionsbeständige und ausführbare Beschichtung mit hervorragend glänzender Oberfläche liefert.
Das Verzinken ist ein gängiges Verfahren zum Korrosionsschutz für Metalle, insbesondere für Stahlwerkstoffe. Zur weiteren Verbesserung des von Zinküberzügen vermittelten Korrosionsschutzes und anderer Eigenschaften von Zinküberzügen werden darüber hinaus Überzüge aus Zinklegierungen aufgebracht. In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden derartige Überzüge aus Zink bzw. Zinklegierungen als "Überzüge auf Zinkbasis" bezeichnet.
Mit Überzügen auf Zinkbasis versehene Gegenstände (Formteile) werden üblicherweise oft weiteren Verarbeitungsschritten überzogen (z.B. durch Walzen, Biegeumformen, Schweißen, Schneiden), um daraus außer Schutzgeländer sowie U-, H- und L-Stahlprofile u.a. auch kleinere Objekte wie Schrauben und Muttem zu fertigen.
Da der kathodische Korrosionsschutz durch Überzüge auf Zinkbasis zugleich effektiv und wirtschaftlich ist, findet diese Technologie in zahlreichen Gebieten, etwa bei Baumaterialien, im Automobilbau und bei elektrischen Haushaltsgeräten, weite Anwendungsmöglichkeiten.
Beim kathodischen Korrosionsschutz durch Zink bilden die beiden Metalle Zink und Eisen bei gegenseitigem Kontakt ein galvanisches Element, wobei das unedlere Zink als Kathode und das Eisen als Anode fungieren. Hierdurch wird der anodische Abtrag (Lösen) von Eisen bei der Bildung von Eisen-Lokalelementen verhindert und somit die Korrosion des Stahlwerkstoffs unterbunden. Diese Korrosionsschutzwirkung unterbleibt daher, wenn das mit dem Stahlwerkstoff in Kontakt stehende Zink verbraucht ist, weshalb es, um eine langfristige Korrosionsschutzwirkung zu erreichen, erforderlich ist, die Korrosion der Zinküberzüge zu unterbinden. Als Mittel hierzu wurde bislang nach dem Aufbringen von Überzügen auf Zinkbasis chromatiert.
Von Formteilen, insbesondere jedoch von Leitplanken und U-Profilen u.ä., wird gefordert, daß die Oberfläche der Überzüge in hohem Maße glänzt. Um während der Lagerung bis zum Einsatz der Formteile einen Schutz gegen Rostbildung zu erreichen, wurden die Oberflächen bislang im allgemeinen mit sechswertigem Chrom in Gestalt vonChromsäureanhydrid behandelt. Nach einem gängigen Verfahren wurden die mit einem Überzug auf Zinkbasis versehenen Objekte in einer auf 60 bis 80 °C temperierte Lösung von sechswertigen Chromverbindungen (enthaltend 0,1 bis 0,4 g/l Natriumdichromat oder Ammoniumdichromat) behandelt, aus der Lösung herausgezogen und dann getrocknet. Alternativ zur Behandlung mit Chromsäureanhydrid sind zur Vermittlung von hohem Glanz und Primärkorrosionsschutz Technologien entwickelt worden, die eine Behandlung in wäßrigen Lösungen wasserbasierter Harze und eine sich daran anschließende Trocknung vorsehen.
In der jüngeren Zeit ist jedoch festzustellen, daß sich die Zeit von Anlieferung der verzinkten Formteile an ihren Einsatzort bis zu ihrem Verbauen tendenziell verlängert, weshalb hier mit Chromsäureanhydrid bzw. mit wasserbasierten Harzen behandelte Erzeugnisse nachteiligerweise anrosten.
Als Gegenmaßnahme hierzu wird zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit die Konzentration des eine sechswertige Chromverbindung darstellenden Chromsäureanhydrids auf 0,5 bis 2,0 g/l erhöht. Die Behandlung mit Lösungen mit hohem Chromgehalt kann jedoch nachteilig dazu führen, daß die Oberflächen nach der Behandlung angilben und somit einen tendenziell schlechteren Glanzeindruck vermitteln.
Wenn keine Primärkorrosionsschutzbehandlung vorgenommen wird, geht die Temperatur, da nicht erwärmt wird, üblicherweise auf Zimmertemperatur zurück, es kann hierbei jedoch nachteilhaft zu einer Zersetzung der wasserbasierten Harze kommen. Um die Korrosionsschutzwirkung wasserbasierter Harze zu verbessern, werden die in den Harzen enthaltenen Carbonsäuren durch flüchtiges Ammoniak o.ä. neutralisiert oder alkalisiert; hierbei ergeben sich jedoch bei höheren Temperaturen der Behandlungsflüssigkeit infolge langsamer Verflüchtigung verschiedene Nachteile. So ist eine Geruchsbeeinträchtigung der Arbeitsumgebung festzustellen. Außerdem sind Produktivitätsrückgänge in Hinblick auf das Aufbringen der Beschichtung auf die Formteile infolge von Hautbildung auf der Behandlungsflüssigkeit sowie infolge von Koagulation bzw. Ausfällung zu beobachten.
Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Chromatierungslösungen mit sechswertigem Chrom (in Gestalt von Chromsäureanhydrid) besteht darin, daß im Zinküberzug enthaltendes Metall, insbesondere Zink, ätzungsbedingt in die Behandlungsflüssigkeit übergeht und hier letztendlich, u.a. in Gestalt von Zinkchromat, Schlämme bildet, die sich in Wärmetauschem festsetzen oder auf den verzinkten Erzeugnissen absetzen.
Es ist außerdem bekannt, daß aufgrund der schädlichen Wirkung sechswertiger Chromverbindungen auf den menschlichen Körper die Abwasserbehandlung bei Einsatz dieser Chromverbindungen mit nicht unerheblichen Kosten verbunden ist. Zusätzlich ist im Falle chromatierter verzinkter Stahlerzeugnisse nach deren Entsorgung eine Kontamination der Umwelt durch aus der Chromatschicht herausgelöstes Chrom zu befürchten.
Es wird daher nach Mitteln für die Konversionsbehandlung verlangt, die keine sechswertige Chromverbindungen enthalten.
Ausgehend von diesen Gesichtspunkten wurde in der JP-A 2000-234177 eine von sechswertigem Chrom freie und darüber hinaus keine Fluoride, komplexe Fluoridanionen und keine Phosphorsauerstoffsäuren-Anionen enthaltende wäßrige Lösung für die Konversionsbehandlung von Zink- bzw. Zinklegierungsüberzügen vorgeschlagen, die eine dreiwertige Chromverbindung sowie mindestens eine Metallverbindung, ausgewählt aus Titan-, Cobalt-, Wolfram- und Siliciumverbindungen, enthält.
Die hier vorgeschlagene Technologie enthält zwar kein sechswertiges Chrom, sie ist jedoch unter Arbeitsaspekten unpraktisch, da die behandelten Erzeugnisse nach der Konversionsbehandlung mit Wasser gewaschen werden müssen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine Abwasserbehandlung erforderlich ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht angesichts dieser Ausgangslage darin, eine eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit vermittelnde und durch eine hervorragende Ausführbarkeit charakterisierte Technologie zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis zu liefem, die mit Überzügen auf Zinkbasis versehenen Gegenständen auch bei längerer Lagerung einen guten Schutz gegen Rostbildung vermittelt, zu hochglänzenden Oberflächen mit einem von Verfärbungen, insbesondere von Vergilbungen freien Aussehen führt und deren Ausführung in Hinblick auf Geruchs-, Hautund Schlammbildung unproblematisch ist.
Die Erfinder haben gefunden, daß durch Bilden einer schwerwasserlöslichen Beschichtung auf der Oberfläche von Überzügen auf Zinkbasis mittels Wasser, das eine dreiwertige Chromverbindung und Fluor enthält, eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, ein hervorragender Glanz und eine hervorragende Ausführbarkeit erreicht wird, d.h. ein guter Schutz gegen Rostbildung und hochglänzende Oberflächen mit einem von Verfärbungen, insbesondere von Vergilbungen freien Aussehen erreicht werden und keine Probleme hinsichtlich Geruchs-, Haut- und Schlammbildung auftreten.
Die Aufgabe der Erfindung wird somit gelöst durch einewäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ihr pH-Wert bei 2,5 bis 7,0 liegt und sie eine dreiwertige Chromverbindung sowie eine Fluorverbindung enthält.
Der pH-Wert der erfindungsgemäßen wäßrigen Lösung zur Oberflächenbehandlung muß aus den folgenden Gründen bei mindestens 2,5 liegen: Wenn der pH-Wert derwäßrigen Lösung unter 2,5 liegt und die Flüssigkeit damit zu sauer eingestellt ist, wird Zink in größeren Mengen abgeätzt, was zu einer vermehrten Schlammbildung führt. Dahermüßte dann ein Arbeitsschritt vorgesehen werden, in dem die Erzeugnisse mit Wasser gewaschen werden. Da in diesem Fall die resultierende Schicht zudem in größeren Mengen saure Bestandteile enthielte, würde außerdem die Schwerlöslichkeit der Beschichtung beeinträchtigt werden, was zu einer mangelhaften Korrosionsbeständigkeit führen würde. Vorzugsweise liegt der pH-Wert der Flüssigkeit bei mindestens 3,0 und in einer noch bevorzugteren Ausführung der Erfindung bei mindestens 3,5.
Die Obergrenze des pH-Wertes der erfindungsgemäßen wäßrigen Lösung ergibt sich aus den folgenden Gründen: Zum einen nimmt die Stabilität derwäßrigen Lösung bei einem zu hohen pH-Wert ab, da dreiwertige Chromverbindungen dann in Form von Chromhydroxid ausfallen würden. Zum anderen würde bei einem zu hohen pH-Wert Zink ausgelöst werden, da Zink ein Metall ist, daß sowohl in saurem als auch in alkalischem Milieu gelöst wird. Der pH-Wert liegt daher maximal bei 7, vorzugsweise jedoch bei höchstens 5 und in einer noch bevorzugteren Ausführung der Erfindung bei höchstens 4,5.
Zum Einstellen des pH-Wertes können je nach Bedarf sowohl Säuren als auch Alkalien eingesetzt werden. Als derartige Säuren bzw. Alkalien können beispielsweise anorganische Säuren, etwa Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure oder Salzsäure, organische Säuren, etwa Essigsäure, Oxalsäure, Bernsteinsäure oder Maleinsäure, sowie alkalische Metallverbindungen wie Natrium- oder Kaliumhydroxid eingesetzt werden. Es versteht sich von selbst, daß in solchen Fällen, in denen diese Mittel zur Einstellung des pH-Wertes nicht verwendet werden müssen, ein Einsatz dieser Mittel unterbleiben kann.
In der Erfindung bezieht sich der Begriff dreiwertiger Chromverbindungen auf solche Verbindungen, die dreiwertige Chromionen liefem, d.h. auf dreiwertige Chromsalze. Als derartige Salze werden beispielhaft Salze anorganischer Säuren, etwa Phosphat, Nitrat, Sulfat und Chlorid, und Salze organischer Säuren, etwa Acetat, Oxalat und Succinat, genannt. Konkrete Beispiele für derartige Verbindungen sind Chrom(III)-fluorid, Chrom(III)-chlorid, Chrom(III)-nitrat, Chrom(III)-sulfat und Chrom(III)-acetat genannt. Von diesen wird bevorzugt insbesondere das Chrom(III)-fluorid verwendet. Die Konzentration dieser dreiwertigen Chromverbindungen liegt, gerechnet als Cr, vorzugsweise bei 0,05 bis 3,0 g/l und noch bevorzugter bei 0,1 bis 0,5 g/l.
Der Begriff der Fluorverbindungen bezieht sich in der Erfindung auf solche Verbindungen, die Fluoridionen liefern. Als Beispiele für derartige Verbindungen werden Chrom(III)-fluorid, Magnesium(II)-fluorid, Eisen(II)-fluorid, Cobalt(II)-fluorid und Nickel(II)-fluorid genannt. Von diesen wird bevorzugt insbesondere das Chrom(III)-fluorid verwendet. Die Konzentration dieser Fluorverbindungen liegt, gerechnet als F, vorzugsweise bei 0,05 bis 3,0 g/l und noch bevorzugter bei 0,1 bis 0,5 g/l.
Die erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungslösung liefert eine weiter verbesserte Wirkung, wenn sie zusätzlich eine, zwei oder mehrere Metallverbindungen, ausgewählt aus Mangan-, Cobalt- und Nickelverbindungen, enthält. Unter Mangan-, Cobalt- und Nickelverbindungen sind hier solche Verbindungen zu verstehen, die das Kation des jeweiligen Metalls liefern. Als Beispiele für derartige Verbindungen werden Mangan-, Cobalt- und Nickelsalze genannt, hierbei kann es sich sowohl um Salze anorganischer Säuren (z.B. Phosphate, Nitrate, Sulfate, Chloride) als auch um Salze organischer Säuren (z.B. Acetate, Oxalate, Succinate) handeln. Diese Verbindungen bewirken eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit bei bleibendem Oberflächenglanz, vermutlich weil sie mit in die aus einer dreiwertiges Cr und F enthaltenden Zusammensetzung bestehenden Beschichtung eingebaut werden und hier als eine Art Opferkathode fungieren. Die Konzentration von Manganverbindungen liegt, gerechnet als Mn, vorzugsweise bei 0,01 bis 3,0 g/l, noch bevorzugter jedoch bei 0,1 bis 0,5 g/l, die Konzentration von Nickelverbindungen, gerechnet als Ni, vorzugsweise bei 0,01 bis 3,0 g/l, noch bevorzugter jedoch bei 0,1 bis 0,5 g/l, und die Konzentration von Cobaltverbindungen, gerechnet als Co, vorzugsweise bei 0,01 bis 3,0 g/l, noch bevorzugter jedoch bei 0,1 bis 0,5 g/l. Bei geringeren Konzentrationen dieser Verbindungen wird die Beschichtung kaum mit einer zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit geeigneten Schichtdicke aufgebaut, während bei zu hohen Konzentrationen der Glanz der Überzugsoberflächen leidet und ihr Aussehen tendenziell in Form von Verfärbungen beeinträchtigt wird.
Die erfindungsgemäße Behandlungslösung wird üblicherweise in Form einerwäßrigen Lösung angewendet. Sollte sich eine in der Erfindung verwendete Verbindung nicht in Wasser lösen, d.h. unlöslich oder schwerlöslich sein, wie es beispielsweise bei Einsatz von Chromfluorid der Fall ist, wird sie durch Verwendung etwa von anorganischen oder organischen Säuren gelöst. Zum Lösen unlöslicher Verbindungen eignen sich beispielsweise anorganische Säuren wie Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure oder Salzsäure und organische Säuren wie Essigsäure, Oxalsäure, Bernsteinsäure oder Maleinsäure. Als weiteres denkbares Mittel zur Lösung unlöslicher Verbindungen steht das Erwärmen zur Verfügung.
Die erfindungsgemäße Behandlungslösung kann des weiteren in Wasser lösliche oder in Wasser dispergierbare Harze enthalten.
Weiterhin wird die oben beschriebene Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Verfahrensschritt, in welchem die oben beschriebene Lösung zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis in Kontakt mit einem Überzug auf Zinkbasis gebracht wird, und nach diesem Kontaktschritt ein Trocknungsschritt vorgenommen wird.
Die Oberflächenbehandlung kann unter den gleichen Bedingungen wie bei der herkömmlichen Behandlung mit Chromsäureanhydrid (d. h. einer Chromatierung) erfolgen. So eignen sich beispielsweise Behandlungstemperaturen in einem Bereich von 40 bis 100 °C. Vorzugsweise liegt die Behandlungstemperatur jedoch bei höchstens 80 °C und in einer noch bevorzugteren Ausführung der Erfindung bei 60 bis 70 °C. Als Behandlungszeiten eignen sich Zeiten in einem Bereich von 1 bis 600 Sekunden. Vorzugsweise liegt die Behandlungszeit jedoch bei 10 bis 60 Sekunden und in einer noch bevorzugteren Ausführung der Erfindung bei 20 bis 30 Sekunden. Die Behandlung erfolgt im allgemeinen durch Tauchen. Es können jedoch auch andere Verfahren, etwa Sprühen oder Gießen Anwendung finden, d.h. es reicht aus, wenn die behandelten Gegenstände nach der Behandlung unforciert trocknen können. Im Falle von Tauchverfahren wird die Behandlungsflüssigkeit vorzugsweise gerührt, etwa durch Schwingen der verzinkten Formteile oder durch Druckluft, Pumpen, Rührwerke oder Ultraschall. Ein Nachschalten von Erwärmen nach natürlicher Trocknung ist unproblematisch.
Die wie beschrieben erhaltenen Beschichtungen sind insbesondere in dreiwertiges Cr und F enthaltendem Wasser schwer- bzw. unlöslich, dies gilt besonders für Beschichtungen mit einem Schichtgewicht, angegeben als Cr-Gehalt, von 0,5 bis 30 mg/m2, insbesondere jedoch mit einem Schichtgewicht, angegeben als Cr-Gehalt, von 3 bis 15 mg/m2. Derartige Beschichtungen bieten die oben geschilderten Vorzüge.
Die Aufgabe der Erfindung wird somit gelöst durch als Schutzbeschichtung auf Überzügen auf Zinkbasis aufgebrachte Oberflächenbeschichtungen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie in Wasser schwer- oder unlöslich sind und dreiwertiges Cr sowie F enthalten. Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch solche als Schutzbeschichtung auf Überzügen auf Zinkbasis aufgebrachte Oberflächenbeschichtungen, die mittels der oben beschriebenen Lösung zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis erzeugt worden sind, insbesondere jedoch durch in Wasser schwerlösliche oder unlösliche Oberflächenbeschichtungen, die mittels der oben beschriebenen Lösung zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis erzeugt worden sind.
Die erfindungsgemäße Oberflächenbeschichtung für Überzüge auf Zinkbasis ist eine auf der Oberfläche von Überzügen auf Zinkbasis aufgebrachte Schutzschicht, die in Wasser schwer- bzw. unlöslich ist und dreiwertiges Cr und F enthält und wird insbesondere mittels der oben beschriebenen Oberflächenbehandlungsflüssigkeit für Überzüge auf Zinkbasis erzeugt. Es handelt sich hierbei insbesondere um eine mittels der oben beschriebenen Oberflächenbehandlungsflüssigkeit für Überzüge auf Zinkbasis erzeugte, in Wasser schwer- bzw. unlösliche Beschichtung. Derartige Beschichtungen sind bei einem Schichtgewicht, angegeben als Cr-Gehalt, von 0,5 bis 30 mg/m2, insbesondere jedoch bei einem Schichtgewicht, angegeben als Cr-Gehalt, von 3 bis 15 mg/m2 in dreiwertiges Cr und F enthaltendem Wasser schwer- bzw. unlöslich.
Diese durch Oberflächenbehandlung auf Überzügen auf Zinkbasis erzeugten Beschichtungen verleihen, wie anschließend anhand von Ausführungsbeispielen belegt wird, Überzügen auf Zinkbasis eine Korrosionsbeständigkeit, die herkömmlichen Beschichtungen auf Basis sechswertigen Chroms und solchen aus wasserbasierten Harzen gleichkommt bzw. diese noch übertrifft.
In meeresnahen bzw. maritimen Bereichen mit besonders anspruchsvolien Einsatzbedingungen ist mitunter eine besonders starke Korrosionsbeständigkeit erforderlich. In diesen Fällen kann eine weitere Verbesserung des Leistungsspektrums durch Lackieren erzielt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs- und Vergleichsbeispielen illustriert.
Ausführungsbeispiel 1
Ein Schutzgeländer-Formteil wurde verzinkt (300 g/m2) und nach Abkühlung 30 Sekunden in eine auf 70 °C temperierte Oberflächenbehandlungslösung (wäßrige Lösung von 1 g/l Chromfluorid, pH 3,0, eingestellt mittels Ammoniak und Schwefelsäure) getaucht. Während der Behandlung wurde das Bad mittels Umlaufpumpe umgewälzt. Anschließend wurde das Formteil aus dem Bad herausgezogen und in diesem Zustand unforciert getrocknet. Das Schichtgewicht der auf der Oberfläche gebildeten Beschichtung lag, als Chrom-Gesamtgehalt, bei 5 bis 10 mg/m2.
Ausführungsbeispiel 2
Anstelle der in Ausführungsbeispiel 1 eingesetzten Oberflächenbehandlungslösung wurde eine wäßrige Lösung von 1 g/l Chromfluorid und 0,5 g/l Cobaltnitrat mit einem pH-Wert von 3,0 (eingestellt mittels Ammoniak und Schwefelsäure) verwendet, ansonsten wurde verfahren wie in Ausführungsbeispiel 1.
Ausführungsbeispiel 3
Anstelle der in Ausführungsbeispiel 1 eingesetzten Oberflächenbehandlungslösung wurde eine wäßrige Lösung von 1 g/l Chromfluorid, 0,5 g/l Nickelsulfat und 0,5 g/l Cobaltnitrat mit einem pH-Wert von 3,5 (eingestellt mittels Ammoniak und Schwefelsäure) verwendet, ansonsten wurde verfahren wie in Ausführungsbeispiel 1.
Ausführungsbeispiel 4
Anstelle der in Ausführungsbeispiel 1 eingesetzten Oberflächenbehandlungslösung wurde eine wäßrige Lösung von 1 g/l Ammoniumfluorid, 1,5 g Chromnitrat und 0,5 g/l Cobaltsulfat mit einem pH-Wert von 3,5 (eingestellt mittels Salpetersäure) verwendet, ansonsten wurde verfahren wie in Ausführungsbeispiel 1.
Ausführungsbeispiel 5
Anstelle der in Ausführungsbeispiel 1 eingesetzten Oberflächenbehandlungslösung wurde eine wäßrige Lösung von 1 g/l Ammoniumfluorid, 0,5 g Chromphosphat und 0,5 g/l Mangansulfat mit einem pH-Wert von 3,0 (eingestellt mittels Schwefelsäure) verwendet, ansonsten wurde verfahren wie in Ausführungsbeispiel 1.
Ausführungsbeispiel 6
Anstelle der in Ausführungsbeispiel 1 eingesetzten Oberflächenbehandlungslösung wurde eine wäßrige Lösung von 2 g/l Kaliumfluorid, 1 g/l Chromsulfat und 0,5 g/l Manganchlorid mit einem pH-Wert von 3,0 (eingestellt mittels Schwefelsäure) verwendet, ansonsten wurde verfahren wie in Ausführungsbeispiel 1.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Schutzgeländer-Formteil wurde analog zu Ausführungsbeispiel 1 verzinkt und nach Abkühlung 30 s in eine auf 70 °C temperierte Oberflächenbehandlungslösung (wäßrige Lösung von 0,2 g/l Natriumdichromat) getaucht. Während der Behandlung wurde das Bad mittels Umlaufpumpe umgewälzt. Anschließend wurde das Formteil aus dem Bad herausgezogen und in diesem Zustand unforciert getrocknet. Das Schichtgewicht der auf der Oberfläche gebildeten Beschichtung lag, als Chrom-Gesamtgehalt, bei 3 bis 5 mg/m2.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Schutzgeländer-Formtell wurde analog zu Ausführungsbeispiel 1 verzinkt und nach Abkühlung 30 s in eine auf 70 °C temperierte Oberflächenbehandlungslösung (wäßrige Lösung von 1,5 g/l Ammoniumdichromat) getaucht. Während der Behandlung wurde das Bad mittels Umlaufpumpe umgewälzt. Anschließend wurde das Formteil aus dem Bad herausgezogen und in diesem Zustand unforciert getrocknet. Das Schichtgewicht der auf der Oberfläche gebildeten Beschichtung lag, als Chrom-Gesamtgehalt, bei 15 bis 30 mg/m2.
Vergleichsbeispiel 3
Ein Schutzgeländer-Formteil wurde analog zu Ausführungsbeispiel 1 verzinkt und nach Abkühlung 30 s in eine auf 70 °C temperierte Oberflächenbehandlungslösung (CEBO #AW-20 [ex Toyo Pharmachemical Co., Ltd] und Wasser im Verhältnis 1:1 getaucht. Während der Behandlung wurde das Bad mittels Umlaufpumpe umgewälzt. Anschließend wurde das Formteil aus dem Bad herausgezogen und in diesem Zustand unforciert getrocknet. Das Schichtgewicht der auf der Oberfläche gebildeten Beschichtung lag bei 0,5 bis 1,0 g/m2.
Vergleichsbeispiel 4
Anstelle der in Ausführungsbeispiel 1 eingesetzten Oberflächenbehandlungslösung wurde eine wäßrige Lösung von 2 g/l Chromfluorid, 0,5 g/l Chromsulfat und 0,5 g/l Manganchlorid mit einem pH-Wert von 2,0 verwendet, ansonsten wurde verfahren wie in Ausführungsbeispiel 1.
Vergleichsbeispiel 5
Anstelle der in Ausführungsbeispiel 1 eingesetzten Oberflächenbehandlungslösung wurde eine wäßrige Lösung von 0,3 g/l Chromfluorid, 0,2 g/l Chromsulfat und 0,5 g/lCobaltsulfat mit einem pH-Wert von 7,5 verwendet, ansonsten wurde verfahren wie in Ausführungsbeispiel 1.
Vergleichsbeispiel 6
Anstelle der in Ausführungsbeispiel 1 eingesetzten Oberflächenbehandlungslösung wurde eine wäßrige Lösung von 0,2 g/l Chromsulfat und 0,5 g/l Cobaltsulfat mit einem pH-Wert von 3,0 verwendet, ansonsten wurde verfahren wie in Ausführungsbeispiel 1.
Vergleichsbeispiel 7
Anstelle der in Ausführungsbeispiel 1 eingesetzten Oberflächenbehandlungslösung wurde eine wäßrige Lösung von 0,2 g/l Ammoniumfluorid und 0,5 g/l Mangansulfat mit einem pH-Wert von 4,0 verwendet, ansonsten wurde verfahren wie in Ausführungsbeispiel 1.
Vergleichsbeispiel 8
Anstelle der in Ausführungsbeispiel 1 eingesetzten Oberflächenbehandlungslösung wurde eine wäßrige Lösung von 0,2 g/l Mangansulfat und 0,005 g/l Cobaltchlorid mit einem pH-Wert von 4,5 verwendet, ansonsten wurde verfahren wie in Ausführungsbeispiel 1.
Vergleichsbeispiel 9
Anstelle der in Ausführungsbeispiel 1 eingesetzten Oberflächenbehandlungslösung wurde eine wäßrige Lösung von 45 g/l Chromsulfat-9-Wasser, 2 g/l 62,5%iger Schwefelsäure und 2 g/l Natriumfluorid mit einem pH-Wert von 1,0 verwendet, ansonsten wurde verfahren wie in Ausführungsbeispiel 1.
Eigenschaften
Die in den Ausführungs- und Vergleichsbeispielen erhaltenen Formteile wurden zur Bewertung der Korrosionsbeständigkeit einem Salzsprühtest (SST) nach JIS-Z-2371 unterzogen. Die Bewertung erfolgte durch Angabe der Flächenanteile (%), auf denen sich nach 24 h bzw. 48 h Sprühtest Rost gebildet hat.
Außerdem wurde der Glanz der Oberflächen geprüft. Die Bewertung des Oberflächenglanzes erfolgte im Vergleich zu einem unbehandelten Formteil Bewertungskriterien
  • 1 gleicher Glanz wie unbehandeltes Formteil
  • 2 etwas geringerer Glanz
  • 3 deutlich geringerer Glanz
  • Zur Bewertung der Stabilität der Behandlungsflüssigkeiten wurden verzinkte Formteile (Blech, Maße: 7 cm x 15 cm) nach 8 h Eintauchen bei Zimmertemperatur aus dem Bad genommen und anschließend ein anderes Blech eingetaucht. Dies wurde wiederholt aus geführt und dabei mit bloßem Auge die Niederschlagsbildung mitverfolgt. Bewertungskriterien:
  • 1 keine Niederschlagsbildung
  • 2 geringe Niederschlagsbildung
  • 3 Niederschlagsbildung
  • Außerdem wurde der Geruch bewertet. Hierzu wurden die Oberflächenbehandlungsflüssigkeiten auf 70 °C erwärmt und der Geruch der Flüssigkeiten beurteilt.
    Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
    Korrosionsbeständigkeit (%) Oberflächenglanz Stabilität Geruchsbildung
    nach 24 h nach 48 h
    A1 10 20 1 1 nein
    A2 7 15 1 1 nein
    A3 6 14 1 1 nein
    A4 5 5 1 1 nein
    A5 10 15 1 1 nein
    A6 5 10 1 1 nein
    V1 50 100 1 1 nein
    V2 20 50 3 1 nein
    V3 20 70 2 2 ja
    V4 10 15 1 2 nein
    V5 8 12 1 2 nein
    V6 25 40 1 1 nein
    V7 30 35 1 1 nein
    V8 40 50 1 1 nein
    V9 30 50 3 1 nein
    V10 100 100 - - -
    Vorteile der Erfindung
    Die Erfindung liefert eine durch hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Ausführbarkeit charakterisierte Oberflächenbehandlungstechnologie, die mit Überzügen auf Zinkbasis versehenen Gegenständen auch bei längerer Lagerung einen guten Schutz gegen Rostbildung vermittelt und zu hochglänzenden Oberflächen mit einem von Verfärbungen, insbesondere von Vergilbungen freien Aussehen führt und bei der Probleme hinsichtlich Geruchs- Haut- und Schlammbildung nicht auftreten.

    Claims (10)

    1. Wäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis, dadurch gekennzeichnet, daß ihr pH-Wert bei 2,5 bis 7,0 liegt und sie eine dreiwertige Chromverbindung sowie eine Fluorverbindung enthält.
    2. Wäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr pH-Wert bei 3,0 bis 5,0 liegt.
    3. Wäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis nach Anspruch 1, in welcher als dreiwertige Chromverbindung eine, zwei oder mehrere Chromverbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, die Chromfluorid, Chromchlorid, Chromnitrat, Chromsulfat und Chromacetat umfaßt, verwendet werden.
    4. Wäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis nach Anspruch 1, in welcher als Fluorverbindung eine, zwei oder mehrere Chromverbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, die Chromfluorid, Magnesiumfluorid, Eisenfluorid, Cobaltfluorid und Nickelfluorid umfaßt, verwendet werden.
    5. Wäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis nach Anspruch 1, in welcher als dreiwertige Chromverbindung und als Fluorverbindung Chromfluorid verwendet wird.
    6. Wäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine, zwei oder mehrere Metallverbindungen, ausgewählt aus Mangan-, Cobalt- und Nickelverbindungen, enthält.
    7. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verfahrensschritt, in welchem einewäßrige Lösung zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in Kontakt mit einem Überzug auf Zinkbasis gebracht wird (Kontaktschritt), und nach diesem Kontaktschritt ein Trocknungsschritt vorgenommen wird.
    8. Als Schutzbeschichtung auf Überzügen auf Zinkbasis aufgebrachte Oberflächenbeschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Wasser schwer- oder unlöslich ist und dreiwertiges Cr sowie F enthält.
    9. Als Schutzbeschichtung auf Überzügen auf Zinkbasis aufgebrachte Oberflächenbeschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie mittels einer wäßrigen Lösung zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis nach einem der Ansprüche 1 bis 6 erzeugt worden ist.
    10. Als Schutzbeschichtung auf Überzügen auf Zinkbasis aufgebrachte Oberflächenbeschichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Wasser schwer- bzw. unlöslich ist.
    EP02024237A 2001-11-07 2002-10-31 Mittel und Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis Withdrawn EP1318212A1 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    JP2001341357A JP2003147544A (ja) 2001-11-07 2001-11-07 亜鉛系メッキ膜の表面処理膜、亜鉛系メッキ膜の表面処理液、及び表面処理方法
    JP2001341357 2001-11-07

    Publications (1)

    Publication Number Publication Date
    EP1318212A1 true EP1318212A1 (de) 2003-06-11

    Family

    ID=19155389

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP02024237A Withdrawn EP1318212A1 (de) 2001-11-07 2002-10-31 Mittel und Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis

    Country Status (2)

    Country Link
    EP (1) EP1318212A1 (de)
    JP (1) JP2003147544A (de)

    Cited By (4)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    WO2006052357A1 (en) * 2004-11-10 2006-05-18 Atotech Deutschland Gmbh Process for improving the corrosion resistance of metal surfaces and metal pieces having improved corrosion resistance
    EP1693485A1 (de) * 2003-12-09 2006-08-23 Dipsol Chemicals Co., Ltd. Flüssiges dreiwertiges chrom für aluminium oder aluminiumlegierung und verfahren zur ausbildung eines korrosionsbeständigen films auf der oberfläche von aluminium oder aluminiumlegierung damit
    WO2006128154A1 (en) * 2005-05-26 2006-11-30 Pavco, Inc. Trivalent chromium conversion coating and method of application thereof
    US10968520B2 (en) 2015-01-16 2021-04-06 Nippon Hyomen Kagaku Kabushiki Kaisha Treatment liquid for black trivalent chromium conversion coating, trivalent chromium-containing water-soluble liquid for finishing treatment, and treatment method of metal substrate

    Families Citing this family (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    JP3784400B1 (ja) * 2005-05-27 2006-06-07 日本パーカライジング株式会社 金属用化成処理液および処理方法
    EP2735626B1 (de) 2007-08-03 2019-04-10 Dipsol Chemicals Co., Ltd. Korrosionsbeständige chemische Konversionsbeschichtung mit dreiwertigem Chrom und Lösung zur chemischen Behandlung mit dreiwertigem Chrom

    Citations (6)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US1957354A (en) * 1931-04-27 1934-05-01 Prier Pierre Process of protecting light metals against corrosion
    US3072516A (en) * 1961-03-21 1963-01-08 Conversion Chem Corp Solution and method for brightening cadmium
    EP0034040A1 (de) * 1980-02-06 1981-08-19 BNF Metals Technology Centre Verfahren zur Herstellung von Konversionsschichten
    US4761189A (en) * 1982-12-23 1988-08-02 Gerhard Collardin Gmbh Process and aqueous compositions for treating metal surfaces
    SU1448767A1 (ru) * 1984-12-03 1990-11-07 Институт Химии И Химической Технологии Ан Литсср Раствор дл хромировани кадмиевой поверхности
    DE19740248A1 (de) * 1997-09-12 1999-03-18 Henkel Kgaa Chromatierung oder Nachpassivierung mit stabilisierten Cr(III)/Cr(VI)-haltigen Lösungen

    Patent Citations (6)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US1957354A (en) * 1931-04-27 1934-05-01 Prier Pierre Process of protecting light metals against corrosion
    US3072516A (en) * 1961-03-21 1963-01-08 Conversion Chem Corp Solution and method for brightening cadmium
    EP0034040A1 (de) * 1980-02-06 1981-08-19 BNF Metals Technology Centre Verfahren zur Herstellung von Konversionsschichten
    US4761189A (en) * 1982-12-23 1988-08-02 Gerhard Collardin Gmbh Process and aqueous compositions for treating metal surfaces
    SU1448767A1 (ru) * 1984-12-03 1990-11-07 Институт Химии И Химической Технологии Ан Литсср Раствор дл хромировани кадмиевой поверхности
    DE19740248A1 (de) * 1997-09-12 1999-03-18 Henkel Kgaa Chromatierung oder Nachpassivierung mit stabilisierten Cr(III)/Cr(VI)-haltigen Lösungen

    Cited By (7)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    EP1693485A1 (de) * 2003-12-09 2006-08-23 Dipsol Chemicals Co., Ltd. Flüssiges dreiwertiges chrom für aluminium oder aluminiumlegierung und verfahren zur ausbildung eines korrosionsbeständigen films auf der oberfläche von aluminium oder aluminiumlegierung damit
    EP1693485A4 (de) * 2003-12-09 2011-01-19 Dipsol Chem Flüssiges dreiwertiges chrom für aluminium oder aluminiumlegierung und verfahren zur ausbildung eines korrosionsbeständigen films auf der oberfläche von aluminium oder aluminiumlegierung damit
    US9328423B2 (en) 2003-12-09 2016-05-03 Dipsol Chemicals Co., Ltd. Liquid trivalent chromate for aluminium or aluminium alloy and method for forming corrosion-resistant film over surface of aluminium or aluminium alloy by using same
    WO2006052357A1 (en) * 2004-11-10 2006-05-18 Atotech Deutschland Gmbh Process for improving the corrosion resistance of metal surfaces and metal pieces having improved corrosion resistance
    US7101469B2 (en) 2004-11-10 2006-09-05 Atotech Deutschland Gmbh Metal pieces and articles having improved corrosion resistance
    WO2006128154A1 (en) * 2005-05-26 2006-11-30 Pavco, Inc. Trivalent chromium conversion coating and method of application thereof
    US10968520B2 (en) 2015-01-16 2021-04-06 Nippon Hyomen Kagaku Kabushiki Kaisha Treatment liquid for black trivalent chromium conversion coating, trivalent chromium-containing water-soluble liquid for finishing treatment, and treatment method of metal substrate

    Also Published As

    Publication number Publication date
    JP2003147544A (ja) 2003-05-21

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    DE69737195T2 (de) Lösung und Verfahren zur Herstellung von Schutzschichten auf Metallen
    EP0187917B1 (de) Verfahren zur Verbesserung des Korrosionsschutzes autophoretisch abgeschiedener Harzschichten auf Metalloberflächen
    DE2433704B2 (de) Verwendung von Zirkonverbindungen und Polyacrylsäure enthaltenden wäßrigen Dispersionen zur Behandlung von Metallischen
    EP1978131B2 (de) Mittel zur Herstellung von Korrosionsschutzschichten auf Metalloberflächen
    EP0064790A1 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metallen sowie dessen Anwendung zur Vorbehandlung für die Elektrotauchlackierung
    EP0240943B1 (de) Verfahren zur Erzeugung von Konversionsüberzügen auf Zink- oder Zinklegierungsoberflächen
    EP0056881A1 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metallen
    DE1521880B1 (de) Verfahren zur Behandlung von chemisch aufgebrachten UEberzuegen auf Metallen mit chromhaltigen Loesungen
    EP0328908B1 (de) Verfahren zum Aufbringen von Konversionsüberzügen
    EP1002143B1 (de) Alkalische bandpassivierung
    EP0410497B1 (de) Verfahren zur passivierenden Nachspülung von Phosphatschichten
    EP0492713A1 (de) Verfahren zur Nachspülung von Konversionsschichten
    DE2538347C3 (de) Zinkphosphatlösungen zur Ausbildung von Zinkphosphatschichten auf Metallen
    DE3828676A1 (de) Phosphatierverfahren
    DE3247729A1 (de) Verfahren zur behandlung von metalloberflaechen, insbesondere solchen von aluminium, aluminiumlegierungen und stahl, sowie hierfuer geeignete waessrige badloesungen
    EP0154367A2 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metallen
    DE974713C (de) Verfahren zur Herstellung von UEberzuegen auf Metallen
    WO1996034995A1 (de) Chrom- und fluoridfreie behandlung von metalloberflächen
    EP1318212A1 (de) Mittel und Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Überzügen auf Zinkbasis
    EP0078866B1 (de) Überzugsausbildung auf Aluminiumoberflächen
    EP2319957B1 (de) Schwarzpassivierung von Zink- und Zinkeisenschichten
    WO2014037088A1 (de) Behandlungslösung und verfahren zur beschichtung von metalloberflächen
    DE102009017702B4 (de) Verfahren zur Bildung von Korrosionsschutzschichten auf Metalloberflächen
    CH616456A5 (en) Process for secondary treatment of phosphated metal surfaces.
    WO2019121036A1 (de) Verfahren zur korrosionsschützenden und reinigenden vorbehandlung von metallischen bauteilen

    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

    17P Request for examination filed

    Effective date: 20021031

    AK Designated contracting states

    Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SK TR

    AX Request for extension of the european patent

    Extension state: AL LT LV MK RO SI

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

    Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

    18W Application withdrawn

    Effective date: 20030710