FR2588276A1

FR2588276A1 - Procede de traitement de surfaces de fer et d'acier

Info

Publication number: FR2588276A1
Application number: FR8614022A
Authority: FR
Inventors: Yoshio Nagae; Koji Hetsugi; Yoshihiko Sawasaki
Original assignee: Nihon Parkerizing Co Ltd
Current assignee: Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority date: 1985-10-08
Filing date: 1986-10-08
Publication date: 1987-04-10
Also published as: IT8621921A0; IT1197361B; CA1265392A; GB2182352A; IT8621921A1; DE3632335A1; GB8624168D0; GB2182352B; JPS6283477A

Abstract

DANS UN PROCEDE DE TRAITEMENT DE SURFACES DE ZINC OU D'ALLIAGE DE ZINC PRODUITES SUR DES PIECES DE FER OU D'ACIER PAR PROJECTION DE PARTICULES, ON PRODUIT UN REVETEMENT DE PHOSPHATE PAR MISE EN CONTACT AVEC UNE SOLUTION DE PHOSPHATATION CONTENANT DES IONS NICKEL ET ON AMELIORE AINSI DE MANIERE DECISIVE LA PROTECTION CONTRE LA CORROSION ET L'ADHERENCE DE LA PEINTURE. ON TRAVAILLE DE PREFERENCE AVEC UNE SOLUTION DE PHOSPHATATION QUI CONTIENT 0,05 A 10, EN PARTICULIER 0,1 A 5GL DE NI, ET ON ACTIVE LES SURFACES DE ZINC OU D'ALLIAGE DE ZINC, AVANT LA MISE EN CONTACT AVEC LA SOLUTION DE PHOSPHATATION, AVEC UNE SOLUTION D'ACTIVATION AQUEUSE CONTENANT DU TITANE COLLOIDAL.

Description

L'invention concerne un procédé de traite-

ment de surfaces de zinc ou d'alliage de zinc produites par projection de particules sur des pièces de fer ou d'acier. Il est connu de munir des pièces de fer ou d'acier, avant l'application d'une matière colorante, d'une peinture, etc., d'un revêtement de phosphate pour

améliorer ainsi la résistance à la corrosion et augmen-

ter l'adhérence de la peinture. Ce pratraitement ne suf-

fit cependant pas, lorsqu'une résistance à la corrosion

particulièrement élevée est exigée. Ceci est générale-

ment le cas pour des constructions de grandes dimensions et luxueuses, telles que des tours de télévision, etc.,

pour lequelles une protection contre la corrosion effi-

cace pendant une durée prolongée est indispensable.

Dans de tels cas, on applique habituelle-

ment, avant la production du revêtement de phosphate, une couche de zinc, par exemple par zingage à chaud ou

zingage galvanique. Les procédés de zingage donnent ce-

pendant lieu à des difficultés lorsqu'on doit traiter

des pièces de dimensions relativement importantes. Ce-

ci vaut également pour le prétraitement, le plus sou-

vent nécessaire pour éliminer la rouille et la croûte

de laminage. Dans le cas des procédés de zingage gal-

vanique, il s'y ajoute qu'une certaine surveillance des bains de traitement est nécessaire et qu'en outre

des problèmes d'eaux résiduaires doivent être maitri-

sés.

Pour les raisons qui précèdent, les procé-

dés de zingage dans lesquels la couche de zinc est

produite par projection de particules de zinc ou d'al-

liage de zinc ont pris de l'importance. Dans ce cas,

les particules peuvent être constituées dans leur mas-

se de zinc ou d'alliage de zinc, mais on peut aussi utiliser des particules de métal revêtues de zinc ou

d'alliage de zinc. Cette façon de procéder a, en ou-

tre, l'avantage que l'on peut se dispenser d'un dé-

rouillage ou d'un décalaminage particulier. Ceci s'ef-

fectue pratiquement dans la première phase du grenail-

lage, avant la formation de la couche de zinc.

A la différence des procédas classiques de zingage, les couches de zinc ou d'alliage de zinc

produites par projection de particules ont l'inconvé-

nient de présenter des trous de la taille d'une tête

d'épingle, d'on part fréquemment une attaque par cor-

rosion sur la pièce, c'est-à-dire qu'elles sont en

fin de compte plus sensibles à la corrosion.

Le but de l'invention est de prendre des mesures appropriées pour résoudre les problèmes qui se posent lors du zingage par projection de particules,

en particulier ceux mentionnés ci-dessus.

Ce but est atteint en transformant confor-

mément à l'invention le procédé du type initialement indiqué de manière à produire sur les surfaces de zinc

ou d'alliage de zinc, par mise en contact avec une so-

lution de phosphatation contenant des ions nickel, un

revêtement de phosphate.

Des solutions de phosphatation contenant du nickel se sont révélées particulièrement appropriées,

cat le nickel qu'elles contiennent supprime d'une ma-

nière surprenante la dissolution de zinc dans la région

des trous de la taille d'une tête d'épingle dans la so-

lution de phosphatation.

Un mode de réalisation préféré de l'inven-

tion prévoit de produire le revêtement de phosphate avec une solution de phosphatation qui contient 0,05 à g/l de nickel. Des teneurs en nickel plus faibles n'ont pas un effet suffisant, des teneurs en nickel

plus élevées n'apportent aucun gain supplémentaire.

Une concentration en nickel de 0,1 à 5 g/l est parti-

culièrement avantageuse.

Par ailleurs, la solution de phosphatation contient généralement: à 100 g/l de phosphate, 0,3 à 7 g/l de zinc, 1 a 30 g/1 de nitrate, 0,1 à 5 g/l de fluorure,

le cas échéant des composés nitrés organiques.

Le nickel est habituellement ajouté à la solution de phosphatation sous forme de nitrate ou de carbonate. Le traitement de phosphatation s'effectue d'une manière connue en soi et doit tenir compte de l'état de la pièce à traiter. Le mieux est d'effectuer une immersion et une pulvérisation avec des temps de traitement de 5 s. à 10-mn. a des températures allant

de la température ambiante à 80 C. -

Pour accélérer la formation du revêtement de phosphate et empêcher en outre en même temps la dissolution du zinc dans la région des trous de la taille d'une tête d'épingle, un mode de réalisation

avantageux de l'invention prévoit d'activer les surfa-

ces de zinc ou d'alliage de zinc, avant la mise en contact avec la solution de Dhosphatation, avec une

solution d'activation aqueuse contenant du titane col-

loldal. A cet effet, on utilise les solutions d'acti-

vation connues en soi, qui contiennent par exemple 1 à 50 ppm de titane, à 3000 ppm de phosphate, 50 à 600 ppm de pyrophosphate,

et présentent un ph de 8,0 à 9,5.

Après la production du revêtement de phosphate, on effectue généralement un rinçage à l'eau

et un séchage. Après la phosphatation, on peut égale-

ment effectuer un rinçage final avec des solutions ou dispersions classiques contenant du chrome VI, de la résine, du tanin, de l'acide silicique colloidal, etc.

Ensuite, on effectue généralement la peinture.

Pour la production des couches de zinc ou d'alliage de zinc appliquées avant le traitement de phosphatation, on utilise des agents de grenaillage connus en soi. IlI possèdent en général un diamètre

de particules de 0,2 à 1,1 min. Plus la dureté des par-

ticules est élevée, plus l'élimination de la rouille

et de la calamine de la pièce est simple. Les plus ap-

propriées sont donc ceux qui-sont constitués de parti-

OS cules d'acier revêtues de zinc ou d'alliage de zinc (par exemple le produit du commerce Z-IRON-ALLOYED

SHOT de la Société K. K. Saupou, Japon). Ces particu-

les peuvent avoir une dureté supérieure à 350, en gé-

néral de 350 à 450 unités de dureté Vickers. Lg couche

de zinc ou d'alliage de zinc produite par la projec-

tion de particules doit présenter un poids de couche de l'ordre de 0,1 à 50 g/m2. Le poids de couche dépend de la durée du grenaillage. La durée du grenaillAge peut être raccourcie lorsque la quantité de particules

utilisée par unité de temps augmente.

Par la projection de particules, on pro-

duit une couche qui est solidement ancrée dans la sur-

face de la pièce.

Grâce à l'invention, on parvient à suppri-

mer le point faible du zingage par projection de par-

ticules, la résistance réduite à la corrosion. Il se

forme un revêtement de phosphate qui remplit en parti-

culier les trous de la taille d'une pointe d'épingle

et confère de ce fait à la surface une remarquable ré-

sistance à la corrosion. De plus, l'effet d'améliora-

tion de l'adhérence pour un revêtement organique ap-

pliqué ultérieurement est excellent. En combinaison avec l'activation de la surface de zinc ou d'alliage

de zinc par la solution d'activation contenant du ti-

tane colloïdal, on évite en outre l'agrandissement des trous de la taille d'une point d'épingle par l'attaque

de décapage de la solution de phosphatation.

Les exemples non limitatifs suivants sont

donnés à titre d'illustration de l'invention.

EXEMPLE 1

Des tôles d'acier rouillées de 0,8 x 100 x

mm sont grenaillées pendant 10 min. avec des parti-

cules de zinc d'une taille de particules de 0,2 à 0,3 mm, pour éliminer la rouille et appliquer une couche

de zinc ayant un poids de couche de 15 g/m2.

On traite ensuite les-:tôles zinguées par pulvérisation avec une solution d'activation aqueuse qui contient 1 g/l de titane collô1dal (Parcolene Z

de la Société Nihon Parkerizing CO., Ltd) à 50 C pen-

dant 5 secondes. Puis vient la phosphatation, égale-

ment avec une solutionde phosphatation à 70 C, qui con-

tient: 2,5 g/1 de Zn, g/l de PO4, 3 g/l de NO3, 2 g/l de Ni, 0,2 g/1 de F. On rince ensuite avec de l'eau et avec une solution contenant des ions Chrome VI et Chrome III (Parcelene C62 de la Société Nihon Parkerizing Co. ,

Ltd; 10 g/l). On élimine ensuite la solution de lava-

ge final en excès avec des rouleaux essoreurs et on sèche. Les couches de phosphate produites ont un poids

de couche de 1,4 g/m2.

On munit ensuite les tôles ainsi traitées d'une peinture mélamine-alkyle (Amirack% N 1, blanc, de la Société Kansai Paint Co., Ltd.), qui est cuite

min. après l'application dans une étuve à air cir-

culant à 140 C pendant 25 minutes. L'épaisseur de la

couche de peinture est de 30 i2 microns.

L'adhérence de la ceinture et la résistance

à la corrosion sont déterminées par les essais suivants.

Adhérence de la peinture.

1 - Essai d'incision d'un réseau On raye la tôle d'essai jusqu'au subjectile métallique avec un appareil de coupe, à des intervalles

d'l mm, de telle sorte qu'il se forme un réseau comnor-

tant plusieurs traces de rayure faisant un angle de 90 .

6 z 2588276 Puis on applique solidement un ruban adhésif sur 100

des champs de 1 mm2 ainsi formés et on l'arrache brus-

quement. L'évaluation se base sur le nombre des champs

dont la couche de peinture a été éliminée.

2 - Essai d'Erichsen Dans cet essai, la tôle traitée comme dans l'essai d'incision de réseau est lentement bosselée, avant l'application et l'arrachage du ruban adhésif, par enfoncement d'une bille, jusqu'à ce qu'il se forme

un bombement d'une hauteur de 5 mm. L'évaluation s'ef-

fectue comme suit: Cotation Echelle d'évaluation (Nombre des champs de vernis restant)

-________________________________________________________

95 ou plus

4 80 à 94

3 60 à 79

2 40 à 59

1 39 ou moins.

3 - Enfoncement par choc Pour l'exécution de l'essai de choc, on a

utilisé un appareil de la Société Du Pont. Cet am a-

reil travaille avec une barre de choc de 12,7 mm de diamètre qui est chargée d'une masse de 1 kg et tombe d'une hauteur de 50 cm. sur la surface vernie de la

tôle. L'adhérence de la peinture est ici encore déter-

minée avec un ruban adhésif, comme il a été indiqué précédemment. L'évaluation de l'essai s'effectue comme suit: Cotation Echelle d'évaluation

-_____________________________________________________

Aucun effet défavorable

7 2588276.

4 détachement de la oeinture de 5 % ou moins 3 détachement de 6 à 25 % 2 détachement de 26 à 50 % 1 détachement de 51 % ou davantage Corrosion 1 Essai de pulvérisation de sel pour des tôles ?eintes Pour la détermination de la résistance à

la corrosion et à la migration au-dessous de la pein-

ture, on pratique avec un couteau une incision jusqu'à

la surface du métal. Les tôles ainsi rayées sont sou-

mises à l'essai de pulvérisation de sel aui utilise une solution de chlorure de sodium à 5 % pendant 120

heures, conformément à la J I S - Z - 2371. Après rin-

çage à l'eau et séchage, on détermine l'adhérence par

la méthode au ruban adhésif dans la région de l'inci-

sion. On évalue en outre l'état de la tôle en dehors

de la région de l'incision.

Cotation Echelle d'évaluation

-______________________________________________________

NOV Etat de la peinture dans la région de l'incision du reste de la tôle

_________________

Aucun effet défavorable aucun effet défavorable 4 migration par endessous " jusqu'à 1 nm 3 migration par en-dessous jusqu'à 2 mm " 2 assez grosses cloques/ pas de cloques détachement de la peinture 1 assez grosses cloques/ grosses cloques détachement de la peinture 2 - Essai de pulvérisation de sel pour tôle non peintes

8 2588276

La durée d'action du traitement de pulvé-

risation de sel a été limitée ici à 24 heures, et l'apparition de rouille blanche et le cas échéant de rouille rouge a été évaluée comme suit; Cotation Echelle d'évaluation

_______________________________________________________

N (Surface de tôle recoverte de rouille blanche)

5 0 à 5 %

4 6 à 15%

3 16 à 35 %

2 36 à 50 %

1 51 % ou davantage et appa-

rition de rouille rouge

EXEMPLE 2

Le procédé est applique comme dans l'Exem-

ple 1, avec cette différence que le traitement d'acti-

vation par la solution contenant du titane n'a pas été effectué. La couche de phosphate obtenue a un poids

de 1,9 g/m2.

EXEMPLE 3

Le procédé a été appliqué comme dans l'Exem-

ple 1, avec cette différence que l'on a utilisé, pour

la production de la couche de zinc, des particules mé-

talliques revêtues d'un alliage Zn - Fe (marque commer-

ciale Z - IRON ALLOYED SHOT de la Société K. K. Sanpou).

Le poids de la couche de phosphate est de

1,1 g/m2.

EXEMPLE COMPARATIF 1

Des tôles d'acier zinguées électrolytique-

ment sont traitées suivant le mode opératoire de l'Exem-

ple 1 avec un dépût de zinc de 15 g/m2.

EXEMPLE COMPARATIF 2

Le procédé a -été appliqué comme dans l'Exem-

ple 1, avec cette différence que l'activation par une solution contenant du titane n'a pas été effectuée et que la solution de phosphatation utilisée était exempte

d'ions nickel.

EXEMPLE COMPARATIF 3

Le procédé a été effectué comme dans l'Exem-

ple 1, le grenaillage des tôles étant éffectué non pas avec des particules de zinc, mais avec des particules

de fer d'une taille de particules de 0,2 à 0,3 mm.

Les résultats obtenus aux divers essais pour l'ensemble des Exemples sont récapitulés dans le Tableau suivant. adhérence de la peinture essai de pulvérisation de sel incision de enfoncement non peint peint Exemples réseau/essai par choc d'Erichsen 24 H. 120 H.

__________________________________________________________

Exemple 1 5 5 5 4 Exemple 2 4 4 5 4 Exemple 3 5 5 5 5 Ex. Comp.l 1 4 4 4 3 Ex. Camp.

2 3 3 4 3 Ex. Ccmp. 3 4 2 1 1

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement de surfaces de zinc

ou d'alliage de zinc produites par projection de parti-

* cules sur des pièces de fer ou d'acier, caractérisé en ce qu'on produit sur les surfaces de zinc ou d'alliage de zinc un revêtement de phosphate par mise en contact avec une solution de phosphatation contenant des ions nickel.

2. Procédé suivant la revendication 1,

caractérisée en ce qu'on produit le revêtement de phos-

phate avec une solution de phosphatation qui contient

0,05 à 10 g/l de Ni, de préférence 0,1 à 5 g/1 de Ni,.

3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérise en ce qu'on active les surfaces de zinc ou d'alliage de zinc, avant la mise en contact avec la

solution de phosphatation, avec une solution d'activa-

tion aqueuse contenant du titane colloïdal.