FR2752851A1 - Bain et procede de phosphatation de substrats metalliques, concentre pour la preparation de ce bain et substrats metalliques traites a l'aide de ces bain et procede - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un bain et un procédé de phosphatation de substrats métalliques ainsi que les substrats métalliques traités à l'aide de ces bains et procédés. Le bain conforme à l'invention, dont le pH est de 1 à 5, 5 et dans la constitution duquel entrent les composants classiques des bains de phosphatation, est caractérisé par le fait qu'il comprend - d'environ 0,3 à environ 15 g/l d'ion zinc, de préférence de 0,5 à 10 g/l, - d'environ 5 à environ 50 g/l d'ion phosphate, de préférence de 8 à 30 g/l, et - d'environ 0,01 à environ 10 g/l, de préférence de 0,03 à 3 g/l d'un complexe de cobalt trivalent représenté par l'une ou l'autre des formules (I) ou (II).
Description
BAIN ET PROCÉDÉ DE PHOSPHATATION DE SUBSTRATS METALLIQUES,
CONCENTRE POUR LA PRÉPARATION DE CE BAIN ET SUBSTRATS
METALLIQUES TRAITÉS A L'AIDE DE CES BAIN ET PROCÉDÉ
L'invention a pour objet un bain et un procédé de phosphatation de substrats métalliques ainsi que les substrats métalliques traités à l'aide de ces bain et procédé. Elle vise également un concentré pour la
préparation de ce bain.
On connaît déjà des bains et des procédés de phos-
phatation de substrats métalliques.
Ces bains et procédés connus permettent la forma-
tion de revêtements de phosphate essentiellement de zinc
ou de fer et de zinc à la surface des substrats métalli-
ques traités.
L'intérêt des revêtements de phosphate réside dans la bonne résistance à la corrosion qu'ils confèrent à ces surfaces et dans l'amélioration de l'adhérence à ces
surfaces des peintures ou des revêtements électrophoré-
tiques appliqués ultérieurement.
Les substrats métalliques concernés sont ceux à base d'acier éventuellement revêtu de zinc ou d'alliages du zinc avec d'autres métaux comme le fer, le nickel,
l'aluminium, le manganèse, ainsi que ceux à base d'alumi-
nium éventuellement allié.
Les bains de phosphatation sont généralement appliqués par immersion, aspersion ou par des combinaisons de ces méthodes qui peuvent comprendre la mise en oeuvre
de rouleaux applicateurs.
Ces bains sont constitués par des solutions aqueuses acides contenant des ions phosphates, fluorures (simples et/ou complexés avec un ou plusieurs éléments choisis parmi le silicium, le bore, le zirconium et le titane), nitrates, des cations bivalents tels que le zinc, ainsi qu'éventuellement ceux du groupe comprenant Mn, Mg,
Ni, Cu, Ca, Fe et des cations monovalents tels que Na.
Ils peuvent également contenir des polyoses, des
dérivés du sucre, des hétéropolysaccharides et du glucose.
On sait que, dans les bains et procédés du genre en question, la vitesse de formation du dépôt de phosphata-
tion est accrue par l'utilisation d'accélérateurs.
Les accélérateurs classiquement employés sont ceux du groupe comprenant les nitrites, les chlorates de métaux alcalins, le m-nitrobenzène sulfonate, l'eau oxygénée, plus récemment l'hydroxylamine et différentes combinaisons
de ces composés.
Il a été proposé d'expliquer leur action par l'oxydation des ions Fe2+, éventuellement présents dans le bain, en ions Fe3+ éliminés sous forme de boues ferriques; en effet, l'augmentation de la proportion d'ions Fe2+ au cours du traitement doit être évitée car elle pourrait
inhiber la phosphatation.
Selon une autre explication de leur action, ils permettraient la dépassivation des substrats attaqués par l'acidité de la solution phosphatante, selon la réaction suivante: Métal + Acide H+ C Ion métal + Hydrogène H2
Il se trouve que tous les accélérateurs classique-
ment employés présentent des inconvénients.
Ainsi, les ions nitrites présentent l'inconvénient majeur de ne pas être stables en milieu acide et de se décomposer en oxydes d'azote; une alimentation permanente des bains en ions nitrites est donc nécessaire même en l'absence de consommation liée au traitement de pièces; un autre inconvénient des ions nitrites réside précisément dans le fait qu'ils se décomposent en oxyde d'azote qui sont connus pour leur caractère dangereux, ce qui pose des
problèmes liés à la sécurité des travailleurs.
La mise en oeuvre des ions chlorates conduit, après réaction, à la formation d'ions chlorures connus pour être néfastes vis-à-vis de la résistance à la corrosion des couches produites; ils favorisent également l'apparition de points blancs dans ces couches lors du traitement de certains substrats zingués, obligeant l'opérateur à poncer manuellement les substrats traités. L'eau oxygénée n'est pas stable dans un bain de conversion acide contenant les métaux évoqués plus haut, et son domaine de concentration optimal est très étroit,
ce qui rend le bain difficile à contrôler industrielle-
ment; de plus, ce bain tend à former de grandes quantités de boues lors de l'utilisation, boues qu'il convient
d'éliminer par mise en décharge.
Le m-nitrobenzène sulfonate n'est pas facilement dosable sur ligne de traitement (ce dosage nécessite en effet le recours à des techniques chromatographiques dont le coût et la technicité ne sont pas compatibles avec un prix de revient acceptable); de plus, son utilisation
conduit à la génération de boues importantes.
L'hydroxylamine, pour donner de bons résultats, doit être utilisée à des teneurs conduisant à des coûts relativement élevés, et surtout sa dégradation peut être importante en présence d'ions métalliques à température de
phosphatation élevée.
L'invention a pour but, surtout, de proposer à
l'utilisateur un accélérateur pour des bains et des pro-
cédés de phosphatation ne présentant pas les inconvénients
de ceux de l'art antérieur.
Et la Société Demanderesse a eu le mérite de trouver que, de façon surprenante et inattendue, ce but était atteint dès lors que l'on utilise comme accélérateur pour des bains et des procédés de phosphatation un
complexe de cobalt trivalent.
Il s'ensuit que le bain de phosphatation conforme à l'invention, dont le pH est d'environ 1 à environ 5,5 et
dans la constitution duquel entrent les composants classi-
ques des bains de phosphatation, est caractérisé par le fait qu'il comporte: - d'environ 0,3 à environ 25 g/l d'ion zinc, de préférence de 0,5 à 10 g/l, - d'environ 5 à environ 50 g/l d'ion phosphate, de préférence de 8 à 30 g/l, et - d'environ 0,01 à environ 10 g/l, de préférence de 0,03 à 3 g/l d'un complexe de cobalt trivalent représenté par l'une des formules: [ Co(Ligand)n]c (I) [ Co(Ligand)n Zp]c (II) dans lesquelles - n et p sont des nombres entiers de 1 à 6 avec, dans le cas de la formule (II), n+p < 6, - c représente la charge du complexe et peut donc être positif ou négatif selon la charge du Ligand et de Z, - le Ligand est choisi parmi les ions du groupe comprenant NO2, CN, CO3 et SO3, parmi les ions du groupe comprenant les ions oxalate, acétate, citrate, gluconate, tartrate et acétylacétonate, et parmi les composés de formule N(R1, R2, R3) dans laquelle R1, R2 et R3 sont choisis, indépendamment les uns des autres, dans le groupe comprenant H. les groupements carbonés en C1 à C6 dont notamment les groupements alkyle, hydroxyalkyle, hydroxy,
alkylamine, hydroxyalkylamine ainsi que les acides car-
boxyliques ou aminocarboxyliques et leurs sels, et - Z est choisi dans le groupe comprenant Cl, Br, F, I, OH, NO3, SCN, PO4, SO4, S203, MoO4, SeO4 et H20, étant donné qu'un complexe donné peut comporter un ou plusieurs Ligands et un ou plusieurs Z différents les uns
des autres.
Le mérite de la Société Demanderesse est d'autant plus grand que les utilisations connues des complexes de cobalt trivalent ne permettent nullement de prévoir l'applicabilité de ces produits comme accélérateurs dans
les bains et procédés de phosphatation.
En effet, on ne connaissait jusqu'à présent (voir le document EP-A-0 458 020) que la mise en oeuvre des complexes de cobalt trivalent en remplacement des dérivés, cancérogènes, de chrome hexavalents, dans les traitements des surfaces de substrats essentiellement à base d'aluminium en vue de la formation sur ces surfaces de couches de conversion; les traitements de phosphatation n'étaient pas envisagés; les couches de conversion ainsi obtenues contiennent de l'oxyde d'aluminium comme constituant majeur, du moins en pourcentage volumique, et des oxydes de cobalt CoO, Co304 et Co203; en raison de l'utilisation d'ammoniaque dans les procédés décrits dans le document EP-A-0 458 020, la réaction de conversion a
lieu à un pH compris entre 5 et 9,5.
Les susdits complexes de cobalt trivalent sont stables à pH acide de 1 à 5,5, préférentiellement de 2,5 à 3,5, contrairement aux sels simples de Cobalt III tel CoF3 qui se décompose en un oxyde noir insoluble dans les bains
de phosphatation.
Ces complexes sont le plus souvent décrits sous forme ionique; lorsqu'il s'agit de complexes cationiques, l'anion associé est par exemple l'un des anions du groupe comprenant C1, Br, F. I, NO3, CN, SCN, PO4, SO4 et l'acétate; lorsqu'il s'agit de complexes anioniques, le cation associé est par exemple l'un des cations du groupe
comprenant Na, K, Li, Mg, Ca et NH4.
Dans un mode de réalisation préféré du bain de phosphatation conforme à l'invention, le complexe de cobalt trivalent est choisi dans le groupe comprenant: [Co(NH3)6]C13 [Co(NO2)6]Na3 [Co(en)3] (NO3)3 avec en = éthylènediamine [Co(pn)3] (NO3)3 avec pn = diamino 1-2 propane [Co(oxalate)en2]NO3 [Co(citrate)(CO3)]Na2 [CoF(NH3)5] (NO3)2 [Co(NO3)(NH3)5](NO3)2' Le bain de phosphatation conforme à l'invention peut contenir un accélérateur classique en plus de l'accélérateur constitué par un complexe de cobalt trivalent. Le procédé de phosphatation conforme à l'invention,
qui comprend les étapes successives des procédés de phos-
phatation classiques, dont notamment: - une étape de dégraissage, - une étape de rinçage, - l'étape de phosphatation proprement dite, - une étape de rinçage et - une étape de séchage,
est caractérisé par le fait que, dans l'étape de phospha-
tation proprement dite, on met en oeuvre le bain de
phosphatation conforme à l'invention.
Le substrat métallique conforme à l'invention, qui est obtenu par mise en oeuvre du procédé de phosphatation selon l'invention, est caractérisé par la présence de
cobalt dans le revêtement de phosphate.
L'invention vise également un concentré propre à fournir, par une dilution d'environ 1% à environ 10% avec
de l'eau, le bain de phosphatation conforme à l'invention.
Les revêtements de phosphate obtenus grâce à l'invention présentent une finesse et une homogénéité au moins équivalente à celles des revêtements obtenus avec
mise en oeuvre des accélérateurs de l'art antérieur.
De plus, leur stabilité est excellente.
Les performances enregistrées grâce à l'invention,
en utilisant un complexe de cobalt trivalent comme accélé-
rateur, apparaissent clairement à la lecture des exemples
comparatifs non limitatifs suivants.
Dans ces exemples, on a appliqué à un substrat métallique, constitué par des plaques d'acier ou d'acier électrozingué dont les dimensions sont longueur: 180 mm largeur: 90 mm épaisseur: 0,8 mm la séquence de traitements résultant du tableau A.
TABLEAU A
Type de T ('C) et Etape TpdeProduits T )e Etape traitement Produits durée (min) dégraissage immersion Ridoline 1550 CF I 4 2% p/p 60'C + Ridosol 550 CF 0,2% p/p 5 minutes rinçage immersion eau de ville 20C I1 minute affinage immersion Fixodine 50 CF0,05% p/p 20 C en eau déminéralisée 1 minute phosphatation immersion selon compositions indiquées 55 C aux tableaux B, C et D 3 minutes rinçage immersion eau déminéralisée 20'C I minute séchage air chaud Ridoline 1550 CF / 4 = produit alcalin à base de potasse et de silicates commercialisé par la Société Demanderesse
Ridosol 550 CF = produit acide à base de tensio-
actifs non-ioniques commercialisé par la Société Demanderesse
Fixodine 50 CF = produit neutre à base de phos-
phates de Na et de Ti commercia-
lisé par la Société Demanderesse L'acidité libre du bain de phosphatation est mesurée par la quantité (en ml) de NaOH N/10 nécessaire
pour amener le pH de 10 ml de ce bain à la valeur de 3,6.
Sur les plaques traitées, on a déterminé: - la structure de la couche cristalline par observation au microscope électronique à balayage (MEB) en vue d'obtenir la taille des cristaux et le taux de recouvrement, - le poids de couche par mesure selon la norme ISO 3892, - la résistance au brouillard salin (BS) selon la norme
ISO 9227.
Pour des substrats métalliques revêtus de peinture type polyester laque blanche Saultain de la Société PPG, référence Y 143 W 408, la durée du test au brouillard
salin est de 96 heures, cette peinture ayant des perfor-
mances très nettement inférieures à une peinture cataphorétique. La cotation consiste à mesurer la largeur du
décollement de peinture perpendiculairement à la rayure.
Le critère d'acceptation est un décollement
inférieur ou égal à 8 mm.
L'adhérence de la peinture est évaluée par le test
de quadrillage effectué selon la norme ISO 2409.
La limite d'acceptation correspond à une cotation
d'adhérence au maximum égale à 2.
Pour les substrats phosphatés revêtus d'une peinture cataphorétique commercialisée par la Société PPG sous la référence W 742/962, on a effectué le test de "Corrosion par Changement Climatique" (ou test "3C") selon
la norme Renault D17 1686/C.
Ce test consiste en une succession de 9 cycles d'une semaine comportant chacun les phases suivantes: - 24 heures de brouillard salin selon la norme ISO 9227, - 5 fois un cycle de 8 heures à 40'C et sous 95 à 100% d'humidité relative (HR), - 16 heures à 20'C et sous 70 à 75% HR,
- 48 heures à 20'C et sous 60 à 65% HR.
La cotation consiste à mesurer la largeur du
décollement de peinture perpendiculairement à la rayure.
Le critère d'acceptation est un décollement inférieur ou
égal à 3,5 mm.
EXEMPLE 1
On a effectué 16 essais (A à P) en utilisant - huit accélérateurs conformes à l'invention, à savoir: Accélérateur 1 [Co(NH3)6]C13 Accélérateur 2 [Co(NO2)6]Na3 Accélérateur 3 [Co(en)3] (NO3)3 avec en = éthylènediamine Accélérateur 4 [Co(pn)3] (NO3)3 avec pn = diamino 1-2 propane Accélérateur 5 [Co(oxalate)en2]NO3 Accélérateur 6 [Co(citrate)(C03)]Na2 Accélérateur 7 [CoF(NH3)5](NO3)2 Accélérateur 8 [Co(NO3)(NH3)5] (NO3)2 - un accélérateur constitué par un sel de cobalt: Accélérateur 9 CoF3 sel de Cobalt III - un accélérateur constitué par un complexe de cobalt divalent: Accélérateur 10 [Co(NH3)6]C12 complexe de Cobalt II - et un accélérateur selon l'art antérieur, à savoir
l'accélérateur 11 qui est du nitrite de sodium NaNO2.
Les compositions des bains correspondant aux onze essais, la nature des substrats (acier ou acier électrozingué EZ), la taille des cristaux et le pourcentage de recouvrement résultent du tableau B.
TABLEAU B
Teneur (ppm) des bains de phosphatation dans les bains
A B C D E F G H
Zn 1025 1025 1025 1025 1025 1025 1025 1025
PO4 10550 10550 10550 10550 9860 10550 10550 10550
C Ni 210 210 210 210 0 210 210 210 o Mn 730 730 730 730 730 730 730 730 n d F 1000 365 1000 1000 365 365 365 365 s e t e Fe 20 20 20 20 20 20 20 20 t,,= i p NO3 2163 2163 2163 2163 2020 2163 2163 2163 t h SO4 35 35 35 35 35 35 35 35
U O,,
a s AI 1,2 0,4 1 0,85 0,75 0,75 0,65 0,55 a s _ _ __ _ _ _
n p accélérateur 1 200 600 - - - - -
t h accélérateur 2 - - 200 - - - -
s a
s a accélérateur 3 - - - 200 200 - - -
t o
d a accélérateur 4 - - - - 400 - -
u t accélérateur 5 -.-- 400 -
i accélérateur 6 - - - - 500
b o...
a n accélérateur 7 - -
i accélérateur 8 - -
n accélérateur 9 - - - -
accélérateur 10 - - t accélérateur 11 - " substrat acier EZ acier EZ acier acier acier acier taille des cristaux (gm) 3 3 3 3 5 4 15 3 pourcentage de recouvrement 100 100 100 100 100 100 100 100 TABLEAU B (suite) Teneur (ppm) des bains de phosphatation dans les bains i J K L M N O P Zn 1025 1025 1025 1025 1025 1025 1025 1025
PO4 9860 10550 9860 10550 9860 10550 10550 10550
C Ni O 210 0 210 0 210 210 210 o Mn 730 730 1460 730 730 730 730 730 n d F 365 365 365 365 365 365 365 365 s e Fe 20 20 20 20 20 20 20 20 t i p NO3 2020 2163 3770 2163 2020 2163 2163 2163 t h SO4 35 35 35 35 35 35 35 35 u s AI 0,75 0,65 0,65 0,63 0,75 0, 80 0,75 1 a s_ _ _ _ __ _ _
n p accélérateur 1 - - - - -
t h accélérateur 2 - - -
s a accélérateur3 3.
t
d a accélérateur4 - - -
u t accélérateur 5 -..
i
b accélérateur 6 400 - -
b o _ _ _ _ _ _
a n accélérateur 7 400 400 - - -
i accélérateur 8.- 400 400 - -
n accélérateur 9 - - 200
accélérateur 10 - 400 -
accélérateur 11 - -- 100 " substrat acier acier EZ acier EZ acier acier acier t taille des cristaux (!rm) 4 5 3 6 4 inhibition inhibition 4 pourcentage de recouvrement 100 100 100 100 100 5 5 100 L'examen des données réunies dans le tableau B montre - que la structure cristalline obtenue avec des complexes de Cobalt III comme accélérateurs est aussi fine S et homogène qu'une phosphatation cristalline classique accélérée aux nitrites (essai P) et - que les sels de Cobalt III ou les complexes de
Cobalt II (essais N et O) ne jouent aucun rôle d'accéléra-
teurs, comme le montrent aussi bien le taux de recouvre-
ment que la taille du peu de cristaux formés.
EXEMPLE 2
On a effectué cinq essais (Q à U) en utilisant les accélérateurs 3, 7, 8 et 11 et on a déterminé sur des plaques traitées et recouvertes de la peinture type polyester laque blanche identifiée plus haut les performances anti-corrosion et d'adhérence peinture. Les compositions des bains dans les cinq essais et les résultats des mesures effectuées sont réunis dans le
tableau C.
TABLEAU C
Teneur (ppm) des bains de phosphatation dans les bains
Q R S T U
C Zn 1025 1025 1025 1025 1025 o n d PO410550 9860 9860 9860 10550 n I s e Ni 210 0 0 0 210 t i p Mn 730 1460 1460 730 730 t h F 1000 365 365 365 1000 u o a s Fe 20 20 20 20 20 n pN n P NO3 2163 3770 3770 2020 2163 t h 11 s a SO4 35 35 35 35 35 t d a AI 0,87 0,75 0,65 0,75 0,85 d a
u t accélérateur 3 200 400.
i
b o accélérateur 7 - 400 -
a n accélérateur 8 - - - 400 i n accélérateur 11.- 100 substrat acier acier acier acier acier poids de couche (g/m) 2,96 2,16 1,74 0,94 2,8 adhérence 1 0 2 0 1 BS 96 h (mm) 3 5 6 6 7 L'examen des données réunies au tableau C montre
que les performances anti-corrosion et d'adhérence pein-
ture sont équivalentes pour des substrats ayant subi des phosphatations accélérées avec des complexes de Cobalt
III, ou avec des nitrites.
EXEMPLE 3
On a effectué deux essais (V et W) en utilisant les
accélérateurs 1 et 11.
On a traité des plaques revêtues de la peinture cataphorétique identifiée plus haut et on a déterminé le poids de couche et les performances dans le test "3C"
(corrosion par changement climatique).
La composition des bains et les performances enregistrées apparaissent dans le tableau D.
TABLEAU D
Teneur (ppm) des bains de phosphatation dans les bains
V W
C Zn 1025 1025 o n d PO4 10550 10550 s e t Ni 210 210 i p t h Mn 730 730
F 1000 935
a s n P Fe 20 20 t h s a NO32163 2163 t d a SO4 35 35 u t. i AI 1,2 1 b o a n accélérateur 1 100 i n accélérateur 11 - 100 substrat acier acier 2 5 poids de couche (g/m2) 2,1 1,6 Test 3C 3 mm 2,5 mm De l'examen des données réunies dans le tableau D, il apparaît que l'utilisation des complexes de Cobalt III
comme accélérateurs permet d'obtenir d'une manière compa-
rable à une phosphatation classique accélérée avec du nitrite, une couche de phosphatation fine et homogène qui
offre une excellente résistance à la corrosion.
EXEMPLE 4
Dans cet exemple, on a comparé la stabilité dans le temps du bain conforme à l'invention à celle d'un bain comportant l'accélérateur classique constitué par le
nitrite de Na.
Dans cet ordre d'idées, on a examiné le bain selon
l'essai E (exemple 1) après une semaine de vieillissement.
Par dosage, on a déterminé qu'il contient toujours
environ 90% du complexe de cobalt III.
Par ailleurs, une expérience de phosphatation réalisée avec ce bain fournit des plaques qui sont phosphatées de manière significativement comparable à
celles traitées avec ce bain au moment de sa constitution.
A titre de comparaison, on a examiné le bain selon
l'essai P (exemple 1).
Par dosage, on a déterminé que ce bain ne contient plus d'accélérateur après 4 heures de vieillissement; par ailleurs, une plaque traitée par ce bain après ce
vieillissement n'est pas phosphatée.
Claims (7)
1. Bain de phosphatation pour substrats métalli-
ques à base d'acier éventuellement revêtu de zinc ou d'alliages du zinc avec d'autres métaux comme le fer, le nickel, l'aluminium, le manganèse, ou encore à base d'aluminium éventuellement allié, dont le pH est de 1 à ,5 et dans la constitution duquel entrent les composants classiques des bains de phosphatation, ledit bain étant caractérisé par le fait qu'il comprend - d'environ 0,3 à environ 15 g/l d'ion zinc, de préférence de 0,5 à 10 g/l, - d'environ 5 à environ 50 g/l d'ion phosphate, de préférence de 8 à 30 g/l, et - d'environ 0,01 à environ 10 g/l, de préférence de 0,03 à 3 g/l d'un complexe de cobalt trivalent représenté par l'une ou l'autre des formules: [ Co(Ligand)n]C (I) [ Co(Ligand)n Zp]c (II) dans lesquelles - n et p sont des nombres entiers de 1 à 6 avec, dans le cas de la formule (II), n+p < 6, - c représente la charge du complexe et peut donc être positif ou négatif selon la charge du Ligand et de Z, - le Ligand est choisi parmi les ions du groupe comprenant NO2, CN, CO3 et SO3, parmi les ions du groupe comprenant les ions oxalate, acétate, citrate, gluconate, tartrate et acétylacétonate, et parmi les composés de formule N(R1, R2, R3) dans laquelle R1, R2 et R3 sont choisis, indépendamment les uns des autres, dans le groupe comprenant H, les groupements carbonés en C1 à C6 dont notamment les groupements alkyle, hydroxyalkyle, hydroxy,
alkylamine, hydroxyalkylamine ainsi que les acides car-
boxyliques ou aminocarboxyliques et leurs sels, et - Z est choisi dans le groupe comprenant Cl, Br, F, I, OH, NO3, SCN, PO4, SO4, S203, MoO4, SeO4 et H20, étant donné qu'un complexe donné peut comporter un ou plusieurs Ligands et un ou plusieurs Z différents les uns
des autres.
2. Bain de phosphatation selon la revendication 1,
caractérisé par le fait que le complexe de cobalt triva-
lent est choisi dans le groupe comprenant: [Co(NH3)6]C13 [Co(NO2) 6]Na3 [Co(en)3](NO3)3 avec en = éthylènediamine [Co(pn)3](NO3)3 avec pn = diamino 1-2 propane [Co(oxalate)en2] NO3 [Co(citrate)(CO3)]Na2 [CoF(NH3)5] (NO3)2
[Co(NO3)(NH3)5] (NO3)2.
3. Procédé de phosphatation pour substrats métal-
liques à base d'acier éventuellement revêtu de zinc ou d'alliages du zinc avec d'autres métaux comme le fer, le
nickel, l'aluminium, le manganèse, ou encore à base d'alu-
minium éventuellement allié, comprenant les étapes succes-
sives des procédés de phosphatation classiques, dont notamment: - une étape de dégraissage, - une étape de rinçage, - l'étape de phosphatation proprement dite, - une étape de rinçage et - une étape de séchage, caractérisé par le fait que, dans l'étape de phosphatation proprement dite, on met en oeuvre le bain de phosphatation
selon l'une des revendications 1 et 2.
4. Concentré propre à fournir par une dilution
d'environ 1% à environ 10% avec de l'eau, le bain de phos-
phatation selon l'une des revendications 1 et 2.
5. Substrat métallique traité par le procédé selon la revendication 3 et caractérisé par la présence de
cobalt dans le revêtement de phosphate.
6. Utilisation comme accélérateur dans les bains de phosphatation de substrats métalliques à base d'acier éventuellement revêtu de zinc ou d'alliages du zinc avec d'autres métaux comme le fer, le nickel, l'aluminium, le manganèse, ou encore à base d'aluminium éventuellement allié, d'un complexe de cobalt trivalent représenté par l'une ou l'autre des formules: [ Co(Ligand)n]C (I) [ Co(Ligand)n Zp]c (II) dans lesquelles - n et p sont des nombres entiers de 1 à 6 avec, dans le cas de la formule (II), n+p 5 6, - c représente la charge du complexe et peut donc être positif ou négatif selon la charge du Ligand et de Z, - le Ligand est choisi parmi les ions du groupe comprenant NO2, CN, CO3 et SO3, parmi les ions du groupe comprenant les ions oxalate, acétate, citrate, gluconate, tartrate et acétylacétonate, et parmi les composés de formule N(R1, R2, R3) dans laquelle R1, R2 et R3 sont choisis, indépendamment les uns des autres, dans le groupe comprenant H, les groupements carbonés en C1 à C6 dont notamment les groupements alkyle, hydroxyalkyle, hydroxy,
alkylamine, hydroxyalkylamine ainsi que les acides car-
boxyliques ou aminocarboxyliques et leurs sels, et - Z est choisi dans le groupe comprenant C1, Br, F. I, OH, NO3, SCN, PO4, SO4, S203, MoO4, SeO4 et H20, étant donné qu'un complexe donné peut comporter un ou plusieurs Ligands et un ou plusieurs Z différents les uns
des autres.
7. Utilisation comme accélérateur dans les bains de phosphatation de substrats métalliques à base d'acier éventuellement revêtu de zinc ou d'alliages du zinc avec d'autres métaux comme le fer, le nickel, l'aluminium, le manganèse, ou encore à base d'aluminium éventuellement allié, d'un complexe de cobalt trivalent choisi dans le groupe comprenant: [Co(NH3)6]C13 [Co (NO2) 6] Na3 [Co(en)3](NO3)3 avec en = éthylènediamine [Co(pn)3] (NO3)3 avec pn = diamino 1-2 propane [Co(oxalate)en2]N03 [Co(citrate)(CO3)]Na2 [CoF(NH3) 5] (N3)2
[Co(N03)(NH3)5] (NO3)2.
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| CN100443632C (zh) * | 2006-11-20 | 2008-12-17 | 中国重型汽车集团有限公司 | 一种低温锌系磷化液 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB599728A (en) * | 1944-10-09 | 1948-03-19 | Sunil Coomar Mukhopadhyay Shar | Improvements in or relating to processes for increasing the resistance of metals to corrosion |
| GB599784A (en) * | 1946-05-13 | 1948-03-19 | Royston Fraser Drysdale | Improvements in or relating to processes for the production of protective coatings on metal surfaces |
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| WO1994000619A1 (fr) * | 1992-06-25 | 1994-01-06 | The Boeing Company | Couche d'oxyde non chromate pour substrats en aluminium |
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| GB599784A (en) * | 1946-05-13 | 1948-03-19 | Royston Fraser Drysdale | Improvements in or relating to processes for the production of protective coatings on metal surfaces |
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