B E S C H R E I B U N G
Passiviermittel, Oberflächenbehandlungsmittel, Oberflächenbehandlungssprühmittel sowie Verfahren zum Behandeln von metallischen Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Passiviermittel für metallische Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen mit einer wässrigen Phosphatlösung mit Metallionen, ein Oberflächenbehandlungsmittel und ein Oberflächenbehandlungssprühmittel zur Reinigung und Passivierung von metallischen Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen mit einem derartigen Passiviermittel sowie ein Verfahren zum Behandeln von metallischen Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen mit einem derartigen Oberflächenbehandlungsmittel oder einem derartigen Oberflächenbehandlungssprühmittel.
Gussformen, welche beim Niederdruck-, Schwerkraft-, Squeeze-Casting oder Druckgießen eingesetzt werden, sind üblicherweise aus Warmarbeits- stählen hergestellt, da deren Rekristallisations- und/oder Umwandlungstemperaturen deutlich über denen der schmelzflüssigen Leichtmetallwerkstoffe liegen. Bei den Gießvorgängen ist es für die Erzielung von glatten Oberflächen an den herzustellenden Gussteilen erforderlich, dass die flüssige Schmelze beispielsweise in der Form einer Leichtmetalllegierung, insbesondere einer Aluminiumlegierung, nicht an der Oberfläche der Gussform anhaftet. Zu diesem Zweck werden auf die Oberflächen der Gussformen Trennmittel oder Schlichten aufgebracht, die eine Anhaftung des schmelzflüssigen Metalls an der Gussform unterbinden sollen.
Um sicherzustellen, dass die Trennmittel beziehungsweise Schlichten an den Werkzeugoberflächen haften, müssen diese zuvor gereinigt und gegebenenfalls passiviert werden.
Durch die Passivierung wird eine nichtmetallische Schutzschicht auf dem metallischen Werkstoff erzeugt, welche die Korrosion verlangsamen beziehungsweise so weit wie möglich verhindern soll. Eine besondere Bedeutung kommt dabei dem Passivieren durch Phosphatieren zu. Es handelt sich dabei um ein weit verbreitetes Verfahren der Oberflächentechnik, bei dem durch chemische Reaktion zwischen der metallischen Werkstückoberfläche und einer wässrigen Phosphatlösung eine Konversionsschicht aus fest haftenden Metallphosphaten gebildet wird. Die Phosphatierung dient dem Korrosionsschutz und bildet eine Diffusionssperre. Zusätzlich kann die Haftvermittlung beispielsweise bei nachfolgend aufgetragenen Schlichten verbessert und der Verschleiß gemindert werden.
Zur Phosphatierung werden sowohl Phosphatbäder als auch Phosphatsprühsysteme eingesetzt. In beiden Fällen ist vor der Phosphatierung eine Reinigung der Oberfläche der Gussform oder des Werkstücks erforderlich.
Die Reinigung erfolgt beispielsweise mittels eines Höchstdruckwasser- strahls, der über eine Rotationsdüse mit einem Druck von 1750 bis 3000 bar auf das Werkstück gerichtet wird. Nachteilig hieran ist jedoch, dass durch den Wasserkontakt des gereinigten Werkstücks Korrosion entsteht und organische und anorganische Rückstände aus dem Strahlwasser auf der Oberfläche verbleiben. Die hohen Drücke führen jedoch zu einem hohen Verschleiß von Kolben und Ventilen der Strahlanlage und somit zu erhöhten Kosten.
Aus diesem Grund sind auch Reinigungen mit geringeren Drücken von beispielsweise 200 bar bekannt. Zwar wird hierdurch der Verschleiß gesenkt, jedoch lässt die Reinigungswirkung entsprechend nach.
Zusätzlich ist es bekannt, bei der Reinigung von Druckgussformen Granulate zu verwenden, die unter Druck auf das Werkstück gestrahlt werden. Hierzu werden beispielsweise Nussschalen oder Glasperlen verwendet. Bei der Reinigung von Niederdruckgussformen oder Schwerkraftgussformen werden darüber hinaus auch Stahl, Korund oder Keramik als Granulat verwendet. Neben einem zusätzlich erhöhten mechanischen Verschleiß der
Oberfläche besteht eine partielle Unzugänglichkeit bei Hinterschnitten des behandelten Bauteils. Folge sind Maßungenauigkeiten bei folgenden Gießvorgängen sowie Verunreinigungen an der Formoberfläche durch Plattieren von Kreislauffremdpartikeln.
Beim Auftragen einer Schlichte beispielsweise mit Wasserglasbinder nach einer derartigen Reinigung treten Haftungsprobleme an den aus den oben genannten Gründen unzureichend gereinigten und passivierten Oberflächen auf, die zu Fehlstellen an der Oberfläche der Schlichte nach dem Auftragen führen. Insbesondere bei nachfolgender Wärmebehandlung besteht die Gefahr eines Abplatzens der Schlichte von der behandelten Oberfläche oder bei Gussformen in nachfolgenden Gießvorgängen die Gefahr intermetallischer Verschweißungen an den Fehlstellen, so dass die Form nicht mehr sauber vom gegossenen Werkstück getrennt werden kann.
Auch bei der Verwendung von bekannten Kühl-/Trennmittelsystemen für Druckgussformen bestehen Probleme bei der Benetzung der unzureichend gereinigten oder korrodierten Formoberflächen. Auch dies hat beim Gießvorgang intermetallische Verbindungen an der Formoberfläche zur Folge.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es daher notwendig, die Formoberfläche vor der Passivierung nachzureinigen, um eine metallurgisch reine Oberfläche zu erhalten.
Bekannte Verfahren zur Reinigung und Passivierung erfolgen üblicherweise in Bädern oder durch Sprühbehandlung.
Bei der Badbehandlung wird nach der Strahlbehandlung zunächst die Gussform oder das Werkstück in ein Beizbad zur Entfernung von organischen Rückständen und Oxyden bei Temperaturen von 40 - 90° C mittels anorganischen Säuren und geeigneten Tensiden eingetaucht. Anschließend erfolgt eine Tiefenreinigung im Bad mittels Ultraschall, woraufhin das Werkstück oder die Gussform in ein weiteres Bad zum Spülen und Neutralisieren eingetaucht wird. Daraufhin muss das Werkstück getrocknet werden und in einem weiteren Verfahrensschritt im Bad aktiviert werden, be-
vor die Phosphatierung beispielsweise mittels Zinkphosphat bei 40 - 70° C oder bei Manganphosphat bei 70 - 90° C erfolgt. Abschließend wird das Werkstück beziehungsweise die Gussform neutralisiert und getrocknet. Nachteilig bei diesem Verfahren sind die langen notwendigen Verweilzeiten in den Bädern insbesondere bei großen Bauteilen wie beispielsweise Druckgusswerkzeugen. Dementsprechend werden große Energiemengen zur Erreichung und Aufrechterhaltung der notwendigen Temperaturen benötigt. Auch ist die Badpflege zur Aufrechterhaltung der notwendigen Badparameter sehr aufwendig, da Verunreinigungen zwischen den einzelnen Bädern entstehen, wodurch sich ansammelnde Rückstände entfernt werden müssen. Je nach Dimensionierung der Bauteile ist auch die Größe der Bäder gegebenenfalls anzupassen.
Bei der Sprühbehandlung schließt sich an das Beizbad eine Hochdruckreinigung und daraufhin ein Spülen und Neutralisieren mit einer geeigneten Sprühlösung an. Nach dem folgenden Trocknen und Erwärmen des Bauteils wird eine Sprühaktivierung bei erhöhter Temperatur durchgeführt, bevor das Phosphatieren mittels einer erwärmten Sprühlösung bei 40 - 70° C bei Zinkphosphat und 70 - 90° C bei Manganphosphat erfolgt. Auch hier schließen sich als weitere Schritte das Neutralisieren und Trocknen des Werkstücks beziehungsweise der Gussform an. Wie bei der Badbehandlung ist auch bei der Sprühbehandlung der Energieaufwand zum Erreichen der notwendigen Temperaturen insbesondere bei entsprechend großen Massenverhältnissen relativ hoch, so dass das Verfahren unwirtschaftlich wird. Zusätzlich besteht ein hoher logistischer Aufwand im Durchlaufprozess der behandelten Bauteile.
Des Weiteren weisen die mit bekannten Passiviermittel behandelten Bauteile häufig eine unzureichende Thermoschockbeständigkeit auf, die insbesondere durch Fehlstellen in der Struktur der Passivierungsschicht entstehen.
Um dies zu verbessern wird in der DE-34 03 660 Al ein Passiviermittel beschrieben, welches aus einer wässrigen Lösung aus Aluminiumhydro- genphosphat und organischen Polymeren besteht, die unter Temperatur-
einwirkung einen Film bilden. Als organische Polymere werden hierbei Ac- ryl- oder Epoxidharze verwendet. Beim Erhitzen verlieren diese Lacke jedoch ihre organischen Bestandteile. Der Nachteil dieses Mittels besteht insbesondere darin, dass bei mehrmaligem Gießen Fehlstellen entstehen, wodurch Verschweißungen mit einem gegossenen Bauteil entstehen können. Des Weiteren besteht eine weiterhin unzureichende Thermoschock- beständigkeit.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Passiviermittel bereitzustellen, mit dem eine lange Haltbarkeit der Phosphatschicht möglichst ohne Fehlstellen erreicht wird, sowie in Weiterbildung der Erfindung, ein Oberflächenbehandlungsmittel und ein Oberflächenbehandlungssprühmittel mit einem derartigen Passiviermittel bereitzustellen, mit dem das aufwendige Reinigungsverfahren vereinfacht werden kann. Zusätzlich ist es Aufgabe der Erfindung ein entsprechend vereinfachtes Verfahren zur Behandlung von Oberflächen mit derartigen Mitteln bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Passiviermittel gelöst, welches erfindungsgemäß eine Gelatine aufweist. Während die Phosphate in bekannter Weise bewirken, dass mit dem Grundwerkstoff gebildetes Eisenphosphat in Kombination mit den metallischen Ionen des Phosphatsystems an den freien Gitterplätzen beziehungsweise Korngrenzen bei der Behandlung von Bauteilen oder Gussformen aus Stahl eine Schutzschicht auf der Oberfläche ausbildet, welche als Korrosionsschutz und Haftvermittler für aufzubringende Schlichten dient, wirkt die Gelatine in einem solchen Mittel als Dispergiermittel und Potentialausgleichsystem und verbessert in bisher nicht bekannter Weise die Diffusionssperre. Die elektrochemische Reaktion wird durch die Gelatine derart beeinflusst, dass die Phosphatierung bei Raumtemperatur abläuft. Hierdurch wird der Energieaufwand bei der Phosphatierung deutlich gesenkt.
Besonders bevorzugt sind Gelatinen, deren Redoxpotential so eingestellt ist, dass die Goldzahl der Gelatine kleiner als 50 μmol Au/g Gelatine ist. Es hat sich gezeigt, dass mit diesen Gelatinen besonders gute Ergebnisse be-
züglich der Haftung der Passivierungsschicht und der Thermoschockbes- tändigkeit eines hiermit behandelten Bauteils erzielt werden können.
Vorzugsweise ist die wässrige Phosphatlösung mit den Metallionen eine wässrige Orthophosphatlösung, wobei die Orthophosphate aus einem oder mehreren der Verbindungen Zink-Phosphat, Aluminium-Phosphat, Mangan-Phosphat, Titan-Phosphat, Kalzium-Phosphat, Bor-Phosphat oder Eisen-Phosphat bestehen. Diese Verbindungen haben sich bei der Phospha- tierung als besonders wirksam zur Erzielung glatter Oberflächen erwiesen.
In einer bevorzugten Ausführung weist das Passiviermittel folgende Zusammensetzung auf: 0,1 Gew.% bis 5 Gew.% Gelatine, 5 Gew.% bis 50 Gew. % Orthophosphate und der Rest Wasser. Bei einer derartigen Zusammensetzung stellt sich ein optimales Gleichgewicht und ein Potentialausgleich zwischen den einzelnen Elementen des Systems ein, wodurch bei geringer Menge der einzelnen verwendeten Stoffe besonders gute Ergebnisse bei der Passivierung erzielt werden.
Die Aufgabe, die bislang bekannten Reinigungs- und Passivierungsverfah- ren zu vereinfachen, wird zusätzlich durch ein Oberflächenbehandlungsmittel mit einem derartigen Passiviermittel gelöst, welches zusätzlich nichtionische Tenside, Milchsäure und ein Zitronensäuremonohydrat aufweist. Auf vorhergehende Reinigungsschritte kann bei Verwendung eines solchen Oberflächenbehandlungsmittels ganz oder zumindest teilweise verzichtet werden, da bereits bei Raumtemperatur Rost und organische Bestandteile wie beispielsweise Fett, Schmutz, verkräckte Organik etc., von der Oberfläche abgelöst werden. Die im Oberflächenbehandlungsmittel vorhandenen nicht- ionischen Tenside verringern die Oberflächenspannung und unterwandern im Verbund mit den organischen Säuren Verunreinigungen auf der Oberfläche, so dass diese Verunreinigungen ab- beziehungsweise aufgelöst werden und so eine besonders gute und weitestgehend fehlstellenfreie Anbindung des Phosphatsystems an die metallische Oberfläche erfolgen kann. Das Mittel kann durch Eintauchen des Werkstücks oder der Gussform in ein entsprechendes Bad bei Raumtemperatur erfolgen.
Vorzugweise weist das Oberflächenbehandlungsmittel folgende Zusammensetzung auf:
- 0,1 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,41 bis 1 Gew.% Gelatine
- 5 bis 50 Gew.%, vorzugsweise 5 bis 10 Gew. % Orthophosphate
- 0,5 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 2,5 Gew.% Milchsäure
- 0,5 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 2,5 Gew.% Zitronensäuremonohydrat
- 0,1 bis 3 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 2 Gew.% nicht-ionische Tenside
- Rest destilliertes Wasser.
Bei dieser Zusammensetzung wurden besonders gute Ergebnisse bezüglich der Thermoschockbeständigkeit des beschichteten Bauteils erreicht. Fehlstellen im Gitter werden vollständig eliminiert, so dass ein langandauernder Korrosionsschutz erreicht wird.
In einer bevorzugten Ausführung weist das Oberflächenbehandlungsmittel zusätzlich Molybdändisulfid und/oder Bismut auf. Besonders vorteilhaft ist dabei eine zugegebene Menge von 0,01 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,02 bis 0,04 Gew.% Molybdändisulfid und/ oder 0,01 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,02 bis 0,04 Gew.% Bismut. Das Molybdänsulfid oder das Bismut werden bei der Passivierung chemisch in der Matrix der Oberfläche gebunden. Hierdurch kann die Wärmebeständigkeit und Abriebfestigkeit der Gussform oder des Werkstücks zusätzlich erhöht werden und die Schmierwirkung verbessert werden.
Die vorbeschriebene Aufgabe wird auch durch ein Oberflächenbehandlungssprühmittel gelöst, bei dem das erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungsmittel zusätzlich bis zu 60 Gew.% eines Verdickungsmittels aufweist. Hierdurch entsteht eine Sprühfähigkeit, wodurch auf die aufwendige Reinigung verschiedener Bäder verzichtet werden kann. Verunreinigungen des Oberflächenbehandlungsmittels, wie sie bei Behandlung in Bädern vorkommen können, werden ausgeschlossen.
Die Aufgabe ein im Vergleich zum Stand der Technik vereinfachtes und kostengünstigeres Verfahren bereit zu stellen, wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem das Werkstück oder die Gussform in ein Bad aus dem erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungsmittel eingetaucht wird oder
das erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungssprühmittel auf die Oberfläche des Werkstücks oder der Gussform aufgesprüht wird. Hierdurch entfallen Vor- und Nachreinigungsschritte entweder vollständig oder zumindest zum Teil, so dass die Durchlaufzeit bei der Herstellung korrosions- hemmender Schichten deutlich verringert werden kann. Die derartig behandelten Oberflächen werden absolut rückstandsfrei gereinigt und gleichzeitig passiviert, so dass jeder weitere Oberflächenauftrag gleichmäßig und dauerhaft aufbringbar ist. Auf die derartig gereinigte und passivierte Oberfläche sind beispielsweise Trennmittel, Schlichten oder auch Lacke auftragbar. Die erfindungsgemäße Reinigung und Passivierung erhöht somit die Lebensdauer und die Funktionalität der so behandelten Werkstücke und Formen.
Vorteilhaft ist es, das Werkstück oder die Gussform anschließend auf 2000C zu erwärmen. Die anorganischen Bestandteile, metallischen Ionen und mineralischen Elemente der Gelatine werden ab dieser Temperatur in die sich polymerisierende chemische Bindung zum Metall als gleichmäßig verteiltes Nanosystem eingebunden. Es entsteht eine Verfestigung des Gesamtsystems durch Polykondensation.
In einer vorteilhaften Weiterführung des Verfahrens für Niederdruckgussformen wird nach dem Eintauchen in das Oberflächenbehandlungsmittel oder nach dem Aufsprühen des Oberflächenbehandlungssprühmittels auf die gereinigte und passivierte Oberfläche der Gussform eine Schlichte aufgetragen. Die Schlichte kann beispielsweise eine Natrium- oder Kalium- Wasserglas-Schlichte sein, die auf die Werkzeugoberfläche aufgebracht wird, wodurch die Oberfläche geglättet wird und zusätzlich vor thermischen Belastungen geschützt wird.
Vorzugsweise wird die Schlichte bei einer Formtemperatur von 2500C aufgetragen. Die zur Applikation der Schlichte notwendige Erwärmung führt zur Polykondensation des Phosphatsystems und deren organischen Komponenten. Die Gelatine des Oberflächenbehandlungsmittels wird in die chemische Bindung des Metalls mit dem Phosphatsystem eingebunden,
wodurch die Haftfestigkeit zusätzlich erhöht wird. Eine gesonderte Erwärmung des Oberflächenbehandlungsmittels ist somit nicht notwendig.
Es wird deutlich, dass es durch das beschriebene Verfahren mit einem Pas- sivier- beziehungsweise Oberflächenbehandlungs- oder Oberflächenbehandlungssprühmittel möglich wird, auf verschiedene Verfahrensschritte zu verzichten und den Energieaufwand zu senken. Die Oberflächen der Gussformen oder der behandelten Werkstücke weisen trotzdem eine verbesserte Haftfestigkeit, Haftvermittlungsfähigkeit und Thermoschockbeständig- keit auf, die einen langandauernden Schutz vor Korrosion bietet.
Im Folgenden werden einige erfindungsgemäße Verfahren mit erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmitteln anhand von Ausführungsbeispielen zur Oberflächenbehandlung von Gussformen und Werkstücken beschrieben.
Ausführungsbeispiel 1 :
Als Werkstück diente im ersten Ausführungsbeispiel ein nicht vorgereinigtes, nicht entrostetes und nicht entfettetes Prüfblech aus Warmarbeits- stahl. Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungsmittels wurden 1% GELITA NOVOTEC(R) Gelatine FP200 in 14% destilliertem Wasser vorab gelöst. Hierzu wurde die Gelatine zunächst bei Raumtemperatur im destillierten Wasser etwa zwanzig Minuten gequollen und anschließend bei einer Temperatur von 60 0C gelöst. Bei dieser Temperatur wurden 0,03% Molybdändisulfid im Medium dispergiert. Danach wurden Zitronensäure (0,7%), Milchsäure (0,7%), Phosphorsäure (1,4%) und eine wässrige Manganphosphatlösung vom Typ Brünofix GAM 5624 (36%) gemischt und in die Suspension eingetragen. Die Fliesseigenschaft des Oberflächenbehandlungssprühmittels wurde mit einem nahezu gleichwertigen Anteil nichtionische Tenside enthaltenden Verdickers des Typs Ardrox 6085 eingestellt, so dass ein erfindungsgemäßes Oberflächenbehandlungssprühmittel hergestellt wurde.
Das Prüfblech wurde senkrecht stehend mit dem Oberflächenbehandlungssprühmittel vollständig besprüht. Nach einer kurzen Einwirkzeit von 10 Minuten wurde das Blech mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Blech wies nach dem Reinigen eine geschlossene schwarze Schicht, bestehend aus Manganphosphat und Molybdändisulfid auf. Eine zusätzliche Erwärmung des Bleches war nicht erforderlich. Das Blech war weitestgehend fehlstellenfrei, so dass eine hohe Korrosionsbeständigkeit erreicht wurde.
Ausführungsbeispiel 2:
Hier wurde eine Druckgussform mit einem erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmittel gereinigt und passiviert. Zur Herstellung des Oberflächenbehandlungsmittels wurden 1% GELITA NOVOTEC(R) Gelatine FP200 in 14% destilliertem Wasser vorab gelöst. Hierzu wurde die Gelatine zunächst bei Raumtemperatur im destillierten Wasser ca. zwanzig Minuten gequollen und anschließend bei einer Temperatur von 60 0C gelöst. Bei dieser Temperatur wurden 0,03% Molybdändisulfid im Medium dispergiert. Danach wurden Zitronensäure (0,7%), Milchsäure (0,7%), Phosphorsäure (1,4%) und eine wässrige Manganphosphatlösung vom Typ Brünofix GAM 5624 (36%) gemischt und in die Suspension eingetragen. Die Fliesseigenschaft des erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmittels wurde erneut mit einem nahezu gleichwertigen Anteil eines Verdickers des Typs Ardrox 6085 eingestellt, der wiederum nicht-ionische Tenside enthält. Hierdurch entstand ein erfindungsgemäßes Oberflächenbehandlungssprühmittel.
Die Gussform wurde bei Raumtemperatur durch Aufsprühen des Oberflächenbehandlungssprühmittels behandelt. Nach einer Einwirkzeit von zehn Minuten wurden die Reinigungsrückstände abgewaschen. Es bildete sich erneut eine gleichmäßige Schicht aus Manganphosphat und Molybdänsulfid. Anschließend wurde die Gussform in der Vorwärmphase und Ausgleichphase in der Gießmaschine vier Stunden bei 200 0C getempert. Es bildete sich dabei eine geschlossene Schicht aus Manganphosphat und Molybdändisulfid
Zur Prüfung der Thermoschockbeständigkeit wurden in gleicher Weise beschichtete Prüfbleche desselben Materials wie der Gussform eine Stunde bei 8000C erhitzt und anschließend in Wasser bei Raumtemperatur abgeschreckt. Es zeigten sich keine Fehlstellen an der Phosphatschicht. Es wurde eine extrem gute Haftung der Schicht an der Gussform nachgewiesen und somit eine ungewöhnlich gute Thermoschockbeständigkeit erreicht.
Ausführungsbeispiel 3:
Bei diesem Versuch wurde eine Niederdruckgussform mit einem erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmittel behandelt. Zur Herstellung dieses Oberflächenbehandlungssprühmittels wurden wiederum 1% GELITA NOVOTEC(R) Gelatine FP200 in 14% destilliertem Wasser vorab gelöst. Hierzu wurde die Gelatine erneut zunächst bei Raumtemperatur im destillierten Wasser etwa zwanzig Minuten gequollen und anschließend bei einer Temperatur von 60 0C gelöst. Danach wurden Zitronensäure (0,7%), Milchsäure (0,7%), Phosphorsäure (1,4%) und Brünofix Z 5526 (36%), eine wässrige Zinkphosphatlösung, gemischt und in die Suspension eingetragen. Die Fließeigenschaft des Oberflächenbehandlungssprühmittels wurde auch bei diesem Beispiel mit dem nahezu gleichwertigen Anteil nichtionische Tenside enthaltenden Verdicker des Typs Ardrox 6085 eingestellt.
Die Form wurde bei Raumtemperatur durch Aufsprühen des Oberflächenbehandlungssprühmittels behandelt. Nach einer Einwirkzeit von zehn Minuten wurden die Reinigungsrückstände abgewaschen. Die Form wurde danach zur Applikation einer Wasserglas gebundenen Schlichte vier Stunden bei 250 0C getempert.
Anschließend wurde zur Untersuchung der Haftvermittlerwirkung eine Wasserglas gebundene Schlichte bei 2500C Formtemperatur aufgetragen. Nach 86 Gussvorgängen ohne weiteren Schlichteneinsatz zeigte sich die Oberfläche weiterhin fehlerfrei beschichtet. Daraus folgt eine hervorragende Wirkung des erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmittels als Haftvermittler und Diffusionssperre mit sehr gutem Korrosionsschutz. Üblicherweise, also ohne das erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungs-
mittel müssen höher Temperatur belastete Bauteile, wie die Zylinderpino- len, nach jedem sechsten Guss nachgeschlichtet werden.
Ausführungsbeispiel 4:
Bei der vierten Versuchsreihe wurde eine Squeeze-Cast-Form mit einem erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmittel besprüht. Zur Herstellung dieses Reinigungsmittels wurden 1% GELITA NOVOTEC(R) Gelatine FP200 in 14% destilliertem Wasser vorab gelöst. Hierzu wurde die Gelatine zunächst bei Raumtemperatur im destillierten Wasser etwa zwanzig Minuten gequollen und anschließend bei einer Temperatur von 60 0C gelöst. Bei dieser Temperatur wurden 0,03% Molybdändisulfid im Medium dispergiert. Danach wurden Zitronensäure (0,7%), Milchsäure (0,7%), Phosphorsäure (1,4%) und eine wässrige Manganphosphatlösung des Typs Brünofix GAM 5624 (36%) gemischt und in die Suspension eingetragen. Die Fliesseigenschaft des erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmittels wurde erneut mit einem nahezu gleichwertigen Anteil des nichtionische Tenside enthaltenden Verdickers des Typs Ardrox 6085 eingestellt.
Die Form wurde bei Raumtemperatur durch Aufsprühen des Reinigers behandelt. Nach einer Einwirkzeit von zehn Minuten wurden die Reinigungsrückstände abgewaschen. Die Form wurde in der Vorwärmphase und Ausgleichphase in der Gießmaschine vier Stunden bei 200 0C getempert.
Zur Prüfung der Thermoschockbeständigkeit wurden in gleicher Weise beschichtete Prüfbleche desselben Materials wie der Gussform eine Stunde auf 800 0C erhitzt und anschließend in Wasser bei Raumtemperatur abgeschreckt. Es zeigten sich keine Fehlstellen an der Phosphatschicht. Es wurde eine extrem gute Haftung der Schicht an der Gussform nachgewiesen und somit eine ungewöhnlich gute Thermoschockbeständigkeit erreicht.
Als Ergebnis bleibt festzuhalten, dass durch das Oberflächenbehandlungssprühmittel keine Anbackungen bei den Gießvorgängen auftraten, wobei
keine zusätzlichen Kühl- beziehungsweise Kühltrennmittel verwendet werden mussten. Das Verfahren zur Behandlung der Oberflächen wird deutlich erleichtert und die Durchlaufzeiten entsprechend verkürzt. Eine Behandlung der Gussformen nach jedem Gießvorgang ist nicht mehr erforderlich.
Es sollte deutlich sein, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. So treten gleiche Wirkungen bei der Verwendung entsprechend formulierter Oberflächenbehandlungsmittel beim Reinigen und Passivieren der Gussformen und Werkstücke im Tauchbad auf. Auch ist eine reine Passivierung mit einem erfindungsgemäßen Passi- viermittel bei vorhergehender Reinigung möglich. Eine derartige Oberflächenbehandlung führt zu einer Erhöhung der Wirkung der Metallphosphatschicht als Haftvermittler und Diffusionssperre. Dies erfolgt insbesondere durch die feste Anbindung des Phosphatsystems an die metallische Oberfläche durch die Wirkung der Gelatine als Dispergiermittel und Potentialausgleichssystem und durch die Belegung von Fehlstellen.