DE1152869B

DE1152869B - Verfahren zur Herstellung von UEberzuegen auf Zink und Zinklegierungen

Info

Publication number: DE1152869B
Application number: DEM47870A
Authority: DE
Inventors: Ann Maureen Triggle
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1959-05-27
Filing date: 1961-02-01
Publication date: 1963-08-14
Also published as: DE1152591B; BE591099A; US3090710A; CH396565A; GB899599A; GB869395A

Description

Verfahren zur Herstellung, von überzügen auf Zink und Zinklegierungen Zur Bildung von farblosen Schichten auf Oberflächen aus Zink oder einklegierungen wurde schon vorgeschlagen, diese mit einer sauren, wäßrigen, Crvl und CrIll, vorzugsweise Cr03 und Cr2(S04)s. 6 bis 7 H20, enthaltenden Lösung zu behandeln, deren Gesamtgehalt an sechswertigem Chrom, berechnet als Cr03, und dreiwertigem Chrom, berechnet als wasserfreies Cr2(S04)3, 2 bis 9 g/1 beträgt, wobei das Gewichtsverhältnis von sechswertigem zu dreiwertigem Chrom, in -gleicher Weise berechnet, zwischen 0,2 und 1,5 liegt, und die einen pH-Wert von 1,8 bis 2,8 besitzt. Der Korrosionswiderstand dieser farblosen Schichten ist jedoch nur mäßig gut, Er läßt sich zwar durch Erhöhung des Verhältnisses von sechswertigem zu dreiwertigem Chrom oder durch Erhöhung des Gesamtchromgehaltes der Lösung verbessern, doch führen diese Maßnahmen zu einer Färbung des Überzuges.
Es wurde nun gefunden, daß im wesentlichen farblose Überzüge mit verbessertem Korrosionswiderstand erhalten werden können durch Verwendung von Lösungen mit einem Gesamtchromgehalt über 9 g/1, wenn die Lösung zusätzlich Ammoniumsulfat enthält.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bildung von Überzügen auf Oberflächen aus Zink oder Zinklegierungen, bei dem die Oberflächen zur Erzielung farbloser Schichten von guter Korrosionsbeständigkeit mit einer sauren, wäßrigen, Crvl und CrIII, vorzugsweise Cr03 und Cr2(S04)3 - 6 bis 7 H20 und Ammoniumsulfat enthaltenden Lösung behandelt werden, deren Gesamtgehalt an sechswertigem Chrom und dreiwertigem Chrom 10 bis 50 g/1 beträgt, wobei das Gewichtsverhältnis von sechswertigem zu dreiwertigem Chrom zwischen 0,2 und 4,0 liegt und deren Mindestgehalt an Ammoniumsulfat der Formel 0,9 (Crvl -h Criii) [0,4 (CrvI/Crlll) + 0,12] entspricht und die einen pH-Wert von 0,8 bis 2,8 besitzt, wobei für alle Chromkonzentrationen und -verhältnisse das sechswertige Chrom als Cr03 und das dreiwertige Chrom als Cr2(S04)3 wasserfrei berechnet sind.
Eine Lösung mit einem Gesamtchromgehalt von 10 g/1 und einem Verhältnis von sechswertigem zu dreiwertigem Chrom von 0,2 muß somit einen Mindestgehalt an Ammoniumsulfat von 1,8 g/1 aufweisen. Er steigt auf 77,4 g/1 bei Lösungen mit einem Gesamtchromgehalt von 50 g/1 und einem Verhältnis von sechswertigem zu dreiwertigem Chrom von 4,0. Vorzugsweise wird der Gehalt an Ammoniumsulfat in den Lösungen etwas über den angegebenen Minimalwerten und innerhalb des Bereiches (1,0 bis 1,5) (Crvl + CrIII) [0,4 (CrvI/CrIII) + 0,12] gehalten.
Die Lösungen werden wie in der Hauptpatentanmeldung beschrieben, hergestellt, d. h. vorzugsweise durch Lösen einer Mischung von Chromtrioxyd (Cr03) und Chromsulfat mit 6 bis 7 Molekülen Kristallwasser (Cr 2(S04)3 - 6 bis 7 140) in Wasser und Zufügung des berechneten Betrages an Ammoniumsulfat. Die Ergänzung der Lösungen erfolgt durch Zusatz weiterer Mengen der gleichen Komponenten. Falls erforderlich, wird der pH-Wert durch Zusatz einer Säure, vorzugsweise Schwefelsäure, eingestellt.
Die Lösungen können, wie in der Hauptpatentanmeldung beschrieben, angewendet werden.
Mit einer Lösung, die beispielsweise 10 g/1 CrvI (berechnet als Cr03), 13,7 g/1- CrIII (berechnet als Cr2 (S04)3) und 10,0 g/1 (NH4)2 S04 enthält (im folgenden mit Lösung A bezeichnet), lassen sich auf Oberflächen von Zink und Zinklegierungen durch 10 Sekunden langes Tauchen oder 2 Sekunden langes Spritzen bei Raumtemperatur im wesentlichen farblose Überzüge aufbringen, die einen guten Korrosionswiderstand besitzen.
Es wird vermutet, daß die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren benutzten Lösungen zu farblosen Überzügen führen, die das Ammonium-Radikal, möglicherweise in komplexer Form, enthalten. Der Korrosionswiderstand dieser farblosen Überzüge entspricht dem der durch entsprechende Lösungen, die kein Ammoniumsulfat enthalten, erhaltenen, gefärbt ten Überzüge. Die farblosen Überzüge sind eb&&iifäll'g als Grundlage für anschließend aufgebrachte Anstriche geeignet. -- _ ' - -- ' -Die -folgenden Beispiele erläutern die Verwendung der Lösung A zur Bildung von farblosen Überzügen. Beispiel 1 Kleine; -aus dünnen Stahlblechen gefertigte Automobilteile wurden mit einem Glänzzinküberzug versehen, gespült und unmittelbar anschließend 10 Sekunden bei -.Raumtemperatur in Lösung A getaucht. Die Teile- würden dann gespühlt ürid getrocknet. Sie hatten gleichmäßige;- iin wesentlichen farblose, nur schwach irisierende Überzüge. Die mit einem Überzug versehenen- Teile wurden, zusammen mit ähnlichen Proben, .die verzinkt; aber- nicht mit einem Überzug versehen worden waren, einem ununterbrochenen Feuchtigkeitstest in 1001/o relativer Feuchtigkeit bei 40° C unterworfen. Während die gesamte Oberfläche der "nicht mit einem Überzug versehenen Teile mit Korrosionsprodukten bedeckt war (nach 40 Stunden Prüfdäuer)befanden sich auf der Oberfläche der mit einer Schicht versehenen Teile nur 5 % Korrosionsprodukte. In gleicher Weise mit einer 2,0 g/1 Cr03"und 6,6 g/1 Cr. (SO4)3 enthaltenden Lösung B behandelte Teile wiesen auf 15 % ihrer Oberfläche Korrosionsprodukte auf. Teile, die in ähnlicher Weise mit einer. 10 g/1 Cr03 und 7 g/1 Cr2 (S04)3 -enthaltenden Lösung C behandelt worden waren,- wiesen "auf 3 19/ö `ihrer Oberfläche Korrosionsprodukte auf.- Die mit den Lösungen B: und C behandelten Teile hatten gelblichirisierende bzw. dunkelgelbe Überzüge. Hieraus geht hervor, daß es nicht möglich war, in Abwesenheit von Ammoniumsulfat einen entsprechenden Korrosionswiderstand zu erhalten, außer wenn die Überzugslösungen so konzen= triert waren, daß gelbe Überzüge erzeugt wurden. Beispiel 2 Kleine, aus einer Zinklegierung hergestellte Spielzeuge, wurden durch Tauchen in einen Alkalireiniger entfettet; gespült und dann 12 -Sekunden lang bei Raumtemperatur in Lösung A getaucht, gespült und dann getrocknet. Ein farbloser Überzug hatte sich gebildet. Die Teile wurden dann durch Spritzlackierung rtiit einer einfachen Lackschicht versehen und anschließend bei 100° C getrocknet. Ähnliche Teile wurden mit den in Beispiel 1 genannten Lösungen B und C behandelt und mit dem gleichen Lackanstrich versehen und dann getrocknet. Auf den Teilen, die mit Hilfe der Lösung A mit einem Überzug versehen worden waren, war die Haftfestigkeit des Lackes besser als auf den Teilen, die mit der Lösung B, die kein Ammoniumsulfat enthielt, behandelt war und die zu dünnen, unsichtbaren Überzügen führte. Die Haftfestigkeit des Anstrichs war nur- geringfügig niedriger als auf den mit Lösung C behandelten, mit gelbgrünen Überzügen versehenen Teilen.

Claims

- PATENTA-V'$RUCI#I@:- . _.. .. ,. -'V#drfahren rur 'Bilduüg von' Überzggen`täüf Oberflächen - airs' Zink - 'oder Zirddegieiungev; dadüreb gnenüzeielüiet, @däß die Oberflächen zur Erzielung färbloser' Schiehfeii -"von gutei* "Korsosionsbeständigkeit mit einer" saureif; tväßrigen; Crvr und Criir, vorzugsweise Cr03 und Ct(SO4)s' 6 -bis=7H20, und' Amirioniurnsulfat 'entlialtendeii Lösung behändelt werden, deren Gbsanitgehält Uri sechswertigem" Chrom' und dreiwertigeiii -Chroih 10 bis 50`g11 beträgt, wobei das Gewichtsverhältnis von sechswertigefri zu'- ' dreiwertigem Chrom zwischen 0;2 und-4,0 liegt, und deren Gdhalt' ari Ammoniumsulfät mindestens der Formel -.,. -0,9 (Crvi + Criii) [0,4 (Crvi/Crüi) + 0,121Y; entspricht und vorzugsweise innerhalb des" Bereiches (1ä0 bis 1,5) (CrvI -[- Crni) [0,4 (Crvr/Criri) + 0,12] gehalten wird; und die eineir-pH-Wert von 0;8 bis 2,8 besitzt, wobei für alle `Chromkonzentrationen und --verhältnisse das sechswertige Chrom als Cr03 und das dreiwertige Chrom als'Cr2(S04)3 wasserfrei berechnet sind. - "