DE19515456A1 - Zinc@ plating steel workpieces - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum galvanischen Verzinken von Werkstücken aus Stahl, bei welchem die zu behandelnden Werkstücke in einem Elektrolyten beschichtet und nach der Entnahme aus demselben nachbehandelt werden (DE-Buch "Galvanisches Verzinken" von T.W. Jelinek, Eugen G. Leuze Verlag, Saulgau, 1982).The invention relates to a method for galvanic Galvanizing steel workpieces, in which the treating workpieces coated in an electrolyte and treated after removal from the same (DE book "Galvanizing" by T.W. Jelinek, Eugen G. Leuze Verlag, Saulgau, 1982).
Werkstücke aus Stahl werden in bekannter Technik zum Schutz gegen Korrosion verzinkt. Das gilt sowohl für Kleinteile und Massenartikel, wie beispielsweise Schrauben, bis hin zu großen, auch kompliziert geformten Werkstücken, wie Gehäuse und Karosserieteile von Kraftfahrzeugen. Zum Verzinken werden Zink und Zinklegierungen eingesetzt, die im Verhältnis zum Zink mengenmäßig geringe Zusätze enthalten. Eine solche Legierung ist beispielsweise eine Zink-Eisen-Legierung. Die Verwendung von Zinklegierungen soll hier durch das Wort "verzinken" mit erfaßt sein.Workpieces made of steel are protected using known technology galvanized against corrosion. That applies to both small parts and Bulk items, such as screws, right up to large, even complex shaped workpieces, such as housings and body parts of motor vehicles. To be galvanized Zinc and zinc alloys used in relation to Zinc contains small amounts of additives. Such Alloy is, for example, a zinc-iron alloy. The Use of zinc alloys is meant here by the word "galvanize" to be included.
Zum galvanischen Verzinken von Werkstücken können unterschiedliche Elektrolyte verwendet werden. Das sind gemäß dem eingangs erwähnten DE-Buch von Jelinek beispielsweise saure, neutrale, alkalisch-cyanidhaltige, alkalisch cyanidfreie oder alkalisch-cyanidarme Elektrolyte. In bekannter Technik enthalten die Elektrolyte organische Glanzzusätze, durch welche die verzinkten Teile eine glatte und glänzende Oberfläche erhalten. Solche Glanzzusätze sind beispielsweise Aldehyde, Kondensationsprodukte von Phenolen und Thioharnstoff. Oft enthalten die Elektrolyte auch organische Lösemittel, wie beispielsweise Isopropanol. Die organischen Zusätze verschlechtern die Stromausbeute bei der Zinkabscheidung und bewirken damit eine erhöhte Wasserstoffabscheidung. Da die Zusätze laufend ergänzt werden müssen, ergibt sich schnell eine Anreicherung derselben, durch welche die Standzeit des Elektrolyten begrenzt ist. Die organischen Zusätze erschweren außerdem eine vollständige Rückführung des Elektrolyten. Es ergeben sich daher Abwasserprobleme. Schließlich bedeuten die eingesetzten Chemikalien einen erhöhten Aufwand.For galvanizing workpieces different electrolytes can be used. That is according to the DE book by Jelinek mentioned at the beginning, for example acidic, neutral, alkaline-cyanide, alkaline cyanide-free or alkaline-low-cyanide electrolytes. In known technology, the electrolytes contain organic Additives that make the galvanized parts smooth and get a shiny surface. Such gloss additives are for example aldehydes, condensation products of phenols and thiourea. Often, the electrolytes also contain organic solvents such as isopropanol. The organic additives worsen the electricity yield at Zinc deposition and thus cause an increased Hydrogen separation. Because the additives are constantly being added must quickly result in an enrichment of them by which limits the life of the electrolyte. The organic additives also complicate a complete Return of the electrolyte. It therefore follows Sewage problems. After all, the ones used mean Chemicals an increased effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte Verfahren so zu gestalten, daß es mit wesentlich vermindertem Aufwand und ohne Abwasserprobleme durchführbar ist.The invention has for its object that described procedures so that it with essential reduced effort and can be carried out without wastewater problems is.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,According to the invention, this object is achieved by
- - daß ein von organischen Zusätzen freier, ausschließlich anorganische Bestandteile enthaltender Elektrolyt verwendet wird und- That a free of organic additives, exclusively electrolyte containing inorganic components is used and
- - daß die verzinkten Werkstücke nach ihrer Entnahme aus dem Elektrolyten in eine Vorrichtung eingebracht werden, in der ihre Oberfläche durch schlagartig auftreffende Partikeln mechanisch bearbeitet wird.- That the galvanized workpieces after their removal from the Electrolytes are introduced into a device in the surface of which strikes suddenly Particles is machined.
Der hier eingesetzte Elektrolyt benötigt nur die in der Technik des Verzinkens bekannten anorganischen Grundkomponenten. Organische Glanzzusätze, organische Lösemittel und andere organische Zusätze werden nicht verwendet. Es gibt daher keine Anreicherung von organischen Stoffen. Die Standzeit des Elektrolyten ist nicht begrenzt. Eine vollständige Rückführung desselben ist möglich. Abwasser läßt sich daher vermeiden. Es wird außerdem weniger Wasserstoff mit abgeschieden, und dieser kann aus dem Grundmetall besser entweichen. Durch das Fehlen von organischen Zusätzen wird das Zink auf den Werkstücken zwar grobkörnig abgeschieden, wobei die einzelnen Zinkkristallite durch Zwischenräume voneinander getrennt sind. Diese Zwischenräume zwischen den abgeschiedenen Zinkkristalliten werden abschließend aber durch die mechanische Bearbeitung der Werkstückoberfläche mit den Partikeln geschlossen. Durch deren schlagartiges Auftreffen auf die Oberfläche der Werkstücke und die dabei auftretende punktförmig hohe Druckbelastung, werden die Zinkkristallite fest miteinander verschweißt und die Zinkschicht wird zuverlässig verdichtet. Die Werkstücke erhalten dadurch eine glatte, glänzende Oberfläche.The electrolyte used here only needs that in the Technique of galvanizing known inorganic Basic components. Organic gloss additives, organic Solvents and other organic additives will not used. There is therefore no enrichment of organic Fabrics. The service life of the electrolyte is not limited. A complete return of the same is possible. sewage can therefore be avoided. It is also becoming less Hydrogen with separated, and this can from the Escape base metal better. Due to the lack of The zinc on the workpieces is organic additives coarse-grained, with the individual zinc crystallites are separated by spaces. These Gaps between the deposited zinc crystallites are finally but by the mechanical processing of the Workpiece surface closed with the particles. Through their abrupt impact on the surface of the workpieces and the punctiform high pressure load that occurs the zinc crystallites are firmly welded together and the Zinc layer is reliably compacted. The workpieces get a smooth, shiny surface.
Der Einsatz rein anorganischer Elektrolyte schafft also ideale Voraussetzungen für eine vollständige Schließung des Stoffkreislaufs beim Verzinken, weil dieselben keine störenden organischen Verbindungen enthalten. Der Verzicht auf organische Elektrolytzusätze senkt den Chemikalienverbrauch. Das Zink wird mit hoher Stromausbeute grobkörnig abgeschieden. Der in vermindertem Maße mit abgeschiedene Wasserstoff kann zwischen den Zinkkristalliten ausdiffundieren. Die mechanische Bearbeitung ergibt eine außerordentlich dichte, porenfreie, glänzende Zinkoberfläche.The use of purely inorganic electrolytes creates ideal Requirements for a complete closure of the Material cycle when galvanizing, because they are not disruptive contain organic compounds. The waiver organic electrolyte additives reduce chemical consumption. The zinc is coarse-grained with a high current efficiency. The hydrogen can be separated to a lesser extent diffuse out between the zinc crystallites. The mechanical Processing results in an extraordinarily dense, non-porous, shiny zinc surface.
Die mechanische Bearbeitung mit schlagartig auf die Oberfläche der Werkstücke auftreffenden Partikeln kann beispielweise in einer mit hochfesten Stahlkugeln und Stahlstiften gefüllten Vibrationseinrichtung durchgeführt werden. Dabei wird zusätzlich ein sogenanntes Compound eingesetzt, das beispielsweise eine wäßrige Suspension aus Polytetrafluorethylen ist. Die mechanische Bearbeitung kann auch mit einer Vorrichtung durch Kugelstrahlen erfolgen, wobei die Kugeln mit entsprechender Geschwindigkeit auf die Oberfläche der Werkstücke auftreffen. Für die mechanische Bearbeitung wird im folgenden, stellvertretend für alle anderen Möglichkeiten, das Wort "Kugelpolieren" verwendet.The mechanical processing with abruptly on the surface of the particles hitting the workpieces can, for example, in one filled with high-strength steel balls and steel pins Vibrating device can be performed. Doing so additionally a so-called compound is used, the for example, an aqueous suspension Is polytetrafluoroethylene. The mechanical processing can also done with a device by shot peening, whereby the balls at the appropriate speed on the Impact the surface of the workpieces. For the mechanical Processing will be the following, representative of all other ways the word "ball polishing" is used.
Zur weiteren Verbesserung des Korrosionsschutzes können die grobkörnig verzinkten Werkstücke vor dem Kugelpolieren in eine Chromatlösung getaucht werden, so daß Chromate in die Zwischenräume zwischen den Zinkkristalliten eindiffundieren und dort ein Chromat-Depot bilden. Durch ein derartiges Einlagern von Chromat in den Zinkniederschlag ergibt sich eine hohe Korrosionsbeständigkeit des Überzuges. Durch das abschließende Kugelpolieren sind die eingelagerten Chromate hermetisch in die Zinkschicht eingeschlossen. Da sich somit auf der Werkstückoberfläche kein Chromat befindet, kommt das Montagepersonal mit dem toxischen Chromat nicht in Berührung. Als Coinpound kommt hier eine Chromatlösung zum Einsatz, so daß eine Rücklösung des Chromats aus dem Innern der Zinkschicht während des Kugelpolierens zuverlässig unterbunden ist.To further improve corrosion protection, the coarse-grained galvanized workpieces before ball polishing into a Chromate solution are dipped so that chromates in the Diffuse the spaces between the zinc crystallites and create a chromate depot there. By such a thing The incorporation of chromate into the zinc precipitate results in a high corrosion resistance of the coating. By the final ball polishing are the embedded chromates hermetically sealed in the zinc layer. Because thus There is no chromate on the workpiece surface Assembly personnel do not come into contact with the toxic chromate. A chromate solution is used as the coin pound, so that a redissolution of the chromate from inside the zinc layer is reliably prevented during ball polishing.
Alternativ zum Einsatz einer separaten Chromatlösung kann das Chromat auch in der für das Kugelpolieren verwendeten, mit einer Chromatlösung als Compound arbeitenden Vorrichtung in die Zwischenräume der Zinkkristallite eingelagert werden. Das Chromat diffundiert gleich zu Beginn des Prozesses in die Zwischenräume zwischen den Zinkkristalliten ein. Sie sind nach Beendigung des Kugelpolierens auch bei dieser Arbeitsweise hermetisch in die Zinkschicht eingeschlossen.As an alternative to using a separate chromate solution Chromate also in the one used for ball polishing, with a chromate solution as a compound working device in the spaces between the zinc crystallites are stored. The Chromate diffuses into the process right at the beginning of the process Spaces between the zinc crystallites. You are after Ball polishing also ended with this method of working hermetically sealed in the zinc layer.
Die kugelpolierten, blanken, mit einem völlig dichten Überzug versehenen Werkstücke können danach in einer Lösung vorgespült werden, die ein Reduktionsmittel enthält. Dadurch wird eventuell noch an der Oberfläche der Werkstücke haftendes Chromat vollständig entfernt. Anschließend kann ein Spülprozeß folgen. Auf diese Weise entsteht ein chromatierter, korrosionsbeständiger Zinküberzug, der das Chromat nicht auf seiner Oberfläche trägt, sondern im Innern enthält. Das Chromat tritt erst bei beginnendem Abtrag des Zinküberzuges heraus. Es kann dann seine korrosionshemmende Wirkung entfalten.The ball-polished, bare, with a completely tight coating Workpieces can then be pre-rinsed in a solution be that contains a reducing agent. This will possibly still adhering to the surface of the workpieces Chromate completely removed. Then a rinsing process consequences. This creates a chromated, corrosion-resistant zinc coating, which does not contain the chromate carries its surface, but contains inside. The Chromate occurs only when the zinc coating begins to be removed out. It can then have its anti-corrosive effect unfold.
Statt des Chromats könnte auch Phosphat zum verbesserten Korrosionsschutz verwendet werden. Als Compound würde dann eine Phosphatlösung eingesetzt werden. Grundsätzlich sind in dem für das Chromat geschilderten Sinne auch andere, den Korrosionsschutz verbessernde Stoffe verwendbar.Instead of chromate, phosphate could also be improved Corrosion protection can be used. Then as a compound a phosphate solution can be used. Basically are in the sense described for the chromate also others, the Corrosion protection substances can be used.
Insbesondere dann, wenn hochfeste Stähle als Grundwerkstoff eingesetzt werden, können die Werkstücke vor der mechanischen Behandlung mit den schlagartig auftreffenden Partikeln noch getempert werden. Dabei werden sie beispielsweise für 8 Stunden bei einer Temperatur von 210°C gehalten. Eindiffundierter Wasserstoff, der bis dahin nicht aus dem Grundmetall entwichen ist, wird dadurch weitestgehend ausgetrieben.Especially when high-strength steels are used as the base material the workpieces can be used before the mechanical Treatment with the suddenly striking particles be annealed. They are used, for example, for Maintained at a temperature of 210 ° C for 8 hours. Diffused hydrogen, which has not yet come from the Base metal has escaped, is largely expelled.
Da eine elektrochemische Korrosion erst eintritt, wenn sich auf der Werkstückoberfläche ein Elektrolytfilm ausbilden kann, können die Werkstücke zusätzlich hydrophobiert werden. Das kann durch Tauchen derselben in eine Lösung erfolgen, die an der Oberfläche der Werkstücke verdunstet und beispielsweise einen wasserabweisenden Film mit perfluorierten Gruppen hinterläßt.Because electrochemical corrosion only occurs when can form an electrolyte film on the workpiece surface, the workpieces can also be made hydrophobic. The can be done by immersing the same in a solution that adheres to the surface of the workpieces evaporates and, for example a water-repellent film with perfluorinated groups leaves.
Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden durch zwei Beispiele näher erläutert:The method according to the invention is described below by two Examples explained in more detail:
Aus einem schwachsauren Zinkelektrolyten, der je Liter 52 g Zinkchlorid, 200 g Kaliumchlorid, 40 g Magnesiumchlorid und 25 g Borsäure enthält, wird bei einem pH-Wert von 4,5 und einer mittleren Stromdichte von 2,5 A/dm² bei Raumtemperatur eine Zinkschicht mit einer Dicke von 12 µm matt abgeschieden. Die Werkstücke werden, anschließend gespült und in einen Vibrator gegeben, der neben Kugeln und Stiften aus chromsäurebeständigem Edelstahl ein Compound enthält, das aus einer 40 g Natriumdichromat je Liter enthaltenden Lösung bei pH 5 besteht. Nach einer Kugelpolierdauer von 10 min bei Raumtemperatur werden die Werkstücke abgesiebt, kurz in eine Lösung getaucht, die 15 g Natriumhydrogensulfit je Liter bei pH 2,5 enthält, nachgespült und getrocknet. Die Werkstücke werden dann in ein Lösemittel eingetaucht, das einen perfluorierten, hydrophoben Film bildet, abgedunstet und bei 80°C getrocknet. Die Teile zeigten bei einer Salzsprühprüfung gemäß DIN 50021 nach 1000 Stunden keine Korrosion des Grundmetalls.From a weakly acidic zinc electrolyte, 52 g per liter Zinc chloride, 200 g potassium chloride, 40 g magnesium chloride and Contains 25 g of boric acid, is at a pH of 4.5 and an average current density of 2.5 A / dm² at room temperature a zinc layer with a thickness of 12 µm was deposited matt. The workpieces are then rinsed and placed in one Given vibrator, which in addition to balls and pins Chromic acid-resistant stainless steel contains a compound that is made from a solution containing 40 g sodium dichromate per liter pH 5 exists. After a ball polishing time of 10 min The workpieces are screened at room temperature, briefly into a Solution immersed in the 15 g of sodium bisulfite per liter Contains pH 2.5, rinsed and dried. The workpieces are then immersed in a solvent containing a perfluorinated, hydrophobic film forms, evaporated and at 80 ° C dried. The parts showed in a salt spray test according to DIN 50021 no corrosion of the Base metal.
Aus einem cyanidischen Zinkelektrolyten, der je Liter 25 g Zink, 70 g Natriumcyanid, 90 g Ätznatron und 45 g Soda enthält, wird bei einer mittleren Stromdichte von 2,5 A/dm² und einer Temperatur von 28°C eine Zinkschicht mit einer Dicke von 12 µm matt abgeschieden. Die Werkstücke werden anschließend gespült und kugelpoliert. Als Compound kommt eine auf pH 5,5 eingestellte Lösung zum Einsatz, die je Liter 8 g Kaliumdichromat enthält. Nachdem die Teile 10 min bei Raumtemperatur kugelpoliert sind, werden sie gespült, in einer reduzierend wirkenden Lösung (10 g/l Natriumdithionit, pH 4) behandelt, wieder gespült und getrocknet. Die Teile werden dann antiadhäsiv nachbehandelt, wozu eine handelsübliche Lösung verwendet wird, die perfluorierte Partikeln enthält. Beim Korrosionstest nach DIN 50021 trat erst nach 800 Stunden Rotrost auf.From a cyanide zinc electrolyte, 25 g per liter Zinc, 70 g sodium cyanide, 90 g caustic soda and 45 g soda contains, is at an average current density of 2.5 A / dm² and a temperature of 28 ° C a zinc layer with a Thickness of 12 µm deposited matt. The workpieces are then rinsed and ball polished. One comes as a compound solution adjusted to pH 5.5, which contains 8 g per liter Contains potassium dichromate. After the parts at 10 min Are polished, they are rinsed in a room temperature reducing solution (10 g / l sodium dithionite, pH 4) treated, rinsed again and dried. The parts will then treated anti-adhesive, for which a commercially available Solution is used that contains perfluorinated particles. The corrosion test according to DIN 50021 only occurred after 800 hours Red rust on.
Claims (7)
- - daß ein von organischen Zusätzen freier, ausschließlich anorganische Bestandteile enthaltender Elektrolyt verwendet wird und
- - daß die verzinkten Werkstücke nach ihrer Entnahme aus dem Elektrolyten in eine Vorrichtung eingebracht werden, in der ihre Oberfläche durch schlagartig auftreffende Partikeln mechanisch bearbeitet wird.
- - That an electrolyte free of organic additives and containing only inorganic components is used and
- - That the galvanized workpieces are introduced after their removal from the electrolyte into a device in which their surface is mechanically processed by suddenly hitting particles.
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| DE1995115456 DE19515456A1 (en) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | Zinc@ plating steel workpieces |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=7760476
Family Applications (1)
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| DE1995115456 Withdrawn DE19515456A1 (en) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | Zinc@ plating steel workpieces |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19515456A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108707933A (en) * | 2018-05-25 | 2018-10-26 | 日照港集团有限公司 | The galvanizing flux and preparation method thereof of super-hydrophobic zinc-plated carbon steel |
| CN111005042A (en) * | 2018-10-05 | 2020-04-14 | 爱富意喜制链株式会社 | Plated component |
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