DE19538778A1 - Schichtgewichtssteuerung bei Hydroxylamin-beschleunigten Phosphatiersystemen - Google Patents
Schichtgewichtssteuerung bei Hydroxylamin-beschleunigten PhosphatiersystemenInfo
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- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
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- C23C22/18—Orthophosphates containing manganese cations
- C23C22/182—Orthophosphates containing manganese cations containing also zinc cations
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
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- C23C22/34—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
- C23C22/36—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Schichtge
wichts bei der Phosphatierung von Metalloberflächen mit wäßrigen,
sauren Phosphatierlösungen, die Zink-, und Phosphationen sowie
Hydroxylamin in freier oder gebundener Form enthalten, sowie deren
Anwendung als Vorbehandlung der Metalloberflächen für eine an
schließende Lackierung, insbesondere eine Elektrotauchlackierung.
Das Verfahren ist anwendbar zur Behandlung von Oberflächen aus
Stahl, verzinktem oder legierungsverzinktem Stahl, Aluminium,
aluminiertem oder legierungsaluminiertem Stahl.
Die Phosphatierung von Metallen verfolgt das Ziel, auf der Metall
oberfläche festverwachsene Metallphosphatschichten zu erzeugen, die
für sich bereits Korrosionsbeständigkeit verbessern und in Verbin
dung mit Lacken und anderen organischen Beschichtungen zu einer
wesentlichen Erhöhung der Haftung und der Resistenz gegen Unter
wanderung bei Korrosionsbeanspruchung beitragen. Solche Phospha
tierverfahren sind seit langem im Stand der Technik bekannt. Für
die Vorbehandlung vor der Lackierung eignen sich insbesondere die
Niedrig-Zink-Phosphatierverfahren, bei denen die Phosphatierlösun
gen vergleichsweise geringe Gehalte an Zinkionen von z. B. 0,5 bis
2 g/l aufweisen. Ein wesentlicher Parameter in diesen Niedrig-
Zink-Phosphatierbädern ist das Gewichtsverhältnis Phosphationen zu
Zinkionen, das üblicherweise im Bereich < 12 liegt und Werte bis zu
30 annehmen kann.
Es hat sich gezeigt, daß durch die Mitverwendung anderer mehrwer
tiger Kationen als Zink in den Phosphatierbädern Phosphatschichten
mit deutlich verbesserten Korrosionsschutz- und Lackhaftungseigen
schaften ausgebildet werden können. Beispielsweise finden Niedrig-
Zink-Verfahren mit Zusatz von z. B. 0,5 bis 1,5 g/l Manganionen und
z. B. 0,3 bis 2,0 g/l Nickelionen als sogenannte Trikation-Verfah
ren zur Vorbereitung von Metalloberflächen für die Lackierung,
beispielsweise für die kathodische Elektrotauchlackierung von Au
tokarosserien, weite Anwendung.
Die DE-A-39 20 296 beschreibt ein Phosphatierverfahren, das auf
Nickel verzichtet und neben Zink und Manganionen Magnesiumionen
verwendet. Die hier beschriebenen Phosphatierbäder enthalten außer
0,2 bis 10 g/l Nitrationen weitere als Beschleuniger wirkende Oxi
dationsmittel, ausgewählt aus Nitrit, Chlorat oder einem organi
schen Oxidationsmittel. Gegen die Beschleuniger Nitrit und Nitrat
werden wegen möglicher Bildung Nitroser Gase zunehmend Bedenken
geäußert.
Nitratfrei arbeitet das in WO 86/04931 offengelegte Phosphatier
verfahren. Hier beruht das Beschleunigersystem auf einer Kombina
tion von Bromat und m-Nitrobenzolsulfonat. Als essentielles mehr
wertiges Kation wird lediglich Zink, als weitere fakultative Kat
ionen Nickel, Mangan oder Kobalt angegeben. Vorzugsweise enthalten
die Phosphatierlösungen neben Zink mindestens 2 dieser fakultativen
Metalle.
DE-A-40 13 483 macht Phosphatierverfahren bekannt, mit denen ähn
lich gute Korrosionsschutzeigenschaften wie mit den Trikation-Ver
fahren erzielt werden können. Diese Verfahren verzichten auf Nickel
und verwenden statt dessen Kupfer in niedrigen Konzentrationen,
0,001 bis 0,03 g/l. Zur Oxidation des bei der Beizreaktion von
Stahloberflächen gebildeten zweiwertigen Eisens in die dreiwertige
Stufe dient Sauerstoff und/oder andere gleichwirkende Oxidations
mittel. Als solche werden Nitrit, Chlorat, Bromat, Peroxy-Verbin
dungen sowie organische Nitroverbindungen, wie Nitrobenzolsulfonat,
angegeben. Die deutsche Patentanmeldung DE 42 10 513 modifiziert
diesen Prozeß dadurch, daß als modifizierendes Agens für die Mor
phologie der gebildeten Phosphatkristalle Hydroxylamin, dessen
Salze oder Komplexe in einer Menge von 0,5 bis 5 g/l Hydroxylamin
zugegeben werden.
Die Verwendung von Hydroxylamin und/oder seinen Verbindungen zum
Beeinflussen der Form der Phosphatkristalle ist aus einer Reihe von
Offenlegungsschriften bekannt. Die EP-A-315 059 gibt als besonderen
Effekt der Verwendung von Hydroxylamin in Phosphatierbädern die
Tatsache an, daß auf Stahl auch dann noch die Phosphatkristalle in
einer erwünschten säulen- oder knotenartigen Form entstehen, wenn
die Zinkkonzentration im Phosphatierbad den für Niedrig-Zink-Ver
fahren üblichen Bereich übersteigt. Hierdurch wird es möglich, die
Phosphatierbäder mit Zinkkonzentrationen bis zu 2 g/l und mit Ge
wichtsverhältnissen Phosphat zu Zink bis hinab zu 3,7 zu betreiben.
Über vorteilhafte Kationenkombinationen dieser Phosphatierbäder
werden keine näheren Aussagen gemacht, in den Patentbeispielen wird
jedoch in allen Fällen Nickel eingesetzt. Ebenfalls werden in den
Patentbeispielen Nitrate und Salpetersäure verwendet, auch wenn in
der Beschreibung von der Anwesenheit von Nitrat in größeren Mengen
abgeraten wird. Die erforderliche Hydroxylamin-Konzentration wird
mit 0,5 bis 50 g/l, vorzugsweise 1 bis 10 g/l angegeben. Die maxi
male Konzentration an Hydroxylammoniumsulfat in den Patentbeispie
len beträgt 5 g/l, woraus sich ein Gehalt an Hydroxylamin von 2,08
g/l errechnet. (Hydroxylammoniumsulfat enthält 41,5 Gew.-% Hydro
xylamin). Die Phosphatierlösung wird im Spritzverfahren auf die
Stahloberflächen aufgebracht. Die Schrift erwähnt nicht die Pro
bleme bei Tauchverfahren, die zu Phosphatschichten mit deutlich
höheren Schichtgewichten führen, wie sie als Grundlage für eine
nachfolgende Lackierung unerwünscht sind.
Die WO 93/03198 lehrt die Verwendung von Hydroxylamin als Be
schleuniger in Trikation-Phosphatierbädern mit Zinkgehalten zwi
schen 0,5 und 2 g/l und Nickel- und Mangangehalten von jeweils 0,2
bis 1,5 g/l, wobei weiterhin bestimmte Gewichtsverhältnisse zwi
schen Zink und den anderen zweiwertigen Kationen einzuhalten sind.
Weiterhin enthalten diese Bäder 1 bis 2,5 g/l eines "Hydroxyl
amin-Beschleunigers", worunter laut Beschreibung Salze des Hydro
xylamins, vorzugsweise Hydroxylammoniumsulfat zu verstehen sind.
Rechnet man diese Angabe auf freies Hydroxylamin um, so werden Hy
droxylamin-Gehalte zwischen 0,42 und 1,04 g/l vorgesehen. Das Do
kument enthält keine Angaben über den Einfluß unterschiedlicher
Hydroxylamin-Konzentrationen auf das Schichtgewicht bei Einsatz der
Phosphatierlösungen im Tauchverfahren.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Hydroxylamin-beschleu
nigtes Phosphatiersystem zur Anwendung in Tauchverfahren zur Ver
fügung zu stellen, wobei die gewünschten Schichtgewichte durch die
Wahl einer geeigneten Beschleunigerkonzentration einstellbar sind.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Einstellung des
Schichtgewichts bei der Phosphatierung von Oberflächen aus Stahl,
verzinktem Stahl, legierungsverzinktem Stahl sowie aus Aluminium
und dessen Legierungen mit zinkhaltigen Phosphatierlösungen auf
Werte im Bereich 1 bis 3,5 g/m², dadurch gekennzeichnet, daß man
die Metalloberflächen für eine Zeitdauer zwischen einer und acht
Minuten in eine Phosphatierlösung eintaucht, die
0,5 bis 2 g/l Zinkionen,
2 bis 25 g/l Phosphationen und
1,2 bis 5 g/l Hydroxylamin in freier, ionischer oder komplex gebundener Form
2 bis 25 g/l Phosphationen und
1,2 bis 5 g/l Hydroxylamin in freier, ionischer oder komplex gebundener Form
enthält, einen Gehalt an freier Säure zwischen 0 und 1,5 Punkten
und eine Temperatur im Bereich 32 bis 93°C aufweist.
Phosphatierbäder enthalten außer Zinkionen in der Regel Natrium-,
Kalium- und/oder Ammoniumionen zur Einstellung der freien Säure.
Der Begriff der freien Säure ist dem Fachmann auf dem Phosphatier
gebiet geläufig. Die in dieser Schrift gewählte Bestimmungsmethode
der freien Säure sowie der Gesamtsäure wird im Beispielteil ange
geben. Vorzugsweise werden in dem erfindungsgemäßen Phosphatier
verfahren Phosphatierlösungen eingesetzt, die weitere ein- oder
zweiwertige Metallionen enthalten, die sich erfahrungsgemäß günstig
auf die Lackhaftung und den Korrosionsschutz der hiermit erzeugten
Phosphatschichten auswirken. Demgemäß ist das erfindungsgemäße
Verfahren vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß die Phospha
tierlösung zusätzlich eines oder mehrere der folgenden Kationen
enthält:
0,2 bis 1,5 g/l Manganionen,
0,2 bis 1,5 g/l Nickelionen,
0,02 bis 1,5 g/l,vorzugsweise 0,03 bis 0,8 g/l, und ins besondere 0,04 bis 0,2 g/l Cobaltionen,
0,2 bis 1,5 g/l Lithiumionen,
0,2 bis 2,5 g/l Magnesiumionen,
0,001 bis 0,03 g/l Kupferionen.
0,2 bis 1,5 g/l Nickelionen,
0,02 bis 1,5 g/l,vorzugsweise 0,03 bis 0,8 g/l, und ins besondere 0,04 bis 0,2 g/l Cobaltionen,
0,2 bis 1,5 g/l Lithiumionen,
0,2 bis 2,5 g/l Magnesiumionen,
0,001 bis 0,03 g/l Kupferionen.
Das Gewichtsverhältnis Phosphationen zu Zinkionen in den Phospha
tierbädern kann in weiten Grenzen schwanken, sofern es im Bereich
zwischen 3,7 und 30 liegt. Ein Gewichtsverhältnis zwischen 10 und
20 ist besonders bevorzugt. Als weitere Parameter zur Steuerung von
Phosphatierbädern sind dem Fachmann die Gehalte an freier Säure und
an Gesamtsäure bekannt. Die in dieser Schrift verwendete Bestim
mungsmethode dieser Parameter ist im Beispielteil angegeben. Werte
der freien Säure zwischen 0,3 und 1,5 Punkten und der Gesamtsäure
zwischen etwa 15 und etwa 35 Punkten liegen im technisch üblichen
Bereich und sind im Rahmen dieser Erfindung geeignet.
Hydroxylamin kann als freie Base, als Hydroxylaminkomplex oder in
Form von Hydroxylammoniumsalzen eingesetzt werden. Fügt man freies
Hydroxylamin dem Phosphatierbad oder einem Phosphatierbad-Konzen
trat zu, wird es aufgrund des sauren Charakters dieser Lösungen
weitgehend als Hydroxylammonium-Kation vorliegen. Bei einer Ver
wendung als Hydroxylammonium-Salz sind die Sulfate sowie die Phos
phate besonders geeignet. Im Falle der Phosphate sind aufgrund der
besseren Löslichkeit die sauren Salze bevorzugt. Hydroxylamin oder
seine Verbindungen werden dem Phosphatierbad in solchen Mengen zu
gesetzt, daß die rechnerische Konzentration des freien Hydroxyl
amins zwischen 1,2 und 5 g/l liegt.
Dabei ist es bevorzugt, daß die Phosphatierbäder als einzigen Be
schleuniger Hydroxylamin, allenfalls zusammen mit Nitrat, enthal
ten. Demnach werden vorzugsweise Phosphatierbäder eingesetzt, die
keine der sonstigen bekannten Beschleuniger wie beispielsweise Ni
trit, Oxoanionen von Halogenen, Peroxide oder Nitrobenzolsulfonat
enthalten. Bei der Phosphatierung zinkhaltiger Oberflächen hat es
sich als günstig erwiesen, den Nitratgehalt des Phosphatierbads auf
maximal 0,5 g/l zu begrenzen. Hierdurch wird das Problem der soge
nannten Stippenbildung unterdrückt und der Korrosionsschutz bei
Verwendung nickelfreier Phosphatierbäder verbessert. Besonders be
vorzugt sind Phosphatierbäder, die kein Nitrat enthalten.
Den Zinkgehalt des Phosphatierbades wird man gemäß EP-A-315 059 auf
Werte zwischen 0,45 und 1,1 g/l einstellen. Infolge des Beizabtra
ges bei der Phosphatierung zinkhaltiger Oberflächen ist es jedoch
möglich, daß der aktuelle Zinkgehalt des arbeitenden Bades oberhalb
eines Wertes von 1,1 g/l liegt. Zinkgehalte bis zu 2 g/l sind im
Rahmen der vorliegenden Erfindung unschädlich. Je nach Anlagen
technik können Zinkgehalte bis zu 2 g/l auch die Gefahr einer
Rostbildung während der Phosphatierung verringern. In welcher Form
die Kationen in die Phosphatierbäder eingebracht werden, ist prin
zipiell ohne Belang. Es bietet sich insbesondere an, als Kationen
quelle Oxide und/oder Carbonate zu verwenden.
Bei Phosphatierbädern, die für unterschiedliche Substrate geeignet
sein sollen, ist es üblich geworden, freies und/oder komplexgebun
denes Fluorid in Mengen bis zu 2,5 g/l Gesamtfluorid, davon bis zu
800 mg/l freies Fluorid zuzusetzen. Die Anwesenheit solcher Fluo
ridmengen ist auch für die erfindungsgemäßen Phosphatierbäder von
Vorteil. Bei Abwesenheit von Fluorid soll der Aluminiumgehalt des
Bades 3 mg/l nicht überschreiten. Bei Gegenwart von Fluorid werden
infolge der Komplexbildung höhere Al-Gehalte toleriert, sofern die
Konzentration des nicht komplexierten Al 3 mg/l nicht übersteigt.
Bei der Anwendung des Phosphatierverfahrens auf Stahloberflächen
geht Eisen in Form von Eisen(II)-Ionen in Lösung. Da die erfin
dungsgemäßen Phosphatierbäder vorzugsweise keine Substanzen ent
halten, die gegenüber Eisen(II) oxidierend wirken, geht das zwei
wertige Eisen lediglich in Folge von Luftoxidation in den dreiwer
tigen Zustand über, so daß es als Eisen(III)-Phosphat ausfallen
kann. Daher können sich in den erfindungsgemäßen Phosphatierbädern
Eisen(II)-Gehalte aufbauen, die deutlich über den Gehalten liegen,
die Oxidationsmittel-haltige Bäder enthalten. In diesem Sinne sind
Eisen(II)-Konzentrationen bis zu 50 ppm normal, wobei kurzfristig
im Produktionsablauf auch Werte bis zu 500 ppm auftreten können.
Für das erfindungsgemäße Phosphatierverfahren sind solche Ei
sen(II)-Konzentrationen nicht schädlich. Bei Ansatz in hartem Was
ser können die Phosphatierbäder weiterhin die Härtebildner-Kationen
Mg(II) und Ca(II) in einer Gesamtkonzentration von bis zu 7 mmol/l
enthalten. Mg(II) kann dem Phosphatierbad auch in Mengen bis zu 2,5
g/l zugesetzt werden.
In der Praxis hat es sich gezeigt, daß der Beschleuniger Hydroxyl
amin auch dann langsam inaktiviert werden kann, wenn in das Phos
phatierbad keine zu phosphatierenden Metallteile eingebracht wer
den. Es hat sich überraschend gezeigt, daß die Inaktivierung des
Hydroxylamins deutlich verlangsamt werden kann, wenn man dem Phos
phatierbad zusätzlich eine oder mehrere aliphatische
Hydroxycarbonsäuren mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen in einer Gesamt
menge von 0,5 bis 1,5 g/l zusetzt. Dabei sind die
Hydroxycarbonsäuren vorzugsweise ausgewählt aus Milchsäure,
Gluconsäure, Tartronsäure, Äpfelsäure, Weinsäure und Citronensäure,
wobei Citronensäure besonders bevorzugt wird.
Die Temperatur der Phosphatierlösung liegt vorzugsweise im Bereich
zwischen etwa 40 und etwa 60°C. Dabei hat es sich als positiver
Nebeneffekt des erfindungsgemäßen Phosphatierverfahrens herausge
stellt, daß Hydroxylamin-Konzentrationen im erfindungsgemäßen Men
genbereich die Gefahr einer Rostbildung an ungenügend umfluteten
Stellen der zu phosphatierenden Bauteile deutlich herabsetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet zur Phosphatierung von
Oberflächen aus Stahl, verzinktem oder legierungsverzinktem Stahl,
Aluminium, aluminiertem oder legierungsaluminiertem Stahl. Die ge
nannten Materialien können - wie es im Automobilbau zunehmend
üblich wird - auch nebeneinander vorliegen. Dabei können Teile
der Karosserie auch aus bereits vorbehandeltem Material bestehen,
wie es beispielsweise nach dem Bonazink®-Verfahren entsteht. Hier
bei wird das Grundmaterial zunächst chromatiert oder phosphatiert
und anschließend mit einem organischen Harz beschichtet. Das
erfindungsgemäße Phosphatierverfahren führt dann zu einer
Phosphatierung an Schadstellen dieser Vorbehandlungsschicht oder an
unbehandelten Rückseiten.
Das Verfahren kann insbesondere im Automobilbau eingesetzt werden,
wo Behandlungszeiten zwischen 1 und 8 Minuten üblich sind. Es ist
insbesondere zur Behandlung der genannten Metalloberflächen vor
einer Lackierung, insbesondere vor einer kathodischen
Elektrotauchlackierung gedacht, wie sie im Automobilbau üblich ist.
Das Phosphatierverfahren ist als Teilschritt der technisch üblichen
Vorbehandlungskette zu sehen. In dieser Kette sind der
Phosphatierung üblicherweise die Schritte Reinigen/Entfetten, Zwi
schenspülen und Aktivieren vorgeschaltet, wobei die Aktivierung
üblicherweise mit titanphosphat-haltigen Aktiviermitteln erfolgt.
Der erfindungsgemäßen Phosphatierung kann, gegebenenfalls nach ei
ner Zwischenspülung, eine passivierende Nachbehandlung folgen. Für
eine solche passivierende Nachbehandlung sind chromsäure-haltige
Behandlungsbäder weit verbreitet. Aus Gründen des Arbeits- und Um
weltschutzes sowie aus Entsorgungsgründen besteht jedoch die Ten
denz, diese chromhaltigen Passivierbäder durch chromfreie Behand
lungsbäder zu ersetzen. Hierfür sind rein anorganische Bäder, ins
besondere auf der Basis von Zirkonverbindungen, oder auch orga
nische Bäder, beispielsweise auf Basis von Poly(vinylphenolen),
bekannt. Zwischen dieser Nachpassivierung und der sich üblicher
weise anschließenden Elektrotauchlackierung wird in der Regel eine
Zwischenspülung mit vollentsalztem Wasser durchgeführt.
Die erfindungsgemäßen Phosphatierverfahren sowie Vergleichsverfah
ren wurden an Stahlblechen (St 1405), wie sie im Automobilbau Ver
wendung finden, überprüft. Dabei wurde folgender, in der Karosse
riefertigung üblicher, Verfahrensgang als Tauchverfahren ausge
führt:
- 1. Reinigen mit einem alkalischen Reiniger (Ridoline® 1559, Henkel KGaA), Ansatz 2% in Stadtwasser, 55°C, 4 Minuten.
- 2. Spülen mit Stadtwasser, Raumtemperatur, 1 Minute.
- 3. Aktivieren mit einem Titanphosphat-haltigen Aktiviermittel (Fixodine® 50CF, Henkel KGaA), Ansatz 0,1% in vollentsalztem Wasser, Raumtemperatur, 1 Minute.
- 4. Phosphatieren mit Phosphatierbädern gemäß Tabelle 1. 4 Minuten
Tauchen bei 55°C. Außer den in Tabelle 1 genannten Kationen
enthielten die Phosphatierbäder lediglich Natriumionen zum
Einstellen der freien Säure. Die Bäder enthielten kein Nitrit,
Nitrat und keine Oxo-Anionen von Halogenen. Dabei wurden die
frisch angesetzten Phosphatierbäder vor Durchführung der Phos
phatierversuche 5 Tage lang bei 55°C gerührt, um die Inakti
vierung des Hydroxylamins zu beobachten. Die Tabelle 1 enthält
die Hydroxylamin-Konzentrationen der frisch angesetzten Phos
phatierbäder.
Unter Punktzahl der freien Säure wird der Verbrauch in ml an 0,1-normaler Natronlauge verstanden, um 10 ml Badlösung bis zu einem pH-Wert von 3,6 zu titrieren. Analog gibt die Punktzahl der Gesamtsäure den Verbrauch in ml bis zu einem pH-Wert von 8,2 an. - 5. Spülen mit Stadtwasser, Raumtemperatur, 1 Minute.
- 6. Trockenblasen mit Preßluft
Die flächenbezogene Masse ("Schichtgewicht") wurde durch Ablösen in
5%-iger Chromsäurelösung bestimmt gemäß DIN 50 942. Zur Bestimmung
der Beizrate wurden die gereinigten Bleche gewogen und anschließend
phosphatiert. Die Phosphatschicht wurde in 5%-iger Chromsäurelö
sung abgelöst und die Bleche erneut gewogen. Die Gewichtsdifferenz
liefert die Beizrate.
Die Ergebnisse zeigen, daß es bei Verwendung von Hydroxylamin-Kon
zentrationen von < 1,2 g/l möglich ist, die Schichtgewichte auf den
erwünschten Bereich von unterhalb 3,5, vorzugsweise unterhalb 3,0
einzustellen.
Claims (10)
1. Verfahren zur Einstellung des Schichtgewichts bei der Phospha
tierung von Oberflächen aus Stahl, verzinktem Stahl, legie
rungsverzinktem Stahl sowie aus Aluminium und dessen Legierun
gen mit zinkhaltigen Phosphatierlösungen auf Werte im Bereich 1
bis 3,5 g/m², dadurch gekennzeichnet, daß man die Metallober
flächen für eine Zeitdauer zwischen einer und acht Minuten in
eine Phosphatierlösung eintaucht, die
0,5 bis 2 g/l Zinkionen,
2 bis 25 g/l Phosphationen und
1,2 bis 5 g/l Hydroxylamin in freier, ionischer oder komplex gebundener Formenthält, einen Gehalt an freier Säure zwischen 0 und 1,5 Punk ten und eine Temperatur im Bereich 32 bis 93°C aufweist.
2 bis 25 g/l Phosphationen und
1,2 bis 5 g/l Hydroxylamin in freier, ionischer oder komplex gebundener Formenthält, einen Gehalt an freier Säure zwischen 0 und 1,5 Punk ten und eine Temperatur im Bereich 32 bis 93°C aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Phosphatierlösung zusätzlich eines oder mehrere der folgenden
Kationen enthält:
0,2 bis 1,5 g/l Manganionen,
0,2 bis 1,5 g/l Nickelionen,
0,02 bis 1,5 g/l Cobaltionen,
0,2 bis 1,5 g/l Lithiumionen,
0,2 bis 2,5 g/l Magnesiumionen,
0,001 bis 0,03 g/l Kupferionen.
0,2 bis 1,5 g/l Nickelionen,
0,02 bis 1,5 g/l Cobaltionen,
0,2 bis 1,5 g/l Lithiumionen,
0,2 bis 2,5 g/l Magnesiumionen,
0,001 bis 0,03 g/l Kupferionen.
3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß Hydroxylamin in freier Form und/oder als
Sulfat und/oder als Phosphat eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Phosphatierlösung nicht mehr als
0,5 g/l Nitrationen enthält.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Phosphatierlösung zusätzlich
Fluorid in freier und/oder komplex gebundener Form in Mengen
bis zu 2,5 g/l Gesamtfluorid, davon bis zu 0,8 g/l freies
Fluorid enthält.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Phosphatierlösung eine Gesamt
säure im Bereich 15 bis 35 Punkten aufweist.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Phosphatierlösung zusätzlich eine
oder mehrere aliphatische Hydroxycarbonsäuren mit 3 bis 6 C-
Atomen in einer Gesamtmenge von 0,5 bis 1,5 g/l enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hy
droxycarbonsäuren ausgewählt sind aus Milchsäure, Gluconsäure,
Tartronsäure, Äpfelsäure, Weinsäure und Citronensäure.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Phosphatierlösung eine Temperatur
im Bereich zwischen 45 und 60°C aufweist.
10. Verwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprü
che 1 bis 9 zur Vorbehandlung der Metalloberflächen vor einer
Lackierung.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19538778A DE19538778A1 (de) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | Schichtgewichtssteuerung bei Hydroxylamin-beschleunigten Phosphatiersystemen |
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| ZA968768A ZA968768B (en) | 1995-10-18 | 1996-10-17 | Layer-weight control in hydroxylamine-accelerated phospating systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19538778A DE19538778A1 (de) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | Schichtgewichtssteuerung bei Hydroxylamin-beschleunigten Phosphatiersystemen |
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| DE19538778A1 true DE19538778A1 (de) | 1997-04-24 |
Family
ID=7775163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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