DE19540085A1 - Low nitrate, manganese-free zinc phosphating - Google Patents
Low nitrate, manganese-free zinc phosphatingInfo
- Publication number
- DE19540085A1 DE19540085A1 DE1995140085 DE19540085A DE19540085A1 DE 19540085 A1 DE19540085 A1 DE 19540085A1 DE 1995140085 DE1995140085 DE 1995140085 DE 19540085 A DE19540085 A DE 19540085A DE 19540085 A1 DE19540085 A1 DE 19540085A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ions
- phosphating
- zinc
- free
- phosphating solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims abstract description 31
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 title claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 54
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 8
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 3
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- -1 chlorate ions Chemical class 0.000 claims description 17
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 15
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M chlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims description 9
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000010422 painting Methods 0.000 claims description 6
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- ROBFUDYVXSDBQM-UHFFFAOYSA-N hydroxymalonic acid Chemical compound OC(=O)C(O)C(O)=O ROBFUDYVXSDBQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims description 4
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 4-nitrophenol Chemical compound OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N Cu+ Chemical compound [Cu+] VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- 101100495769 Caenorhabditis elegans che-1 gene Proteins 0.000 claims 1
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 abstract description 8
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 14
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 12
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 12
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 10
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 9
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000009237 animal bath Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M bromate Inorganic materials [O-]Br(=O)=O SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-N bromic acid Chemical compound OBr(=O)=O SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000399 iron(III) phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- UJJUJHTVDYXQON-UHFFFAOYSA-N nitro benzenesulfonate Chemical compound [O-][N+](=O)OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 UJJUJHTVDYXQON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N nitrous oxide Inorganic materials [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052827 phosphophyllite Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B titanium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Ti+4].[Ti+4].[Ti+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 2
- JESXATFQYMPTNL-UHFFFAOYSA-N 2-ethenylphenol Chemical class OC1=CC=CC=C1C=C JESXATFQYMPTNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ONMOULMPIIOVTQ-UHFFFAOYSA-M 3-Nitrobenzene sulphonate Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC(S([O-])(=O)=O)=C1 ONMOULMPIIOVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000680 Aluminized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150049168 Nisch gene Proteins 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001499740 Plantago alpina Species 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 150000008043 acidic salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 230000002999 depolarising effect Effects 0.000 description 1
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012458 free base Substances 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000008233 hard water Substances 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- RBLWMQWAHONKNC-UHFFFAOYSA-N hydroxyazanium Chemical class O[NH3+] RBLWMQWAHONKNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAUUZASCMSWKGX-UHFFFAOYSA-N manganese nickel Chemical compound [Mn].[Ni] ZAUUZASCMSWKGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002828 nitro derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- MPNNOLHYOHFJKL-UHFFFAOYSA-N peroxyphosphoric acid Chemical compound OOP(O)(O)=O MPNNOLHYOHFJKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000002110 toxicologic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 150000003755 zirconium compounds Chemical class 0.000 description 1
- OMQSJNWFFJOIMO-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrafluoride Chemical compound F[Zr](F)(F)F OMQSJNWFFJOIMO-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
- C23C22/07—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 phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
- C23C22/12—Orthophosphates containing zinc cations
-
- 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
- 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
- C23C22/07—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 phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
- C23C22/12—Orthophosphates containing zinc cations
- C23C22/14—Orthophosphates containing zinc cations containing also chlorate anions
-
- 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
- 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
- C23C22/07—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 phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
- C23C22/12—Orthophosphates containing zinc cations
- C23C22/16—Orthophosphates containing zinc cations containing also peroxy-compounds
-
- 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
- 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
- C23C22/07—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 phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
- C23C22/12—Orthophosphates containing zinc cations
- C23C22/17—Orthophosphates containing zinc cations containing also organic acids
-
- 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
- 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
- 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
- C23C22/362—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 containing also zinc cations
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Phosphatierung von Me talloberflächen mit wäßrigen, sauren Phosphatierlösungen, die Zink- und Phosphationen sowie Beschleuniger in freier oder gebundener Form enthalten, sowie deren Anwendung als Vorbehandlung der Me talloberflächen für eine anschließende Lackierung, insbesondere eine Elektrotauchlackierung. Das Verfahren ist anwendbar zur Be handlung von Oberflächen aus Stahl, verzinktem oder legierungsverzinktem Stahl, Aluminium, aluminiertem oder legierungsaluminiertem Stahl.The invention relates to a method for phosphating Me tall surfaces with aqueous, acid phosphating solutions, the zinc and phosphate ions and accelerators in free or bound Contain form, and their use as a pretreatment of the Me tall surfaces for subsequent painting, in particular an electro dip painting. The method is applicable for loading treatment of surfaces made of steel, galvanized or alloy galvanized steel, aluminum, aluminized or alloy aluminum steel.
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 eigenen 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.The phosphating of metals pursues the goal on the metal to produce firmly adhered metal phosphate layers, the already improve corrosion resistance and in conjunction with paints and other organic coatings into one substantial increase in liability and resistance to sub contribute to corrosion when exposed to corrosion. Such phospha Animal processes have long been known in the art. For the pretreatment before painting are particularly suitable Low-zinc phosphating processes in which the phosphating solution conditions comparatively low levels of zinc ions of z. B. 0.5 to Have 2 g / l. An essential parameter in these low Zinc phosphating baths is the weight ratio of phosphate ions to Zinc ions, which is usually in the range <12 and values up to 30 can assume.
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.It has been shown that by sharing others, more cations than zinc in the phosphating baths with significantly improved corrosion protection and paint adhesion properties can be trained. For example, low Zinc process with the addition of z. B. 0.5 to 1.5 g / l of manganese ions and e.g. B. 0.3 to 2.0 g / l of nickel ions as a so-called trication process for the preparation of metal surfaces for painting, for example for the cathodic electrocoating of Au bodywork, wide application.
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.DE-A-39 20 296 describes a phosphating process based on Nickel is dispensed with and, in addition to zinc and manganese ions, magnesium ions used. The phosphating baths described here contain except 0.2 to 10 g / l nitrate ions further oxi acting as accelerators dation agent selected from nitrite, chlorate or an organi oxidizing agent. Against the accelerators nitrite and nitrate there are growing concerns about possible formation of nitrous gases voiced.
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. The phosphating agent disclosed in WO 86/04931 works free of nitrates method. Here the accelerator system is based on a Kombina tion of bromate and m-nitrobenzenesulfonate. As more essential valuable cation is only zinc, as another optional cat Ions of nickel, manganese or cobalt. Preferably included the phosphating solutions in addition to zinc at least 2 of these optional Metals.
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.DE-A-40 13 483 discloses phosphating processes with which similar good corrosion protection properties as with the trication ver driving can be achieved. These processes do not use nickel and instead use copper in low concentrations, 0.001 to 0.03 g / l. For the oxidation of the pickling reaction of Steel surfaces formed bivalent iron in the trivalent Stage serves oxygen and / or other equivalent oxidation medium. As such are nitrite, chlorate, bromate, peroxy-verbin and organic nitro compounds, such as nitrobenzenesulfonate, specified. The German patent application DE 42 10 513 modified this process in that as a modifying agent for the Mor phology of the phosphate crystals formed hydroxylamine, the Salts or complexes in an amount of 0.5 to 5 g / l hydroxylamine be added.
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. Ober 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. The use of hydroxylamine and / or its compounds for Influencing the shape of the phosphate crystals is from a number of Disclosure known. EP-A-315 059 gives as special Effect of using hydroxylamine in phosphating baths The fact that the phosphate crystals in a desired columnar or knot-like shape arise when the zinc concentration in the phosphating bath for low zinc Ver drive exceeds the usual range. This makes it possible to Phosphating baths with zinc concentrations up to 2 g / l and with Ge weight ratios of phosphate to zinc down to 3.7. About advantageous cation combinations of these phosphating baths no further statements are made in the patent examples however, nickel is used in all cases. Also in the Patent examples used nitrates and nitric acid, even if in the description of the presence of nitrate in large quantities is discouraged. The required hydroxylamine concentration will be with 0.5 to 50 g / l, preferably 1 to 10 g / l.
Trikation-Phosphatierverfahren, bei denen die Phosphatierlösungen Zink-, Nickel- und Manganionen enthalten, wurden insbesondere für die Phosphatierung von verzinktem Stahl entwickelt. Durch den Ein bau von Nickel und Mangan in die Phosphatschichten konnten Nach teile hinsichtlich Lackhaftung und Korrosionsschutz ausgeglichen werden, die sich daraus ergaben, daß auf verzinkten Substraten le diglich Hopeit-, jedoch keine Phosphophyllitkristalle gebildet werden. Aus der Phosphatierung von unverzinktem Stahl ist bekannt, daß Phosphorphyllit-reiche Schichten gegenüber Hopeit-reichen Schichten Vorteile hinsichtlich Lackhaftung und Korrosionsschutz bieten. Da im Automobilbau verbreitet verzinkter Stahl Verwendung findet, sind derzeit Trikation-Phosphatierverfahren für dieses An wendungsgebiet weit verbreitet. Die Anwesenheit von Nickel und Mangan in nahezu gleich hohen Konzentrationen wie Zink führt bei der abwassertechnischen Aufarbeitung von Spülwässern zu einer ver mehrten Bildung schwermetallhaltiger Schlämme, die als Sondermüll entsorgt werden müssen. Beim Nacharbeiten nickelhaltiger Phosphat schichten können sich außerdem nickelhaltige Stäube bilden, die als karzinogen eingestuft werden.Trication-phosphating process in which the phosphating solutions Zinc, nickel and manganese ions have been used especially for developed the phosphating of galvanized steel. By the one construction of nickel and manganese in the phosphate layers could parts balanced in terms of paint adhesion and corrosion protection be, which resulted from the fact that on galvanized substrates le only Hopeit, but no phosphophyllite crystals formed will. From the phosphating of non-galvanized steel it is known that phosphophyllite-rich layers compared to hopeit-rich Layering advantages in terms of paint adhesion and corrosion protection Offer. Because galvanized steel is widely used in automotive engineering are currently trication-phosphating for this type area of application widespread. The presence of nickel and Manganese in almost the same concentrations as zinc contributes the wastewater treatment of rinse water to a ver increased formation of sludges containing heavy metals, which are classified as hazardous waste must be disposed of. When reworking phosphate containing nickel layers can also form nickel-containing dusts, which as can be classified as carcinogenic.
Daher besteht seit einigen Jahren das Bestreben, Phosphatierver fahren zu entwickeln, bei denen ohne Leistungseinbußen auf das be sonders kritisch gewertete Nickel verzichtet werden kann. Dabei wurde unter anderem in Erwägung gezogen, Nickel durch Cobalt zu ersetzen. Zumindest unter abwassertechnischen und toxikologischen Gesichtspunkten stellt Cobalt jedoch keine Alternative zu Nickel dar. Im vorstehenden wurde bereits auf einige Dokumente hingewie sen, in denen anstelle von Nickel beispielsweise Magnesium oder Kupfer, letzteres in sehr geringen Konzentrationen, eingesetzt werden.Therefore, there has been an effort to phosphate ver driving to develop, where without sacrificing performance on the be particularly critical nickel can be dispensed with. Here was considered, among other things, to make nickel by cobalt replace. At least under wastewater and toxicological However, cobalt is not an alternative to nickel Some documents have already been referred to above sen, in which instead of nickel, for example, magnesium or Copper, the latter in very low concentrations, is used will.
Die vorliegende Erfindung stellt sich nunmehr die Aufgabe, Phos phatierverfahren zur Verfügung zu stellen, bei denen nicht nur auf die toxikologisch bedenklichen Metalle Nickel und Cobalt, sondern auch auf Mangan verzichtet wird. Hierdurch kann der Schwermetall gehalt der bei der Aufbereitung der Spülwässer anfallenden Schlämme deutlich verringert werden. Selbstverständlich wird an das neue Phosphatierverfahren die Forderung gestellt, daß sich damit Phos phatschichten als Grundlage für eine nachfolgende Lackierung er zeugen lassen, deren Eigenschaften nicht hinter denjenigen manganhaltiger Verfahren und speziell von Trikation-Verfahren zu rückstehen.The object of the present invention is now Phos to provide phating procedures that are not only based on the toxicologically questionable metals nickel and cobalt, but manganese is also dispensed with. This can cause the heavy metal content of the sludge resulting from the treatment of the rinse water be significantly reduced. Of course, the new one Phosphating process made the requirement that Phos layers as the basis for subsequent painting have witnessed whose characteristics are not behind those processes containing manganese and especially trication processes lag behind.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Phosphatieren von Stahl, verzinktem oder legierungsverzinktem Stahl und/oder von Aluminium oder dessen Legierungen durch Behandeln mit einer Zink phosphatierlösung im Tauch-, Spritz- oder Spritztauchverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinkphosphatierlösung einen maxi malen Gehalt an Nitrationen von 0,5 g/l aufweist und frei ist von Mangan- Nickel- und Cobaltionen und daß sieThis object is achieved by a process for phosphating Steel, galvanized or alloy galvanized steel and / or of Aluminum or its alloys by treating with a zinc phosphating solution in immersion, spray or splash immersion processes, characterized in that the zinc phosphating solution has a maxi paint has a nitrate ion content of 0.5 g / l and is free of Manganese nickel and cobalt ions and that they
0,3 bis 2 g/l Zinkionen,
5 bis 40 g/l Phosphationen0.3 to 2 g / l zinc ions,
5 to 40 g / l phosphate ions
sowie einen oder mehrere der folgenden Beschleuniger enthält:and one or more of the following accelerators:
0,1 bis 10 g/l Hydroxylamin in freier, ionischer oder komplex
gebundener Form,
0,3 bis 5 g/l Chlorationen,
0,05 bis 2 g/l m-Nitrobenzolsulfonationen,
0,05 bis 2 g/l m-Nitrobenzoationen
0,05 bis 2 g/l p-Nitrophenol
0,005 bis 0,15 g/l Wasserstoffperoxid in freier oder gebundener
Form,
0,01 bis 10 g/l eines reduzierenden Zuckers.0.1 to 10 g / l hydroxylamine in free, ionic or complex-bound form,
0.3 to 5 g / l chlorate ions,
0.05 to 2 g / l m-nitrobenzenesulfonate ions,
0.05 to 2 g / l m-nitrobenzoate ions
0.05 to 2 g / l p-nitrophenol
0.005 to 0.15 g / l hydrogen peroxide in free or bound form,
0.01 to 10 g / l of a reducing sugar.
Daß die Phosphatierbäder frei sind von Mangan-, Nickel- und Cobaltionen bedeutet dabei, daß diese Ionen den Phosphatierbädern nicht bewußt zugesetzt werden. Bei der Phosphatierung von Metall oberflächen, die diese Metalle als Legierungskomponenten enthalten, ist es jedoch nicht auszuschließen, daß durch den Beizangriff ge ringe Mengen der entsprechenden Kationen in die Phosphatierbäder gelangen. Dies kann insbesondere dann der fall sein, wenn mit einer Zink-Nickel-Legierung beschichteter Stahl phosphatiert wird. In der Praxis wird an die Phosphatierbäder jedoch die Erwartung gestellt, daß sie weniger als 0,05 g/l der genannten Kationen enthalten.That the phosphating baths are free from manganese, nickel and Cobalt ions means that these ions are used in the phosphating baths not be added deliberately. When phosphating metal surfaces that contain these metals as alloy components, However, it cannot be ruled out that ge by the pickling attack ring amounts of the corresponding cations in the phosphating baths reach. This can be the case in particular if with a Zinc-nickel alloy coated steel is phosphated. In the In practice, however, the expectation is placed on the phosphating baths that they contain less than 0.05 g / l of the cations mentioned.
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 wegen ihrer chemischen Ei genschaften und/oder ihrer geringeren Einsatzkonzentrationen we niger problematisch sind als Nickel und Mangan und die sich erfah rungsgemäß günstig auf die Lackhaftung und den Korrosionsschutz der hiermit erzeugten Phosphatschichten auswirken. Demgemäß ist das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphatierlösung zusätzlich eines oder mehrere der folgenden Kationen enthält:In addition to zinc ions, phosphating baths usually contain sodium, Potassium and / or ammonium ions to adjust the free acid. The term free acid is known to those skilled in the art of phosphating common area. The method of determination chosen in this document the free acid and the total acid is indicated in the example section give. Preferably in the phosphating according to the invention process used phosphating solutions, the other one or contain divalent metal ions because of their chemical egg properties and / or their lower use concentrations are less problematic than nickel and manganese and which is experienced according to the cheap on the paint adhesion and the corrosion protection of the impact phosphate layers produced with it. Accordingly, it is Method according to the invention preferably characterized in that the phosphating solution additionally one or more of the following Cations contains:
0,2 bis 2,5 g/l Magnesium(II),
0,2 bis 2,5 g/l Calcium(II),
0,01 bis 0,5 g/l Eisen(II),
0,001 bis 0,03 g/l Kupfer(I) und/oder Kupfer(II),
0,2 bis 1,5 g/l Lithium(I),
0,02 bis 0,8 g/l Wolfram(VI).0.2 to 2.5 g / l magnesium (II),
0.2 to 2.5 g / l calcium (II),
0.01 to 0.5 g / l iron (II),
0.001 to 0.03 g / l copper (I) and / or copper (II),
0.2 to 1.5 g / l lithium (I),
0.02 to 0.8 g / l tungsten (VI).
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 etwa 0,3 und etwa 1,5 Punkten und der Gesamtsäure zwischen etwa 15 und etwa 35 Punkten liegen im tech nisch üblichen Bereich und sind im Rahmen dieser Erfindung geeig net.The weight ratio of phosphate ions to zinc ions in the phospha Animal baths can fluctuate within wide limits, provided it is in the area is between 3.7 and 30. A weight ratio between 10 and 20 is particularly preferred. As further parameters for controlling Phosphate baths are the free acid and known for total acid. The definition used in this document The method of determining this parameter is given in the example section. values the free acid between about 0.3 and about 1.5 points and the Total acid between about 15 and about 35 points are in the tech nisch usual area and are suitable in the context of this invention net.
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 sogenannten Stippenbildung unterdrückt und der Korrosionsschutz verbessert. Besonders bevorzugt sind Phosphatierbäder, die weniger als 0,05 g/l und insbesondere kein Nitrat enthalten.When phosphating zinc-containing surfaces, it has proven to be Proven favorable, the nitrate content of the phosphating bath to a maximum Limit 0.5 g / l. This solves the problem of the so-called Suppression of specks and improved corrosion protection. Phosphating baths which are less than 0.05 g / l are particularly preferred and especially contain no nitrate.
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.For phosphating baths that are suitable for different substrates it has become common to be free and / or complex denes fluoride in amounts up to 2.5 g / l total fluoride, of which up to Add 800 mg / l free fluoride. The presence of such fluo Amounts are also for the phosphating baths of the invention Advantage. In the absence of fluoride, the aluminum content of the Do not exceed 3 mg / l bath. In the presence of fluoride tolerated higher Al contents due to the complex formation, provided that Concentration of the non-complexed Al does not exceed 3 mg / l.
Als Beschleuniger kommen die vorstehend aufgeführten, im Stand der Technik bekannten Substanzen in Betracht. Diese beschleunigen zum einen die Schichtausbildung, da sie "depolarisierend" wirken, indem sie den beim Beizangriff an der Metalloberfläche entstehenden ele mentaren Wasserstoff zu Wasser oxidieren. Bestimmte Beschleuniger wie beispielsweise Hydroxylamin können jedoch auch die form der entstehenden Phosphatkristalle beeinflussen. Oxidierend wirkende Beschleuniger führen weiterhin dazu, daß bei der Beizreaktion an Stahloberflächen entstehende Eisen(II)-Ionen zur dreiwertigen Stufe oxidiert werden, so daß sie als Eisen(III)-Phosphat ausfallen.The accelerators listed above come in the state of the Technology known substances into consideration. These accelerate to one layer formation, since they have a "depolarizing" effect by the ele formed on the metal surface during the pickling attack oxidize mental hydrogen to water. Certain accelerators such as hydroxylamine, however, can also take the form of influence the resulting phosphate crystals. Oxidizing Accelerators continue to cause the pickling reaction Iron (II) ions formed on steel surfaces at the trivalent stage are oxidized so that they precipitate as iron (III) phosphate.
Außer den vorstehend aufgeführten Beschleunigern könnte im Rahmen der Erfindung auch Nitrit eingesetzt werden. Dies ist jedoch we niger bevorzugt, da durch die vorliegende Erfindung ein Phospha tierverfahren bereitgestellt werden soll, das besonders wenige to xikologische und entsorgungstechnische Probleme aufweist. Unter dem Gesichtspunkt der Arbeitssicherheit ist jedoch Nitrit als besonders kritisch zu bewerten, da bei seiner Verwendung gesundheitsschädliche Nitrose Gase entstehen können. Weiterhin könnte bei Verwendung von Nitrit durch dessen Oxidation Nitrat entstehen, so daß die erfindungsgemäß geringen Nitratgehalte über schritten würden.In addition to the accelerators listed above could be in the frame nitrite are also used in the invention. However, this is we niger preferred because the present invention a phospha animal procedure is to be provided, which particularly few to xicological and disposal problems. Under the In terms of occupational safety, however, nitrite is special critical because of its use harmful nitrous gases can arise. Farther could use nitrite through its oxidation to nitrate arise, so that the low nitrate levels according to the invention would step.
Die weiter oben aufgezählten Beschleuniger können einzeln, bei chemischer Verträglichkeit jedoch auch in Kombination miteinander eingesetzt werden. Beispielsweise besteht eine bevorzugte Ausfüh rungsform der Erfindung darin, daß bei der Phosphatierung im Tauchverfahren eine Kombination aus Chlorationen und Wasserstoff peroxid eingesetzt wird. Dabei kann das Wasserstoffperoxid als solches d. h. in freier Form, oder auch in gebundener Form, bei spielsweise als ionisches Peroxid oder in Form von Peroxoverbindungen wie beispielsweise Peroxoschwefelsäure, Carosche Säure oder auch Peroxophosphorsäure eingesetzt werden. Als weiterer Träger für Wasserstoffperoxid in gebundener Form kommt Natriumper borat in Betracht. In dieser Ausführungsform kann die Konzentration an Chlorat beispielsweise im Bereich von 2 bis 4 g/l, die Konzen tration von Wasserstoffperoxid im Bereich von 10 bis 50 ppm liegen.The accelerators listed above can be used individually, at chemical compatibility, however, also in combination with each other be used. For example, there is a preferred embodiment tion form of the invention in that in the phosphating in Immersion process a combination of chlorine ions and hydrogen peroxide is used. The hydrogen peroxide can such d. H. in free form, or also in bound form, at for example as an ionic peroxide or in the form of Peroxo compounds such as peroxosulfuric acid, Carosche Acid or peroxophosphoric acid can be used. As another Sodium per comes as a carrier for hydrogen peroxide in bound form borate into consideration. In this embodiment, the concentration of chlorate, for example in the range of 2 to 4 g / l, the conc tration of hydrogen peroxide are in the range of 10 to 50 ppm.
Die Verwendung reduzierender Zucker als Beschleuniger ist aus der US-A-5 378 292 bekannt. Sie können im Rahmen der vorliegenden Er findung in Mengen zwischen etwa 0,01 und etwa 10 g/l, bevorzugt in Mengen zwischen etwa 0,5 und etwa 1,5 g/l eingesetzt werden. Bei spiele derartiger Zucker sind Galaktose, Mannose und insbesondere Glucose (Dextrose).The use of reducing sugar as an accelerator is out of the question US-A-5 378 292 known. You can within the scope of the present Er invention in amounts between about 0.01 and about 10 g / l, preferably in Amounts between about 0.5 and about 1.5 g / l are used. At games of such sugars are galactose, mannose and in particular Glucose (dextrose).
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht dar in, als Beschleuniger Hydroxylamin zu verwenden. Hydroxylamin kann als freie Base, als Hydroxylaminkomplex oder in Form von Hydroxyl ammoniumsalzen eingesetzt werden. Fügt man freies Hydroxylamin dem Phosphatierbad oder einem Phosphatierbad-Konzentrat zu, wird es aufgrund des sauren Charakters dieser Lösungen weitgehend als Hy droxylammonium-Kation vorliegen. Bei einer Verwendung als Hydro xylammonium-Salz sind die Sulfate sowie die Phosphate besonders geeignet. Im Falle der Phosphate sind aufgrund der besseren Lös lichkeit die sauren Salze bevorzugt. Hydroxylamin oder seine Ver bindungen werden dem Phosphatierbad in solchen Mengen zugesetzt, daß die rechnerische Konzentration des freien Hydroxylamins zwi schen 0,1 und 10 g/l, vorzugsweise zwischen 0,3 und 5 g/l liegt. Dabei ist es bevorzugt, daß die Phosphatierbäder als einzigen Be schleuniger Hydroxylamin, allenfalls zusammen mit maximal 0,5 g/l Nitrat, enthalten. Demnach werden in einer bevorzugten Ausführungsform Phosphatierbäder eingesetzt, die keine der son stigen bekannten Beschleuniger wie beispielsweise Nitrit, Oxoanionen von Halogenen, Peroxide oder Nitrobenzolsulfonat ent halten.Another preferred embodiment of the invention is in to use hydroxylamine as an accelerator. Hydroxylamine can as a free base, as a hydroxylamine complex or in the form of hydroxyl ammonium salts are used. If you add free hydroxylamine Phosphating bath or a phosphating bath concentrate too, it will largely due to the acidic nature of these solutions as Hy droxylammonium cation are present. When used as a hydro xylammonium salt, the sulfates and the phosphates are special suitable. In the case of phosphates, due to the better solubility preferred the acidic salts. Hydroxylamine or its ver Bonds are added to the phosphating bath in such quantities that that the calculated concentration of free hydroxylamine between 0.1 and 10 g / l, preferably between 0.3 and 5 g / l. It is preferred that the phosphating baths as the only loading accelerated hydroxylamine, at most together with a maximum of 0.5 g / l Nitrate. Accordingly, in a preferred Embodiment phosphating baths used, which none of the son known accelerators such as nitrite, Oxo anions of halogens, peroxides or nitrobenzenesulfonate ent hold.
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.In practice it has been shown that the accelerator is hydroxyl amine can be slowly inactivated even when in the Phos phating bath no metal parts to be phosphated introduced the. It has surprisingly been found that the inactivation of the Hydroxylamine can be slowed down significantly if you take the Phos phating bath additionally one or more aliphatic Hydroxycarboxylic acids with 3 to 6 carbon atoms in one total amount of 0.5 to 1.5 g / l is added. Here are the Hydroxycarboxylic acids preferably selected from lactic acid, Gluconic acid, tartronic acid, malic acid, tartaric acid and citric acid, citric acid is particularly preferred.
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.The zinc content of the phosphating bath is increased according to EP-A-315 059 Set values between 0.45 and 1.1 g / l. As a result of the pickling contract However, it is in the phosphating of zinc-containing surfaces possible that the current zinc content of the working bath above a value of 1.1 g / l. Zinc levels up to 2 g / l are in Harmless within the scope of the present invention. Depending on the systems technology, zinc contents of up to 2 g / l can also pose a risk Reduce rust formation during phosphating. In which form the cations are introduced into the phosphating baths is prin partially irrelevant. It is particularly useful as cations source oxides and / or carbonates to use.
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 enthalten, die gegenüber Eisen(II) oxidierend wirken, geht das zweiwertige Eisen lediglich in Folge von Luftoxidation in den dreiwertigen Zustand über, so daß es als Eisen(III)-Phosphat aus fallen kann. Daher können sich in den erfindungsgemäßen Phospha tierbädern Eisen(II)-Gehalte aufbauen, die deutlich über den Ge halten 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 Eisen(II)-Konzentrationen nicht schädlich. Bei Ansatz in hartem Wasser können die Phosphatierbäder weiterhin die Härte bildner-Kationen Mg(II) und Ca(II) in einer Gesamtkonzentration von bis zu 7 mmol/l enthalten. Mg(II) oder Ca(II) können dem Phospha tierbad auch in Mengen bis zu 2,5 g/l zugesetzt werden.When using the phosphating process on steel surfaces iron dissolves in the form of iron (II) ions. Since the inventions phosphating baths according to the invention preferably no substances contain that have an oxidizing effect on iron (II), that works divalent iron only as a result of air oxidation in the trivalent state so that it is called iron (III) phosphate can fall. Therefore, in the phospha according to the invention animal baths build up iron (II) contents that are well above the Ge hold lying, which contain oxidizing agent-containing baths. In in this sense iron (II) concentrations up to 50 ppm are normal, with short-term values up to 500 ppm in the production process may occur. For the phosphating process according to the invention such iron (II) concentrations are not harmful. With approach in hard water, the phosphating baths can continue to be hard Forming cations Mg (II) and Ca (II) in a total concentration of contain up to 7 mmol / l. Mg (II) or Ca (II) can the phospha animal bath can also be added in amounts up to 2.5 g / l.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Phospha tierlösung eingesetzt, die als einzige Kationen mit einer tatsäch lichen oder potentiellen Oxidationsstufe von <1 Zink- und Kupferionen enthält. Zink- und Kupferionen werden in der Phospha tierlösung in der Regel in der Oxidationsstufe 2 vorliegen. Es ist jedoch denkbar, daß prinzipiell reduzierend wirkende Beschleuniger wie beispielsweise Hydroxylamin die Kupferionen zumindest teilweise zur einwertigen Stufe reduzieren können. Neben Zink- und Kupferionen kann diese bevorzugte Phosphatierlösung noch Natrium-, Kalium- und/oder Ammoniumionen enthalten, die wie üblich in Form ihrer basischen Verbindungen zum Einstellen der freien Säure der Phosphatierlösung verwendet worden sein können. Dabei ist es be sonders bevorzugt, daß die Phosphatierlösung bei Anwendung im Tauchverfahren 3 bis 20 mg/l Kupferionen, bei Anwendung im Spritz verfahren 1 bis 10 mg/l Kupferionen enthält. In a further preferred embodiment, a phospha animal solution used as the only cations with an actual Liche or potential oxidation level of <1 zinc and Contains copper ions. Zinc and copper ions are in the phospha animal solution is usually in oxidation state 2. It is however, it is conceivable that the accelerator, which acts in principle such as hydroxylamine, the copper ions at least partially can reduce to the univalent level. In addition to zinc and Copper ions, this preferred phosphating solution can also contain sodium, Contain potassium and / or ammonium ions, which as usual in the form their basic compounds for adjusting the free acidity of the Phosphating solution may have been used. It is be particularly preferred that the phosphating solution when used in Immersion method 3 to 20 mg / l copper ions, when used in spray procedure contains 1 to 10 mg / l copper ions.
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 oberhalb etwa 1,5 g/l die Gefahr einer Rostbildung an ungenügend umfluteten Stellen der zu phosphatierenden Bauteile deutlich herabsetzen.The temperature of the phosphating solution is preferably in the range between about 40 and about 60 ° C. It has turned out to be more positive Side effect of the phosphating process according to the invention represents that hydroxylamine concentrations above about 1.5 g / l Risk of rust formation in insufficiently flooded areas of the significantly reduce phosphating components.
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.The process according to the invention is suitable for phosphating Surfaces made of steel, galvanized or alloy galvanized steel, Aluminum, aluminized or alloy-aluminized steel. The ge named materials - as is increasingly the case in automotive engineering It is common to also exist side by side. Parts can the body also consist of pre-treated material, such as the Bonazink® process. Here at the base material is first chromated or phosphated and then coated with an organic resin. The Phosphating process according to the invention then leads to a Phosphating at damaged areas of this pretreatment layer or on untreated backs.
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.The method can be used in particular in automobile construction, where treatment times between 1 and 8 minutes are common. It is in particular for the treatment of the metal surfaces mentioned a paint job, especially a cathodic one Electro-dip coating thought as it is common in automotive engineering. The phosphating process is a sub-step of the technically usual See pretreatment chain. In this chain are the Phosphating usually the steps cleaning / degreasing, intermediate rinse and activate upstream, the activation usually with titanium phosphate-containing activating agents. The phosphating according to the invention can, if appropriate, after ei After an intermediate rinse, a passivating after-treatment follows. For such a passivating aftertreatment contains chromic acid Treatment baths widely used. For reasons of work and order environmental protection and for disposal reasons, however, there are ten denz, these chrome-containing passivation baths through chrome-free treatment lungs baths to replace. Purely inorganic baths, ins especially based on zirconium compounds, or orga African baths, for example based on poly (vinylphenols), known. Between this post passivation and the more common wise subsequent electrocoating is usually a Intermediate rinsing with demineralized water.
Die erfindungsgemäßen Phosphatierverfahren sowie Vergleichsverfah ren wurden an elektrolytisch verzinkten Stahlblechen, wie sie im Automobilbau Verwendung finden, überprüft. Dabei wurde folgender, in der Karosseriefertigung üblicher, Verfahrensgang als Tauchver fahren ausgeführt:The phosphating process according to the invention and the comparative process were on electrolytically galvanized steel sheets, as in the Find automotive use, checked. The following, common in body production, process as diving ver drive executed:
- 1. Reinigen mit einem alkalischen Reiniger (Ridoline® 1559, Henkel KGaA), Ansatz 2% in Stadtwasser, 55°C, 4 Minuten.1.Clean with an alkaline cleaner (Ridoline® 1559, Henkel KGaA), batch 2% in city water, 55 ° C, 4 minutes.
- 2. Spülen mit Stadtwasser, Raumtemperatur, 1 Minute.2. Rinse with city water, room temperature, 1 minute.
- 3. Aktivieren mit einem Titanphosphat-haltigen Aktiviermittel (Fixodine® C9112, Henkel KGaA), Ansatz 0,1% in vollentsalztem Wasser, Raumtemperatur, 1 Minute.3. Activation with an activating agent containing titanium phosphate (Fixodine® C9112, Henkel KGaA), 0.1% batch in fully desalinated Water, room temperature, 1 minute.
-
4. Phosphatieren mit Phosphatierbädern gemäß Tabelle 1. Temperatur
55°C. Außer den in Tabelle 1 genannten Kationen enthielten die
Phosphatierbäder lediglich Natriumionen zum Einstellen der
freien Säure. Die Bäder enthielten kein Nitrit oder Nitrat.
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 8,5 an.4. Phosphating with phosphating baths according to Table 1. Temperature 55 ° C. In addition to the cations listed in Table 1, the phosphating baths only contained sodium ions to adjust the free acid. The baths contained no nitrite or nitrate.
The free acid score is understood to mean the consumption in ml of 0.1 normal sodium hydroxide solution in order to titrate 10 ml of bath solution up to a pH of 3.6. Similarly, the total acid score indicates consumption in ml up to a pH of 8.5. - 5. Spülen mit Stadtwasser, Raumtemperatur, 1 Minute. 5. Rinse with city water, room temperature, 1 minute.
- 6. Nachpassivieren mit einem chromfreien Nachpassivierungsmittel auf Basis komplexer Zirkonfluoride (Deoxylyte® 54 NC, Henkel KGaA) 0,25%-ig in vollentsalztem Wasser, pH 4,0, Temperatur 40 °C, 1 Minute.6. Post-passivation with a chrome-free post-passivation agent based on complex zirconium fluoride (Deoxylyte® 54 NC, Henkel KGaA) 0.25% in deionized water, pH 4.0, temperature 40 ° C, 1 minute.
- 7. Spülen mit vollentsalztem Wasser.7. Rinse with deionized water.
- 8. Trockenblasen mit Preßluft8. Blow dry with compressed air
Die flächenbezogene Masse ("Schichtgewicht") wurde durch Ablösen in 5%-iger Chromsäurelösung bestimmt gemäß DIN 50942.The mass per unit area ("layer weight") was obtained by peeling off in 5% chromic acid solution determined according to DIN 50942.
Die phosphatierten Prüfbleche wurden mit einem kathodischen Tauch lack der Firma BASF (FT 85-7042) beschichtet. Die Korrosions schutzwirkung wurde in einem Wechselklimatest nach VDA 621-415 über 10 Runden getestet. Als Ergebnis ist die Lackunterwanderung am Ritz (halbe Ritzbreite) in Tabelle 1 aufgenommen. Tabelle 1 enthält ebenfalls als "K-Werte" die Ergebnisse eines Steinschlagtests nach VW-Norm. The phosphated test panels were dipped with a cathodic paint from BASF (FT 85-7042) coated. The corrosion The protective effect was tested in an alternating climate test according to VDA 621-415 Tested 10 laps. As a result, the paint infiltration at the Ritz (half scratch width) included in Table 1. Table 1 contains also the results of a stone chip test as "K values" VW standard.
Claims (11)
5 bis 40 g/l Phosphationensowie einen oder mehrere der folgenden Beschleuniger enthält:
0,1 bis 10 g/l Hydroxylamin in freier, ionischer oder komplex gebundener Form,
0,3 bis 5 g/l Chlorationen,
0,05 bis 2 g/l m-Nitrobenzolsulfonationen,
0,05 bis 2 g/l m-Nitrobenzoationen
0,05 bis 2 g/l p-Nitrophenol
0,005 bis 0,15 g/l Wasserstoffperoxid in freier oder ge bundener Form
0,01 bis 10 g/l eines reduzierenden Zuckers.1. A method for phosphating steel, galvanized or zinc-alloyed steel and / or aluminum or its alloys by treatment with a zinc phosphating solution in the immersion, spray or spray immersion process, characterized in that the zinc phosphating solution has a maximum nitrate ion content of 0.5 g / l and is free of manganese, nickel and cobalt ions and that it contains 0.3 to 2 g / l zinc ions,
5 to 40 g / l phosphate ions and contains one or more of the following accelerators:
0.1 to 10 g / l hydroxylamine in free, ionic or complex-bound form,
0.3 to 5 g / l chlorate ions,
0.05 to 2 g / l m-nitrobenzenesulfonate ions,
0.05 to 2 g / l m-nitrobenzoate ions
0.05 to 2 g / l p-nitrophenol
0.005 to 0.15 g / l hydrogen peroxide in free or bound form
0.01 to 10 g / l of a reducing sugar.
0,2 bis 2,5 g/l Calcium(II),
0,01 bis 0,5 g/l Eisen(II),
0,001 bis 0,03 g/l Kupfer(I) und/oder Kupfer(II),
0,2 bis 1,5 g/l Lithium(I),
0,02 bis 0,8 g/l Wolfram(VI).2. The method according to claim 1, characterized in that the phosphating solution additionally contains one or more of the following cations: 0.2 to 2.5 g / l magnesium (II),
0.2 to 2.5 g / l calcium (II),
0.01 to 0.5 g / l iron (II),
0.001 to 0.03 g / l copper (I) and / or copper (II),
0.2 to 1.5 g / l lithium (I),
0.02 to 0.8 g / l tungsten (VI).
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1995140085 DE19540085A1 (en) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | Low nitrate, manganese-free zinc phosphating |
| PCT/EP1996/004541 WO1997016581A2 (en) | 1995-10-27 | 1996-10-18 | Low-nitrate, manganese-free zinc phosphatization |
| AU72960/96A AU7296096A (en) | 1995-10-27 | 1996-10-18 | Low-nitrate, manganese-free zinc phosphatization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1995140085 DE19540085A1 (en) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | Low nitrate, manganese-free zinc phosphating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19540085A1 true DE19540085A1 (en) | 1997-04-30 |
Family
ID=7775975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1995140085 Withdrawn DE19540085A1 (en) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | Low nitrate, manganese-free zinc phosphating |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU7296096A (en) |
| DE (1) | DE19540085A1 (en) |
| WO (1) | WO1997016581A2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0966554A4 (en) * | 1997-01-24 | 2000-04-05 | Henkel Corp | Aqueous phosphating composition and process for metal surfaces |
| US6179934B1 (en) | 1997-01-24 | 2001-01-30 | Henkel Corporation | Aqueous phosphating composition and process for metal surfaces |
| DE10006338A1 (en) * | 2000-02-12 | 2001-08-23 | Chemetall Gmbh | Process for coating metal surfaces, aqueous concentrate therefor and use of the coated metal parts |
| WO2009115485A1 (en) * | 2008-03-20 | 2009-09-24 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Optimized electrocoating of assembled and partly prephosphated components |
| CN107937892A (en) * | 2017-12-26 | 2018-04-20 | 廊坊京磁精密材料有限公司 | The phosphatization antirust method of high-efficiency environment friendly neodymium iron boron magnetic body |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LU30515A1 (en) * | ||||
| DE860307C (en) * | 1942-10-17 | 1952-12-18 | Parker Rust Proof Company | Process for the preparation of iron sheets for the manufacture of containers |
| CH391420A (en) * | 1959-09-23 | 1965-04-30 | Metallgesellschaft Ag | Process for applying phosphate coatings with phosphating solutions containing chlorate |
| FR1312108A (en) * | 1961-11-29 | 1962-12-14 | Parker Ste Continentale | Process for the regeneration of chlorated and brominated zinc phosphate solutions for the phosphating of iron and steel |
| GB1272772A (en) * | 1968-08-16 | 1972-05-03 | Ici Ltd | Phosphating solutions |
| JPS52119435A (en) * | 1976-04-01 | 1977-10-06 | Nippon Packaging Kk | Phosphating process |
| JPS5811514B2 (en) * | 1979-05-02 | 1983-03-03 | 日本ペイント株式会社 | How to protect metal surfaces |
| ES8606528A1 (en) * | 1985-02-22 | 1986-04-01 | Henkel Iberica | Process for the phosphating of metal surfaces. |
| DE3630246A1 (en) * | 1986-09-05 | 1988-03-10 | Metallgesellschaft Ag | METHOD FOR PRODUCING PHOSPHATE COVER AND ITS APPLICATION |
| US4865653A (en) * | 1987-10-30 | 1989-09-12 | Henkel Corporation | Zinc phosphate coating process |
| DE4210513A1 (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-07 | Henkel Kgaa | Nickel-free phosphating process |
| DE4214992A1 (en) * | 1992-05-06 | 1993-11-11 | Henkel Kgaa | Copper-containing nickel-free phosphating process |
| WO1994014999A1 (en) * | 1992-12-22 | 1994-07-07 | Henkel Corporation | Substantially nickel-free phosphate conversion coating composition and process |
| DE19500562A1 (en) * | 1995-01-11 | 1996-07-18 | Henkel Kgaa | Phosphating solution |
| DE19500927A1 (en) * | 1995-01-16 | 1996-07-18 | Henkel Kgaa | Lithium-containing zinc phosphating solution |
| BR9607700A (en) * | 1995-03-07 | 1998-07-07 | Henkel Corp | Aqueous liquid composition and process to form a phosphate conversion coating on a metal surface |
-
1995
- 1995-10-27 DE DE1995140085 patent/DE19540085A1/en not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-10-18 AU AU72960/96A patent/AU7296096A/en not_active Abandoned
- 1996-10-18 WO PCT/EP1996/004541 patent/WO1997016581A2/en not_active Ceased
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0966554A4 (en) * | 1997-01-24 | 2000-04-05 | Henkel Corp | Aqueous phosphating composition and process for metal surfaces |
| US6179934B1 (en) | 1997-01-24 | 2001-01-30 | Henkel Corporation | Aqueous phosphating composition and process for metal surfaces |
| DE10006338A1 (en) * | 2000-02-12 | 2001-08-23 | Chemetall Gmbh | Process for coating metal surfaces, aqueous concentrate therefor and use of the coated metal parts |
| DE10006338C2 (en) * | 2000-02-12 | 2003-12-04 | Chemetall Gmbh | Process for coating metal surfaces, aqueous concentrate therefor and use of the coated metal parts |
| WO2009115485A1 (en) * | 2008-03-20 | 2009-09-24 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Optimized electrocoating of assembled and partly prephosphated components |
| US8329013B2 (en) | 2008-03-20 | 2012-12-11 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Optimized electrocoating of assembled and partly prephosphated components |
| CN107937892A (en) * | 2017-12-26 | 2018-04-20 | 廊坊京磁精密材料有限公司 | The phosphatization antirust method of high-efficiency environment friendly neodymium iron boron magnetic body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1997016581A2 (en) | 1997-05-09 |
| AU7296096A (en) | 1997-05-22 |
| WO1997016581A3 (en) | 1997-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0817872B1 (en) | Phosphating process with a metalliferous re-rinsing stage | |
| EP0717787B1 (en) | Nickel-free phosphatization process | |
| DE19834796A1 (en) | Process for phosphating, rinsing and cathodic electrocoating | |
| EP0931179B1 (en) | Method for phosphating a steel band | |
| DE19933189A1 (en) | Process for the protection against corrosion or aftertreatment of metal surfaces | |
| DE19705701A1 (en) | Phosphating metal surfaces for subsequent lacquering | |
| DE10322446A1 (en) | Pretreatment of metal surfaces before painting | |
| EP0889977B1 (en) | Zinc phosphatizing with low quantity of copper and manganese | |
| DE19606018A1 (en) | Zinc phosphating with low levels of nickel and / or cobalt | |
| DE19540085A1 (en) | Low nitrate, manganese-free zinc phosphating | |
| DE4330104A1 (en) | Nickel- and copper-free phosphating process | |
| DE19956383A1 (en) | Process for phosphatizing surfaces made of steel, galvanized steel and/or aluminum (alloy) comprises phosphatizing using a phosphatizing solution and post-rinsing with a solution containing copper ions and silanes | |
| DE19538778A1 (en) | Layer weight control in hydroxylamine-accelerated phosphating systems | |
| DE4341041A1 (en) | Phosphating solns contg hydroxylamine and/or nitrobenzene sulphonate | |
| DE19958192A1 (en) | Process for phosphating, rinsing and cathodic electrocoating | |
| EP1206589B1 (en) | Accelerator for phosphating metal surfaces | |
| DE19500927A1 (en) | Lithium-containing zinc phosphating solution | |
| DE19544614A1 (en) | Process for phosphating metal surfaces | |
| DE19716075A1 (en) | Phosphating process accelerated with hydroxylamine and chlorate | |
| DE19634732A1 (en) | Zinc phosphating containing ruthenium | |
| EP1208246A1 (en) | Zinc phosphatizing using epoxides | |
| DE10310680A1 (en) | Phosphating by spraying with an aqueous acid phosphating solution useful for phosphating metal surfaces | |
| DE19921135A1 (en) | Process for low-zinc zinc phosphating followed by water treatment | |
| DE19750301A1 (en) | Aqueous acid, phosphatising solution containing an organic N-oxide accelerator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |