DE2051925A1

DE2051925A1 - Material zum Herstellen von Zink plattierungen

Info

Publication number: DE2051925A1
Application number: DE19702051925
Authority: DE
Inventors: Jun Watanabe Mikio Tokio P Tanaka
Original assignee: Senju Metal Industry Co Ltd
Current assignee: Senju Metal Industry Co Ltd
Priority date: 1969-10-22
Filing date: 1970-10-22
Publication date: 1971-05-06
Also published as: BE757770A; DK138605C; GB1304876A; FR2066380A5; DK138605B; NL7015112A; DE2051925B2; NL145603B; US3723160A; DE2051925C3; JPS494135B1

Description

Beschreibung
zu der Patentanmeldung

der Firma

SENJU METAL INDUSTRY CO., LTD. No. 23, Senju Hashido-cho
Adachi-ku, Tokyo, Japan

betreffend

Material zum Herstellen von Zinkplattierungen

Priorität: 22. Oktober 1969, Japan, Nr. 83875/1969

Die Erfindung betrifft ein Material zum Zinkplattieren. Eisen und Stahl sind zähe Materialien, sie zeigen jedoch den Nachteil, leicht der Korrosion zu unterliegen. Wenn Eisen und Stahl mit Zink, welches ein unedles Metall ist, plattiert werden, so wird Zink bevorzugt vor Eisen korrodiert und das Eisen auf diese Weise geschützt. Unter Ausnutzung dieses Effekts findet Zink weit verbreitete Verwendung zum Überziehen von Eisenmaterialien, um die Korrosion und Rostbildung zu verhindern. Einige Beispiele für solche Materialien sind verzinkte Stahlrohre, verzinkter Eisendraht und verzinkte Stahlplatten oder -bleche. Zink wird zum Verhindern des Rostes auf die Oberfläche von Eisenmaterialien

109819/12 5 7 "²"

durch Schmelztauchplattieren, elektrolytisches Plattieren, Sheradisieren oder nach dem Metallspritzverfahren aufgetragen.

Bei Anwendung des Schmelztauchplattierens und des elektrolytischen Plattierens sind jedoch die Abmessungen des Bades und infolgedessen auch die Dimensionen der zu plattierenden Gegenstände begrenzt. Stahlmaterialien, wie Bänder, können mit Hilfe der beiden genannten Methoden kontinuierlich plattiert werden, allerdings nur mit begrenzter Breite.

Beim Sheradisieren ist die Begrenzung der Dimensionen der zu behandelnden Materialien noch stärker. Das Metallspritzverfahren führt nicht zu völlig befriedigenden verzinkten Oberflächen.

Die bisher bekannten Verfahren können daher zum Zinkplattieren folgender Gegenstände nicht als geeignet betrachtet werden:

1. Von Stahlrohren und anderen Stahlgegenständen mit großen Abmessungen,

2. Baustahl-Materialien und -konstruktionen,

3. Schiffsböden etc.

Für diese großen Stahlteile wird zur Zeit ein zinkreiches Anstrichmittel verwendet, das einen hohen Anteil Zinkpulver enthält. Zinkreiches Anstrichmaterial zeigt jedoch folgende Nachteile:

109819/1?57

— 3 —

1. Das Anstrichmittel ist im Hinblick auf den Antikorrosionseffekt einer Zinkplattlerung unterlegen, da es Zinkpulver enthält;

2. der uberzugsfilm blättert leicht ab;

5. es kann nicht auf Stahlmaterialien aufgetragen werden, die

bei ziemlich hohen Temperaturen angewendet werden; 4. es erfordert nach dem Auftragen eine 30 Minuten bis 1 Stunde dauernde Trocknungsbehandlung.

Um diese Nachteile der bekannten Methoden und Verfahren zum Herstellen von Zinkplattierungen zu überwinden, wurde bereits ein Verfahren zum Schmelzplattieren vorgeschlagen und erprobt, bei dem aufgrund des niedrigen Schmelzpunkts und der Einfachkeit der Behandlung eine Paste verwendet wurde, die pulverförmiges Zinn, Blei oder pulverförmige Zinn-Blei-Legierung (Terne-Legierung ) etc. und ein Flußmittel enthielt. Diese Plattiermetalle sind jedoch edler als Eisen und wenn daher Poren (pinholes) in der plattierten Oberfläche vorliegen, beschleunigen * sie die Korrosion des Eisensubstrats. Es wurden außerdem, beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung 4882/69, Zinkplattiermassen beschrieben, die in einfacher Weise auf die Oberfläche eines Substrats aufgetragen und unter Bildung einer Zinkplattierung erhitzt werden können. Es handelt sich jedoch um Massen, die Zinkpulver direkt als Dispersion in einer wässrigen Lösung anorganischer Salze, wie Zinkchlorid, enthalten. Da Zinkpulver sehr aktiv ist, reagiert es mit der das anorganische Salz enthaltenden Flußmittellösung und die

109819/1757 " ^k "

.4-

Masse wird häufig unbrauchbar, bevor sie eingesetzt werden kann. Diese Massen verhalten sich außerdem im allgemeinen wie ein Gemisch aus Wasser und Sand und es ist schwierig, diese Massen gleichförmig mit Hilfe einer Bürste auf die Oberfläche von Stahlmaterialien aufzutragen. Um diesen Nachteil zu umgehen, ?■ wurde die Verwendung eines Flußmittel-Trägermaterials erwogen, t wie Glycerin oder Diäthylenglykol; diese Trägermaterialien

werden jedoch bei hohen Plattierungstemperaturen earbonisiert m * und konnten daher praktisch nicht verwendet werden.

Ziel der Erfindung ist es, den erwähnten KacJhteil der bekannten. f- Verfahren zu überwinden und ein neuartiges Material und Ver-. "s fahren zugänglich zu macheni das die Herstellung von Zink-, . plattierungen auf der Oberfläche von Eisest und Stahl innerhalb kurzer Zeit ermöglicht.

Die Erfindung betrifft zunächst -ein einfaches Verfahren zum

Zinkplattieren von Eisen- und Stahlmaterialien, bei dem, bei« spielsweise mit Hilfe einer Bürste oder dergleichen, auf die. * Oberfläche von Stahl und Eisen eine Masse aufgetragen wird, ,*_; die 100 Gewichtsteile eines Flußmittels der folgenden Zusammen-

. .1; Setzung:

Formamid, Acetamid oder ein Gemisch

\ davon 30 bis 55 Gew.-%

; Zinkchlorid . * 35 bis 60 Gew.-%

Ammoniumchlorid 6 bis 12 Gew.-%

109819/1257 - 5 -

_5_ 2051325

Stannochlorid 1 bis 5 Gew.-%

Bleichlorid 1 bis 7 Gew.-%

sowie 20 bis 70 Gewichtsteile Zinkpulver, Pulver einer Zinklegierung, enthaltend bis zu 1 % Aluminium oder Zinkpulver, enthaltend"bis 1 % Aluminiumpulver, enthält, und danach die Oberfläche erhitzt wird, was insbesondere mit Hilfe einer Sauerstoff -Acetylen-Flamme , eines Schweißbrenners, eines Gasbrenners und dergleichen erfolgen kann. ä

Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt eine weitere einfache Methode zum Zinkplattieren von Eisen- und Stahl-Materialien, bei der ein primäres Flußmittel folgender Zusammensetzung aufgetragen wird:

Zinkchlorid 50 bis 75

Ammoniumchlorid bis 10 Gew.-56

Stannochlorid 1 bis 10 Gew.-#

Chlorwasserstoffsäure (Dichte 1,18) 1 bis 3 Gew.-%

Wasser Rest

Gesamtmenge 100 Gew,-56

das Substrat auf eine Temperatur zwischen etwa 100° C und etwa 150° C erhitzt und dadurch Wasser in dem primären Flußmittel verdampft und die Oberfläche des Stahls oder Eisens aktiviert wird, danach mit Hilfe einer Bürste die erwähnte Plattierungsiaasse aufgetragen wird, die aus 30 bis 80 Gewichts teilen eines Flußmittels der folgenden Zusammensetzung

,109819/1257

— ο —

Formamid, Acetamid oder ein -

Gemisch davon 35 Ms 55 Gew.-% '

Zinkchlorid 35 bis 60 Gew.-%

Ammoniumchlorid 6 bis 12 Gew.-5$>

Stannochlorid 1 bis 5 Gew.-$

Bleichlorid Ibis 7 Gew.-$

Gesamtmenge 100 Gew.-%

und 20 bis 70 Gewichtsteilen Zinkpulver, Pulver einer Zinklegierung, enthaltend bis 1 % Aluminium oder Zinkpulver, enthaltend bis 1 % Aluminiumpulver, besteht und danach die Oberfläche mater Bildung des erwähnten Zinküberzugs erhitzt wird.

Bin Zinkplattiermaterial zum Schmelzplattieren muß folgende Anforderungen erfüllen: .

1. Das in dem Plattiermaterial (der Plattiermasse) enthaltene Zinkpulver darf nicht vor des Gebrauch gelöst oder oxydiert werden?

2. das Plattiermaterial mu8 leicht mit Hilfe einer Bürste oder dergleichen auf die zu behandelnde Oberfläche auftragbar seinj

3. das Plattiermaterial, das auf die Eisen-' oder StahlotoerfläeJae aufgetragen wurde', darf bei» Erhitzen nicht koagulieren oder herabtropfenj

4. es muß selbstverständlich zu einer guten Plattierung-.führen und andere vorteilhafte Eigenschaften besitzen.

109818/1257

'■■■■'t'ff

Es existiert unter den bisher bekannten Materialien (beispielsweise gemäß der japanischen Patentveroffentlichung 4882/69 etc.) kein Zinkplattiermaterial zum Schmelzplattieren, das in zufriedenstellender Weise die angegebenen Forderungen erfüllt. Das bedeutet, daß zum Entwickeln wirksamer Methoden zum Schmelzplattieren, bei denen Eisen und Stahl mit einem Zinkplattiermaterial überzogen und erhitzt werden, ein hoher Anteil sehr aktiver Bestandteile dem Flußaittel einverleibt werden muß, wenn eine gute Plattierwirkung gewährleistet werden soll. Dies führt zu Schwierigkeiten beim Auf streichen dieses Materials mit Hilfe einer Brüste und außerdem zu einer sehr kurzen Lagerbeständigkeit. Zinkpulver reagiert alt diesen aktiven Bestandteilen und wird innerhalb einiger Tage oxydiert. Wenn der Anteil an aktiven Bestandteilen vermindert wird, so erhöht sich umgekehrt die Menge des Lösungsmittels (vorwiegend Wasser). Dadurch wird die Auftragfähigkeit verbessert, es werden (Jedoch die anschließend genannten Nachteile erzielt. Eine solche ziemlich verdünnte Plattiermasse bildet beim Erhitzen nach dem Auftragen auf die Oberfläche im Verlauf der Verdampfung des Lösungsmittels Blasen und der größte Teil des aufgetragenen Materials tropft herab. Wenn kein Abtropfen stattfindet, weil das Flußmittel nicht aktiv genug ist, so wird Zinkpulver vor dem Schmelzen oxydiert und ergibt daher keine zufridenstellende Plattierung. Aufgrund dieser Tatsachen ist es äußerst schwierig, eine gleichmäßige Zinkplattierung auf der Oberfläche von Eisen und Stahl durch Auftragen lediglich eines konventionellen Zinkplattiermaterials vorzusehen«

109819/1257 ■ - 8 -

— ο — .

Es ist daher das erste und wesentlichste Merkmal der Erfindung, daß eine polare organische Verbindung als Medium für die Plattiermasse verwendet wird. Zu der Gruppe organischer Verbindungen, die mit Metallsalzen mischbar sind und die Metallpulver vor der Oxydation schützen, gehören. Formamid, „Acetamid, Dimethylformamid, Harnstoff, Guanidin und dergleichen. Aus Gründen, die später erläutert werden sollen, sind jedoch andere Verbindungen als Formamid, Acetamid oder ein Gemisch dieser fl) Verbindungen nicht geeignet.

Formamid, Acetamid oder ein Gemisch davon sind gute Lösungsmittel für die genannten Metallsalze und schützen pulverförmiges Zink, pulverförmige Zink-Aluminium-Legierung oder ein*Mischpulver aus Zink und Aluminium, das in Berührung mit den angegebenen aktiven Metallsalzen steht und bilden zusammen mit diesen Salzen und den Metallpulvern eine Paste,,-die leicht aufzutragen ist und während langer DaSier aufbewahrt werden kann. Auch werden α diese organischen Verbindungen weniger leicht carbonisiert, wenn sie beim Plattieren erhitzt werden.

Werden Formamid und/oder Acetamid in einer Menge von mehr als 55 % bezogen auf das Gesamtgewicht des Flußmittels, eingesetzt, so wird die Masse keine Paste, sondern eine Flüssigkeit und zeigt daher ein schlechtes Deckvermögen. Werden weniger als 30 % eingesetzt, so wird die Masse nahezu fest und der Vorgang des Überziehens wird schwierig. Es ist daher angebracht, diese organische Verbindungen in einem Anteil von .30 bis 50 % ein-

109819/1267 ," . - 9 -

zusetzen. Acetamid ist bei Raumtemperatur fest, wird es jedoch in der Schmelze mit den Salzen vermischt, so bildet es zusammen mit diesen Salzen eine Paste und verbleibt auch nach Abkühlung im pastösen Zustand. Durch Verwendung von weniger als 30 % oder mehr als 55 % wird die Masse nahezu fest. Durch Vermischen von Formamid und Acetamid in geeignetem Mengenverhältnis kann die Konsistenz der Masse geregelt werden. Bei der Durchführung der Erfindung existiert keine Beschränkung des Mischungsverhältnisses von Formamid und Acetamid.

Ein spezielles Merkmal liegt außerdem in der Zusammensetzung des Flußmittels des erfindungsgemäßen Plattiermaterials. Als Flußmittel für das übliche Schmelztauchplattieren mit Zink wird ein eutektisches Gemisch (Zinkchlorid/Ammoniumchlorid im Gewichtsverhältnis 3 : 1) eingesetzt. Es wurde jedoch gefunden, daß das Flußmittel der erfindungsgemäßen Plattiermasse zu der besten Fluidität und der besten Plattierwirkung führt, wenn das Gewichtsverhältnis von Zinkchlorid zu Ammoniumchlorid 5 : 1 beträgt. Die obere Grenze des Anteils an Zinkchlorid beträgt etwa 60 %, weil bei Verwendung von mehr als 60 % Zinkchlorid die zusammen mit Formamid und/oder Acetamid gebildete Plattiermasse nahezu fest ist und infolgedessen der Vorgang des Überziehens schwierig und die Lagerfähigkeit schlecht ist. Die untere Grenze liegt bei etwa 35 % , denn bei Verwendung von weniger als 35 % Zinkchlorid ist die Masse fast flüssig und zeigt daher die Neigung, herabzutropfen, wenn sie auf die Oberfläche aufgetragen wird. Der Gehalt an Ammoniumchlorid

1098 19/1257 - 10 -

beträgt 1/5 des erwähnten Zinkchlorid-Gehalts,' das heißt etwa 6 bis etwa 12 Gewichtsprozent.

Der Zusatz von Stannochlorid hat den Zweck, den Plattiereffekt der Masse zu verbessern. Durch Zusatz von Stannochlorid vird : der Plattiereffekt verbessert, wenn jedoch der Gehalt an Stannochlorid 5 % überschreitet, besteht die Neigung, das |F Zinkpulver zu oxydieren. Es ist erforderlich, um den Effekt ^ einer verbesserten Plattierung zu erzielen, mindestens 1 % Stannochlorid zuzugeben. Das bedeutet, daß Stannochlorid in einem Anteil von 1 bis 5 Gewichtsprozent vorliegen sollte.

Der Zusatz von Bleichlorid hat den Zweck, den Plattiereffekt der erfindungsgemäßen Masse in Kombination mit Stannochlorid zu verbessern. Die Wirkung von Bleichlorid beruht insbesondere auf einer Verbesserung der Fluidität des geschmolzenen Zinks. Um diese Wirkung zu erzielen, ist mindestens 1 % erforderlich. Werden mehr als 7 % Bleichlorid zugegeben, so wird die Masse dick und steif und der Plattiereffekt wird nicht proportional mit der zugesetzten Menge verbessert. Der Gehalt an Bleichlorid sollte daher bei 1 bis 7 % liegen.

Das Flußmittel der erfdndungsgemäßen Plattiermasse wird mit Zinkpulver, Pulver einer Zink-Aluminium-Legierung oder einem Mischpulver aus Zink und Aluminium (wobei in beiden Fällen der Aluminiumgehalt bis 1 % beträgt) vermischt, um eine^Zink-Plattierpaste, zu bilden. Um die Plattiermasse in Pastenform

1098 19/125 7 - 11 -

zu halten, sind mindestens 30 Gewichtsteile des Flußmittels erforderlich. Demnach macht das Metallpulver höchstens einen Anteil von 70 Gewichtsteilen aus. Liegt das Flußmittel in einer Menge von weniger als 30 Gewichtsteilen vor, so wird die Plattiermasse nahezu fest und der Vorgang des Uberziehens bzw. Beschichtens wird erschwert. Wenn das Flußmittel in einem Anteil von mehr als 80 Gewichtsteilen (und dementsprechend das Metallpulver in einem Anteil von weniger als 20 Gewichtsteilen) vorliegt, so tropft beim Erhitzen während des Plattierens wegen der überschüssigen Menge an Flußmittel die Plattiermasse von der beschichteten Oberfläche ab. Aus diesem Grund beträgt das bevorzugte Verhältnis von Flußmittel zu Metallpulver 30 bis. 80 zu 70 bis 20 Gewichtsteile. .

Die Zugabe von Aluminium zu dem Zinkpulver ist darin begründet, daß Aluminium eine Wirkung zum Verhindern der Ausbildung einer Zwischenflächenschi'cht (einer Schicht aus Zink-Eisen-Legierung) zwischen dem Eisen- oder Stahlsubstrat und der aufgetragenen % Zinkschicht hat. Wenn diese Zwischenflächenschicht bis zu einer großen Dicke wächst, so schält sich die aufplattierte Schicht leicht ab, wenn Biegespannung angewendet wird, da die Legierung spröde ist. Aluminium verhindert außerdem die Reaktion zwischen dem Metallpulver und den Bestandteilen des Flußmittels. Die obere Grenze des Aluminiumgehaltes beträgt 1 %, da die Zugabe von mehr als 1 % Aluminium nicht nur wirkungslos zum Verhindern dieser Reaktion ist, sondern außerdem die Oxydation des Metallpulvers beschleunigt.. "

109819/1^57 - 12 -

Die Teilchengröße des verwendeten Pulvers aus Zink, Zinklegierung und Aluminium unterliegt im wesentlichen keiner Beschränkung. Wenn die Teilchen zu grob sind, so wird das Beschichten und das Schmelzplattieren schwierig. Sind die Teilchen zu fein, so ist die chemische Reaktivität des Metallpulvers zu groß und die Beständigkeit der Plattiermac^e geht daher verloren. Gewöhnlich führen handelsübliche Pulver mit einer Korngröße entsprechend einem Sieb mit 0,100 bis 0,074 Maschenweite (Sieb mit 150 bis,200 Maschen pro Zoll) zu befriedigenden Ergebnissen.

Die erfindungsgemäße Zinkplattiermasse ist durch gute Lagerfähigkeit und lange Lagerdäuer und durch eine ausgezeichnete Plattierwirkung charakterisiert. Eine noch bessere Plattierung wird jedoch erzielt, wenn die zu plattierende Oberfläche des Eisens oder Stahls mit der primären Flußmittelmasse vorbehandelt wird. Diese Vorbehandlung stellt eine dritte Ausführungsform der Erfindung dar.

Vor der Anwendung der erfindungsgemäßen Zinkplattiermasse wird das primäre Flußmittel mit Hilfe einer Bürste oder dergleichen auf die Oberfläche von Eisen oder Stahl aufgetragen und mit Hilfe eines Gasbrenners, eines Schweißbrenners oder einer Sauerstoff-Acetylen-Flamme und dergleichen erhitzt. Beim Erhitzen verdampft das Wasser in dem Flußmittel und das Flußmittel schäumt leicht. Nach dem Schäumen bleiben die nicht flüchtigen Bestandteile zurück (entsprechend dem Flußmittelanteil

109819/1257 -13-

■■■. ■■ ■■; ■■■ ι::,: ■■ .:■■■■;: ..;■ ■?■ .■ ;!l!i!!!jl!;n»:?!ii!!!«i!««iii;ii|||||||j!i|!<ii|i||i!!H

- 13 -

der erfindungsgemäßen Plattiermasse), schmelzen und lösen Rost und Schlacke auf der Oberfläche der Bisenmaterialien, wobei sie sich braun verfärben. In dieser Stufe wird das Erhitzen unterbrochen und danach die Zinkplattiermasse aufgetragen.

Das primäre Flußmittel reinigt und aktiviert die Oberfläche von Eisenmaterialien und wirkt ausserdem als Hilfsflußmittel beim Plattieren. Die Verwendung eines primären Flußmittels -

verbessert daher die Plattierwirkung der Zinkplattiermasse, verhindert das Abtropfen der aufgetragenen Plattiermasse und verhindert die Oxydation des Metallpulvers, die beim Erhitzen des Flußmittels bewirkt wird wegen der nicht ausreichenden Wirksamkeit von aktiven Flußmittelbestandteilen in der Plattiermasse. (In der Zinkplattiermasse wird eine ziemlich begrenzte Menge der als aktive Bestandteile vorliegenden Metallsalze verwendet, um die Lagerdauer zu verlängern.) Das bedeutet, daß durch die Verwendung des primären Flußmittels die durch Plattieren mit der erfindungsgemäßen Zinkplattiermasse erzielten Vorteile ™ verdoppelt oder verdreifacht werden.

Die Zusammensetzung des so verwendeten primären Flußmittels wird eingestellt in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Flußmittels, das Teil der Zinkplattiermasse bildet und unterscheidet sich daher etwas von dem üblicherweise zum Schmelztauchplatt i er en verwendeten Flußmittel. So muß die primäre Flußmittelmasse einen möglichst großen Anteil des nicht flüchtigen Bestandteils, wie Zinkchlorid enthalten und muß mit der

1098 19/125 7 - 14 -

Zinkplattiermasse mischbar sein, die später auf die zu plattier rende Oberfläche aufgetragen wird und muß daher als Flußmittel für das Plattieren wirken. Das primäre Flußmittel besteht daher aus 50 bis 75 Gewichtsprozent Zinkchlorid, bis 10 Gewichtsprozent Ammoniumchlorid, 1 bis 10 Gewichtsprc :ent Stannochlorid, 1 bis 3 Gewichtsprozent Chlorwasserstoffsäure . (Dichte 1,18), Rest Wasser. Der Anteil an Zinkchlorid variiert in Zusammenhang mit dem Anteil an Ammoniumchlorid, wenn jedoch der Zinkchlorid-Gehalt weniger als 50 % beträgt, so ist der Wassergehalt relativ hoch und das Flußmittel hinterläßt keinen ausreichenden Anteil der aktiven Salze, nachdem das Wasser verdampt ist. Wenn der Zinkchlorid-Gehalt 75 % überschreitet, so ist das Flußmittel keine Lösung mehr. Infolgedessen beträgt der bevorzugte Gehalt an Zinkchlorid 50 bis 70 %. Ammoniumchlorid wird zugesetzt, um die Fließfähigkeit bzw. Fluidität des geschmolzenen Zinkchlorids während des Plattierens zu verbessern. Werden 70 bis 75 Gewichtsprozent Zinkchlorid verwendet, so löst sich Ammoniumchlorid nicht mehr in der Flußmittellösung. In diesem Fall wird die Fluidität des Zinkchlorids durch Zugabe von Stannochlorid verbessert und Ammoniumchlorid ist daher nicht erforderlich. Wenn der Anteil an Zinkchlorid 50 bis 70 % beträgt, so wird Ammoniumchlorid zugesetzt. Da die Löslichkeit von Ammoniumchlorid in Wasser ziemlich begrenzt ist, ist es nicht wünschenswert, mehr als 10 % Ammoniumchlorid zu verwenden. Stannochlorid verbessert die Fluidität des geschmolzenen Zinkchlorids, indem es den Schmelzpunkt des Zinkchlorids erniedrigt. Ferner löst es, wenn das primäre Flußmittel auf die Oberfläche

10 9819/1257 - 15 -

eines Eisengegenstand.es aufgetragen wird, die Schlacke und gleichzeitig wird Zinn abgelagert und bildet eine Überzugsschicht, welche die Zinkplattierung fördert, weil Zinn edler als Eisen ist. Stannochlorid ist daher ein unerläßlicher Bestandteil der Zinkplattiermasse, es neigt jedoch dazu, das Metallpulver zu oxydieren oder zu lösen und kann daher dem Flußmittelanteil der Zinkplättiermasse nicht in großer Menge zugesetzt werden. Es ist daher ein Merkmal der Erfindung, daß ein beträchtlicher Anteil des unerläßlichen Bestandteils Stannochlorid dem sogenannten primären Flußmittel zugesetzt wird und daß sein Gehalt in der Plattiermasse begrenzt ist, um eine verlängerte Lagerzeit zu gewährleisten. Stannochlorid muß mindestens in einer Menge von 1 % vorliegen. Die Verwendung von mehr als 10 % Stannochlorid erhöht jedoch nur den Preis des primären Flußmittels unnötig. Um das Stannochlorid zu stabilisieren und seine Umwandlung in Zinnhydroxyd zu verhindern, wird Chlorwasserstoffsäure zugesetzt. Der Anteil

r·

an _t Chlorwasserstoffsäure variiert von 1 bis 3 % , in Abhängigkeit von der Menge des zugesetzten Stannochlorids. Eine geringe Menge eines oberflächenaktiven Mittels kann außerdem dem Flußmittel zugesetzt werden, um die Auftrags- und Netzeigenschaften des Flußmittels zu verbessern.

Nach dem Auftragen dieses primären Flußmittels auf die Oberfläche des Eisengegenstandes und dem Erhitzen zum Entfernen von Wasser wird die genannte Zinkplattiermasse darauf aufgetragen und erhitzt, um das Zinkplattieren durchzuführen.

1Q9819/1?57 " ¹⁶ "

Die Erfindung wird durch die beiliegenden Figuren veranschaü-■■ ; ' 'licht. ' ■■■■'■ . ;·■ ""■■■ '■■ · ■"■ ; '' " ^:' "'"*" .:.' "."

Figur 1 ist eine Mikrophotographie, welche den Querschnitt eines mit der erfindungsgemäßen Zinkplattiermasse zinkplattierten Stahlbleches zeigt.

Figur'2 ist eine Mikrophotographie, welche den Querschnitt eines Stahlbleches zeigt, das unter Verwendung des primären Flußmittels und der erfindungsgemäßen Zinkplattiermasse mit Zink plattiert wurde.

Figur 3 ist eine graphische Darstellung, welche die Korrosion von reinem Zink durch das Flußmittel der erfindungsgemäßen Zinkplattiermasse zeigt. Die Korrosion ist in dieser Figur als Gewichtsverlust (in Prozent) gegen die ; Zeit in Tagen im Vergleich mit einem bekannten Flußmittel φ■ ·;' dargestellt, das eine wässrige Lösung anorganischer Salze ; enthält.

Die Erfindung wird nachstehend durch praktische Beispiele verdeutlicht.

Beispiel 1

Alle in Tabelle 1 gezeigten Flußmittelbestandteile, ausgenommen Formamid, wurden in der angegebenen Menge eingesetzt und in

109 819/ 1? 5 7 ..^: - 17 -

einem Gefäß bei etwa 250° C geschmolzen und miteinander vermischt. Nach dem vollständigen Schmelzen und Vermischen wurde das erhaltene Gemisch abgekühlt. Zu diesem Gemisch wurde die angegebene Menge Formamid zugesetzt und das Gemisch auf 170 bis 180° C erhitzt, so daß das feste Salz gelöst wurde. Nach dem vollständigen Auflösen der Feststoffe wurde das Gemisch unter Rühren rasch abgekühlt. Das so erhaltene Flußmittel lag in Pasten- oder Salbenform vor. Das Metallpulver wurde gut in

die Paste eingemischt und auf diese Weise eine Zinkplattier- ^ masse erzielt.

Diese Masse wurde mit Hilfe einer Bürste gleichmäßig auf die mit Sandpapier polierte Oberfläche eines Stahlbleches (JIS G 3310 SPC 1) mit 0,8 mm Dicke aufgetragen. Nach dem Beschichten wurde die aufgetragene Masse erhitzt, indem die beschichtete Oberfläche mit der Flamme eines Schweißbrenners bestrichen wurde, so daß die flüssige Komponente der Masse bei 150 bis 200° C verdampft wurde. Danach wurde die Flamme langer % an einer Stelle belassen, so daß das Zink schmolz und bei 400 bis 500° C eine Plattierung erzielt wurde. Auf diese Weise wurde der Schweißbrenner langsam weiter bewegt, um das Zinkpulver anteilweise zu schmelzen, bis die gesamte Oberfläche des Stahlbleches plattiert war. Die Oberfläche wurde mit Stahlwolle gereinigt, um verbliebenes Flußmittel und überschüssiges geschmolzenes Zink zu entfernen. Die Dicke der Zinkpiattierung betrug etwa 20 Mikron, davon waren etwa 10 Mikron eine Schicht einer Eisen-Zink-Legierung. Die Testergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 zusammengefaßt.

10 9 8 19/1257

Beispiel 2

Sämtliche in Tabelle 1 angegebene Flußmittelbestandteile, ausgenommen Acetamid, wurden in der angegebenen Menge in ein Gefäß gegeben und bei etwa 250° C geschmolzen und miteinander vermischt. Nach dem völligen Schmelzen und Vermischen wurde das Gemisch abgekühlt. Dazu wurde die angegebene Menge Acetamid zugesetzt und das Gemisch auf 170 bis 180° C erhitzt, um die φ festen Salze zu lösen. Nach dem vollständigen Auflösen der festen Salze wurde das Gemisch unter Rühren rasch abgekühlt. Das so erhaltene Flußmittel liegt in Pasten- oder Salbenform vor. Das Metallpulver wurde gut. in das Flußmittel eingemischt und dabei eine Zinkplattiermasse erzielt.

Diese Masse wurde gleichmäßig mit einer Bürste auf die mit

Sandpapier polierte Oberfläche einer Stahlplatte (JIS G 3106 SM ; 41 B) mit 10 mm Dicke aufgetragen. Die aufgetragene Masse wurde _Ä mit Hilfe einer Sauerstoff-Acetylen-Flamme erhitzt, um das Zink- ] plattieren durchzuführen. Das verbleibende Flußmittel wurde mit Wasser abgewaschen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Beispiel 3

Ein Zinkplattiermaterial mit der in Tabelle 1 angegebenen ']■ Zusammensetzung wurde nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt.

1098 19/1.2 5 7

Diese Masse wurde auf ein Stahlrohr <JIS C 3454 STD G 38) mit 3 mm Dicke und 50 mm Außendurchmesser aufgetragen und die Zinkplattierung mit Hilfe einer Sauerstoff-Acetylen-Flamme nach dem Verfahren des Beispiels 1 vorgenommen. Die plattierte Probe wurde mit Wasser gewaschen, um verbliebenes Flußmittel zu entfernen. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Beispiel 4

Sämtliche in Tabelle 1 gezeigten Flußmittelbestandteile, ausgenommen Acetamid und Formamid, wurden in der angegebenen Menge eingesetzt und in einem Gefäß bei etwa 250° C geschmolzen und miteinander vermischt. Nach völligem Schmelzen und Vermischen wurde das Gemisch abgekühlt. Dazu wurde die angegebene Menge Acetamid und Formamid zugesetzt und das Gemisch auf 170 bis 180° C erhitzt, um die festen Salze zu lösen. Nach völligem Auflösen der festen Salze wurde das Gemisch unter Rühren rasch abgekühlt. Das so erhaltene Flußmittel lag in Pasten- a oder Salbenform vor. Das Metallpulver wurde gut in das Flußmittel eingemischt und so eine Zinkplattiermasse·.erhalten.

Unter Verwendung dieser Masse wurde eine Stahlplatte (JIS G 3308 SPMA) von 1 mm Dicke mit Hilfe der Flamme eines Gasbrenners zinkplattiert. Das verbliebene Flußmittel wurde mit Wasser abgewaschen. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. ■

- 20 1098.1 9/1?57

2OS1925

Beispiel 5

Ein Zinkplattiermaterial der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung wurde nach dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellt.

Diese Masse wurde auf ein Stahlrohr (JIS G 3.454 STP ,G J58) von 3 mm Dicke und 50 mm Außendurchmesser aufgetragen und . Ί das Zinkplattieren mit Hilfe eines Schweißbrenners nach .dem .

»in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren durchgeführt. Die plattierte Probe wurde mit Wasser gewachen, um das verb.lie.-~ bene Flußmittel zu entfernen. Die Testergebnisse sind in , , Tabelle 1 zusammengefaßt.

Beispiel 6 - . _; . ...·

Primäres Flußmittel.

Sämtliche in Tabelle 1 aufgezeigten Bestandteile des primären Flußmittels wurden in der angegeben Menge eingesetzt und in einem Gefäß zu einer klaren Lösung vermischt, die als primäres_f. Flußmittel verwendet wurde.

Zinkplattiermasse.

Die in Beispiel 1 angegebene Masse wurde als Zinkplattiermasse verwendet. .

Das primäre Flußmittel wurde auf die mit Sandpapier polierte Oberfläche eines 0,8 mm dicken Stahlbelches .(JIS G 3310 SPC 1)

1098 19/125 V

- 21 -

mit Hilfe einer Bürste aufgetragen. Die Oberfläche wurde mit der Flamme eines Schweißbrenners gleichmäßig erhitzt, um das Wasser zu verdampfen wodurch die Stahloberfläche aktiviert wurde. Wenn das Flußmittel sich leicht braun verfärbte, wurde das Erhitzen unterbrochen und die Zinkplattiermasse mit Hilfe einer Bürste gleichmäßig auf die Stahloberfläche aufgetragen, die dann durch Bestreichen der beschichteten Oberfläche mit der Flamme eines Schweißbrenners gleichmäßig erhitzt wurde, so daß die flüssige Komponente der Masse bei 150 bis 200° G ver- ' dampfte. Dann ließ man die Flamme langer an einer Stelle verweilen, so daß das Zink schmolz und das Plattieren bei 400 bis 500° G stattfand. Der Schweibrenner wurde langsam weiter bewegt, um das Zink anteilweise zu schmelzen, bis die gesamte Oberfläche des Stahlbleches plattiert war. Die Oberfläche wurde mit Stahlwolle gereinigt, um verbliebenes Flußmittel und überschüssiges geschmolzenes Zink zu entfernen. Die Dicke der Zinkpiattierung betrug etwa 20 Mikron, wovon etwa 10 Mikron eine Schicht einer Eisen-Zink-Legierung waren. Die Tester- %

gebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 zusammengefaßt*.

Beispiel 7

Primären Flußmittel.

Alle in Tabelle 1 gezeigten Bestandteile des primären Flußmittels wurden in der angegebenen Menge verwendet und in einem Gefäß zu einer klaren Lösung vermischt, die das primäre Flußmittel darstellte.

1098 19/1257

Zinkplattiermasse.

Als Zinkplattiermasse wurde das in Beispiel 2 angegebene Material verwendet.

Unter Verwendung dieser Masse wurde eine 10 mm dicke Stahlplatte (JIS^^-G 3106 SM 41 B) nach der Verfahrensweise des Beispiels 6 mit Hilfe einer Sauerstoff-A.cetylen-Flamme zinkplattiert und das verbleibende Flußmittel mit Wasser abge— waschen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Beispiel 8

Primärea Flußmittel.

Alle in Tabelle 1 genannten Bestandteile des primären Flußmittels wurden in der jeweils angegebenen Menge verwendet und in einem Gefäß zu einer klaren Lösung vermischt, die als primäres Flußmittel verwendet wurde.

Zinkplattiermasse.

Als Zinkplattiermasse würde das Material gemäß Beispiel 3 verwendet.

Unter Verwendung dieser Masse wurde ein Stahlrohr (JIS C 3454 STP G 38) mit einer Dicke von J5 mm und einem Außendurchmesser von 50 mm nach der Verfahrensweise des Beispiels 6 mit Hilfe

· ' " ..■■■-··■■■

■ ■

einer Sauerstoff-Acetylen-Flamme zinkplattiert. Das verbliebene Flußmittel wurde mit Wasser atfgewachen. Die Testergebnisse sindin Tabelle 1 zusammengefaßt.

109 819/125 7 " ²³ "

Beispiel 9

Primäres Flußmittel.

Alle in Tabelle 1 gezeigten Bestandteile des primären Flußmittels mirden in der angegebenen. Menge verwendet und in ■ einem Gefäß gut zu einer klaren Lösung vermischt, die als primäres Flußmittel verwendet wurde. ,

Zinkplattiermasse. ä

Als Zinkplattiermasse wurde das Material gemäß Beispiel 4 verwerdet.

Unter Verwendung dieser Masse wurde eine Stahlplatte (JIS G 3308 SPMA) von 1 mm Dicke mit Hilfe der Flamme eines Gasbrenners nach dem Verfahren des Beispiels 6 zinkplattiert. Das verbliebene Flußmittel wurde mit Wasser abgewaschen. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. .

Vergleichsversuch 1 ·

Alle Flußmittelbestandteile der in Tabelle 1 gezeigten Zinkplattiermasse, ausgenommen Dimethylformamid, wurden in der angegebenen Menge verwendet und in einem Gefäß bei etwa 250° C, geschmolzen und vermischt. Nach dem vollständigen Schmelzen wurde das Gemisch abgekühlt. Dazu wurde die angegebene Menge an Dimethylformamid zugesetzt und das Qemisch auf -140 bis 150 C erhitzt, um die festen Salze zu lösen. Nach dem völligen Auflösen der festen Salze wurde die Mischung unter Rühren rasch

1098 1.97 1 75 7. - 24 -

abgekühlt. Das so erhaltene Flußmittel liegt in saTbenartige.r Form vor. Das Metallpulver wurde gut in das Flußmittel eingemischt und auf diese Weise eine Zinkplattiermas.se erhalten.

Unter Verwendung dieser Masse wurde eine 0,8 mm dicke Stahl-■ platte (JIS G 3310 SPC 1) mit Hilfe der Flamme eines Schweiß- ;' brenners nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 zinkplattiert und das verbliebene Flußmittel'wurde mit Wasser abgewaschen.

Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. _

Vergleichsversuch.2

Alle in Tabelle 1 gezeigten Flußmittelbestandteile, ausge_r nommen Harnstoff, wurden in der angegebenen Menge in einem Gefäß bei etwa 250° C geschmolzen und gut Vermischt. Dazu wurde Harnstoff gegeben und das Gemisch a"uf 140 bis 150° C erhitzt und danach unter Rühren rasch abgekühlt. Das Metall-

•pulver wurde gut in das Flußmittel eingemischt. Die so er- ' i '' " ' · - ■ ■■'■ ' ^: :'■

'- *' zielte Plattiermasse lag nahezu in fester Form vor.

Unter Verwendung dieser Masse vnirde eine 10 mm dicke Stahl-

! platte (JIS G 3106 SM 41" B) mit Hilfe einer Sauerstoff- .

Acetylen-Flamme zinkplattiert und das verbliebene Flußmittel mit Wasser abgewaschen. Es war außerordentlich schwierig, diese Plattiermasse mit Hilfe einer Bürste aufzutragen.

■: - 25 -

1.0 98 19/1 ?5 7

Vergleichsversuch 3

Alle in Tabelle 1 gezeigten Flußmittelbestandteile, ausgenommen Formamid und Guanidin, wurden in der angegebenen Menge in einem Gefäß bei etwa 250° C geschmolzen und gut miteinander vermischt. Nach völligem Mischen wurde das Gemisch abgekühlt. Dazu wurden Formamid und Guanidin gegeben und das Gemisch auf 140 bis 150° C erhitzt, um die festen Salze zu lösen. Nach dem völligen Auflösen der festen Salze wurde das Gemisch unter Rühren rasch abgekühlt. Dazu wurde Metallpulver gegeben und gut eingemischt. Die. so erhaltene Plattiermasse lag in ziemlich harter eisähnlicher (sherbet-like) Form vor.

Unter Verwendung dieser Masse wurde ein Stahlrohr (JIS C 34-35 STP G 38) mit 3 mm Dicke und 50 mm Außendurchmesser mit Hilfe einer Sauerstoff-Acetylen-Flamme nach der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise zinkplattiert und das verbliebene Flußmittel abgewaschen. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 % zusammengefaßt. Es war ziemlich schwierig, diese Masse mit Hilfe einer Brüste auf die Oberfläche aufzutragen.

Vergleichsversuch 4

Alle in Tabelle 1 gezeigten Flußmittelbestandteile, ausgenommen Harnstoff und Dimethylformamid, wurden in der angegebenen Menge verwendet und in einem Gefäß bei etv/a 250° C geschmolzen und vermischt. Nach völligem Schmelzen wurde das Gemisch ab-

-26-109819/1257

■ ' . ' '. . ■■."...·'■.■■■ ■ f..

gekühlt. Dazu wurden'Harnstoff und Formamid gegeben und das Gemisch auf 140 bis 150° Cerhitzt, um die festen Salze zu lösen. Danach wurde das Gemisch rasch abgekühlt und das Metall-ί pulver zugegeben und gut eingemischt. Die so erhaltene Zink-• plattiermasse lag in harter, fester Form (,etwa wie Eis, sherbet-

like state) vor. Unter Verwendung dieser Masse wurde eine 1 mm

dicke Stahlplatte (JIS G 33OS SPMA) mit Hilfe der Flamme f' · eines Gasbrenners nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 ¹^ zinkplattiert. Das verbleibende Flußmittel wurde mit Wasser abgewaschen. Die Ergebnisse sind in Tabelle T zusammengefaßt Es war möglich, jedoch ziemlich schwierig, diese Masse mit Hilfe einer Bürste aufzutragen.

Vergleichsversuch 5

; Primäres Flußmittel.

Alle in Tabelle 1 gezeigten Bestandteile des primären Fluß- W mittels wurden in der angegebenen Menge in einem Gefäß gut

miteinander vermischt, wobei sich eine klare Lösung bildete, ': die als primäres. Flußmittel verwendet wurde.

Zinkplattiermasse.

Als Zinkplattiermasse wurde das Material gemäß Vergleichsversuch 1 verwendet.

Ein 0,8 mm dickes Stahlbleck (JIS G 3310 SPC 1) wurde mit Hilfe -der Flamme eines Schweißbrenners nach der in Beispiel 6

109819/1257

_ 27 -

beschriebenen Verfahrensweise zinkplattiert und .das verbliebene Flußmittel mit Wasser abgewaschen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Vergleichsversuch 6

Primäres Flußmittel. Alle in Tabelle 1 gezeigten Bestandteile des primären Flußmittels wurden in der angegebenen Menge verwendet und in einem Gefäß gut zu einer klaren Lösung vermischt. Diese Lösung wurde als primäres Flußmittel eingesetzt.

Zinkplattiermasse. Es wurde die in Vergleichsversuch 2 angegebene Zinkplattiermasse verwendet.

Eine 10 mm dicke Stahlplatte (JIS G 3106 SM 41 B) wurde nach der Verfahrensweise des Beispiels 6 mit- Hilfe einer Sauerstoff-Acetylen-Flamme zinkplattiert. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Es war außerordentlich schwierig, diese Masse mit Hilfe einer Bürste aufzutragen.

Vergleichsversuch 7

Primäres Flußmittel. Alle in Tabelle 1 angegebenen Bestandteile des primären Flußmittels wurden in der genannten Menge verwendet und in einem Gefäß zu einer klaren Lösung gut vermischt. Diese Lösung wurde

■1098T9/1257

- 28 -

als primäres Flußmittel eingesetzt.

205t925"

Zinkplattiermasee. . ■

Es wurde die in Vergleichsversxich 3 angegebene Zinkplattiermasse verwendet. . . · ·

Ein Stahlrohr (JIS C 3454 STP G 38) mit 3 mm Dicke und 50 um Außendurchmesser wurde nach der Verfahrensweise des Beispiels mit Hilfe einer Sauerstoff-Acetylen-Flamme zinkplattiert. Das verbliebene Flußmittel wurde mit Wasser abgewaschen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Es war möglich, jedoch ziemlich schwirig, diese Masse mit Hilfe einer Bürste aufzutragen.

Vergleichsversuch 8

Primäres Flußmittel.

♦ ■ ■'·'■■· ■ ■ ■■ ■ ■'■··.·■

Alle Bestandteile des primären Flußmittels, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurden in der angegebenen Menge verwendet und in einem Gefäß zu einer klaren Lösung vermischt, die als primäres Flußmittel verwendet wurde.

Zinkplattiermasse. *'■ .

Es wurde die in Vergleichsversuch "4 verwendete Plattiermasse eingesetzt.

Ein 1 mm dickes Stahlblech (JIS G 3308 SPMA) wurde mit Hilfe

109819/1257 _c.. " ²⁹ "

der Flamme eines Gasbrenners nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 plattiert. Das verbliebene Flußmittel wurde mit Wasser weggewaschen. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Es war möglich. Jedoch sehr schwierig, diese Plattiermasse mit Hilfe einer Bürste aufzutragen.

Vergleichsversuch 9

Es wurde das Zinkplattiermaterial der in Tabelle 1 gezeigten f Zusammensetzung hergestellt. Dieses Plattiermaterial ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4882/69 beschrieben und wurde nach dem in dieser Patentveröffentlichung angegebenen Verfahren hergestellt.

Ein 0,8 mm dickes Stahlblech (JIS G 3310 SPC 1) wurde mit Hilfe einer Bürste mehrmals mit dieser Masse beschichtet und mit der Flamme eines Schweißbrenners erhitzt, so daß die Zinkplattierung erfolgte. Nach dem Plattieren des Bleches wurde M das verbliebene Flußmittel mit Wasser abgewaschen.'Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Es war äußerst schwierig, diese Masse, mit einer Bürste aufzutragen.

Verffleichsversuch 10

Ein weiteres Zinkplattiermaterial der in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzung, die in der angegebenen japnischen Patentveröffentlichung beschrieben ist, wurde nach dem Verfahren

1098 19/1257 - 30 -.

dieser japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4882/69 hergestellt.

Ein Stahlrohr (JIS G 3454 STP G 38) mit 3 mm.Dicke und 50 mm Außendurchmesser wurde mit Hilfe einer Bürste mehrmals mit

■ ■ ■ ·-.-.■■■

dieser Masse beschichtet und mit der Flamme eines Schweißbrenners erhitzt, um das Zinkplattieren durchzuführen. Nach dem Plattieren des Rohrs wurde das verbliebene Flußmittel mit Wasser abgewaschen. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Es war äußerst schwierig, diese Masse gleichmäßig auf die Oberfläche des Stahlrohres aufzutragen.

In den beiliegenden Zeichnungen stellt Figur 1 eine Mikrophotographie dar, welche den Querschnitt einer Stahlplatte zeigt,, die mit der Zinkplattiermasse des Beispiels 1, das heißt, dem Plattiermaterial gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, plattiert ist·. Figur 2 ist eine Mikrophotographie, welche den Querschnitt einer Stahlplatte zeigt, die gemäß Beispiel 6 behandelt wurde, das heißt mit Hilfe des primären Flußmittels und der Zinkplattiermasse nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung. In diesen Photographien bedeuten A und A¹ die Polymerharz-Matrix für. die Probe, B und B¹ Zinkschichten (etwa 10 Mikron), C und C eine Zwischenflächenschicht aus Eisen-Zink-Legierung (etwa 10 Mikron) und D und D¹ das Eisensubstrat.

Diese Photographien zeigen, daß im Gegensatz zu den sogenannten

■ . ■

1098 19/125 7 '. ₃₁ _

zinkreichen Anstrichmassen die erfiiidungsgemäßen Zinkplattier-Materialien metallische Bindungen ausbilden.

Die Figur 3 zeigt Testergebnisse, die bei der Untersuchung der Korrosivität von erfindungsgemäßen Flußmitteln und von bekannten Flußmitteln durchgeführt wurden. Für das Flußmittel der Zinkplattiermassen gemäß Beispiel 1 und 6 (Kurve E) und ein bekanntes Flußmittel, bestehend aus 42,2 Ge\*.-% Zinkchlorid, 9,1 Gew.-% Ammoniumchlorid, 1,6 Gew.-% Bleichlorid, 0,3 Gew.-% j Stannochlorid, Rest Wasser (Kurve F) ist die Korrosivität gegenüber reinem Zink (als Gewichtsverlust in Prozent) gegen die Zeit in Tagen aufgetragen. Es ist klar ersichtlich, daß das Flußmittel des erfindungsgemäßen Plattiermaterials außergewöhnlich unkorrosiv gegenüber Zink bei Normaltemperatur und -druck ist.

Wie ausführlich erklärt wurde, ermöglicht das erfindungsgemäß Zinkplattier-Verfahren und die erfindungsgemäße Zinkplattier- ^ masse das rostverhütende Zinkplattieren von Stahlgegenständen mit großen Abmessungen, Stahlbauteilen bzw. Stahlkonstruktionen, bereits aufgebauten Stahlteilen und Schiffsboden, deren Zinkplattierung bisher als unmöglich angesehen wurde. Die Wirkung und die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Zinkplattiermaterials sind in den praktischen Beispielen und der Tabelle vollständig aufgezeigt. Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, unterscheidet sich das erfindungsgemäße Zinkplattiermaterial von zinkreichen Anstrich-

- 32 109819/1257

materialien darin, daß es sich durch eine Legierungsbindong mit dem Substrat verbindet und daher den bekannten Materialien im Hinblick auf Haftfestigkeit und Äntikorrosionseffekt,übe/rlegen ist. Ferner kann die erfindungsgeinäße Zinkplattiermasse während langer Dauer aufbewahrt werden, während es bisher als

·* ..·... ■ ' ■ ■ ■■■'... ■ " unmöglich erachtet wurde, daß ein Zinkpulver mit einem Gehalt_t

an Flußmittel praktisch eine Lagerdauer besitzt. Außerdem ist der Vorgang des Plattierens äußerst einfach. Die Erfindung A erbringt daher außerdem den Vorteil,, den·Vorgang des Zink- * plattierens zu vereinfachen und die- Antikorrosionswirkung zu verbessern. '

- ■ ' - 33 . 109819/1257

TABELLE 1

	ZnCl₂ NH₄Cl SnCl₂	4	Beispiel	2 -
Probe	HCl d=1.18 Wasser	Fluß- 5	1	-
	Amid I Amid II		-	-
	ZnCl₂	-	Acetamid 45 '
Zusammensetzung des primären Flußmittels (Gew.-96)	NH₄Cl	Formamid 34 Acetamid	42
	PbCl₂	50	6
	SnCl₂	10	2
Zusammens etzung des Plattier- flußmittels (Gew-$)*	CaCl₂	3	5
	Wasser	3	-
	Fluß mittel Metall pulver	-	—
	Zustand des Flußmittels bei der Anwendung	-	50 reines Zink 50
	Auftragbarkeit des Plattierflußmittels * 2	45 reines Zink 55	pastös, keine Trennung
	Verhalten des Plattier flußmittels beim Erhitzen * 3	pastös, keine Trennung	gut
	Plattierung *	gut	Teilweises Ab tropfen
Mischungsver hältnis Plattier flußmittel zu Metallpulver (Gew.-%)	Lagerdauer des mittels * ti	kein Tropfen ' gut	gut
	Bemerkungen	gut	keine Veränderung während 180 Tagen
	keine Verände rung während 180 Tagen	erfindungs gemäß
	erfindungs gemäß

10 9819/1257

Beispiel

70

Formamid
40

43
9
6

Formamid 20

Acetamid 20

47 8 4 1

Formamid 40

45 9 3 3

21

Formamid 34

50

10

30

Zinklegierung
(*1)70

70

reines Zink 30

50

reineö Zink 50

45

reines Zink 55

cremartig	cremartig	cremartig	pastös^, keine Trennung
gut	gut	gut -----	~ gut
teilweise Abtropfen	teilweise Abtropfen	teilweise _ Abtropfen	kein Abtropfen· gut .,,
gut	gut	gut	ausgezeichnet
keine Ver änderung während 180 Tagen	keine Ver änderung während 180 Tagen	■ keine Ver änderung während 180 Tagen	keine Ver änderung "während ^₁, 180 Tagen . .

erfindühgsgemäß

erfindungsgemäß

- 35 -

1098197125

Beispiel	Vergleichsversuch
7 8 9	1
55 60 65 7 4 2 3 5 9 1 2 3 34 29 21	-
— Formamid Formamid 40 20 Acetamid - Acetamid 45 . "20 42 43 47 6 9 8 2 . 6 4 5 3 1	Dimethylformamid 34 50 10 3 3
50 30 70 reines Zink reines Zink reines Zink 50 («1)70 30	45 reines Zink 55
pastös, keine cremartig cremartig Trennung	pastös
gut gut gut	gut
kein Ab- kein Ab- kein Ab tropfen, tropfen, tropfen, gut · gut gut	Carbonisierung
ausg-ezeich- ausgezeich- ausgezeich net net net	gut
keine Ver- keine Ver- keine Ver änderung änderung änderung während während · während 180 Tagen 180 Tagen 180 Tagen	keine Ver änderung in 50 Tagen
erfindungs- erfindungs- erfindungs gemäß gemäß gemäß	erfindungs gemäß

- 36 -

9 8,1-9/ 1?5 7

Harnstoff 45

42 6 2 5

Formamid Guanidin

43 9 6 2

48 8 3 3

50 reines Z

Zinklegierung (*Λ)7

70

reines Zink 30

reine«

nahezu fest

hart, eis Mhialicfe

liart,

sctewierig	ziemlich schwierig	ziemlich schwierig	gut
Ibtriopfen Cartooni-. , sierung	Abtropfen	Abtropfen ■Carb^ni- sierung	'Garb oni s i erung
uuagleich-. •aaiBiger ■ . Öberzug	ungleich mäßiger Überzug	ungleich mäßiger Überzug	gut
fceine Tfer-„ lii#erppijg wiällareiKi !5¹Q Tagen	keine Ver änderung v/ährend 50 Tag'eaa.	keine Ver änderung' väJhrend 5'0 Tagen	keine ¥'er- änderiuuag während 50 Ta/geii

primäres Flußmittel-,

Vergleichsversuch

55	60	65	—	*	48.4
7	4	2		9.7
3	VJl	9	-	-
1	2	3	-	32.3
34	29	21	-
Harnstoff 25	Formamid 20	Harnstoff 25	—
Dimethyl	Guanidin 20	Dimethyl	_
formamid 15		formamid 15
42	43	48
6	9	8
2	6	3
5	2	3

—	—	—	9.7
50 reines Zink 50	30 Zinklegierung (*1)70	70 reines Zink 30	31 reines Zink 69
nahezu fest	hart, eis artig	hart, eis artig	nahezu fest
. schwierig	ziemlich schwierig	ziemlich schwierig	schwierig
Abtropfen, Carbonisie rung	Abtropfen	Abtropfen, Carbonisie rung	Abtropfen
ungleich mäßiger Überzug	ungleich mäßiger Überzug	ungleich mäßiger Überzug	ungleich mäßiger Überzug

keine Veränderung
während
Tagen

keine Veränderung
während
50 Tagen

keine Veränderung während 50 Tagen

5-7 Tage

primäres
Flußmittel
erfindungsgemäß

primäres Flußmittel erfindungsgemäß

Jap.Pat.Veröff. 4882

10 9 819/1257

Verglei chsversuch

47.5 7.5

37.5 7.5

reines Zink 69

nahezu fest

schwierig

Abtropfen

ungleichmäßiger Überzug

5-7 Tage

Jap. Pat.Veröff. 4882

39 ~

1098 19/1257

*1 'Das Legleruiagspulver besteht aus 0,25 % Aluminium, Rest ■

*2 Zur Beurteilung des Überzugsvermögens von Zinkplattiermaterialien wurde geprüft, ob ein Flußmittel durch einmaliges oder zweimaliges Hin- und Herstreichen mit einer harten Bürste über die Oberfläche einer Stahlplatte verteilt wird, ohne daß ein nicht beschichteter Anteil verbleibt. Die Zinkplattiermaterialien der Vergleichsversuche 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9 und 10 zeigten schlechtes Überzugsvermögen bzw. schlechte Spreitung und mußten daher in weit größeren Mengen als die erfindungsgemäßen Massen verwendet werden, um die zu plattierende Oberfläche vollständig zu bedecken.

*3 "Das Verhalten beim Erhitzen" wird beurteilt als das Ergebnis der visuellen Beobachtung, ob eine gemäß Fußnote *1 auf die Oberfläche aufgetragene Plattiermasse, die mit der Flamme eines Schweißbrenners, eines Gasbrenners oder mit einer Sauerstoff-Acetylen-Flamme erhitzt wurde, herabtropft oder nicht.

Die Plattierung wurde visuell im Hinblick darauf beurteilt, ob eine gleichmäßige Plattierung erzielt wurde, wenn ein Plattiermittel aufgetragen und in der erläuterten Weise erhitzt wurde. "Gut" bedeutet, daß die Masse eine gleichförmige Plattierung ergab und "ausgezeichnet" bedeutet,, daß während des Heizvorgangs ein geringeres Abtropfen des Überzugs erfolgte und daher eine noch gleichmäßigere Plattierung erzielt wurde.

- 40 1098-19/1257

*5 Die Lagerdauer ist der Zeitraum_r in" dem gutes Plattiervermögen beibehalten wurde, wenn jedes der Plattierestteriälien in Vorher bestimmten Zeitabschnitten wurde.' ■ ■ ■ ■:.■.-.■'..■-.■.·.·_ · ■· ·

Ψ:

Patentansprüphe

109819/1257

Claims

Patentansprüche

Zinkplattier-Material, gekennzeichnet
durch einen Gehalt an 30 bis 80 Gewichtsteilen eines Flußmittels der folgenden Zusammensetzung
Formamid, Acetamid oder eines

Gemisches davon 30 bis 55 Gew.-%

Zinkchlorid 35 bis 60 Gew.-%

Ammoniumchlorid 6 bis 12 Gew.-^

Stannochlorid 1 bis 5 Gew.-% ■ ■

Bleichlorid Ibis 7 Gew.-%

Gesamtmenge 100 Gew.-%

und 20 bis 70 Gewichtsteilen Zinkpulver, Pulver einer Zinklegierung mit bis 1 % Aluminium oder Zinkpulver mit einem Gehalt bis zu 1 % Aluminiumpulver, wobei die Gesamtmenge 100 Gewichtsteile beträgt.
2. Zinkplattier-Material nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ■zeichnet , daß es 30 bis 70 Gewichtsteile des Flußmittels der folgenden Zusammensetzung:
Formamid, Acetamid oder ein

Gemisch davon 40 bis 55 Gew.-%

Zinkchlorid . 4o bis 50 Gew.-%

Ammoniumchlorid · 4 bis 10 Gew.-%

Stannochlorid 1 bis 5 Gew.-%

Bleichlorid 2 bis 4 Gew.-%

Gesamtmenge 100 Gew.-%

1098 19/125 7

; und 30 bis 70 Gewichtsteile Zinkpulver, Pulver einer legierung mit bis 1 % Aluminium oder Zinkpulver mit einem Gehalt bis zu 1 % Aluminiumpulver enthält, wobei die Ge- . samtmenge 100 Gewichtsteile beträgt.
3. Zinkplattier-Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet, daß es 40 bis 50 Gewichtsteile eines Flußmittels der folgenden Zusammensetzung: ' Formamid, Acetamid oder ein

fe Gemisch davon '40 bis 4$ Gew.-#

Zinkchlorid 42 bis 47 Gew.-%

Ammoniumchlorid 6 bis 9 Gew.-^

Stannochlorid 2 bis 4 Gew.-%

Bleichlorid 2 bis 4 Gew.-%

Gesamtmenge . 100 Gew.-?6

und 50 bis 60 Gewichtsteile Zinkpulver, Pulver einer Zinklegierung mit bis zu 1 % Aluminium oder Zinkpulver mit einem Gehalt bis zu 1 % Aluminiumpulver enthält, wobei die Gesamtmenge . 100 Gewichtsteile beträgt. -
4. Zinkplattier-Material nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e .; kennzeichnet, daß es außerdem mit einem primären ι Flußmittel folgender Zusammensetzung kombiniert ist:

Zinkchlorid 50 bis 75 Gew.-%

Ammoniumchlorid bis 10 Gew.-%

Stannochlorid 1 bis 10 Gew.-%

Chlorwasserstoffsäure (Dichte 1,18) 1 bis 3* Gew.-%

. Wasser auf 100 Gew.-$

fehlende Menge . _ti 10S8 19/1 257

'" i ''■'■'■■■ ■ ■ ■ · ' ■ ■ ■■'·■ ■'■ ' ■.■'■■■■■'"" ' - τ ·■■■'. ■ ■ . .■■■■■- - ■'
5. Zinkplattiermittel nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η -

ζ e i c h η e t , daß das primäre Flußmittel 55 Ms 70 Gew.-% Zinkchlorid, t bis 7 Gew.-% Ammoniumchlorid, 3 bis 9 Gew.-$ Stannochlorid, 1 bis 3 Gew.-?6 Chlorwasserstoffsäure und die • auf 100 Gew.-% fehlende Menge Wasser enthält.
6. Zinkplattier-Material nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et., daß das primäre Flußmittel 60 bis 65 Ge\f.-% Zinkchlorid, 2 bis 4 Gew.-% Ammoniumchlorid, 3 bis 5 Gew.-% Stannochlorid, 1 bis 2 Gew.-^ Chlorwasserstoff säure und die auf 100 Gew.-% fehlende Menge Wasser enthält. . ' .
7. Verwendung eines Zinkplattier-Materials nach Anspruch 1

bis 3 zum Herstellen von Zinkplattierungen auf der Oberfläche von Eisen- und Stahlgegenständen durch Auftragen des Plattiermaterials und Erhitzen.

.8. Verwendung eines'Zinkplattier-Materials nach Anspruch 4 bis 6 zum Herstellen von Zinkplattierungen auf Eisen- und Stahlgegenständen durch Auftragen des primären Flußmittels auf die zu plattierende Oberfläche, Erhitzen bis zum Verdampfen des Wassers und Schmelzen der Salze des primären Flußmittels, Auftragen des Zinkplattier-Materials und Erhitzen.

9819/175