DE2739006A1 - Verfahren zur oberflaechenbehandlung von zink oder zinklegierungen - Google Patents
Verfahren zur oberflaechenbehandlung von zink oder zinklegierungenInfo
- Publication number
- DE2739006A1 DE2739006A1 DE19772739006 DE2739006A DE2739006A1 DE 2739006 A1 DE2739006 A1 DE 2739006A1 DE 19772739006 DE19772739006 DE 19772739006 DE 2739006 A DE2739006 A DE 2739006A DE 2739006 A1 DE2739006 A1 DE 2739006A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- solution
- zinc
- treated
- coating
- formation
- 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.)
- Granted
Links
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
- 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
- C23C22/34—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)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Description
METALLGESELLSCHAFT Frankfurt/M.,29.8.1977
Aktiengesellschaft DrBr/LWü 6000 Frankfurt/Main 1
Prov. Nr. 8150 M
Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Zink oder Zinklegierungen
Die Erfindung betrifft eine verbesserte Arbeitsweise, um in kurzer Behandlungszeit auf Oberflächen von Zink oder Zinklegierungen
einen Phosphatierüberzug zu erzeugen, der eine ausgezeichnete Lackhaftung und Korrosionsbeständigkeit
ergibt.
Es ist in der Praxis in weitem Umfang üblich, Zink oder
Zinklegierungen zur Ausbildung eines PhosphatÜberzuges auf
den Oberflächen zu behandeln, um die Korrosionsbeständigkeit und die Haftung für anschließend aufgebrachte organische
Beschichtungen zu erhöhen. Das Gesamtverfahren umfaßt
im allgemeinen eine Oberflächenkonditionierungsstufe, üblicherweise mit kolloidalem Titanphosphat, die chemische
Uberzugsbehandlungsstufe mit einer Phosphatierungslösung,
eine Spülstufe mit Wasser, eine Spülstufe mit einem Chromat und die Trockenstufe. Wenn die Zinkoberflächen
bereits vorbehandelt waren, um einen passivierenden Chromatüberzug zu erhalten, muß dieser vor der Durchführung der
genannten fünf Stufen entfernt werden, z.B. durch Naßschleifen. Nach den bisherigen Methoden fallen in der
Spülstufe nach der Phosphatierung und bei der Chromatspülung
schädliche Abwässer an, die einer Behandlung bedürfen. Darüber hinaus muß der während derjchemischen Uberzugsbehandlung
gebildete Schlamm als industrieller Abfall behandelt werden.
8098U/0575
In der Praxis ist zur Ehosphatierung von Zink oder Zinklegierungen
rlie Verwendung von Phosphatierungslösungen üblich, die Zn, PO^, NO3, Ni, SiF6, F und Phosphatstärke
enthalten. In den Bädern tritt eine erhebliche Schlammbildung aufi Durch umfangreiche Versuche, ein Verfahren
ohne Schlammbildung zu entwickeln, wurde festgestellt, daß NO,-Ionen zusammen mit Zink- und Phosphationen als Komponenten
der Lösung an der Schlammbildung mitwirken. Die Schichtbildung wird eingeleitet durch die Auflösung von
Zink durch die oxidative Wirkung von Wasserstoff- und Nitrationen, und die Konzentration an Zinkionen und der
pH-Wert werden nahe der Grenfläche von Metall und Phosphatierungslösung
erhöht, so daß ein Zinkphosphatüberzug auf der Oberfläche abgeschieden wird. Die an der Oxidation des
Zinks teilnehmenden ΝΟ,-Ionen werden zu der Zeit teilweise
zu NH, reduziert. Der pH-Wert nahe der Grenzfläche ist
höher als 8, so daß das NH, einen Komplex mit Zn-Ionen
bilden kann, der nicht niederschlägt als überzug, sondern von der Grenzfläche in die Lösung diffundiert. Da der pH-Wert
der Lösung außerhalb der Grenzfläche 2 bis 3 beträgt, wird der Komplex in der Lösung demaskiert, und die Zinkionen
verbleiben gelöst in der Lösung. Ein Hauptbestandteil des bei der Phosphatierung gebildeten Schlamms besteht aus
Zn-(PO^)2 · 4H2O ebenso wie der Hauptteil des Phosphatüberzuges.
Die Schlammbildung resultiert daher aus der Tatsache, daß die Menge an von den behandelten Oberflächen
aufgelöstem Zink die Menge an Zink in dem als Überzug abgeschiedenen Zn3(PO^)2 . 4H2O übersteigt. Um daher eine
Schlammbildung zu vermeiden, müßte die von den Werkstücksoberflächen aufgelöste Zinkmenge höchstens gleich sein oder
weniger als die Zinkmenge betragen, die im Zinkphosphatüberzug abgeschieden wird. Diese Forderung läßt sich jedoch
mit den üblichen Phosphatierungslösungen nicht erzielen. Die Behandlungszeit ist auf Grund der Ansammlung von NH^-
809814/0575
Ionen und der damit verbundenen Menge an zunächst komplex gebundenem und nicht für die Schichtbildung zur Verfügung
stehendem Zinl: zu lang. Wenn nämlich Zinkionen einen Komplex
mit NH-Z bilden und der Komplex weg von der Grenzfläche des
V/erkstücks in die Lösung diffundiert, werden mehr als 4 Sek. benötigt, um auf den Oberflächen von Zink oder Zinklegierungen
einen Überzug auszubilden. In dieser verlängerten Behandlungszeit findet aber an dem gebildeten Phosphatüberzug
eine merkliche Wiederauflösung statt. Um eine Schlammbildung zu vermeiden, sollte die Phosphatierungslösung daher
kein Oxidationsmittel enthalten, das zu einer Komplexbildung mit den in Lösung gehenden Zinkionen führt. Da aber andererseits
nur eine sehr kurze Behandlungszeit zur Ausbildung der Phosphatschicht gewünscht wird, ergaben sich Schwierigkeiten,
ein Oxidationsmittel zu finden, das die genannten Nachteile nicht aufweist, jedoch trotzdem die schnelle
Schichtausbildung bewirkt. Beim Versuch, NO-,-Ionen als Oxidationsmittel
in der Lösung durch HpO2 zu ersetzen, zeigte
sich, daß dieses zwar eine relativ hohe Schichtbildungsgeschwindigkeit
ergibt, doch wies der erhaltene Überzug eine nur fringe Haftung an der Substratoberfläche auf, und die
Lackhaftung war nicht befriedigend.
Es wurde nun gefunden, daß wesentliche Verbesserungen erzielt werden, indem die Oberflächen mit einer wäßrigen sauren
Lösung, die 0,1 bis 5 g/l Zn, 1 bis 10 Gewichtsteile Ni und/oder Co pro Gewichtsteil Zn, 5 bis 50 g/l PO^ und 0,5
bis 5 g/l Wasserstoffperoxid, berechnet als 100 % HpO2,
enthält, behandelt werden. Diese Phosphatierungslösung ist frei von NO,- und NfL·-Ionen.
Die erfindungsgemäße Arbeitsweise ermöglicht es, in kürzester Behandlungszeit einen sehr kompakten Phosphatüberzug
auszubilden, der eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
809814/0575
und Lackhaftung ergibt. Im Phosphatierbad tritt keine
Schlammbildun^ auf.
Die Zinkionen sind ein wesentlicher Bestandteil der Lösung zur Ausbildung der Phosphatschicht. Bei einer Konzentration
von weniger als 0,1 g/l kann die Schicht nicht schnell gebildet werden, und bei Konzentrationen über 5 g/l wird
die Lackfilmhaftung schlecht.
Nickel- und/oder Kobaltionen werden an den zu behandelnden
Oberflächen reduziert, um die Lackhaftung zu verbessern und gleichzeitig die Oxidation der Behandlungslösung zu regulieren.
Wenn die gesamter Gewichtsteile an Ni und/oder Co niedriger sind als Zink, wird die Haftung des Lackfilms
nicht verbessert, und in größerer Menge als 10 Gewichtsteile pro Gewichtsteil Zn findet keine weitere Verbesserung mehr
statt. Dies wäre daher unwirtschaftlich.
Bei einem PO^-Gehalt unter 5 g/l erfolgt die Schichtausbildung
nicht ausreichend schnell. Bei Mengen über 50 g/l würde ein Überverbrauch wirtschaftlich nachteilig sein.
Wasserstoffperoxid wirkt als Beschleuniger für die Ausbildung der Phosphatschicht und als Oxidationsmittel zum Lösen
von Zink aus den behandelten Werkstücken. Bei Konzentrationen von weniger als 0,5 g/l ist die Schichtausbildung nicht
ausreichend, und bei Konzentrationen über 5 g/l wird die Lackfilmhaftung schlecht.
Die erfindungsgemäß verwendete Phosphatierurigslösung kann
beispielsweise derart hergestellt v/erden, daß man Zinkoxid in einer konzentrierten wäßrigen Lösung von Phosphorsäure
löst, dann Nickelcarbonat und/oder Kobaltcarbonat in der Lösung
auf lös I., die Azidität der Lösung ein?; tollt und die
80981 A/0575
Lösung auf eine vorbestimmte Konzentration durch Verdünnen rät V/asser ansetzt und dann Wasserstoffperoxid in einer
bestimmten Menge zusetzt.
Zur Phosphatierung v/erden die zu behandelnden Werkstücke mit
der Lösung bei einer Temperatur von 50 bis 75°C durch Aufsprühen oder Spritzen oder im Tauchen für eine Dauer von
1 bis 5 Sek. in Berührung gebracht. Anschließend wird überschüssige Lösung entfernt durch Abblasen mit Luft oder
mittels Abquetschwalzen, und die mit dem Überzug versehenen Oberflächen v/erden ohne weiteres getrocknet oder die Reaktion
v/ird durch Spülen mit Wasser abgebrochen. Bei einer Temperatur der Behandlungslösung von 55°C liegt das Säureverhältnis
zweckmäßig im Bereich von 12 bis 15. Es ist jedoch nicht immer begrenzt auf diesen Bereich, je nach der
Art und den Oberflächenbedingungen der zu behandelnden Werkstücke. Bei einer Temperatur von unter 5O°C ist die
Reaktionsgeschwindigkeit im allgemeinen zu niedrig, und bei einer Temperatur von über 75 C geht Zink übermäßig von
den behandelten Werkstücken in Lösung, was zur Schlammbildung führen würde. Bei einer Kontaktzeit von weniger als
1 Sek. ist die Schichtausbildung nicht vollständig. Tine Berührungsdauer von länger als 5 Sek, ist nicht erforderlich,
da die vollständige Überzugsbildung innerhalb von 5 Sek. erfolgt.
Wenn die zu behandelnden Werkstücke Aluminium, Blei oder dergleichen als Verunreinigungen oder Legierungsbestandteile
enthalten, kann der Lösung einfaches Fluorid oder
komplexes Fluorid zugesetzt v/erden.
komplexes Fluorid zugesetzt v/erden.
Vorzugsv/e Lse v/erden die Oberflächen unmittelbar nach der
Behänd! iin=; mit der Phosphatlerungslösung getrocknet und
80981 4/0575
dann auf die phosphatierten Oberflächen eine wäßrige Chromsäurelösung, deren Cr(VI)/Cr(III)-Verhältnis im Bereich von
2 bis 10 liegt und die einen pH-Wert im Bereich von 2 bis 5 aufweist, in abgemessener Flüssigkeitsmenge aufgebracht.
Die in der Chromatlösung enthaltene Gesamtmenge an Cr(VI) und Cr(III) richtet sich nach der Flüssigkeitsmenge, die auf
die Oberfläche aufgebracht werden soll, und nach der gewünschten Menge Chrom, die auf den Oberflächen abgelagert
werden soll. Sie liegt normalerweise im Bereich von 0,2 bis g/l. Die Lösung kann zusätzlich zum Cr(VI) und Cr(III) einfaches
Fluorid, komplexes Fluorid oder Zinkionen enthalten. Die wäßrige Lösung kann beispielsweise durch Lösen von CrO,
und partielle Reduktion mit einem niedrigen Alkohol, z.B. Methanol oder Äthanol, oder einer organischen Säure, z.B.
Ameisensäure, Oxalsäure, hergestellt werden.
Die auf die phosphatierten Oberflächen aufgetragene Flüssigkeitsmenge
beträgt zweckmäßig 0,5 bis 10 g/m und Vorzugs-
ρ ρ
weise 1 bis 5 g/m . Bei Mengen unter 0,5 g/m wird ein gleichmäßiger Auftrag schwierig, und bei Mengen über 10 g/m
erfordert die Trocknung nach dem Auftrag zuviel Zeit, oder
eine Trockenvorrichtung mit großer Kapazität sollte vorgesehen werden. Die Menge an Chrom auf den behandelten Ober-
flächen soll zweckmäßig 1 bis 50 mg/m betragen. Bei unter
1 mg/m wird eine unzureichende Korrosionsbeständigkeit
erzielt. Bei Mengen
herabgesetzt werden.
herabgesetzt werden.
erzielt. Bei Mengen über 50 mg/m kann die Lackhaftung
Der Auftrag abgemessener Mengen an Chromatlösung kann zweckmäßig mittels einer Walzenauftragsvorrichtung erfolgen. Eine
solche Vorrichtung ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Hierin bedeuten die Nummern 2, 3 und 4 Vorrichtungen zur
Einstellung der jeweiligen Position der Walzen 16 bzw. 15 bzw. 13. 5 und 6 sind Vorrichtungen zur Einstellung der
8098U/0575
jeweiligen Position der Walzen 17 bzw. 14. 7 ist eine Verrichtung zum Einstellen der gesamten Beschichtungsanlage
unter ein zu behandelndes Werkstück. 1 ist ein Luftzylinder zur Einstellung des Druckes der Beschichtungsanlage
gegen das zu behandelnde Werkstück, 8 und 9 sind Wannen für die wäßrige Chromatlösung. 10 ist ein Deckel
zur Vermeidung des Verspritzens von Lösung. 11 und 12 sind Walzen zum Einstellen des Zuges des zu behandelnden
Werkstückes. 13 und 14 sind Zufuhrwalzen zur Lieferung der wäßrigen Chromatlösung. 15 ist eine Dosierwalze, um die
Lösungsmenge einzustellen. 16 und 17 sind Auftragswalzen, die die Chromatlösung auf das Werkstück auftragen. 18 ist
das zu behandelnde Werkstück in Form eines Bandes, das in dem Schema von rechts nach links transportiert wird. Die
Drehrichtung der Walzen ist durch Pfeile gezeigt.
Die vorgeschlagene Arbeitsweise wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
8098U/0575
Bleche aus feuerverzinktem Stahl (50 χ 250 χ 0,35 mm) wurden
durch Naßschleifen poliert, um Chromat von der Oberfläche zu entfernen, getrocknet und dann gewogen (Gewicht WQ). Die
gev/ogenen Bleche wurden dann mit einer wäßrigen, kolloidales Titanphosphat enthaltenden Konditionierungslösung (Konzentration
1g/l, "Parcolene Z", Handelsprodukt der Nihon Parkerizing
Co.) 2 Sek. bei 600C durch Spritzen behandelt. Unmittelbar
danach wurden die Bleche mittels Walzen abgequetscht und dann durch Aufsprühen (150 ml/Sek.) mit einer
sauren Phosphatierungslösung, die 1,00 g/l Zn, 2,95 g/l Ni, 14,8 g/l PO^ und 2,00 g/l H2O2 enthielt und ein Säureverhältnis
von 7,6 aufwies (Lösung A), in Berührung gebracht. Die Lösung hatte eine Temperatur von 680C, und die Sprühdauer
betrug 1, 2, 4 oder 8 Sek. Unmittelbar danach wurden die Bleche mit Walzen abgequetscht, getrocknet und gewogen
(Gewicht W^.). Die mit dem Überzug versehenen Bleche wurden
dann zum Abstreifen und Lösen der überzüge 15 Min. bei 25°C in eine Lösung getaucht, die 49 Teile 28 #iges wäßriges
NH,, 49 Teile Wasser und 2 Teile Dichromsäure enthielt, und
mit Wasser gespült. Unmittelbar danach wurden die Bleche getrocknet und gewogen (Gewicht W2).
Das Gewicht des PhosphatÜberzuges (C^) pro Flächeneinheit
wurde berechnet nach der Formel (W^-W2) χ 100/25. Die Menge
an in dem Phosphatüberzug vorhandenem Z: nk (Z«) wurde nach
der Formel C^xO,428 ermittelt. Die Menge an pro Flächeneinheit
gelöstem Zink (Zg) wurde berechnet nach der Formel (Wq-W2)x100/25. Die sich in der sauren Phosphatierungslösung
angesammelte Menge Zink ^Zn) wurde nach der Formel (Zj3-Zq)
ermittelt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tab. 1 zusammengestellt. In der Tab. 1 sind gleichzeitig die Ergebnisse
mit Vergleichsblechen angegeben, die in gleicher Weise be-
8098U/0575
handelt worden waren mit der Abänderung, daß eine saure Phosphatierungslösung eingesetzt wurde, die 2,46 g/l Zn,
2,13 g/l Ni, 9PO g/l PO4, 2,70 g/l NO3, 2,00 g/l SiF6,
0,25 g/l F und 2,00 g/l Stärkephosphat enthielt und ein Säureverhältnis von 8,0 aufwies (Lösung B).
| Phosphatie | Kontaktzeit | 0W | 2C | 2E | ff/m2 |
| rungslö sung | Sek. | Φ | ff/m2 | Γι ο ff/m2 |
-0,04 |
| A | 1 | 1,20 | 0,52 | 0,48 | -0,05 |
| A | 2 | 1,51 | 0,64 | 0,59 | -0,05 |
| A | 4 | 1,53 | 0,65 | 0,60 | -0,03 |
| A | 8 | 1,51 | 0,64 | 0,61 | 0,29 |
| B | 1 | 0,05 | 0,02 | 0,31 | 0,32 |
| B | 2 | 0,31 | 0,13 | 0,45 | 0,15 |
| B | 4 | 1,24 | 0,53 | 0,68 | 0,07 |
| B | 8 | 1,55 | 0,66 | 0,73 | |
Abb. 1 zeigt eine Mikroskop-Aufnahme der mit Lösung A für
2 Sek. behandelten Oberfläche (mittels des Suzuki-Uni versal-Mikro-Druck-Verfahrens).
Abb. 2 zeigt eine entsprechende Aufnahme der mit Lösung B behandelten Oberfläche. Die Vergrößerung
betrug in jedem Fall χ 130.
Aus der aufgeführten Beziehung zwischen Schichtgewicht des auf der Oberfläche des behandelten Werkstückes gebildeten
Überzuges und der Kontaktzeit des Werkstückes mit der erfindungsgemäß eingesetzten Phosphatierungslösung sowie der
mikroskopischen Betrachtung des gebildeten Überzuges ist ersichtlich, daß die Schichtbildung nach einer Kontaktzeit
8098U/0S75
von 1 bis 2 Sek. vollständig ist. Die kristalline Struktur des Überzuges ist außergewöhnlich kompakt im Vergleich
zu der bei Anwendung einer üblichen nitrathaltigen Phosphatierungslösung
erhaltenen. Die Menge an von dem behandelten Werkstück aufgelösten Zink ist niedriger als die
in der gebildeten Schicht enthaltene Zink-Menge. Der Einsatz der erfindungsgemäß zu verwendenden Behandlungslösung
ist daher mit keinem Schlamm verbunden, und wenn die behandelte Oberfläche unmittelbar nach der Bildung des
chemischen Überzuges ohne Wasserspülung getrocknet wird, kann eine entsprechende Qualität erzielt werden wie die,
wenn eine Spülung durchgeführt wird.. Die erfindungsgemäße Arbeitsweise zur Oberflächenbehandlung von Zink oder Zinklegierungen
kann daher ohne Schlammbildung und Abwasser durchgeführt werden.
Beispiele 2-11
Bleche aus feuerverzinktem Stahl (200 χ 300 χ 0,35 mm) wurden durch Naßschleifen behandelt, um den Chromatüberzug
von den Oberflächen zu entfernen. Die polierten Oberflächen wurden dann mit einer kolloidales Titanphosphat enthaltenden
Konditionierlösung (Konzentration 1 g/l; Handelsprodukt Parcolene Z der Nihon Parkerizing Co. Ltd.) im
Spritzen bei 60°C für 2 Sek. behandelt. Die behandelten Oberflächen wurden unmittelbar danach mit Walzen abgequetscht
und dann bei 68°C mit einer wäßrigen Phosphatierungslösung der in Tab. 2 angegebenen Zusammensetzung besprüht
(etwa 1000 ml/Sek.). Unmittelbar nach der Berührung mit der Lösung wurden die Bleche mit Walzen abgequetscht
und entweder ohne weiteres durch Warmluft getrocknet (Beispiele 2 bis 5 und 7 bis 11 sowie Vergleichsversuch B^)
oder zunächst mit Wasser gespült (Beispiel 6 und Vergleichs-
8098U/0575
versuch B2).
Auf die ohne Spülung getrockneten Bleche wurde eine wäßrige
Lösung aufgebracht, die ein Cr(Vl)/Cr(lIl)-Verhältnis von
3, einen pH-Wert von 2,6 und einen Gesamtchrom-Gehalt von 5 g/l aufwies (durch Reaktion von 130 Teilen CrO7, mit
8 Teilen Methanol in wäßriger Lösung, um das sechswertige Chrom partiell zu reduzieren). Die Lösung wurde in einer
Menge von etwa 2 ml/m bei Raumtemperatur mit einem Walzenbeschichter, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, aufgebracht.
Dann wurde mit Warmluft getrocknet.
Die gespülten Bleche (Beispiel 6 und Vergleichsversuch Bp)
wurden im Spritzen bei 60°C mit einer chromhaltigen Lösung, die, wie oben angegeben, hergestellt und mit Wasser auf einen
Gesamtchrom-Gehalt von 2 g/l verdünnt war, gespült. Nach
Abquetschen von überschüssiger Lösung mittels Walzen wurden die gespülten Bleche mit Warmluft getrocknet.
In Tab. 3 sind die erhaltenen Schichtgewichte, die Mengen an abgelagertem Chrom und die Ergebnisse im Salzsprühtest
(JIS Z - 2371) sowie nach der Lackierung im Biegetest und Salzsprüh-Test zusammengestellt.
Um die Wirksamkeit der oberflächenbehandelten Bleche nach der Lackierung zu zeigen, wurde auf die Bleche eine Zweischichtenlackierung
in einer Gesamtschichtfilmdicke von
18 Mikron aufgebracht (Zweischichten-Einbrenn-Typ für gefärbte galvanisierte Stahlbleche; Handelsprodukte KP Color
8410 bzw. KP Color 2105 der Kansai Paint Co.). Die lackierten
Bleche wurden dann dem Biegetest unterworfen (2 T-Bend-Test) bzw. mit Kreuz schnitt en versehen und dann im Salzsprühtest
(JIS Z - 2371) geprüft.
8098U/0575
Aus den erzielten Ergebnissen ist ersichtlich, daß durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise ein Phosphatüberzug
gebildet wird, der eine ausgezeichnete Haftfestigkeit für Lacke und eine hohe Korrosionsbeständigkeit für Oberflächen
aus Zink oder Zinklegierungen ergibt. Bei dem Verfahren kann die Spülstufe mit Wasser ausgelassen werden,
so daß die hiermit verbundenen Umweltprobleme entfallen.
Es findet auch keine Schlammbildung statt. Durch die angegebene Art der Chromatnachspülung entfällt ein Rückfluß
an Lösung und die Notwendigkeit einer periodischen Ergänzung der Lösung. Das Verfahren vermeidet damit praktisch jegliche
Umweltverschmutzungsprobleme.
8098U/057S
| Beispiel Nr. |
Zusammensetzung der Behandlungslösung g/l | Ni2+ | Co^+ : | *fr ! | H2O2 , | _ | F" | ι Beispiel 1 | Säure- ver- hält- nis |
Kontakt dauer (Sek.) |
Spülen der Schicht |
da | |
| 2 | Zn^+ | 3,00 | _ | 14,8 | 2,00 | - | _ | ι Beispiel 1 | 7,6 | 2 | nein | nein | |
| 3 | 1,00 | 2,00 | 1,00 | 14,8 | 2,00 | - | - | 7,6 | 2 | It | Il | ||
| 4 | 1,00 | - | 3,00 | 14,8 | 2,00 | 4,50 | - | 7,6 | 2 | ti | ti | ||
| 5 | 1,00 | 6,20 | - | 28,6 | 1,10 | 4,50 | - | 6,3 | 2 | Il | It | ||
| 6 | 2,30 | 6,20 | - | 28,6 | 1,10 | 4,50 | - | 6,3 | 2 | It | |||
| OO | 7 | 2,30 | 4,10 | 2,10 | 28,6 | 1,10 | 4,50 | - | 6,3 | 2 | nein | ||
| O «ο |
8 | 2,30 | - | 6,20 | 28,6 | 1,10 | - | - | 6,3 | 2 | ja | ||
| OD | 9 | 2,30 | 3,00 | - | 14,8 | 2,00 | - | 0,25 | 6,5 | 2 | |||
| 10 | 1,00 | 2,00 | 1,00 | 14,8 | 2,00 | - | 0,25 | 6,5 | 2 | ||||
| O | 11 | 1,00 | - | 3,00 | 14,8 | 2,00 | 0,25 | 6,5 | 2 | ||||
| tr» | Vergleich B^ | 1,00 | wie Vergleichsversuch B vor | 8 | |||||||||
| Vergleich B2 | wie Vergleichsversuch B vor | 8 | |||||||||||
| Beispiel Nr. |
Schicht gewicht g/m2 |
Abgelagertes Chrom mg/m |
Salzsprühtest 48 St d. (% angerostete Fläche) |
Lackierte Bleche | Salzsprühtest 1000 Std. Lac kunt e rwande- rung von der Ritzöcelle (mm) |
| 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
1,51 1,46 1,48 1.62 1,58 1,64 1,60 1,37 1.48 1,38 |
10,3 13,8 9,6 14,2 11,1 10,5 12,4 10,8 9,2 13,0 |
οοοοοοοοοο | Biegetest (2T-Bend-Test) Klebebandabzug bei 250C |
0 0 0,5 0,5 0,5 0 0 0,5 0 0 |
| Vergleich B1 Vergleich B2 |
1,55 1,52 |
11,2 11,8 |
40 15 |
Keine Veränderg. If ti Il tt tt tt It It It If It It It tt It It tt It |
2-5 1 |
|
It If
tf tt |
OJ CO CP O
Claims (2)
- PatentansprücheVerfahren zur Oberflächenbehandlung von Zink oder Zink legierungen unter Bildung eines Phosphatüberzuges, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen mit einer wäßrigen sauren Phosphatierungslösung, die 0,1 bis 5 g/l Zn, 1 bis 10 Gev/ichtsteile Ni und/oder Co pro Gewichtsteil Zn, 5 bis 50 g/l PO^ und 0,5 g/l Wasserstoffperoxid, berechnet als 100 % H2O2, enthält und frei von NO^- und NH^-Ionen ist, behandelt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen unmittelbar nach der Behandlung mit der Phosphatierungslösung getrocknet und dann auf die phosphatierten Oberflächen eine wäßrige Chromsäurelösung, deren Cr(Vl)/Cr(lIl)-Verhältnis im Bereich von 2 bis 10 liegt und die einen pH-Wert im Bereich von 2 bis 5 aufweist, in abgemessener Flüssigkeitsraenge aufgebracht wird.8098U/0575ORIGINAL INSPECTED
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11504776A JPS5339945A (en) | 1976-09-25 | 1976-09-25 | Surface treatment of zinc or zinc alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2739006A1 true DE2739006A1 (de) | 1978-04-06 |
| DE2739006C2 DE2739006C2 (de) | 1987-06-11 |
Family
ID=14652860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19772739006 Granted DE2739006A1 (de) | 1976-09-25 | 1977-08-30 | Verfahren zur oberflaechenbehandlung von zink oder zinklegierungen |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4142917A (de) |
| JP (1) | JPS5339945A (de) |
| AU (1) | AU513916B2 (de) |
| BE (1) | BE858860A (de) |
| CA (1) | CA1090237A (de) |
| DE (1) | DE2739006A1 (de) |
| ES (1) | ES462580A1 (de) |
| FR (1) | FR2365642A1 (de) |
| IT (1) | IT1087456B (de) |
| NZ (1) | NZ185216A (de) |
| SE (1) | SE424745B (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5792283A (en) * | 1993-09-06 | 1998-08-11 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Nickel-free phosphating process |
| WO2004104266A1 (de) * | 2003-05-23 | 2004-12-02 | Chemetall Gmbh | Verfahren und lösung zur beschichtung von metallischen oberflächen mit einer wasserstoffperoxid enthaltenden phosphatierungslösung, hergestellte metallgenstand und verwendung des gegenstandes |
| US8349092B2 (en) | 2002-07-10 | 2013-01-08 | Chemetall Gmbh | Process for coating metallic surfaces |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5811515B2 (ja) * | 1979-05-11 | 1983-03-03 | 日本ペイント株式会社 | 金属表面にリン酸亜鉛皮膜を形成するための組成物 |
| DE3101866A1 (de) * | 1981-01-22 | 1982-08-26 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur phosphatierung von metallen |
| GB8527833D0 (en) * | 1985-11-12 | 1985-12-18 | Pyrene Chemicals Services Ltd | Phosphate coating of metals |
| DE4433946A1 (de) * | 1994-09-23 | 1996-03-28 | Henkel Kgaa | Phosphatierverfahren ohne Nachspülung |
| BR9607700A (pt) * | 1995-03-07 | 1998-07-07 | Henkel Corp | Composição líquido aquosa e processo para formar um revestimento de conversão de fosfato em uma superfície de metal |
| US5888315A (en) * | 1995-03-07 | 1999-03-30 | Henkel Corporation | Composition and process for forming an underpaint coating on metals |
| CA2304689A1 (en) * | 1998-07-21 | 2000-02-17 | Kenneth E. Goze | Nickel-zinc phosphate conversion coatings |
| DE10320313B4 (de) * | 2003-05-06 | 2005-08-11 | Chemetall Gmbh | Verfahren zum Beschichten von metallischen Körpern mit einer Phosphatierungslösung, Phosphatierungslösung und die Verwendung des beschichteten Gegenstandes |
| US7670269B2 (en) * | 2006-09-05 | 2010-03-02 | Hoist Fitness Systems, Inc. | Chest press exercise machine with self-aligning pivoting user support |
| BRPI0811201A2 (pt) * | 2007-06-07 | 2014-10-29 | Henkel Ag & Co Kgaa | Composição de matéria líquida útil para a formação de um revestimento de conversão de fosfato sobre um substrato metálico, processo para a produção de um revestimento de conversão de fosfato sobre um substrato metálico, e, artigo de fabricação. |
| CN104711562B (zh) * | 2015-03-18 | 2017-12-19 | 周子豪 | 一种三元磷化剂 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2100021A1 (de) * | 1971-01-02 | 1972-09-07 | Collardin Gmbh Gerhard | Verfahren zum Aufbringen von Phos phatschichten auf Stahl, Eisen und Zinkoberflachen |
| DE2327304A1 (de) * | 1973-05-29 | 1974-12-12 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zum aufbringen von phosphatueberzuegen auf metalle |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2591479A (en) * | 1947-05-12 | 1952-04-01 | Parker Rust Proof Co | Method of and solution for coating surfaces chiefly of zinc |
| US3282744A (en) * | 1963-05-08 | 1966-11-01 | Lubrizol Corp | Chromate conversion coating |
| US3676224A (en) * | 1970-10-16 | 1972-07-11 | Lubrizol Corp | Phosphating solution with scale suppressing characteristics |
| DE2342558C3 (de) * | 1973-08-23 | 1982-11-11 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Phosphatierung von Metallen |
| GB1415999A (en) * | 1973-05-29 | 1975-12-03 | Pyrene Chemical Services Ltd | Process for forming phosphate coatings |
| JPS5332350B2 (de) * | 1973-06-05 | 1978-09-07 | ||
| JPS5437566B2 (de) * | 1974-01-22 | 1979-11-15 |
-
1976
- 1976-09-25 JP JP11504776A patent/JPS5339945A/ja active Granted
-
1977
- 1977-08-30 DE DE19772739006 patent/DE2739006A1/de active Granted
- 1977-09-16 FR FR7727981A patent/FR2365642A1/fr active Granted
- 1977-09-19 BE BE181042A patent/BE858860A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-09-20 NZ NZ185216A patent/NZ185216A/xx unknown
- 1977-09-22 IT IT27839/77A patent/IT1087456B/it active
- 1977-09-23 ES ES462580A patent/ES462580A1/es not_active Expired
- 1977-09-23 CA CA287,380A patent/CA1090237A/en not_active Expired
- 1977-09-23 SE SE7710704A patent/SE424745B/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-09-26 US US05/836,813 patent/US4142917A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-09-26 AU AU29124/77A patent/AU513916B2/en not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2100021A1 (de) * | 1971-01-02 | 1972-09-07 | Collardin Gmbh Gerhard | Verfahren zum Aufbringen von Phos phatschichten auf Stahl, Eisen und Zinkoberflachen |
| DE2327304A1 (de) * | 1973-05-29 | 1974-12-12 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zum aufbringen von phosphatueberzuegen auf metalle |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5792283A (en) * | 1993-09-06 | 1998-08-11 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Nickel-free phosphating process |
| US8349092B2 (en) | 2002-07-10 | 2013-01-08 | Chemetall Gmbh | Process for coating metallic surfaces |
| WO2004104266A1 (de) * | 2003-05-23 | 2004-12-02 | Chemetall Gmbh | Verfahren und lösung zur beschichtung von metallischen oberflächen mit einer wasserstoffperoxid enthaltenden phosphatierungslösung, hergestellte metallgenstand und verwendung des gegenstandes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE7710704L (sv) | 1978-03-26 |
| JPS5540666B2 (de) | 1980-10-20 |
| US4142917A (en) | 1979-03-06 |
| CA1090237A (en) | 1980-11-25 |
| SE424745B (sv) | 1982-08-09 |
| FR2365642B1 (de) | 1980-08-01 |
| NZ185216A (en) | 1979-10-25 |
| DE2739006C2 (de) | 1987-06-11 |
| AU2912477A (en) | 1979-04-05 |
| JPS5339945A (en) | 1978-04-12 |
| FR2365642A1 (fr) | 1978-04-21 |
| IT1087456B (it) | 1985-06-04 |
| AU513916B2 (en) | 1981-01-15 |
| BE858860A (fr) | 1978-01-16 |
| ES462580A1 (es) | 1979-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69737728T2 (de) | Lösung und Verfahren zur Herstellung von Schutzschichten auf Metallen | |
| DE1933013C3 (de) | Verfahren zur Erzeugung von Schutzschichten auf Aluminium, Eisen und Zink mittels komplexe Fluoride enthaltender Lösungen | |
| EP0214571B1 (de) | Verfahren zur Erzeugung von Konversionsschichten auf Zink und/oder Zinklegierungen | |
| EP2507408B1 (de) | Mehrstufiges vorbehandlungsverfahren für metallische bauteile mit zink- und eisenoberflächen | |
| EP0056881B1 (de) | Verfahren zur Phosphatierung von Metallen | |
| EP0796356B1 (de) | Verfahren zum aufbringen von phosphatüberzügen auf metalloberflächen | |
| EP0064790A1 (de) | Verfahren zur Phosphatierung von Metallen sowie dessen Anwendung zur Vorbehandlung für die Elektrotauchlackierung | |
| DE2739006C2 (de) | ||
| DE3650659T2 (de) | Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen | |
| DE3500443A1 (de) | Verfahren zur verbesserung des korrosionsschutzes autophoretisch abgeschiedener harzschichten auf metalloberflaechen | |
| DE3430587A1 (de) | Verfahren zum ausbilden eines phosphatkonservierungsfilmes auf der oberflaeche von stahlteilen | |
| DE69119138T2 (de) | Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen | |
| EP0039093B1 (de) | Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen sowie dessen Anwendung | |
| DE3245411C2 (de) | ||
| DE2701321A1 (de) | Verfahren zur nachbehandlung von oberflaechen von zink oder zinklegierungen | |
| DE2031358C3 (de) | Verfahren zur Erzeugung von Schutzschichten auf Aluminium, Eisen und Zink mittels saurer, komplexe Fluoride enthaltender, Lösungen | |
| DE2715291A1 (de) | Verfahren zur herstellung amorpher, leichter, festhaftender phosphatueberzuege an eisenmetalloberflaechen | |
| EP0215041B1 (de) | Verfahren zum phosphatieren von metalloberflächen | |
| DE1696143B2 (de) | Verfahren zum erzeugen von schwarzen matten oberflaechenschichten auf gegenstaenden aus eisenmetallen, cadmium, zink oder aluminium | |
| DE3437925A1 (de) | Verfahren zum aufbringen von phosphatueberzuegen | |
| DE69325035T2 (de) | Zusammensetzung und verfahren zum behandeln von verzinnten stahlplatten | |
| EP0127204B1 (de) | Verfahren zum Phosphatieren von Verbundmetallen | |
| DE1521715C3 (de) | Verfahren zur Erzeugung von Schutzschichten auf Zink und verzinkten Oberflächen mittels saurer, komplexe Fluoride enthaltender Lösungen | |
| DE2419526A1 (de) | Versiegelnde spuelung fuer phosphatueberzuege auf metallen | |
| DE102022106091A1 (de) | Verfahren zum Modifizieren einer Oberfläche eines beschichteten Stahlblechs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |