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DE2818160A1 - Verfahren zum organischen phosphatieren metallischer oberflaechen und vorrichtung zur durchfuehrung desselben - Google Patents

Verfahren zum organischen phosphatieren metallischer oberflaechen und vorrichtung zur durchfuehrung desselben

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Publication number
DE2818160A1
DE2818160A1 DE19782818160 DE2818160A DE2818160A1 DE 2818160 A1 DE2818160 A1 DE 2818160A1 DE 19782818160 DE19782818160 DE 19782818160 DE 2818160 A DE2818160 A DE 2818160A DE 2818160 A1 DE2818160 A1 DE 2818160A1
Authority
DE
Germany
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tub
treatment
ultrasonic wave
ultrasonic
treated
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19782818160
Other languages
English (en)
Inventor
Gianluigi Guidetti
Giuseppe Marolda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MARIN IND SpA
SCEAR CONTINENTALE
Original Assignee
MARIN IND SpA
SCEAR CONTINENTALE
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MARIN IND SpA, SCEAR CONTINENTALE filed Critical MARIN IND SpA
Publication of DE2818160A1 publication Critical patent/DE2818160A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C22/00Chemical 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
    • C23C22/73Chemical 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 characterised by the process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/10Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations

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  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

PATENTANWALT DIPLrING. PAUL DIEHL LIETZENBURGER STRASSE 53 · 1OOO BERLIN 15 · RUF (030) 8 82 20 63/ 882 2O
21. April 1978 D/Ke
1. Compagnia Continentale S.C.E.A.R. s.r.l« Via Tagiura, 9
I—20146 Mailand / Italien
und
2. Industriale Marin S.p.A. Corso Vercelli, 25
I—20100 Mailand / Italien
Verfahren zum organischen Phosphatieren metallischer Oberflächen und Vorrichtung zur Durchführung desselben
809846/0S80
Comp^Continer.rale u.Ind.Marin, Mailand
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum organischen Phosphatieren metallischer Oberflächen und auf eine Vorrichtung zur Durchführung desselben·
Unter dem "organischen Phosphatieren" versteht man das Kaltvorbehandlungsverfahren von Eisenmetallen und Nichteisenmetallen sowie von Legierungen derselben mit Ablagerung auf die Oberfläche derselben von durch einen Film aus Polymermaterial überzogenem Eisen- und Zinkphosphat. Dieses organische Phosphatierungsverfahren besitzt die Eigenschaft, die Behandlung jedweder durch Öle bzw. Fette verunreinigten metallischen Fläche zu gestatten, ohne die Notwendigkeit eines vorhergehenden Entfettungsvorganges.
Dieses Verfahren besteht im wesentlichen im kontinuierlichen bzw. diskontinuierlichen Eintauchen der zu behandelnden Werkstücke in dazugehörige, die Behandlungslösungen enthaltende Becken.
Das Vorhandensein der oben erwähnten, die Oberfläche verunreinigenden Verbindungen hat praktisch keinen Einfluß auf das Phosphatierungsverfahren. Deshalb ist eine theoretisch unbegrenzte Arbeitsfähigkeit der Behandlungsbecken gewährleistet.
Ein wichtigerer, den bekannten Phosphatierungsverfahren anhaftender Nachteil besteht darin, daß die aus metallischen Schlacken, Pulverablagerungen und aus verkohlten Seifen und Fetten bestehenden Unreinheiten der behandelten Oberflächen während der Behandlung nicht vollständig entfernt werden. Daraus folgt, daß die Oberflächen der mit den bekannten Phosphatierungsverfahren behandelten Metalle für die industriellen Arbeiten bzw. Werke, für deren Produkte ein hoher Fertigungsgrad verlangt wird,
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Comp.Coatinentale u.Ind.Marin, Mailand
nicht geeignet sind. Es kommen nämlich die infolge der auf der Oberfläche der behandelten Metalle verbliebenen Verunreinigungen entstandenen Defekte in allen denjenigen Lackierungsverfahren zum Vorschein, die mit Grundanstrichen bzw. Fertiganstrichen mit wässrigen oder organischen lösungsmitteln oder auch mit lösungsmittelfreien Produkten und auf Basis von Pulver durchgeführt werden.
Ein weiterer Mangel ist darauf zurückzuführen, daß die Behandlungszeiten zum organischen Phosphatieren, obwohl dieselBen kurzer als die Zeiten sind, die in alternativen Vorbereitungsverfahren auftreten, wie diejenigen der anorganischen Phosphatierung bzw. der einfachen Entfernung der öligen bzw. fetten Verunreinigungen, immerhin verhältnismäßig lang und infolgedessen in'.hohem Maße unökonomisch sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum organischen Phosphatieren sowie eine diesbezügliche Vorrichtung zu schaffen, die die aufgezählten Nachteile nicht mehr aufweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Behandlung unter der Einwirkung von Ultraschallwellen durchgeführt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die ebenfalls den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, besteht deshalb aus einem Bottich, in dem die polyphosphatische Behandlungslösung enthalten ist und einer oder mehreren in dem Bottich angeordneten Ultraschallwellenquellen·
Die Einwirkung der Ultraschallquellen während des Phosphatierungsvorganges hat die Beseitigung der Unreinheiten
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Comp.Continentals u.Ind.Marin,Mailand
der Oberflächen der behandelten Werkstücke zur Folge, so daß diese für jede beliebige Weiterverwendung geeignet sind. Die Ultraschallwellenquellen können sowohl magnetostriktiver als auch piezoelektrischer Art sein und haben Leistungen zwischen 0,2 und 12 kW und Frequenzen von 18 bis 50 kHz.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß die besseren Ergebnisse mit Ultraschallwellenquellen erzielt werden,die nach dem physikalischen Magnetostriktionsprinzip in einem Frequenzbereich von 19 bis 20 kHz arbeiten und die Strahlplatten haben, die eine Ultraschall-Leistung im Bereich von 1 bis 1,5 W/cm2 liefern.
Die Abmessungen der Geber oder im allgemeinen der Ultra— Schallwellenquellen, die Orientierung derselben und das Aufnahmevolumen der Bottiche hängen von der geometrischen Form der zu behandelnden Werkstücke, der Bewegungsgeschwindigkeit der Werkstücke - (für die kontinuierlich arbeitenden Anlagen) - und der Art der abzutragenden festen Verunreinigungen ab.
Die Behandlung der metallischen Oberflächen nach dem den Gegenstand vorliegender Erfindung bildenden Verfahren gewährleistet die vollständige Entfernung der öligen und fetten Verschmutzungen der Seifen oder verkohlten Fette und der festen Verunreinigungen, wie Feilspäne, Schlacken und Pulver.
Die Durchführungszeiten des organischen, den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Phosphat!erverfahrens sind in bezug auf das normale Verfahren erheblich herabgesetzt, und zwar aufgrund der von den Ultraschallwellen auf die zu behandelnde polyphosphatische Flüssigkeit ausgeübten Kavitationswirkung0
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Comp.Contin-sn^aIe uoInd.Marin,Mailand
Nach einer derartigen Behandlung werden durch die Flüssigkeit sowohl die Verschmutzungen schneller entfernt als auch die phosphatische Schutzschicht schneller abgelagert. Die Behandlungszeit kann somit für Flächen kleinerer Abmessungen auf 20-40 see. verkürzt werden. Die abgelagerte phosphatische Schicht erfährt außerdem aufgrund der Ultraschallwirkung eine bessere Kristallorientierung, die eine Herabsetzung der Rauheit der behandelten Werkstücke bewirkt.
Ferner hat sich gezeigt, daß die von den Ultraschallwellen ausgeübte Wirkung den Abbau der Verschmutzungen und Unreinheiten ergibt, die sich nach der Entfernung aus den Werkstücken im Behandlungsbottich sammeln. Dadurch, daß diese Unreinheiten starken, auf die Kavitationswirkungen zurückzuführenden Drücken ausgesetzt sind, ballen sie sich zusammen und können deshalb leichter aus dem Behandlungsbad entfernt werden.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Phosphatierungsbehandlung metallischer Werkstücke und
Fig. 2 eine Vorrichtung zur Phosphatierungsbehandlung einzelner Metallwerkstücke.
Danach besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur organischen Phosphatierungsbehandlung aus einem Bottich 1, der außen und seitlich mit einer schiefen Ebene 2 versehen ist, die zum Sammeln der Tropfen der behandelten Werkstücke dient. Der Bottich 1, der ggf. in einem dazu vorgesehenen Graben eingelegt sein kann (Fig.2), ist
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Co&p.Continentale u.Ind.Marin,Mailand
mit einem entfernbaren Doppelboden 3 versehen. Sollte der Bottich nicht eingegraben sein (Fig.l), so ist derselbe am Boden mit einem Ablaßventil 4 versehen.
Die polyphosphatische, im Bottich 1 enthaltene Behandlungslösung wird durch eine Pumpe 5 entnommen und über einweitmaschiges Filter 6 sowie durch eine Filtergruppe 7 an die abgewandte Bottichseite mittels der mit einem Absperrschieber 9 versehenen Leitung 8 geleitet. Bei kontinuierlich arbeitenden Vorrichtungen (s.Fig.l) ist oberhalb des Bottiches 1 eine Schiene 10 angeordnet, die$ eine zweckmäßige Bahn aufweist, entlang der die zu behandelnden Werkstücke durch eine geeignete Kette geleitet werden. Innerhalb des Bottiches 1 sind in gegenüberliegenden Stellungen wenigstens zwei Ultraschallgeber 11 und 11' angeordnet.
Bei Vorrichtungen für einzelne Behandlungen (s.Fig.2) ist dagegen an einer der Längsseiten des Bottiches 1 eine Schiene 12 angeordnet, entlang der über eine dazugehörige Laufkatze 13 ein Ultraschallgeber 14 laufen kann.
Bei beiden in Fig.l und 2 dargestellten Ausführungen sind die vorliegenden Vorrichtungen im Bereich der geneigten Tropfebene 2 mit einem Sauglüfter 15 zum Verdampfen der am behandelten metallischen Werkstück anhaftenden flüssigen Phase versehen.
Aus dem oben Angeführten und aus der Betrachtung der verschiedenen Figuren der beigefügten Zeichnungen sind die die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur organischen Phosph'fttierungsbehandlung von Oberflächen von metallischen Werkstücken kennzeichnenden Funktionalität und Anwendbarkeit/ideutlich entnehmbar.
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Claims (7)

  1. Conp.Contr.nen-^ale u.Ind.Marin, Mailand
    2813160
    Ansprüche :
    Verfahren zum organischen Phosphatieren metallischer Oberflächen von Werkstücken aus Eisen- und Nichteisenmetallen sowie aus Legierungen derselben durch Behandlung mit einer ein Polyphosphat enthaltenden Lösung zur Ablagerung einer Schocht aus Eisen- und Zinkphosphaten und Beschichtung mit einem Film aus Polymermaterial, dadurch gekennzeichnet , daß die Behandlung unter der Einwirkung von Ultraschallwellen durchgeführt wird.
  2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Bottich (1) mit herausnehmbarem Doppelboden (3), in dem die polyphosphatische Behandlungslösung enthalten ist und wenigstens eine in diesem Bottich (1) angeordnete Ultraschallwellenquelle (11,11',14).
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallwellenquellen (11,11',14) magnetostriktiver oder piezoelektrischer Art sind und mit einer im Bereich von 0,2 bis 12 kW variierbaren Leistung sowie mit Frequenzen von 18 bis 50 kHz arbeiten.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Ultraschallwellenquellen (11,11",14) in einem Frequenzbereich von 19 bis 20 kHz arbeiten und mit eine Ultraschall-Leistung von 1 bis
    2
    1,5 W/cm liefernden Strahlplatten versehen sind.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß ·,'■■■*
    S0984§/ÖS80 ORIGINAL INSPECTED
    Comp.Ccntinsntale u.Ind.Marin, Mailand - 2 -
    zwei oder mehr Ultraschallwellenquellen (11,11·) einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei eine Schiene (10,12) zum Transport des zu behandelnden Werkstückes oberhalb des Bottichs (1) angeordnet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Ultraschallwel— lenquelle (14) innerhalb des Bottichs (1) entlang einer an einem der Bottichlängsränder angeordneten Schiene (12) verfahrbar ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß am oberen Rand des Bottichs (1) eine schiefe Tropfebene (2) und ein Sauglüfter (15) zum Verdampfen der flüssigen Phase der behandelten metallischen Werkstücke angeordnet sind.
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    809846/068Ö
DE19782818160 1977-05-12 1978-04-21 Verfahren zum organischen phosphatieren metallischer oberflaechen und vorrichtung zur durchfuehrung desselben Withdrawn DE2818160A1 (de)

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DE19782818160 Withdrawn DE2818160A1 (de) 1977-05-12 1978-04-21 Verfahren zum organischen phosphatieren metallischer oberflaechen und vorrichtung zur durchfuehrung desselben

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GB1588912A (en) 1981-04-29
FR2390513A1 (fr) 1978-12-08
IT1107730B (it) 1985-11-25

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