DE319734C

DE319734C - Verfahren zur Herstellung von zinkhaltigen Schutzueberzuegen auf Metallgegenstaenden

Info

Publication number: DE319734C
Application number: DE1915319734D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1915-08-25
Filing date: 1915-08-25
Publication date: 1920-03-11

Description

Verfahren zur Herstellung von zinkhaltigen Schutzüberzügen auf Netallgegenständen. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Anbringung von zinkhaltigen Schutzüberzügen auf Metallgegenständen durch Eintauchen derselben in ein zinkhaltiges Schmelzbad, das mit einem zinkhaltigen Flußmittel bedeckt ist. Der Hauptzweck der Erfindung liegt darin, den Zinkgehalt des Bades auf wesentlich gleichförmiger Höhe zu halten, so daß der Schutzüberzug auf dem Arbeitsgut stets gleichförmig und unveränderlich ausfällt und sich elektropositiv zum Eisen verhält.
Nach der Erfindung wird der Zinkgehalt des Bades auf wesentlich gleichmäßiger Höhe dadurch gehalten, daß Zink periodisch zugesetzt wird, so daß ein Eisen- oder Stahlgegenstand beim Einführen in das Bad stets einen Anfangsüberzug aus einer Zink-Eisen-Legierung aus der Flußmittelschicht und der Oberfläche des Bades aufnehmen muß, die Ablagerung des äußeren aus einer Blei-Zink-Legierung bestehenden Überzuges im Schmelzbad erleichtert wird und dieser äußere Überzug gleichförmig ausfällt und unveränderlich dieselbe Beschaffenheit erhält. Das Zink wird vorzugsweise in geringem Überschuß über den mit den anderen Bestandteilen des Bades zu legierenden Betrag zugegeben, so daß sich etwas Zink auf der Oberfläche sammelt und ein Anzeigemittel für den Gehalt der Legierung bildet.
Vorzugsweise wird das Bad derart gehalten, daß ein Metallüberzug entsteht, welcher aus einer Legierung von Blei, Zinn und Zink besteht, wobei das Zinn weniger als =6 Prozent, das Zink weniger als 5 Prozent beträgt und der Rest aus Blei besteht. Der Prozentsatz des Zinks ist hierbei geringer als derjenige des Zinns; es hat sich gezeigt, daß Stahlbleche mit einem Überzuge der eben beschriebenen Zusammensetzung beim Eintauchen in eine 24prozentige Lösung von Schwefelsäure während 24 Stunden bei Zimmertemperatur keinerlei merklichen Angriff erfuhren.
Das neue Verfahren ist allgemein anwendbar nicht nur zur Herstellung des oben beschriebenen metallischen Überzuges, sondern zur Herstellung jeden Schutzüberzuges aus einer Legierung von Blei mit wenigen Prozenten Zink mit oder ohne Zusätz von Zinn oder Antimon.
Allgemein besteht das neue Verfahren darin, daß die Menge des Zinks im Bade durch Zusatz geringer Mengen von Zink in Intervallen konstant gehalten wird, um den gewünschten Prozentsatz dieses Metalles im Bade dauernd festzuhalten.
Es ist an sich bei der Herstellung von Zinklegierungen bekannt, auf die Verflüchtigung des Zinks durch Mehreinsatz Rücksicht zu nehmen. Dabei handelt es sich aber nur um einen einmaligen Zinküberschuß, während es nach der Erfindung darauf ankommt, bei einem zur Anbringung von zinkhaltigen Überzügen auf Metallgegenständen laufend benutzten Schmelzbade den Zinkgehalt durch periodischen Zusatz von Zink dauernd auf wesentlich gleichbleibender Höhe zu halten, was die oben beregten Vorteile ergibt.
Ein typisches Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens ist das folgende Der zu überziehende Gegenstand, der beispielsweise aus Eisen oder Stahl bestehen möge, wird in einem geeigneten Bade gereinigt, wobei zweckmäßig die übliche Schwefelsäurebeize benutzt wird. Hierauf wird der Gegenstand gewaschen und durch ein Bad gezogen, das aus Salzsäure und Salmiak oder Zinkchlorid oder diesen beiden Stoffen und Wasser besteht, ein Bac'L, das bei denn bekannten Galvanisierverfahren gewöhnlich benutzt wird. Der Gegenstand wird dann durch ein Bad aus geschmolzenem Blei, Zinn und Zink hindurchgeführt, das mit einer Salmiakschmelze bedekt ist, in welcher Zinksalze und .Eisensalze in geringen Mengen enthalten sind. Wegen der großen Verwandschaft zwischen Zink und Eisen oder Stahl nimmt der Gegenstand unmittelbar einen geringen Prozentsatz von Zink auf, und es bildet sich auf der Oberfläche des Eisens eine Zink-Eisen-Legierung, an welcher das Bad anhaftet Sobald der Gegenstand ungefähr die zwischen 345° und 455° C. liegende Temperatur des Bades erreicht hat, wird er herausgenommen und dann bis zur Erhärtung des Überzuges in Bewegung gehalten, so daß eine ungleichmäßige Ablagerung des Überzuges verhindert wird.
Das Bad hat vorzugsweise die folgende Zusammensetzung: Blei 94,95, Zink 1,81, Zinn 3,74. Diese Mischung gibt sehr gute Resultate.
Andere ebenfalls sehr geeignete Mischungen sind: Blei 99,5, Zink o,45, oder Blei 94,20, Zink o,8o und Zinn 2, -oder Blei 90,54, Zink 1,96 und Zinn 7,5, oder Blei 87, Zink g, Zinn xo, oder Blei 79, Zink 5, Zinn 16. Diese Legierung enthält jeweils annähernd die festgesetzte Menge von Zink beim Sättigungspunkt, wenn Temperaturen zwischen 345 ° und 455 ° C. benutzt werden. Bei gesteigerter Temperatur ist mehr Zink zu verwenden, andererseits ist bei gesteigertem Prozentsatz von Zinn der zur Sättigung des Bades erforderliche Prozentsatz von Zink ein höherer. Manchmal ist es erwünscht, Antimon teilweise oder ganz als Ersatz für Zinn zu verwenden, wenn höhere Prozentsätze von Antimon benutzt werden.
Das Zink verdampft leicht, und außer derjenigen Menge, welche mit den anderen Bestandteilen des Bades den Überzug auf dem Gegenstand bildet, verbindet sich eine weitere Menge mit dem Eisen des Gegenstandes zu einer Zink-Eisen-Legierung, und eine weitere Menge wird von der deckenden Schmelze aufgenommen, so daß das Bad an Zink verarmt, wenn nicht besondere Gegenmaßregeln getroffen werden. Der Erfinder hat festgestellt, daß es von großer Wichtigkeit ist, die Menge des Zinks im Bade gleichmäßig zu erhalten. Zu diesem Zweck werden in kurzen Zwischenräumen geringe Mengen von Z'nk zugesetzt, so daß vorzugsweise der Prozentratz dieses Metalles in der Legierung nahe an den Sättigungspunkt herankommt. Das Zink wird vorteilhaft in geschmolzenem Zustande zugeführt, so daß es sich im Bade leichter auflöst, und zwar wird meist etwas mehr Zink zugeführt und im Bade erhalten, als an sich mit dem übrigen Metall im Bade in Legierung treten soll. Auf diese Weise sammelt sich das Zink am Rande des Behälters und wird automatisch vom Bade aufgenommen, wenn der Zinkgehalt des Bades sich verringert. Die Gegenwart oder Abwesenheit von freiem Zink dient dem Arbeiter als ein Zeichen, ob die Legierung die genügende Menge von Zink enthält oder nicht. Dadurch, daß das Zink in geschmolzenem Zustande eingeführt wird, kann das Bad im Bedarfsfalle auf einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Zinks gehalten werden, womit nicht nur eine Ersparnis an Brennstoff sondern auch an Zink erzielt wird, da dieses bei solch niedriger Temperatur nicht so leicht verdampft. Gleichzeitig ergibt sich hieraus auch eine Zeitersparnis bei der Abkühlung und der Herstellung eines stärkeren Überzuges. Zur Wiederauffüllung des Bades werden Blei, Zinn, Antimon und Zink in den erforderlichen Mengen zugeführt.
Analyse und Prüfung eines mit dem beschriebenen Überzuge versehenen Gegenstandes haben gezeigt, daß der Überzug aus einer Unterschicht aus einer Zink-Eisen-Legierung besteht, die mit einer den äußeren Überzug bildenden Legierung aus Blei, Zinn und Zink bedeckt und verbunden ist. Der Erfinder hat festgestellt, daß Blei allein oder Blei und Zinn oder Blei und Antimon nicht leicht an Eisen oder Stahl anhaftet, wenn geringe Prozentsätze von Zinn oder Antimon benutzt werden. Zink aber verbindet ich wegen seiner stärkeren Verwandsehaft zum- Eisen leicht mit diesem, und die resultierende Zink-Eisen-Legierung bildet eine Grundlage für die Anhaftung der Blei-, Zinn-, Zinklegierung: Die Legierung der beschriebenen Art ist sehr widerstandsfähig gegen Witterung und Säureangriffe und ist elektropositiv zu Eisen. Die Legierung bildet einen glatten und gleichmäßigen Überzug, der bequem auf Röhren, Blechen u. dgl. angebracht werden kann. Der Überzug hat sich als besonders wertvoll zum Schutze von eisernen Gußstücken, besonders aber von schmiedbarem Guß gezeigt. Da der Überzug bei niedriger Temperatur angebracht wird, so ändert sich der für den schmiedbaren Guß erforderliche Kohlenstoffgehalt bzw. Kohlenstoffzustand nicht.
Der Überzug besitzt den weiteren Vorteil, daß -er dehnbar ist und nicht wie ein gewöhnlicher galvanischer Überzug unter Hammerschlägen wegbricht oder abbröckelt. Im Rahmen der Erfindung sind mannigfache Abweichungen möglich.

Claims

PATENT-ANsPRÜCHE: i. Verfahren zur Anbringung von zinkhaltigen Schutzüberzügen auf Metallgegenständen durch Eintauchen der letzteren in ein zinkhaltiges Schmelzbad, das mit einem geeigneten zinkhaltigen Flußmittel bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zinkgehalt des Bades durch periodischen Zusatz von Zink dauernd auf wesentlich gleichbleibender Höhe gehalten wird, so daß ein Gegenstand aus Eisen oder Stahl bei Einführung in das Bad stets aus der Flußmittelschicht und der Oberfläche des Bades einen anfänglichen Überzug aus einerZink-Eisen-Legierung empfängt, wodurch die Ablagerung des Außenüberzuges aus einer Blei-Zink-Legierung im Schmelzbade erleichtert wird und dieser äußere Überzug. stets dieselbe Zusammensetzung und Beschaffenheit erhält.
2. Verfahren -nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Zink vorteilhaft in geschmolzenem Zustande zugegeben und in leichtem- Überschuß über die mit den anderen Bestandteilen des Bades zu legierende Menge gehalten wird, so daß sich etwas Zink auf der Oberfläche sammelt und ein Anzeigemittel für den Zinkgehalt der Legierung bildet.