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DE3925840A1 - Verfahren zur erzeugung von ueberzuegen auf zink - Google Patents

Verfahren zur erzeugung von ueberzuegen auf zink

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Publication number
DE3925840A1
DE3925840A1 DE3925840A DE3925840A DE3925840A1 DE 3925840 A1 DE3925840 A1 DE 3925840A1 DE 3925840 A DE3925840 A DE 3925840A DE 3925840 A DE3925840 A DE 3925840A DE 3925840 A1 DE3925840 A1 DE 3925840A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nickel
coatings
zinc
ions
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE3925840A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Mori
Hitoshi Ishii
Toshi Miyawaki
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.)
Nihon Parkerizing Co Ltd
Original Assignee
Nihon Parkerizing Co Ltd
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 Nihon Parkerizing Co Ltd filed Critical Nihon Parkerizing Co Ltd
Publication of DE3925840A1 publication Critical patent/DE3925840A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31Coating with metals
    • C23C18/32Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron
    • 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
    • C23C22/78Pretreatment of the material to be coated

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Chemically Coating (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Überzügen aus Nickel oder Nickelverbindungen auf Oberflächen von Zink oder Zinklegierungen mittels Nickelverbindungen enthaltender wäßriger alkalischer Lösungen sowie dessen Anwendung zwecks Vorbereitung der Oberflächen für die Phosphatierung.
Es ist bekannt, daß der Korrosionswiderstand von Oberflächen aus Zink oder Zinklegierungen verbessert werden kann, wenn Überzüge von Nickel oder Nickelverbindungen auf diesen Oberflächen erzeugt werden. So ist es bekannt, Lösungen anzuwenden, die ein Metall aus der Gruppe Nickel, Kobalt, Chrom, Antimon, Titan oder Mangan sowie einen Chelatbildner, wie Glyzin, enthalten (Japanische Patentpublikation Sho 57-45 833 (1982)). Weiterhin ist es bekannt, mit Überzugsmitteln, die Silber, Magnesium, Kadmium, Aluminium, Zinn, Titan, Antimon, Molybdän, Chrom, Cer, Wolfram, Mangan, Kobalt, Eisen-III oder Eisen-II und Nickel sowie einen Komplexbildner in einer Menge, die ausreicht, das Metallion in gelöstem Zustand zu halten, zu arbeiten (Japanische Patentpublikation Sho 43-12 974 (1968)). Im letztgenannten Fall soll der pH-Wert der Behandlungsflüssigkeit höher als 11 sein.
In den vorgenannten Fällen enthalten die Behandlungsflüssigkeiten überwiegend organische Chelatbildner als Komplexbildner für Metalle. Hierbei ist es infolge einer unzulänglichen Abscheidung von Metall oder Metallverbindungen schwierig, Überzüge mit einem hinreichend hohen Korrosionswiderstand zu erhalten. Sofern die Behandlung bei einem hohen pH-Wert für eine längere Zeitdauer vorgenommen wird, damit eine hinreichend hohe Metallabscheidung erfolgt, treten Probleme insofern auf, als nicht nur die Haftung der Überzüge auf der Metalloberfläche gering ist, sondern auch ein eventuell nachträglich aufgebrachter Lackfilm von geringer Qualität ist.
Darüber hinaus schafft die Entwicklung von Ammoniakgasen Probleme am Arbeitsplatz bzw. macht apparativ aufwendige Vorrichtungen erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, das die Nachteile der vorgenannten Verfahren nicht aufweist, und bei der Behandlung von Oberflächen aus Zink oder Zinklegierungen zu Überzügen führt, die ein ausreichend hohes Schichtgewicht und eine zufriedenstellende Haftung auf der Metalloberfläche aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem das Verfahren der eingangs genannten Art entsprechend der Erfindung derart ausgestaltet wird, daß man die Überzüge mittels einer Lösung erzeugt, die mindestens 20 ppm Nickel2+-Ionen und pro Mol Nickel mindestens die 6fache molare Menge NH3 enthält und einen pH-Wert kleiner als 11 aufweist.
Zwar ist es aus der bereits oben genannten Japanischen Patentpublikation Sho 43-12 974 (1968) bekannt, mit wäßrigen Behandlungsflüssigkeiten zu arbeiten, die einen Nickel/Ammonium-Komplex enthalten, jedoch arbeiten diese Behandlungsflüssigkeiten bei einem pH-Wert oberhalb 11, so daß die bereits genannten Nachteile auftreten.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Überzüge aus Nickel oder Nickelverbindungen weisen ein ausreichend hohes Schichtgewicht aus, so daß eine Auflösung von Zink aus der Metalloberfläche bei evtl. Folgebehandlungen weitgehend unterdrückt wird.
Für den Fall, daß die Konzentrationen an Nickel2+-Ionen in der Behandlungsflüssigkeit unterhalb von 20 ppm liegt, wird ein ausreichendes Schichtgewicht des Überzuges nicht erreicht. Auch für den Fall, daß das stöchiometrische Verhältnis von NH3 zu Nickel2+-Ionen geringer als 6 ist, werden ähnliche Ergebnisse beobachtet wie im Falle einer zu geringen Ni2+-Konzentration. Sofern die Konzentration an Ni2+-Ionen und NH3 100 g/l bzw. 300 g/l übersteigt, treten bei der Anwendung des Verfahrens insofern Probleme auf, als eine Auskristallisation von Nickelverbindungen und eine Verdampfung von Ammoniak nicht zu vermeiden ist und daher Veränderungen in der Zusammensetzung der Behandlungsflüssigkeit auftreten.
Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erzeugt man die Überzüge mittels einer Lösung, die 5 bis 50 g/l Ni2+-Ionen und 10 bis 100 g/l NH3 enthält.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bringt man die Überzüge mittels einer Lösung, deren Temperatur im Bereich von Raumtemperatur bis 50°C liegt, auf.
Die Applikation der Behandlungslösung erfolgt vorzugsweise im Tauchen oder Spritzen. Eine Erzeugung der Überzüge auf elektrolytischem Wege ist nicht ausgeschlossen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit besonderem Vorteil auf die Vorbehandlung der Oberflächen von Zink oder Zinklegierungen für die anschließende Phosphatierung anwendbar. Infolge der hohen Haftfestigkeit des erzeugten Überzuges von Nickel und/oder Nickelverbindungen und des ausreichend hohen Schichtgewichtes sind die gebildeten Phosphatüberzüge hinsichtlich Haftfestigkeit und Korrosionswiderstand von hoher Qualität. Im Anschluß an die Phosphatierung kann sich eine Lackierung, insbesondere eine Elektrotauchlackierung, anschließen. Im Hinblick darauf, daß die erzeugten Überzüge je nach Beschaffenheit der Behandlungsflüssigkeit ein schwarzes Aussehen besitzen und darüber hinaus die Schwärzung durch anschließende Phosphatierung erhöht werden kann, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere auch zur Herstellung von schwarzen Werkstücken.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher und beispielsweise erläutert.
Beispiele
Die nachfolgenden Tabellen 1 und 2 enthalten die Behandlungsbedingungen bei Durchführung der Beispiele 1 bis 9 bzw. der Vergleichsbeispiele 1 bis 4. Die Behandlungsflüssigkeit wurde jeweils durch Tauchen appliziert. Die Behandlungstemperatur betrug 40°C, ausgenommen bei Vergleichsbeispiel 3, bei dem die Temperatur der Behandlungsflüssigkeit 25°C war.
Die Nickel2+-Ionen wurden der Behandlungsflüssigkeit in Form von Nickelsulfat für den Fall zugegeben, daß die Einstellung des pH-Wertes mit Schwefelsäure erfolgte bzw. als Nickelchlorid bei Einstellung des pH-Wertes mit Salzsäure. Ammoniak wurde in Form einer 28 gew.-%igen wäßrigen Lösung eingebracht. Sofern erforderlich, wurde auch Ammoniumsulfat oder Ammoniumchlorid zugesetzt.
Tabelle 1
Behandlungsbedingungen
Tabelle 2
Die Bewertung der Ergebnisse erfolgte anhand von Proben der gemäß Tabellen 1 und 2 behandelten Bleche, die jeweils mit einem kathodischen Elektrotauchlack (Elecron 9410) mit einer Filmdicke von 20 µm beschichtet waren. Die Bleche wurden mit einem Gitterschnitt versehen und für die Dauer von 1000 Stunden dem Salzsprühtest ausgesetzt. Es wurde die maximale Blasenbildung auf einer Seite der Ritzstelle ermittelt. Die Testergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
Tabelle 3
Test-Ergebnisse
Die Versuchsergebnisse zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren den Widerstand der behandelten Bleche hinsichtlich Lackablösung deutlich verbessert. Dies beruht auf einer hervorragenden Phosphatierbarkeit der erzeugten Nickel und/oder Nickelverbindung enthaltenden Überzüge und auf der Haftung des nachfolgend aufgebrachten Lackes. Der Vorzug der Erfindung liegt insbesondere darin, daß die hervorragenden Ergebnisse mit einer vergleichsweise einfach beschaffenen Behandlungsflüssigkeit, die zudem auf chemischem Wege, d.h. ohne Anwendung von Strom, appliziert werden kann, erzielt werden. Insbesondere hierdurch ist eine einfache Überwachung der Behandlungsflüssigkeit gewährleistet. Das Verfahren ist zudem mit geringen Kosten verbunden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Erzeugung von Überzügen aus Nickel und/oder Nickelverbindungen auf Oberflächen von Zink oder Zinklegierungen mittels Nickelverbindungen enthaltender wäßriger alkalischer Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Überzüge mit einer Lösung erzeugt, die mindestens 20 ppm Ni2+-Ionen und pro Mol Nickel mindestens die 6fache molare Menge NH3 enthält und einen pH-Wert kleiner als 11 aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Überzüge mittels einer Lösung erzeugt, die 5 bis 50 g/l Ni2+-Ionen und 10 bis 100 g/l NH3 enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Überzüge mittels einer Lösung, deren Temperatur im Bereich von Raumtemperatur bis 50°C liegt, erzeugt.
4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, zwecks Vorbehandlung der Oberflächen von Zink oder Zinklegierungen für die Phosphatierung.
DE3925840A 1988-08-10 1989-08-04 Verfahren zur erzeugung von ueberzuegen auf zink Withdrawn DE3925840A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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JP63199370A JPH0723543B2 (ja) 1988-08-10 1988-08-10 亜鉛系めっき用表面処理液及び表面処理方法

Publications (1)

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DE8989114427T Expired - Lifetime DE58901024D1 (de) 1988-08-10 1989-08-04 Verfahren zur erzeugung von ueberzuegen auf zink.

Country Status (6)

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US (1) US4985087A (de)
EP (1) EP0355525B1 (de)
JP (1) JPH0723543B2 (de)
DE (2) DE58901024D1 (de)
ES (1) ES2032634T3 (de)
GB (1) GB2221698B (de)

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