[go: up one dir, main page]

SE530078C2 - Method, combined agent and use to obtain a corrosion protection surface layer on metals - Google Patents

Method, combined agent and use to obtain a corrosion protection surface layer on metals

Info

Publication number
SE530078C2
SE530078C2 SE0600244A SE0600244A SE530078C2 SE 530078 C2 SE530078 C2 SE 530078C2 SE 0600244 A SE0600244 A SE 0600244A SE 0600244 A SE0600244 A SE 0600244A SE 530078 C2 SE530078 C2 SE 530078C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
solution
liter
grams
permanganate
corrosion
Prior art date
Application number
SE0600244A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0600244L (en
Inventor
Hans Magnusson
Original Assignee
Altitech Ab
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 Altitech Ab filed Critical Altitech Ab
Priority to SE0600244A priority Critical patent/SE530078C2/en
Priority to PCT/SE2007/000101 priority patent/WO2007091945A1/en
Publication of SE0600244L publication Critical patent/SE0600244L/en
Publication of SE530078C2 publication Critical patent/SE530078C2/en

Links

Classifications

    • 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
    • C23C22/05Chemical 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
    • C23C22/60Chemical 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 alkaline aqueous solutions with pH greater than 8
    • 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
    • C23C22/05Chemical 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
    • C23C22/60Chemical 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 alkaline aqueous solutions with pH greater than 8
    • C23C22/66Treatment of aluminium or alloys based thereon
    • 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

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)

Description

530 078 Ren aluminium har mycket goda korrosionsegenskaper på grund av att ytan oxiderar i atmosfären. Ren aluminium används dock sällan som konstruktionsmaterial pà grund av dess dåliga häll- fasthetsegenskaper. 530 078 Pure aluminum has very good corrosion properties due to the fact that the surface oxidizes in the atmosphere. However, pure aluminum is rarely used as a construction material due to its poor strength properties.

Det är vanligt att förstärka det naturligt bildade oxidskiktet pà metaller såsom de ovan nämnda. Ett sätt att göra detta pà är genom anodisering av aluminium, vilket ger ett utmärkt kor- rosionsskydd. Dock är anodisering en elektrolytisk metod och den är därför dyr och dessutom är anodiseringsskiktet elekt- riskt isolerande. Metoden är därför olämplig för elektriska applikationer där god elektrisk ledningsförmàga krävs.It is common to reinforce the naturally formed oxide layer on metals such as those mentioned above. One way to do this is by anodizing aluminum, which provides excellent corrosion protection. However, anodizing is an electrolytic method and it is therefore expensive and in addition the anodizing layer is electrically insulating. The method is therefore unsuitable for electrical applications where good electrical conductivity is required.

Pà grund av de anledningar som beskrivs ovan har andra ytbe- handlingsmetoder, speciellt för aluminium och dess legeringar, eftersökts. Sagda metoder bör kunna uppvisa lika bra eller bättre korrosionsskydd som kromatering utan att leda till några negativa miljöeffekter.Due to the reasons described above, other surface treatment methods, especially for aluminum and its alloys, have been sought. Said methods should be able to exhibit as good or better corrosion protection as chromating without leading to any negative environmental effects.

US 4 755 224 beskriver en metallytbehandling med alkaliper- manganat, exempelvis kaliumpermanganat, för att erhålla en korrosionsskyddande yta av mangandioxid och aluminiumoxid. De korrosionsskyddande egenskaperna som uppnås genom denna metod sägs motsvara de som uppnås genom kromatering. Den manganbase- rade metoden är mycket mer fördelaktig ur miljösynpunkt, då mangan inte uppvisar de negativa egenskaper som diskuteras OVaIl .US 4,755,224 discloses a metal surface treatment with alkali permanganate, for example potassium permanganate, to obtain a corrosion protective surface of manganese dioxide and alumina. The anti-corrosion properties obtained by this method are said to correspond to those obtained by chromating. The manganese-based method is much more advantageous from an environmental point of view, as manganese does not exhibit the negative properties discussed OVaIl.

En nackdel med denna behandlingsmetod är att den kräver be- handling i flertalet bad vid en temperatur runt lOO°C, vilket gör metoden dyr och ofördelaktig ur arbetsmiljösynpunkt.A disadvantage of this treatment method is that it requires treatment in most baths at a temperature around 100 ° C, which makes the method expensive and disadvantageous from a work environment point of view.

WO Ol/31084 beskriver en metod för ytbehandling av metaller, såsom aluminium och zink, för att erhålla ett korrosionsskyd- dande ytskikt av mangandioxid pà nämnda metaller. Ytbehand- lingen genomförs i två separata steg. Det första steget omfat- 530 078 tar att man bringar det objekt som ska ytbehandlas i kontakt med en vattenlösning innehållande svavelsyra och ett oxida- tionsmedel för syran, såsom ett alkalimetallpermanganat eller ammoniumpersulfat. Det andra steget omfattar att man bringar objektet i kontakt med en vattenlösning innehållande ett alkalimetallkarbonat och ett alkalimetallpermanganat, varvid objektets yta passiveras.WO Ol / 31084 describes a method for surface treatment of metals, such as aluminum and zinc, in order to obtain a corrosion-protective surface layer of manganese dioxide on said metals. The surface treatment is carried out in two separate steps. The first step comprises contacting the object to be surface treated with an aqueous solution containing sulfuric acid and an oxidizing agent for the acid, such as an alkali metal permanganate or ammonium persulfate. The second step comprises contacting the object with an aqueous solution containing an alkali metal carbonate and an alkali metal permanganate, thereby passivating the surface of the object.

Sålunda är ett av syftet med uppfinningen att tillhandahålla en metod genom vilken det är möjligt att uppnå ett ökat oxida- tionsskikt på nämnda metaller som är tjockt nog för att uppnå ett gott korrosionsskydd, men tunt nog för att uppnå tillräck- lig konduktivitet även vid mycket höga frekvenser, till exem- pel upp till 4O GHz.Thus, one of the objects of the invention is to provide a method by which it is possible to achieve an increased oxidation layer on said metals which is thick enough to achieve a good corrosion protection, but thin enough to achieve sufficient conductivity even at very high high frequencies, for example up to 4O GHz.

Ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla, liksom kromatering, en nedsänkningsmetod som inte är dyr och som är enkel att utföra.Another object of the invention is to provide, like chromating, a immersion method which is not expensive and which is easy to perform.

Ett annat syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en me- tod som är miljövänlig.Another object of the invention is to provide a method which is environmentally friendly.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en medel för användning i metoden enligt uppfinningen.A further object of the invention is to provide a means for use in the method according to the invention.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen hänför sig till använd- ningen av ett alkalimetallsalt av gallussyra för att uppnå ett korrosionsskyddande skikt på ett metallobjekt av aluminium, magnesium, zink och legeringar av dessa.A further object of the invention relates to the use of an alkali metal salt of gallic acid to achieve a corrosion protective layer on a metal object of aluminum, magnesium, zinc and alloys thereof.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt en av uppfinningens ändamål åstadkoms dessa mål genom en metod för ytbehandling av metallobjekt av aluminium, magne- sium, zink och legeringar därav för att erhålla ett korro- sionsskyddande skikt, vilken omfattar följande steg: - nedsänkning av objektet i en betlösning 530 078 - nedsänkning av objektet i en deoxideringslösning innefat- tande ett alkalimetallsalt av gallussyra i en koncentration av 0,1-20 gram/liter, samt - nedsänkning av objektet i en behandlingslösning med en tem- peratur inom intervallet 15-60°C och ett pH inom intervallet 10,5-11,5, innefattande permanganat i en koncentration av 2-10 gram/liter, karbonat och persulfat för att erhålla ett korro- sionsskyddande skikt bestående av oxider av den behandlade me- tallen och mangandioxid, varvid proportionen permanganat till karbonat till persulfat är 1:1:2, varjämte ovanstående lös- ningar är vattenlösningar.SUMMARY OF THE INVENTION According to one of the objects of the invention, these objects are achieved by a method of surface treatment of metal objects of aluminum, magnesium, zinc and alloys thereof to obtain a corrosion protective layer, which comprises the following steps: - immersing the object in a solution. 530 078 - immersion of the object in a deoxidizing solution comprising an alkali metal salt of gallic acid in a concentration of 0.1-20 grams / liter, and - immersion of the object in a treatment solution with a temperature in the range 15-60 ° C and a pH in the range of 10.5-11.5, comprising permanganate at a concentration of 2-10 grams / liter, carbonate and persulfate to obtain a corrosion protective layer consisting of oxides of the treated metal and manganese dioxide, the proportion permanganate to carbonate to persulphate is 1: 1: 2, and the above solutions are aqueous solutions.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen uppnås dessa mål genom ett kombinerat medel att användas tillsammans med metoden en- ligt uppfinningen i form av en deoxideringslösning innefat- tande ett alkalimetallsalt av gallussyra i en koncentration av 0,1-20 gram/liter samt en behandlingslösning med ett pH inom intervallet 10,5-11,5 av alkalimetallsalter av permanganat i en koncentration av 2-10 gram/liter, karbonat och persulfat, varvid proportionen permanganat till karbonat till persulfat är 1:1:2, varjämte ovanstående lösningar är vattenlösningar.According to another aspect of the invention, these objects are achieved by a combined agent to be used in conjunction with the method according to the invention in the form of a deoxidation solution comprising an alkali metal salt of gallic acid in a concentration of 0.1-20 grams / liter and a treatment solution with a pH in the range of 10.5-11.5 of alkali metal salts of permanganate in a concentration of 2-10 grams / liter, carbonate and persulfate, the ratio of permanganate to carbonate to persulfate being 1: 1: 2, and the above solutions are aqueous solutions.

Enligt ytterligare aspekter av uppfinningen uppnås dessa mål genom användningen av ett alkalimetallsalt av gallussyra i en koncentration av 0,1-20 gram/liter i form av en deoxiderings- lösning för att erhålla ett korrosionsskyddande skikt på ett metallobjekt tillverkat av aluminium, magnesium, zink eller legeringar därav, genom nedsänkning av objektet i en betlös- ning, nedsänkning av objektet i deoxideringslösningen, samt nedsänkning av objektet i en behandlingslösning med en tempe- ratur inom intervallet 15-60°C och ett pH inom intervallet 10,5-11,5, innefattande permanganat i en koncentration av 2-10 gram/liter, karbonat och persulfat för att erhålla ett korro- sionsskyddande skikt bestående av oxider av de behandlade me- tallerna och mangandioxid, varvid proportionen av permanganat 530 Ü78 till karbonat till persulfat är 1:l:2, varjämte ovanstående lösningar är vattenlösningar.According to further aspects of the invention, these objects are achieved by the use of an alkali metal salt of gallic acid in a concentration of 0.1-20 grams / liter in the form of a deoxidation solution to obtain a corrosion protective layer on a metal object made of aluminum, magnesium, zinc or alloys thereof, by immersing the object in a beet solution, immersing the object in the deoxidation solution, and immersing the object in a treatment solution with a temperature in the range 15-60 ° C and a pH in the range 10.5-11, 5, comprising permanganate in a concentration of 2-10 grams / liter, carbonate and persulfate to obtain a corrosion-protective layer consisting of oxides of the treated metals and manganese dioxide, the proportion of permanganate 530 Ü78 to carbonate to persulfate being 1 : l: 2, and the above solutions are aqueous solutions.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV FIGURERNA Uppfinningen beskrivs nedan under hänvisning till de bifogade figurerna, pà vilka Fig. l är ett diagram av en GDS-analys av ett korrosionsskyddande skikt som i enlighet med uppfinningen har framställts på en aluminiumlegering och figuren visar tjocklek och sammansättning av det korrosionsskyddande skik- tet, och Fig. 2 är en SEM-bild av det korrosionsskyddande ytskiktet som àstadkommits genom uppfinningens metod bestående av aluminium- oxid och med manganoxidpartiklar som vita prickar.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention is described below with reference to the accompanying figures, in which Fig. 1 is a diagram of a GDS analysis of a corrosion protective layer which according to the invention has been made on an aluminum alloy and the figure shows the thickness and composition of the corrosion protective layer, and Fig. 2 is an SEM image of the corrosion-protective surface layer obtained by the method of the invention consisting of alumina and with manganese oxide particles as white dots.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Följande beskrivning av uppfinningen baseras på behandling av aluminium, men det ska noteras att även magnesium, zink och legeringar av dessa och av aluminium kan behandlas på samma sätt i enlighet med uppfinningen.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description of the invention is based on the treatment of aluminum, but it should be noted that also magnesium, zinc and alloys thereof and of aluminum can be treated in the same way in accordance with the invention.

Enligt uppfinningen ska den metallyta som ska förses med ett korrosionsskyddande ytskikt, efter lämplig tvättning, nedsän- kas i ett alkaliskt betbad, för att avlägsna föroreningar och sä kallad valshud. Det bör noteras att även en sur betning kan användas, vilken vanligen innehåller fluorider.According to the invention, the metal surface to be provided with a corrosion-protective surface layer, after suitable washing, must be immersed in an alkaline pickling bath, in order to remove contaminants and so-called roller skin. It should be noted that an acidic pickling can also be used, which usually contains fluorides.

Metallytan reagerar i omgivningen av nämnda oxidationsmedel och bildar ett passiverande oxidskikt med en materialtjocklek av upp till 200 nm, vilket är minst tio gånger så tjockt som det naturligt bildade oxidskiktet pä aluminium.The metal surface reacts in the environment of said oxidizing agent and forms a passivating oxide layer with a material thickness of up to 200 nm, which is at least ten times as thick as the naturally formed oxide layer on aluminum.

Den kemiska reaktionen kan med aluminium som exempel uttryckas genom följande formel: 530 078 4A1 + 2KMI1O4 + Kgsgøg = 2Al2Û3 + 2MI102 + 2K2SO3 Som kan utläsas ur formeln bildas aluminiumoxid och mangandi- oxid på aluminiumytan och tillhandahåller därmed det avsedda korrosionsskyddande skiktet. Dessutom ger mangandioxiden skik- tet en gulbrun ton, vilket är viktigt ur kvalitetsperspektiv, eftersom det är lätt att se att ytan har fàtt den avsedda yt- behandlingen.The chemical reaction can be expressed with aluminum as an example by the following formula: 530 078 4A1 + 2KMI1O4 + Kgsgøg = 2Al2Û3 + 2MI102 + 2K2SO3 Which can be read from the formula, alumina and manganese dioxide are formed on the aluminum surface and thus provide the intended corrosion protection layer. In addition, the manganese dioxide gives the layer a yellow-brown tone, which is important from a quality perspective, as it is easy to see that the surface has received the intended surface treatment.

Det bör noteras att det korrosionsskyddande skiktet också be- står av svavel som har sitt ursprung i persulfatet.It should be noted that the anti-corrosion layer also consists of sulfur originating in the persulphate.

Skiktets sammansättning kan analyseras genom glimurladdnings- spektroskopi (GDS), vilken innefattar en analys av atomsamman- sättningen i skiktet på olika nivåer. Analysen ger ett diagram i vilket sammansättning och tjocklek kan utläsas. Ett sådant diagram visas i Fig. 1.The composition of the layer can be analyzed by glow discharge spectroscopy (GDS), which includes an analysis of the atomic composition of the layer at different levels. The analysis provides a diagram in which composition and thickness can be read. Such a diagram is shown in Fig. 1.

Den mangandioxid som bildas under reaktionen syns som vita prickar pà ett foto som är taget med ett svepelektronmikroskop (SEM). Se Fig. 2.The manganese dioxide formed during the reaction appears as white dots on a photo taken with a scanning electron microscope (SEM). See Fig. 2.

Ett passande bad för ytbehandling enligt ovan innefattar: Kaliumpermanganat 5 gram/liter Kaliumkarbonat 5 gram/liter Kaliumpersulfat 10 gram/liter Badtemperaturen bör hållas inom temperaturintervallet från om- kring 15 till omkring 60°C. pH justeras med kaliumhydroxid till omkring 10,5-11,5. Ett nyblandat bad fungerar bäst om en liten mängd natriumaluminat sätts till badet. En lämplig kon- centration är 0,1-0,25 gram Al/liter. En lämplig processtid vid 20 - 25°C är 2 minuter.A suitable bath for surface treatment as above includes: Potassium permanganate 5 grams / liter Potassium carbonate 5 grams / liter Potassium persulfate 10 grams / liter The bath temperature should be kept in the temperature range from about 15 to about 60 ° C. The pH is adjusted with potassium hydroxide to about 10.5-11.5. A freshly mixed bath works best if a small amount of sodium aluminate is added to the bath. A suitable concentration is 0.1-0.25 grams Al / liter. A suitable process time at 20 - 25 ° C is 2 minutes.

Ur ovan kan utläsas att proportionen av permanganat till kar- bonat till persulfat bör vara l:l:2. Dock kan proportionen en- ligt uppfinningen ligga inom följande intervall; 1:l:0,8 till l:l:l,2. 530 078 Koncentration av kaliumpermanganat bör lämpligen vara mellan 2 till 10 gram/liter.From the above it can be deduced that the ratio of permanganate to carbonate to persulphate should be 1: 1: 2. However, the proportion according to the invention may be within the following range; 1: 1: 0.8 to 1: 1: 1, 2. 530 078 Concentration of potassium permanganate should suitably be between 2 to 10 grams / liter.

I en föredragen form av uppfinningen levereras blandningen av kaliumpermanganat, kaliumkarbonat och kaliumpersulfat som ett torrt pulver som löses i vatten.In a preferred form of the invention, the mixture of potassium permanganate, potassium carbonate and potassium persulphate is supplied as a dry powder which is dissolved in water.

När ytbehandlingen utförs pä de ovan nämnda metallerna och de- ras legeringar mäste passiveringen föregås av en tvättning av ytan för att avfetta objektets yta och avlägsna rester av skärolja och fingeravtryck samt tjocka oxidskikt fràn till- verkningen av metallen såsom så kallad valshud. Valshud av- lägsnas i ett processteg som benämns betning. Vid betningen mäste valet av betmetod anpassas till vilken metall som an- vänds och dess legeringar.When the surface treatment is performed on the above-mentioned metals and their alloys, the passivation must be preceded by a washing of the surface to degrease the object's surface and remove residues of cutting oil and fingerprints and thick oxide layers from the manufacture of the metal such as so-called roll skin. Roll skin is removed in a process step called pickling. When picking, the choice of picking method must be adapted to the metal used and its alloys.

Aluminiumlegeringar innehåller ofta kisel, magnesium, mäflgan och koppar. Dessa ämnen oxiderar under betningen och pà grund av detta behövs ytterligare ett behandlingssteg som benämns deoxidering.Aluminum alloys often contain silicon, magnesium, metal and copper. These substances oxidize during pickling and because of this an additional treatment step called deoxidation is needed.

Vid ytbehandling av aluminium i enlighet med uppfinningen an- vänds normal följande förbehandlingssteg: 1. Avfettning i en alkalisk behandlingslösning. 2. Sköljning i rent vatten. 3. Betning i en natriumhydroxidlösning, 50 gram/liter: Vid en temperatur av omkring 20-50°C. Processtid l min. 4. Sköljning i rent vatten. 5. Deoxidering i utspädd salpetersyra, 280 gram/liter, vid en temperatur av omkring 20-25°C. Processtid 1 min. 6. Sköljning i rent vatten.For surface treatment of aluminum in accordance with the invention, the following pretreatment steps are normally used: 1. Degreasing in an alkaline treatment solution. 2. Rinse in clean water. Pickling in a sodium hydroxide solution, 50 grams / liter: At a temperature of about 20-50 ° C. Process time l min. 4. Rinse in clean water. 5. Deoxidation in dilute nitric acid, 280 grams / liter, at a temperature of about 20-25 ° C. Process time 1 min. 6. Rinse in clean water.

Dock kan det ovan beskrivna deoxidationssteget ge otillfreds- ställande resultat för vissa legeringar pà grund av förpassi- vering av metallytan. Denna förpassivering är oönskad före den avsedda passiveringen. 530 078 Pá grund av detta finns det ett behov för en bättre deoxide- ringsmetod för de ovan identifierade metallerna och deras le- geringar. 3,4,5-trihydroxibensoesyra, allmänt benämnd gallussyra, är ett starkt reduktionsmedel vid alkaliska förhållanden. Uppfinnaren har nu överraskande funnit att en utspädd eller koncentrerad lösning av ett alkalimetallsalt av gallussyra, till exempel kaliumtrihydroxibensoat, antingen ensamt eller i kombination med andra typer av deoxideringsämnen ger ett tillfredsstäl- lande resultat. Enligt uppfinningen bör koncentrationen av gallussyra i den vattenbaserade behandlingslösningen vara om- kring 0,1-20 gram/liter, helst 0,5 gram/liter.However, the deoxidation step described above may give unsatisfactory results for some alloys due to pre-passivation of the metal surface. This pre-passivation is undesirable before the intended passivation. 530 078 Due to this, there is a need for a better deoxidation method for the metals identified above and their alloys. 3,4,5-Trihydroxybenzoic acid, commonly referred to as gallic acid, is a strong reducing agent in alkaline conditions. The inventor has now surprisingly found that a dilute or concentrated solution of an alkali metal salt of gallic acid, for example potassium trihydroxybenzoate, either alone or in combination with other types of deoxidizing agents gives a satisfactory result. According to the invention, the concentration of gallic acid in the aqueous treatment solution should be around 0.1-20 grams / liter, preferably 0.5 grams / liter.

Utan önskan att bindas av en specifik teori anses det att gal- lussyra bilar komplexföreningar med metallerna i fråga.Without the desire to be bound by a specific theory, it is believed that bile acids form complex compounds with the metals in question.

En koncentrerad behandlingslösning av kaliumtrihydroxibensoat kan tillverkas pà följande sätt: En passande behållare fylls med avjoniserat vatten eller des- tillerat vatten till % av den avsedda volymen. Vattnet värms till omkring 50°C. 100 g kaliumkarbonat per liter löses i det varma vattnet. När kaliumkarbonat har löst sig tillsätts 100 g gallussyra per liter under omrörning. När reaktionen och gas- bildningen har upphört tillsätts vatten till önskad volym.A concentrated treatment solution of potassium trihydroxybenzoate can be prepared as follows: A suitable container is filled with deionized water or distilled water to% of the intended volume. The water is heated to about 50 ° C. 100 g of potassium carbonate per liter are dissolved in the hot water. When potassium carbonate has dissolved, 100 g of gallic acid per liter are added with stirring. When the reaction and gas formation have ceased, water is added to the desired volume.

Den bildade lösningen kan användas för deoxidering av ovan identifierade metaller och deras legeringar antingen i koncen- trerad eller i utspädd form.The solution formed can be used for deoxidation of the metals identified above and their alloys either in concentrated or dilute form.

Följande ytbehandlingssekvens är lämplig för ytbehandling i enlighet med metoden enligt uppfinningen för aluminiumle- geringar med en làg halt av legeringsämnen, exempelvis för le- geringen EN 6082 enligt den Europeiska standarden: 1. Avfettning i en alkalisk behandlingslösning. 2. Sköljning i rent vatten. 53Û G78 3. Betning i en natriumhydroxidlösning, 50 gram/liter, vid en temperatur av omkring 20-50°C. Processtid 1 min. 4. Sköljning i rent vatten. 5. Deoxidering i en lösning av kaliumtrihydroxibensoat, 5 ml/liter, 20-25°C, 2 minuter. 6. Nedsänkning utan sköljning i ovan nämnda permanganatinne- hållande behandlingslösning, 2 minuter. 7. Sköljning i rent vatten. 8. Sköljning i varmt avjoniserat vatten. 9. Torkning i varm luft.The following surface treatment sequence is suitable for surface treatment in accordance with the method according to the invention for aluminum alloys with a low content of alloying elements, for example for the alloy EN 6082 according to the European standard: 1. Degreasing in an alkaline treatment solution. 2. Rinse in clean water. 53Û G78 3. Pickling in a sodium hydroxide solution, 50 grams / liter, at a temperature of about 20-50 ° C. Process time 1 min. 4. Rinse in clean water. Deoxidation in a solution of potassium trihydroxybenzoate, 5 ml / liter, 20-25 ° C, 2 minutes. Immersion without rinsing in the above-mentioned permanganate-containing treatment solution, 2 minutes. 7. Rinse in clean water. 8. Rinse in warm deionized water. 9. Drying in hot air.

Om en ytbehandlingsmetod i enlighet med uppfinningen ska vara användbar för vanliga industriapplikationer efterfrågas ett godkännande i enlighet med ett standardiserat accelererat kor- rosionstest.If a surface treatment method in accordance with the invention is to be useful for ordinary industrial applications, an approval is required in accordance with a standardized accelerated corrosion test.

Tester har visat att behandling genom deoxidering i kaliumtri~ hydroxibensoat i samband med ytbehandling i behandlingslös- ningen innehållande permanganat påtagligt ökar korrosionsskyd- det hos ytskiktet. Troligen beror det ökade korrosionsskyddet pà en mer jämn bildning av aluminiumoxid- och mangandioxid- skiktet pà ytan av den metall eller metallegering som behand- las. 10 plåtar (lOO*100*2mm) av legering EN 6082 (benämnda objekt) testades med och utan behandling med gallussyra i enlighet med uppfinningen. Utvärderingen av resultaten skedde efter l68h i NSS (Neutral Salt Spray) och resultaten visas i Tabell 1 nedan Tabe ll 1 Objekt: Nr. Med gallussyra Utan gallussyra 530 078 10 1 < 1% korr. 2 < 1% korr. 3 < 1% korr. 4 < 1% korr. 5 < 1% korr. 6 < 3% korr. 7 < 3% korr. 8 < 4% korr. 9 < 3% korr. 10 < 2% korr.Tests have shown that treatment by deoxidation in potassium tri-hydroxybenzoate in connection with surface treatment in the treatment solution containing permanganate significantly increases the corrosion protection of the surface layer. The increased corrosion protection is probably due to a more even formation of the alumina and manganese dioxide layers on the surface of the metal or metal alloy being treated. 10 plates (100 * 100 * 2mm) of alloy EN 6082 (named objects) were tested with and without treatment with gallic acid in accordance with the invention. The evaluation of the results took place after l68h in NSS (Neutral Salt Spray) and the results are shown in Table 1 below Table ll 1 Object: Nr. With gallic acid Without gallic acid 530 078 10 1 <1% corr. 2 <1% corr. 3 <1% corr. 4 <1% corr. 5 <1% corr. 6 <3% corr. 7 <3% corr. 8 <4% corr. 9 <3% corr. 10 <2% corr.

Såsom kan utläsas ur Tabell l, uppvisar plàtarna nr 1-5 som är behandlade med gallussyra en korrosionsgrad som är mindre än 1 %, medan plàt nr 6-10 som inte är behandlade med gallussyra uppvisar en korrosionsgrad som är mindre än 2 till 4 %.As can be seen from Table 1, plates Nos. 1-5 treated with gallic acid have a corrosion rate of less than 1%, while plates Nos. 6-10 which are not treated with gallic acid have a degree of corrosion of less than 2 to 4%. .

Claims (9)

538 078 ll KRAV538 078 ll KRAV 1. Metod för ytbehandling av metallobjekt omfattande alumi- nium, magnesium, zink och legeringar därav för att tillhanda- hålla ett korrosionsskyddande skikt på dessa, kännetecknad av följande steg: - nedsänkning av objektet i en betlösning, - nedsänkning av objektet i en deoxideringslösning innefat- tande ett alkalimetallsalt av gallussyra i en koncentration av 0,1-20 gram/liter, samt - nedsänkning av objektet i en behandlingslösning med en tem- peratur inom intervallet 15-60°C och ett pH inom intervallet 10,5-11,5, innefattande permanganat i en koncentration av 2-10 gram/liter, karbonat och persulfat för att erhålla ett korro- sionsskyddande skikt bestående av oxider av den behandlade me- tallytan och mangandioxid, varvid proportionen av permanganat till karbonat till persulfat är l:1:2, varjämte ovanstående lösningar är vattenlösningar.Method for surface treatment of metal objects comprising aluminum, magnesium, zinc and their alloys to provide a corrosion-protective layer thereon, characterized by the following steps: - immersion of the object in a pickling solution, - immersion of the object in a deoxidation solution comprising an alkali metal salt of gallic acid in a concentration of 0.1-20 grams / liter, and - immersion of the object in a treatment solution with a temperature in the range 15-60 ° C and a pH in the range 10,5-11, 5, comprising permanganate in a concentration of 2-10 grams / liter, carbonate and persulfate to obtain a corrosion-protective layer consisting of oxides of the treated metal surface and manganese dioxide, the proportion of permanganate to carbonate to persulfate being 1: 1 : 2, and the above solutions are aqueous solutions. 2. Metod enligt krav l, kännetecknad av att betlösningen är en alkalisk betlösning.Method according to Claim 1, characterized in that the beet solution is an alkaline beet solution. 3. Metod enligt krav 1, kännetecknad av att betlösningen är en sur betlösning.Method according to claim 1, characterized in that the beet solution is an acid beet solution. 4. Metod enligt krav l, kännetecknad av att behandlingslös~ ningen innefattar alkalimetallsalter av karbonat, persulfat och permanganat.Method according to claim 1, characterized in that the treatment solution comprises alkali metal salts of carbonate, persulphate and permanganate. 5. Metod enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att det korrosionsskyddande skiktet även innehåller svavel.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the corrosion-protective layer also contains sulfur. 6. Metod enligt krav 1, kännetecknad av att koncentrationen av gallussyra i deoxideringslösningen är 0,5 gram/liter. 530 078 12Method according to claim 1, characterized in that the concentration of gallic acid in the deoxidation solution is 0.5 grams / liter. 530 078 12 7. Metod enligt krav 1, kånnetecknad av att inget sköljsteg utförs mellan nedsänkning av objektet i deoxideringslösningen i form av ett reduktionsmedel innefattande ett alkalimetall- salt av gallussyra och nedsänkningen av objektet i behand- lingslösningen.Method according to claim 1, characterized in that no rinsing step is performed between immersion of the object in the deoxidation solution in the form of a reducing agent comprising an alkali metal salt of gallic acid and immersion of the object in the treatment solution. 8. Kombinerat medel att användas tillsammans med metoden en- ligt något av kraven 1-7, kånnetecknat av att det, för att er- hålla ett korrosionsskyddande skikt på de behandlade objekten, innefattar en deoxideringslösning innefattande ett alkalime- tallsalt av gallussyra i en koncentration av 0,1-20 gram/liter samt en behandlingslösning med ett pH inom intervallet 10,5- 1l,5 av alkalimetallsalter av permanganat i en koncentration av 2-10 gram/liter, karbonat och persulfat, varvid proportio- nen av permanganat till karbonat till persulfat är l:1:2, var- jämte ovanstående lösningar år vattenlösningar.Combined agent for use with the method according to any one of claims 1-7, characterized in that, in order to obtain a corrosion-protective layer on the treated objects, it comprises a deoxidizing solution comprising an alkali metal salt of gallic acid in a concentration of 0.1-20 grams / liter and a treatment solution with a pH in the range 10.5-11.5 of alkali metal salts of permanganate in a concentration of 2-10 grams / liter, carbonate and persulfate, wherein the proportion of permanganate to carbonate to persulphate is 1: 1: 2, in addition to the above solutions are aqueous solutions. 9. Användningen av ett alkalimetallsalt av gallussyra i en koncentration av 0,1-20 gram/liter i form av en deoxiderings- lösning vid metoden enligt krav 1 för att erhålla ett korro- sionsskyddande skikt på ett metallobjekt bestående av alumi- nium, magnesium, zink och legeringar av dessa genom - nedsänkning av objektet i en betlösning, - nedsänkning av objektet i deoxideringslösningen, samt - nedsänkning av objektet i en behandlingslösning med en tem- peratur inom intervallet 15-60°C och ett pH inom intervallet 10,5-11,5, innefattande permanganat i en koncentration av 2-10 gram/liter, karbonat och persulfat för att erhålla ett korro- sionsskyddande skikt bestående av oxider av den behandlade me- tallytan och mangandioxid, varvid proportionen av permanganat till karbonat till persulfat år 1:1:2, varjämte ovanstående lösningar är vattenlösningar.The use of an alkali metal salt of gallic acid in a concentration of 0.1-20 grams / liter in the form of a deoxidation solution in the method according to claim 1 to obtain a corrosion protective layer on a metal object consisting of aluminum, magnesium , zinc and its alloys by - immersing the object in a beet solution, - immersing the object in the deoxidation solution, and - immersing the object in a treatment solution with a temperature in the range 15-60 ° C and a pH in the range 10,5 -11.5, comprising permanganate at a concentration of 2-10 grams / liter, carbonate and persulphate to obtain a corrosion-protective layer consisting of oxides of the treated metal surface and manganese dioxide, the proportion of permanganate to carbonate to persulphate being 1: 1: 2, and the above solutions are aqueous solutions.
SE0600244A 2006-02-06 2006-02-06 Method, combined agent and use to obtain a corrosion protection surface layer on metals SE530078C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0600244A SE530078C2 (en) 2006-02-06 2006-02-06 Method, combined agent and use to obtain a corrosion protection surface layer on metals
PCT/SE2007/000101 WO2007091945A1 (en) 2006-02-06 2007-02-05 Method, composition and use for obtaining an anti-corrosion surface layer on metals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0600244A SE530078C2 (en) 2006-02-06 2006-02-06 Method, combined agent and use to obtain a corrosion protection surface layer on metals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0600244L SE0600244L (en) 2007-08-07
SE530078C2 true SE530078C2 (en) 2008-02-26

Family

ID=38345446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0600244A SE530078C2 (en) 2006-02-06 2006-02-06 Method, combined agent and use to obtain a corrosion protection surface layer on metals

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE530078C2 (en)
WO (1) WO2007091945A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115572979B (en) * 2022-10-08 2024-05-03 景德镇华信航空科技装备有限公司 A surface treatment process and device for aviation parts

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4755224A (en) * 1986-09-18 1988-07-05 Sanchem, Inc. Corrosion resistant aluminum coating composition
TW499503B (en) * 1999-10-21 2002-08-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Non-chromate chemical treatments used on magnesium alloys
SE515243C2 (en) * 1999-10-25 2001-07-02 Altitech Ab Procedures and agents for corrosion-resistant surface treatment of metals and surface-treated metal objects
JP2002294466A (en) * 2001-03-28 2002-10-09 Nippon Paint Co Ltd Chemical conversion treatment solution and surface treatment method for magnesium alloy and magnesium alloy base material
US6569498B2 (en) * 2001-07-20 2003-05-27 Sanchem, Inc. Passification of zinc surfaces
US20050167005A1 (en) * 2004-01-30 2005-08-04 Star Finishes, Inc. Pretreatment of aluminum surfaces

Also Published As

Publication number Publication date
SE0600244L (en) 2007-08-07
WO2007091945A1 (en) 2007-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tiringer et al. Effects of mechanical and chemical pre-treatments on the morphology and composition of surfaces of aluminium alloys 7075-T6 and 2024-T3
Mosiałek et al. Phosphate–permanganate conversion coatings on the AZ81 magnesium alloy: SEM, EIS and XPS studies
JP2001247986A (en) Composition for removing aluminum smut
TWI539032B (en) Electrolytic copper foil, cleaning fluid composition and cleaning copper foil method
EP3810833B1 (en) Process for treating the surface of a part made of aluminium or aluminium alloy or of magnesium or magnesium alloy
TW200949016A (en) Etching solution, etching pre-treating solution and etching process for copper or copper alloy
Eslami et al. Deposition and characterization of cerium-based conversion coating on HPDC low Si content aluminum alloy
Munson et al. Electrochemical characterization of different variants of a commercial trivalent chromium process (TCP) coating on aluminum alloy 7075-T6
US20040242449A1 (en) Nitric acid and chromic acid-free compositions and process for cleaning aluminum and aluminum alloy surfaces
US6793738B2 (en) Method for processing acid treatment solution, solution processed thereby, and method for treating articles therewith
JP3879038B2 (en) Surface treatment method of Mg alloy product and Mg alloy product formed with high corrosion resistance coating
SE530078C2 (en) Method, combined agent and use to obtain a corrosion protection surface layer on metals
JP3839362B2 (en) Methods for cleaning and passivating light alloy surfaces
Hughes et al. Desmutting of aluminium alloy 2024-T3 using rare earth electrolyte
KR102755496B1 (en) Method for producing corrosion-resistant aluminum-silicon alloy castings, such corrosion-resistant aluminum-silicon alloy castings and their uses
WO2018065564A1 (en) Aqueous solution and method for improving corrosion resistance of a cr(iii) conversion coating and modified cr(iii) conversion coating
WO2012157758A1 (en) Liquid for forming microstructure film on metal surface
US8262810B2 (en) Method for conversion treating surface of magnesium alloy workpiece
JP5352204B2 (en) Surface-treated aluminum material for vacuum equipment
JP7313037B2 (en) Desmutting agent for aluminum materials
JP5403642B2 (en) Corrosion resistant conductive material
SE515243C2 (en) Procedures and agents for corrosion-resistant surface treatment of metals and surface-treated metal objects
JP3625502B2 (en) Method for manufacturing aluminum coating material
JP4375827B2 (en) Alloy surface treatment method and alloy with excellent surface aging resistance
Cao et al. Synergistic effect of chloride and sulfite ions on the atmospheric corrosion of bronze

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed