CH343201A - Verfahren zur Erhaltung der Wirksamkeit von Phosphatierungsbädern - Google Patents

Description

  Verfahren zur Erhaltung der Wirksamkeit von     Phosphatierungsbädern       Wie bekannt, haben die     Phosphatierungsverfahren     für den Oberflächenschutz von Metallen und insbe  sondere von Eisen in der modernen Technik eine  erhebliche Bedeutung erlangt.  



  Diese Verfahren werden üblicherweise in der  Wärme bei einer Temperatur von 40 bis 50  C durch  geführt, indem     Phosphatierungsbäder        wechselnder    Zu  sammensetzung auf Phosphat- und     Zinknitratgrund-          lage    in bestimmten Verhältnissen angewandt wer  den. Diese Bäder können auch andere Salze ent  halten, z. B. solche von Kupfer und Nickel, die als  Beschleuniger wirken. Man kennt auch     Kaltphos-          phatierungsverfahren,    bei welchen Bäder mit Be  schleunigern angewendet werden sowie mit einem       pH,    welcher gegenüber den bei höheren Tempera  turen arbeitenden Bädern um mindestens 0,5 Ein  heiten erhöht ist.  



  Die im     Kaltphosphatierungsverfahren    verwendeten  Bäder können aus den für das     Warmphosphatieren     verwendeten Bädern erhalten werden, indem man  einen Teil ihres Säuregehaltes neutralisiert und damit  eine Verschiebung des     plI    im erwähnten Sinne vor  nimmt, so dass das     Hydrolysegleichgewicht    sich auf  Raumtemperatur einstellt.

   Zur Beschleunigung der       Schichtbildung    brauchen aber die     Kaltphosphatie-          rungsbäder    einen     Oxydationsmittelüberschuss.    Nor  malerweise wird hierfür ein Gewichtsverhältnis       P..>05    :     N03    von 1 : 2 angewandt.  



  Es ist auch bekannt, dass die Speisungssalze (das  heisst die Salze, die den Bädern zugesetzt werden, um  die verbrauchten Bestandteile zu ersetzen) für     Kalt-          phosphatierungsbäder    eine bedeutend grössere     Oxyda-          tionsmittelmenge    enthalten müssen, als sie in den  Salzen für die     Warmbäderspeisung    enthalten sind.  



  Im praktischen Gebrauch dieser     Kaltphosphatie-          rungsbäder    hat man aber immer festgestellt, dass    deren Wirkungsdauer nicht zufriedenstellend ist. Man  hat gefunden, dass z. B. 1 Liter Bad, nachdem es ins  gesamt eine Oberfläche von 3     m"        phosphatiert    hat,  nach     3maligem    Auffrischen auf den ursprünglichen  Gehalt unter Verwendung einer Speisungslösung, in  welcher das Gewichtsverhältnis P,05 : N03 = 1 : 1,4  war, derart verschlechtert ist, dass es keinen guten       überzug    mehr ergibt, da während des Betriebes das  Gewichtsverhältnis     P,05:        N03    auf 1 : 7 gefallen ist.  



  Es wurde nun überraschend gefunden, dass die  Wirksamkeit eines     Kaltphosphatierungsbades    für eine  sehr grosse Anzahl von Arbeitsgängen erhalten bleibt,  wenn man Speisungssalze von anderer Zusammen  setzung als derjenigen des Bades anwendet, die ge  ringere     Oxydationsmittelmengen    als die früher ge  brauchten enthalten und damit eine Zusammensetzung  haben, die sich jener der für     Warmphosphatierungs-          bäder    verwendeten     Speisungssalze    nähert.  



  Damit bei den Kaltbädern die erforderliche Wirk  samkeit erhalten bleibt, setzt man gemäss vorliegender  Erfindung kontinuierlich oder diskontinuierlich Men  gen eines     Nitrites,    z. B.     Natriumnitrit,    berechnet als       NO,,    im Gewichtsverhältnis von nicht mehr als 1 : 10  der mit den Speisungssalzen zugesetzten, auf     N03    be  rechneten     Nitratmenge,    zu.  



  Diese Menge, welche zur Sicherstellung der Kon  zentration der oxydierenden Nitrite erforderlich ist,  ist     eine    unumgänglich notwendige Bedingung und  darf, wenn die Wirksamkeit nicht leiden soll, nicht  über die festgesetzte Grenze steigen. Dem Bad kön  nen auch Beschleuniger in Form von Kupfer- oder  Nickelsalzen zugesetzt werden. Die Vorteile der  vorliegenden Erfindung gegenüber den bekannten  Verfahren sind evident und werden anhand der fol  genden Beispiele näher erläutert.

        <I>Beispiel 1</I>  (nicht erfindungsgemässes Kontrollbeispiel)  In     einem    Liter     Phosphatierungsbad,    welches 20 g  Zn, 20 g P,05 und 40 g N03 (mit einem Gewichts  verhältnis von     P,05    :     N03    - 1 :

   2) enthält, werden  dünne, kleine Weichstahlbleche eingetaucht und     phos-          phatiert.    Nachdem 5 Serien solcher Bleche     phospha-          tiert    sind, die eine Gesamtoberfläche von 1     m2    haben,  wird das Bad aufgefrischt (das heisst, man setzt dem  Bad so viel Speisungslösung zu, bis 10     cm3    des Bades  die gleiche Anzahl     cm3    0,1-n     Ätznatronlösung    ver  brauchen [Indikator:     Phenolphthalein],    wie sie von  10     cm3    des Bades verbraucht wird, bevor die     Phos-          phatierung    beginnt).

    



  Die Speisungslösung enthält 170 g Zn, 170 g     P,05,     240 g     N03    und 0,1 g     Cu;    das Verhältnis     P,05    :     N03     ist     1.-    1,41. Mit der Speisung wird auch     NaN02    in  einem Ausmass von 50 g für jeden Liter Speisungs  lösung zugesetzt.  



  Nachdem 1 Liter Bad insgesamt 3     m2    Weichstahl  bleche     phosphatiert    hat und das Bad mit der genann  ten Speisungslösung dreimal aufgefrischt worden ist,  ist das Bad als unbrauchbar zu betrachten, weil es  eine ganz minderwertige     Phosphatschicht    bildet.    <I>Beispiel 2</I>  Man geht von einem Bad aus, dessen Verhältnisse,  was die Anfangszusammensetzung und die     Phosphatie-          rungstemperatur    anbelangt, die gleichen wie im Bei  spiel 1 sind; auch die Serien der einzutauchenden  Weichstahlbleche sind die gleichen wie die des Bei  spiels 1, und wie vorher wird das Bad jedesmal durch  Speisung aufgefrischt, wenn 1 Liter Bad 1 m' Blech       phosphatiert    hat.

   Die     portionenweise    oder kontinuier  lich zugesetzte Speisungslösung hat nun aber eine  Zusammensetzung von 170 g Zn, 240 g     P,05,    170 g       N03    und 0,1g     Cu,    was einem Gewichtsverhältnis von       P205    :     N03    - 1 : 0,71 entspricht. Der     Natriunmitrit-          zusatz,    berechnet als     NO..,    beträgt nicht mehr als       1110    der NOK Menge, die mit der Speisungslösung zu  gesetzt wird.  



  Wenn 1 Liter Bad 4     m2    Blech     phosphatiert    hat  und mit obiger Lösung viermal aufgefrischt wurde,  gibt das Bad weiterhin einen schützenden Überzug  mit gleich guten Eigenschaften wie beim ersten     phos-          phatierten    Quadratmeter.  



  Der Verlauf der Konzentration des     P.,05    ist nach  der     Phosphatierung    und der Speisung in den beiden  Beispielen folgender:  
EMI0002.0046     
  
     Das Gewichtsverhältnis     P,05:        N03    ist im ersten  Beispiel nach     Phosphatierung    von 3     m2    Blech und  dreimaligem Auffrischen von 1 : 2 auf 1 : 7 gesunken,  während es im zweiten Beispiel, nachdem es anfäng  lich auf 1 :2,5 gesunken war, dann für die ganze  Dauer des Versuches konstant geblieben ist.  



  <I>Beispiel 3</I>  (nicht erfindungsgemässes Kontrollbeispiel)  Man geht von einem Bad aus, das in allen Teilen  demjenigen des Beispiels 2 gleichkommt, wobei auch  die gleichen Modalitäten beobachtet werden, mit Aus  nahme des     Natriumnitrites,    das weder im Anfangsbad  vorhanden ist, noch durch die Speisung eingeführt  wird. Schon in den ersten Arbeitsgängen erhält man  auf den Blechen einen so ungenügenden     Oberflächen-          überzug,    dass man von Rostschutz nicht sprechen  kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Erhaltung der Wirksamkeit von Phosphatierungsbädern für die Phosphatierung von Metallen bei Raumtemperatur durch kontinuierliche oder diskontinuierliche Speisung mit Zinkphosphat sowie Zinknitrat und;oder Alkalinitrat, dadurch ge kennzeichnet, dass in den Speisungssalzen eine solche Gewichtsmenge eines Nitrits, berechnet als NO,, ent halten ist, dass sie 1J10 des mittels der Speisungssalze zugesetzten Nitratgewichtes, berechnet als N0.3, nicht übersteigt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man als Nitrit Natriumnitrit ver wendet. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass für Bäder mit Gewichtsverhält nissen von P205: N03 C 1 bei nachfolgenden Spei sungen mit Salzgemischen, die aus Zinkphosphat und Zinknitrat und/oder Alkalinitrat bestehen, die Ge- wichtsverhältniswerte von P,05: N03 zwischen 1 und 2 liegen. 3.

   Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtsverhältniswerte von P2O5: NOss in den Speisungsgemischen zwischen 1,2 und 1,45 liezen.