DE10016181A1 - Electrolytic coating of (cast) steel parts for vehicles comprises coating with zinc (alloy), phosphatizing and coating with a clear varnish obtained from a titanium and/or zirconium compound and organofunctional polysiloxane(s) - Google Patents

Electrolytic coating of (cast) steel parts for vehicles comprises coating with zinc (alloy), phosphatizing and coating with a clear varnish obtained from a titanium and/or zirconium compound and organofunctional polysiloxane(s)

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Abstract

Electrolytic coating of metal parts of steel or cast steel comprises coating with zinc (alloy), phosphatizing and coating with a protective layer of clear varnish obtained by reacting a titanium and/or zirconium compound with an organofunctional polysiloxane(s) and containing Cr(VI).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrolyti­ schen Beschichten von Metallteilen.The invention relates to a method for electrolytic coating of metal parts.

Zum Stand der Technik (EP 0 497 302 B1) gehört ein Verfahren zum direkten Zinkelektroplattieren von Aluminium­ band. Gemäß diesem Verfahren wird Aluminiumband mit einer Zinklegierung beschichtet, welches für die Verwendung bei der Herstellung von Automobilkarosserien geeignet ist.One of the prior art (EP 0 497 302 B1) Process for direct zinc electroplating of aluminum tape. According to this method, aluminum strip with a Zinc alloy coated, which for use in is suitable for the production of automobile bodies.

Gemäß diesem Stand der Technik wird das vorbehandelte Aluminiumband oder Aluminiumlegierungsband einer elektro­ lytischen Zinkbeschichtung in einem Zinksulfat- oder Zink­ chloridbeschichtungsbad unterzogen, welches zusätzlich zu Zn2+-Ionen Metallionen aus der Ni2+-Ionen und Fe2+-Ionen um­ fassenden Gruppe in einer Konzentration von mindestens zehn Gramm pro Liter enthält zur Bildung eines Beschichtungs­ überzuges aus einer Zn-Ni-, Zn-Fe- oder Zn-Ni-Fe-Legierung.According to this prior art, the pretreated aluminum strip or aluminum alloy strip is subjected to an electro-lytic zinc coating in a zinc sulfate or zinc chloride coating bath which, in addition to Zn 2+ ions, comprises metal ions from the group comprising Ni 2+ ions and Fe 2+ ions contains a concentration of at least ten grams per liter to form a coating of a Zn-Ni, Zn-Fe or Zn-Ni-Fe alloy.

Dieses zum Stand der Technik gehörende Verfahren zeigt ein spezielles Beschichtungsverfahren für Aluminiumband, welches in erster Linie als kontinuierliches Beschich­ tungsverfahren mit hoher Geschwindigkeit ausgebildet ist.This prior art method shows a special coating process for aluminum strip, which is primarily a continuous coating tion process is formed at high speed.

Zum Stand der Technik (JP 61-157693 AA) gehört weiter­ hin ein Verfahren zum elektrolytischen Beschichten von Alu­ miniumteilen. Gemäß dieser Druckschrift werden Aluminium­ teile phosphatiert mit einer Zink- oder Zinklegierungsvor­ behandlung. Auch diese Druckschrift zeigt ein spezielles Beschichtungsverfahren für Aluminiumteile. The prior art (JP 61-157693 AA) also includes towards a process for the electrolytic coating of aluminum split up. According to this document, aluminum parts phosphated with a zinc or zinc alloy treatment. This publication also shows a special one Coating process for aluminum parts.  

Zum Stand der Technik (WO 94/14999 A1) gehört darüber hinaus ein Verfahren, dessen Ziel es ist, eine nickelfreie Phosphatierung vorzunehmen. Dieses Ziel wird gemäß dieser Druckschrift nicht vollständig erreicht. Ziel dieser Druck­ schrift ist es, eine Nickelelimination ohne Qualitätsver­ lust gegenüber konventionellen Zink-, Nickel-, Mangan­ phosphatierungen zu erreichen. Gemäß dieser Druckschrift wird darüber hinaus als letzte Schicht ein Organik-Lack aufgetragen. Organik-Lacke haben den Nachteil, dass diese in der Dünnschichttechnik nicht einsetzbar sind. Organik- Lacke weisen immer große Schichtdicken auf.This also belongs to the prior art (WO 94/14999 A1) In addition, a process whose goal is to use a nickel-free To carry out phosphating. This goal is according to this Documentation not completely reached. Target this pressure It is written that nickel elimination without quality ver lust compared to conventional zinc, nickel, manganese to achieve phosphating. According to this document the last layer is an organic paint applied. Organic paints have the disadvantage that these cannot be used in thin-film technology. Organic Varnishes always have large layer thicknesses.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Verfahren zum elektrolytischen Beschich­ ten von Metallteilen aus Stahl oder Stahlguss anzugeben, bei dem die Metallteile einen sehr hohen Korrosionsschutz nach Aufbringen der Beschichtung aufweisen, und bei dem die Metallteile darüber hinaus nach dem Aufbringen der Be­ schichtung ein optisch vorteilhaftes Aussehen aufweisen.The technical problem underlying the invention is a process for electrolytic coating metal parts made of steel or cast steel, where the metal parts have very high corrosion protection have after application of the coating, and in which the Metal parts in addition after the application of the Be Layering have a visually advantageous appearance.

Dieses technische Problem wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This technical problem is solved by the procedure solved the features of claim 1.

Dadurch, dass das erfindungsgemäße Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:
Because the method according to the invention has the following method steps:

  • - galvanisches Verzinken von Metallteilen aus Stahl oder Stahlguss,- Galvanizing of metal parts made of steel or Cast steel,
  • - Phosphatieren, insbesondere Zinkphosphatieren,Phosphating, in particular zinc phosphating,
  • - anschließendes Auftragen einer Deckschicht aus Klarlack, welcher hergestellt ist durch Umsetzen wenigstens einer Verbindung des Titans und/oder Zirkons mit wenigstens einem organofunktionellen Polysiloxan,- subsequent application of a top coat of clear lacquer, which is made by converting at least one Connection of titanium and / or zircon with at least an organofunctional polysiloxane,

oder anstelle des galvanischen Verzinkens das Abscheiden einer Zinklegierungsschicht aus Zink-Eisen oder Zink-Ni­ ckel, weisen die Teile nach Aufbringen der Beschichtungen einen sehr hohen Korrosionsschutz auf. Darüber hinaus sehen die Teile optisch vorteilhaft aus, da die Teile ein titan­ ähnliches Aussehen aufweisen, wobei das Verfahren ökologi­ sche Vorteile gegenüber den zum Stand der Technik gehören­ den Verfahren aufweist.or deposition instead of galvanizing a zinc alloy layer made of zinc-iron or zinc-Ni  ckel, show the parts after applying the coatings a very high level of corrosion protection. See beyond the parts look optically advantageous because the parts are a titanium have a similar appearance, the process being ecological cal advantages over the state of the art has the procedure.

Dadurch, dass das hergestellte Schichtsystem eine Chrom(VI)-Freiheit aufweist, ist das erfindungsgemäße Ver­ fahren umweltfreundlicher gegenüber den zum Stand der Tech­ nik gehörenden Verfahren.The fact that the layer system produced a Chromium (VI) freedom, is the Ver invention drive more environmentally friendly compared to the state of the art nik related procedures.

Durch das Zinkphosphatieren und dem anschließenden Auftragen von Klarlack weisen die Teile einen Korrosions­ schutz auf, der extrem beständig ist.By zinc phosphating and the subsequent Applying clear varnish, the parts show corrosion protection that is extremely durable.

Darüber hinaus wird durch diese beiden Schritte er­ reicht, dass die Oberfläche der Metallteile ein titanähnli­ ches Erscheinungsbild erhält, welches ein optisch vorteil­ haftes Aussehen gewährleistet.In addition, through these two steps he will is enough that the surface of the metal parts is a titanium-like ch appearance, which is a visual advantage guaranteed appearance.

Erfindungsgemäß werden die Metallteile vorbehandelt, indem die Teile alkalisch entfettet und anschließend ge­ beizt werden.According to the invention, the metal parts are pretreated by degreasing the parts alkaline and then ge be stained.

Vorteilhaft können nach dem Beizen noch die weiteren Verfahrensschritte des elektrolytischen, alkalischen Entfettens und anschließenden Dekapierens durchgeführt werden, um eine vorteilhafte Vorbehandlung zu erzielen.The others can also be advantageous after pickling Process steps of the electrolytic, alkaline Degreasing and subsequent de-papering carried out to achieve an advantageous pretreatment.

Der erfindungsgemäß verwendete Klarlack hat den Vor­ teil, dass er nicht aus rein organischen Komponenten be­ steht, sondern unter Verwendung wenigstens einer Verbindung des Titans und/oder Zirkons hergestellt ist, welche mit we­ nigstens einem organofunktionellen Polysiloxan umgesetzt wurde. Er ist deshalb sehr beständig, umweltfreundlich und kann in sehr geringer Schichtdicke aufgetragen werden. Ver­ einfacht könnte der erfindungsgemäß verwendete Klarlack un­ ter Berücksichtigung seiner Eigenschaften als anorganischer Klarlack bezeichnet werden.The clearcoat used according to the invention has the front part that he is not made of purely organic components stands, but using at least one connection of titanium and / or zircon is made, which with we  implemented at least one organofunctional polysiloxane has been. It is therefore very stable, environmentally friendly and can be applied in a very thin layer. Ver the clearcoat used according to the invention could simply be un ter considering its properties as an inorganic Clear varnish.

Bevorzugt wird als Titan- oder Zirkonverbindung ein Ester oder Chelat verwendet. Als Chelat-Substituent dient vorzugsweise ein solcher, der über Sauerstoffatome an das Titan oder Zirkon gebunden ist. Derartige Ester oder O-Che­ late des Titans oder Zirkons sind grundsätzlich bekannt, so dass sie hier nicht weiter beschrieben werden müssen.A titanium or zirconium compound is preferred Ester or chelate used. Serves as a chelate substituent preferably one which has oxygen atoms attached to the Titanium or zircon is bound. Such esters or O-Che late of titanium or zircon are known in principle, so that they don't need to be described further here.

Eine weitere Komponente, welche bei der Herstellung des Klarlacks Verwendung findet, ist ein organofunktionel­ les Polysiloxan. Es können auch Mischungen verschiedener Polysiloxane verwendet werden. Das Polysiloxan dient als Haftvermittler im Klarlack.Another component that is used in the manufacture the clear coat is used is an organofunctional les polysiloxane. Mixtures of different types can also be used Polysiloxanes can be used. The polysiloxane serves as Adhesion promoter in the clear coat.

Bevorzugt weist das organofunktionelle Polysiloxan endständige Epoxidgruppen auf. Diese reagieren besonders gut mit der jeweiligen Metallverbindung, und es resultiert ein guter Korrosionsschutz des fertigen Klarlacks.The organofunctional polysiloxane preferably has terminal epoxy groups. These react particularly well with the particular metal compound and it results good corrosion protection of the finished clearcoat.

Die Umsetzung der Komponenten erfolgt zweckmäßig in einem Lösemittel, welches vorzugsweise ausgewählt ist aus Wasser und/oder wenigstens einem Alkohol und/oder wenigs­ tens einem Kohlenwasserstoff, insbesondere einem Kohlen­ wasserstoff mit fünf bis acht Kohlenstoffatomen. Bevorzugte Lösemittel sind niedere aliphatische Alkohole wie Ethanol und Isopropanol. Als Beispiele für Kohlenwasserstoff-Löse­ mittel können Pentan, Hexan, Heptan oder deren Gemische ge­ nannt werden. Auch aromatische Kohlenwasserstoffe sind einsetzbar.The components are advantageously implemented in a solvent, which is preferably selected from Water and / or at least one alcohol and / or a little tens of a hydrocarbon, especially a coal hydrogen with five to eight carbon atoms. Preferred Solvents are lower aliphatic alcohols such as ethanol and isopropanol. As examples of hydrocarbon solutions pentane, hexane, heptane or mixtures thereof can be used  be called. Aromatic hydrocarbons are also applicable.

Die Auswahl des Lösemittels richtet sich nach den im Klarlack verwendeten sonstigen Komponenten. Das Lösemittel sollte mit den Komponenten kompatibel sein und zu einer möglichst vollständigen Lösung der Bestandteile der Reak­ tionsmischung führen.The choice of solvent is based on the im Clear varnish used other components. The solvent should be compatible with the components and one as complete a solution as possible of the components of the reak lead mixture.

Für einige Lacke können Wasser oder wasserhaltige Lö­ semittel eingesetzt werden. Ein hoher Wasseranteil ist aus ökologischer Sicht vorteilhaft. Rein wässrige Lösemittel können vor allem bei Verwendung von Titan- oder Zirkonche­ laten als Metallverbindung verwendet werden, während es be­ vorzugt ist, bei Verwendung eines Esters möglichst kein Wasser einzusetzen. Entsprechend nimmt auch die Feuchtig­ keitsempfindlichkeit der Klarlackzusammensetzung mit zunehmendem Anteil an Chelat immer mehr ab, während ein höherer Esteranteil zu einer größeren Feuchtigkeitsempfind­ lichkeit führt.For some varnishes, water or water-based Lö means are used. A high proportion of water is out ecologically advantageous. Purely aqueous solvents can especially when using titanium or zirconia be used as a metal compound while it be is preferred, if possible, none when using an ester Use water. Accordingly, the moisture increases sensitivity of the clear lacquer composition with increasing proportion of chelate continues to decrease during one higher ester content for greater moisture sensitivity leads.

Titanester und Titanchelat - und entsprechend die Zir­ konverbindungen - können jeweils für sich oder im Gemisch verwendet werden. Bei der Verwendung eines Gemisches be­ trägt ein brauchbares Gewichtsverhältnis von Titanester und Titanchelat beispielsweise 1 : 1.Titanium ester and titanium chelate - and correspondingly the Zir connections - can be used individually or in a mixture be used. When using a mixture carries a useful weight ratio of titanium ester and Titanium chelate, for example, 1: 1.

Polysiloxan und Titanester oder das Gemisch von Titan­ ester und Titanchelat liegen im Klarlack bevorzugt in einem Gewichtsverhältnis von 2 : 1 bis 4 : 1 vor.Polysiloxane and titanium ester or the mixture of titanium Ester and titanium chelate are preferably in one in the clearcoat Weight ratio from 2: 1 to 4: 1 before.

Der Anteil des Lösemittels in der Reaktionsmischung beträgt beispielsweise zwischen 40 und 90 Gew.-%, insbeson­ dere 60 bis 80 Gew.-%. The proportion of solvent in the reaction mixture is, for example, between 40 and 90% by weight, in particular the other 60 to 80 wt .-%.  

Die abschließende Beschichtung mit Klarlack wird vor­ zugsweise mit einer Schichtdicke von 1,0 bis 50,0 µm aufge­ tragen. Der Klarlack wird vorteilhaft aufgesprüht.The final coating with clear varnish is pre preferably applied with a layer thickness of 1.0 to 50.0 µm wear. The clear coat is advantageously sprayed on.

Als besonders vorteilhaft, hat sich als Klarlack der Klarlack Deltacoll (Handelsname) der Ewald Dörken AG (Fir­ menname) gezeigt. Bei diesem Klarlack ist es ausreichend, diesen in einer Schichtdicke von 1,0 bis 6,0 µm aufzutra­ gen. Diese Schichtdicke ist ausreichend, um die extrem hohe Korrosionsbeständigkeit zu erzielen.It has proven to be particularly advantageous as the clearcoat Clear coat Deltacoll (trade name) from Ewald Dörken AG (Fir name) shown. With this clear coat, it is sufficient apply this in a layer thickness of 1.0 to 6.0 µm gen. This layer thickness is sufficient to the extremely high To achieve corrosion resistance.

Das Auftragen dieser dünnen Schichtdicke hat zum einen den Vorteil, dass der Materialverbrauch gering ist. Ein be­ sonderer Vorteil liegt zusätzlich darin, dass bisherige Probleme mit den geforderten Maßtoleranzen deutlich gerin­ ger sind. Es sind gemäß der Erfindung keine Vormaße zu neh­ men.On the one hand, applying this thin layer thickness the advantage that the material consumption is low. A be Another advantage is that the previous one Problems with the required dimensional tolerances are clearly reduced are. According to the invention, no pre-measures are to be taken men.

Der gemäß der Erfindung aufgetragene Klarlack ist als transparenter Decklack ausgebildet, um das titanähnliche Aussehen zu erzielen.The clearcoat applied according to the invention is as transparent top coat designed to the titanium-like To achieve appearance.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Beschichtung weist die folgenden Vorteile auf:
The coating produced by the method according to the invention has the following advantages:

  • - optimaler Korrosionsschutz, selbst unter hoher Tempera­ turbelastung,- optimal corrosion protection, even under high temperatures turbo load,
  • - umweltentlastender Rohstoffeinsatz durch die geringen Schichtdicken und Chrom(VI)-Freiheit,- environmentally friendly use of raw materials due to the low Layer thicknesses and freedom from chromium (VI),
  • - ein edles, titanfarbenes Erscheinungsbild,- a noble, titanium-colored appearance,
  • - wirtschaftlich günstige Herstellungskosten.- Economically favorable manufacturing costs.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in Form einer Stückgutbeschichtung durchgeführt durch den Ein­ satz eines Galvanoautomaten mit frei programmierbarer Steuerung.The inventive method is preferably in Form of a general cargo coating carried out by the A  set of a galvano machine with freely programmable Control.

Am Prozessanfang steht die Gestellbestückung, wobei die Aufhängetechnik auf die stromführenden Kontakte arti­ kelspezifisch festzulegen ist.At the beginning of the process is the rack assembly, whereby the suspension technology on the live contacts arti is to be determined specifically for the individual.

Berücksichtigung hierbei findet zum Beispiel die we­ sentliche Fläche des Teiles, die Anforderung der Mindest­ schichtdicke und gegebenenfalls schöpfende oder Luftblasen bildende Situationen.For example, the we considerable area of the part, the requirement of the minimum layer thickness and possibly scooping or air bubbles educational situations.

Die Prozessschritte unterteilen sich in:
The process steps are divided into:

  • - Vorbehandlung,- pretreatment,
  • - galvanisches Verzinken beziehungsweise Abscheiden von Zinklegierungen,- Galvanizing or deposition of Zinc alloys,
  • - Phosphatierung, insbesondere Zinkphosphatierung,Phosphating, in particular zinc phosphating,
  • - Aufbringen von Klarlack.- Applying clear coat.

Der erste Arbeitsgang ist die Entfettung des Metall­ teiles, um einzelne Verunreinigungen aus der Vorfertigung zu entfernen.The first step is degreasing the metal part to remove individual impurities from the prefabrication to remove.

Die Vorbehandlung erfolgt grundsätzlich auf der Basis wässriger Systeme gemäß dem Ablauf:
The pretreatment is always carried out on the basis of aqueous systems according to the sequence:

  • - alkalisch Heißentfetten,- alkaline hot degreasing,
  • - Beizen,- pickling,
  • - elektrolytisch, alkalisch Entfetten,- electrolytic, alkaline degreasing,
  • - Dekapieren.- Decapitate.

Das Metallteil enthält danach eine galvanische Verzin­ kung. Diese Verzinkung verläuft bei hoher Stromausbeute mit dem Resultat einer glänzenden Zinkabscheidung. The metal part then contains galvanic tinning kung. This galvanizing runs with a high current yield the result of a shiny zinc deposition.  

Die Verzinkung erfolgt in einem handelsüblichen Zink­ elektrolyt. Es erfolgt eine Zinkabscheidung, wobei die er­ zielten Schichtdicken variabel über Strom und/oder Exposi­ tionszeit einstellbar sind. Zur Erzielung des erfindungsge­ mäßen Korrosionsschutzsystems sollten vorteilhaft mindes­ tens 5 µm Zinkschicht vorhanden sein.The galvanizing takes place in a commercial zinc electrolyte. There is a zinc deposition, whereby he targeted layer thicknesses variably via current and / or exposure tion time are adjustable. To achieve the fiction Corrosion protection system should advantageously min at least 5 µm zinc layer.

Nach intensiver Spülung erfolgt eine Aktivierung, wel­ che die Aufgabe hat, ein gleichmäßiges Aufziehen der Phos­ phatschicht zu gewährleisten.After intensive rinsing there is an activation, wel che has the task of evenly pulling up the phos to ensure phat layer.

Die Teile werden nun in eine warme Zinkphosphatierung getaucht und gespült. Damit ist ein optimaler Haftgrund für die abschließende Lackbeschichtung, eine entsprechende Farbgebung und die chromatfreie Oberfläche gewährleistet.The parts are now in a warm zinc phosphating dipped and rinsed. This is an optimal basis for the final paint coating, a corresponding one Coloring and the chromate-free surface guaranteed.

Die Teile werden getrocknet und von den Galvanisierge­ stellen entnommen, um auf die Gestelle für die Lackierung, zum Beispiel für die Deltacoll-Beschichtung, gelegt zu wer­ den.The parts are dried and galvanized put taken to the racks for painting, for example for the Deltacoll coating, to whom the.

Der letzte Arbeitsgang ist eine versiegelnde Lackie­ rung. Hierzu wird ein sehr hochwertiger transparenter Lack, zum Beispiel Deltacoll (Handelsname) der Ewald Dörken AG (Firmenname), aufgebracht und eingebrannt. Es entsteht ein anorganischer Film im Dünnschichtbereich.The last step is a sealing varnish tion. For this, a very high quality transparent varnish, for example Deltacoll (trade name) from Ewald Dörken AG (Company name), applied and branded. It arises inorganic film in the thin film area.

Die Lackbeschichtung erfolgt vorteilhaft im Sprühver­ fahren mit transparentem Lack (zum Beispiel Deltacoll).The lacquer coating is advantageously carried out by spraying drive with transparent paint (for example Deltacoll).

Der überschüssige Lack wird aufgefangen und erneut versprüht. Der Lackverbrauch ist durch diese gezielte par­ tielle Beschichtung gering. The excess paint is collected and again sprayed. The paint consumption is targeted by this par low coating.  

Die Einbrennung des Lackes erfolgt in einem Durch­ laufofen.The paint is baked in one go barrel oven.

Es entsteht ein anorganischer Lackfilm im Dünnschicht­ bereich mit einer Schichtdicke von circa 2,0 bis 6,0 µm.An inorganic paint film is created in the thin layer area with a layer thickness of approximately 2.0 to 6.0 µm.

Das in dieser Art beschichtete Teil kann partiell oder vollständig lackiert werden.The part coated in this way can be partial or be completely painted.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit verschiedenen Zinkschichten und mit verschiedenen Zinkverbindungen durch­ geführt werden neben dem angegebenen Verfahren mit dem Ver­ fahrensschritt der Zinkphosphatierung oder Phosphatierung.The method according to the invention can be carried out with different Zinc layers and with various zinc compounds are performed in addition to the specified method with the Ver step of zinc phosphating or phosphating.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für Metall­ teile aus Stahl und aus Stahlguss in unterschiedlichen geo­ metrischen Formen.The method according to the invention is suitable for metal parts made of steel and cast steel in different geo metric shapes.

Werden gemäß dem Stand der Technik nur einfache Be­ schichtungen vorgenommen, können diese oftmals den hohen Temperaturbeanspruchungen und Umwelteinflüssen nicht ge­ recht werden.According to the prior art, only simple loading layers, these can often meet the high Temperature stresses and environmental influences not ge become right.

Der gemäß dem Stand der Technik durch das Verzinken aufgetragene Schichtaufbau ermöglicht zusammen mit der Blaupassivierung nur einen Korrosionsschutz im "unteren Be­ reich". Die eingebauten Chromate werden bereits bei Tempe­ raturen ab 60°C zerstört, ein Abbau der Zinkschicht ist die unmittelbare Folge. Spätestens zu diesem Zeitpunkt ist der Korrosionsschutz nicht mehr gegeben.According to the state of the art by galvanizing applied layer structure allows together with the Blue passivation only a corrosion protection in the "lower Be rich ". The built-in chromates are already at Tempe destroyed from 60 ° C, the zinc layer is degraded the immediate consequence. At this point at the latest corrosion protection is no longer provided.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter folgenden Bedingungen durchgeführt werden: The method according to the invention can be carried out under the following Conditions are carried out:  

Die Verzinkung erfolgt in einem schwachsauren Zink­ elektrolyten. Vorzugsweise wird die elektrolytische Zinkbe­ schichtung unter folgenden Bedingungen durchgeführt:
The galvanizing takes place in a weakly acidic zinc electrolyte. The electrolytic zinc coating is preferably carried out under the following conditions:

  • - Badtemperatur: 28 bis 32°C,- bath temperature: 28 to 32 ° C,
  • - Stromdichte: 0,8 bis 1,2 Ampere/dm2 und einem- Current density: 0.8 to 1.2 amps / dm 2 and one
  • - pH von 5,0 bis 5,5.- pH from 5.0 to 5.5.

Die Schichtdicke der elektrolytischen Zinkbeschichtung beträgt vorzugsweise mindestens 5,0 µm, Schichtdicken bis zu 35 µm sind ohne weiteres möglich.The layer thickness of the electrolytic zinc coating is preferably at least 5.0 µm, layer thicknesses up to up to 35 µm are easily possible.

Nach dem Verzinken wird die Oberfläche gespült, in der Regel in einer Dreifach-Kaskade. Vor der Phosphatierung er­ folgt eine Aktivierung der Oberfläche in einer alkalischen Aktivierungslösung, um eine feinkörnige Ausprägung der Phosphatschicht zu gewährleisten. In der Regel wird in ei­ ner 0,1 bis 0,2%igen Lösung bei einem pH von 8,0 bis 10,0 für die Dauer von 30 bis 60 Sekunden aktiviert.After galvanizing, the surface is rinsed in the Usually in a triple cascade. Before phosphating it follows an activation of the surface in an alkaline Activation solution to a fine-grained expression of the Ensure phosphate layer. Usually in egg ner 0.1 to 0.2% solution at a pH of 8.0 to 10.0 activated for a period of 30 to 60 seconds.

Ohne Zwischenspülen erfolgt dann eine Zinkphosphatie­ rung bei einer Temperatur von circa 60°C und einer Konzen­ tration von 20 bis 25 Punkten Gesamtsäure. Die Expositions­ zeit beträgt circa 120 Sekunden mit optionaler Warenbewe­ gung im Phosphatierbad. Das üblicherweise erreichte Schichtgewicht beträgt 1,5 bis 3,0 g/m2 (Gramm pro Quadrat­ meter). Abschließend erfolgt die Trocknung der Oberfläche in einem Umlufttrockner.Without intermediate rinsing, zinc phosphating takes place at a temperature of around 60 ° C and a concentration of 20 to 25 points total acid. The exposure time is approximately 120 seconds with optional movement of the goods in the phosphating bath. The layer weight usually achieved is 1.5 to 3.0 g / m 2 (grams per square meter). Finally, the surface is dried in a circulating air dryer.

Nach dem Vorwärmen der Teile auf 20 bis 30°C erfolgt der Auftrag der Deltacoll-Schicht im Spritzverfahren, die Spritzviskosität beträgt circa 20 Sekunden im 3-mm-Becher gemäß DIN 53211. Nach drei Minuten Ablüftzeit erfolgt das Trocknen der Beschichtung bei 120°C Objekttemperatur über 25 Minuten. After preheating the parts to 20 to 30 ° C the application of the Deltacoll layer by spraying, the Spray viscosity is approximately 20 seconds in a 3 mm cup according to DIN 53211. This takes place after three minutes flash-off Drying the coating over at 120 ° C object temperature 25 minutes.  

Es entsteht ein anorganischer Lackfilm im Dünnschicht­ bereich von circa 2,0 bis 6,0 µm.An inorganic paint film is created in the thin layer range from approximately 2.0 to 6.0 µm.

Das Schichtsystem erreicht in der Salzsprühnebelprü­ fung gemäß DIN 50021 SS mit vorheriger Wärmebehandlung von einer Stunde/150°C mehr als tausend Stunden ohne Oberflä­ chenkorrosion.The layer system reaches in the salt spray test according to DIN 50021 SS with prior heat treatment from one hour / 150 ° C more than a thousand hours without surface corrosion.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden.Further details of the invention can be found in the Unteran sayings are taken.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung dargestellt, und zwar zeigt die Figur eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Beschichtung.In the drawing is an embodiment of the He shown, namely shows the figure one according to the inventive method manufactured coating.

Die Figur zeigt die Oberfläche eines Stahlteiles (1) mit einer Zinkbeschichtung (2). Die Zinkbeschichtung weist eine Schichtdicke von 5,0 µm auf. Auf der Zinkschicht ist eine Phosphatschicht (3) angeordnet, auf der wiederum eine Schicht (4) aus Klarlack (Deltacoll) aufgetragen ist. Die Deltacoll-Schicht weist eine Schichtdicke von 3,0 µm auf. The figure shows the surface of a steel part ( 1 ) with a zinc coating ( 2 ). The zinc coating has a layer thickness of 5.0 µm. A phosphate layer ( 3 ) is arranged on the zinc layer, on which in turn a layer ( 4 ) of clear lacquer (Deltacoll) is applied. The Deltacoll layer has a layer thickness of 3.0 µm.

BezugszahlenReference numbers

11

Stahlgehäuse
Steel case

22nd

Zinkschicht
Zinc coating

33rd

Phosphatschicht
Phosphate layer

44th

Klarlackschicht
Clear coat

Claims (30)

1. Verfahren zum elektrolytischen Beschichten von Me­ tallteilen aus Stahl oder Stahlguss, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • - galvanisches Verzinken oder galvanische Zinklegierungs­ abscheidung,
  • - Phosphatieren,
  • - anschließendes Auftragen einer Deckschicht aus Klarlack, welcher hergestellt ist durch Umsetzen wenigstens einer Verbindung des Titans und/oder Zirkons mit wenigs­ tens einem organofunktionellen Polysiloxan,
wobei das hergestellte Schichtsystem eine Chrom(VI)-Frei­ heit aufweist. 1. Process for the electrolytic coating of metal parts made of steel or cast steel, characterized by the following process steps:
  • - galvanizing or galvanic zinc alloy deposition,
  • - phosphating,
  • Subsequent application of a top layer of clear lacquer, which is produced by reacting at least one compound of titanium and / or zircon with at least one organofunctional polysiloxane,
wherein the layer system produced is free of chromium (VI). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem galvanischen Verzinken oder der galvanischen Zinklegierungsabscheidung eine Zinkphosphatierung durchge­ führt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that after galvanizing or galvanizing Zinc alloy deposition a zinc phosphating leads. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorbehandlung der Teile durchgeführt wird mit den Verfahrensschritten:
  • - alkalisches Entfetten des Metallteiles,
  • - anschließendes Beizen des Metallteiles.
3. The method according to claim 1, characterized in that a pretreatment of the parts is carried out with the method steps:
  • - alkaline degreasing of the metal part,
  • - subsequent pickling of the metal part.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Beizen des Metallteiles zusätzlich die fol­ genden Verfahrensschritte durchgeführt werden:
  • - elektrolytisches, alkalisches Entfetten,
  • - Dekapieren.
4. The method according to claim 3, characterized in that after the pickling of the metal part, the following process steps are additionally carried out:
  • - electrolytic, alkaline degreasing,
  • - Decapitate.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindung des Titans und/oder Zirkons ein Ester oder Chelat ist.5. The method according to claim 1, characterized in that the at least one compound of titanium and / or Zircon is an ester or chelate. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindung des Chelatrings an Titan oder Zirkon über Sauerstoffatome erfolgt.6. The method according to claim 5, characterized in that the binding of the chelate ring to titanium or zirconium Oxygen atoms occur. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das organofunktionelle Polysiloxan endständige Epo­ xidgruppen aufweist. 7. The method according to claim 6, characterized in that the organofunctional polysiloxane is terminal Epo has xid groups.   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Klarlack beim Auftragen Wasser und/oder wenigstens einen Alkohol und/oder wenigstens einen Kohlenwasserstoff als Lösemittel umfasst.8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized characterized that the clear coat when applying water and / or at least one alcohol and / or at least one Includes hydrocarbon as a solvent. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel Ethanol, Isopropanol oder wenigstens einen Kohlenwasserstoff mit fünf bis acht Kohlenstoffatomen umfasst.9. The method according to claim 8, characterized in that the solvent is ethanol, isopropanol or at least a hydrocarbon of five to eight carbon atoms includes. 10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Titanester und Titanchelat im Gemisch verwendet wer­ den.10. The method according to claim 5, characterized in that that titanium ester and titanium chelate are used in a mixture the. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, dass das Gewichtsverhältnis von Titanester und Titan­ chelat 1 : 1 beträgt.11. The method according to claim 10, characterized in net that the weight ratio of titanium ester and titanium chelate is 1: 1. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, dass Polysiloxan und Titanester oder das Gemisch von Titanester und Titanchelat in einem Ge­ wichtsverhältnis von 2 : 1 bis 4 : 1 vorliegen.12. The method according to any one of claims 6 to 11, there characterized by that polysiloxane and titanium ester or the mixture of titanium ester and titanium chelate in one ge weight ratio of 2: 1 to 4: 1. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, dass der Anteil des Lösemittels im Klarlack zwischen 40 und 90 Gew.-%, insbesondere 60 bis 80 Gew.-%, beträgt.13. The method according to any one of claims 8 to 12, there characterized in that the proportion of the solvent in Clear varnish between 40 and 90% by weight, in particular 60 to 80 % By weight. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, dass der Klarlack mit einer Schicht­ dicke von 1,0 bis 50,0 µm aufgetragen wird. 14. The method according to any one of claims 1 to 13, there characterized in that the clear coat with one layer thickness from 1.0 to 50.0 µm is applied.   15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, dass der Klarlack im Sprühverfahren aufgebracht wird.15. The method according to any one of claims 1 to 14, there characterized in that the clear coat is sprayed is applied. 16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Klarlack Deltacoll (Handelsname) der Ewald Dörken AG (Firmenname) aufgetragen wird.16. The method according to claim 1, characterized in that that as clear coat Deltacoll (trade name) the Ewald Dörken AG (company name) is applied. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, dass die Schichtdicke der Deltacoll-Schicht 1,0 bis 6,0 µm beträgt.17. The method according to claim 16, characterized in net that the layer thickness of the Deltacoll layer 1.0 to 6.0 µm. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, dass der Klarlack nach dem Auftragen eingebrannt wird.18. The method according to any one of claims 1 to 17, there characterized by that the clear coat after application is branded. 19. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein transparenter Klarlack verwendet wird.19. The method according to claim 1, characterized in that a transparent clear coat is used. 20. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinkschicht eine Dicke von wenigstens 3,0 µm auf­ weist.20. The method according to claim 1, characterized in that the zinc layer has a thickness of at least 3.0 µm points. 21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrolytische Zinkbeschichtung bei einer Tem­ peratur von 20 bis 40°C und einem pH von 4,0 bis 6,0 durchgeführt wird.21. The method according to claim 1, characterized in that that the electrolytic zinc coating at a tem temperature of 20 to 40 ° C and a pH of 4.0 to 6.0 is carried out. 22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Phosphatierung eine feinkörnige Ausprägung vorgesehen ist. 22. The method according to claim 1, characterized in that when phosphating a fine-grained expression is provided.   23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass vor der Phosphatierung eine Aktivierung der Oberfläche durchgeführt wird.23. The method according to claim 1, characterized in net that an activation of the Surface is performed. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich­ net, dass die Aktivierung in einer 0,1 bis 0,5%-igen Lösung bei einem pH von 7,0 bis 11,0 für eine Dauer von 10 bis 120 Sekunden durchgeführt wird.24. The method according to claim 23, characterized in net that activation in a 0.1 to 0.5% solution at a pH of 7.0 to 11.0 for a period of 10 to 120 Seconds. 25. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphatierung bei einer Temperatur von 40 bis 80°C mit einer Konzentration von 20 bis 25 Punkten Gesamt­ säure durchgeführt wird.25. The method according to claim 1, characterized in that phosphating at a temperature of 40 to 80 ° C with a concentration of 20 to 25 points total acid is carried out. 26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich­ net, dass die Expositionszeit zwischen 60 und 180 Sekunden beträgt.26. The method according to claim 25, characterized in net that the exposure time between 60 and 180 seconds is. 27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich­ net, dass das Schichtgewicht 1,0 bis 5,0 g/m2 (Gramm pro Quadratmeter) beträgt.27. The method according to claim 25, characterized in that the layer weight is 1.0 to 5.0 g / m 2 (grams per square meter). 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 27, da­ durch gekennzeichnet, dass vor dem Auftragen der Klarlack­ schicht die Teile auf 15 bis 40°C erhitzt werden.28. The method according to any one of claims 1 to 27, there characterized by that before applying the clear coat layer the parts are heated to 15 to 40 ° C. 29. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, da­ durch gekennzeichnet, dass nach Auftragen der Klarlack­ schicht eine Trocknung bei 80 bis 160°C Objekttemperatur über 15 bis 40 Minuten erfolgt. 29. The method according to any one of claims 1 to 28, there characterized by that after applying the clear coat layer drying at 80 to 160 ° C object temperature over 15 to 40 minutes.   30. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, dass die Deltacoll-Schicht im Spritzverfahren aufge­ tragen wird, wobei die Spritzviskosität circa 20 Sekunden im 3-mm-Becher gemäß DIN 53211 beträgt.30. The method according to claim 16, characterized in net that the Deltacoll layer sprayed on the spray viscosity is about 20 seconds in a 3 mm cup according to DIN 53211.
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