DE10026850A1 - Verfahren zum Behandeln bzw. Vorbehandeln von Bauteilen mit Aluminium-Oberflächen - Google Patents
Verfahren zum Behandeln bzw. Vorbehandeln von Bauteilen mit Aluminium-OberflächenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung oder zur Vorbehandlung von Teilen, Profilen, Bändern oder Drähten mit Oberflächen von Aluminium bzw. Aluminium-haltigen Legierungen - ggf. in Anwesenheit von Oberflächen von weiteren Metallen bzw. Legierungen - mit einer Fluorid und Phosphat enthaltenden sauren wässerigen Lösung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Fluorid zumindest teilweise als freies Fluorid in der Lösung vorliegt und daß die Gehalte im Bad der Phosphatierungslösung DOLLAR A an freiem Fluorid im Konzentrationsbereich von 5 bis 500 mg/l F¶frei¶ und DOLLAR A an Aluminium im Konzentrationsbereich kleiner oder gleich 100 mg/l Al-Ionen (einschließlich komplexgebundenem Al) DOLLAR A gehalten werden, indem steigende Aluminium-Gehalte in einem Fällungsbehälter außerhalb des Phosphatierungsbades unter Zirkulation der Phosphatierungslösung vom Phosphatierungsbad zum Fällungsbehälter und zurück auf Gehalte kleiner oder gleich 100 mg/l Al-Ionen im Bad abgesenkt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln bzw. Vorbehandeln von Teilen mit
Aluminium-Oberflächen.
Phosphatierverfahren für Aluminium und Aluminiumlegierungen sind grundsätzlich
bekannt. In der industriellen Praxis haben sich dabei Fluorid-modifizierte
Phosphatierverfahren mit mindestens 150 mg/l freiem Fluorid besonders bewährt.
Diese Verfahren sind insbesondere in der Automobilindustrie von Bedeutung und
werden vor allem verwendet, wenn ein Mix von Substraten aus verschiedenen
Metallen bzw. Legierungen durch die Anlagen gegeben wird.
Diese Verfahren haben jedoch die schwerwiegenden Nachteile, daß aufgrund des
hohen Fluoridgehaltes größere Mengen an Kryolith (Na3AlF6) oder/und an verwandten
Fällungsprodukten im Phosphatierungsbad ausgeschieden werden und daß sich
Anteile der Fällungsprodukte auch auf der phosphatierten Oberfläche abscheiden,
ohne durch einfache Spülvorgänge von dort entfernt werden zu können, wobei eine
erhöhte Rauheit auf der vorbehandelten Oberfläche erzeugt wird, die sich auch nach
der nachfolgenden Lackierung mit ihrer Rauheit störend auswirkt.
DE A1-197 35 314 beschreibt ein Verfahren zur Vorbehandlung von Bauteilen mit
Aluminium-Oberflächen - ggfs. in Gegenwart von Magnesium-, Stahl- oder/und Zink-
Oberflächen - in einer Phosphatierungsanlage, in der die Bauteile mit einer
Entfettungslösung entfettet, durch Behandeln mit einer Fluorid enthaltenden
Phosphatierungslösung phosphatiert und anschließend durch Behandeln mit einer
Passivierungslösung passiviert werden. Der Anteil der Aluminium- oder/und der
Magnesium-Oberfläche an der gesamten zu behandelnden Oberfläche der Bauteile
beträgt hierbei mindestens 10%. Hierbei soll das Fluorid der Phosphatierungslösung
ausschließlich als komplexgebundenes Fluorid zugesetzt werden und soll der Gehalt
der hieraus gebildeten freien Fluorid-Ionen in der Phosphatierungslösung zur
Phosphatierung der Stahl- und/oder Zink-Oberflächen ohne Phosphatierung der
Aluminium- oder/und Magnesium-Oberflächen auf weniger als 100 mg/l gehalten
werden. Außerdem soll die Passivierungslösung so zusammengesetzt sein, daß sie
die phosphatierten Stahl- oder/und Zink-Oberflächen passiviert und auf den
Aluminium- oder/und Magnesium-Oberflächen eine Konversionsschicht ausbildet.
Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es nur bei vergleichsweise geringen
Flächenanteilen an Aluminium-Oberflächen, meistens nur bis zu etwa 20 Flächen-%
aller zu behandelnden Oberflächen an dem Mix der Substrate, eingesetzt werden
kann. Außerdem hat es die Nachteile, daß Kryolith oder/und verwandte
Fällungsprodukte weiterhin im Vorbehandlungsbad gebildet werden und daß die
Schichtbildungsreaktionen insbesondere auf Eisen- und Stahl-Oberflächen bei einem
erhöhten Aluminiumgehalt der Phosphatierungslösung beeinträchtigt werden, so daß
nicht mehr der gesamte Mix aus Substraten von verschiedenen Metall- und
Legierungsoberflächen im Bad gleichmäßig gut beschichtet werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden
und insbesondere ein Verfahren zum Phosphatieren von Aluminium und Aluminium-
haltigen Legierungen vorzuschlagen, das auch bei erhöhten Anteilen an Aluminium-
haltigen Oberflächen der zu behandelnden oder der vorzubehandelnden Bauteile eine
gute, in industriellem Maßstab aufbringbare Konversionsschicht oder/und eine
entsprechende Passivierungsschicht auf den Oberflächen von Aluminium oder
Aluminium-haltigen Legierungen - ggfs. in einem Mix von Substraten aus
verschiedenen Metallen bzw. Legierungen - aufzubringen gestattet.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Behandlung oder zur Vorbehandlung
von Teilen, Profilen, Bändern oder Drähten mit Oberflächen von Aluminium bzw.
Aluminium-haltigen Legierungen - ggfs. in Anwesenheit von Oberflächen von weiteren
Metallen bzw. Legierungen - mit einer Fluorid und Phosphat enthaltenden sauren
wässerigen Lösung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Fluorid zumindest
teilweise als freies Fluorid in der Lösung vorliegt und daß die Gehalte im Bad der
Phosphatierungslösung
- - an freiem Fluorid im Konzentrationsbereich von 5 bis 500 mg/l Ffrei und
- - an Aluminium im Konzentrationsbereich kleiner oder gleich 100 mg/l Al-Ionen (einschließlich komplexgebundenem Al)
gehalten werden, indem steigende Aluminium-Gehalte in einem Fällungsbehälter
außerhalb des Phosphatierungsbades unter Zirkulation der Phosphatierungslösung
vom Phosphatierungsbad zum Fällungsbehälter und zurück auf Gehalte kleiner oder
gleich 100 mg/l Al-Ionen im Bad abgesenkt werden.
Alternativ oder gleichzeitig kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dafür gesorgt
werden, daß steigende Gehalte an Aluminium in der Phosphatierungslösung in einer
gesonderten Zone des Phosphatierungsbades auf Gehalte kleiner oder gleich 100 mg/l
Al-Ionen abgesenkt werden.
Durch den Beizangriff wird Aluminium an der metallischen Oberfläche angelöst, und
ein Aluminiumgehalt wird in die Phosphatierungslösung aufgenommen. Ein gewisser
Aluminiumgehalt kann aber auch aus anderen Quellen in die Phosphatierungslösung
kommen wie z. B. aus eingetragenen Chemikalien der Nachspüllösung. Der
Aluminiumgehalt kann vorwiegend oder gänzlich durch Fällung, aber teilweise auch
durch Komplexierung gesenkt werden. Der Gehalt an freiem Fluorid in der
Phosphatierungslösung wird vorzugsweise in einem Bereich von 6 bis 120 mg/l,
besonders bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 80 mg/l, ganz besonders bevorzugt
in einem Bereich von 20 bis 50 mg/l gehalten. Der Aluminiumgehalt in der
Phosphatierungslösung wird vorzugsweise bei Werten ≦ 80 mg/l, besonders
bevorzugt ≦ 60 mg/l, ganz besonders bevorzugt ≦ 30 mg/l gehalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich auch dadurch aus, daß in dem
Fällungsbehälter oder in der gesonderten Zone des Bades durch Zugabe von Alkali-
Ionen, Fluorid-Komplexe oder/und Fluorid-Ionen Aluminium in der
Phosphatierungslösung gefällt wird, insbesondere mit Na- oder K-Ionen oder mit
mindestens einem leicht dissoziierenden Fluorid wie z. B. NaF, NH4F, NaHF2 bzw. KF.
Der AlFx Komplex kann hierbei bereits vorkomplexiert vorhanden sein. Es ist
vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren so zu steuern, daß trotz der F-Zugabe
keine Erhöhung des Gehalts an freiem Fluorid im Bad erfolgt. Die Gehalten an Alkali-
Ionen im Phosphatierungsbad betragen vorzugsweise 1 bis 20 g/l und werden
bevorzugt auch in diesem Bereich gehalten, insbesondere bei 3 bis 10 g/l.
Grundsätzlich kann der Gehalt an Alkali-Ionen auch weit über der Konzentration von
20 g/l liegen, z. B. bei 30 g/l. Bei einer derart hohen Alkalikonzentration kann jedoch in
vielen Fällen eine Instabilität des Bades auftreten. Bei einer Mischung verschiedener
Alkali-Ionen nebeneinander ist ein dominierender Gehalt an Natrium- oder/und
Kalium-Ionen bevorzugt.
Hierdurch wird bewirkt, daß der ausgefällte Kryolith und die verwandten
Fällungsprodukte wie z. B. K2NaAlF6 nicht oder kaum mehr in dem
Phosphatierungsbad auftreten, sondern weitgehend oder (fast) ausschließlich in der
gesonderten Zone des Bades oder im Fällungsbehälter. Dadurch können sich die
Fällungsprodukte nicht mehr oder kaum noch auf der zu beschichtenden Oberfläche
absetzen.
Vorteilhafterweise beträgt die Konzentration an freiem Fluorid der
Phosphatierungslösung im Phosphatierungsbad 8 bis 80 mg/l und insbesondere 10
bis 50 mg/l bzw. im Fällungsbehälter oder in der gesonderten Zone des Badbehälters
5 bis 500 mg/l freies Fluorid, insbesondere 20 bis 200 mg/l, besonders bevorzugt 30
bis 120 mg/l. Es ist daher auch bevorzugt, diese Gehalte in diesen Konzentrationen
zu halten. Da üblicherweise unter 5 mg/l kein Beizangriff auf Aluminium durch freies
Fluorid auftritt und da dieser Beizangriff benötigt wird, da die nachfolgende
Passivierung z. B. mit Chromat-haltigen Verbindungen, Titanfluorid, Zinkonfluorid,
löslicher Seltenerd-Verbindung - insbesondere einer Cer-haltigen Verbindung, wobei
Scandium, Yttrium und Lanthan im Begriff Seltenerdelement enthalten sind -, auf
Basis Silan, selbst organisierender Moleküle auf Basis Phosphonat, in Lösungsmittel
löslichem oder/und dispergierbarem Polymer allein nicht für eine Passivierung
ausreicht, ist ein geringer Mindestgehalt an freiem Fluorid in der
Phosphatierungslösung erforderlich. Andererseits bildet sich in vielen Fällen bei
Gehalten oberhalb von 120 mg/l freiem Fluorid eine geschlossene Phosphatschicht
aus dem Phosphatierungsbad auf den metallischen Oberflächen aus, falls der Gehalt
an mit dem Phosphat mitgefällten Kationen wie Zn, Cu, Ni, Fe, Mn usw. nicht sehr
gering ist. Die Ausbildung einer Phosphatschicht auf den Aluminium-Oberflächen ist
aus Gründen des Korrosionsschutzes nicht zwingend erforderlich. Daher wird ein
Gehalt an freiem Fluorid oberhalb von 120 mg/l üblicherweise nicht gewählt werden,
obwohl auch oberhalb dieses Wertes erfindungsgemäß gearbeitet werden kann, weil
zudem ein höherer Chemikalienverbrauch und eine größere Mengen an ausgefälltem
Schlamm aus Kryolith oder/und verwandten Fällungsprodukten verursacht wird.
Außerdem ist es bevorzugt, einen Konzentrationsunterschied an freiem Fluorid
zwischen Phosphatierungsbad und Fällungsbehälter bzw. gesonderter Zone im Bad
von 30 bis 60 mg/l einzustellen und aufrechtzuerhalten.
In vielen Fällen wird das erfindungsgemäße Verfahren so genutzt werden, daß die
Verweilzeit der Phosphatierungslösung im Fällungsbehälter oder in der gesonderten
Fällungszone bis zu 1 h beträgt, oft bis zu 0,5 h. Der Volumenstrom vom Bad zum
Fällungsbehälter und zurück wird entsprechend den gewählten Volumina bzw.
Teilvolumina sowie dem gewünschten Aluminium-Gehalt im Phosphatierungsbad
eingestellt.
Der Begriff "Teil" im Sinne dieser Anmeldung umfaßt alle Arten und Formen von
Blechen, Band- und Profilabschnitten, Formkörpern, Halbzeugen, Bauteilen,
Baugruppen usw.
Üblicherweise werden die zu behandelnden bzw. vorzubehandelnden Teile, Profile,
Bänder oder/und Drähte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vor dem Beizen/
Phosphatieren gereinigt, gespült und ggf. getrennt von den Spül- und
Reinigungsstufen mit einer Aktivierungslösung, z. B. auf Basis kolloidal verteiltem
Titanphosphat in Kontakt gebracht.
Die behandelten bzw. vorbehandelten Teile, Profile, Bänder oder/und Drähte können
nach dem Beizen/Phosphatieren gespült oder/und passiviert werden, insbesondere
mit einer Passivierungslösung auf Basis einer Chromat-haltigen Verbindung,
Titanfluorid, Zirkonfluorid, löslicher Seltenerd-Verbindung - insbesondere Cer-haltiger
Verbindung, selbst organisierender Moleküle z. B. auf Basis Phosphonat, auf Basis
Silan, in Lösungsmittel löslichem oder/und dispergierbarem Polymer.
Die behandelten bzw. vorbehandelten oder/und passivierten Teile, Profile, Bänder
oder/und Drähte können nach dem Beizen/Phosphatieren bzw. nach dem Passivieren
getrocknet werden. In manchen Fällen wie z. B. bei dem unmittelbar anschließender
Elektrotauchlackierung ist jedoch eine Trocknung nicht erforderlich.
Die Fällung des Aluminiums kann unter Normaldruck und bei einer Temperatur im
Bereich von Raumtemperatur bis 70°C erfolgen, insbesondere bei einer Temperatur
im Bereich von 40 bis 60°C. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die
Ausbildung der Konversions- bzw. Passivierungsschicht unter Normaldruck und bei
einer Temperatur von Raumtemperatur bis 70°C erfolgen, vorzugsweise bei 35 bis 60
°C. Der pH-Wert liegt üblicherweise in dem Bereich von 2 bis 4. Der pH-Wert von
Phosphatierungsbädern liegt grundsätzlich immer im Bereich um pH 3 herum. Bei
Werten von pH ≧ 4,0 ist das Bad üblicherweise instabil, während bei Werten von pH ≦
2,0 das Bad so stabil ist, daß üblicherweise keine gute Schichtbildung auftritt, weil die
ph-Wert-Verschiebung an der frisch gebeizten metallischen Oberfläche nicht zu einem
Abscheiden der Konversionsschicht ausreicht.
Schließlich können die behandelten bzw. vorbehandelten oder/und passivierten Teile,
Profile, Bänder oder/und Drähte mit einem Lack, mit einer andersartigen organischen
Beschichtung, mit einer Folie oder/und mit einer Klebstoffschicht beschichtet, ggf.
bedruckt und ggf. umgeformt werden, wobei die derart beschichteten Metallteile
zusätzlich mit anderen Teilen zusammengeklebt, zusammengeschweißt oder/und
anderweitig miteinander verbunden werden können.
Die derart erfindungsgemäß hergestellten Produkte lassen sich in der
Automobilindustrie, in der Luftfahrtindustrie, im Apparate- und Maschinenbau, in der
Möbelindustrie, im Bauwesen, für Haushaltsgeräte, Elektrogeräte, Meßgeräte,
Kontrolleinrichtungen, Prüfeinrichtungen, Konstruktionselemente, Gehäuse,
Verkleidungen, Regale, Gestelle, Rahmen, Raumteiler, Trennwände, Verblendungen,
Beleuchtungskörper, Leitplanken, Heizkörper- oder Zaunelemente sowie Kleinteile,
insbesondere für Karosserieteile bzw. Karosserien, verwenden.
Fig. 1 zeigt ein Fließbild, welches ein mögliches von mehreren Prinzipien der
separaten Aluminium-Abscheidung schematisch darstellt.
Das erfindungsgemäße Phosphatierverfahren hat gegenüber bisher beschriebenen
und praktizierten Verfahren den Vorteil, daß der Kryolith oder/und verwandte
Fällungsprodukte enthaltende Schlamm weitgehend in einer gesonderten
Fällungszone oder in einem gesonderten Fällungsbehälter anfällt und von dort
entsorgt werden kann. Außerdem ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
möglich, unterschiedliche metallische Substrate in einem Mix zu behandeln bzw.
vorzubehandeln, ohne daß es zu Beeinträchtigungen der Schichtbildung z. B. auf
Stahl kommt. Aufgrund der verringerten Gehalte an freiem Fluorid in der
Phosphatierungslösung tritt auch ein geringerer Beizangriff auf Aluminium-haltigen
Oberflächen auf, der auch eine entsprechend geringere Schlammbildung bedingt.
Außerdem konnte mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sichergestellt werden, daß
aufgrund nur noch weniger auf der phosphatierten Oberfläche mitgefällter und
abgelagerter Partikel nach der anschließenden Lackierung keine störenden
Markierungen wie z. B. Rauheit, Schlierenbildung bzw. sonstige Ungleichmäßigkeiten
erkennbar waren.
Es war überraschend, daß sich weitgehend stabile Badverhältnisse in Bezug auf den
Gehalt an freiem Fluorid und an Aluminium im Phosphatierungsbad sowie in der
gesonderten Zone bzw. im Fällungsbehälter trotz der sehr unterschiedlichen
Konzentrationen dieser Gehalte verwirklichen ließen.
Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand von einem
Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Um die geeigneten Fällungsbedingungen für Aluminium-haltige
Phosphatierungslösungen in einem erfindungsgemäßen Phosphatierbad zu ermitteln,
wurden folgende Versuche durchgeführt. Hierbei wurden vor allem die Einflüsse der
Konzentrationen von freiem Fluorid, Natrium sowie komplex gebundenem Fluorid auf
die Geschwindigkeit der Aluminiumfällung untersucht.
Um eventuell existierende Wechselwirkungen der signifikanten Parameter besser
erkennen zu können, wurde eine Computer-unterstützte Versuchsplanung
herangezogen. Verwendet wurde das Programm Stavex 4.3.
Fluoridmessung: Orion Model 960 mit Ionen-selktiver Elektrode
Aluminium: ICP.
Aluminium: ICP.
Aus p.a.-Chemikalien wurde eine Standardphosphatierungslösung mit folgender
Zusammensetzung hergestellt:
Zn: 1,5 g/l
Mn: 1,0 g/l
Ni: 1,0 g/l
P2O5: 14,0 g/l
NO3: 3,0 g/l
SiF6: 1,0 g/l
FS: 2,0 Freie Säure.
Zn: 1,5 g/l
Mn: 1,0 g/l
Ni: 1,0 g/l
P2O5: 14,0 g/l
NO3: 3,0 g/l
SiF6: 1,0 g/l
FS: 2,0 Freie Säure.
Ausgehend von dieser Lösung wurden Ionen von SiF6 und Na sowie der Anteil des
freien Fluorides in weiteren Ansätzen variiert.
Es wurden 0,5 l der oben beschriebenen Phosphatierungslösung in einen
Kunststoffbecher gefüllt, und mit einer 24%-igen H2SiF6-Lösung wurde der ggf.
gewünschte höhere Gehalt an Silikofluorid eingestellt, wobei die Korrektur des
Gehaltes an Freier Säure mit einem NaOH-Zusatz vorgenommen wurde. Der Na-
Gehalt wurde mittels NaNO3, der entsprechende Gehalt an freiem Fluorid wurde
mittels einer verdünnten Ammoniumbifluorid-Lösung eingestellt. Nun wurden mit einer
verdünnten Aluminiumnitrat-Lösung 20 mg/l Aluminium dem Bad zugegeben. Nach 0,
15, 30 und 60 Minuten wurde das freie Fluorid gemessen, und es wurde eine Probe
der Lösung zwecks Aluminiumbestimmung gezogen.
Um eine Nachfällung des Aluminiums in der gezogenen Probe zu verhindern, wurde
wie folgt vorgegangen: 5 ml der mittels Membranfilter filtrierten Probe wurden in eine
stark salzsaure VE-Wasser-Lösung gegeben und mit VE-Wasser auf 50 ml aufgefüllt.
Diese Lösung wurde mittels ICP auf ihren Aluminiumgehalt untersucht.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
Beim Versuch 1 zeigte sich über die Zeit von 5 Tagen keine Ausfällung des
Aluminiums. Bei den Versuchen 4, 8 und 15 ergab sich eine drastische Verminderung
des Aluminiumgehalts sogar innerhalb von 15 Minuten. Erhöhte Alkaligehalte sind in
Verbindung mit erhöhten Gehalten an freiem Fluorid zu bevorzugen. SiF6 wurde
wegen der Stabilität der Phosphatierungslösung und für die Verwendbarkeit für einen
Mix verschiedenartiger metallischer Oberflächen, insbesondere für die Vermeidung
der Stippenbildung auf verzinkten oder Zink-haltigen Oberflächen, zugegeben.
Nach Auswertung der in Beispiel 1 gefundenen Werte läßt sich folgende beispielhafte
Berechnung durchführen:
Phosphatierbad | 200 m3 |
Teilstrom zur Fällung in einem Fällungsbehälter | 100 m3 |
Eintrag Al pro Stunde | 10 ppm |
Dieser Eintrag entspricht ca. 40 Karossen pro Stunde mit 50% Aluminium-
Oberflächenanteil und einem Beizangriff von ca. 1 g/m2 während der Kontaktzeit.
Berechnungsformel für die stationäre Konzentration des Aluminiums in der
Phosphatierungslösung:
Al(ppm) = (((200 m3 - Teilstrom) . konz. Al in ppm nach 1 h + (Teilstrom . Rest Al in
ppm nach Fällung))/200) + Al in ppm aus Eintrag über Beizangriff/h.
Hieraus wurde geschlossen, daß es nötig ist, daß der zu behandelnde Volumenstrom
mindestens 0,5 Beckenvolumina pro Stunde beträgt, um einen genügend hohen Anteil
an gelöstem Aluminium erfassen zu können. Dies ergibt bei einer durchschnittlichen
Verweilzeit von 30 min ein Volumen des Reaktionsbeckens von 50 m3. Ein Restgehalt
an Aluminium im Auslauf des Behandlungsbecken von ca. 5 ppm ergibt einen
theoretischen stationären Gehalt an Aluminium im Behandlungsbad von ca. 25 ppm.
Da aber auch im Behandlungsbad (siehe z. B. Versuch 3 aus Tabelle 1) mit einer
teilweisen Fällung des Aluminiums zu rechnen ist, wird sich der tatsächliche Gehalt an
gelöstem Aluminium auf einen tieferen Wert einstellen: Ca. 20% der gesamten
Fällungsprodukte treten im Phosphatierbad auf und ergaben ca. 20 ppm Al-Gehalt in
der Phosphatierungslösung des Bades im stationären Zusand. Ca. 80% der
gesamten Fällungsprodukte fielen im Fällungsbehälter aus.
Claims (13)
1. Verfahren zur Behandlung oder zur Vorbehandlung von Teilen, Profilen, Bändern
oder Drähten mit Oberflächen von Aluminium bzw. Aluminium-haltigen
Legierungen - ggfs. in Anwesenheit von Oberflächen von weiteren Metallen bzw.
Legierungen - mit einer Fluorid und Phosphat enthaltenden sauren wässerigen
Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluorid zumindest teilweise als freies
Fluorid in der Lösung vorliegt und daß die Gehalte im Bad der
Phosphatierungslösung
an freiem Fluorid im Konzentrationsbereich von 5 bis 500 mg/l Ffrei und
an Aluminium im Konzentrationsbereich kleiner oder gleich 100 mg/l Al-Ionen (einschließlich komplexgebundenem Al)
gehalten werden, indem steigende Aluminium-Gehalte in einem Fällungsbehälter außerhalb des Phosphatierungsbades unter Zirkulation der Phosphatierungslösung vom Phosphatierungsbad zum Fällungsbehälter und zurück auf Gehalte kleiner oder gleich 100 mg/l Al-Ionen im Bad abgesenkt werden.
an freiem Fluorid im Konzentrationsbereich von 5 bis 500 mg/l Ffrei und
an Aluminium im Konzentrationsbereich kleiner oder gleich 100 mg/l Al-Ionen (einschließlich komplexgebundenem Al)
gehalten werden, indem steigende Aluminium-Gehalte in einem Fällungsbehälter außerhalb des Phosphatierungsbades unter Zirkulation der Phosphatierungslösung vom Phosphatierungsbad zum Fällungsbehälter und zurück auf Gehalte kleiner oder gleich 100 mg/l Al-Ionen im Bad abgesenkt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch abgewandelt, daß steigende Gehalte an
Aluminium in der Phosphatierungslösung in einer gesonderten Zone des
Phosphatierungsbades auf Gehalte kleiner oder gleich 100 mg/l Al-Ionen
abgesenkt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter
oder in der gesonderten Zone des Bades durch Zugabe von Alkali-Ionen, Fluorid-
Komplexe oder/und Fluorid-Ionen Aluminium in der Phosphatierungslösung gefällt
wird, insbesondere mit Na- oder K-Ionen oder mit mindestens einem leicht
dissoziierenden Fluorid wie z. B. NaF, NH4F, NaHF2 bzw. KF.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Gehalt an Alkali-Ionen im Bad in einem Konzentrationsbereich von 1 bis
20 g/l gehalten wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Konzentration an freiem Fluorid im Fällungsbehälter oder in der
gesonderten Zone des Badbehälters 5 bis 500 mg/l freies Fluorid beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verweilzeit der Phosphatierungslösung im Fällungsbehälter oder in der
gesonderten Fällungszone bis zu 1 h beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die zu behandelnden bzw. vorzubehandelnden Teile, Profile, Bänder
oder/und Drähte vor dem Beizen/Phosphatieren gereinigt, gespült und ggf.
getrennt von den Spül- und Reinigungsstufen mit einer Aktivierungslösung, z. B.
auf Basis von kolloidal verteiltem Titanphosphat in Kontakt gebracht werden.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die behandelten bzw. vorbehandelten Teile, Profile, Bänder oder/und Drähte
nach dem Beizen/Phosphatieren gespült oder/und passiviert werden,
insbesondere mit einer Passivierungslösung auf Basis einer Chromat-haltigen
Verbindung, Titanfluorid, Zirkonfluorid, Silan, selbst organisierender Moleküle z. B.
auf Basis Phosphonat, in Lösungsmittel löslichem oder/und dispergierbarem
Polymer, löslicher Seltenerdverbindung - insbesondere löslicher Cer-haltiger
Verbindung, wobei der Begriff Seltenerdelement auch Scandium, Yttrium und
Lanthan umfassen soll.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die behandelten bzw. vorbehandelten oder/und passivierten Teile, Profile,
Bänder oder/und Drähte nach dem Beizen/Phosphatieren bzw. nach dem
Passivieren getrocknet werden.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fällung des Aluminiums unter Normaldruck und bei einer Temperatur im
Bereich von der Raumtemperatur bis 70°C erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausbildung der Konversions- bzw. Passivierungsschicht unter
Normaldruck und bei einer Temperatur von der Raumtemperatur bis 70°C erfolgt.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die behandelten bzw. vorbehandelten oder/und passivierten Teile, Profile,
Bänder oder/und Drähte mit einem Lack, mit einer andersartigen organischen
Beschichtung, mit einer Folie oder/und mit einer Klebstoffschicht beschichtet, ggf.
bedruckt und ggf. umgeformt werden, wobei die derart beschichteten Metallteile
zusätzlich mit anderen Teilen zusammengeklebt, zusammengeschweißt oder/und
anderweitig miteinander verbunden werden können.
13. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 12
hergestellten Produkte in der Automobilindustrie, in der Luftfahrtindustrie, im
Apparate- und Maschinenbau, in der Möbelindustrie, im Bauwesen, für
Haushaltsgeräte, Elektrogeräte, Meßgeräte, Kontrolleinrichtungen,
Prüfeinrichtungen, Konstruktionselemente, Gehäuse, Verkleidungen, Regale,
Gestelle, Rahmen, Raumteiler, Trennwände, Verblendungen,
Beleuchtungskörper, Leitplanken, Heizkörper- oder Zaunelemente sowie
Kleinteile, insbesondere für Karosserieteile bzw. Karosserien.
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