DE1521831A1 - Verfahren zur Behandlung von Metalloberflaechen - Google Patents
Verfahren zur Behandlung von MetalloberflaechenInfo
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Description
Zur Vorbereitung metallischer Oberflächen, insbesondere von Eisenmetallen, für das Aufbringen von Phosphatüberzügen ist
es im allgemeinen notwendig, die Oberflächen zu reinigen, um Fingerabdrucke, Öl, Fett Schmutz, Ziehschmiermittel
und dgl. zu entfernen. Die Verwendung alkalischer'Reinigungslösungen
für diesen Zweck ist gebräuchlich. Viele derartiger Lösungen enthalten Borax. Es ist bereits vorgeschlagen
worden, vor der Phosphatierung lieinigungslüsungen anzuwenden, die beispielsweise ein Alkalisilikat, Borax und als oberflächenaktives
mittel ein rolyäthylenoxydaddukt enthalten. In alkalischen Reinigungslösungen neigt das Borax jedoch dazu,
die Lösung derart zu puffern, daß der pH-Wert unterhalb den für die Entfernung von groben Verschmutzungen und Fetten
erforderlichen Wert fällt.
üs wurde nun gefunden, daß diese Neigung nicht in Erscheinung j
tritt, wenn man anstelle von Borax ein Metaborat verwendet. ürfindungsgemäß werden Metalloberflächen vor dem Aufbringen
eines Phosphatüberzugs mit einer alkalischen Reinigungslösung, die ein Alkalimetaborat und ein Alkalisilikat enthält,
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gereinigt. Besonders geeignet sind Natriummetaborat und Natriummetasilikat. Sie stellen daher bevorzugte Bestandteile
der Reinigungslösungen dar.
Außerdem enthalten die Heinigungslösungen vorzugsweise ein oder mehrere oberflächenaktive Mittel. Ein weiterer Vorteil
der Verwendung eines Metaborats anstelle von Borax ergibt sich für trockene pulverförmige Mittel, die die Bestandteile
für die Reinigungslösungen enthalten. Es wurde auch gefunden, daß Metaborate eine wesentlich geringere Neigung
zum Zusammenbacken zeigen, wenn sie als Pulver mit oberflächenaktiven Mitteln, wie z.B. Polyäthylenoxydprodukten,
gemischt werden.
Mr eine anschließende Herstellung von besonders festhaftenden Zinkphosphatschichten ist eine Reinigung der Metalloberflächen
mit einer Lösung zweckmäßig, in der die Bestandteile (ausgedrückt als Na2O, SiO2 und BpO,) in einem Gewichtsverhältnis
von Na2O ι (SiO2 + B2°3^ von °»9 » 1 ^is 1,9 »1 und in einem
Gewichtsverhältnis von B2O, ι SiO2 von 0,2 » 1 bis 0,8 : 1
anwesend sind. Der Silikatgehalt, ausgedrückt als Natriummetasilikat,
in diesen bevorzugten Lösungen liegt zwischen 1 und 20 g/l.
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Als oberflächenaktive Mittel, die anwesend sein können, sind Kondensationsprodukte von Alkylphenolen, Alkoholen und Fettsäuren
mit Äthylenoxyd geeignet. Der Gesamtbetrag an oberflächenaktiven Mitteln in der Reinigungslösung kann bis zu
10 Gew.# der festen Bestandteile, mit denen die Lösung angesetzt
wird, betragen. Vorzugsweise beträgt der Gehalt jedoch 2 bis 5 5ί.
Wenn die zu reinigenden Metalloberflächen eine Spritzreinigung innerhalb eines weiten Temperaturbereiches, etwa von 15 bis
710C, erfordern, sollen das oberflächenaktive Mittel oder
Mischungen solcher Mittel einen Triibungspunkt von über 710C
aufweisen. Es wurde gefunden, daß eine Kombination von oberflächenaktiven Mitteln, die aus Kondeneationeprodukten von
Alkylphenol mit 8 bis 11 Äthylenoxydgruppen, von Alky!phenol
mit 1 bis 3 Äthylenoxydgruppen und von Fettalkohol mit wenigstens 15 Äthylenoxydgruppen besteht, gute Eeeultate ergibt.
Es sind bereits derartige Kombinationen oberflächenaktiver Mittel vorgeschlagen woraen, in denen der Fettalkohol
16 bis 18 C-Atome enthält und 50 bis 80 Äthylenoxydmoleküle pro AlkoholmolekUl vorhanden sind·
Die Qualität der nach der Reinigung erzeugten Phosphatüberzüge
kann weiter verbessert werden, wenn dit Reinigungs-
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lösungen außerdem eine geringe Menge Titan, vorzugsweise
0,005 bis 0,25 g Ti/l als aktivierenden Bestandteil enthalten.
Geeignete aktivierende, Titan enthaltende Mittel sind beispielsweise in USP 2 874· 081 und in den britischen
Patentschriften 560 847 und 560 848 beschrieben.
Die Reinigungslösungen werden vorzugsweise im Spritzen angewendet. Sie können bei beliebigen Spritzverfahren eingesetzt
werden, bei den/die Lösung kräftig auf die zu reinigende Oberfläche aufgespritzt wird, d. h. mit einer ausreichenden Stärke,
um den durch die Lösung gelockerten oder aufgelösten Schmutz wegzuwaschen. Die Reinigung kann bei Temperaturen
von 15 bis 710C durchgeführt werden, es ist jedoch vorteilhaft,
sie bei Temperaturen unterhalb 490C durchzuführen, weil dann
unmittelbar und bequem eine Kaltphosphatierung angeschlossen
werden kann·
Der Phosphatüberzug kann nach einer beliebigen Methode aufgebracht
werden* Vorzugsweise wird eine saure Zinkphosphatlösung auf die Metalloberfläche aufgespritzt· Derartige Zinkphoephatlöeungen
sind gut bekannt. Bei dem anmeldungsgemäßen Verfahren sind Zinkphosphatlösungen niedriger Punktzahl,
beispielsweise von 6 bis 10 Punkten, die Nitrit als Be-
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schleuniger enthalten und bei Temperaturen von etwa 430O
angewendet werden, besonders vorteilhaft anwendbar. Unter "Punkte" werden die Anzahl ml 0,1 η NaOH verstanden, die
erforderlich sind, um 10 ml der Phosphatierungslösung bei Verwendung von Phenolphthalein als Indikator zu neutralisieren,
ils wurde festgestellt, daß mit Hilfe derartiger Zinkphosphatlösungen auf den in der erfindungsgemäßen Weise
gereinigten Metalloberflächen Überzüge erhalten werden, die insbesondere widerstandsfähig sind gegen Verfärben und Rostbildung
bei Störungen, die bei Benutzung eines Fördersysteme in Reinigungs- und Phosphatierungszonen in der Anlage auftreten
können·
Es wurde weiterhin gefunden, daß gewisse Stähle, insbesondere
kohlenstoffarme, unberuhigte Stähle (rimming steals), die
normalerweise unter Verwendung von Zinkphoaphatlöaungen
niedriger Punktzahl bei niedriger Temperatur nur schwierig mit einem befriedigenden Überzug zu versehen sind, leicht
nach der erfindungsgemäßen Arbeitsweise mit einem Überzug versehen werden können.
Die Bestandteile der Reinigungslösungen werden vorzugsweise als trockenes pulverförmiges Mittel zur Verfügung gestellt,
das vor dem Gebrauch in Wasser gelöst wird. Ein derartiges
~ 6 —
• i
Mittel hat beispielsweise folgende Zusammensetzung (in Gewichtsteilen)
j
Natriummetasilikat (Na2SiO3 . 5 HgO) 616
Natriummetaborat (Na2B2O. . 8 H2O) 300
titanhaltiges Aktivierungsmittel mit 50
einem Gehalt von 1,5 $> Ti
ρ Pettalkohol-Äthylenoxydkondensationsprodukt 10
Nonylphenol-Äthylenoxydkondensationsprodukt 15
mit 8 bis 11 Äthylenoxydgruppen
Nonyiphenol-Äthylenoxydkondensationsprodukt 9·
mit 1 bis 3 Äthylenoxydgruppen
Es kann in einer Konzentration von 2 bis 20 g/l mit ausgezeichneten
Reinigungsergebnissen angewendet werden. Auf
den in dieser Weise gereinigten Metallgegenständen können festhaftende, feinkörnige Phosphatüberzüge erhalten werden.
j BEISPIBI1J
j Metallbleche, die mit einem dicken Überzug von Schutzfett
: auf lanolin-Basis versehen sind, werden 1 Min. mit einer
j 710C warmen lösung folgender Zusammensetzung bespritzt»
Natriummetasilikat (Na2SiO3 . 5 H2O) 6,0 g/l
Natriummetaborat (Na2B2O2, . 8 H2O) 3,0 g/l
• titanhaltiges Aktivierungsmittel mit 0,5 g/l
einem Gehalt von 1,5 # Ii
• 09849/111· OR1GlNALiNSPECTED
— 7 —
Nonylphenol-ithylenoxydkondensationaprodukt 0,9 g/l
mit 1 bia 3 Äthylenoxydgruppen
Nonylphenol-Äthylenoxydkondensationsprodukt 1,6 g/l
mit 8 bis 11 Äthylenoxydgruppen
Spermölalkohol-Äthylenoxydkondensationsprodukt 1,0 g/l,
mit 20 Äthylenoxydgruppen
Naoh dem Spulen werden die Bleche bei 430O mit einer 0,18 $>
NO-, 0,23 Jt Zn, 0,59 t PO^ und 0,01 Ji KO2 enthalenden Zink- (
phosphatlösung (Punktezahl 10, freie Säure 0,5 Punkte) bespritzt. Sie Punktezahl der freien Säure iat die Anzahl ml
0,1 η HaOH, die zur Titration von 10 ml der Lösung gegen
Bromphenolblau als Indikator erforderlich sind.
Hervorragend feinkörnige Zinkphosphatübereüge wurden auf
sämtlichen Blechen erhalten. Bei der Behandlung von Metallteilen, die nur einen dünnen Sohuteölfilm aufweisen, er- ·
hält man gleich gute Resultate bei einer Btinigungetemperatur von 320C. Beim Srtati des Spsraulalkoholkondenaationsproduktea durch ein von Tridtoylalkoholkondeneationsprodukt
mit 20 Äthylenoxydgruppen wurden gleioh gute Ergebnisse erzielt·
- Patentansprüche - - 8 -
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Claims (10)
1. Verfahren zur Behandlung von Metalloberflächen, insbesondere von Eisen und Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen,
vorzugsweise durch Spritzen, mit einer wäßrigen alkalischen Lösung, die ein Alkalimetaborat und «in Alkalimatasillkat
enthält, gereinigt und anschließend phosphatiert werden*
2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberflächen mit einer Lösung gereinigt werden, in denen die Bestandteile (ausgedrückt als Na2O, SiO2 und B2O,) in einem
Gewichteverhältnis von Na2O t (SiO2 + B2O,) von 0,9 * 1 bis
1,9 * 1 und einem Gewichtsverhältnis von BpO, » SiO2 von
0,2 t 1 bis 0,8 ι 1 anwesend sind, wobei die Konzentration des Silikats, ausgedrückt als Natriummetasilikat, zwischen
1 und 20 g/l liegt.
3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberflächen mit einer Lösung gereinigt werden, die ein oder mehrere oberflächenaktive Mittel, vorzugsweise Konden-•ationeprodukte
von Alkylphenolen, Alkoholen oder Fettsäuren mit ithylenoxyd, enthält·
4· Verfahren nach Anspruch 1 bis 3$ dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberflächen mit einer Lösung gereinigt werden, die bis zu
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ORIGINAL INSPECTED
10 Gew.^ö, vorzugsweise 2 bis 5 96, oberflächenaktive Mittel,
bezogen auf die festen Bestandteile der Lösung, enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen durch Spritzen mit einer Lösung gereinigt
werden, die eine Kombination von oberflächenaktiven Mitteln enthält, die aus einem Ikylphenoläthylenoxydkondensationsprodukt
mit 8 bis 11 Äthylenoxydgruppen, einem Alky!phenol- "
äthylenoxydkondensationsprodukt mit 1 bis 3 Äthylenoxydgruppen und einem 3?ettalkoholäthylenoxydkondensationsprodukt mit
wenigstens 15 A'thylenoxydgruppen besteht.
6. Verfahren naoh Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen durch Spritzen mit einer Lösung gereinigt
werden, die eine Kombination von oberflächenaktiven Mitteln.
enthält, die aus einem Alkylphenoläthylenoxydkondensations-
i produkt mit 8 bis 11 A'thylenoxydgruppen, einem Alkylphsnoläthylenoxydkondensationsprodukt
mit 1 bis 3 Äthylenoxydgruppen und einem C^- bis O.g-Fettalkoholathylenoxydkondeneationsprodukt
mit 50 bis 80 Äthylenoxydgruppen besteht·
7* Verfahren nach Anspruoh 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberflächen mit einer Lösung gereinigt werden, die eine geringe Menge Titan, vorzugsweise 0,005 bis 0,25 g Ii/l
, als aktivierenden Bestandteil enthält.
BAD ORSGiNAL 9098A9/113S
- 11 -
8· Verfahren nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen bei Temperaturen von 15 bis 710O gereinigt
werden.
9· Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphatüberzug durch Aufspritzen einer sauren Zinkphosphatlösung,
vorzugsweise durch Aufspritzen einer nitritbeschleunigten Lösung mit 6 bis 10 Punkten bei einer Temperatur
von etwa 430C, auf die Oberfläche aufgebracht wird.
'·
10. Pulverförmiges Mittel zur Herstellung von Lösungen zur Durchj
führung der Reinigung nach Anspruoh 1 bis 8, enthaltend Natriummetaborat, Natriummetasilikat und ein Kondensationsprodukt von Alkylphenolen, Alkoholen oder Fettsäuren mit
Äthylenoxyd·
Frankfurt (Main), 8. Mai 1962
DrBr/BK
DrBr/BK
BAD ORiGlNAL 909849/1136
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1836661A GB932970A (en) | 1961-05-19 | 1961-05-19 | Improvements relating to the cleaning and phosphate coating of metallic surfaces |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1521831A1 true DE1521831A1 (de) | 1969-12-04 |
Family
ID=10111239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19621521831 Pending DE1521831A1 (de) | 1961-05-19 | 1962-05-10 | Verfahren zur Behandlung von Metalloberflaechen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1521831A1 (de) |
GB (1) | GB932970A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2461020A1 (fr) * | 1979-07-06 | 1981-01-30 | Produits Ind Cie Fse | Perfectionnements apportes aux procedes de phosphatation au manganese des surfaces en fer et en acier |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3635343A1 (de) * | 1986-10-17 | 1988-04-28 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur erzeugung von phosphatueberzuegen |
-
1961
- 1961-05-19 GB GB1836661A patent/GB932970A/en not_active Expired
-
1962
- 1962-05-10 DE DE19621521831 patent/DE1521831A1/de active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2461020A1 (fr) * | 1979-07-06 | 1981-01-30 | Produits Ind Cie Fse | Perfectionnements apportes aux procedes de phosphatation au manganese des surfaces en fer et en acier |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB932970A (en) | 1963-07-31 |
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