DE19905134A1 - Passivation process - Google Patents

Passivation process

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Abstract

Verfahren zur Passivierung von galvanischen Zink-Nickel-Überzügen, bei dem der Überzug mit einem Oxidationsmittel behandelt wird.Process for the passivation of galvanic zinc-nickel coatings, in which the coating is treated with an oxidizing agent.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Passivierung von Zink-Nickel- Schichten.The invention relates to a method for passivating zinc-nickel Layers.

Die Passivierung von galvanischen Überzügen ist bekannt und dient dem Korrosionsschutz sowie als Haftuntergrund für weitere Beschichtungen, wie beispielsweise Kunststoffbeschichtungen oder Lacke.The passivation of galvanic coatings is known and serves that Corrosion protection and as an adhesive base for other coatings, such as for example plastic coatings or paints.

Die im Stande der Technik bekannten Verfahren greifen auf eine Chromatie­ rung zurück, bei der vorzugsweise eine Chrom-VI-Schicht erzeugt wird, die eine gute Korrosionsbeständigkeit liefert. In Verbindung mit Zink sind hier blau-gelb, schwarz- und Oliv-Chromatierungen und für Nickeltransparent Gelb- und Schwarz-Chromatierungen bekannt, die jeweils eine unterschiedli­ che Korrosionsbeständigkeit aufweisen.The methods known in the prior art use chromatography tion, in which a chromium VI layer is preferably produced, the provides good corrosion resistance. In connection with zinc are here blue-yellow, black and olive chromating and for nickel transparency Yellow and black chromate coatings are known, each with a different have corrosion resistance.

Für den Zink-Nickel-Bereich hat die Schwarzchromatierung als Korrosions­ schutz mit bevorzugter ästhetischer Wirkung weite Verbreitung gefunden. In der deutschen Offenlegungsschrift 33 02 502 ist eine Chromatierung für eine Zink-Kobalt-Beschichtung beschrieben.For the zinc-nickel area, black chromating has corrosion Protection with a preferred aesthetic effect has been widely used. In German Offenlegungsschrift 33 02 502 there is chromating for described a zinc-cobalt coating.

Der weitverbreitete Einsatz von Chromaten als Korrosionsschutzschicht besitzt erhebliche Nachteile. So ist das vornehmlich zum Einsatz kommende Chrom-VI karzinogen. Eine zusätzliche Schutzbeschichtung ist daher erfor­ derlich, um einen Hautkontakt zu vermeiden. Ungelöst bleibt jedoch das Problem, daß Chrom-VI beschichtete Teile eine erhebliche Umweltbela­ stung, insbesondere als Altlast, darstellen. Bei umweltschonender Entsor­ gung verursachen Chrom-VI beschichtete Teile hohe Entsorgungskosten.The widespread use of chromates as a corrosion protection layer has significant disadvantages. So that is primarily used Chromium VI carcinogen. An additional protective coating is therefore required  necessary to avoid skin contact. However, this remains unsolved Problem that chrome VI coated parts have a significant environmental impact represent, especially as a contaminated site. With environmentally friendly disposal Chrom-VI coated parts cause high disposal costs.

Zur Vermeidung des unerwünschten Chrom-VI läßt sich auch eine Chrom-III- Passivierung mit blauem Farbton einsetzen. Diese besitzt jedoch wie die als weitere Alternative bekannte Molybdän-Passivierung unzureichende Korro­ sionsschutzeigenschaften. Insbesondere sind die beiden vorgenannten Chromatierungsverfahren nicht für Zink-Nickel-Überzüge geeignet.To avoid the unwanted chromium VI, a chromium III Use passivation with a blue color. However, this has like the as Another alternative known molybdenum passivation is insufficient corrosion sion protection properties. In particular, the two aforementioned Chromating process not suitable for zinc-nickel coatings.

Ein weiteres Problem, welches vorrangig bei der Schwarz-Passivierung von Zink-Nickel-Überzügen auftritt, liegt in dem etwa 2 µm betragenden Abtrag der Zink-Nickel-Schicht. Bei einer Gesamtschichtdicke von ca. 10 µm stellt dieser Abtrag einen Kostenfaktor von ca. 20% dar.Another problem, which primarily concerns the black passivation of Zinc-nickel coatings occur, lies in the approximately 2 µm removal the zinc-nickel layer. With a total layer thickness of approx. 10 µm this deduction represents a cost factor of approx. 20%.

Ferner führt der Anstieg von Chrom-III und Zink in der Chromatierungslösung dazu, daß diese sich schnell verbraucht und ein häufiger Neuansatz der Lösung sowie Entsorgung der Altlösung erforderlich ist.Furthermore, the increase in chromium III and zinc in the chromating solution leads to the fact that this is used up quickly and a frequent new approach of Solution and disposal of the old solution is required.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Passivierung für Zink- Nickel-Überzüge zu schaffen, die keine gesundheitliche Gefahr und keine Schwierigkeiten bei der Entsorgung mit sich bringt sowie zu einer Kostenein­ sparung führt.The invention is therefore based on the problem of passivation for zinc To create nickel plating that is no health hazard and no Difficulty with disposal brings with it as well as a cost saving leads.

Das Problem wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.The problem is solved by a method according to claim 1.

Bei diesem Verfahren wird die Zink-Nickel-Oberfläche unter Vermeidung jeg­ lichen Einsatzes von Chrom mit einem Oxidationsmittel behandelt und kann anschließend mit einer weiteren Schicht überzogen werden. In this process, the zinc-nickel surface is avoided while avoiding any treated use of chromium with an oxidizing agent and can then covered with another layer.  

Der Überzug kann dazu dienen, die optische Qualität der Oberfläche zu ver­ bessern oder die Gleiteigenschaften zu erhöhen. Darüber hinaus können weitere Schichten als Korrosionsschutzschicht aufgetragen werden.The coating can serve to ver the optical quality of the surface improve or increase the sliding properties. In addition, you can additional layers can be applied as a corrosion protection layer.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Passivierung liegt in ihrer guten Rotrostbeständigkeit. Dies ist auf die Oberflächenstruktur zurückzufüh­ ren, die sich aus der oxidativen Behandlung ergibt.A particular advantage of the passivation according to the invention is its good red rust resistance. This is due to the surface structure ren, which results from the oxidative treatment.

Die erfindungsgemäß passiverte Zink-Nickel-Schicht läßt sich mit einer be­ liebigen Konversionsschicht oder auch direkt mit einem Gleitlack behandeln. Als Konversionsschicht kommen organische oder anorganische Beschich­ tungssysteme beispielsweise Silikate oder Polymerwachse in Frage.The passivated zinc-nickel layer can be with a be Treat any conversion layer or directly with a lubricating varnish. Organic or inorganic coatings are used as conversion layers systems such as silicates or polymer waxes.

Vorzugsweise besteht die Konversionsschicht aus Aquares, welches in die­ ser Kombination einen besonderen Schutz gegen Weißrost bietet. Auf die Aquaresschicht kann dann zusätzlich ein Gleitlack aufgetragen werden, um optimale Gleiteigenschaften des beschichteten Bauteils zu erreichen. Als Gleitlack wird bevorzugt Molykote D708 der Firma Molykote eingesetzt. Als Versiegelungsschicht sind ferner insbesondere Titan und Silizium Kom­ binationen, wie beispielsweise in der deutschen Patentschrift 41 38 218 beschrieben, vorteilhaft.Preferably, the conversion layer consists of Aquares, which in the This combination offers special protection against white rust. On the Aquarium layer can then be additionally applied to a lubricating varnish to achieve optimal sliding properties of the coated component. As Molykote D708 from Molykote is preferably used as a lubricating varnish. Titanium and silicon are also particularly suitable as sealing layers combinations, such as in German Patent 41 38 218 described, advantageous.

Die Erfindung läßt sich auch für andere Zink- oder Zinklegierungsüberzüge einsetzen.The invention can also be used for other zinc or zinc alloy coatings deploy.

Im folgenden wird zur Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel des näheren erläutert.In the following, an embodiment of the explained in more detail.

Die Bauteile werden zunächst mit einer 12 bis 15,5%-igen Zink-Nickel- Schicht galvanisch beschichtet. Diese Zink-Nickel-Schicht wird mit Ammoni­ umperoxidsulfat bei einem pH 1,8 oxidiert. Die oxidierte Zink-Nickel-Schicht wird zur Verbesserung der optischen oder technischen Qualität nachbehan­ delt. Diese Nachbehandlung kann aus einem anorganischen oder organi­ schen Film bestehen.The components are first coated with a 12 to 15.5% zinc-nickel Galvanically coated layer. This zinc-nickel layer is made with ammoni umperoxidsulfat oxidized at a pH 1.8. The oxidized zinc-nickel layer  will be followed up to improve the optical or technical quality delt. This aftertreatment can consist of an inorganic or organic film.

Beispiel 1 (anorganischer Film)Example 1 (inorganic film)

Einen anorganischen Film bildet eine Lösung aus, die Natriumsilikat in gelö­ ster Form enthält:
50 g/l Natronwasserglas
pH von 8-10 (mit Natronlauge bzw. verdünnter Phosphorsäure eingestellt)
An inorganic film forms a solution that contains sodium silicate in dissolved form:
50 g / l soda water glass
pH of 8-10 (adjusted with sodium hydroxide solution or dilute phosphoric acid)

Beispiel 2 (organischer Film)Example 2 (organic film)

50 g/l Acrylat-Styrol-Copolimerisat (wie Acronal 567 D der BASF)
2 g/l Isopropanol
0,01 g/l Verdickungsmittel
pH-8-10 (mit verdünntem Ammoniak eingestellt)
50 g / l acrylate-styrene copolymer (such as Acronal 567 D from BASF)
2 g / l isopropanol
0.01 g / l thickener
pH-8-10 (adjusted with dilute ammonia)

Beispiel 3 (organischer Film)Example 3 (organic film)

25 g/l Polyethylenwachs (wie Luwax OA2 der BASF)
2 g/l Lutensol ON110 (Tensid, BASF, als Emulgator für Wachs)
pH = 8-10 (mit verdünntem Ammoniak eingestellt)
25 g / l polyethylene wax (like Luwax OA2 from BASF)
2 g / l Lutensol ON110 (surfactant, BASF, as emulsifier for wax)
pH = 8-10 (adjusted with dilute ammonia)

Beispiel 4 (organischer Film)Example 4 (organic film)

Ebenso können organische Filme mittels der Elektrotauchlackierung aufge­ bracht werden. Hierzu eignet sich bevorzugt eine kathodische Tauchlackie­ rung, bei der das Werkstück in einer entsprechenden wässrigen Lösung als Kathode geschaltet wird. An der Kathode bildet sich Wasserstoff und damit steigt der pH-Wert im Kathodenfilm an. Die gelösten organischen Bestand­ teile fallen bei hohem pH-Wert aus und bilden einen dünnen Film auf der Oberfläche. Dieser Film verringert die Leitfähigkeit in der Oberfläche stark. Ist die gesamte Oberfläche beschichtet, kommt es daher zu einem erhebli­ chen Spannungsanstieg und der Beschichtungsprozeß ist zu Ende. Die nachgeschaltete Trocknung ist nun ein Einbrennvorgang bei ca. 180°C.Organic films can also be applied using electrocoating be brought. A cathodic dip coating is preferably suitable for this tion in which the workpiece is in a corresponding aqueous solution Cathode is switched. Hydrogen is formed on the cathode and thus the pH value in the cathode film increases. The dissolved organic stock  parts precipitate at high pH and form a thin film on the Surface. This film greatly reduces the conductivity in the surface. If the entire surface is coated, then there is a considerable increase Chen voltage rise and the coating process is over. The downstream drying is now a baking process at approx. 180 ° C.

Ferner können in entsprechenden Lösungen die Werkstücke auch als Anode (anodische Tauchlackierung) geschaltet werden. Hierbei, entwickelt sich Sauerstoff an der Anode und daher der pH-Wert nach unten (tiefere Werte) absenkt. Die vorher zum Beispiel mit Ammoniak gelösten Polycarbonsäuren scheiden sich nun wieder ab.In corresponding solutions, the workpieces can also be used as an anode (anodic dip painting) can be switched. Here, develops Oxygen at the anode and therefore the pH value down (lower values) lowers. The polycarboxylic acids previously dissolved, for example, with ammonia now separate again.

Ebenso besteht die Möglichkeit, eine Kombination aus Titansäureestern und organofunktionellen Polysiloxanen als Nachtauchmittel einzusetzen. Dabei kommen organische Lösungsmittel, vorzugsweise Kohlenwasserstoffe oder Alkohole zur Verwendung. Anstelle der Titansäureester lassen sich Titan­ chelate einsetzten und als Lösungsmittel Wasser, Alkohole oder Kohlenwas­ serstoffe einsetzten. Die Titansäureester und Titanchelate können auch nebeneinander eingesetzt werden, während die verschiedenen Lösungsmit­ tel als Mischung zur Anwendung kommen.There is also the possibility of a combination of titanium acid esters and use organofunctional polysiloxanes as night dips. Here come organic solvents, preferably hydrocarbons or Alcohols for use. Instead of the titanium acid esters, titanium can be used Use chelates and water, alcohols or coal water as a solvent use substances. The titanium acid esters and titanium chelates can also can be used side by side, while the different solutions tel are used as a mixture.

Claims (8)

1. Verfahren zur Passivierung von galvanischen Zink-Nickel-Überzügen dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug mit einem Oxidationsmittel behandelt wird.1. A method for the passivation of galvanic zinc-nickel coatings, characterized in that the coating is treated with an oxidizing agent. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidati­ onsmittel ein Peroxidsulfat eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that as oxidati onsmittel a peroxide sulfate is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Zink-Nickel-Schicht eine Konversionsschicht aufgetragen wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that on a conversion layer is applied to the zinc-nickel layer. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konver­ sionsschicht aus einem Polymerwachs besteht.4. The method according to claim 3, characterized in that the converter sionsschicht consists of a polymer wax. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trockenschmierstoffschicht aufgetragen wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that a dry lubricant layer is applied. 6. Beschichtungssystem mit einer oxidativ behandelten Zink- oder Zinklegie­ rungs-, insbesondere Zink-Nickelschicht.6. Coating system with an oxidatively treated zinc or zinc alloy tion, especially zinc-nickel layer. 7. Beschichtungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zink- oder Zinklegierungsschicht mit einer titan- und/oder siliziumhalti­ gen Schicht versiegelt ist.7. Coating system according to claim 6, characterized in that the zinc or zinc alloy layer with a titanium and / or silicon content layer is sealed. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das die passivierten Überzüge mit einer Bindemittel- Kombination aus Titansäureestern und/oder Titanchelaten und Polysilox­ anen in einem organischen Lösungsmittel oder Wasser oder einer Mischung behandelt werden.8. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized characterized that the passivated coatings with a binder Combination of titanium acid esters and / or titanium chelates and polysilox anen in an organic solvent or water or an Mixture are treated.
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