DE19960606B4 - Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Stahlgegenständen - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Stahlgegenständen, wobei
der Stahlgegenstand zunächst
verzinkt wird,
wobei der Stahlgegenstand daraufhin in einem Verfahrensschritt in einem Verchromungselektrolyten unter Stromzuführung zuerst mit einer Chromschicht und dann mit einer Chromatschicht beschichtet wird,
wobei der Stahlgegenstand danach unter fortwährender Stromzuführung dem Verchromungselektrolyten wieder entnommen wird,
wobei die Oberfläche des Stahlgegenstandes anschließend mit zumindest einem Reduktionsmittel behandelt wird
und wobei daraufhin eine Schicht aus einem Polymeren auf die Oberfläche des Stahlgegenstandes aufgebracht wird.
wobei der Stahlgegenstand daraufhin in einem Verfahrensschritt in einem Verchromungselektrolyten unter Stromzuführung zuerst mit einer Chromschicht und dann mit einer Chromatschicht beschichtet wird,
wobei der Stahlgegenstand danach unter fortwährender Stromzuführung dem Verchromungselektrolyten wieder entnommen wird,
wobei die Oberfläche des Stahlgegenstandes anschließend mit zumindest einem Reduktionsmittel behandelt wird
und wobei daraufhin eine Schicht aus einem Polymeren auf die Oberfläche des Stahlgegenstandes aufgebracht wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Stahlgegenständen, wobei der Stahlgegenstand zunächst verzinkt wird. – Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Stahlrohren bzw. verzinkten Stahlrohren.
- Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus
DE 195 31 708 C2 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein verzinktes Stahlrohr mit einer Chromatbehandlungslösung behandelt, die zwingend dreiwertige Chromionen aufweist. Auf dem verzinkten Stahlrohr wird auf diese Weise eine Chromatschicht aus dreiwertigem Chrom gebildet. Auf der Chromatschicht wird anschließend eine Polyvinylfluoridschicht oder Polyvinylidenfluoridschicht aufgebracht. Die nach dem bekannten Verfahren behandelten Stahlgegenstände lassen im Hinblick auf ihre Korrosionsbeständigkeit nichtsdestoweniger zu wünschen übrig. Auch die Haftfestigkeit der auf die Chromatschicht aufgebrachten Polymerschicht ist verbesserungsbedürftig. - Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem auf einfache und wenig aufwendige Weise Stahlgegenstände so behandelt werden können, daß die oben genannten Nachteile vermieden werden und daß sich die behandelten Stahlgegenstände durch eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auszeichnen.
- Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Stahlgegenständen, wobei der Stahlgegenstand zunächst verzinkt wird,
wobei der Stahlgegenstand daraufhin in einem Verfahrensschritt in einem Verchromungselektrolyten unter Stromzuführung zuerst mit einer Chromschicht und dann mit einer Chromatschicht beschichtet wird,
wobei der Stahlgegenstand danach unter fortwährender Stromzuführung dem Verchromungselektrolyten wieder entnommen wird,
wobei die Oberfläche des Stahlgegenstandes anschließend mit zumindest einem Reduktionsmittel behandelt wird
und wobei daraufhin eine Schicht aus einem Polymeren auf die Oberfläche des Stahlgegenstandes aufgebracht wird. - Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Verzinkung in einem wäßrigen Zinkelektrolyten durchzuführen. Für die Verzinkung wird zweckmäßigerweise ein Zinkelektrolyt auf Zinksulfatbasis eingesetzt. Die Dicke der aufgebrachten Zinkschicht beträgt vorzugsweise 10 bis 30 μm. Die Verzinkung wird mit einer Stromdichte von 10 bis 40 A/dm2 durchgeführt und zwar zweckmäßigerweise bei einer Temperatur von 40 bis 80°C, bevorzugt 60 bis 70°C.
- Die Aufbringung der erfindungsgemäßen Chromschicht sowie der Chromatschicht wird nachfolgend der Einfachheit halber als Verchromung bezeichnet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Verchromung in ein und demselben Verfahrensschritt und in ein und demselben Verchromungselektrolyten durchgeführt wird. Es liegt fernerhin im Rahmen der Erfindung, daß bei der Verchromung der Stahlgegenstand als Kathode geschaltet wird. Als Anoden werden vorzugsweise Bleianoden, sehr bevorzugt zinnlegierte Bleianoden verwendet.
- Nach sehr bevorzugter Ausführungsform, der im Rahmen der Erfindung besondere Bedeutung zukommt, wird mit einem verdünnten wäßrigen Verchromungselektrolyten gearbeitet, der 25 bis 250 g/l, vorzugsweise 50 bis 150 g/l, Chromsäure (CrO3) enthält. Vorzugsweise wird ein Verchromungselektrolyt eingesetzt, der 0,1 bis 10 g/l, bevorzugt 0,5 bis 5 g/l Schwefelsäure enthält. Nach sehr bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird mit einem Verchromungselektrolyten gearbeitet, der zumindest eine Sulfonsäure enthält. Vorzugsweise ist zumindest eine Sulfonsäure in einer Menge von 0,1 bis 10 g/l, bevorzugt 0,5 bis 5 g/l in dem Verchromungselektrolyten enthalten. Bei der eingesetzten Sulfonsäure handelt es sich nach einer Ausführungsform der Erfindung um Methansulfonsäure.
- Der Verchromungselektrolyt weist bei der Verchromung vorzugsweise eine Temperatur von 20 bis 80°C, sehr bevorzugt von 20 bis 50°C auf. Die Verchromung wird zweckmäßigerweise über einen Zeitraum von 1 bis 120 Sek., bevorzugt über einen Zeitraum von 1 bis 60 Sek. durchgeführt. Nach sehr bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird die Verchromung mit einer Stromdichte von 1 bis 50 A/dm2, vorzugsweise 5 bis 40 A/dm2, durchgeführt. Zweckmäßigerweise ist die Dicke der aufgebrachten Chromschicht kleiner als 1 μm und ist auch die Dicke der aufgebrachten Chromatschicht dünner als 1 μm. – Von erfindungswesentlicher Bedeutung ist das Merkmal, daß im Verchromungselektrolyten stets unter Stromzufuhr gearbeitet wird. Eine Stromzufuhr findet auch noch dann statt, wenn der Stahlgegenstand dem Verchromungselektrolyten entnommen wird. Zweckmäßigerweise wird die Stromzuführung erst dann gestoppt, wenn der Stahlgegenstand vollständig aus dem Verchromungselektrolyten entnommen wurde. Mit anderen Worten liegt es im Rahmen der Erfindung, daß es während der Verchromung keine stromlosen Zeiträume gibt, während derer sich der Stahlgegenstand im Verchromungselektrolyten befindet. Eine Unterbrechung der Stromzuführung wird vor allem nach dem Aufbringen der Chromatschicht auf den Stahlgegenstand vermieden. – Im Rahmen der Erfindung wird die Chromschicht einerseits und die darauf gebildete Chromatschicht andererseits erhalten, wenn mit der erfindungsgemäßen fortwährenden Stromzuführung gearbeitet wird und die erfindungsgemäßen Bedingungen verwirklicht werden. Die aufgebrachte Chromatschicht enthält im übrigen zunächst sechswertige Chromverbindungen.
- Vorzugsweise wird die Oberfläche des Stahlgegenstandes mit zumindest einem Reduktionsmittel aus der Gruppe "Bisulfit, Oxalat, Dithionit" behandelt. Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, daß die auf die Chromschicht aufgebrachte Chromatschicht reduziert wird, so daß diese Zwischenschicht keine sechswertigen Chromverbindungen oder so gut wie keine sechswertigen Chromverbindungen mehr enthält. Zweckmäßigerweise findet ein Tauchen des Stahlgegenstandes in eine Lösung mit dem Reduktionsmittel statt. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine basische Lösung mit einem pH-Wert > 8. Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß zwischen der Verchromung im Verchromungselektrolyten und der Behandlung der Oberfläche des Stahlgegenstandes mit dem Reduktionsmittel zumindest ein Spülschritt verwirklicht wird.
- Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß nach der Behandlung der Oberfläche des Stahlgegenstandes mit dem Reduktionsmittel eine Schicht eines organischen Polymeren aufgebracht wird. Nach sehr bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird als Polymer Polyvinylchlorid und/oder Polyvinylidenchlorid eingesetzt. Vor allem mit diesen Polymeren haben sich die erfindungsgemäßen Maßnahmen bewährt.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Korrosionsbeständigkeit von Stahlgegenständen, vorzugsweise von verzinkten Stahlrohren, beachtlich gesteigert werden kann, wenn das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird. Besondere Bedeutung kommt in diesem Zusammenhang den erfindungsgemäßen Merkmalen zu, wonach der verzinkte Stahlgegenstand unter fortwährender Stromzufuhr im Verchromungselektrolyten behandelt wird und daß die Stromzufuhr bis zur Entnahme des Stahlgegenstandes aus dem Verchromungselektrolyten aufrechterhalten wird. Überraschenderweise können durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise beachtliche Vorteile erzielt werden. Auch die Haftfestigkeit des Polymeren auf dem Stahlgegenstand wird im Vergleich zu bekannten Maßnahmen überraschenderweise erhöht. Hervorzuheben ist, daß das erfindungsgemäße Verfahren auf einfache und wenig aufwendige Weise durchführbar ist und nichtsdestoweniger beachtliche Vorteile erreicht werden.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:
- Ausführungsbeispiel:
- Auf einem verkupferten Stahlröhrchen wurde aus einem Zinkelektrolyten auf Zinksulfat-Basis eine etwa 20 μm dicke Zinkschicht abgeschieden und zwar bei einer Stromdichte von 30 A/dm2 über einen Zeitraum von 2 Min. und bei einer Temperatur von 60°C. – Das Stahlröhrchen wurde anschließend gespült und daraufhin in einem Verchromungselektrolyten behandelt, der 75 g/l Chromsäure (CrO3), 1 g/l Schwefelsäure und 1 g/l Methansulfonsäure enthielt. Bei einer Temperatur von 30°C und einer Stromdichte von 20 A/dm2 wurden in 10 Sek. zuerst die Chromschicht und dann die Chromatschicht auf das Stahlröhrchen aufgebracht. Unter fortwährender Stromzuführung wurde das Röhrchen dann aus dem Verchromungselektrolyten entnommen. Nach dem Spülen des Stahlröhrchens wurde es in eine Natriumdithionitlösung getaucht. Die Natriumdithionitlösung enthielt 20 g/l Natriumdithionit und wies einen pH-Wert von 10 auf, der mit Hilfe von Natronlauge eingestellt worden war. Nach dem Spülen und Trocknen des Stahlröhrchens kann dann die Schicht eines organischen Polymeren, vorzugsweise eine Schicht aus Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid haftfest aufgebracht werden.
Claims (7)
- Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Stahlgegenständen, wobei der Stahlgegenstand zunächst verzinkt wird, wobei der Stahlgegenstand daraufhin in einem Verfahrensschritt in einem Verchromungselektrolyten unter Stromzuführung zuerst mit einer Chromschicht und dann mit einer Chromatschicht beschichtet wird, wobei der Stahlgegenstand danach unter fortwährender Stromzuführung dem Verchromungselektrolyten wieder entnommen wird, wobei die Oberfläche des Stahlgegenstandes anschließend mit zumindest einem Reduktionsmittel behandelt wird und wobei daraufhin eine Schicht aus einem Polymeren auf die Oberfläche des Stahlgegenstandes aufgebracht wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verzinkung in einem wäßrigen Zinkelektrolyten durchgeführt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei mit einem wäßrigen Verchromungselektrolyten gearbeitet wird, der 25 bis 250 g/l, vorzugsweise 50 bis 150 g/l, Chromsäure enthält.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mit einem Verchromungselektrolyten gearbeitet wird, der zumindest eine Sulfonsäure enthält.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verchromung mit einer Stromdichte von 1 bis 50 A/dm2, vorzugsweise 5 bis 40 A/dm2, durchgeführt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zumindest ein Reduktionsmittel aus der Gruppe "Bisulfit, Oxalat, Dithionit" eingesetzt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei als Polymer Polyvinylchlorid und/oder Polyvinylidenchlorid eingesetzt wird.
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| DE19531708C2 (de) * | 1994-08-30 | 1998-02-12 | Usui Kokusai Sangyo K Ltd | Korrosionsbeständige Überzugsanordnung auf einem Metallrohr |
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