DE2051925B2

DE2051925B2 - Verzinkungspaste und Verfahren zur Herstellung von Überzügen aus dieser Paste auf Eisen- und Stahlgegenständen

Info

Publication number: DE2051925B2
Application number: DE2051925A
Authority: DE
Inventors: Jun Tanaka; Mikio Watanabe
Original assignee: Senju Metal Industry Co Ltd
Current assignee: Senju Metal Industry Co Ltd
Priority date: 1969-10-22
Filing date: 1970-10-22
Publication date: 1974-01-31
Also published as: DE2051925A1; GB1304876A; NL145603B; US3723160A; DK138605B; NL7015112A; BE757770A; FR2066380A5; DK138605C; DE2051925C3; JPS494135B1

Description

und 20 bis 70 Gewichtsteilen Zinkpulver, Pulver einer Zinklegierung mit maximal 1 % Aluminium oder Zinkpulver mit einem Gehalt bis zu 1 "mi Aluminiumpulver, wobei die Gesamtmenge 100 Gewichtsteile beträgt.

2. Verzinkungspaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 30 bis 70 Gewichtsteilen des Flußmittels der folgenden Zusammensetzung:

Gewichtsprozent

Formamid und/oder Acetamid 40 bis 55

Zinkchlorid 40 bis 50

Ammoniumchlorid 4 bis 10

Stannochlorid 1 bis 5

Bleichlorid 2 bis 4

Gesamtmenge 100

und 30 bis 70 Gewichtsteilen Zinkpulver, Pulver einer Zinklegierung mit maximal 1 %> Aluminium oder Zinkpulver mit einem Gehalt bis zu 1⁰Zn Aluminiumpulver besteht, wobei die Gesamtmenge 100 Gewichtsteile beträgt.

3. Verzinkungspaste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 40 bis 50 Gewichtsteilen des Flußmittels der folgenden Zusammensetzung:

Gewichtsprozent Formamid und/oder Acetamid 40 bis 45

Zinkchlorid 42 bis 47

Ammoniumchlorid 6 bis 9

Stannochlorid 2 bis 4

Bleichlorid 2 bis 4

Gesamtmenge 100

und 50 bis 60 Gewichtsteilen Zinkpulver, Pulver einer Zinklegierung mit maximal 1 °/o Aluminium oder Zinkpulver mit einem Gehalt bis zu 1 %> Aluminiumpulver besteht, wobei die Gesamtmenge 100 Gewichtsteile beträgt.

4. Verfahren zum Herstellen eines Zinküberzugs auf Stahl- und Eisengegenständen unter Verwendung einer Verzinkungspaste nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu überziehende Oberfläche durch Vorbehandlung mit einem Flußmittel folgender Zusammensetzung aktiviert wird:

Gewichtsprozent

Zinkchlorid 50 bis 75

Ammoniumchlorid bis 10

Stannochlorid 1 bis 10

Chlorwasserstoffsäure

(Dichte 1,18) 1 bis 3

Mit Wasser aufgefüllt auf .... 100

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, Jaß zur Vorbehandlung ein Flußmittel aus 55 bis 70 Gewichtsprozent Zinkchlorid, 1 bis 7 Gewichtsprozent Ammoniumchlorid, 3 bis 9 Gewichtsprozent Stannochlorid, 1 bis 3 Gewichtsprozent Chlorwasserstoffsäure und der auf 100 Gewichtsprozent fehlenden Menge Wasser verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorbehandlung ein Flußmittel aus 60 bis 65 Gewichtsprozent Zinkchlorid, 2 bis 4 Gewichtsprozent Ammoniumchlorid, 3 bis 5 Gewichtsprozent Stannochlorid, 1 bis 2 Gewichtsprozent Chlorwasserstoffsäure und der auf 100 Gewichtsprozent fehlenden Menge Wasser verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu überziehende Oberfläche nach der Vorbehandlung mit dem Flußmittel und vor Auftrag der Verzinkungspaste auf eine Temperatur zwischen 100 und 150⁰C erhitzt wird.

Die Erfindung betrifft eine Verzinkungspaste zum Herstellen von Zinküberzügen. Eisen und Stahl sind zähe Materialien, sie zeigen jedoch den Nachteil,

leicht der Korrosion zu unterliegen. Wenn Eisen- und Stahlgegenstände mit Zink, welches ein unedles Metall ist, überzogen werden, so wird Zink bevorzugt vor Eisen korrodiert und das Eisen auf diese Weise geschützt. Zink wird zum Verhindern des Ro-

stes auf die Oberfläche von Eisenmaterialien durch das Schmelztauchverfahren, elektrolytisches Auftragen, Sheradisieren oder nach dem Metallspritzverfahren aufgetragen.
Zum Herstellen von Zinküberzügen wurde bereits ein Verfahren zum Schmelzauftragen vorgeschlagen und erprobt, gemäß dem auf Grund des niedrigen Schmelzpunkts und der Einfachheit der Behandlung eine Paste verwendet wurde, die pulverförmiges Zinn, Blei oder eine pulverförmige Zinn-Blei-Legie-

rung (Terne-Legierung) usw. und ein Flußmittel enthielt. Diese Überzugsmetalle sind jedoch edler als Eisen, und wenn daher Poren in der überzogenen Oberfläche vorliegen, beschleunigen sie die Korrosion des Eisensubstrats. Es wurden außerdem, beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung 4882/69, Zinküberzugsmassen beschrieben, die in einfacher Weise auf die Oberfläche eines Substrats aufgetragen und unter Bildung eines Zinküberzugs erhitzt werden können. Es handelt sich jedoch um Massen, die Zinkpulver direkt als Dispersion in einer wäßrigen Lösung anorganischer Salze, wie Zinkchlorid, enthalten. Da Zinkpulver sehr aktiv ist, reagiert es mit der das anorganische Salz enthaltenden Fluß-

mittellnsung, und die Masse wird häufig unbrauchbar, bevor sie eingesetzt werden kann. Diese Massen verhalten sich außerdem im allgemeinen wie ein Gemisch aus Wasser und Sand, und er, ist schwierig, diese Massen gleichförmig mit Hilfe einer Bürste auf die Oberfläche von Stahlmaterialien aufzutragen. Um diesen Nachteil zu umgehen, wurde die Verwendung eines Flußmittel-Trägermaterials erwogen, wie Glycerin oder Diäthylenglykol; diese Trägermaterialicn werden jedoch bei hohen Auftragstemperaturen carbonisiert und konnten daher praktisch nicht verwendet werden.

Zum Herstellen von im wesentlichen metallischen Korrosionsschutzüberzügen auf Eisen- oder Stahloberflächen ist aus der deutschen Auslegeschrift

1 063 435 ein Verfahren bekannt, gemäß dem das zu schützende Material entrostet und danach ein wäßriges Gemisch aus einem primären Orthophosphat, gegebenenfalls Orthophosporsäure, einem Öl, Silikonharz oder einem anderen Kunstharz und Metallstaub oder staubförmigem Metalloxid aufgetiagen wird. Nach dem Beschichten erfolgt das Einbrennen dieser Überzugsschicht. Hierbei wird jedoch eine Phosphatschicht gebildet, die lediglich dispergiertes Metall oder Metalloxid enthält, und es ist nicht möglich, einen durch Legierungsbildung gebundenen, zusammenhängenden Metallüberzug zu erzielen.

Nach einer anderen, aus der USA.-Patentscl.rift

2 101S16 bekannten Möglichkeit können beschädigte galvanische Überzüge mit Hilfe einer Legierung aus Blei, Zinn und Zink ausgebessert werden, die ein zum Auflösen von Metalloxiden befähigtes Flußmittel enthält. Dieses bekannte Überzugsmittel liegt in Pulverform vor und kann bei einer Temperatur von 260 bis 315⁰C mit Hilfe einer Lötlampe aufgeschmolzen werden. Diese bekanntermaßen verwendete pulverförmige Zink-Zinn-Blei-Legierung unterscheidet sich in ihrer Zusammensetzung und daher auch in ihrer Wirkung und Anwendui.gsart von der erfindungsgemäßen Verzinkungspaste.

Da die bekannte Legierung in Form eines leicht oxydierbaren Pulvers vorliegt, ist sie schwierig anzuwenden, und es ist nicht möglich, sie mit einer Bürste aufzutragen. Da der Schmelzpunkt der Legierung durch Zugabe von 21inn und Blei zu Zink erniedrigt ist, bestehen die dfimit erhaltenen Schichten aus einem eutektischen Kristallsystem, wodurch zahlreiche Lokalelemente gebildet werden, welche die Korrosionsfestigkeit gegenüber reinem Zink stark verschlechtern.

Ziel der Erfindung ist es, den erwähnten Nachteil der bekannten Verfahren zu überwinden.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine aus Flußmittel und Zinkpulver bestehende Verzinkungspaste zum Beschichten von Stahl- und Eisengegenständen, die gekennzeichnet ist durch einen Gehalt von 30 bis 80 Gewichtsteilen eines Flußmittels der folgenden Zusammensetzung:

Gewichtsprozent

Formamid und/oder Acetamid ... 30 bis 55

Zinkchlorid 35 bis 60

Ammoniumchlovid 6 bis 12

Stannochlorid 1 bis 5

Bleichlorid 1 bis 7

Gesamtmenge 100

und 20 bis 70 Gewichtsteilen Zinkpulver, Pulver einer Zinklegierung mit maximal 1 ⁿ/o Aluminium oder Zinkpulver mit einem Gehalt bis zu 1 ⁿ·» Aluminiumpulver, wobei die Gesamtmenge 100 Gewichtsteile beträgt.

Die Erfindung betrifft außerdem ein einfaches Verfahren zum Herstellen eines Zinküberzugs auf Eisen- und Stahlgegenständen, gemäß dem, beispielsweise mit Hilfe einer Bürste od. dgl., auf die Oberfläche von Stahl- und Eisengegenständen die vorstehend genannte Paste aufgetragen wird, worauf die

ίο Oberfläche erhitzt wird, was insbesondere mit Hilfe einer Sauerstoff-Acetylen-Flamme, eines Schweißbrenners, eines Gasbrenners u.dgl. erfolgen kann.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt eine weitere einfache

'5 Methode zum Herstellen von Zinküberzügen auf Eisen- und Stahl-Materialien, nach der ein primäres Flußmittel folgender Zusammensetzung aufgetragen wird:

O₀ Gewichtsprozent

Zinkchlorid 50 bis 75

Ammoniumchlorid bis 10

Stannochlorid 1 bis 10

Chlorwasserstoff säure (Dichte 1,18) 1 bis 3

Wasser Rest

Gesamtmenge 100

worauf das Substrat auf eine Temperatur zwischen etwa 100 und 150° C erhitzt und dadurch Wasser in dem primären Flußmittel verdampft und die Oberfläche des Stahls oder Eisens aktiviert wird. Danach wird mit Hilfe einer Bürste die erwähnte Verzinkungspaste aufgetragen.
Eine Verzinkungspaste für das Schmelzverfahren muß folgende Anforderungen erfüllen:

1. Das in der Paste enthaltene Zinkpulver darf nicht vor dem Gebrauch oxidiert werden;

2. die Paste muß leicht mit Hilfe einer Bürste od. dgl. auf die zu behandelnde Oberfläche auftragbar sein;

3. die Paste darf beim Erhitzen nicht koagulieren oder herabtropfen.

Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung im Hinblick auf konventionelle Verzinkungspast.cn, daß eine polare organische Verbindung, nämlich Formamid, Acetamid oder ein Gemisch dieser Verbindungen, als Bestandteil für die Verzinkungspaste verwendet wird.

Formamid, Acetamid oder ein Gemisch davon sind gute Lösungsmittel für die genannten Metallsalze und schützen pulverförmiges Zink, pulverförmige Zink-/ luminium-Legierung oder ein Mischpul-

ver aus Zink und Aluminium, das in Berührung mit den angegebenen aktiven Metallsalzen steht, und bilden zusammen mit diesen Salzen und den Metallpulvern eine Paste, die leicht aufzutragen ist und während langer Dauer aufbewahrt werden kann. Auch

werden diese organischen Verbindungen weniger leicht carbonisiert, wenn sie beim Herstellen von Überzügen erhitzt werden.

Werden Formamid und/oder Acetamid in einer Menge von mehr als 55 %>, bezogen auf das Gesamt-

gewicht des Flußmittels, eingesetzt, so wird die Masse keine Paste, sondern eine Flüssigkeit und zeigt daher ein schlechtes Deckvermögen. Werden weniger als 3O°/o eingesetzt, so wird die Masse nahezu fest,

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und der Vorgang des Überziehens wird schwierig. Es schwert. Wenn das Flußmittel in einem Anteil von

ist daher angebracht, diese organischen Verbindun- mehr als 80 Gewichtsteilen (und dementsprechend

gen in einem Anteil von 30 bis 50 "/o einzusetzen. das Metallpulver in einem Anteil von weniger als

Acetamid ist bei Raumtemperatur fest, wird es je- 20 Gewichtsteilen) vorliegt, so tropft beim Erhitzen

doch in der Schmelze mit den Salzen vermischt, so 5 während des Uberziehens wegen der überschüssigen

bildet es zusammen mit diesen Salzen eine Paste und Menge an Flußmitte! die Verzinkungspaste von der

verbleibt auch nach Abkühlung im pastösen Zustand. beschichteten Oberfläche ab. Aus diesem Grund be-

Durch Verwendung von weniger als 3O°/o oder mehr trägt das Verhältnis von Flußmittel zu Metallpulver

als 55 ⁿ/o wird die Masse nahezu fest. Durch Vermi- 30 bis 80 zu 70 bis 20 Gewichtsteilen.

sehen von Formamid und Acetamid in geeignetem io Die Zugabe von Aluminium zu dem Zinkpulver ist

Mengenverhältnis kann die Konsistenz der Masse ge- darin begründet, daß Aluminium eine Wirkung zum

regelt werden. Bei der Durchführung der Erfindung Verhindern der Ausbildung einer Zwischenflächen-

existien keine Beschränkung des Mischungsverhält- schicht (einer Schicht aus Zink-Eisen-Legierung)

nisses von Formamid und Acetamid. zwischen dem Eisen- oder Stahlsubstrat und der auf-

Ein spezielles Merkmal liegt außerdem in der Zu- 15 getragenen Zinkschicht hat. Wenn diese Zwischenfläsammensetzung des Flußmittels der erfindungsgemä- chenschicht bis zu einer großen Dicke wächst, so ßen Verzinkungspaste. Als Flußmittel für das übliche schält sich die aufgetragene Schicht leicht ab, wenn Feuerverzinken wird ein eutektisches Gemisch Biegespannung angewendet wird, da die Legierung (Zinkchlorid/Ammoniumchlorid im Gewichtsverhält- spröde ist. Aluminium verhindert außerdem die Renis 3 : 1) eingesetzt. Es wurde jedoch gefunden, daß 20 aktion zwischen dem Metallpulver und den Bestanddas Flußmittel der erfindungsgemäßen Verzinkungs- teilen des Flußmittels. Die obere Grenze des Alumipaste zu der besten Fluidität und der besten Über- niumgehaltes beträgt 1 ° 0, da die Zugabe von mehr zugswirkung führt, wenn das Gewichtsverhältnis von als 1 ^D/o Aluminium nicht nur wirkungslos zum Ver-Zinkchlorid zu Ammoniumchlorid 5 : 1 beträgt. Die hind'τη dieser Reaktion ist, sondern außerdem die obere Grenze des Anteils an Zinkchlorid beträgt 25 Oxydation des Metallpulvers beschleunigt,
etwa 60 °/o, weil bei Verwendung von mehr als 60 ° η Die Teilchengröße des verwendeten Pulvers aus Zinkchlorid die zusammen mit Formamid und/oder Zink, Zinklegierung und Aluminium unterliegt im Acetamid gebildete Verzinkungsmasse nahezu fest ist wesentlichen keiner Beschränkung. Wenn die Teil- und infolgedessen der Vorgang des Überziehens chen grob sind, so wird das Beschichten und das schwierig und die Lagerfähigkeit schlecht ist. Die un- 30 Schmelzbeschichten schwierig. Sind die Teilchen zu tere Grenze liegt bei etwa 35 °o, denn bei Verwen- fein, so ist die chemische Reaktivität des Metallpuldung von weniger als 35 ⁰Zo Zinkchlorid ist die Masse vers zu groß, und die Beständigkeit der Verzinkungsfast flüssig und zeigt daher die Neigung, herabzu- paste geht daher verloren. Gewöhnlich führen hantropfen, wenn sie auf die Oberfläche aufgetragen delsübliche Pulver mit einer Korngröße entsprechend wird. Der Gehalt an Ammoniumchlorid beträgt '-, 35 einem Sieb mit 0,100 bis 0.074 mm Maschenweile zu des erwähnten Zinkchlorid-Gehalts, d. h. etwa 6 bis befriedigenden Ergebnissen.
12 Gewichtsprozent. Die erfindungsgemäße Verzinkungspaste ist durch

Der Zusatz von Stannochlorid hat den Zweck, den gute Lagerfähigkeit und lange Lagerdauer und durch Verzinkungseffekt der Paste zu verbessern. Wenn je- eine ausgezeichnete Überzugs wirkung charakterisiert, doch der Gehalt an Stannochlorid 5 %> überschreitet, 40 Vor der Anwendung der erfindungsgemäßen Verbesteht die Neigung, das Zinkpulver zu oxydieren. Es zinkungspaste wird das primäre Flußmittel mit Hilfe ist erforderlich, mindestens l°o Stannochlorid zuzu- einer Bürste od. dgl. auf die Oberfläche von Eisen geben. Das bedeutet, daß Stannochlorid in einem oder Stahl aufgetragen und mit Hilfe eines Gasbren-Anteil von 1 bis 5 Gewichtsprozent vorliegen muß. ners, eines Schweißbrenners oder einer Sauerstoff-

Der Zusatz von Bleichlorid hat den Zweck, den 45 Acetylen-Flamme u. dgl. erhitzt. Beim Erhitzen ver-Verzinkungseffekt der erfindungsgemäßen Paste in dampft das Wasser in dem Flußmittel, unu das Fluß-Kombination mit Stannochlorid zu verbessern. Die mittel schäumt leicht. Nach dem Schäumen bleiben Wirkung von Bleichlorid beruht insbesondere auf die nichtflüchtigen Bestandteile zurück,
einer Verbesserung der Fluidität des geschmolzenen Die Zusammensetzung des so verwendeten primä-Zinks. Um diese Wirkung zu erzielen, ist mindestens 50 ren Flußmittels wird eingestellt in Abhängigkeit vor 1 % erforderlich. Werden mehr als 7 ⁰Zo Bleichlorid der Zusammensetzung des Flußmittels, das Teil dei zugegeben, so wird die Masse dick und steif, und der Verzinkungspaste ist, und unterscheidet sich dahei Verzinkungseffekt wird nicht proportional mit der etwas von dem üblicherweise zum Feuerverzinker zugesetzten Menge verbessert. Der Gehalt an Blei- verwendeten Flußmittel. So muß die primäre Flußchlorid muß daher bei 1 bis 7 °/o liegen. 55 mittelmasse einen möglichst großen Anteil des nicht

Das Flußmittel der erfindungsgemäßen Verzin- flüchtigen Bestandteils, wie Zinkchlorid, enthalter

kungspaste wird mit Zinkpulver, Pulver einer Zink- und muß mit der Verzinkungspaste mischbar sein

Aluminium-Legierung oder einem Mischpulver aus die später auf die zu überziehende Oberfläche aufge·

Zink und Aluminium (wobei in beiden Fällen der tragen wird. Das primäre Flußmittel besteht dahe:

Aluminiumgehalt bis 1 °/o beträgt) vermischt, um 60 aus 50 bis 75 Gewichtsprozent Zinkchlorid, bi:

eine Verzinkungspaste zu bilden. Um die Verzin- 10 Gewichtsprozent Ammoniumchlorid, 1 bis 10Ge

kungsmasse in Pastenform zu halten, sind mindestens wichtsprozent Stannochlorid, 1 bis 3 Gewichtspro

30 Gewichtsteile des Flußmittels erforderlich. Dem- zent Chlorwasserstoffsäure (Dichte 1,18), Rest Was

nach macht das Metallpulver höchstens einen Anteil ser. Der Anteil an Zinkchlorid variiert in Zusammen

von 70 Gewichtsteilen aus. Liegt das Flußmittel in 65 hang mit dem Anteil an Ammoniumchlorid. Wem

einer Menge von weniger als 30 Gewichtsteilen vor, jedoch der Zinkchlorid-Gehalt weniger als 50 %> be

so wird die Verzinkungspaste nahezu fest, und der trägt, so ist der Wassergehalt relativ hoch, und da

Vorgang des Uberziehens bzw. Beschichtens wird er- Flußmittel hinterläßt keinen ausreichenden Antei

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der aktiven Salze, nachdem das Wasser verdampft Die Erfindung wird nachstehend durch praktische

ist. Wenn der Zinkchlorid-Gehalt 75 °/o überschreitet, Heispiele verdeutlicht.

so ist das Flußmittel keine Lösung mehr. Infolgedcs- .

sen bsirägt der Gehalt an Zinkchlorid 50 bis 75ⁿ,o. '

Ammoiliumchlorid wird zugesetzt, um die Fließfä- 5 Zur Herstellung der Flußmittelkomponentc wur-

higkeit bzw. Fluidität des geschmolzenen Zinkchlo- den folgende Bestandteile in einem Gefäß bei etwa

rids während des Überziehens zu verbessern. Werden 250° C geschmolzen und miteinander vermischt:

70 bis 75 ⁿ/n Zinkchlorid verwendet, so löst sich Am- Gewichtsprozent

moniumchlorid nicht mehr in der Flußmittellösung. ZnCl 50

In diesem Fall wird die Fluidität des Zinkchlorids io NH C\ ............................ IO

durch Zugabe von Stannochlorid verbessert, und P^q _ ""'' "' '' ' '''''"'"'' ''' '"""' ^

Ammoniumchlorid ist daher ■ nicht erforderlich. SnC]²..............,.............. 3

Wenn der Anteil an Zinkchlorid 50 bis 70" ο beträgt. ²

so wird Ammoniumchlorid zugesetzt. Da die Lös- Nach dem vollständigen Schmelzen und Vcrmi-

lichkeit von Ammoniumchlorid in Wasser ziemlich 15 sehen wurde das erhaltene Gemisch abgekühlt, und

begrenzt ist, ist es nicht wünschenswert, mehr als es wurden 34 Gewichtsprozent Formamid zugesetzt

lO°/o Ammoniumchlorid zu verwenden. Stannochlo- und das Gemisch auf 170 bis 180" C erhitzt, so daß

rid verbessert die Fluidität des geschmolzenen die feste Substanz gelöst wurde. Nach dem vollslän-

Zinkchlorids, indem es den Schmelzpunkt des digcn Auflösen der Feststoffe wurde das Gemisch

Zinkchlorids'erniedrigt. Ferner löst es, wenn das pri- 20 unter Rühren rasch abgekühlt. Das so erhaltene

märe Flußmittel auf die Oberfläche eines Eisengc- Flußmittel lag in Pasten- oder Salbenform vor. Zu

genstandcs aufgetragen wird, die Schlacke, und 45 Gewichtsprozent des so hergestellten Flußmittels

gleichzeitig wird Zinn abgelagert und bildet eine wurden als Metallpulver 55 Gewichtsprozent reines

Überzugsschicht, welche das Verzinken fördert, weil Zink gegeben, gut eingemischt, und auf diese Weise

Zinn edler als Eisen ist. Stannochlorid ist daher ein 25 wurde eine Verzinkungspastc hergestellt,

unei'.äßlicher Bestandteil der Verzinkungspastc, es Diese Paste wurde mit Hilfe einer Bürste glcich-

neigt jedoch dazu, das Metallpulver zu oxydieren, mäßig auf die mit Sandpapicr polierte Oberfläche

und kann daher dem Flußmittclanteil der Vcrzin- eines Stahlbleches mit 0,8 mm Dicke aufgetragen,

kungspaste nicht in großer Menge zugesetzt werden. Nach dem Beschichten wurde die aufgetragene

Es ist daher ein Merkmal der Erfindung, daß ein bc- 30 Masse erhitzt, indem die beschichtete Oberfläche mit

trächtlicher Anteil des unerläßlichen Bestandteils der Flamme eines Schweißbrenners bestrichen

Stannochlorid dem sogenannten primären Fluümittci wurde, so daß die flüssige Komponente der Paste bei

zugesetzt wird und-daß sein Gehalt in der Vcrzin- 150 bis 200° C verdampft wurde. Danach wurde die

kungspaste begrenzt ist, um eine verlängerte Lager- Flamme länger an einer Stelle belassen, so daß das

zeit zu gewährleisten. Stannochlorid muß mindestens 35 Zink schmolz und bei 400 bis 500 C eine Verzin-

in einer"Menge von 1 ° 0 vorliegen. Die Verwendung kung erzielt wurde. Auf diese Weise wurde der

von mehr als 10 Vo Stannochlorid erhöht jedoch nur Schweißbrenner langsam weiterbewegt, um das

den Preis des primären Flußmittels unnötig. Um das Zinkpulver anteilweise zu schmelzen, bis die gesamte

Stannochlorid zu stabilisieren und seine Umwand- Oberfläche des Stahlbleches verzinkt war. Die Ober-

iung in, Zinnhydroxid zu verhindern, wird Chlor- 40 fläche wurde mit Stahlwolle gereinigt, um verblicbe-

wasserstoffsäure in Mengen von 1 bis 3 In zugege- nes Flußmittel und überschüssiges geschmolzenes

ben in Abhängigkeit von der Menge des zugesetzten Zink zu entfernen. Die Dicke des Zinküberzugs be-

Starinochlorids. Eine geringe Menge eines ober- trug etwa 20 um, davon waren etwa 10 um eine

flächenakiiven Mittels kann außerdem dem Flußmit- Schicht einer Eisen-Zink-Legierung,

tel zugesetzt werden, um ,die- Auftrags- und Netz- 45 Die erfindungsgemäßen Verzinkungsmaterialien

eigenschaften des Flußmittels zu verbessern. wurden bei ihrer Anwendung und nach Herstellen

Nach dem Auftragen dieses primären Flußmittels der Überzüge in folgender Weise geprüft:
auf die Oberfläche des Eisengegenstandes und.dem

Erhitzen zum Entfernen .von .Wasser,..wird dip ge- 1. Zur Beurteilung des Überzugsvermögens wurde

nannte Verzinkungspasfe darauf aufgetragen und er- 50 geprüft, ob ein Flußmittel durch einmaliges odei

hitzt. um das Verzinken durchzuführen. zweimaliges Hin- und Herstreichen mit einei

Die Erfindung wird durch die Figuren veranschau- harten Bürste über die Oberfläche einer Stahl-

jj_cnt . . platte verteilt, wird, ohne daß ein nickt bescbich-

Fig. 1 ist eine Mikrofotografie, welche den teter Anteil verbleibt.

Querschnitt eines mit der erfindüngsgemäßen VeT- 55 2. »Das Verhalfen beim Erhitzen« wird beurteil!

zinkungspaste verzinkten Stahlblechs zeigt; als das Ergebnis der visuellen Beobachtung, ot

Fig°2 ist eine Mikrofotografie, weiche den eine auf die Oberfläche aufgetragene Verzin-

Querschnitt eines Stahlbleches zeigt, das unter Ver- kungspaste, die mit der Flamme eines Schweiß-

wendung des primären Flußmittels und der erfin- brenners, eines Gasbrenners oder mit einei

dunfs^emäßen Verzinkungspaste mit Zink Überzügen 60 Sauerstoff-Acetylen-Flamme erhitzt wurde, her-

_wurj_e° abtropft oder nicht.

F fg. 3 ist eine graphische Darstellung, welche die 3. Die Verzinkung wurde visuell im Hinblick dar-

Korrosion von reinem Zink durch das Flußmittel der auf beurteilt, ob eine gleichmäßige VerzinRung

erfindungsgemäßen Verzinkungspaste zeigt Die Kor- erzielt wurde, wenn eine Verzinkungspaste aui-

rosion ist in dieser Figur als Gewichtsverlust (in Pro- 65 getragen und in der erläuterten Weise erhifzi

zent) gegen die Zeit in Tagen im Vergleich mit einem wurde. »Gut« bedeutet, daß die Masse eine

bekannten Flußmittel dargestellt, das eine wäßrige gleichförmige Verzinkung. ergab, und .»ausge^;

Lösuns anorganischer Salze enthält. zeichnet« bedeutet, daß während des Heizvor-

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gangs ein geringeres Abtropfen des Überzugs erfolgt und daher noch gleichmäßigere Verzinkung ei zielt wurde.

4. Die Lagerdauer ist der Zeitraum, in dem gutes Verzinkungsvermögen beibehalten wurde, wenn jedes der Verzinkungsmaterialien in vorher bestimmten Zeitabschnitten geprüft wurde.

Die Prüfung der in diesem Beispiel ai ^-wendeten Verzinkungspasten ergab, daß das Flußmittel bei der j ο Anwendung pastös war und keine Trennung zeigte. Es hatte gute Auftragbarkeit, zeigte beim Erhitzen kein Tropfen, d. h. gutes Verhalten. Die erzielte Verzinkung wurde als gut bewertet und zeigte keine Veränderung während 180 Tagen. IS

Dieser Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch vor dem Auftragen der Verzinkungspaste ein primäres Flußmittel aufgetragen wurde, das durch Vermischen der nachstehend genannten Bestandteile zu einer klaren Lösung hergestellt worden war:

Gewichtsprozent

ZnCl, 70

NH₄Cl —

SnCi₂ 7

HCl

d = 1,18 2

Wasser 21

Das Auftragen des primären Flußmittels bewirkte, daß die Verzinkungspaste beim Erhitzen nicht mehr abtropfte und Zinküberzüge erhalten wurden, die als ausgezeichnet bewertet wurden. Auch diese Überzüge zeigten keine Veränderung während 180 Tagen.

Beispiel 2

Die nachstehend genannten Flußmittelbestandteile wurden in ein Gefäß gegeben und bei etwa 250° C geschmolzen und miteinander vermischt:

Gewichtsprozent

ZnCl, 42

NH₄Cl 6

PbCl₂ 2

SnCl., 5

²

Nach dem völligen Schmelzen und Vermischen wurde das Gemisch abgekühlt. Dazu wurden 45 Gewichtsprozent Acetamid zugesetzt, und das Gemisch wurde auf 170 bis 180⁰C erhitzt, um die festen Salze zu lösen. Nach dem vollständigen Auflösen der festen Salze wurde das Gemisch unter Rühren abgekühlt. Das so erhaltene Flußmittel liegt in Pastenoder Salbenform vor.

Zu 50 Gewichtsprozent des Flußmittels wurden 50 Gewichtsprozent eines aus reinem Zink bestehenden Metallpulvers gegeben und gut in das Flußmittel eingemischt, wobei eine Verzinkungspaste erhalten wurde.

Diese Paste wurde gleichmäßig mit einer Bürste auf die mit Sandpapier polierte Oberfläche emer 10 mm dicken Stahlplatte aufgetragen. Die aufgetragene Masse wurde mit Hilfe einer Sauerstoff-Acetylen-Flamme erhitzt, um das Verzinken durchzuführen. Das verbleibende Flußmittel wurde mit Wasser abgewaschen.

Bei der gemäß Beispiel 1 durchgeführten Prüfung zeigte sich, daß das Flußmittel dieses Beispiels sich gut auftragen ließ. Es zeigte beim Erhitzen teilweises

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Abtropfen und führte zu einer guten Verzinkung. Der Zinküberzug zeigte keine Veränderung während 180 Tagen.

Das Verfahren dieses Beispiels wurde wiederholt, wobei jedoch vor dem Auftragen der Verzinkungspaste ein primäres Flußmittel aufgetragen wurde, das durch Vermischen folgender Bestandteile zu einer klaren Lösung hergestellt worden war:

Gewichtsprozent

ZnCl₂ 55

NH₄Cl 7

SnCl., 3

HCl"

d= 1,18 I

Wasser 34

Dabei zeigte sich, daß bei der Verwendung des primären Flußmittels kein Abtropfen beim Erhitzen erzielt wurde und daher ein verbesserter Zinküberzug erzielt werden konnte, der mit ausgezeichnet bewertet wurde.

Beispiel 3

Die nachstehend gezeigten Flußmitelbestandteile wurden in der angegebenen Menge eingesetzt und in einem Gefäß bei etwa 250° C geschmolzen und miteinander vermischt.

Gewichtsprozent

ZnCl., 47

NH₄C! 8

PbCl, 4

SnCl' 1

Nach völligem Schmelzen und Vermischen wurde das Gemisch abgekühlt. Dann wurden 20 Gewichtsprozent Formamid und 20 Gewichtsprozent Acetamid zugesetzt und das Gemisch -iuf 170 bis 180° C erhitzt, um die festen Substanzen zu lösen. Nach völligem Auflösen der festen Bestandteile wurde das Gemisch unter Rühren rasch abgekühlt. Das so erhaltene Flußmittel lag in Pasten- oder Salbenform vor. Zur Herstellung einer Verzinkungspaste wurden in 70 Gewichtsprozent des Flußmittels 30 Gewichtsprozent pulverförmiges reines Zink eingemischt.

Unter Verwendung dieser Masse wurde eine 1 mm dicke Stahlplatte mit Hilfe der Flamme eines Schweißbrenners verzinkt. Das verbliebene Flußmittel wurde mit Wasser abgewaschen.

Bei der Prüfung gemäß Beispiel 1 ergab sich, dafi die Masse cremeartig war und gute Anftragbarkeil zeigte. Beim Erhitzen trat teilweises Abtropfen ein und es wurde ein guter Zinküberzug erzielt, der während 180 Tagen keiner Veränderung unterlag.

Der Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch voi der Verzinkungspaste ein primäres Flußmittel aufge tragen wurde, das durch Vermischen der folgendei Bestandteile zu einer klären Lösung erhalten wordei war:

Gewich tsprozen

ZnCl₂ 65

NH₄Cl 2

SnCl, 9

HCl"

d= 1,18 3

Wasser 21

Durch die Verwendung des primären Flußmittel wurde das Verzinken erleichtert, weil kein Abtropfe

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stattfand, und es wurde eine mit ausgezeichnet be- den sogenannten zinkreichen Anstrichmassen die erwertete Verzinkung erzielt, die ebenfalls während findungsgemäßen Verzinkungsmaterialien metalli-180 Tagen keine Veränderung zeigte. sehe Bindungen ausbilden.

Um zu zeigen, daß die Verwendung von Form- Die Fig.3 zeigt Testergebrnsse, die bei der Unter-

amid und/oder Acetamid für die Erfindung wesentlich 5 suchung der Korrosivität von erfindungsgemäßen

ist, wurden Vergleichsversuche durchgeführt, in de- Flußmitteln und von bekannten Flußmitteln durchge-

nen die Flußmittelkomponente der Verzinkungspaste führt wurden. Für das Flußmittel der Verzinkungs-

keines dieser Amide oder andere organische Amide pasten gemäß Beispiel 1 (Kurve E) und ein bekanntes

enthielt. Flußmittel, bestehend aus 42,2 Gewichtsprozent

Bei Verwendung von Dimethylformamid wurde io Zinkchlorid, 9,1 Gewichtsprozent Ammoniumchlobcim Erhitzen ein Carbonisieren der Flußmittelkom- rid, 1,6 Gewichtsprozent Bleichlorid, 0,3Gewichtsponente erzielt, und die Beständigkeit der herßestell- prozent Stannochlorid, Rest Wasser (Kurve F), ist die ten Verzinkung war wesentlich schlechter als bei Korrosivität gegenüber reinem Zink (als Gewichts-Verwendung der erfindungsgemäßen Materialien. verlust in Prozent) gegen die Zeit in Tagen aufgetra-Versuche, in denen Harnstoff oder ein Gemisch aus 15 gen. Es ist klar ersichtlich, daß das Flußmittel des er-Formamid und Guanidin oder aus Harnstoff und Di- findungsgemäßen Verzinkungsmaterials außergemethylformamid als Flußmittelkomponente vervven- wohnlich unkorrosiv gegenüber Zink bei Normaltemdet wurden, ergeben, daß die so erhaltene Vcrzin- peratur und -druck ist.

kungsmai.se schwierig aufzutragen war und beim Wie ausführlich erklärt wurde, ermöglicht das erVerzinken zu einem ungleichmäßigen Überzug 20 findungsgemäße Verzinkungs-Verfahren und die erführte, findungsgemäßc Verzinkungspaste das rostvcrhü-

Diese Verhältnisse wurden kaum verbessert, wenn tende Verzinken von Stahlgegenständen mit großen

das erfindungsgemäße primäre Flußmittel vor der Abmessungen, Stahlbauteilen bzw. Stahlkonstruktio-

Verzinkung aufgetragen wurde. nen, bereits aufgebauten Stahlteilen und Schiffsbö-

In der F i g. 1 der Zeichnung ist eine Mikrofoto- 25 den. Die Wirkung und die Überlegenheit des erfingrafie gezeigt, welche den Querschnitt einer Stahl- dungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäplatte darstellt, die mit der Verzinkungspaste des ßen Verzinkungspaste sind in den praktischen BeiBeispiels 1, d.h. dem Verzinkungsmaterial gemäß spielen vollständig aufgezeigt. Wie die F i g. 1 und 2 der ersten Ausführungsform der Erfindung, überzo- zeigen, unterscheidet sich die erfindungsgemäße Vergen ist. Fig. 2 ist eine Mikrofotografie, welche den 30 zinkungspaste von zinkreichen Anstrichmaterialien Querschnitt einer Stahlplatte zeigt, die gemäß Bei- darin, daß es sich durch eine Legierungsbindung mis spiel 1 unter Verwendung des primären Flußmittels dem Substrat verbindet und daher den bekannten und der Verzinkungspaste nach der zweiten Ausfüh- Materialien im Hinblick auf Haftfestigkeit und Antirungsform der Erfindung behandelt wurde. In diesen korrosionseffekt überlegen ist. Ferner kann die erfin-Fotografien bedeuten A und A' die Polymerharz- 35 dungsgemäße Verzinkungspaste während langer Matrix für die Probe, B und B' Zinkschichten (etwa Dauer aufbewahrt ·, erden. Außerdem ist der Vor-10 um), C und C" eine Zwischenflächenschicht aus gang des Verzinkens äußerst einfach. Die Erfindune Eisen-Zink-Legierung (etwa 10 um) und D und D' erbringt daher außerdem den Vorteil, den Vorgang das Eisensubstrat. des Verzinkens zu vereinfachen und die Antikorrcn

Diese Fotografien zeigen, daß im Gegensatz zu 40 sionswirkung zu verbessern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verzinkungspaste zum Beschichten von Stahl- und Eisengegenständen, bestehend aus einem Flußmittel und Zinkpulver, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 30 bis 80 Gewichtsteilen eines Flußmittels der folgenden Zusammensetzung:

Gewichtsprozent Formamid und/oder Acetamid 30 bis 55

Zinkchlorid 35 bis 60

Ammoniumchlorid 6 bis 12

Stannochlorid 1 bis 5

Bleichlorid 1 bis 7

Gesamtmenge 100