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Publication number: DE2103766A1
Application number: DE19712103766
Authority: DE
Original assignee: SUHL ELEKTROGERAETE VEB K
Current assignee: SUHL ELEKTROGERAETE VEB K
Priority date: 1970-04-09
Filing date: 1971-02-08
Publication date: 1971-10-21
Also published as: US3725218A; CH563463A5; GB1333259A; FR2092331A5; SE367660B

Description

VEB fiLektrogerätewerk Suhl _o , _{n o}

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Verfahren zur Vorbehandlung von entkohltem Stahl für die Direkt-Emaillierung

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Vorbehandlung von entkohltem Stahl für die Direkt—Emaillierung, insbesondere von Flachteilen, wie z.B. den Verkleidungsblechen von Herden, Kühlschränken usw., bei dem nach dem Reinigen und Beizen auf dem Stahlwerkstück ein Haftmetallauftrag erfolgte

Es ist ein Verfahren zum Vorbereiten von Eisengegenständen

mit einem Kohlenstoffgehalt von höchstens 0,15% zur μ

Verbesserung der Haftfähigkeit eines Emailüberzuges bekannt, bei welchem das Eisenwerkstück zunächst durch ein elektrolytisches Reinigungsbad mit einer Stromdichte

von 1m A/cm für eine Zeitdauer von 30 Sekunden hindurchgeführt wird© Nach einer Spülung wird das elektrolytische Beizen mit Schwefelsäure von 50° Be, während einer Zeitdauer von 30 Sekunden und einer

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Stromdichte von 5 ω A/cm durchgeführt· Auf den nit Wasser abgespülten üisenwerkstück erfolgt schließlich der Haftmetall auftrag in einer chemischen Heduictionslösung bestehend aus 30g/l Hi Gl₂ · 6 H₂O, 10 g/l Natriumacetat, 10 g/l Natriumhypophosph.it, p^ - Wert 4 bis 6, bei einer Temperatur von 80⁰C und einer isehandliuigsdauer von 30 Sekunden«! Bis zur späteren üinaillierung wird das so behandelte Eisenwerkstück zur Konsor-viorung der Haftmetallschicht mit einer Scautzscnicht üborzogen· Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß es nicht oder nur schwer möglich ist, einen kontinuierlichen Pluß in der Vorbehandlungsf olge des Werks tücl-B s zu erreichen«» Dies ist auf die Verfahrensstufe des Haftnetallauftrages zurückzuführen, die im Verhältnis zu den anaerϊη Verfahrensstufen sehr ze it aufv/endig ist. Als cheais ehe Methode läßt sich der Haftmetallauftrag jedoch nicht weiter verkürzen· Als weiterer Nachteil tritt beim chemischen Haftmetallauftrag durch die notwendige Badtemperatur des Nickelaustauschbades von 80⁰G ein hoher ünergieverbrauch ein· Hit dem chemischen Haftmet all auftragsverfahren ist es nicht möglich, die nicht mit .Qnail zu versehende Rückseite des Eisenwerkstückes frei von Haftmetall zu halten· Dieser Umstand hat nJdat nur ökonomische, sondern auch technische Nachteile. Infolge des feinverteilten

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BAD ORIGINAL

Iiaftmetallniederschlages auf der ungeschützten Rückseite erribt sich durch Lokalelementbildung eine gesteigerte Korrosionsanfälligkeit· Das chemische Kaftmetallauftragsverfahren ist mit hohen Chemikalienkosten, kurzen Standzeiten der Bäder bzw» der Notwendigkeit des jiinsatzes einer Regenerierungsanlage verbunden.

Es ist bereits ein Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von Emailüberzügen auf Normalstahl bekannt, bei dem innerhalb des Verfahrensablaufes der Nickelauf— trag elektrolytisch erfolgt. Bei dem Ablauf dieses Verfahrens zur Vorbehandlung von Normalstahl ist eine wesentliche Bedingung, daß die Verfahr ens stufen der Vernickelung, des Ausglühens zur Bildung einer Oxydschicht und das saure Beizen in dieser Reihenfolge ausgeführt vrerden müssen. Die übrigen notwendigen Verfahrensschritte können hier in beliebiger Reihenfolge vorausgehen, nachfolgen oder zwischen die genannten Verfahrensstufen geschoben werden* So kann dieses Verfahren in der Reihenfolge der Verfahrensstufen Normalisieren, Beizen, Vernickeln, oxydierendes Glühen, Beizen und Bekohlen ablaufen. Dieses Verfahren isü speziell auf. die Vorbehandlung von Normalstahl abgestimmt und somit für die Vorbehandlung von entkohltem Stahl-nicht geeignete Der hierbei durchgeführte elektrolytische Nickelauftrag erfolgt in einem Nickelcyanid- oder

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Nickelammoniumcyanidbad, bzw· wie empfohlen, in einem durch Abschwächen der Lösung etwas veränderten sogenannten Watts-Bad· Der Elektrolyt besteht in. diesem Fall aus Nickelsulfat und Nickelchlorid in wäßriger Lösung, Die Stromdichte beträgt bei dem elektrolytischen Nickelauftrag 2,1 bis 3,2 A/dm²·

Die Verwendung cyanidhaltiger Elektrolyte ist jedoch abzulehnen, da diese Bäder stark giftig sind· Die Benutzung von Watts-Bädern ist unökonomisch, da diese in der Regel aus drei Substanzen bestehen· Ihr Einsatz bedeutet hohe Chemiekalienkosten, langwieriges Badansetzen und hohe Lagerhaltungskosten· Watts-Bäder arbeiten bei erhöhten Temperaturen und verursachen deshalb erhöhte Energiekosten· Da in Watts-Bädern stets mehr oder weniger Chlorionen vorhanden sind, kommt es leicht zu Emaillierfehlern in Form von Blasen·

Die Erfindung bezweckt, die Zeitdauer sowie die Kosten des Verfahrens zu senken, wobei ein nicht giftiges Bad für den Haftmetallauftrag zum Einsatz kommen soll«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verfahrensschritte, sowie den Verfahrensablauf so zu gestalten, daß ein automatisierungsgerechter Verfahrensablauf erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird das zu behandelnde Stahlwerkstück

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Abkochentfettung unterzogen, der eine elektrolytische alkalische Entfettung folgt, worauf nach der Spülung eine elektrolytische Beize in Schwefelsäure durchgeführt wird· Nach einer weiteren Spülung erfolgt der elektrolytische Haftmetallauftrag, dem sich wie bekannt, Spülung, Neutralisation und Trocknung anschließen·

Nach einem erfindungsgemäßen Merkmal wird die elektrolytische alkalische Abkochentfettung bei einer Strom- M

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dichte von etwa 5 A/dm durchgeführt·

Es ist ein erfindungsgemäßes Kennzeichen, daß die elektrolytische Beize mit einer verdünnten Schwefelsäure

bei einer Stromdichte von etwa 12 A/dm erfolgt·

Schließlich geschieht nach einem erfindungsgemäßen Merkmal der elektrolytische Haftmetallauftrag in einem Ammonium - Ni - II - Sulfatbad bei etwa 20⁰C und einer Stromdichte von 1,0 bis 3,0 A/dm²·

Die Vorteile der Erfindung bestehen in der Verringerung der Chemiekalienkosten beim Haftmetallauftrag und in der Beize· Die Standzeit der Bäder wird verlängert· Es erfolgt der Einsatz eines ungiftigen Elektrolyten. Da der Haftmetallauftrag bei Raumtemperatur vorgenommen wird, werden Energiekosten eingespart· Der Elektrolyt für die Vernicklung besteht nur aus einer Substanz· Das Ver-

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fahren ermöglicht den einseitigen Haftaietallauftrag, wodurch neben ökonomischen Vorteilen eine geringere Korrosionsanfälligkeit der nicht emaillierten Rückseite des Werkstückes bewirkt wird· Durch den Einsatz eines . chloridfreian Ni-Elektrolyten wird die Ausscnußquote bei der Emaillierung gesenkt·

Durch die Erfindung wird die Anzahl der bisher üblichen Verfahrensstufen, sowie die Zeitdauer, insbesondere der Verfahrensstufe des Haftmetallauftragea verkürzt· Damit wurde eine wesentliche Voraussetzung für die vorteilhafte Gestaltung eines automatisierten ieileflusses von der Vorfertigung bis zum Einbrennen geschaffen.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausf ühruig sbei— spiel näher erläutert werden·

Behandelt wird ein Stahlblech mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,005%· Dabei soll nur eine Seite des Stahlbleches für die Emaillierung vorbehandelt werden· Dies wird durch die einander gegenüberliegende Anordnung von Elektrode und der für die Emaillierung vorzubehandelnden Seite des Stahlbleches erreicht. Natürlich ist es nach dem erfindur^sgemäßen Verfahren auch möglich beide Seiten des Stahlbleches gleichzeitig für die üaaillierung vorzubehandeln«

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Die Behandlung erfolgt nach den nachstehend aufgeführten Verfahrenesehritten·

Nach einer 3 Minuten dauernden Vorentfettung in einem kochenden 4%-igen Siliron KZ - Bad folgt die elektrolytische alkalische Entfettung in 4§6-iger kochender Siliron KE-Lösung innerhalb 1 Minute, bei einer Stromdidate von

5 A/dm . Hierbei ist das zu behandelnde Stahlblech als Anode geschaltet· Es folgt eine Spülung in Wasser b ei 50⁰C innerhalb 5 Minuten· Daran schließt sich eine 1 minutige KaL twsserspülung an. In der Beize mit iO?&-iger Schwefelsäure, die eine !Temperatur von 75°C hat, wird während einer Dauer von 0,5 Uiimten der erforderliche Eisenabtrag erreicht· Die Stromdichte beträgt dabei

12 A/dm , das Werkstück bildet die Anode. Anschließend erfolgt 5 Minuten lang eine Kaltwasserspülung, der sich die elektrolytische Vernickelung anschließt· AJLs Elektrolyt wird eine Lösung von 50g Ammonium - Ki - II - sulfat pro Liter verwendet» Dieser elektrolytische Haftmetallauftrag erfolgt bei Raumtemperatur und einer Stromdichte von 1,5 A/dm bei ständig gerührtem Bad innerhalb 1 Minute. Dem elektrolytischen Haftmetall auftrag schließt sich eine 1 minutige Kaltnfcsserspülung an, der schließlich die Passivierung und die !Trocknung folgen.

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Claims

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Patentansprüche:

J Verfaliren zur Vorbehandlung von entkohlt ein Stahl

für die Direkt-Emaillieruns, insbesondere von Flachte ilen, wie s.B« den Verkleidungsblechen von Herden₉ Kühlschränken usw., bei dem nach dem Reinigungs— u. Beizvorgang auf dem Stahlwerkstück ein Haftmetallauftrag erfolgt, dadurch gekennzeichnet, άε£ einer Abkochentfettung eine elektrolytische alkalische Entfettung folgt, worauf nach der Spülung das Stahlwerkstück einer elektrolyt!sehen Beize in Schwefelsäure unterworfen wird und nach einer weiteren Spülung ein Haftinet all auftrag elektrolytisch erfolgt, dem sich wie bekannt, Spülung, Neutralisation und Trocknung anschließen·
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die elektrolytisehe alkalische Abkochentfettung

2 bei einer Stromdichte von etwa 5 A/dm erfolgt·

3- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische Beize mit einer verdünnten Schwefelsäure bei einer Stromdichte von etwa 12 A/dm² bewirkt wird·

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Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der elektrolytische Haftmetallauftrag in einem Ammonium - Ni - II - Sulfatbad bei etwa 20⁰G und einer

Stromdichte von 1,0 bis 3»0 A/dm geschieht»

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