DE480995C - Verfahren zum UEberziehen und Faerben von Metallen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Überziehen und Färben von Metallen Die Erfindung bezieht sich auf das Überziehen und Färben von Metallen und Metallgegenständen, die ganz oder hauptsächlichst aus Eisen, Stahl, Zinn, Aluminium, Blei, Magnesium, Zink und Caclmium, entweder allein oder in Mischung miteinander bzw. mit kleineren Anteilen anderer Metalle legiert, bestehen.
• Es ist bekannt, daß die Metalle Cadtnium und Zink, wenn sie in eine Lösung eines Molybdats eingetaucht werden, einen anhaftenden Überzug erhalten, doch hat dieses Verfahren bei der Anwendung auf andere Metalle entweder gar kein Resultat oder einen pulverigen, nicht haftenden Niederschlag ergeben, außer man verwendete ein elektrisches Potential, welches entweder durch Kontakt mit einem passenden Metall in der Lösung öder durch Verbindung mit einer- außerhalb liegenden elektrischen Energiequelle erzielt wurde.
• Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein einfaches, billiges, rasches und technisch bequemes Verfahren, wodurch ein dicht haftender und schützender Überzug auf gewöhnlichen Metallen durch Verwendung von Molybdänverbindungen und ohne Verwendung eines elektrischen Potentials hergestellt werden kann. Die Ausführung des Verfahrens ist so einfach und sicher, daß sie auch durch ungeschultes Personal erfolgen kann.
• Es wurde festgestellt, daß das oben gekennzeichnete Ziel erreicht werden kann, wenn man in Verbindung mit der Molybdatlösung bestimmte andere Substanzen entweder allein oder in Kombination miteinander verwendet.
• Die Wirkung dieser Substanzen dürfte darin bestehen, daß sie mit dem Malybdat Komplexverbindungen bilden, wobei bei den einzelnen Ausführungsformen der Art nach dieselbe Wirkung erreicht wird.
• Die verwendeten Molybdate sind die der Alkalimetalle (Natrium, Kalium, Lithium, Ammonium). Es bewirkt keinen Unterschied, welches Alkali verwendet wird. Die Handlichkeit und Billigkeit sind die einzigen in Betracht kommenden Faktoren. Die zugesetzten modifizierenden oder kontrollierenden Salze, die vorgezogen werden, lassen. sich wie folgt klassifizieren: r. Salze der Oxalsäure. Diese sind vorzugsweise die Alkalisalze dieses Radikals, obwohl bei vorsichtiger Ausführung die Säure selbst verwendet werden kann und mit der bereits im Bade befindlichen Base ein Oxalat bildet. Das Molybdat wird in einer Konzentration von %a bis il/" und das Oxalat etwa in einer Konzentration von-/, bis 111, verwendet, obwohl diese Angaben nicht etwa den Verwendungsbereich oder den Schutzbereich abgrenzen sollen. Immerhin ist es vorzuziehen, verdünnte Lösungen zu verwenden, weil die erzielten Überzüge härter und dichter sind und außerdem weniger Verlust beim Abspülen. eintritt. Ganz allgemein ist es am vorteilhaftesten, den Prozentgehalt des Oxalats mindestens so hoch als den des Molybdats zu wählen.
• 2. Lösliche Fluoride. Diese werden vorzugsweise in der Form von Doppelfluoriden verwendet, z. B. das Doppelfluorid eines Alkalimetalls,wie Natrium mit Silizium, Eisen, Aluminium, Zirkon, Titan usw. In einigen Fällen kann ein Einzelfluorid allein, insbesondere Natriumfluorid, gebraucht werden, doch ist im allgemeinen eine Mischung eines Einzelfluorids mit einem Doppelfluorid für jede billige und brauchbare Färbemethode verwendbar, abgesehen von dem Fall, daß Blei behandelt wird. Es wurde gefunden, daß Fluorsilikate die billigsten und ökonomischsten Verbindungen sind, und diese Substanz allein ist vollständig ausreichend, wenn sie mit der Molybdatlösung zusammen für Gegenstände aus Aluminium oder Zinn hzw. diese Metalle enthaltende Stoffe verwendet wird. Bei Zinn vervollständigt gleicherweise das Einzelfluorid wie Natriumfluorid das gewünschte Resultat, wenn es mit der Molybdat-Lösung verwendet wird, obwohl Natriumfluorid eine teurere Verbindung darstellt. Auch Natriumfluorid erzielt einen sehr harten, anhaftenden Überzug, wenn es mit löslichen Molybdaten zusammen für eiserne Gegenstände usw. verwendet wird, obwohl seine Wirksamkeit eine geringe ist. Bei Eisen ist der durch Natriumsiliziumfluorid erzielte Überzug allein nicht genügend fest haftend, welche Wirkung jedoch erzielt werden kann, wenn Natriumfluorid oder, was im wesentlichen dasselbe ist, ein Alkalikarbonat, das mit dem Natriumsiliziumfluorid reagiert, zugesetzt wird. Dementsprechend empfiehlt es sich zur praktischen Ausführung, eine Mischung von Natriumsiliziumfluorid und einer zweiten Alkaliverbindung zu verwenden, die imstande ist, mit einem solchen Doppelfluorid zu reagieren, wobei in Verbindung mit der Molybdatlösung eine befriedigende Überzugslösung für die obenerwähnten gewöhnlichen Metalle erzielt wird. Eine sehr wirkungsvolle, billige und zuverlässige Lösung enthält auf den Liter Wasser 2 g N atriumsiliziumfluorid, 2 g Alkalikarbonat, 2 g lösliches Molybdat. Diese Angaben bilden keine Begrenzungen. 3. Verstärkte Säuerung. Beispielsweise bildet zugefügte Molybdänsäure, Wolfram-oder Borsäure mit dem löslichen Molybdat ein saures Salz, und dieses erzielt aus verschiedenen Gründen ein besseres Haften des Überzugs, als es bei Verwendung eines neutralen .Salzes möglich ist. Die Wirkung ist zwar keine so befriedigende, wie mit dem Oxalat oder dem Doppelfluorid, doch können kommerziell erfolgreiche Resultate damit erzielt werden. Solche erfolgreichen Resultate wurden z. B. mit einem Gehalt dieser Säuren erhalten, der einem Zehntel bis zu einem Viertel des vorhandenen Molybdats entsprach.
• Aluminiumchlorid. Dieses wird v orteilhafterweise hauptsächlichst bei Metallen bzw. Gegenständen aus Blei oder seinen Legierungen verwendet. Es gibt bemerkenswerte Resultate auch mit Eisen. Was Blei betrifft, so gibt es offensichtlich bessere Resultate als jede andere Substanz, wie selbst die Oxalate. B e i s p i e 1: Ist eine Lösung mit i g löslichem Molybdat und 5 g Aluminiumchlorid auf i 1 Wasser. Diese Lösung gibt die ganze Farbenskala mit Blei von blau über gelb, rot, grün, braun bis schwarz. Die Oxalate bringen den Überzug oft nur bis zum roten Stadium. Auch bestimmte andere Salze können bei Blei verwendet werden, wie z. B. Aluminiumsulfat, Alaune, Magnesiumsalze und Mangansalze (so Disulfate oder Chloride), doch geben die meisten dieser nur die halbe Farbenskala.
• Lösliche Polysilikate. Diese erscheinen vorteilhaft bei der Verwendung für Eisen und derartige Gegenstände. Solche Polysilikate werden durch Zugabe eines Überschusses von Kieselsäure zu einer Natriumsilikatlösung hergestellt. Ein brauchbares Behandlungsbad enthält 2 g lösliches Molybdat, 2%1o g Polysilikat, i 1 Wasser.
• In jedem Fall wird die Lösung vorzugsweise heiß angewendet, und die zu behandelnden Metalle bzw. Gegenstände werden zuerst vollständig gereinigt und dann für eine halbe bis fünf Minuten in die Lösung getaucht. Die längere oder kürzere Tauchzeit ist von der Tiefe und Dicke des gewünschten Überzuges abhängig. Es schadet auch nichts, wenn die Tauchung zu lange ausgeführt wird, da sich das Verfahren selbst zum Stillstand bringt. Die Art der Vorbereitungsbehandlung muß natürlich eine solche sein, daß sie nicht mit der Wirkung des Bades kollidiert. So verhindert z. B. das Pickeln von Eisen bzw. Gegenständen daraus in Chromsäure oder deren löslichen Verbindungen die erfolgreiche Bildung einer Schicht. Anderseits zeigt es sich, obwohl das Verfahren nicht zur , Herstellung von Überzügen auf Kupfer dient, daß eine vorhergehende Behandlung des eisertien Gegenstandes durch Eintauchen in eine kupferhaltige Lösung, so daß auf ihm ein glänzender Kupferüberzug entsteht, zur Folge hat, daß der -Niederschlag in dem Molybdänbad verbessert wird. Bei Aluminium ist das vorteilhafteste Pickelbad die Lösung eines Doppelfluorids, wie Kieselfluornatrium, obvvohl dies keine Beschränkung bedeutet.
• Der auf die obige Weise erzielte Überzug ist dicht, hart, undurchdringlich, fest anhaftend und gegen korrodierende Einflüsse schützend, außerdem ist er anziehend für das Auge auch in unbehandeltem Zustand und bildet eine geeignete Grundlage für Farbe, Lack, Email, Japanlack und andere folgende Überzüge.
• Die Schutzwirkung des auf Eisengegens t ' 'in( J en aufgebrachten Überzuges kann durch folgende chemische Behandlung auch verbessert «-erden. Es würde festgestellt, daß trotz der Unmöglichkeit eines befriedigenden Überzuges nach Behandlung- in einer Lösung von Chromsäure oder deren Verbindungen der Widerstand des Metalls gegen feuchte oder atmosphärische Korrosionen bedeutend gesteigert wird, wenn der Gegenstand nach dem Überziehen für kurze Zeit, d. i. 5 bis io Minuten, in einer Lösung von löslichem Chromat (z. B. -Natrium- - oder Kaliumchromat oder -l)ichromat) behandelt wird. Es wurden ausgezeichnete Resultate erhalten, wenn die Gogenstände für die Länge der angebrachten "Zeit in einer 5prozentigen Chromatlösung gekocht wurden. Die besten Resultate bei diesem Rostschutz-verfahren wurden erhalten, wenn der eiserne Gegenstand zuerst in einem passenden Bad, wie Schwefelsäure, gepickelt wurde, hierauf in der Lösung von Kupfersulfat ein glänzender Kupferüberzug aufgebracht wurde, hierauf die Kupferlösung abgespült, hierauf der Gegenstand für eine halbe bis fünf Minuten in ein Bad getaucht wurde, das Molybdän und eines der obigen modifizierenden Ingredenzien enthielt, worauf schließlich in der Lösung eines Chromsalzes gekocht wurde. Schmiedbares Gußeisen eignet sich besonders gut für dieses Verfahren.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht beschränkt auf die vollständige Reihe der einzelnen Arbeitsgänge, da die Tauchung der Gegenstände in eine Molybdatlösung, die durch geeignete Energie zuführende oder aktivierende Reagentien abgeändert worden war, den Grundgedanken der Erfindung bildet und die Zugabe der anderen Arbeitsgänge oder Modifikationen in den Reagentien nur als -farbver-@ndernde Bedingungen betrachtet werden.
• Bei der Behandlung von Zink und Kadmium [ä ßt sich vorteilhafterweise die Kombination 1Vlolybdat mit Ammon Sulfat als Färbelösung verwenden, während bei den übrigen Metallen Ammonsulfat zweckmäßig zusammen mit Molybdaten und Säuren verwendet wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung eines haf tenden Überzuges auf Metallen oder Gegenständen, die aus einem oder mehreren der Metalle Eisen, Aluminium, Zinn, Blei; Magnesium, Zink und Kadmium bestehen unter Verwendung von Molybdatlösunger ohne Anwendung eines elektrischen Potentials, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein oder mehrere Salze der Oxal-, Polykiesel-, Fluorwasserstoff-, Kieselfluorwasserstoffsäure enthalten. a. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung außer den oder an Stelle der Salze der Oxal-, Polykiesel-, Fluorwasserstoff-, Kieselfluorwasserstoffsäure Ammonsulfat enthält. 3. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung neben dem löslichen Molybdat ein lösliches Kieselfluorid und eine zweite Alkaliverbindung enthält, die fähig ist, mit dem löslichen Kieselfluorid zu reagieren. 4: Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit der heißen Lösung eines Molybdats in Gegenwart von Kieselfluorwasserstoffsäure erfolgt. 5. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Blei das Metall mit der Lösung eines löslichen Molybdats und eines löslichen Salzes der Metalle Aluminium (Aluminiumchlorid), Magnesium, Mangan mit anderen als im Anspruch z genannten Säuren behandelt wird. 6. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Behandlung von Eisen dieses zuerst mit einem glatten Überzug aus Kupfer versehen und hierauf mit einer Lösung von Molybdänsalzen und Fluoriden behandelt wird, woran sich eine Behandlung mit einer Chromatlösung anschließen kann. 7. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Behandlung von Eisen die Gegenstände zuerst mit einer Lösung, die lösliche Salze des Molybdäns und Fluors enthält, und hierauf mit der Lösung von Chromaten behandelt werden. B. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Behandlung von Eisen die Gegenstände zuerst mit einem glatten Überzug von Kupfer versehen werden, worauf auf sie eine Schicht, die eine Molybdänverbindüng enthält, niedergeschlagen wird. . g. Verfahren gemäß Anspruch i,- dadurch gekennzeichnet, daß bei der Behandlung von eisernen Gegenständen auf ihnen zuerst ein Überzug, der eine Molybdänverbindung enthält, niedergeschlagen wird, worauf derselbe mit der heißen Lösung eines Chromats behandelt wird.