DE881138C

DE881138C - Phosphatierungsverfahren

Info

Publication number: DE881138C
Application number: DEM2532D
Authority: DE
Inventors: Robert Dr-Ing Krause; Aloys Dr Wuestefeld
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1943-05-30
Filing date: 1943-05-30
Publication date: 1953-06-29

Description

Phosphatierungsverfahren Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Phosphatüberzügen auf Metallen, insbesondere Eisen und Stahl, in Phosphatlösungen ausgearbeitet worden, das bei Temperaturen bis zu 50', vorzugsweise bei Raumtemperatur durchgeführt wird. Die Phosphatlösungen, die für das Verfahren verwendet werden, unterscheiden sich von den üblichen bei höherer Temperatur arbeitenden Phosphatlösungen dadurch, daß der Gehalt an freier Säure gegenüber dem bei der jeweils üblichen Arbeitstemperatur dem Gleichgewicht entsprechenden herabgesetzt wird. Zur Erniedrigung auf Raumtemperatur ist beispielsweise bei ohne Beschleuniger arbeitenden Lösungen der pil-Wert gegenüber derajenigen der bei höheren Temperaturen arbeitenden Lösungen um mindestens eine Einheit zu erhöhen; bei Lösungen, die mit Beschleunigern arbeiten, wird der pu-Wert um mindestens o,5 Einheiten erhöht. Insbesondere die mit Beschleunigern arbeitenden Lösungen haben sich beim Arbeiten bei Raumtemperatur und Temperaturen bis zu 5o' bewährt, beispielsweise die Lösungen, die als Beschleuniger Nitrate und gegebenenfalls außerdem Nitrite enthalten.
Hierbei ist bereits vorgesehen, daß die Einstellung des pu-Wertes nicht nur mit Hilfe von Natronlauge, sondern auch mit anderen alkalischen Mitteln vorgenommen werden kann, beispielsweise mit Mitteln, die gleichzeitig einen für die Schichtbildung notwendigen Bestandteil zuführen, z. B. Zinkcarbonat.
Es wurde nun gefunden, daß es besonders vorteilhaft ist, den pli-Wert mit Hilfe von Zinkoxyd einzustellen, da man hierbei die Schlanunverluste niedriger halten kann ' als beim Arbeiten mit stärker alkalischen Mitteln, wie z. B. Natronlauge. Dieses kann beim Ansetzen des Bades, beim Ergänzen des Bades, im arbeitenden Bad oder auch für die gesamte pil-Regulierung des Verfahrens benutzt werden. Diese Einstellung des pil-Wertes mit Zinkoxyd ist für alle Phosphatlösungen brauchbar, insbesondere für Zinkphosphatlösungen.
Verwendet man Zinkoxydpulver beim Ansetzen der Bäder, so empfiehlt es sich, das Zinkoxydpulver einem Teil. der zum Ansatz notwendigen Wassennenge zuzugeben und hierin aufzuschlämmen und dann -unter guter Durchmischung die konzentrierten Phosphatlösungen einzutragen und schließlich mit der noch notwendigen Wassermenge aufzufällen. Durch die Einwirkung der konzentrierten Lösung auf das in wenig Wasser aufgeschlänunte Zinkoxyd wird eine wesenthch schnellere pIr-Einstellung erreicht als bei Zusatz des Zinkoxyds zum fertig angesetzten Bad. Man benötigt für die meisten Lösungen etwa oß bis 1,5 kg Zu 0 pro ioo 1 Badlösung.
Bei der Verwendung von Zinkoxyd für die Aufrechterhaltung des pH-Wertes im arbeitenden Bad und beim Ergänzen der Badlösung ist es vorteilhaft, das Zinkoxydpulver in einem Kasten, dessen Wände durchlöchert sind, in das Bad einzuhängen, da sich auf diese Weise am leichtesten das alkalische Mittel dosieren läßt. Es ist hierbei nicht notwendig, jeweils nur solche Mengen an alkalischer Zinkverbindung zuzugeben, wie sie gerade zur Einstellung des p.H-Wertes beispielsweise beim Ansatz oder der Regenerierung der Lösung benötigt werden, sondern man kann einen gewissen Überschuß von solchen Verbindungen, die in festem Zustand eingebracht werden, zugeben, wenn man nur dafür sorgt, daß sie nach und nach zur Wirkung kommen. Dies geschieht am einfachsten, wenn man sie mittels eines Kastens mit durchlöcherten Wänden in die Badlösung einhängt und hierbei die Löcher in den Wänden vorzugsweise nur gerade so groß wählt, daß keine Verstopfung derselben eintritt. Wählt man die Löcher zu groß, so besteht die Gefahr, daß die Zinkverbindung unverbraucht in den Schlamm fällt und dann nur unvollständig ausgenutzt wird.
Es wurde festgestellt, daß man bei dieser Art der Anwendung die Gefahr einer Überneutralisierung über den Gleichgewichts-pil-Wert im arbeitenden Bad weitgehend vermeiden kann, wenn man nicht zu große Mengen an Zinkoxyd gleichzeitig einhängt. Erfahrungsgemäß läßt sich der pli-Wert am einfachsten in der Höhe des Phosphatierungsgleichgewichtes halten, wenn man gleichzeitig nicht mehr als etwa i kg Zinkoxyd pro 2oo bis 300 1 Badvolumen einhängt und erst dann neues Zinkoxyd einfüllt, wenn der Kasten geleert ist. Es empfiehlt sich, von Zeit zu Zeit den pli-Wert zu kontrollieren. Ruht das Bad, so empfiehlt es sich, den Zinkoxydbehälter herauszunehmen.
Es ist besonders vorteilhaft, einen schmalen, langen Kasten zu verwenden, der jeweüs gerade die Menge Zinkoxyd auf einmal faßt, die für das betreffende Bad einzuhängen ist, und wenn man diesen Kasten in der Höhe der Arbeitszone der Lösung in das Bad einhängt. Das Verfahren ist insbesondere geeignet zur Einstellung des p#i-Wertes bei bei Raumtemperatur arbeitenden Lösungen. Bei höheren Temperaturen oberhalb etwa 30', bei denen eine pu-Werteinstellung unter den gleichen Gesichtspunkten vorzunehmen sein kann, ist die Gefahr der zu starken Verschiebung des pn-Wertes größer.
Folgendes Beispiel möge die Erfindung erläutern: Zum Ansetzen eines zoo-l-Bades werden 1,2 kg Zinkoxyd in etwa io 1 Wasser aufgeschlänunt und dazu unter Rühren 1:2 1 einer Lösung zugegeben, die folgende Zusammensetzung besitzt: 176 g Zn, 93 9 PA, 300 g N 0, o, 12 g Cu/Liter und dann auf ioo 1 mit Wasser aufgefüllt. In der Badlösung hat sich schon nach :ro Minuten der pli-Wert von 2,33, gemessen mit der Glaselektrode, eingestellt, der zur Phosphatierung bei 2o' erforderlich ist.
Zur Regenerierung des Bades dient eine Ergänzungslösung, die im Liter 76 g Zn, 16o g P,0" 7,4o g N 0, o, 12 g Cu/Liter enthält. Zur Einstellung des durch das Arbeiten des Bades oder dessen Ergänzung gestörten pIl#Wertes wird in das Bad ein Kasten der Größe 30 X 100 X 250 mm, der in Abständen von etwa io mm Löcher von etwa 2 mm Durchmesser besitzt und etwa 500 9 Zinkoxyd (Schüttvolumen etwa 750 cm3) enthält, eingehängt. Das Zinkoxyd wird zur Neutralisation der Badlösung laufend verbraucht. Erst nach völliger Leerung des Kastens wird dieser neu mit Zinkoxyd gefüllt.
Es ist auch möglich, zum Ansetzen die pli-Wert-Einstellung mit anderen alkalischen Mitteln vorzunehmen und nur während der Benutzung des Bades Zinkoxyd zur pg-Wert-Einstellung allein oder neben anderen alkalischen Mitteln zu verwenden, oder umgekehrt.

Claims

PATENTANSPRÜCHF: i. Verfahren zur Einstellung des pli-Wertes von Lösungen für Phosphatierungsverfahren, die bei Temperaturen unter 50', insbesondere bei Raumtempera.tur durchgeführt werden, insbesondere zur Einstellung von Zinkphosphatlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß Zinkoxyd verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ansetzen des Bades die konzentrierte Lösung in eine Zinkoxydaufschlämmung eingetragen wird. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da3 im arbeitenden Bad Zinkoxyd in fester Form in einem Behälter in die Badlösung eingehängt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig nicht mehr als etwa i kg Zinkoxyd pro 2oo bis 300 1 Badvolumen zur Anwendung gebracht wird.