EP0454211B1 - Verfahren zum Aufbringen von Phosphatüberzügen auf Metalloberflächen - Google Patents

Verfahren zum Aufbringen von Phosphatüberzügen auf Metalloberflächen Download PDF

Info

Publication number
EP0454211B1
EP0454211B1 EP91200844A EP91200844A EP0454211B1 EP 0454211 B1 EP0454211 B1 EP 0454211B1 EP 91200844 A EP91200844 A EP 91200844A EP 91200844 A EP91200844 A EP 91200844A EP 0454211 B1 EP0454211 B1 EP 0454211B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
activating
phosphate
copper
steel
quantities
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP91200844A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0454211A1 (de
Inventor
Rüdiger Rein
Dieter Dr. Jentsch
Klaus-Werner Dr. Wittel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GEA Group AG
Continentale Parker SA
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
Continentale Parker SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metallgesellschaft AG, Continentale Parker SA filed Critical Metallgesellschaft AG
Publication of EP0454211A1 publication Critical patent/EP0454211A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0454211B1 publication Critical patent/EP0454211B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/78Pretreatment of the material to be coated
    • C23C22/80Pretreatment of the material to be coated with solutions containing titanium or zirconium compounds

Definitions

  • the invention relates to a method for applying phosphate coatings on metal surfaces by activation with an activating agent based on Ti IV phosphate and zinc phosphating.
  • zinc phosphate layers can be produced on numerous metallic surfaces, such as iron, steel, galvanized alloy steel, aluminum or aluminized steel.
  • the zinc phosphate layers obtained serve to protect against corrosion, paint adhesion, reduction of sliding resistance, ease of cold forming and electrical insulation.
  • a phosphating process also includes various pre-treatment and post-treatment stages. It is essential to clean the metal surface, which is generally done with alkaline or acidic cleaners and removes oils, greases, oxides and adhering solid particles from the metal surface. If cleaning is carried out with mildly alkaline cleaners, it is in principle possible to combine cleaning with activation of the metal surface. As a rule, however, the activation follows the cleaning as a separate process step.
  • the task of activating the metal surface is to form a with the shortest possible phosphating times to ensure the finest possible crystalline zinc phosphate layer.
  • a criterion for the effectiveness of an activating agent is therefore the minimum phosphating time.
  • the suitability for forming even finely crystalline zinc phosphate layers can be determined on the basis of the layer weights or by scanning electron microscope images.
  • Titan IV phosphates form when aqueous titanium IV salt solutions are reacted with soluble phosphates or phosphoric acid.
  • products with activating properties are only obtained under special manufacturing conditions, which are described, for example, in US Pat. Nos. 2,310,239 and 2,456,947 and provide precise information regarding the type and concentration of the raw materials, temperature and pH range during manufacture.
  • the reaction conditions are kept constant, there are fluctuations in the application effect from batch to batch.
  • activation agents based on titanium IV phosphate have to be prepared with deionized water.
  • the reason for this is that the alkaline earth metal ions present in the tap water as hardening agents destabilize titanium IV phosphate in activation baths.
  • These alkaline earth metal ions can also be introduced into the activation bath by rinsing water.
  • DE-A-3731089 proposes that cation-exchanging zeolites with a primary particle diameter of ⁇ 3 »m the activating one Mix in titanium phosphate.
  • Another way to improve the activation baths is described in EP-B-180523.
  • the addition of phosphonic acid acting as a complexing agent into the activation bath permits the use of industrial water for the bath preparation.
  • the phosphonic acid is said to cause the zinc phosphate layer to become extremely fine crystalline.
  • a serious disadvantage of individual phosphonic acids is that they act as a phosphating bath poison even in concentrations of a few mg / l. An entry of phosphonic acid from the activation bath into the phosphating bath can render the phosphating bath unusable in a very short time.
  • DE-A-3814287 provides for poly (aldehyde carboxylic acids) to be added in substoichiometric amounts as complexing agents for titanium IV during the production of activating titanium IV phosphates.
  • the introduction of the poly (aldehyde carboxylic acids) into the phosphating bath can have considerable disadvantages.
  • Activating agents based on Ti IV phosphate containing at least one of the divalent metals barium, strontium and calcium are also known (FR-A-2 114 874).
  • the number of equivalents of titanium should not exceed the number of equivalents of divalent metals.
  • the result of the activating cleaning prior to zinc phosphating is reported using cleaning liquids which have a pH greater than 12 and which contain, inter alia, an activating agent based on Ti IV phosphate modified with a copper compound. According to the presentation in FR-A-2 114 874, this pretreatment leads to thin, powdery, irregular phosphate layers with coarse crystals in the subsequent zinc phosphating.
  • the object of the invention is to provide a method for applying phosphate coatings on metal surfaces by activation with an activating agent based on Ti IV phosphate and zinc phosphating, which does not have the disadvantages of the known processes, provides for the use of an activating agent which is simple to produce and for stable activation baths with a long service life, which also guarantee the formation of fine crystalline zinc phosphate layers in a short time.
  • the object is achieved by designing the method of the type mentioned at the outset in accordance with the invention in such a way that the metal surfaces are activated with an activation bath which 0.001 to 0.060 g / l Ti 0.020 to 1.2 g / l orthophosphate (calc. As P2O5) and 0.001 to 0.1 g / l Cu and contains so much alkali that it has a pH of 7 to 11.
  • an activation bath which 0.001 to 0.060 g / l Ti 0.020 to 1.2 g / l orthophosphate (calc. As P2O5) and 0.001 to 0.1 g / l Cu and contains so much alkali that it has a pH of 7 to 11.
  • the copper content was adjusted by adding copper compounds. These compounds have the effect that the minimum phosphating time is reduced considerably.
  • the addition of copper also means that the activation bath is stable over a wide temperature range and shows very good activating properties.
  • the activating agent contains copper compounds introduced via copper hydroxide, copper oxide hydrate, copper tartrate, copper nitrate and / or copper phosphate. Copper sulfate or copper chloride can be used but are not preferred.
  • Copper concentrations above 0.1 g / l should be avoided since they can lead to a disruption in the phosphating in the subsequent step.
  • activating agent was produced which corresponded to activating agent 2 in terms of composition, but did not contain any copper phosphate.
  • Activating agent 1 was used as activating agent 3, to which maleic anhydride copolymer was added in such a way that the resulting activating bath contained 10 mg / l.
  • Activating agent 1 which was mixed with surfactant in such quantities that the surfactant concentration of 0.3 g / l was formed when the activation bath was prepared, also served as the starting product.
  • the degree of layer coverage was determined in percent. This value indicates the proportion of the metal surface that is provided with a closed zinc phosphate layer.
  • the assessment was made visually.
  • the layer weight of the phosphate coating was determined gravimetrically and the minimum phosphating times determined.
  • the minimum phosphating time is the minimum time required to form a closed phosphate layer.
  • the crystallinity of the phosphate layers was checked using scanning electron microscope images at a magnification of 2000 times.
  • the activating agent according to Examples 1, 2, 3 and 4 leads to a high, almost complete coverage of the metal surface after just 3 minutes of phosphating or enables short treatment times in the subsequent phosphating step.
  • the weight of the phosphate layer is well within the usual range.
  • the results for the activating agents 3 and 4 indicate that the addition of maleic anhydride copolymer or surfactant leads to a considerable increase in the service life of the activating bath if the short minimum phosphating time is observed (cf. activating agent 1).
  • the investigations with the scanning electron microscope showed that the phosphate layers obtained using the activating agents 1, 2, 3 and 4 were of fine-grained nature.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Phosphatüberzügen auf Metalloberflächen durch Aktivieren mit einem Aktivierungsmittel auf Basis Ti IV-Phosphat und Zinkphosphatierung.
  • Durch Phosphatierung mit wäßrigen Lösungen auf Basis Zinkphosphat lassen sich auf zahlreichen metallischen Oberflächen, wie Eisen, Stahl, legierungsverzinktem Stahl, Aluminium oder aluminiertem Stahl Zinkphosphatschichten erzeugen. Die Applikation der Phosphatierungslösungen, die neben Zink und Phosphorsäure noch weitere Kationen und Anionen enthalten können, erfolgt im Spritz-, Tauch- oder Spritz-/Tauchverfahren. Die erhaltenen Zinkphosphatschichten dienen dem Korrosionsschutz, der Lackhaftung, der Verminderung des Gleitwiderstandes, der Erleichterung der Kaltumformung und der elektrischen Isolation.
  • Zu einem Phosphatierverfahren gehören neben der Phosphatierung selbst noch diverse Vor- bzw. Nachbehandlungsstufen. Unerläßlich ist die Reinigung der Metalloberfläche, die im allgmeinen mit alkalischen oder sauren Reinigern erfolgt und die Metalloberfläche von Ölen, Fetten, Oxiden und anhaftenden Feststoffpartikeln befreit. Sofern die Reinigung mit mild alkalischen Reinigern erfolgt, ist es prinzipiell möglich, die Reinigung mit der Aktivierung der Metalloberfläche zu kombinieren. In der Regel schließt sich jedoch die Aktivierung als separater Verfahrensschritt an die Reinigung an.
  • Die Aktivierung der Metalloberfläche hat die Aufgabe, bei möglichst kurzen Phosphatierzeiten die Ausbildung einer möglichst feinkristallinen Zinkphosphatschicht zu gewährleisten. Ein Kriterium für die Wirkung eines Aktivierungsmittels ist daher die Mindestphosphatierzeit. Die Eignung zur Ausbildung auch feinkristalliner Zinkphosphatschichten läßt sich anhand der Schichtgewichte oder durch rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen ermitteln.
  • In der Praxis haben sich insbesondere Aktivierungsmittel auf Basis Titan-IV-Phosphat bewährt. Titan-IV-Phosphate bilden sich bei der Umsetzung von wäßrigen Titan-IV-Salzlösungen mit löslichen Phosphaten oder Phosphorsäure. Produkte mit aktivierenden Eigenschaften werden jedoch nur unter besonderen Herstellungsbedingungen, die beispielsweise in den US-Patentschriften 2 310 239 und 2 456 947 beschrieben sind und genaue Angaben hinsichtlich Art und Konzentration der Rohstoffe, Temperatur und pH-Bereich bei der Herstellung machen, erhalten. Doch selbst bei Einhaltung konstanter Reaktionsbedingungen erhält man von Charge zu Charge Schwankungen in der anwendungstechnischen Wirkung.
  • Ein Nachteil bei der Anwendung von Aktivierungsmitteln auf Basis Titan-IV-Phosphat liegt darin, daß die Aktivierungsbäder mit vollentsalztem Wasser angesetzt werden müssen. Der Grund hierfür ist, daß die im Leitungswasser als Härtebildner vorhandenen Erdalkalinietallionen Titan-IV-Phosphat in Aktivierungsbädern destabilisieren. Diese Erdalkalimetallionen können auch durch Spülwässer in das Aktivierungsbad eingeschleppt werden.
  • Um den nachteiligen Einfluß von Erdalkalimetallionen zu beseitigen und damit eine Destabilisierung des Aktivierungsbades zu vermeiden, wird in der DE-A-3731089 vorgeschlagen, Kationen austauschende Zeolithe mit einem primärteilchendurchmesser von < 3 »m dem aktivierenden Titanphosphat zuzumischen. Ein anderer Weg, die Aktivierungsbäder zu verbessern, ist in der EP-B-180523 beschrieben. Die Zugabe von als Komplexbildner wirkender Phosphonsäure in das Aktivierungsbad gestattet die Verwendung von Industriewasser zum Badansatz. Darüberhinaus soll die Phosphonsäure bewirken, daß die Zinkphosphatschicht extrem feinkristallin wird. Ein schwerwiegender Nachteil einzelner Phosphonsäuren ist allerdings, daß sie bereits in Konzentrationen von einigen wenigen mg/l als Phosphatierbadgift wirkt. Ein Eintrag von Phosphonsäure aus dem Aktivierungsbad in das Phosphatierbad kann das Phosphatierbad in kürzester Zeit unbrauchbar machen.
  • Die DE-A-3814287 sieht vor, Poly(aldehydcarbonsäuren) in unterstöchiometrischer Menge als Komplexbildner für Titan-IV während der Herstellung aktivierender Titan-IV-Phosphate zuzusetzen. Dadurch entstehen hauptsächlich Titanphosphate mit geringer Korngröße (< 200 »m), die eine erhöhte Wirksamkeit des Aktivierungsmittels aufweisen sollen. Auch hier kann das Einschleppen der Poly(aldehydcarbonsäuren) in das Phosphatierbad erhebliche Nachteile mit sich bringen.
  • Die vorstehend behandelte Verbesserung der Stabilität der Aktivierungsbäder gegenüber Wasserhärte durch Zusätze bzw. die Verbesserung der Qualität hinsichtlich Standzeit der Aktivierungsbäder und Kristallinität des in der nachfolgenden Stufe aufgebrachten Zinkphosphatüberzuges durch Komplexbildner haben jedoch auch erhebliche Nachteile. Ein Nachteil insbesondere von Komplexbildnern ist, daß sie als Phosphatierbadgifte wirken und die Abwasserbehandlung erschweren, da sie Schwermetalle in Lösung bringen oder halten.
  • Weiterhin sind Aktivierungsmittel auf Basis Ti IV-Phosphat mit einem Gehalt mindestens eines der zweiwertigen Metalle Barium, Strontium und Kalzium bekannt (FR-A-2 114 874). Dabei soll die Zahl der Äquivalente des Titans die Zahl der Äquivalente der zweiwertigen Metalle nicht übersteigen. Zu Vergleichszwecken ist das Ergebnis der aktivierenden Reinigung vor der Zinkphosphatierung mit Reinigungsflüssigkeiten mitgeteilt, die einen pH-Wert größer als 12 aufweisen und unter anderem ein mit einer Kupferverbindung modifiziertes Aktivierungsmittel auf Basis Ti IV-Phosphat enthalten. Der Darstellung in FR-A-2 114 874 zufolge führt diese Vorbehandlung bei der anschließenden Zinkphosphatierung zu dünnen, pulvrigen, unregelmäßigen Phosphatschichten mit groben Kristallen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Aufbringen von Phosphatüberzügen auf Metalloberflächen durch Aktivieren mit einem Aktivierungsmittel auf Basis Ti IV-Phosphat und Zinkphosphatierung bereitzustellen, das die Nachteile der bekannten Verfahren nicht aufweist, den Einsatz eines Aktivierungsmittels vorsieht, das einfach herzustellen ist und zu stabilen Aktivierungsbädern mit hoher Standzeit führt, die zudem die Entstehung feinkristalliner Zinkphosphatschichten in kurzer Zeit garantieren.
  • Die Aufgabe wird gelöst, indem das Verfahren der eingangs genannten Art entsprechend der Erfindung in der Weise ausgestaltet wird, daß man die Metalloberflächen mit einem Aktivierungsbad aktiviert, das
       0,001 bis 0,060 g/l Ti
       0,020 bis 1,2 g/l Orthophosphat (ber. als P₂O₅) und
       0,001 bis 0,1 g/l Cu
    und soviel Alkali enthält, daß es einen pH-Wert von 7 bis 11 aufweist.
  • Die Einstellung des Kupfergehaltes erfolgte durch Zusatz von Kupferverbindungen. Diese Verbindungen bewirken, daß die Mindestphosphatierzeit ganz beträchtlich reduziert wird. Der Kupferzusatz hat auch zur Folge, daß das Aktivierungsbad über einen weiten Temperaturbereich stabil ist und sehr gute aktivierende Eigenschaften zeigt.
  • Es sind im wesentlichen alle Verbindungen für die Einbringung des Kupfers in das Aktivierungsmittel geeignet. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung enthält das Aktivierungsmittel über Kupferhydroxid, Kupferoxydhydrat, Kupfertartrat, Kupfernitrat und/oder Kupferphosphat eingebrachte Kupferverbindungen. Kupfersulfat oder Kupferchlorid sind zwar verwendbar, werden aber nicht bevorzugt.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, ein Aktivierungsbad einzusetzen, das einen zusätzlichen Gehalt mindestens eines der Bestandteile
    • kondens. Phosphat (ber. als P₂O₅) in Mengen bis 1,2 g/l
    • Silikat (ber. als SiO₂) in Mengen bis 0,5 g/l
    • Komplexbildner in Mengen bis 1,0 g/l
    • wasserlösliches organisches Polymer in Mengen bis 0,1 g/l
    • Verdickungsmittel in Mengen bis 0,1 g/l und
    • Tensid in Mengen bis 0,3 g/l

    aufweist. Durch die hier erwähnten weiteren Zusätze zum Aktivierungsbad enthält man eine Reihe zusätzlicher vorteilhafter Eigenschaften. Beispielsweise bewirkt der Zusatz von kondensiertem Phosphat zum Aktivierungsmittel, daß das daraus hergestellte Aktivierungsbad auf eingeschleppte Härtebildner weniger empfindlich reagiert. Wasserlösliches organisches Polymer stabilisiert das im Aktivierungsbad in kollodialer Form dispergierte Titan-IV-Phosphat und verlängert somit die Standzeit des Aktivierungsbades erheblich. Tenside setzen die Oberflächenspannung herab, so daß das aktivierend wirkende Titanphosphat besser auf der Metalloberfläche haftet.
  • Besonders vorteilhaft ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Aktivierung von Eisen, Stahl, verzinktem Stahl, legierungsverzinktem Stahl, aluminiertem Stahl und Aluminium.
  • Kupferkonzentrationen oberhalb 0,1 g/l sollten vermieden werden, da sie zu einer Störung bei der Phosphatierung in der nachfolgenden Stufe führen können.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher und beispielhaft erläutert.
  • Beispiel 1
  • Stahlbleche der Qualität St 1405 wurden nach folgendem Verfahrensgang behandelt:
    • 1. Reinigen   stark alkalischer Tauchreiniger 20 g/l; 10 min; 70°C
    • 2. Spülen   kaltes Wasser 30 sec
    • 3. Reinigen   mild alkalischer Tauchreiniger 13 g/l; 5 min; 60°C;
    • 4. Spülen   kaltes Wasser 30 sec.
    • 5. Aktivierende   1 g/l Aktivierungsmittel Vorspülung 30 sec tauchen, 22°C
    • 6. Phosphatierung   1,2 g/l Zn; 12,0 g/l P₂O₅; 0,8 g/l Mn; 0,8 g/l Ni; 7 g/l NO₃ 4,07 g/l Na; 0,17 g/l NaNO₂; 50°C;
         Phosphatierzeit 3 und 6 Minuten Tauchen
    • 7. Spülen   kaltes Wasser 30 sec
    • 8. Trocknung   mit Warmluft
  • Es wurden insgesamt 6 Aktivierungsmittel hergestellt, die dann jeweils zur Bildung von Aktivierungsbädern eingesetzt wurden.
  • Aktivierungsmittel 1
  • Zur Herstellung des Aktivierungmittels wurden 3,27 kg festes Natriumhydroxid in 4,9 kg Wasser gelöst und - nach dem Erkalten - mit einer Lösung von 0,54 kg H₂TiF₆ (40 Gew.-%), 0,97 kg Ca(NO₃)₂ x 4H₂O in 4,36 kg Wasser versetzt. Der erhaltenen Aufschlämmung wurde anschließend - wiederum nach dem Erkalten - eine Lösung von 4,91 kg H₃PO₄ (55 Gew.-% P₂O₅) in 0,46 kg Wasser derart zugegeben, daß die Temperatur 45°C nicht überstieg. Nach beendeter Zugabe von Phosphorsäure erfolgte eine langsame Aufheizung auf 70 - 90°C. Diese Temperatur wurde zwecks Reifung des Aktivierungsmittels für die Dauer von 30 Minuten beibehalten. Dann wurde eine wäßrige Lösung von 216,67 g Cu(NO₃)₂ x 3H₂O homogen in der Aufschlämmung verteilt und die Aufschlämmung getrocknet. Sämtliche Mischvorgänge und der Reifeprozeß wurden unter Rühren durchgeführt.
  • Aktivierungsmittel 1a
  • Es wurde ein Aktivierungmittel wie im Verfahrensgang von Aktivierungsmittel 1 beschrieben, jedoch ohne Zugabe von Kupfernitrat hergestellt.
  • Aktivierungsmittel 2
  • Zur Herstellung des Aktivierungsmittels wurden 50 kg Titanylsulfat, 375 kg NaOH (fest), 580 kg Phosphorsäure (55 Gew.-% P₂O₅), 159 kg Na₂CO₃ (fest) und 170 kg Wasser unter Kneten vermischt und anschließend mit Kupferphosphat in solcher Menge versetzt, daß eine Kupferkonzentration von 2 Gew.-% resultierte.
  • Aktivierungsmittel 2a
  • Es wurde ein Aktivierungsmittel hergestellt, das hinsichtlich der Zusammensetzung dem Aktivierungsmittel 2 entsprach, jedoch kein Kupferphosphat enthielt.
  • Aktivierungsmittel 3
  • Als Aktivierungsmittel 3 wurde das Aktivierungsmittel 1 verwendet, das mit Maleinsäureanhydrid-Copolymer in der Weise versetzt war, daß das resultierende Aktivierungsbad 10 mg/l enthielt.
  • Aktivierungsmittel 4
  • Auch hierfür diente als Ausgangsprodukt das Aktivierungsmittel 1, das mit Tensid in solchen Mengen vermischt war, daß beim Ansatz des Aktivierungsbades eine Tensidkonzentration von 0,3 g/l entstand.
  • Nach einer Phosphatierzeit von 3 Minuten bzw. 6 Minuten wurde der Schichtbedeckungsgrad in Prozent ermittelt. Dieser Wert gibt an, welcher Anteil der Metalloberfläche mit einer geschlossenen Zinkphosphatschicht versehen ist. Die Beurteilung erfolgte visuell. Weiterhin wurden das Schichtgewicht des Phosphatüberzuges gravimetrisch bestimmt und die Mindestphosphatierzeiten ermittelt. Die Mindestphosphatierzeit ist der zur Ausbildung einer geschlossenen Phosphatschicht erforderliche minimale Zeitbedarf. Die Kristallinität der Phosphatschichten wurde mittels Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen bei einer 2000-fachen Vergrößerung geprüft.
  • Die jeweils erhaltenen Ergebnisse hinsichtlich Bedeckungsgrad der Metalloberfläche nach 3- bzw. 6-minütiger Phosphatierzeit,, Mindestphosphatierzeit, Schichtgewicht und Standzeit der Aktivierungsbäder in Tagen sind nachfolgend tabellarisch zusammengestellt.
    Figure imgb0001
  • Aus der vorstehenden Tabelle ergibt sich insbesondere, daß das Aktivierungsmittel nach Beispiel 1, 2, 3 und 4 bereits nach 3 Minuten langer Phosphatierdauer zu einer hohen, nahezu vollständigen Bedeckung der Metalloberfläche führt bzw. in der nachfolgenden Phosphatierstufe kurze Behandlungszeiten ermöglicht. Dabei ist das Gewicht der Phosphatschicht durchaus im üblichen Rahmen.
  • Die Ergebnisse für die Aktivierungsmittel 3 und 4 lassen erkennen, daß der Zusatz von Maleinsäureanhydrid-Copolymer bzw. von Tensid bei Einhaltung der kurzen Mindestphosphatierzeit (vgl. Aktivierungsmittel 1) zu einer beträchtlichen Erhöhung der Standzeit des Aktivierungsbades führt. Die Untersuchungen mit dem Rasterelektronenmikroskop zeigten, daß die unter Verwendung der Aktivierungsmittel 1, 2, 3 und 4 erhaltenen Phosphatschichten von feinkörniger Beschaffenheit waren.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Aufbringen von Phosphatüberzügen auf Metalloberflächen durch Aktivieren mit einem Aktivierungsmittel auf Basis Ti IV-Phosphat und Zinkphosphatierung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalloberflächen mit einem Aktivierungsbad aktiviert, das
    0,001 bis 0,060 g/l Ti
    0,020 bis 1,2 g/l Orthophosphat (ber. als P₂O₅)
    0,001 bis 0,1 g/l Cu
    und soviel Alkali enthält, daß es einen pH-Wert von 7 bis 11 aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalloberflächen mit einem Aktivierungsbad aktiviert, das über Kupferhydroxid, Kupferoxidhydrat, Kupfertartrat, Kupfernitrat und/oder Kupferphosphat eingebrachte Kupferverbindungen enthält.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivierungsbad einen zusätzlichen Gehalt mindestens eines der Bestandteile
    - kondensiertes Phosphat (ber. als P₂O₅) in Mengen bis 1,2 g/l
    - Silikat (ber. als SiO₂) in Mengen bis 0,5 g/l
    - Komplexbildner in Mengen bis 1,0 g/l
    - wasserlösliches organische Polymer in Mengen bis 0,1 g/l
    - Verdickungsmittel in Mengen bis 0,1 g/l
    - Tensid in Mengen bis 0,3 g/l
    aufweist.
  4. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 auf die Aktivierung von Eisen, Stahl, verzinktem Stahl, legierungsverzinktem Stahl, aluminiertem Stahl und Aluminium.
EP91200844A 1990-04-21 1991-04-11 Verfahren zum Aufbringen von Phosphatüberzügen auf Metalloberflächen Expired - Lifetime EP0454211B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4012795 1990-04-21
DE4012795A DE4012795A1 (de) 1990-04-21 1990-04-21 Aktivierungsmittel fuer die phosphatierung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0454211A1 EP0454211A1 (de) 1991-10-30
EP0454211B1 true EP0454211B1 (de) 1994-06-22

Family

ID=6404842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP91200844A Expired - Lifetime EP0454211B1 (de) 1990-04-21 1991-04-11 Verfahren zum Aufbringen von Phosphatüberzügen auf Metalloberflächen

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5160551A (de)
EP (1) EP0454211B1 (de)
JP (1) JP3063921B2 (de)
AT (1) ATE107711T1 (de)
BR (1) BR9101616A (de)
CA (2) CA2040859C (de)
DE (2) DE4012795A1 (de)
ES (1) ES2055518T3 (de)
ZA (1) ZA912943B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008054407A1 (de) 2008-12-09 2010-06-10 Chemetall Gmbh Verfahren zur Beschichtung von metallischen Oberflächen mit einem Aktivierungsmittel vor dem Phosphatieren
DE102018216216A1 (de) * 2018-09-24 2020-03-26 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Verbesserung der Phosphatierbarkeit von metallischen Oberflächen, welche mit einer temporären Vor- bzw. Nachbehandlung versehen werden
WO2021116318A1 (de) 2019-12-13 2021-06-17 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zum herstellen eines stahlflachprodukts mit einer metallischen schutzschicht auf basis von zink und einer auf einer oberfläche der metallischen schutzschicht erzeugten phosphatierschicht und derartiges stahlflachprodukt

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5628838A (en) * 1992-01-29 1997-05-13 C.F.P.I Societe Anonyme Concentrate for activating and defining bath and bath obtained from this concentrate
FR2686622B1 (fr) * 1992-01-29 1995-02-24 Francais Prod Ind Cfpi Concentre pour bain d'activation et d'affinage et bain obtenu a partir de ce concentre.
DE4232292A1 (de) * 1992-09-28 1994-03-31 Henkel Kgaa Verfahren zum Phosphatieren von verzinkten Stahloberflächen
DE4416619A1 (de) * 1994-05-11 1995-11-16 Henkel Kgaa Herstellung phosphathaltiger Aktiviermittel für die Phosphatierung unter Einsatz von Mikrowellen
US5494504A (en) * 1994-09-12 1996-02-27 Ppg Industries, Inc. Liquid rinse conditioner for phosphate conversion coatings
JP3451334B2 (ja) * 1997-03-07 2003-09-29 日本パーカライジング株式会社 金属のりん酸塩皮膜化成処理前の表面調整用前処理液及び表面調整方法
MY129412A (en) * 1998-07-21 2007-03-30 Nihon Parkerizing Conditioning liquid and conditioning process used in pretreatment for formation of phosphate layer on the metallic surface
JP2007204835A (ja) * 2006-02-03 2007-08-16 Nippon Paint Co Ltd 表面調整用組成物及び表面調整方法
DE102008047533A1 (de) 2008-09-16 2010-04-15 Sachtleben Chemie Gmbh Verfahren zur Herstellung von Titan-IV-phosphat
DE102011051879B4 (de) 2011-07-15 2023-11-09 Dürr Systems Ag Anlage und Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken sowie Verwendung einer solchen Anlage zum Lackieren von Werkstücken
DE102013202286B3 (de) 2013-02-13 2014-01-30 Chemetall Gmbh Verwendung eines Silan-, Silanol- oder/und Siloxan-Zusatzes zur Vermeidung von Stippen auf Zink-haltigen Metalloberflächen und Verwendung der beschichteten Metallsubstrate
CN103741132B (zh) * 2014-01-10 2016-08-17 湖南金裕化工有限公司 胶钛表面调整剂及其制备方法
DE102014105226A1 (de) * 2014-04-11 2015-10-15 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Aktivierung von zu phosphatierenden Metalloberflächen, vorzugsweise verzinktem Stahlblech
US11643731B2 (en) * 2017-08-31 2023-05-09 Chemetall Gmbh Method for nickel-free phosphating metal surfaces
CN114990537B (zh) * 2022-08-04 2022-11-25 山东一立动力科技股份有限公司 一种铝合金表面磷化处理方法
EP4339324A1 (de) * 2022-09-19 2024-03-20 ThyssenKrupp Steel Europe AG Stahlflachprodukt mit einer aktivierungsschicht für die warmumformung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE410815A (de) * 1934-08-13
US2329065A (en) * 1942-03-06 1943-09-07 Westinghouse Electric & Mfg Co Corrosion resistant coating for metal surfaces
US3166444A (en) * 1962-04-26 1965-01-19 Lubrizol Corp Method for cleaning metal articles
US3813302A (en) * 1970-11-19 1974-05-28 A Morrison Grain-refining compounds
JPS5591997A (en) * 1978-12-30 1980-07-11 Nippon Parkerizing Co Ltd Surface treating method of steel plate
DE3814363A1 (de) * 1988-04-28 1989-11-09 Henkel Kgaa Titanfreie aktivierungsmittel, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung zur aktivierung von metalloberflaechen vor einer zinkphosphatierung

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008054407A1 (de) 2008-12-09 2010-06-10 Chemetall Gmbh Verfahren zur Beschichtung von metallischen Oberflächen mit einem Aktivierungsmittel vor dem Phosphatieren
WO2010066765A1 (de) 2008-12-09 2010-06-17 Chemetall Gmbh Verfahren zur beschichtung von metallischen oberflächen mit einem aktivierungsmittel vor dem phosphatieren
DE102018216216A1 (de) * 2018-09-24 2020-03-26 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Verbesserung der Phosphatierbarkeit von metallischen Oberflächen, welche mit einer temporären Vor- bzw. Nachbehandlung versehen werden
WO2021116318A1 (de) 2019-12-13 2021-06-17 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zum herstellen eines stahlflachprodukts mit einer metallischen schutzschicht auf basis von zink und einer auf einer oberfläche der metallischen schutzschicht erzeugten phosphatierschicht und derartiges stahlflachprodukt
DE102019134298A1 (de) * 2019-12-13 2021-06-17 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zum Herstellen eines Stahlflachprodukts mit einer metallischen Schutzschicht auf Basis von Zink und einer auf einer Oberfläche der metallischen Schutzschicht erzeugten Phosphatierschicht und derartiges Stahlflachprodukt

Also Published As

Publication number Publication date
US5160551A (en) 1992-11-03
EP0454211A1 (de) 1991-10-30
ATE107711T1 (de) 1994-07-15
ES2055518T3 (es) 1994-08-16
JPH04254589A (ja) 1992-09-09
JP3063921B2 (ja) 2000-07-12
CA2040872A1 (en) 1991-10-22
ZA912943B (en) 1992-12-30
BR9101616A (pt) 1991-12-10
DE4012795A1 (de) 1991-10-24
DE59101978D1 (de) 1994-07-28
CA2040859A1 (en) 1991-10-22
CA2040859C (en) 2000-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0454211B1 (de) Verfahren zum Aufbringen von Phosphatüberzügen auf Metalloberflächen
DE3879099T2 (de) Verfahren und zusammensetzung zur herstellung von zinkphosphatueberzuegen.
DE977586C (de) Verfahren zur Erzeugung von UEberzuegen auf Aluminium und dessen Legierungen
DE69211004T2 (de) Zinkphosphat konversionsüberzugszusammensetzung und verfahren
DE69012665T2 (de) Verfahren zur Bildung eines Zinkphosphatfilmes auf einer Metallfläche.
DE2904402A1 (de) Phosphatierungsmittel
DE1219765B (de) Verfahren zum Passivieren von Metalloberflaechen
EP0064790A1 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metallen sowie dessen Anwendung zur Vorbehandlung für die Elektrotauchlackierung
WO2001059181A2 (de) Korrosionsschutzmittel und korrosionsschutzverfahren für metalloberflächen
DE3689442T2 (de) Saure, wässrige Phosphatüberzugslösungen für ein Verfahren zum Phosphatbeschichten metallischer Oberfläche.
DE3500443A1 (de) Verfahren zur verbesserung des korrosionsschutzes autophoretisch abgeschiedener harzschichten auf metalloberflaechen
DE3234558A1 (de) Waessrig-saure zinkphosphat-ueberzugsloesungen, solche loesungen verwendende tieftemperatur-verfahren zur bildung chemischer umwandlungsueberzuege auf eisen- und/oder zinkoberflaechen und darin verwendbare ueberzugskonzentrate und titanhaltige metallaktivierende loesungen
EP0337411B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines sauren chrom-(III)-haltigen und fluoridhaltigen Passivierungsbades für Oberflächen aus Zink, Zinklegierungen und Cadmium
DE2902916A1 (de) Verfahren zur herstellung von titanium enthaltenden phosphaten als konditionierungsmittel fuer metalloberflaechen
EP0328908B1 (de) Verfahren zum Aufbringen von Konversionsüberzügen
EP0155547B1 (de) Verfahren zur Zink-Calcium-Phosphatierung von Metalloberflächen bei niedriger Behandlungstemperatur
DE974713C (de) Verfahren zur Herstellung von UEberzuegen auf Metallen
EP0039093B1 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen sowie dessen Anwendung
DE3780078T2 (de) Korrosionsbestaendige beschichtung.
EP0121274A1 (de) Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen
EP0270836A1 (de) Verfahren zum Ziehen von Draht
EP0339452B1 (de) Polymere Titanphosphate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Aktivierung von Metalloberflächen vor einer Zinkphosphatierung
DE69513036T3 (de) Flüssiges Aktivierungsmittel für Phosphat-Konversionsüberzügen
DE69730711T2 (de) Mangan-phosphat-umwandlungsbeschichtungzusammensetzung und verfahren zur verwendung bei mässigen temperaturen
DE3814363A1 (de) Titanfreie aktivierungsmittel, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung zur aktivierung von metalloberflaechen vor einer zinkphosphatierung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE ES FR GB IT LI SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19911126

17Q First examination report despatched

Effective date: 19920214

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH DE ES FR GB IT LI SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 107711

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19940715

Kind code of ref document: T

REF Corresponds to:

Ref document number: 59101978

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19940728

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2055518

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

ET Fr: translation filed
ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: STUDIO JAUMANN

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19940913

EAL Se: european patent in force in sweden

Ref document number: 91200844.8

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PUE

Owner name: CHEMETALL GMBH

Free format text: METALLGESELLSCHAFT AKTIENGESELLSCHAFT#REUTERWEG 14 POSTFACH 3724#D-60271 FRANKFURT (DE) -TRANSFER TO- CHEMETALL GMBH#TRAKEHNER STRASSE 3#60487 FRANKFURT AM MAIN (DE)

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20070412

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 20070413

Year of fee payment: 17

Ref country code: CH

Payment date: 20070413

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20070427

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 20070502

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20070628

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20070426

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20070626

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20070416

Year of fee payment: 17

BERE Be: lapsed

Owner name: SOC. CONTINENTALE *PARKER

Effective date: 20080430

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

EUG Se: european patent has lapsed
GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20080411

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20080430

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20080430

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20081101

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20081231

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20080411

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20080430

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20080430

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20080412

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20080411

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20080412

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20080411

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20080412