AT248821B - Verfahren zur Vorbehandlung von Metalloberflächen vor dem Emaillieren - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Vorbehandlung von Metalloberflächen vor dem Emaillieren 
Es ist bekannt, dass die Oberflächenvorbehandlung von verformten Stahlblechteilen von grossem Einfluss auf eine nachfolgende Emaillierung ist. Daher wird nicht nur eine gründliche Entfettung vorgenommen, sondern noch weitere Zwischenbehandlungen, wie Beizen und Neutralisieren. Die saure Behandlung mit Schwefelsäure oder Salzsäure führt zwangsläufig zu Eisensalzen und auch zu Salzen solcher Metalle, die als gewollte oder ungewollte Legierungsbestandteile im Stahlblech enthalten sind. Aus diesem Grund wird in dem der Beizung nachfolgenden Wasserspülgang dafür Sorge getragen, dass der noch anhaftende Säurefilm, vor allem aber auch die gebildeten Salze, abgespült werden.

   Da sich. leicht basische Salze bilden, die häufig recht fest haften und auch nur schlecht aus den Blechporen entfernt werden können, arbeitet man oft mit mehreren   Spülbädern,   die auf einen geeigneten PH-Wert eingestellt sind. 



   Auch   bei Verwendung mehrerer Spülbäder   treten immer wieder Fehler in den Emaillierungsüberzügen auf, die auf nicht entfernte Salzreste   zurückzuführen   sind. Daher ist man in der Praxis im allgemeinen dazu übergegangen, eine Behandlung mit alkalischer Natriumcyanidlösung nach dem Spülprozess vorzunehmen. Die Salzreste werden dadurch in komplexer Form gebunden und können in weiteren Spül-und Passivierungsbädern entfernt werden. Das Verfahren sichert ein weitgehend ausschussfreies Arbeiten, hat aber den erheblichen Nachteil, dass die Cyanidbäder streng überwacht werden müssen, um ein Verschleppen von Säureresten und damit das Entstehen von giftigen Blausäuredämpfen zu vermeiden.

   Aus dem gleichen Grund können cyanidhaltige Lösungen nicht in Metallspritzanlagen eingesetzt werden, da durch die Einwirkung der Luftkohlensäure bereits Blausäure gebildet werden kann. 



   Es wurde nun gefunden, dass man diese Nachteile vermeiden kann, wenn man sich der nachstehenden Arbeitsweise bedient. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Vorbehandlung von Metalloberflächen vor dem Emaillieren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloberflächen gebeizt und mit Lösungen behandelt werden, die Polyhydroxycarbonsäuren, vorzugsweise mit mindestens 3 Hydroxylgruppen im Molekül, gegebenenfalls in Form der   wasserlöslichen   Salze einzeln oder im Gemisch enthalten, und dann in an sich bekannter Weise mit alkalischen Lösungen passiviert werden. 



     AlsPolyhydroxycarbonsäurenkommenfür dieDurchführung des Verfahrens   Verbindungen der Formeln 
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 in Betracht. Besonders leicht zugänglich und daher für das vorliegende Verfahren besonders geeignet sind Gluconsäuren oder   C-luco-Zuckersäure.   



   AnStelle der Säuren können die entsprechenden wasserlöslichen Salze, wie Natrium-, Kalium- oder 

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   Ammoniumsalze, oder auch Salze des Äthanolamins Anwendung finden. Letztere werden durch teilweise oder völlige Neutralisation der Säuren erhalten. 



  Für die Vorbehandlung werden Lösungen verwendet, deren Konzentration zwischen 0, 1 und 10%, vorzugsweise 1-51a, liegt. Es ist technisch ein Vorteil, dass die Vorbehandlung auch bei niederen Temperaturen, nämlich im Temperaturbereich von 5 bis 40 C, vorzugsweise Zimmertemperatur, durchgeführt werden kann. 



  Die Passivierung der Metalloberflächen erfolgt in an sich bekannter Weise. Es werden somit als Passivierungsbäder alkalische Lösungen verwendet, die als KomponentenAlkalihydroxyd, Soda, Phosphate, Borax und Nitrit, einzeln oder im Gemisch, enthalten. Die Passivierung erfolgt im allgemeinen bei 50 bis 1000C, vorzugsweise bei 75-900C. Die Konzentration der Passivierungsbäder liegt zwischen 0, 2 und 30/0, vorzugsweise 0, 5 und 1, 51o. In manchen Fällen ist es zweckmässig, nach dem Beizen eine Zwischenbehandlung mit Salzlösungen von Metallen vorzunehmen, die edler sind als das Grundmetall. 



  Beim Aufbringen von Emaille auf Eisen und Stahl kommen daher für derartige Zwecke insbesondere Lösungen, die Verbindungen des Nickels, Kobalts oder Kupfers enthalten, in Betracht. Die Konzentration dieser Lösungen liegt in dem Bereich von 0, 5 bis 3%. 



  Behandelt man die Metalloberflächen in der oben beschriebenen Weise, so erhält man metallisch reine bzw. blanke, silberhelle Flächen und insbesondere bei der nachfolgenden Passivierung keine braunen oxydischen Verfärbungen. Dieser Effekt ist insofern überraschend, als er mit andem bekannten Komplexbildern, wie Glykokoll, Milchsäure oder Äthylendiamintetraessigsäure, nicht erhalten wird. Die erfindungsgemässe Arbeitsweise ermöglicht es im übrigen, nicht nur im Tauchprozess, sondern auch im Spritzverfahren zu arbeiten. 



  Beispiel l : In den nachstehenden Tabellen sind die Ergebnisse gegenübergestellt, die bei sonst übereinstimmenden Arbeitsweisen unter Verwendung von verschiedenen Vorbehandlungslösungen erhalten wurden. 



  Bei der Durchführung der Vergleichsversuche wurden Kaltwalzbleche jeweils zunächst mit einem   
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   Bei den Versuchen 3 und 4 wurde nur eine Spülung bei PH 1 durchgeführt. 



   Dann wurden die Bleche mit der Vorbehandlungslössung, deren Zusammensetzung jeweils in der Tabelle angegeben ist, behandelt. Die anschliessende Passivierung wurde bei   800C   mit einer   zuigen   Sodalösung vorgenommen und schliesslich die Bleche bei 1300C getrocknet. Die Behandlungszeit je Bad betrug 5 min, die Verweilzeit an der Luft 1 min. 



   Tabelle 
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<tb> 
<tb> Lfd. <SEP> Nr. <SEP> Vorbehandlungslosung <SEP> Verfahren <SEP> A <SEP> Verfahren <SEP> B
<tb> 1 <SEP> 2% <SEP> Gluconsäure <SEP> (PH <SEP> 3) <SEP> Nach <SEP> der <SEP> Passivierung <SEP> blanke,
<tb> silberhelle <SEP> Metalloberflächen
<tb> 2 <SEP> 2% <SEP> Zuckersäure <SEP> (PH <SEP> 2 <SEP> -'3) <SEP> Nach <SEP> der <SEP> Passivierung <SEP> blanke,
<tb> silberhelle <SEP> Metalloberflächen
<tb> 3 <SEP> 2% <SEP> Kaliumsalz <SEP> der <SEP> Zucker-Nach <SEP> der <SEP> Passivierung <SEP> blanke,
<tb> säure <SEP> (bezogen <SEP> auf <SEP> freie <SEP> silberhelle <SEP> Metalloberflächen
<tb> Säuren) <SEP> mit <SEP> K <SEP> COs <SEP> auf
<tb> PH <SEP> 9 <SEP> eingestellt
<tb> 4 <SEP> 2% <SEP> Natriumgluconat <SEP> Nach <SEP> der <SEP> Passivierung <SEP> blanke,

  
<tb> silberhelle <SEP> Metalloberflächen
<tb> 5 <SEP> 2% <SEP> Milchsäure <SEP> (PH <SEP> 2) <SEP> Nach <SEP> der <SEP> Passivierung <SEP> braune,
<tb> oxydisch <SEP> verfärbte <SEP> Oberflächen
<tb> 
 

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<tb> 
<tb> Lfd. <SEP> Nr. <SEP> Vorbehandlungslösung <SEP> Verfahren <SEP> A <SEP> Verfahren <SEP> B
<tb> 6 <SEP> 1% <SEP> Äthylendiamintetra- <SEP> Nach <SEP> der <SEP> Passivierung <SEP> braune,
<tb> essigsäure <SEP> (PH <SEP> 4) <SEP> oxydisch <SEP> verfärbte <SEP> Oberflächen
<tb> 7 <SEP> 2% <SEP> Mononatriumnitrolo-Nach <SEP> der <SEP> Passivierung <SEP> braune,
<tb> triessigsäure <SEP> (PH <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 2) <SEP> oxydisch <SEP> verfärbte <SEP> Oberflächen
<tb> 8 <SEP> 25o <SEP> Glykokoll <SEP> (PH <SEP> 5) <SEP> Nach <SEP> der <SEP> Passivierung <SEP> braune,

  
<tb> oxydisch <SEP> verfärbte <SEP> Oberflächen
<tb> 
 
Beispiel 2 : Gut entfettete Stahlbleche wurden in   l Obiger   Schwefelsäure, die 50   g/l   Eisen und 1 g/l Dibenzylsulfoxyd als Inhibitor enthielt, 5 min bei einer Badtemperatur von   600C   gebeizt und danach mit Wasser gespült. Im Anschluss daran wurden die Bleche bei der Versuchsreihe A mit einer Lösung,   die 12 g/l NiSO. HO bzw. bei der Versuchsreihe B 15 g/l CuSO . 5Hz 0 enthielt und jeweils mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 3 bis 3, 5 eingestellt war, 10 min bei 700C behandelt. Die auf   diese Weise mit einem Nickel- bzw.

   Kupferüberzug versehenen Bleche wurden danach mit einer   4% eigen   Vorbehandlungslösung aus   20/0   Gluconsäure und   20/0   Soda calciliert   (PH 10), 5 min   lang bei Raumtemperatur behandelt und anschliessend ohne Zwischenspülung passiviert. Die Passivierung wurde bei 850C mit einer   0, 5obigen   Lösung aus gleichen Teilen Soda, Phosphat und Borax durchgeführt. Die Behandlungsdauer betrug 5 min. Anschliessend wurden die Bleche bei 1200C getrocknet. 



   Es wurden bei dem Verfahren A Bleche mit silberheller Oberfläche erhalten. In der   Prüflösung   und in der Passivierungslösung erfolgte keine Ausfällung. Bei dem Verfahren B zeigten die Bleche eine matte Oberfläche mit gleichmässiger Kupferabscheidung. In der Prüfungslösung und in der Passivierungslösung erfolgte ebenfalls keine Ausfällung. Die so erhaltenen Metalloberflächen gestatten daher eine einwandfreie Emaillierung. Letzteres war nicht der Fall, wo der Arbeitsgang mit der Vorbehandlungslösung ausgelassen wurde. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren   zur Vorbehandlung von Metalloberflächen   vor dem Emaillieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloberflächen gebeizt und mit Lösungen behandelt werden, die Polyhydroxycarbonsäuren, vorzugsweise mit mindestens 3 Hydroxylgruppen im Molekül, gegebenenfalls in Form der wasserlöslichen Salze einzeln oder im Gemisch enthalten, und dann in an sich bekannter Weise mit alkalischen Lösungen passiviert werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung mit Polyhydroxycarbonsäuren und/oder deren Salze enthaltenden Lösungen bei Temperaturen von 5 bis 400C durchgeführt wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem Beizen eine Zwischenbehandlung mit Salzlösungen von Metallen erfolgt, die edler sind als das Grundmetall.