CH297421A - Verfahren zur Erzeugung feinkristalliner Phosphatschichten. - Google Patents

Description

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 Verfahren zur Erzeugung    feinkristalliner      Phosphatschichten.   Es ist bekannt, zur Erzielung    festv   erwachsener,    feinkristalliner,   dichter Phosphatiiber-züge die Ausbildung -der    Phosphatsehich-      ten      durch      --eei,rnete      Vorbehandhingen   der zu    phosphatierenden   Metalloberfläche zu beeinflussen,    :

  5o   bringt ein Abwischen der Bleche nach dem Entfetten mit organischen Fettlösemitteln, wie    Triehloräthylen,      Perchloräthylen   und andern, oder anorganischen    Entfett      ,ern,   wie Lösungen von    Ätzalkali,      Alkalikarbonaten,      .Ilkalimetasilikaten,      Trialkaliphosphaten,   einzeln oder in    Cemisehen,   eine    besondere   Verfeinerung der    Kristallausbildung   und    bewirkt   gleichzeitig ein besseres Verwachsen, gleichmässigere Ausbildung und Steigerung des Korrosionsschutzes der Deckschichten. Einen ähnlichen Einfluss hat. das Abwischen des    Beizsehlammes   nach dem Beizen mit Mineralsäuren. 



  Die mechanische Reinigung ist jedoch umständlich und in der Fliessfertigung in den seltensten Fällen durchführbar, weshalb eine chemische    Vorbehandlung   der Oberfläche vor der    Phosphatierung   vorgeschlagen wurde, die das obengenannte Ziel der Verbesserung der dann aufgebrachten    Phosphatschieht      anstrebt.   So wird eine    Vorspülung,der   zu    phosphatie-      renden   Teile in    nitrithaltiger   Lösung. oder in    oxalsäurehaltiger   Lösung angewendet.

   Nach andern Verfahren lässt sieh eine    Verbesserung   der    Deekschiehthildung   durch ein kurzes Eintauchen vor der    Phosphatier.ing   in eine Kupfer- oder    Nickelsalzlösung   erzielen, Als günstig für die Ausbildung der    Phos-      phatschicht   ist auch eine    VorspülLing   in einer    Dinatriiunphosphatlösung   bekannt. geworden,    die      Titan      in      einer      Menge      von      0,01%      (bezogen   auf wasserfreies    Dinat.riumphosphat)   enthält.

   Dabei ist es bei der    Herstellung   dieses zur    Vorspülung   angewendeten    Salzes   wesentlich, die Titan liefernde Komponente gleich in der richtigen Konzentration zu der    Original-      Dinat.riumphosphatlösung      zuzugeben   und diese Lösung dann bis    zur   Trockne einzudampfen.    -N%Tird   dieses Salz nicht so hergestellt, so' erhält man eine fast. unwirksame Lösung.

   Auch Lösungen von Mono- bzw.    Tri-      natriumphosphat   bringen nicht den gewünschten    Vorspüleffekt.   Als    günstigster   Konzentrationsbereich für diese    Vorspül-      lösung   wurden    0,5-21/o,   vorzugsweise    1-921/0   (berechnet. als wasserfreies    Dinatrium-      phosphat)   angegeben, bei einer    Titan-      konzentration      von      etwa.      0,01%      des      wasser-      freien      Dinatriumphosphates.   



  Es wurde nun gefunden, dass der mit obigen Lösungen erzielbare    Vorspüleffekt   noch verbessert. werden kann, wenn der    pji7   Wert der angewandten    titanhaltigen      Di-      natriumphosphatlösung   zwischen 9,5 und 10 gehalten wird, während der    pH-Wert   einer    l%igen      Dinatriumphösphatlösung,      die      auf   die bekannte Weise hergestellt wurde, bei etwa. 8,6 liegt. Bei Überschreiten des    pH-      Wertes   von 10 tritt eine Verschlechterung der Wirkung nicht ein.

   Trotzdem empfiehlt 

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    e@r   sich nicht, einen höheren    p11-Wert   einzustellen, da auch keine weitere Verbesserung im höheren    pli-Bereich   erzielbar ist und da ausserdem bei    zur   alkalischen    Vorspülbädern   die Gefahr besteht, dass sich das an der Blechoberfläche mit in das    Phosphatierungs-      bacl      eingesehleppte   Alkali    dort.   anreichert und dann Störungen des    Gleiehgewichtes   im    Phosphatierungsba@d   bewirken kann.

   Unter 9,0 verschlechtert sich die    Wirksamkeit   des    Vorspülbades   mit. abnehmendem    pH-Wert,   bis schliesslich bei dem    p11-Wert   von 7,5 des    Vorspülbades   kein    Vorspüleffekt   mehr erzielbar ist. 



  Die Einstellung des optimalen    PH-Bereiches   von 9,5 bis 10 kann entweder in der    Vorspül-      lösung   selbst, beispielsweise durch Zusatz von    Alkalikarbonat   oder    Alkalihydroxyd,   vorgenommen werden, oder sie kann dadurch erreicht werden, dass bei der Salzherstellung kurz vor dem Eindampfen. der    titanha.ltigen      Dinatriumphosphatlösung   zur Trockne    Al-      kalihydro-,cyd   oder    Alkalikarbonat,      vorzugs-      weise   wasserfreie Soda, zugesetzt. wird.

   Im Falle des Zusatzes bei der Herstellung des    Dinatriumphosphatsalzes   hat sieh der    Alkalikarbonatzusatz   gegenüber dem    Ätzalkali   günstiger erwiesen, da. er eine    wei=      tere   Erhöhung des    Vorspüleffektes   bringt. Es scheint- das    CO3-Ion   bei der Umwandlung der    titanhaltigen   Komponente in die in der V    orspüllösung   wirksame Form besonders günstig zu sein. Auch wirkt die Anwesenheit von    Karbonationen   in der    Badlösung   der bei Anwendung höherer Temperaturen oder längerem    Stehenl.assen   des    Vorspülbades   eintretenden    Verschlechterung   seiner Wirksamkeit entgegen.

   Gegebenenfalls ist eine nachträgliche    pH-Wertkorrektrir   bei der Herstellung der    Vorspüllösung   möglich. 



  Die    Vonpülung   mit der erfindungsgemässen    Lösung   wirkt sich insbesondere günstig aus, wenn die    Phosphatierung   in bei    Raiuntemperatur   arbeitenden    Phosphatie-      rungslösungen,   insbesondere    nitrathaltigen      Phosphatlösungen,   vorgenommen wird. Eine günstige Wirkung lässt sich jedoch auch beim    Phosphatieren   bei    .erhöhter   Temperatur er- zielen, insbesondere bei    sehwer   angreifbarem Blechmaterial (beispielsweise    Phosphatierung   von    warmgewalztem   Bandstahl.). 



  Die V    orspüllösung   wird    vorteilhaft   bei Raumtemperatur angewendet. Eine    Erwär-      niung   auf höhere Temperaturen schadet der Stabilität. der    Vorspüllösung   und ihrer    Wirksamkeit   nicht.    Vorteilhaft   ist. es, das    Vorspülbad   nach Ansatz auf eine Temperatur von mindestens 25  C    zui   bringen, wenn die optimale    Vor:spülwirkung   erzielt werden soll. Im laufenden Betrieb ist eine    Aufreeht-      erhaltung   dieser Temperatur nicht erforderlich; sie kann vielmehr abfallen.

   Da die Wirkungsweise des Bades beim längeren Stehen eine Verschlechterung erleiden kann, empfiehlt es sich, nach    längerer   Betriebspause die Lösung    noehmals   auf etwa    ?5    C    zu   erwärmen. Wenn    starkwandige   Teile heiss    phosphatiert   werden sollen und die Gefahr besteht, dass solche Teile durch ihre grosse Wärmeaufnahme das    Phospliatierungsbad   zu stark abkühlen, wenn sie bei Raumtemperatur in dasselbe eingehängt werden, empfiehlt es sich, das    Vorspülbad   bei höherer Temperatur    zui   führen. 



     Beispiel   Z: 10 g    tita.nlialtiges,   wasserfreies    Dinatrium-      pliosphat,   das auf bekannte Weise hergestellt     -ar,   geben, in 1 1    Wasser   gelöst, bei 25  C einen    pH-Wert   von 8,5 bis 8,6 (gemessen mit    Hellige-Komparator   und    Orthokresolphthalein      bzw.      Phenolphtlialein).   Behandelt man in dieser Lösung in kalter Salzsäure gebeiztes    Tiefziehbleclimaterial,   ohne den    Beizsehlamm   abzuwischen (Tauchzeit.

   1-2    Minuten),   und bringt sie dann ohne Zwischenspülung in ein    Phosphatbad   von der    Zusammensetzung   ?3 g Zn 1,2    g   Fe 17,6 g    P.0;;   39,4 g    NO   2,1 g    Na./l.   bei einer Temperatur von 20-25  C, einem    pr-Wert   von    \?,5   und einer    Behandlungszeit   von 3 Min., so werden zwar etwas dichtere;    gleiehmässigere   und feinkristallinere Schieb- 

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    ten   erhalten als ohne    Vorspülung,   jedoch befriedigen diese Schichten bezüglich ihrer Dichte noch nicht ganz, sie sind noch immer etwas metalldurchscheinend. 



  Bringt man das    Vorspülbad   durch Zugabe von 0,1g    Ätznatron   pro Liter auf einen    p11-Wert   von 9,6 bis 9,8 (gemessen mit.    IIellige-homparator   und    Phenolphthalein   als Indikator), dann erhält, man bei gleicher    Vorbehandlung,   gleich langer    Vorspül-   und    Phosphatierzeit   eine gleichmässige, sehr dichte und *äusserst, feinkristalline    Phosphatschicht.      Beispiel      \?,5   kg    Dinatrilunphosphat      (Na4HP04   . 



  1.?    H.0)   werden in 6 1 Wasser gelöst und 0,5 g    ILaliumtitanfluorid   und 110 g    Ätznatron   zugegeben. Die    Lösung   wird bei einer    Tempe-      l-atur   von 100-120  zur Trockne eingedampft. Man erhält etwa 1. kg eines    Salzes,   das in 1    1/oiger      Lösung   in Wasser bei    \_'5    C den für den    Vorspüleffekt   günstigsten    pli-      Bereich   von 9,5-10 (gemessen mit.    Hellige      Iiomparator   und    Phenolphthalein   als Indikator) aufweist..

   Mit dieser Lösung wurden zu    phosphatierende   'Bleche vorbehandelt und    dann,   wie in Beispiel 1,    phosphatiert.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Erzeugung feinkristalliner Phosphatsehichten auf Metallen, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Phosphatierang eine Vorspülung in einer auf einen pH- Bereich von 9,5 bis 10 eingestellten, titan- haltigen Natriumphosphatlösung durchge- führt wird, die durch Auflösung eines Salzes hergestellt wird, das aus einer mit einer Titanverbindung zur Trockne gedampften Dinatriumphosphatlösung gewonnen wird. UNTERANSPRÜCHE: 1..

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die pH-Wertein- stellung an der fertigen Lösung erfolgt, die aus dem mit Titansalzzusatz zur Trockne ge- dampften Dinatriumphosphat hergestellt ist. ?. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die pss-Wertein- stellung mindestens teilweise bei der Herstellung des wasserfreien titanhaltigen Di- natriumphosphatsalzes aus dem wasserhaltigen Salz vorgenommen wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet., dass der titanhaltigen Dinatrilunphosphatlösung vor dem Eindampfen zur Trockne Alkalillvdroxyd zugesetzt wird. 4. Vertahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der titanhaltigen Dinatriumphosphatlösung vor dem Eindampfen zur Trockne Alka.likarbonat zugesetzt wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wasserfreie Soda zugesetzt wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphatie- rung unter Anwendung von bei Raumtemperatur arbeitenden Phosphatieruligslösllngell durchgeführt. wird.