DE721507C

DE721507C - Verfahren zur Herstellung von Phosphat-Schutzschichten auf Eisen, Kupfer oder Leichtmetallen

Info

Publication number: DE721507C
Application number: DESCH120622D
Authority: DE
Inventors: Oskar Ritschel; Dr Karl Schilling
Original assignee: KARL SCHILLING DR
Current assignee: KARL SCHILLING DR
Priority date: 1939-09-22
Filing date: 1939-09-22
Publication date: 1942-06-08

Description

Verfahren zur. Herstellung von Phosphat Schutzschichten, auf Eisen, Kupfer oder Leichtmetallen Es ist bekannt, auf der Oberfläche von Metallen mit Phosphatlösungen auf elektrolytischem Wege phtisphathaltige frberzüge zu erzeugen. Als Strom wird ein in seiner Richtung wechselnder Gleichstrom oder ein periodischer Wechselstrom verwendet. Die zweckmäßige Temperatur beträgt 7o bis 95°. -Der Elektrolyt besteht hauptsächlich aus Phosphaten des Eisens, Kadmiums oder Zinks und enthält freie Phosphorsäure. Ferner können dem Elektrolyten Depolisatoren, z. B. Nitrate oder Nitrite, zugesetzt werden. Die erzeugten überzüge haben im trockenen Zustand ein verhältnismäßig geringes, in feuchtem Zustand ein genügend großes Leitvermögen, um als Unterlage beim galvanischen Überzug der Oberfläche mit anderen Metallen zu dienen. Ferner haben sie ein ausgezeichnetes Bindevermögen für Decküberzüge, z. B. Farben, Lack, Emaille ö. dgl.
Vorliegende Erfindung bezweckt gleichfalls auf elektrolytischem Wege die Erzeugung einer mit der Oberfläche des Gegenstandes innig verwachsenen Schutzschicht, welche aus Cälcium-, Magnesiumphosphat und dem Phosphat des behandelten Metalls besteht. Als Elektrolyt dient eine saure Calciumphosphatlösung mit einem PH Wert zwischen 3 und 4,5, welche durch Auflösung von Monocalciumphosphat in Wasser oder durch Auflösung von Dicalciumphosphat in-Phosphorsäure 'bzw. Mischung der beiden Salze mit Phosphorsäure erzeugt wird. In dieser Lösung wird -.der Gegenstand zunächst anodisch behandelt, wobei bei der Behandlung von Eisen an der Oberfläche Eisen als saures Ferrophosphat in Lösung geht. Bei der darauffolgenden Schaltung der Eisenfläche als Kathode wird -das saure Ferrophosphat in schwerliisliches tertiäres Ferriphosphat übergeführt. Gleichzeitig bildet das sich kathodisch aussglicidcnde Calcium mit den in der Kathodenumgebung vorhandenen -Hydroxyl- und Phosphationen tertiäres und basisches Cal-* ciumphosphat. Die Ausscheidung der beiden Phosphate erfolgt gemeinsam in dichter, feinkristalliner Form als praktisch unlösliche Doppelverbindungen, welche fest mit der metallischen Eisenoberfläche verbunden. sind. Die Bildung dieser Schutzschicht ist beendet, wenn kein Stromdurchgang mehr festzustellen ist.
Die Ausscheidung der beiden Phosphate in der gewünschten dichten Form ist nur bei dem vorgenannten p11-Wert zwischen 3 und 4,5 möglich. In stärker saurer Lösung findet keine Ausscheidung von Calciumphosphat an der Eisenoberfläche statt. In alkalischeren Lösungen dagegen wird das Calciumphosphat statt in kristalliner Form an der Eisenoberfläche im Elektrolyten locker-flockig und nicht haftend ausgeschieden. Es ist ferner notwendig, daß die Temperatur aufZimmertemperatur, also etwa 20° gehalten wird, da bei höheren Temperaturen gleichfalls die gewünschte Ausscheidungsform nicht - möglich ist, sondern eine flockige Fällung im Elektrolyten erzeugt wird.
Die gebildete Schutzschicht kann in gleicher Weise aus Lösungen von saurem Magnesiumphosphat erzeugt werden, wobei die Schutzschicht dann aus dichten Doppelverbindungen von Äiagnesium- und Eisenphosphat entsteht. Es ist ferner möglich, Calcium- und Magnesiumphosphatlösungen in Mischungen zu verwenden.
Die auf die vorerwähnte Weise erzeugten Schutzschichten aus Calciumeisenphosphat bzw. Magnesiumeisenphosphat bzw. Calcium-Magnesium-Eisenphosphat sind in wäßriger Lösung mit pH-Werten über 4 absolut unlöslich. Sie sind sowohl in trockenem als auch in nassem Zustand undurchlässig für elektrischen Strom. Aus diesem Grunde bietet die mit der Schutzschicht versehene Eisenoberfläche einen unbedingten Schutz gegen jede elektrolytische Korrosion.
Es können daher mit der Schutzschicht versehene Eisenteile mit angreifenden wäß_-rigenLösungen, wie Trink- und Brauchwasser, Meerwasser, Kondenswasser, sowie Lösungen, welche Fruchtsäuren enthalten (Marmeladen, Konserven), in Berührung gebracht werden, ohne daß eine Zerstörung der Oberfläche oder eine Veränderung der wäßrigen Lösung eintritt.
Dieser Schutz wird ohne zusätzliche Nachbehandlung der Oberfläche mittels schützender Deckschichten erzielt.
In analoger Weise, wie die Schutzschichtbildung für Eisenoberflächen geschildert wurde, kann diese auch für andere Metalle .erreicht werden. Als Elektrolyt werden Calcium- bzw. Magnesiumphosphate unter den gleichen Bedingungen angewandt. Bei der anodischen Behandlung gehen von der Metalloberfläche die entsprechenden sauren Phosphate in Lösung, welche bei der kathodischen Behandlung in. Form schwerlöslicher evtl. höherwertiger tertiärer und basischer Phosphate auf der Metalloberfläche ausgeschieden werden. Die gleichzeitig kathodisch gebildeten Calcium- bzw. Magncsiumphosphate scheiden sich zusammen mit den Metall phosphaten in der schützenden Deckschicht aus.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Phosphatschutzschichten auf Eisen, Kupfer oder Leichtmetallen, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Schutzschicht zu, versehende Gegenstand zunächst anodisch und anschließend kathodisch in einer kalten Lösung von saurem Calcium- oder Magnesiumphosphat oder einer Mischung von beiden mit einem pH-Wert zwischen 3 und 4,5 behandelt wird.