DE10322446A1 - Pretreatment of metal surfaces before painting - Google Patents
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- C23C22/06—Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/34—Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
- C23C22/36—Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates
- C23C22/364—Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates containing also manganese cations
- C23C22/365—Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates containing also manganese cations containing also zinc and nickel cations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C22/00—Chemical 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
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Abstract
Verfahren zur chemischen Vorbehandlung von Metalloberflächen, die zumindest teilweise aus Stahloberflächen bestehen, vor einer organischen Beschichtung, wobei man die Metallstrukturen mit einer Phosphatierlösung in Kontakt bringt, die 0,3 bis 3 g/l Zn(II)-Ionen, 5 bis 40 g/l Phosphationen sowie eine oder mehrere Titan- und/oder Zirkonverbindungen in einer solchen Menge enthält, dass der Gesamtgehalt an Ti und/oder Zr im Bereich von 1 bis 1000 mg/l liegt. Beträgt der Gesamtgehalt an Ti und/oder Zr mindestens 10 mg/l, kann auf eine passivierende Nachspülung verzichtet werden. Zusätzlich vorhandene Oberflächen aus Aluminium werden nicht phosphatiert, sondern in der Phosphatierlösung oder bei einer passivierenden Nachbehandlung mit einer Ti- und/oder Zr-haltigen Konversionsschicht überzogen.Process for the chemical pretreatment of metal surfaces, which at least partially consist of steel surfaces, before an organic coating, the metal structures being brought into contact with a phosphating solution containing 0.3 to 3 g / l of Zn (II) ions, 5 to 40 g / l contains phosphate ions and one or more titanium and / or zirconium compounds in such an amount that the total content of Ti and / or Zr is in the range from 1 to 1000 mg / l. If the total content of Ti and / or Zr is at least 10 mg / l, passivating rinsing is not necessary. Surfaces made of aluminum that are additionally present are not phosphated, but are instead covered in the phosphating solution or in the case of a passivating aftertreatment with a conversion layer containing Ti and / or Zr.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur korrosionsschützenden Vorbehandlung von Metalloberflächen, insbesondere in Form zusammengesetzter Metallstrukturen, die zumindest Teile aus Stahl aufweisen, vor einer Lackierung. Zusätzlich kann verzinkter oder legierungsverzinkter Stahl anwesend sein. Dabei kann bei geeigneter Verfahrensführung auf eine passivierende Nachspülung verzichtet werden. Ein besonderer Vorteil zeigt sich, wenn neben Stahl auch Oberflächen aus Aluminium und/oder dessen Legierungen vorhanden sind. Dann entsteht auf diesen Oberflächen keine kristalline Zinkphosphatschicht, was den Beizabtrag und damit die Schlammbildung im Phosphatierbad verringert. Die Oberflächen aus Aluminium und/oder dessen Legierungen werden entweder direkt im Phosphatierbad oder in einer passivierenden Nachspülung mit einer anderen Konversionsschicht als einer Zinkphosphatschicht überzogen und damit geschützt.The The invention relates to a method for corrosion protection Pretreatment of metal surfaces, in particular in the form of composite metal structures that at least parts made of steel, before painting. In addition, galvanized or alloy galvanized steel. In the case of suitable process management for a passivating rinse to be dispensed with. A particular advantage shows up when next to Steel also surfaces made of aluminum and / or its alloys. Then arises on these surfaces no crystalline zinc phosphate layer, which means the pickling removal and thus the sludge formation in the phosphating bath is reduced. The surfaces out Aluminum and / or its alloys are either directly in the Phosphate bath or in a passivating rinse with a conversion layer other than a zinc phosphate layer and thus protected.
Das Verfahren ist besonders konzipiert zur Anwendung im Automobilbau. Hierbei werden Karosserien oder Karosserieteile, die häufig Bauteile aus Aluminium und/oder dessen Legierungen neben Bauteilen aus Stahl und gegebenenfalls verzinktem Stahl enthalten, einer konversionschemischen Vorbehandlung wie beispielsweise einer Phosphatierung unterzogen, bevor sie lackiert werden. Dabei ist derzeit als erste Lackierstufe eine kathodische Elektrotauchlackierung üblich. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders als Vorbehandlung hierfür. Es ist jedoch auch für den Haushaltsgerätebau (Kühlschränke, Wasch- oder Spülmaschinen etc.) gut geeignet, wo auf die Vorbehandlung in der Regel eine einfachere Lackierung, beispielsweise eine Pulverlackierung, erfolgt.The The process is especially designed for use in automotive engineering. Here, bodies or body parts, which are often components made of aluminum and / or its alloys in addition to components made of steel and optionally contain galvanized steel, a conversion chemical Pretreatment such as subjected to phosphating, before they are painted. It is currently the first painting stage cathodic electrocoating is common. The method according to the invention is particularly suitable as a pretreatment for this. However, it is also suitable for household appliance construction (refrigerators, washing machines or dishwashers etc.) well suited to where pretreatment is usually easier Painting, for example powder painting, takes place.
In
der Praxis hat es sich gezeigt, dass bei der gemeinsamen Phosphatierung
von Oberflächen
aus Aluminium und solchen aus Stahl und/oder verzinktem Stahl technische
Kompromisse für
die Zusammensetzung der Phosphatierbäder eingegangen werden müssen. Durch
den Beizangriff aus der Aluminiumoberfläche herausgelöste Aluminiumionen
wirken für
die Phosphatierlösung
als Badgift und behindern die Ausbildung von Zinkphosphatkristallen
auf Eisenoberflächen.
Daher muss durch entsprechende Maßnahmen das gelöste Aluminium
ausgefällt
oder maskiert werden. Hierzu setzt man den Phosphatierbädern üblicherweise
freie oder komplexgebundene Fluoridionen zu. Die Fluoridionen maskieren
die Aluminiumionen durch Komplexbildung und/oder fällen sie,
falls die Löslichkeitsprodukte
der entsprechenden Salze überschritten
werden, als Hexafluoroaluminate von Natrium und/oder Kalium aus.
Weiterhin führen
freie Fluoridionen im Konzentrationsbereich zwischen etwa 0,3 und
etwa 1 g/l zu einem verstärkten
Beizangriff auf die Aluminiumoberflächen, so dass sich dort eine
mehr oder weniger geschlossene Zinkphosphatschicht ausbilden kann.
Die gemeinsame Phosphatierung von Aluminiumbauteilen mit solchen aus Stahl und/oder verzinktem Stahl hat also den technischen Nachteil, dass die Phosphatierbäder bezüglich ihres Fluoridgehalts sehr genau gesteuert werden müssen. Dies erhöht den Regelaufwand und kann es erforderlich machen, fluoridhaltige Lösungen als getrennte Ergänzungslösungen zu bevorraten und zu dosieren. Außerdem vergrößern die ausgefällten Hexafluoroaluminatsalze die Menge an Phosphatierschlamm und verteuern dessen Entsorgung.The common phosphating of aluminum components with such Steel and / or galvanized steel therefore has the technical disadvantage that the phosphating baths in terms of their fluoride content must be controlled very precisely. This elevated the regulatory effort and may require fluoride solutions as separate supplementary solutions stock and dose. Moreover enlarge the precipitated Hexafluoroaluminate salts the amount of phosphating sludge and make it more expensive its disposal.
Daher besteht ein Bedarf nach verbesserten Vorbehandlungsverfahren komplexer Bauteile wie beispielsweise Automobilkarosserien, die neben Teilen aus Aluminium solche aus Stahl und gegebenenfalls verzinktem Stahl enthalten. Als Ergebnis der gesamten Vorbehandlung soll auf allen auftretenden Metalloberflächen eine Konversionsschicht oder eine Passivierungsschicht erzeugt werden, die sich als korrosionsschützende Lackgrundlage insbesondere vor einer kathodischen Elektrotauchlackierung eignet.Therefore there is a need for improved pretreatment procedures more complex Components such as automobile bodies, in addition to parts made of aluminum those made of steel and optionally galvanized steel contain. As a result, the entire pretreatment should be on everyone occurring metal surfaces a conversion layer or a passivation layer are generated, which turns out to be anti-corrosive Varnish base, especially before cathodic electrocoating suitable.
Erste Lösungen dieser Aufgabe offenbaren DE-A-19735314 und das sehr ähnliche Dokument WO99/12661. Letzteres beschreibt ein Verfahren zur chemischen Vorbehandlung zusammengesetzter Metallstrukturen, die Teile aus Aluminium oder seinen Legierungen zusammen mit Teilen aus Stahl, verzinktem Stahl und/oder legierungsverzinktem Stahl enthalten, vor einer organischen Beschichtung, wobei man
- a) in einem ersten Schritt die zusammengesetzte Metallstruktur mit einer Zinkphosphatierungslösung behandelt, die auf Stahl und auf verzinktem oder legierungsverzinktem Stahl eine flächendeckende kristalline Zinkphosphatschicht mit einem Schichtgewicht im Bereich von 0,5 bis 5 g/m2 ausbildet, jedoch ohne auf den Aluminiumteilen eine Zinkphosphatschicht zu bilden, und anschließend, mit oder ohne eine Zwischenspülung mit Wasser,
- b) in einem zweiten Schritt die zusammengesetzte Metallstruktur mit einer Behandlungslösung in Kontakt bringt, die die kristalline Zinkphosphatschicht auf Stahl, verzinktem und/oder legierungsverzinktem Stahl nicht auflöst, auf den Aluminiumteilen jedoch eine Konversionsschicht erzeugt.
- a) In a first step, the composite metal structure is treated with a zinc phosphating solution that forms a surface-covering crystalline zinc phosphate layer with a layer weight in the range from 0.5 to 5 g / m 2 on steel and on galvanized or alloy-galvanized steel, but without one on the aluminum parts To form zinc phosphate layer, and then, with or without an intermediate rinse with water,
- b) in a second step, the assembled metal structure is brought into contact with a treatment solution which applies the crystalline zinc phosphate layer to steel, galvanized and / or galvanized alloy steel does not dissolve, but creates a conversion layer on the aluminum parts.
Der Stand der Technik, auf dem diese Lehre ausbaut, ist in dem vorstehend genannten Dokument WO99/12661 ausführlich beschrieben. Auch die WO02/066702 hat eine zweistufige Vorbehandlung zusammengesetzter Metallstrukturen nach einem ähnlichen Konzept zum Gegenstand. Die nachfolgend beschriebene Erfindung baut auf diesem Stand der Technik auf und entwickelt die Lehre der genannten WO99/12661 weiter. Verfährt man nach der Lehre dieses Dokuments, beobachtet man, dass die Konversionsschicht auf Aluminium ungleichmäßig sein kann. Dies bildet sich durch eine nachträglich aufgebrachte Lackschicht hindurch ab und verursacht eine kostenträchtige manuelle Nacharbeit nach der Lackierung. Demnach besteht ein Bedarf, das vorstehend beschriebene Vorbehandlungsverfahren so zu verbessern, dass eine gleichmäßigere Beschichtung auf Aluminium während oder nach der Phosphatierung der Bauteile aus Stahl oder verzinktem Strahl erzielt wird.The The prior art on which this teaching is based is in the above Document WO99 / 12661 described in detail. Also the WO02 / 066702 has a two-stage composite pretreatment Metal structures after a similar Concept on the subject. The invention described below builds based on this state of the art and developed the teaching of the above WO99 / 12661 further. moves According to the teaching of this document, one observes that the conversion layer be uneven on aluminum can. This is formed by a layer of lacquer applied subsequently through and causes expensive manual rework after painting. Accordingly, there is a need for the above to improve the pretreatment process described so that a more even coating on aluminum while or after phosphating the components made of steel or galvanized steel is achieved.
Weiterhin wird bei der Phosphatierung immer wieder versucht, auf die übliche Nachspülung mit einer passivierenden Nachspüllösung, beispielsweise einer Nachspüllösung auf Basis von Chromsäure oder Chromaten, von komplexen Fluoriden von Ti oder Zr oder von organischen Polymeren, die über komplexfierende funktionelle Gruppen an die Metalloberfläche binden, zu verzichten. Hierdurch ließen sich eine Behandlungsstufe einsparen und der Chemikalienverbrauch verringern. Dies führt jedoch in der Regel zu Nachteilen hinsichtlich Korrosionsschutz und/oder Lackhaftung.Farther is tried again and again during the phosphating on the usual rinse with a passivating rinse solution, for example a rinse solution Base of chromic acid or chromates, of complex fluorides of Ti or Zr or of organic polymers that over bind complexing functional groups to the metal surface, to renounce. Hereby let save one treatment level and the chemical consumption reduce. this leads to however, as a rule, disadvantages with regard to corrosion protection and / or paint adhesion.
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur chemischen Vorbehandlung
von Metalloberflächen,
die zumindest teilweise aus Stahloberflächen bestehen, vor einer organischen
Beschichtung, wobei man die Metallstrukturen mit einer Phosphatierlösung in
Kontakt bringt, die
0,3 bis 3 g/l Zn(II)-Ionen und
5 bis
40 g/l Phosphationen enthält,
dadurch
gekennzeichnet, dass die Phosphatierlösung zusätzlich eine oder mehrere Titan-
und/oder Zirkonverbindungen in einer solchen Menge enthält, dass
der Gesamtgehalt an Ti und/oder Zr im Bereich von 1 bis 1000 mg/l
liegt.The present invention relates to a method for the chemical pretreatment of metal surfaces which at least partially consist of steel surfaces, before an organic coating, the metal structures being brought into contact with a phosphating solution which
0.3 to 3 g / l of Zn (II) ions and
Contains 5 to 40 g / l phosphate ions,
characterized in that the phosphating solution additionally contains one or more titanium and / or zirconium compounds in such an amount that the total content of Ti and / or Zr is in the range from 1 to 1000 mg / l.
Hierbei
kann man eine Zinkphosphatierlösung
einsetzen, die
0,3 bis 3 g/l Zn(II),
5 bis 40 g/l Phosphationen
und
mindestens einen der folgenden Beschleuniger enthält:
1
bis 4 g/l Chlorationen,
0,2 bis 2 g/l m-Nitrobenzolsulfonationen,
0,1
bis 10 g/l Hydroxylamin in freier oder gebundener Form,
0,05
bis 2 g/l m-Nitrobenzoationen,
0,05 bis 2 g/l p-Nitrophenol,
1
bis 70 mg/l Wasserstoffperoxid in freier oder gebundener Form,
0,1
bis 10 g/l reduzierende Zucker.Here you can use a zinc phosphating solution that
0.3 to 3 g / l Zn (II),
5 to 40 g / l phosphate ions
and contains at least one of the following accelerators:
1 to 4 g / l chlorate ions,
0.2 to 2 g / l m-nitrobenzenesulfonate ions,
0.1 to 10 g / l hydroxylamine in free or bound form,
0.05 to 2 g / l m-nitrobenzoate ions,
0.05 to 2 g / l p-nitrophenol,
1 to 70 mg / l hydrogen peroxide in free or bound form,
0.1 to 10 g / l reducing sugar.
Solche Beschleuniger sind im Stand der Technik als Komponenten von Zinkphosphatierbädern geläufig. Hierunter werden Substanzen verstanden, die den durch den Beizangriff der Säure an der Metalloberfläche entstehenden Wasserstoff dadurch chemisch binden, dass sie selbst reduziert werden. Oxidierend wirkende Beschleuniger haben weiterhin den Effekt, durch den Beizangriff auf Stahloberflächen freigesetzte Eisen(II)-Ionen zur dreiwertigen Stufe zu oxidieren, so dass sie als Eisen(III)-Phosphat ausfallen können.Such Accelerators are known in the prior art as components of zinc phosphating baths. this includes are understood substances that are affected by the pickling attack of the Acidity of the metal surface Binding hydrogen chemically by reducing it itself. Oxidizing accelerators continue to have the effect of: the pickling attack on steel surfaces oxidize released iron (II) ions to the trivalent stage, so that they can precipitate out as iron (III) phosphate.
Vorzugsweise enthält die Phosphatierlösung 1 bis 5000 mg/l Fluoridionen in freier oder gebundener Form, z.B. auch in Form von Fluorokomplexen von Ti oder Zr als die essentiellen Titan- oder Zirkonverbindungen. Vorzugsweise beträgt der Gesamtgehalt an Fluoridionen (frei oder gebunden) mindestens 10 mg/l. Ein Gehalt von bis zu 1500 mg/l ist in der Regel ausreichend. Hierdurch verbessert sich die Phosphatschichtbildung auf verzinktem Stahl.Preferably contains the phosphating solution 1 to 5000 mg / l fluoride ions in free or bound form, e.g. also in the form of fluorocomplexes of Ti or Zr as the essential ones Titanium or zirconium compounds. The total content is preferably at least 10 mg / l of fluoride ions (free or bound). A salary up to 1500 mg / l is usually sufficient. This improves the formation of phosphate layers on galvanized steel.
Die Phosphatierlösung kann außerdem einen organischen Filmbildner enthalten. Für das erfindungsgemäße Vorbehandlungsverfahren erschwert dieser jedoch die Verfahrensführung. Daher setzt man vorzugsweise im Schritt a) eine Phosphatierlösung ein, die keinen organischen Filmbildner enthält.The phosphating can also contain an organic film former. For the pretreatment process according to the invention however, this complicates the procedure. Therefore one prefers to bet in step a) a phosphating solution which does not contain an organic film former.
Korrosionsschutz
und Lackhaftung der mit einer derartigen Phosphatierlösung erzeugten
kristallinen Zinkphosphatschichten werden erfahrungsgemäß verbessert,
wenn die Zinkphosphatierlösung
zusätzlich
eines oder mehrere der folgenden Kationen enthält:
0,001 bis 4 g/l Mangan(II),
0,001
bis 4 g/l Nickel(II)
0,002 bis 0,2 g/l Kupfer(II)
0,2
bis 2,5 g/l Magnesium(II),
0,2 bis 2,5 g/l Calcium(II),
0,01
bis 0,5 g/l Eisen(II),
0,2 bis 1,5 g/l Lithium(I),
0,02
bis 0,8 g/l Wolfram(VI).Experience has shown that corrosion protection and paint adhesion of the crystalline zinc phosphate layers produced with such a phosphating solution are improved if the zinc phosphating solution additionally contains one or more of the following cations:
0.001 to 4 g / l manganese (II),
0.001 to 4 g / l nickel (II)
0.002 to 0.2 g / l copper (II)
0.2 to 2.5 g / l magnesium (II),
0.2 to 2.5 g / l calcium (II),
0.01 to 0.5 g / l iron (II),
0.2 to 1.5 g / l lithium (I),
0.02 to 0.8 g / l tungsten (VI).
Die Zink-Konzentration liegt vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 0,3 und etwa 2 g/l und insbesondere zwischen etwa 0,8 und etwa 1,4 g/l. Zinkgehalte oberhalb 1,6 g/l, beispielsweise zwischen 2 und 3 g/l bringen für das Verfahren nur noch geringe Vorteile, können aber andererseits den Schlammanfall im Phosphatierbad erhöhen. Derartige Zinkgehalte können sich in einem arbeitenden Phosphatierbad einstellen, wenn bei der Phosphatierung verzinkter Oberflächen durch den Beizabtrag zusätzliches Zink in das Phosphatierbad gelangt. Phosphatierlösungen, die neben Zinkionen sowohl Mangan- als auch Nickelionen enthalten, sind als „Trikation-Phosphatierlösungen derzeit technisch gebräuchlich und auch im Rahmen eer vorliegenden Erfindung gut geeignet. Aber auch die Anwesenheit von Nickel- und/oder Cobaltionen im Konzentrationsbereich von jeweils etwa 1 bis etwa 50 mg/l für Nickel und etwa 5 bis etwa 100 mg/l für Cobalt (Neben Zinkionen allein oder neben Zinkionen in Kombination mit Manganionen) verbessert in Verbindung mit einem möglichst geringem Nitratgehalt von nicht mehr als etwa 0,5 g/l Korrosionsschutz und Lackhaftung gegenüber Phosphatierbäder, die kein Nickel oder Cobalt enthalten oder die einen Nitratgehalt von mehr als 0,5 g/l aufweisen.The Zinc concentration is preferably in the range between about 0.3 and about 2 g / l and especially between about 0.8 and about 1.4 g / l. Zinc levels above 1.6 g / l, for example between 2 and 3 g / l bring for the process has only minor advantages, but on the other hand can Increase sludge in the phosphating bath. Such zinc levels can set in a working phosphating bath if the Phosphating of galvanized surfaces additional through the pickling removal Zinc gets into the phosphating bath. Phosphating solutions, in addition to zinc ions Both manganese and nickel ions are currently available as “trication-phosphating solutions technically in use and also well suited in the context of the present invention. But also the presence of nickel and / or cobalt ions in the concentration range of each about 1 to about 50 mg / l for nickel and about 5 to about 100 mg / l for Cobalt (In addition to zinc ions alone or in combination with zinc ions with manganese ions) improved in connection with one if possible low nitrate content of no more than about 0.5 g / l corrosion protection and paint liability phosphating, that do not contain nickel or cobalt or that contain nitrate of more than 0.5 g / l.
Hierdurch wird ein günstiger Kompromiss zwischen der Leistung der Phosphatierbäder einerseits und den Anforderungen an die abwassertechnische Behandlung der Spülwässer andererseits erreicht.hereby will be a cheaper Compromise between the performance of the phosphating baths on the one hand and the requirements for the wastewater treatment of the rinse water on the other hand reached.
Außer den vorstehend genannten Kationen, die in die Phosphatschicht mit eingebaut werden oder die zumindest das Kristallwachstum der Phosphatschicht positiv beeinflussen, enthalten die Phosphatierbäder in der Regel Natrium-, Kalium- und/oder Ammoniumionen zur Einstellung der freien Säure. Der Begriff der freien Säure ist dem Fachmann auf dem Phosphatiergebiet geläufig. Die in dieser Schrift gewählte Bestimmungsmethode der freien Säure sowie der Gesamtsäure wird im Beispielteil angegeben. Freie Säure und Gesamtsäure stellen einen wichtigen Regelungsparameter für Phosphatierbäder dar, da sie einen großen Einfluss auf das Schichtgewicht haben. Werte der freien Säure zwischen 0 und 3 Punkten, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2,5 Punkten, und der Gesamtsäure zwischen etwa 15 und etwa 30 Punkten liegen im technisch üblichen Bereich und sind im Rahmen dieser Erfindung geeignet.Except the The aforementioned cations, which are incorporated into the phosphate layer or at least the crystal growth of the phosphate layer the phosphating baths usually contain sodium, Potassium and / or Ammonium ions to adjust the free acid. The term free acid is familiar to the expert in the phosphating field. The one in this writing elected Free acid determination method as well as the total acidity is given in the example section. Provide free acid and total acid an important control parameter for phosphating baths, since they're a big one Influence the layer weight. Free acid values between 0 and 3 points, preferably between 0.5 and 2.5 points, and of total acidity between about 15 and about 30 points are in the usual technical range Range and are suitable in the context of this invention.
Liegen neben den Oberflächen aus Stahl und gegebenenfalls den sich hinsichtlich der vorliegenden Erfindung indifferent erweisenden Oberflächen aus verzinktem Stahl zusätzlich Oberflächen aus Aluminium oder seinen Legierungen vor (was beispielsweise im Automobilbau häufig der Fall ist), zeigt sich ein zusätzlicher positiver Effekt der Erfindung: der Zusatz von Ti und/oder Zr in der Phosphatierlösung verhindert, dass sich eine (möglicherweise ungleichmäßige) Phosphatschicht auf diesen Oberflächen ausbildet. Dies verringert die Schlammbildung in der Phosphatierlösung und vermeidet gleichzeitig, dass sich eine ungleichmäßige Phosphatschicht durch den Lack hindurch abzeichnet, was den gleichmäßigen optischen Eindruck der lackierten Oberflächen stört.Lie next to the surfaces made of steel and, if appropriate, those relating to the present invention indifferent surfaces made of galvanized steel surfaces made of aluminum or its alloys (for example in Automotive engineering often is the case), there is an additional positive effect of Invention: the addition of Ti and / or Zr in the phosphating solution prevented, that a (possibly uneven) phosphate layer on these surfaces formed. This reduces sludge formation in the phosphating solution and at the same time prevents an uneven layer of phosphate from forming traces the lacquer through, which gives the uniform visual impression of the painted surfaces disturbs.
Daher liegt eine speziellere Ausführungsform der Erfindung darin, dass die Metalloberflächen zusätzlich teilweise aus Oberflächen von Aluminium oder seinen Legierungen bestehen und dass auf den Stahloberflächen und auf gegebenenfalls zusätzlich vorhandenen Oberflächen aus verzinktem oder legierungsverzinktem Stahl eine flächendeckende kristalline Zinkphosphatschicht mit einem Schichtgewicht im Bereich von 0,5 bis 5 g/m2 entsteht, jedoch ohne auf den Oberflächen aus Aluminium oder seinen Legierungen eine kristalline Zinkphosphatschicht zu bilden.Therefore, a more specific embodiment of the invention is that the metal surfaces additionally consist partly of surfaces of aluminum or its alloys and that a surface-covering crystalline zinc phosphate layer with a layer weight in the range of 0. 5 to 5 g / m 2 is formed, but without forming a crystalline zinc phosphate layer on the surfaces of aluminum or its alloys.
Dass hierbei bei der Behandlung mit der Phosphatierlösung auf den Aluminiumteilen keine Zinkphosphatschicht ausgebildet werden soll, ist so zu verstehen, dass sich keine geschlossene kristalline Schicht ausbildet und dass die flächenbezogene Masse von evtl. vereinzelt abgeschiedenen Zinkphosphatkristallen 0,5 g/m2 nicht übersteigt. Vorzugsweise werden jedoch überhaupt keine Zinkphosphatkristalle gebildet.The fact that no zinc phosphate layer should be formed on the aluminum parts during the treatment with the phosphating solution should be understood to mean that no closed crystalline layer is formed and that the mass per unit area of any zinc phosphate crystals that may be deposited does not exceed 0.5 g / m 2 . However, preferably no zinc phosphate crystals are formed at all.
Bei geeigneter Zusammensetzung der Phosphatierlösung kann man es erreichen, dass bei der Behandlung mit der Phosphatierlösung auf Stahl eine kristalline Metallphosphatschicht entsteht, die ohne passivierende Nachspülung Korrosionsschutz- und Lackhaftungseigenschaften aufweist, die sonst nur mit einer passivierenden Nachspülung erreicht werden. Bei dieser Verfahrensführung ist es dann nicht erforderlich, in einem nachfolgenden Schritt die mit der Phosphatierlösung behandelten Bauteile einer passivierenden Nachbehandlung zu unterziehen. Dies spart einen Behandlungsschritt ein. Diese Verfahrensvariante ist dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphatierlösung die eine oder mehrere Titan- und/oder Zirkonverbindungen in einer solchen Menge enthält, dass der Gesamtgehalt an Ti und/oder Zr im Bereich von 10 bis 1000 mg/l liegt und dass die Metalloberflächen nach dem Kontakt mit der Phosphatierlösung mit Wasser gespült und nicht mit einer passivierenden Nachspüllösung in Kontakt gebracht werden. Dabei beträgt der Gesamtgehalt an Ti und/oder Zr vorzugsweise, mit zunehmender Präferenz: mindestens 10 mg/l, mindestens 20 mg/l, mindestens 30 mg/l, mindestens 40 mg/l oder mindestens 50 mg/l. Als Obergrenze des Gehalts sind 500 mg/l und insbesondere 250 mg/l in der Regel ausreichend, um den gewünschten technischen Effekt zu erzielen. Oberflächen aus Aluminium und seinen Legierungen werden hierbei nicht phosphatiert, sondern mit einer passivierenden Schicht von Ti- und/oder Zr-Verbindungen überzogen, so dass auch für diese Oberflächen keine zusätzliche passivierende Nachspülung erforderlich ist.With a suitable composition of the phosphating solution, treatment with the phosphating solution on steel can result in a crystalline metal phosphate layer which, without a passivating rinse, has corrosion protection and paint adhesion properties that can otherwise only be achieved with a passivating rinse. With this procedure it is then not necessary to to subject the components treated with the phosphating solution to a passivating aftertreatment in a subsequent step. This saves one treatment step. This process variant is characterized in that the phosphating solution contains the one or more titanium and / or zirconium compounds in such an amount that the total content of Ti and / or Zr is in the range from 10 to 1000 mg / l and that the metal surfaces after Contact with the phosphating solution rinsed with water and not brought into contact with a passivating rinse solution. The total content of Ti and / or Zr is preferably, with increasing preference: at least 10 mg / l, at least 20 mg / l, at least 30 mg / l, at least 40 mg / l or at least 50 mg / l. As an upper limit of the content, 500 mg / l and in particular 250 mg / l are usually sufficient to achieve the desired technical effect. Surfaces made of aluminum and its alloys are not phosphated, but rather are covered with a passivating layer of Ti and / or Zr compounds, so that no additional passivating rinsing is required for these surfaces either.
In einer alternativen Ausführungsform führt man das erfindungsgemäße Vorbehandlungsverfahren zweistufig durch, wie es auch im hierzu zitierten Stand der Technik beschrieben ist. Hierbei unterstützt der zweite Behandlungsschritt (der nachfolgend als „Teilschritt b" bezeichnet wird) die Bildung der passivierenden Konversionsschicht auf Aluminium, während bei der Behandlung mit der Phosphatierlösung („Teilschritt a") die Anwesenheit der Ti- und/oder Zr-Verbindungen die Bildung von „Kistallnestern" auf Al verhindert, die sich durch den Lack abzeichnen können. Gleichzeitig verbessert Teilschritt b Lackhaftung und Korrosionsschutz auf den phosphatierten Stahloberflächen.In an alternative embodiment one leads the pretreatment process according to the invention in two stages by, as also described in the prior art cited here is. Supported here the second treatment step (hereinafter referred to as "sub-step b "is referred to) the formation of the passivating conversion layer on aluminum, while the presence during treatment with the phosphating solution (“sub-step a”) of the Ti and / or Zr compounds prevents the formation of "crystal nests" on Al, that can be seen through the paint. Improved at the same time Sub-step b paint adhesion and corrosion protection on the phosphated Steel surfaces.
Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Phosphatierlösung die eine oder mehrere Titan- und/oder Zirkonverbindungen in einer solchen Menge enthält, dass der Gesamtgehalt an Ti und/oder Zr im Bereich von 1 bis 30 mg/l liegt und man nach dem Kontakt mit der Phosphatierlösung (= Teilschritt a), mit oder ohne eine Zwischenspülung mit Wasser, in einem zweiten Schritt (= Teilschritt b) die Metalloberflächen mit einer Behandlungslösung in Kontakt bringt, die die kristalline Zinkphosphatschicht auf Stahl, verzinktem und/oder legierungsverzinktem Stahl nicht auflöst, auf den Aluminiumteilen jedoch eine Konversionsschicht erzeugt.This embodiment is characterized in that the phosphating solution one or more titanium and / or zirconium compounds in one Contains quantity, that the total content of Ti and / or Zr ranges from 1 to 30 mg / l and after contact with the phosphating solution (= Sub-step a), with or without an intermediate rinse with water, in a second Step (= sub-step b) the metal surfaces with a treatment solution in That brings the crystalline zinc phosphate layer onto steel, galvanized and / or alloy galvanized steel does not dissolve on the aluminum parts however creates a conversion layer.
In einer speziellen Ausführungsform hierfür setzt man eine Phosphatierlösung mit einem pH-Wert im Bereich von 2,5 bis 3,6 und mit einer Temperatur im Bereich von 20 bis 65 °C ein, die nicht mehr freies Fluorid in g/l enthält, als durch den Ausdruck 8/T angegeben wird, wobei T die Badtemperatur in °C bedeutet.In a special embodiment therefor you put a phosphating solution with a pH in the range of 2.5 to 3.6 and with a temperature in the range of 20 to 65 ° C which contains no more free fluoride in g / l than by the expression 8 / T is specified, where T is the bath temperature in ° C.
Der Teilschritt b) kann in derselben Weise durchgeführt werden, wie es in der einleitend zitierten WO99/12661 offenbart ist. Dieser Schritt kann im Spritz- oder Tauchverfahren durchgeführt werden. Beispielsweise kann man im zweiten Schritt (Schritt b) eine Behandlungslösung einsetzen, die einen pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 5,5 aufweist und die insgesamt 0,3 bis 1,5 g/l Hexafluorotitanat und/oder Hexafluorozirkonationen enthält. Dabei kann es für den Korrosionsschutz der im Teilschritt a) erzeugten kristallinen Zinkphosphatschicht vorteilhaft sein, wenn diese Behandlungslösung für den Teilschritt b) zusätzlich etwa 0,01 bis etwa 0,1 g/l Kupferionen enthält.The Sub-step b) can be carried out in the same way as in the introductory part cited WO99 / 12661. This step can be or immersion process become. For example, in the second step (step b) one treatment solution use with a pH in the range of 3.5 to 5.5 and the total of 0.3 to 1.5 g / l hexafluorotitanate and / or hexafluorozirconate ions contains. It can be for the corrosion protection of the crystalline materials produced in sub-step a) Zinc phosphate layer may be advantageous if this treatment solution for the substep b) additionally contains about 0.01 to about 0.1 g / l copper ions.
Weiterhin kann man im Teilschritt b) eine Behandlungslösung einsetzen, die einen pH-Wert im Bereich von 3,3 bis 5,8 aufweist und die 10 bis 5000 mg/l organische Polymere ausgewählt aus Polyvinylphenol-Derivaten enthält, wie sie im Dokument WO99/12661 von Seite 9, Zeile 28, bis Seite 16, Zeile 2 näher beschrieben und in dessen Patentansprüchen 7 und 8 zusammengefasst sind. Auf diese Offenbarung wird hier ausdrücklich Bezug genommen. Auf eine wörtliche Wiederholung dieser Offenbarung wird verzichtet.Farther can be used in sub-step b) a treatment solution that has a pH has in the range of 3.3 to 5.8 and the 10 to 5000 mg / l organic Polymers selected from polyvinylphenol derivatives, as described in document WO99 / 12661 from page 9, line 28, to page 16, line 2 and described in greater detail claims 7 and 8 are combined. This disclosure is expressly referred to here taken. In a literal way Repetition of this revelation is waived.
Dabei
können
Lösungen
eingesetzt werden, die außer
dem Polyvinylphenolderivat und einer Säure zum Einstellen des pH-Werts,
vorzugsweise von Phosphorsäure,
keine weiteren Wirkstoffe enthält.
Weitere Wirkstoffzusätze
wie insbesondere Hexafluorotitanat- oder -zirkonationen können die
Schichtbildung auf Aluminium jedoch verbessern. Beispielsweise kann
man eine Lösung
verwenden, deren pH-Wert
vorzugsweise im Bereich von etwa 3,3 bis etwa 4,8 liegt und die
als organisches Polymer etwa 100 bis etwa 5 000 mg/l eines organischen
Polymers in Form eines Methylethanolamin- oder N-Methylglucaminderivats
von Polyvinylphenol und zusätzlich
10
bis 1000 mg/l Phosphationen,
10 bis 250 mg/l Hexafluorotitanat-
oder -zirkonationen,
10 bis 250 mg/l Manganionen
enthält.Solutions can be used which, apart from the polyvinylphenol derivative and an acid for adjusting the pH, preferably of phosphoric acid, contain no further active ingredients. However, other active ingredient additives such as, in particular, hexafluorotitanate or zirconium ions can improve the layer formation on aluminum. For example, a solution can be used, the pH of which is preferably in the range from about 3.3 to about 4.8 and which as an organic polymer is about 100 to about 5,000 mg / l of an organic polymer in the form of a methylethanolamine or N- Methylglucamine derivative of polyvinylphenol and additionally
10 to 1000 mg / l phosphate ions,
10 to 250 mg / l hexafluorotitanate or zirconium ions,
10 to 250 mg / l manganese ions
contains.
Anstelle dieser Polyvinylphenolderivate, deren Herstellung einen gewissen Aufwand erfordert, können im Teilschritt b) Lösungen oder Dispersionen von organischen Polymeren ausgewählt aus Homo- und/oder Copolymeren von Acrylsäure und Methacrylsäure sowie deren Estern eingesetzt werden. Vorzugsweise weisen diese Lösungen bzw. Dispersionen pH-Werte im Bereich von etwa 3,3 bis etwa 4,8 auf und enthalten etwa 250 bis etwa 1 500 mg/l der organischen Polymere. Gemäß der Lehre der EP-B-0 08 942 können diese Polymerlösungen bzw. -dispersionen zusätzlich Hexafluorotitanate, -zirkonate und/oder -silicate enthalten.Instead of these polyvinylphenol derivatives, the production of which requires a certain effort in sub-step b) solutions or dispersions of organic polymers selected from homo- and / or copolymers of acrylic acid and methacrylic acid and their esters are used. These solutions or dispersions preferably have pH values in the range from approximately 3.3 to approximately 4.8 and contain approximately 250 to approximately 1500 mg / l of the organic polymers. According to the teaching of EP-B-0 08 942, these polymer solutions or dispersions can additionally contain hexafluorotitanates, zirconates and / or silicates.
Weiterhin sind für den Teilschritt b) diejenigen Behandlungslösungen geeignet, die in der zitierten WO02/066702 von Seite 9, Zeile 14, bis 15, Zeile 11 offenbart sind. Hierauf wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen, ohne diese Offenbarung hier wiederholen zu wollen.Farther are for the sub-step b) those treatment solutions suitable in the cited WO02 / 066702 from page 9, line 14 to 15, line 11 are. This is hereby expressly stated Referenced without wishing to repeat this revelation here.
Die Verwendung von Zirkonverbindungen liefert bei den unterschiedlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung technisch bessere Ergebnisse als die Verwendung von Titanverbindungen und ist daher bevorzugt. Auf welche Weise diese Verbindungen in das Phosphatierbad gelangen, ist prinzipiell ohne Bedeutung, solange sie in diesem gelöst oder zumindest fein dispergiert bleiben, beispielsweise in kolloidaler Form. Beispielsweise können komplexe Fluorosäuren oder deren Salze eingesetzt werden.The Use of zirconium compounds gives the different embodiments the present invention technically better results than that Use of titanium compounds and is therefore preferred. On which How these compounds get into the phosphating bath is in principle of no importance as long as they are dissolved or at least finely dispersed in it remain, for example in colloidal form. For example, complex fluoacids or their salts are used.
Ti- oder insbesondere Zr-Verbindungen können bei einer integrierten Verfahrensweise aber auch auf andere Weise in die Phosphatierlösung eingebracht werden: Es wir zunehmend üblich, Spülwasser in der Verfahrensabfolge nach „vorne" zu kaskadieren, d.h. für weiter vorne liegende Spülschritte erneut zu verwenden. Dabei kann es zusätzlich für eine Wiederverwendung aufbereitet, d.h. von gelösten Salzen weitgehend befreit werden. Salze, die Wirkstoffe für das Verfahren darstellen, werden zurückgewonnen und zur Ergänzung von Wirkstofflösungen wiederverwendet.Ti or in particular Zr connections can be integrated The procedure is also introduced into the phosphating solution in another way are becoming increasingly common dishwater to cascade forward in the process sequence, i.e. For flushing steps further ahead to use again. It can also be prepared for reuse, i.e. of solved Salts are largely freed. Salts, the active substances for the process represent are recovered and to complement of drug solutions reused.
Beispielsweise kann eine Verfahrensfolge im Rahmen der vorliegenden Erfindung darin bestehen, dass man die Metalloberflächen nach Reinigung und Spülung im Teilschritt a mit der Phosphatierlösung behandelt, danach spült („Spüle a"), im Teilschritt b mit einer Ti- oder insbesondere einer Zr-haltigen Nachpassivierungslösung nachpassiviert und anschließend erneut spült („Spüle b"). Zum Einsparen von Spülwasser wird nur Spüle b mit frischem oder aufbereitetem Spülwasser ergänzt, gebrauchtes Spülwasser b jedoch in die Spüle a überführt. Hierbei gelangen Ti- und/oder Zr-Verbindungen aus der Spüle b (in die sie über die nachpassivierten Metalloberflächen eingetragen werden) in die Spüle a. Zusätzlich werden in Spüle a Wertstoffe aus der Phosphatierlösung wie beispielsweise Salze der schichtbildenden zweiwertigen Metallionen eingetragen. Wasser aus der Spüle a kann man zur Wiederverwendung als Spülwasser und zum Zurückgewinnen von Wertstoffen der Phosphatierlösung aufbereiten, beispielsweise durch Ionenaustausch- oder insbesondere durch ein- oder mehrstufige Membranfiltrationsprozesse wie Nanofiltration und/oder Umkehrosmose.For example can a process sequence within the scope of the present invention therein consist that the metal surfaces after cleaning and rinsing in Sub-step a treated with the phosphating solution, then rinsed ("Rinse a"), in the sub-step b post-passivated with a Ti or in particular a Zr-containing post-passivation solution and subsequently rinses again ("Sink b"). To save of rinse water will just sink b supplemented with fresh or prepared rinse water, used rinse water b however in the sink a convicted. in this connection Ti and / or Zr compounds get out of the sink b (into which they go via the post-passivated metal surfaces be entered) in the sink a. additionally are in sink a Recyclable materials from the phosphating solution such as salts of the layer-forming divalent metal ions. water out of the sink a can be reused as rinsing water and recovered of valuable substances in the phosphating solution prepare, for example by ion exchange or in particular through single or multi-stage membrane filtration processes such as nanofiltration and / or reverse osmosis.
Bei der Membranfiltration entsteht ein an Salzen angereichertes Permeat, das erneut als Spülwasser eingesetzt werden kann, sowie ein an Salzen angereichertes Retentat, das direkt oder nach weiterer Aufbereitung zum Ergänzen der Phosphatierlösung eingesetzt werden kann. Bei dieser Verfahrensfolge gelangen Ti- und/oder Zr-Verbindungen aus der Nachpassivierungslösung letztlich in das Retentat der Membranfiltration und bei dessen Verwendung zum Ergänzen der Phosphatierlösung schließlich in die Phosphatierlösung. Enthalten die vorzubehandelnden Metalloberflächen Anteile an Aluminium oder seinen Legierungen, stellt sich bei diesen der weiter oben beschriebene erfindungsgemäße Effekt ein.at membrane filtration produces a permeate enriched in salts, that used again as rinse water as well as a retentate enriched with salts, which is directly or after further processing to supplement the phosphating solution can be. With this sequence of processes, Ti and / or Zr compounds are obtained from the post-passivation solution ultimately in the retentate of membrane filtration and when using it to complement the phosphating solution finally into the phosphating solution. Do the pretreated metal surfaces contain aluminum or aluminum its alloys, the one described above arises effect according to the invention on.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die erfindungsgemäße Verfahrensfolge wurde an Probeblechen aus kaltgewalztem Stahl (CRS), elektrolytisch verzinktem Stahl (ZE), schmelztauchverzinktem Stahl (Z) und an Aluminium (AC 120) überprüft. Wie im Verfahrensgang der Automobilherstellung üblich wurden diese Bleche zunächst alkalisch gereinigt und mit einer titanphosphathaltigen Aktivierlösung aktiviert, wofür handelsübliche Produkte der Anmelderin verwendet wurden. Reinigung: RidolineR 1565 und RidosolR 1270, Aktivierung: FixodineR 950.The sequence of processes according to the invention was checked on test sheets made of cold-rolled steel (CRS), electrolytically galvanized steel (ZE), hot-dip galvanized steel (Z) and on aluminum (AC 120). As is customary in the automotive manufacturing process, these sheets were first cleaned alkaline and activated with an activation solution containing titanium phosphate, for which commercial products from the applicant were used. Cleaning: Ridoline R 1565 and Ridosol R 1270, activation: Fixodine R 950.
Anschließend wurden die Probebleche mit einem Phosphatierbad mit der Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 durch dreiminütiges Tauchen bei einer Temperatur von 55 °C in Berührung gebracht.Then were the test sheets with a phosphating bath with the composition according to the table 1 by three minutes Diving in contact at a temperature of 55 ° C.
Tabelle 1: Phosphatierbad-Zusammensetzung, Nachpassivierung (B: Ausführungsbeispiele gemäß Erfindung, V: Vergleichsbeispiele) Table 1: Phosphating bath composition, post-passivation (B: working examples according to the invention, V: comparative examples)
Nach der Spülung mit vollentsalztem Wasser wurden die Probebleche getrocknet und mit einem kathodisch abscheidbaren Elektrotauchlack lackiert (Cathoguard 310, Firma BASF)To the flush the sample sheets were dried with deionized water and coated with a cathodically separable electro-dip lacquer (Cathoguard 310, company BASF)
Schichtgewichte wurden an unlackierten Probeblechen aus Stahl und verzinktem Stahl gemäß üblichem Standardverfahren durch Ablösen der Schicht in Chromsäurelösung und Differenzwägung gemessen. Auf Al wurde die Schicht durch 15minütiges Eintauchen in 65 %ige Salpetersäure bei 25 °C abgelöst. Zur Prüfung von Lackhaftung und Korrosionsschutzwirkung wurden automobilübliche Tests durchgeführt: Wechselklimatest nach VDA 621-415 mit Steinschlagprüfung nach DIN 55669-1, Bestimmung von Lackunterwanderung und Lackhaftung („K-Wert") Layer weights were measured on unpainted test sheets made of steel and galvanized steel according to the usual standard method by detaching the layer in chromic acid solution and differential weighing. The layer on Al was detached by immersion in 65% nitric acid at 25 ° C. for 15 minutes. Standard automotive tests were carried out to check paint adhesion and corrosion protection: Wechselkli matest according to VDA 621-415 with stone chip test according to DIN 55669-1, determination of paint infiltration and paint adhesion ("K-value")
Ergebnisse:Results:
Tabelle 2: Phosphatschichtgewichte (g/m2) auf den einzelnen Substraten: Table 2: Phosphate layer weights (g / m 2 ) on the individual substrates:
Tabelle 3: Lackunterwanderung am Ritz (mm, halbe Ritzbreite) und Lackhaftung (K-Werte; bester Wert = 0, schlechtester Wert = 5) nach Wechselklimatest nach VDA 621-415. Table 3: Paint infiltration at the scratch (mm, half the scratch width) and paint adhesion (K values; best value = 0, worst value = 5) after an alternating climate test according to VDA 621-415.
Interpretation:Interpretation:
Die Zugabe von Zr in die Phosphatierlösung wirkt sich in keinem Fall negativ aus. 10 mg/l Zr in der Phosphatierlösung verbessern auf Stahl die Lackhaftung, 50 mg/l Zr in der Phosphatierlösung verbessern auf Stahl Lackhaftung noch weiter und zusätzlich den Korrosionsschutz im Vergleich zur Behandlung mit einer Zr-freien Phosphatierlösung ohne passivierende Nachspülung auf Werte, wie sie sonst nur mit einer passivierenden Nachspülung erhalten werden. Durch den Zusatz von Zr zum Phosphatierbad kann also die Behandlungsstufe der passivierenden Nachspülung weggelassen werden, wodurch Investitions- und Verfahrenskosten gesenkt werden. Die ausbleibende Phosphatschichtbidung auf Al verringert den Beizabtrag und damit die Schlammbildung. Al wird entweder direkt im Phosphatierbad oder in einer passivierenden Nachspüllösung mit einer anderen Konversionsschicht als einer kristallinen Phosphatschicht gleichmäßig überzogen und dadurch geschützt.The Adding Zr to the phosphating solution has no effect negative. 10 mg / l Zr in the phosphating solution improve the on steel Paint adhesion, 50 mg / l Zr in the phosphating solution improve paint adhesion on steel still further and additional corrosion protection compared to treatment with a Zr-free one phosphating without passivating rinsing to values that you would otherwise only get with a passivating rinse become. By adding Zr to the phosphating bath, the Treatment stage of the passivating post-rinse can be omitted, whereby Investment and process costs can be reduced. The nonexistent Phosphate layer bonding on Al reduces the pickling removal and therefore the sludge formation. Al is either directly in the phosphating bath or in a passivating rinse solution with a conversion layer other than a crystalline phosphate layer evenly coated and thereby protected.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008055726A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-15 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Zr-/ti-containing phosphating solution for passivation of metal composite surfaces |
US8399061B2 (en) | 2006-11-13 | 2013-03-19 | Basf Coatings Gmbh | Anti-corrosion agent forming a coating film with good adhesion and method for nongalvanic application thereof |
US8475883B2 (en) | 2005-05-23 | 2013-07-02 | Basf Coatings Gmbh | Corrosion-protection agent forming a layer of paint and method for current-free application thereof |
EP2862957A1 (en) | 2013-10-16 | 2015-04-22 | Coatings Foreign IP Co. LLC | Process for producing a multilayer coating |
US9631281B2 (en) | 2014-12-04 | 2017-04-25 | Axalta Coating Systems Ip Co., Llc | Processes for producing a multilayer coating |
US10137476B2 (en) | 2009-02-05 | 2018-11-27 | Basf Coatings Gmbh | Coating agent for corrosion-resistant coatings |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007021364A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-06 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Metallizing pretreatment of zinc surfaces |
DE102008038653A1 (en) | 2008-08-12 | 2010-03-25 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Successive anti-corrosive pretreatment of metal surfaces in a multi-stage process |
DE102010030697A1 (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Process for the selective phosphating of a composite metal construction |
CN102242358B (en) * | 2011-07-15 | 2013-02-13 | 华南理工大学 | Treatment solution and treatment method for preparing golden cryolite conversion film on surface of aluminum alloy |
WO2013033372A1 (en) * | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Two-step zinc phosphating process |
US9150003B2 (en) | 2012-09-07 | 2015-10-06 | Guardian Industries Corp. | Coated article with low-E coating having absorbing layers for low film side reflectance and low visible transmission |
US9303167B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-04-05 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Method for preparing and treating a steel substrate |
DE102014206407A1 (en) * | 2014-04-03 | 2015-10-08 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Two-stage pre-treatment of aluminum including pickle and passivation |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL271405A (en) * | 1960-11-16 | |||
JPS5811515B2 (en) * | 1979-05-11 | 1983-03-03 | 日本ペイント株式会社 | Composition for forming a zinc phosphate film on metal surfaces |
US6342107B1 (en) * | 1982-08-24 | 2002-01-29 | Henkel Corporation | Phosphate coatings for metal surfaces |
JP2695963B2 (en) * | 1990-03-16 | 1998-01-14 | マツダ株式会社 | Phosphating of metal surfaces |
US5143562A (en) * | 1991-11-01 | 1992-09-01 | Henkel Corporation | Broadly applicable phosphate conversion coating composition and process |
DE19735314C2 (en) * | 1996-09-13 | 2001-05-23 | Bayerische Motoren Werke Ag | Process for the pretreatment of components |
BR9812069A (en) * | 1997-09-10 | 2000-09-26 | Henkel Kgaa | Process for chemical pretreatment, before an organic coating, of a composite metallic structure. |
US5954892A (en) * | 1998-03-02 | 1999-09-21 | Bulk Chemicals, Inc. | Method and composition for producing zinc phosphate coatings on metal surfaces |
CN1387587A (en) * | 1999-11-04 | 2002-12-25 | 亨凯尔公司 | Zinc phosphating process and composition with reduced pollution potential |
CA2438718A1 (en) * | 2001-02-16 | 2002-08-29 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Process for treating multi-metal articles |
DE10110834B4 (en) * | 2001-03-06 | 2005-03-10 | Chemetall Gmbh | Process for coating metallic surfaces and use of the substrates coated in this way |
-
2003
- 2003-05-19 DE DE2003122446 patent/DE10322446A1/en not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-05-07 WO PCT/EP2004/004868 patent/WO2004101850A1/en active Application Filing
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8475883B2 (en) | 2005-05-23 | 2013-07-02 | Basf Coatings Gmbh | Corrosion-protection agent forming a layer of paint and method for current-free application thereof |
WO2008055726A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-15 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Zr-/ti-containing phosphating solution for passivation of metal composite surfaces |
CN101535528B (en) * | 2006-11-08 | 2012-03-21 | 汉高两合股份公司 | Zr-/ti-containing phosphating solution for passivation of metal composite surfaces |
US20120177946A1 (en) * | 2006-11-08 | 2012-07-12 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Zr-/Ti-Containing Phosphating Solution For Passivation of Metal Composite Surfaces |
RU2464356C2 (en) * | 2006-11-08 | 2012-10-20 | Хенкель Аг Унд Ко. Кгаа | Zirconium- and titanium-bearing phosphating solution for passivation of metal composite surfaces |
US8801871B2 (en) | 2006-11-08 | 2014-08-12 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Zr-/Ti-containing phosphating solution for passivation of metal composite surfaces |
US8956468B2 (en) * | 2006-11-08 | 2015-02-17 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Zr-/Ti-containing phosphating solution for passivation of metal composite surfaces |
US8399061B2 (en) | 2006-11-13 | 2013-03-19 | Basf Coatings Gmbh | Anti-corrosion agent forming a coating film with good adhesion and method for nongalvanic application thereof |
US10137476B2 (en) | 2009-02-05 | 2018-11-27 | Basf Coatings Gmbh | Coating agent for corrosion-resistant coatings |
EP2862957A1 (en) | 2013-10-16 | 2015-04-22 | Coatings Foreign IP Co. LLC | Process for producing a multilayer coating |
US9631281B2 (en) | 2014-12-04 | 2017-04-25 | Axalta Coating Systems Ip Co., Llc | Processes for producing a multilayer coating |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2004101850A1 (en) | 2004-11-25 |
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