DE1236898B - Process for the electrochemical production of protective coatings on metals - Google Patents
Process for the electrochemical production of protective coatings on metalsInfo
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Description
DEUTSCHES GERMAN '//ZTTQSSP '// ZTTQSSP PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Deutsche Kl.: 48 a -11/00 German class: 48 a - 11/00
Nummer: 1 236 898Number: 1 236 898
Aktenzeichen: T 25031 VI b/48 aFile number: T 25031 VI b / 48 a
1 236 898 Anmeldetag: 7. November 19631 236 898 filing date: November 7, 1963
Auslegetag: 16. März 1967Open date: March 16, 1967
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrochemischen Erzeugung von Schutzüberzügen aus hydratisiertem Chromoxyd, die hohe Korrosionsbeständigkeit besitzen und einen ausgezeichneten Haftgrund für Anstrichfarben, Lacke und andere organische Anstriche auf der Oberfläche von Eisen, Stahl, Aluminium und Aluminiumlegierungen bilden.The invention relates to a method for the electrochemical production of protective coatings hydrated chromium oxide, which have high corrosion resistance and excellent Primer for paints, varnishes and other organic paints on the surface of iron, Form steel, aluminum and aluminum alloys.
Es sind bereits einige Verfahren zur elektrochemischen Erzeugung von ähnlichen Schutzüberzügen bekannt. Beispielsweise wurden folgende Elektrolyte vorgeschlagen:There are already some processes for the electrochemical production of similar protective coatings known. For example, the following electrolytes have been proposed:
1. eine wäßrige Lösung von Chromsäure mit einem Zusatz von Borsäure oder einem ihrer Salze und einer organischen Hydroxyverbindung (USA.-Patent 2 733 199, 2 780 592);1. An aqueous solution of chromic acid with an addition of boric acid or one of its salts and an organic hydroxy compound (U.S. Patent 2,733,199, 2,780,592);
2. eine wäßrige Lösung von Chromsäure mit einem Zusatz von Phosphorsäure (USA.-Patent 2 769 774);2. An aqueous solution of chromic acid with an addition of phosphoric acid (USA. Patent 2,769,774);
3. eine wäßrige Lösung von Chromsäure, in welcher das Mengenverhältnis von Chrom(VI)- zu Chrom-(Ill)-ionen im Bereich von 1 bis 5:1 gehalten wird (japanische Patentschrift 272 741);3. an aqueous solution of chromic acid, in which the quantitative ratio of chromium (VI) - to chromium (III) ions is kept in the range of 1 to 5: 1 (Japanese Patent Specification 272,741);
4. eine wäßrige Lösung von Chromsäure mit einem Zusatz von dreiwertigen Chromionen, Phosphorsäure und Borsäure (USA.-Patent 3 032 487);4. An aqueous solution of chromic acid with the addition of trivalent chromium ions, phosphoric acid and boric acid (U.S. Patent 3,032,487);
5. eine wäßrige Lösung von Chromsäure mit einem Zusatz einer sich von Phenol oder Brenzkatechin ableitenden Disulfonsäure oder ihrem Salz (USA.-Patentschrift 2 998 361);5. An aqueous solution of chromic acid with an addition of phenol or catechol derivative disulfonic acid or its salt (U.S. Patent 2,998,361);
6. eine wäßrige Lösung, die lediglich Chromsäure enthält (USA.-Patentschrift 3 081 238);6. an aqueous solution containing only chromic acid (US Pat. No. 3,081,238);
7. eine wäßrige Lösung, die neben Chromsäure bzw. Chromaten Schwefelsäure oder Salzsäure enthält (deutsches Patent 630 934).7. An aqueous solution which, in addition to chromic acid or chromates, contains sulfuric acid or hydrochloric acid (German patent 630 934).
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur elektrochemischen Erzeugung eines Schutzüberzuges aus hydratisiertem Chromoxyd auf Metalloberflächen, bei dem das zu überziehende Metall als Kathode in einer wäßrigen Lösung der Elektrolyse unterworfen wird, die Chromsäure, Schwefelsäure und eine organische Hydroxyverbindung als Reduktionsmittel oder Chromsäure und eine Phenolsulfonsäure enthält, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der wäßrigen Lösung anorganische Fluorverbindungen in einer Menge von höchstens 1,0 g pro Liter zugesetzt werden und bei einer Badtemperatur von 40 bis 70 °C, mit einer Kathodenstromdichte von mindestens 12,5 Amp./ dm2 während 1 bis 20 Sekunden gearbeitet wird.The invention relates to a process for the electrochemical production of a protective coating of hydrated chromium oxide on metal surfaces, in which the metal to be coated is subjected to electrolysis as a cathode in an aqueous solution containing chromic acid, sulfuric acid and an organic hydroxy compound as a reducing agent or chromic acid and a phenolsulfonic acid , which is characterized in that inorganic fluorine compounds are added to the aqueous solution in an amount of at most 1.0 g per liter and at a bath temperature of 40 to 70 ° C, with a cathode current density of at least 12.5 Amp./ dm 2 during 1 to 20 seconds is worked.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, auf Metalloberflächen, wie Blech, Reifen, Verfahren zur elektrochemischen Erzeugung von Schutzüberzü«en auf MetallenAccording to the method according to the invention, it is possible to use metal surfaces such as sheet metal, tires, Process for the electrochemical production of protective coatings on metals
Anmelder:Applicant:
Toyo Kohan Co., Ltd., Tokio
Vertreter:Toyo Kohan Co., Ltd., Tokyo
Representative:
Dr. rer. nat. V. Vossius, Patentanwalt,
München 23, Siegesstr. 26Dr. rer. nat. V. Vossius, patent attorney,
Munich 23, Siegesstr. 26th
Als Erfinder benannt:
Yoichi Kitamura, Yokohama;
Tsuneo Inui, Yamaguchi-ken;
Etsuro Shuto, Yokohama (Japan)Named as inventor:
Yoichi Kitamura, Yokohama;
Tsuneo Inui, Yamaguchi-ken;
Etsuro Shuto, Yokohama (Japan)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Japan vom 10. November 1962 (49 394)Japan November 10, 1962 (49 394)
Bandmaterial, Draht, Rohre und mechanisch verformte Metallgegenstände, in sehr kurzer Zeit einen äußerst dünnen Schutzüberzug mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und Haftfähigkeit für Lacke und Farben herzustellen.Band material, wire, pipes and mechanically deformed metal objects, one in a very short time extremely thin protective coating with excellent corrosion resistance and adhesion for paints and make colors.
Die nach der Erfindung behandelten Metalloberflächen weisen einen besseren Haftgrund für organische Überzüge auf als herkömmliches galvanisch verzinntes Weißblech, selbst nachdem sie mechanisch verformt und verschiedenen Bedingungen nach dem Anstrich unterworfen wurden.The metal surfaces treated according to the invention have a better primer for organic ones Coatings on than conventional tinplate tinplate, even after being mechanically deformed and subjected to various conditions after painting.
Das verwendete Elektrolytbad ergibt eine bessere Streukraft und höhere Stromausbeute, wodurch ein stabilerer Betrieb innerhalb eines weiteren Konzentrationsbereiches ermöglicht wird im Vergleich zu Bädern der vorgenannten herkömmlichen Verfahren.The electrolyte bath used results in a better scattering power and higher current yield, whereby a more stable operation within a wider concentration range is enabled in comparison to Baths of the aforementioned conventional methods.
Als Metalle, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden, eignen sich am besten reines Eisen, Schmiedeeisen bzw. Flußeisen, Reinaluminium und seine Legierungen mit mindestens 90°/o Aluminium. Als Anodenmetalle sind reines Blei, Blei-Zinn-, Blei-Antimon- und Blei-Silber-Legierungen brauchbar.The most suitable metals are to be treated by the process of the invention pure iron, wrought iron or fluoro iron, pure aluminum and its alloys with at least 90% aluminum. The anode metals are pure lead, lead-tin, lead-antimony and lead-silver alloys useful.
Die zu behandelnden Metalle müssen zunächst in herkömmlicher Weise, z. B. durch Entfetten mit Alkalien und Beizen mit Säuren bei Eisen und StahlThe metals to be treated must first be carried out in a conventional manner, e.g. B. by degreasing with Alkali and acid pickling for iron and steel
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oder durch Reinigung mit Alkalien bei Aluminium und Aluminiumlegierungen, gesäubert werden.or by cleaning with alkalis for aluminum and aluminum alloys.
ElektrolytzusammensetzungElectrolyte composition
Die optimale Konzentration an Chromsäure liegt im Bereich von 40 bis 100 g/1. Wenn die Konzentration von Chromsäure unter 40 g/1 liegt, hat der erzeugte Überzug eine schlechte Verformbarkeit, er bildet einen schlechten Haftgrund und ist von geringerer chemischer Beständigkeit. Wenn die Konzentration an Chromsäure oberhalb 100 g/1 liegt, bildet sich an Stelle des hydratisierten Chromoxydüberzugs ein metallischer Chromüberzug mit schlechter Korrosionsbeständigkeit. The optimal concentration of chromic acid is in the range from 40 to 100 g / l. When the concentration of chromic acid is below 40 g / l, the coating produced has poor deformability, he forms a poor primer and is less resistant to chemicals. When the concentration of chromic acid is above 100 g / l, forms in place of the hydrated chromium oxide coating a metallic chrome coating with poor corrosion resistance.
Die im Elektrolyt vorhandenen Chromionen liegen in der dreiwertigen und in der sechswertigen Oxydationsstufe vor.The chromium ions present in the electrolyte are in the trivalent and hexavalent oxidation state before.
Im allgemeinen liegt das optimale Gewichtsverhältnis von sechswertigen Chromionen zu dreiwertigen Chromionen im Bereich von 20 bis 150:1.In general, the optimal weight ratio of hexavalent chromium ions to trivalent ones is Chromium ions in the range from 20 to 150: 1.
Die Konzentration an dreiwertigen Chromionen soll einen Wert von 2,5 g/1 nicht übersteigen. Wenn das Mengenverhältnis von Cr(VI) zu Cr(III) größer als 150:1 wird, nimmt die Stromausbeute ab, der erzeugte Überzug wird uneben und ungleichmäßig. Wenn andererseits das Mengenverhältnis von Cr(VI) zu Cr(III) kleiner als 20:1 wird oder die Konzentration der dreiwertigen Chromionen 2,5 g/1 übersteigt, sinkt die Leitfähigkeit des Elektrolyts, die Badspannung steigt an, die Stromausbeute fällt ab, und weiterhin wird die Verformbarkeit des erzeugten Überzuges schlecht.The concentration of trivalent chromium ions should not exceed a value of 2.5 g / l. if the ratio of Cr (VI) to Cr (III) is greater than 150: 1, the current efficiency decreases, the produced coating becomes uneven and uneven. On the other hand, when the amount ratio of Cr (VI) Cr (III) becomes smaller than 20: 1 or the concentration of trivalent chromium ions exceeds 2.5 g / 1, decreases the conductivity of the electrolyte, the bath voltage rises, the current yield falls, and so on the deformability of the produced coating becomes poor.
Der Elektrolyt enthält anfänglich Reduktionsmittel, welche dazu dienen, Chromionen in dreiwertiger Form in der Lösung zu halten, wodurch ein kontinuierlicher Betrieb ermöglicht wird.The electrolyte initially contains reducing agents, which serve to convert chromium ions into trivalent Maintain shape in solution, allowing continuous operation.
Das Reduktionsmittel muß eine wasserlösliche organische Verbindung einfacher Struktur mit alkoholischen oder phenolischen Hydroxylgruppen sein. Diese Hydroxylgruppen werden in einer heißen wäßrigen Lösung von Chromsäure leicht oxydiert und leicht zersetzt oder verdampft, ohne eine Fällung zu hinterlassen. Durch Erhitzen einer wäßrigen Lösung von Chromsäure, der ein Reduktionsmittel zugesetzt wurde, während etwa 30 Minuten auf 60 0C wird die erforderliche Menge an dreiwertigen Chromionen erzeugt.The reducing agent must be a water-soluble organic compound of simple structure with alcoholic or phenolic hydroxyl groups. These hydroxyl groups are easily oxidized in a hot aqueous solution of chromic acid and easily decomposed or evaporated without leaving a precipitate. By heating an aqueous solution of chromic acid, which has been added a reducing agent for about 30 minutes at 60 0 C is generated the required amount of trivalent chromium ions.
Verwendbare Reduktionsmittel sind z. B. wasserlösliche Alkohole, wie Methylalkohol, Äthylalkohol, Propylalkohol und Monoäthanolamin, mehrwertige Alkohole, wie Äthylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Diäthanolamin, Triäthanolamin, Pentaerythrit, Sorbit und Mannit, Phenol und Phenolsulfonsäuren, wie Phenol-2,4-disulfonsäure, Brenzkatechin-3,5-disulfonsäure, Phenol-2,4,6-trisulfonsäure, ^-Naphthol-3,6-disulfonsäure und l,8-Dihydroxynaphthalin-3,6-disulfonsäure. Cresol, Xylenol und Polyphenole, wie Brenzkatechin, Hydrochinon usw., sind nicht erwünscht, da sie in den wäßrigen Lösungen von Chromsäure Fällungen bilden. Das Reduktionsmittel kann in solcher Menge vorliegen, daß die erforderliche Konzentration an dreiwertigen Chromionen in der wäßrigen Lösung der Chromsäure erzeugt wird.Usable reducing agents are e.g. B. water-soluble alcohols, such as methyl alcohol, ethyl alcohol, Propyl alcohol and monoethanolamine, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerine, Diethanolamine, triethanolamine, pentaerythritol, sorbitol and mannitol, phenol and phenol sulfonic acids, such as phenol-2,4-disulfonic acid, pyrocatechol-3,5-disulfonic acid, phenol-2,4,6-trisulfonic acid, ^ -naphthol-3,6-disulfonic acid and 1,8-dihydroxynaphthalene-3,6-disulfonic acid. Cresol, xylenol and polyphenols, such as Pyrocatechol, hydroquinone, etc., are undesirable because they are in the aqueous solutions of Chromic acid form precipitates. The reducing agent may be present in such an amount that the required Concentration of trivalent chromium ions in the aqueous solution of chromic acid is generated.
Die Schwefelsäurekonzentration soll im Bereich von 0,1 bis 0,5 g/1 liegen. Wenn die Schwefelsäurekonzentration unter 0,1 g/1 liegt, ist es schwierig, einen gleichmäßigen Überzug herzustellen und keine gelben Färbungen auf dem Überzug zu erzeugen,The sulfuric acid concentration should be in the range from 0.1 to 0.5 g / l. When the sulfuric acid concentration is below 0.1 g / l, it is difficult to make a uniform coating and none to produce yellow colorations on the coating,
welche das Aussehen beeinträchtigen. Mit zunehmender Schwefelsäurekonzentration steigt die Stromausbeute allmählich an, doch wird die Haftung des erzeugten Überzuges auf dem Grundmetall sowie die Verformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit des Überzuges schlecht. Aus diesem Grund soll die Schwefelsäurekonzentration einen Wert von 0,5 g/1 nicht übersteigen. Bei Verwendung von Phenolsulfonsäuren als Reduktionsmittel ist es nicht erforderlich, zusätzlich Schwefelsäure zuzugeben, da die erforderliche Konzentration an Schwefelsäure durch die Phenolsulfonsäuren eingestellt wird.which affect the appearance. The current yield increases with increasing sulfuric acid concentration gradually increases, however, the adhesion of the generated coating to the base metal as well the deformability and corrosion resistance of the coating are poor. For this reason, the Sulfuric acid concentration should not exceed a value of 0.5 g / 1. When using phenolsulfonic acids as a reducing agent, it is not necessary to additionally add sulfuric acid, since the required The concentration of sulfuric acid is adjusted by the phenolsulfonic acids.
Der Elektrolyt nach der Erfindung enthält Fluoride, saure Fluoride, Fluosilikate und Fluoborate. Durch die Fluorverbindungen wird eine höhere Stromausbeute und eine bessere Streufähigkeit und ein ausgezeichnet stabilisierter Überzug in einem weiten Konzentrationsbereich des Elektrolytbades erhalten. Typische Beispiele für diese Fluorverbindungen sind Flußsäure, Fluoride, wie Natriumfiuorid, Kaliumfiuorid, Ammoniumfluorid, saure Fluoride, wie Natriumhydrogenfluorid, Kaliumhydrogenfluorid und Ammoniumhydrogenfluorid, sowie Fluokieselsäure, Fluosilikate, wie Natriumfluosilikat, Kaliumfluosilikat und Ammoniumfluosilikat und Fluorborwasserstoffsäure, Fluoborate, wie Natriumfluoborat, Kaliumfluoborat und Ammoniumfluoborat.The electrolyte according to the invention contains fluorides, acidic fluorides, fluosilicates and fluoborates. By the fluorine compounds will have a higher current efficiency and better throwing power and an excellent one obtained stabilized coating in a wide concentration range of the electrolyte bath. Typical examples of these fluorine compounds are hydrofluoric acid, fluorides such as sodium fluoride, potassium fluoride, Ammonium fluoride, acidic fluorides such as sodium hydrogen fluoride, potassium hydrogen fluoride and Ammonium hydrogen fluoride, as well as fluosilicic acid, fluosilicates such as sodium fluosilicate, potassium fluosilicate and ammonium fluosilicate and hydrofluoric acid, fluoborates such as sodium fluoborate, potassium fluoborate and ammonium fluorate.
Diese Fluorverbindungen sollen in einer Menge von höchstens 1,0 g/1 zugesetzt werden. Sofern dieser Wert überschritten wird, werden die Verformbarkeit, die Haftfähigkeit von Lacken und Farben und die Korrosionsbeständigkeit des erzeugten Überzuges stark beeinträchtigt.These fluorine compounds should be added in an amount of not more than 1.0 g / l. Unless this Value is exceeded, the deformability, the adhesiveness of paints and paints and the Corrosion resistance of the coating produced is severely impaired.
Zur Elektrolyse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden folgende Bedingungen angewandt: Badtemperatur 40 bis 70° C, Stromdichte mindestens 12,5 Amp./dm2, Behandlungsdauer 1 bis 20 Sekunden.The following conditions are used for electrolysis by the process according to the invention: bath temperature 40 to 70 ° C., current density at least 12.5 amps / dm 2 , treatment time 1 to 20 seconds.
Die Stromdichte wird auf einen möglichst hohen Wert eingestellt, da sich hierdurch in kürzerer Zeit bessere Ergebnisse hinsichtlich der Verformbarkeit und der Korrosionsbeständigkeit des Überzuges ergeben. Die Stromdichte soll vorzugsweise nicht höher als 40 Amp./dm2 liegen. Wenn die Stromdichte unterhalb 12,5 Amp./dm2 liegt, kann die Korrosionsbeständigkeit nicht verbessert werden, selbst wenn eine längere Behandlungsdauer angewandt wird.The current density is set to as high a value as possible, since this results in better results in terms of deformability and corrosion resistance of the coating in a shorter time. The current density should preferably not be higher than 40 Amp./dm 2 . If the current density is below 12.5 amps / dm 2 , the corrosion resistance cannot be improved even if a longer treatment time is used.
Im allgemeinen genügt eine Behandlung von 1 bis 20 Sekunden. Bei einer Behandlung von 6 bis 9 Sekunden erhält man einen Überzug mit einer Stärke von etwa 2 mg/dm2.In general, a treatment of 1 to 20 seconds is sufficient. With a treatment of 6 to 9 seconds, a coating with a thickness of about 2 mg / dm 2 is obtained .
Bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung auf Eisen und Stahl treten folgende Farbänderungen auf: blau -> blaustichigpurpur -» blaustichigweiß mit zunehmender Chromsäurekonzentration; blaustichiggelb -> blaustichigpurpur -> blaustichigweiß mit zunehmender Konzentration an dreiwertigem Chrom; blaustichigpurpur -» blaustichiggelb -> gelb mit zunehmender Schwefelsäurekonzentration; blau->blaustichigpurpur -> blaustichigweiß mit zunehmender Konzentration an Fluorverbindung; gelb -> blaustichiggelb ~> blau -> blaustichigpurpur mit zunehmender Temperatur; blaustichiggelb -> blau -> blaustichigpurpur mit zunehmender Stromdichte und blaustichigpurpur -> blau -> blaustichiggelb gelb mit' zunehmender Strommenge. Zur Herstellung eines blaustichigpurpurfarbenen Überzuges mit den erwünschten Eigenschaften verwendet man eine mittlere Konzentration an Chromsäure und dreiwertigenWhen the method according to the invention is applied to iron and steel, the following color changes occur on: blue -> bluish purple - »bluish white with increasing chromic acid concentration; bluish yellow -> bluish purple -> bluish white with increasing concentration of trivalent Chrome; bluish purple - »bluish yellow -> yellow with increasing sulfuric acid concentration; blue-> bluish purple -> bluish white with increasing concentration of fluorine compound; yellow -> bluish yellow ~> blue -> bluish purple with increasing temperature; bluish yellow -> blue -> bluish purple with increasing current density and bluish purple -> blue -> bluish yellow yellow with increasing amount of electricity. To make a blue-tinged purple-colored coating with the desired properties is used a medium one Concentration of chromic acid and trivalent ones
Chromionen, eine niedrigere Schwefelsäurekonzentration, eine mittlere Konzentration an Fluorverbindung, eine höhere Temperatur und höhere Stromdichte sowie eine niedrigere Strommenge. Im Gegensatz zu Eisen und Stahl bildet sich bei Aluminium und Aluminiumlegierungen fast immer ein farbloser bis graustichigweißer Überzug.Chromium ions, a lower concentration of sulfuric acid, a medium concentration of fluorine compound, a higher temperature and higher current density and a lower amount of electricity. In contrast to iron and steel, aluminum and aluminum alloys almost always form a colorless one to grayish white coating.
Eisen und Stahl, die nach dem Verfahren behandelt sind, bestehen einen Imonatigen Bewitterungstest sowie einen 24stündigen Salzsprühtest ohne irgend welche Anzeichen von Rostbildung, selbst wenn die Schichtdicke des erzeugten Überzugs nur 0,05 Mikron beträgt. Nach dem Aufbringen eines etwa 10 Mikron starken Überzugs aus einem modifizierten Alkydharzlack oder einem modifizierten Epoxylack auf nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandeltes Stahlblech kann man das lackierte Blech mit einem Verstreckungsverhältnis von 2,2 tiefziehen. Wenn man einen Klebestreifen fest auf die lackierte Seite des erhaltenen tiefgezogenen Hohlgefäßes aufdrückt und dann rasch abzieht, nimmt das Klebeband keinen Lack mit. Weiterhin haftet der Lacküberzug fest auf dem Hohlgefäß, selbst wenn es mit dem Klebeband geprüft wurde, nachdem das Hohlgefäß 1 Stunde in siedendes Wasser eingetaucht war. Auch nachdem der Lacküberzug der lackierten Platte kreuzweise schraffiert und die Platte 8 Stunden in siedendes Wasser eingelegt wird, kann man den Überzug mit dem Klebeband nicht abziehen. Bei galvanisch hergestelltem Weißblech dagegen kann man 70% des Lacküberzuges unter ähnlichen Bedingungen nach lstündigem Kochen abziehen.Iron and steel treated according to the process pass a monthly weathering test as well as a 24 hour salt spray test without any what signs of rust formation, even if the Layer thickness of the coating produced is only 0.05 microns. After applying one about 10 microns strong coating of a modified alkyd resin paint or a modified epoxy paint Treated by the inventive method steel sheet can be the painted sheet with a Draw ratio of 2.2 deep-drawing. If you put an adhesive strip firmly on the painted side of the deep-drawn hollow vessel obtained and then quickly peeled off, the adhesive tape does not take any Varnish with. Furthermore, the lacquer coating adheres firmly to the hollow vessel, even if it is with the adhesive tape was checked after the hollow vessel was immersed in boiling water for 1 hour. Even after the lacquer coating of the lacquered plate cross-hatched and the plate 8 hours in boiling If water is inserted, the cover cannot be peeled off with the adhesive tape. In the case of electroplated Tinplate, on the other hand, can be used for 70% of the paint coating under similar conditions after boiling for 1 hour.
Da der Schutzüberzug sehr fest auf den Grundmetallen haftet, kann er durch herkömmliche mechanische Verformung, wie Ziehen, Falzen und Tiefziehen, nicht entfernt werden.Since the protective coating adheres very firmly to the base metals, it can be replaced by conventional mechanical Deformation such as drawing, folding and deep drawing cannot be removed.
Weiterhin ist der Schutzüberzug sehr beständig gegen Alkalien, Salze, Erdöle, Fette und organische Lösungsmittel mit Ausnahme von starken Säuren. Nach dem Verfahren behandeltes Stahlblech kann an Stelle von Weißblech, das empfindlich gegenüber Alkalien und Salzen ist, als Material für Konservendosen und Behälter für Netzmittel, Seifen, Industriechemikalien, Erdöle und Anstrichfarben verwendet werden.Furthermore, the protective coating is very resistant to alkalis, salts, petroleum, fats and organic ones Solvents with the exception of strong acids. Sheet steel treated according to the process can instead of tinplate, which is sensitive to alkalis and salts, as a material for tins and containers used for surfactants, soaps, industrial chemicals, petroleum oils and paints will.
Die nach dem Verfahren behandelten Metallgegenstände besitzen eine ausgezeichnete Temperaturbeständigkeit bis zu 300° C, selbst wenn der Schutzüberzug äußerst dünn ist. Ihre Schweißbarkeit ist ebenso gut wie die der Grundmetalle.The metal objects treated by the method have excellent temperature resistance up to 300 ° C, even if the protective coating is extremely thin. Your weldability is as good as that of the base metals.
Ein 0,25 mm starkes kaltgewalztes Schwarzblech wurde 20 Sekunden bei 80 0C und einer Stromdichte von 4 Amp./dm2 in einer 7°/0igen Natronlauge kathodisch gereinigt, dann mit Wasser gespült. 10 Sekunden bei Raumtemperatur in 7%iger Schwefelsäure gebeizt und erneut mit Wasser gespült. Als Anode wurde eine Blei-Antimon-Legierung (95:5) verwendet. Das Bad enthielt 40 g/1 Chromsäure, 0,50 g/1 Äthylalkohol, 0,62 g/1 dreiwertige Chromionen, 0,10 g/1 Schwefelsäure, 0,05 g/1 Ammoniumfluosilikat, und das Mengenverhältnis von Cr(VI) : Cr(III) betrug 34 :1. Die Badtemperatur betrug 50° C, die Stromdichte 15 Amp./ dm2 und die Behandlungsdauer 10 Sekunden. Der Elektrolyt wurde erhalten, indem man 0,5 g/1 Äthylalkohol als Reduktionsmittel zu einer wäßrigen Lösung von 40 g/1 Chromsäure gab, das Gemisch 30 MinutenA 0.25 mm thick cold-rolled blackplate was purified 20 seconds at 80 0 C and a current density of 4 Amp./dm 2 in a 7 ° / 0 sodium hydroxide solution cathodic, then rinsed with water. Pickled 10 seconds at room temperature in 7% sulfuric acid and rinsed again with water. A lead-antimony alloy (95: 5) was used as the anode. The bath contained 40 g / 1 chromic acid, 0.50 g / 1 ethyl alcohol, 0.62 g / 1 trivalent chromium ions, 0.10 g / 1 sulfuric acid, 0.05 g / 1 ammonium fluorosilicate, and the ratio of Cr (VI) : Cr (III) was 34: 1. The bath temperature was 50 ° C., the current density was 15 amps / dm 2 and the treatment time was 10 seconds. The electrolyte was obtained by adding 0.5 g / l of ethyl alcohol as a reducing agent to an aqueous solution of 40 g / l of chromic acid, the mixture for 30 minutes
auf 60 0C erhitzte und hierbei 0,62 g/1 dreiwertige Chromionen erzeugte. Zur Lösung wurden 0,1 g/1 Schwefelsäure und dann 0,05 g/1 Ammoniumfluosilikat gegeben.heated to 60 0 C and thereby generated 0.62 g / 1 trivalent chromium ions. 0.1 g / l sulfuric acid and then 0.05 g / l ammonium fluosilicate were added to the solution.
Für die Herstellung der Elektrolyte wird kein Schutz beansprucht.No protection is claimed for the production of the electrolytes.
In den Beispielen 2 bis 8 wurde der Elektrolyt durch Zusatz der Chemikalien in gleicher Weise wie im Beispiel 1 hergestellt.In Examples 2 to 8, the electrolyte was by adding the chemicals in the same manner as in Example 1 produced.
Der erzeugte Überzug war blau und durchsichtig, und das behandelte Schwarzblech zeigte einige wenige Rostflecken, nachdem es 20 Stunden bei 35°C einem Salzsprühtest mit einer 5%igen Natriumchloridlösung unterworfen worden war. Wenn man das behandelte Schwarzblech mit einem etwa 8 Mikron dicken Anstrich eines weißen melaminmodifizierten Alkydeinbrennlackes überzogen und zu einem Hohlgefäß mit einem Ziehverhältnis von 2,0 : 1 tiefgezogen hatte, konnte festgestellt werden, daß auf dem tiefgezogenen Teil des Hohlgefäßes kein Haftungsverlust des Einbrennlacks auftrat.The coating produced was blue and clear and the treated black panel showed a few Rust spots after a salt spray test with a 5% sodium chloride solution at 35 ° C for 20 hours had been subjected. If you paint the treated black plate with a paint about 8 microns thick coated with a white melamine-modified alkyd enamel and made into a hollow vessel deep-drawn with a draw ratio of 2.0: 1, it was found that there was no loss of adhesion on the deep-drawn part of the hollow vessel of the baking varnish occurred.
Bei den Beispielen 2 bis 8 wurde jeweils dieselbe Anode wie im Beispiel 1 verwendet.In Examples 2 to 8, the same anode as in Example 1 was used in each case.
Die gleiche Art des kaltgewalzten Schwarzbleches wurde der im Beispiel 1 beschriebenen Vorbehandlung unterworfen. Das Bad enthielt 50 g/1 Chromsäure, 0,20 g/1 Monoäthanolamin, 0,51 g/1 dreiwertige Chromionen, 0,20 g/1 Schwefelsäure, 0,20 g/1 Ammoniumfluoborat; das Mengenverhältnis von Cr(VI): Cr(III) betrug 51:1, die Badtemperatur 60°C, die Stromdichte 23 Amp./dm2 und die Behandlungsdauer 10 Sekunden.The same type of cold-rolled black plate was subjected to the pretreatment described in Example 1. The bath contained 50 g / l chromic acid, 0.20 g / l monoethanolamine, 0.51 g / l trivalent chromium ions, 0.20 g / l sulfuric acid, 0.20 g / l ammonium fluorate; the ratio of Cr (VI): Cr (III) was 51: 1, the bath temperature 60 ° C., the current density 23 Amp./dm 2 and the treatment time 10 seconds.
Der erzeugte Überzug war blaustichigpurpurfarben und durchsichtig, und auf dem behandelten Schwarzblech traten nach einem 24-Stunden-Salzsprühtest bei 35°C mit einer 5%igen Natriumchloridlösung nur einige wenige Zeichen von Rostbildung auf. Die Haftfähigkeit gegenüber Lack nach dem mechanischen Verformen war die gleiche wie im Beispiel 1.The coating produced was bluish purple in color and transparent, and on the treated black panel occurred after a 24 hour salt spray test at 35 ° C with a 5% sodium chloride solution only a few signs of rusting. The adhesion to paint after the mechanical Deformation was the same as in Example 1.
Die gleiche Art des kaltgewalzten Schwarzbleches wurde der im Beispiel 1 beschriebenen Vorbehandlung unterworfen. Das Bad enthielt 50 g/1 Chromsäure, 0,50 g/1 Phenol-2,4-disulfonsäure, 0,30 g/1 dreiwertige Chromionen und 0,60 g/1 Kieselfluorwasserstoffsäure. Das Mengenverhältnis von Cr(VI) : Cr(III) betrug 87:1, die Badtemperatur 60°C, die Stromdichte 20 Amp./dm2 und die Behandlungsdauer 15 Sekunden.The same type of cold-rolled black plate was subjected to the pretreatment described in Example 1. The bath contained 50 g / l chromic acid, 0.50 g / l phenol-2,4-disulfonic acid, 0.30 g / l trivalent chromium ions and 0.60 g / l hydrofluoric acid. The ratio of Cr (VI): Cr (III) was 87: 1, the bath temperature was 60 ° C., the current density was 20 amps / dm 2 and the treatment time was 15 seconds.
Der erzeugte Überzug war blaustichigweiß, und das behandelte Schwarzblech hatte eine ähnliche Korrosionsbeständigkeit und Lackhaftfähigkeit wie das im Beispiel 2 hergestellte Schwarzblech.The coating produced was bluish white and the treated black panel had similar corrosion resistance and paint adhesion like the black plate produced in Example 2.
Ein 0,4 mm starkes kaltgewalztes Stahlblech wurde den gleichen Vorbehandlungen, wie sie im Beispiel 1 beschrieben sind, unterworfen. Das Bad enthielt 60 g/1 Chromsäure, 0,50 g/1 Phenol, 0,38 g/1 dreiwertige Chromionen, 0,50 g/1 Schwefelsäure und 0,50 g/1 Natriumfluorid. Das Mengenverhältnis von Cr(VI) : Cr(III) betrug 82 : 1, die Badtemperatur 45°C, die Stromdichte 12,5 Amp./dm2 und die Behandlungsdauer 10 Sekunden. A 0.4 mm thick cold-rolled steel sheet was subjected to the same pretreatments as are described in Example 1. The bath contained 60 g / l chromic acid, 0.50 g / l phenol, 0.38 g / l trivalent chromium ions, 0.50 g / l sulfuric acid and 0.50 g / l sodium fluoride. The ratio of Cr (VI): Cr (III) was 82: 1, the bath temperature 45 ° C., the current density 12.5 Amp./dm 2 and the treatment time 10 seconds.
Claims (1)
Deutsche Patentschrift Nr. 630 934;
USA.-Patentschrift Nr. 2 998 361;
USA.-Patentschrift 2 733 199, referiert im Chem. Zentralblatt, 1957, S. 12 600.Considered publications:
German Patent No. 630 934;
U.S. Patent No. 2,998,361;
U.S. Patent 2,733,199, reported in Chem. Zentralblatt, 1957, p. 12,600.
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