DE1247116B - Process for the regeneration of aqueous, acidic chromating solutions - Google Patents
Process for the regeneration of aqueous, acidic chromating solutionsInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
im. Cl,:in the. Cl ,:
C23fC23f
Nummer:
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Auskgctag:Number:
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A 32784 VI h/48 dl
3. September 1959
tO. August 1967A 32784 VI h / 48 dl
3rd September 1959
tO. August 1967
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren rum Reparieren von wäßrigen, sauren Chrotna-Ücrungslöiungcil für die Bildung voo pejrafreien Überzügen auf Aluminium. Unter Aluminium wird nicht nur da» Rcinmctall verstanden, sondern es s fallen aucii darunter die Legierungen, in denen Aluminium lter Hauptbestandteil ist.The present invention relates to a method of repairing aqueous, acidic Chrotna transmission solutions for education voo pejra-free Coatings on aluminum. Aluminum is not only understood to mean metal, but rather it s this also includes the alloys in which aluminum lter main ingredient is.
Bekanntlich können dekorative und korrosion*· feste, chemisch gebundene überziic nuf Ahiminiumoberflächen erhalten werden durch Behandlung der Obcrftichc Blil wäßrigen, sauren Ubenugslöstingen, die als *%sentikhe Bcstandlcile Fluoridiorien, sechswertige Chromionert, Phosphadoticn und Wasserstoffionen enthalten. Diac bekannten Losungen, die übllcberwtise benutzt werden, enthalten im allgc- «3 meinen 0,15 bis IW g/1 Fluorfcfioneo, 2 bis 60 g/l sediwertigcs Cttrocn (berechnet als CrOJ aod 2 bis 285 g/I Phosphat (berechnet «Is PO4)OiW besitzen einen pH-Wert von 0,8 bis 4,5. Derartige Lösungen seid beispielsweise !η den britischen Patentschriften *> 632 102,632097 und 708937 beschrieben.It is known that decorative and corrosion-resistant, chemically bonded over aluminum surfaces can be obtained by treating the surface with aqueous, acidic solvents which, as essential components, contain fluoride, hexavalent chromium ion, phosphate and hydrogen ions. The known solutions, which are usually used, generally contain 0.15 to IV g / l of fluorocarbon, 2 to 60 g / l of sedimentary carbon (calculated as CrOJ or 2 to 285 g / l of phosphate (calculated) PO 4 ) OiW have a pH of 0.8 to 4.5.Solutions of this type are described, for example, in British patents *> 632 102,632097 and 708937.
Ee ist bekannt, daß dia wesentlichen Bestandteile soldier Lösungen bra längerem Gebrauch der Lösungen erschöpft werden und daher von Zeit zu Zeit aufgefrischt werden müssen, wenn die Lösungen ihre is Übcrajgsfiihigkeit behalten sollen.Ee is known to be the essential ingredients soldier solutions bra prolonged use of the solutions become exhausted and therefore need to be refreshed from time to time when the solutions are theirs Should retain the ability to negotiate.
Vorausgesetzt, daß die wesentlichen Bestandteile der Übcrzugslösungcn durch Auffrischung innerhalb der gegebenen Grenzen gehalten werden, erzeugen solche Übcrzugslusungci) auch nach langem Gebrauch Überzüge n»t ausgegtctcfinetcr KorrosiorB-festiskejt. Wenn iedoch tuen, »Ic mciit crfordcrlkh, das Ausseben der Überzüge gletchffirmtg bleiben soll, genagt es nicht, die genannten wesentlichen Be· «andteile der Übcrzufslöwng von Zeit zu Zelt auf- » Tufrischcn und innerhalb der gegebenen Grenzen zu halten, es bt vielmehr dann auch notwendig, dnfiii zu sorsen, daß auch die Konzentration mi sogenanntem aktivem Fluqrid auf einer komtantca HlAe gehalten wird. DitMConztntraticm an aktivem Huorid *<in unabhängig von der absolmcn Menge an gesamtem Fluorid, «'debes In der Lösung voilianden in. Wie die Küti/cntration an aktivem FTuorid gemetsen «,■erden kann, ist in der britischen Patentschrift «03 405 beschrieben. «sProvided that the essential components of the coating solution are refreshed within are kept within the given limits, produce such excess resolution (c) even after prolonged use Coatings are not designed to be finely corrosive. If you do, »Ic mciit crfordcrlkh, the sifting out of the coatings remain gletchffirmtg should, it does not matter, the above-mentioned essential considerations "Divide the transfer from time to tent-" Tufrish and within the given limits hold, it is then also necessary to dnfiii to be careful that the concentration mi so-called active fluqrid held on a komtantca HlAe will. DitMConztntraticm an active Huorid * <in regardless of the absolute amount of total Fluoride, «'debes In the solution voilianden in. How the concentration of active fluoride measured «, ■ can be grounded, is in the British patent specification «03 405 described. «S
Selbst wenn aber die Konzentration an aktivem FTuorid in bekannter Weise geregelt wird, sind die
erzeugten Überzüge hinüchilkh ihres Aussehens nicht
voll zufriedenstellend. Zwar sind sie korroeiomfest
und %x>n im wesentlichen gleichförmiger Farbe, je- s*
doch besteht eine Neigung, daß nach längerem Gebrauch
and Wiederauffrischen der Obcrzu|>$iusungcn
Verfahren zum Regeneriere» von wäßrigen,
sauren ChrutnatierungsitSsungeaHowever, even if the concentration of active fluoride is regulated in a known manner, the coatings produced are not entirely satisfactory, in addition to their appearance. Although they are resistant to corrosion and are essentially uniform in color, there is a tendency that, after prolonged use and refreshing of the objects, processes for regenerating aqueous,
acidic chrutnationitSsungea
AnmeldenRegister
Amchcm Product Inc, Ambler, Pa, (V. St. A.)Amchcm Product Inc, Ambler, Pa, (V. St. A.)
VertretenRepresent
Drying. A. van der Wcrtfa, Patentanwalt,Drying. A. van der Wcrtfa, patent attorney,
Hamburg 90. Wiljtorfer S». 32Hamburg 90. Wiljtorfer S ». 32
Als Erfinder benennt:Named as inventor:
Nctson James Nomhard jun., Orcland, Pe.;Nctson James Nomhard, Jr., Orcland, Pe .;
David Ycats Dollman,David Ycats Dollman,
Lassdale Mounted Route, Pa. (V. Si. A.)Lassdale Mounted Route, Pa. (V. Si. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 24. September 1958
(762932)Claimed priority:
V. St. ν. America September 24, 1958
(762932)
die überzüge durch eine Ablagerung van Pulver beeinträchtigt werden. Diese pulverige Ablofening bildet Jich gewShnllcb oben auf dem überzug und verschlechtert somit nicht seine KorrosioaifeiiigVeit, wohl aber sein Aussehen und seine Farbbindccigenschaften. Diese Bildung von pulvrigen Cbemigen bi also ein erheblicher Nachteil, und es ist die Aufgabe dtr vorliegenden Erfindung« pulverfreie Überzüge zu ermöglichen.the coatings are affected by a build-up of powder will. This powdery Ablofening forms I got on top of the coating and deteriorated thus not its corrosion resistance, but its appearance and its color binding properties. This formation of powdery chemicals bi thus a considerable disadvantage, and the object of the present invention is to provide powder-free coatings enable.
Es wurde festgestellt, daß die Ausbildung pulvriger Überzüge darauf zurückführen ist, daß sich andere Kationen «1$ Wasscrsioffloncn, insbesondere Aluminiumionen, la der Lusuttg ansammeln. Neben den Aluminiumiooen sammeln sich jedoch each andere Ionen hi den Losungen an, insbesondere die Ionen der sontflg.cn Legierungsbeatandtetk und solch« Ionen, die bean Wiederauffrischen der Lösungen eingeschleppt werden, und diese Ionen können auch für die Verscmkehterung der Überzüge ve*tntworükli seb, Unter den in der Praxis ^^herrschenden Bedingungen neigen diese Ionen dazu, als unlösliche Sake auf den Alumlaiumoberfichen auszufallen, und geben damit Veranlassung m den die Oberfläche dci ÜberzUge vcrschmulzcndcn, pulvrigen Ablagerungen.It has been found that the formation of powdery coatings can be attributed to the accumulation of other cations, in particular aluminum ions, in the water. In addition to the aluminum ions, however, other ions accumulate in the solutions, in particular the ions of the other alloy components and those ions that are brought in when the solutions are refreshed, and these ions can also be used to reverse the coatings, under the conditions prevailing in practice ^^ conditions, these ions tend to precipitate as insoluble sake on the Alumlaiumoberfichen, and thus give rise m to the surface vcrschmulzcndcn dci over the course of powdery deposits.
Um auch bei längerem Gebrauch der Überzugs» lösungen pulverfreie Überzüge erzeugen zu können,In order to be able to produce powder-free coatings even after prolonged use of the coating solutions,
ttffiOtSitttffiOtSit
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ist es darum notwendig, eine Ansammlung von sol- Dies wurde durch folgenden Vergleichsversuch be-it is therefore necessary to collect an accumulation of sol- This was shown by the following comparison experiment
chen Kationen in der Überzugslösung über eine noch wiesen:chen cations in the coating solution via a still exhibited:
zulässige maximale Menge zu entfernen. Die Ver- Ein Bad wurde aus 14,8 g CrO3, 39,3 ml H3PO4 allowable maximum amount to be removed. A bath was made from 14.8 g of CrO 3 , 39.3 ml of H 3 PO 4
wendung von Kationen austauschenden Harzen für (75%) und Wasser zum Auffüllen auf 11 hergestellt,use of cation exchange resins for (75%) and water to make up to 11 made,
diesen Zweck liegt nahe, es wurde jedoch festgestellt, 5 0,25 g Aluminium als A1(HOPO4)3 wurden zugesetzt,this purpose is obvious, but it was found that 5 0.25 g of aluminum as A1 (H O PO 4 ) 3 was added,
daß, obgleich solche Ionenaustauscher erfolgreich und die Lösung wurde durch ein Kationen austau-that although such ion exchangers were successful and the solution was exchanged by a cation
benutzt werden können, um Kationen, wie Natrium-, sehendes Harz mit einer Geschwindigkeit vonCan be used to remove cations, such as sodium, seeing resin at a rate of
Kalium-, Ammonium- und dreiwertige Chromionen, lÖÖ ml/Min, geleitet. Die Auffrischungslösung undPotassium, ammonium and trivalent chromium ions, lÖÖ ml / min, conducted. The refresher solution and
zu entfernen, sie nicht fähig sind, die Konzentration der Abfluß wurden beide auf aktiven Fluoridgehaltto remove, they are unable, the concentration of the effluent were both based on active fluoride content
von Aluminiumionen in solchen stark sauren, phos- io geprüft (s. deutsche Patentschrift 1112 370); dabeiof aluminum ions in those strongly acidic, phosphorous tested (see German patent specification 1112 370); included
phathaltigen Lösungen unter den zulässigen maxi- muß eine Zunahme in der Aktivität des AbflussesPhosphate solutions below the allowable maxi- must be an increase in the activity of the drain
malen Wert von etwa 1 g/l zu erniedrigen. über die Auffrischungslösung eine Aufnahme vonto lower the value of about 1 g / l. via the refreshment solution an intake of
Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, die Aluminium durch den Kationenaustauscher anzei-It has now been found that it is possible to display the aluminum through the cation exchanger
Konzentration der Aluminiumionen in solchen Über- gen. (Der Badabfluß wurde auch der chemischenConcentration of aluminum ions in such areas. (The bath drainage also became the chemical one
zugslösungen auf oder unterhalb der noch zulässigen 15 Analyse unterworfen, um die Genauigkeit der Wertetrain solutions at or below the still permissible 15 analysis to ensure the accuracy of the values
oberen Konzentrationsgrenze von 1 g/l dadurch zu für aktives Fluorid zu bestätigen.) Die ErgebnisseUpper concentration limit of 1 g / l thereby to confirm for active fluoride.) The results
halten, daß ein darüber hinausgehender Überschuß zeigten, daß Aluminium durch den Kationenaustau-hold that an exceeding excess showed that aluminum by the cation exchange
an Aluminiumionen in Form von Kaliumnatrium- scher aufgenommen worden war.of aluminum ions in the form of potassium sodium shear.
fluoaluminat ausgefällt wird. Diese Fällung kann da- Ein zweites Bad wurde wie das erste hergestellt,fluoaluminate is precipitated. This precipitation can cause a second bath like the first,
durch bewirkt werden, daß der Überzugslösung ge- 20 jedoch mit einem Gehalt von 3,39 g NH4FHF, undby causing the coating solution to contain 3.39 g of NH 4 FHF, and
eignete Mengen an Kalium- und Natriumionen ein- wie zuvor geprüft. Während die aktiven FluoridwerteAppropriate amounts of potassium and sodium ions as previously checked. While the active fluoride levels
verleibt werden. eine sehr geringe Aufnahme von Aluminium anzeig-to be absorbed. indicates a very low uptake of aluminum
Da es vorwiegend Aluminiumionen sind, welche ten, wurde keine Aufnahme festgestellt, wenn das Ka-Since it is predominantly aluminum ions which are th, no uptake was found when the ca-
sich in den Überzugslösungen störend ansammeln, tionen austauschende Harz einer sauren Eluierungaccumulate in the coating solutions in an interfering manner, ion-exchanging resin from an acidic elution
kann durch diesen Zusatz an Natrium- und Kalium- 25 ausgesetzt wurde. Ein drittes Bad wurde zubereitetmay have been exposed to sodium and potassium 25 due to this addition. A third bath has been prepared
ionen bereits eine Verbesserung erzielt werden, je- wie das zweite, jedoch mit 1,0 g Aluminium an Stelleions an improvement can already be achieved, like the second one, but with 1.0 g of aluminum in place
doch wird dadurch die Beseitigung anderer störender von 0,25 g. Die Ergebnisse bestätigten diejenigen desbut this makes the elimination of others more troublesome of 0.25 g. The results confirmed those of the
Kationen in der Lösung noch nicht erreicht, im zweiten Bades.Cations in the solution not yet reached in the second bath.
Gegenteil, die Ansammlung anderer Kationen wird Der Abfluß aus dem dritten Bad wurde durch die dadurch noch erhöht. Es wurde jedoch gefunden, 30 für das erste Bad verwendete Säule geleitet. Die Erdaß diese anderen Kationen in ausreichendem Maß gebnisse zeigten, daß der fluoridhaltige Abfluß aus mittels eines Kationen austauschenden Harzes ent- dem dritten Bad im wesentlichen das gesamte, auf fernt werden können. Die erfindungsgemäße Lösung dem Kationenaustauscher von dem ersten Bad hinder gestellten Aufgabe verlangt also die kombinierte terlassene Aluminium aufnahm. Diese Ergebnisse zei-Verwendung beider Maßnahmen, um sowohl die 35 gen, daß, obwohl ein Kationen austauschendes Harz Aluminiumionen als auch die anderen Kationen zu Aluminium in Abwesenheit von Fluorid aus einer Löentfernen. sung entfernen kann, es dies nicht in Gegenwart vonConversely, the accumulation of other cations will The drain from the third bath was through the thereby increased even more. However, it has been found to pass 30 column used for the first bath. The Erdass these other cations in sufficient quantities showed that the fluoride-containing effluent was from by means of a cation-exchanging resin, essentially the whole of the third bath is created can be removed. The solution according to the invention hinders the cation exchanger from the first bath The task at hand thus requires the combined omitted aluminum absorption. These results are double-use both measures to both the 35 gene that although a cation exchange resin Aluminum ions as well as the other cations to aluminum in the absence of fluoride from a solvent. sung, it cannot do so in the presence of
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren Fluorid tun kann, wahrscheinlich, weil AluminiumThe subject of the invention is thus a process fluoride can do, probably because aluminum
zum Regenerieren von wäßrigen, sauren Chromatic- und Fluorionen einen anionischen Komplex bilden,to regenerate aqueous, acidic chromatic and fluorine ions form an anionic complex,
rungslösungen für die Bildung von pulverfreien Über- 40 Gemäß vorliegender Erfindung werden daher zweiSolution solutions for the formation of powder-free overburden 40 According to the present invention, therefore, there are two
zügen auf Aluminium, wobei solche Chromatierungs- verschiedene Maßnahmen gleichzeitig angewendet,trains on aluminum, such chromating various measures being applied at the same time,
lösungen, die 0,15 bis 12,5 g/l Fluoridionen, 2 bis nämlich, es wird einmal ein Kationen austauschendessolutions containing 0.15 to 12.5 g / l fluoride ions, 2 to namely, it becomes a cation-exchanging agent
60 g/l sechswertiges Chrom, berechnet als CrO3 und Harz verwendet und zum anderen werden Natrium-60 g / l hexavalent chromium, calculated as CrO 3 and resin, and on the other hand, sodium
2 bis 285 g/l Phosphat, berechnet als PO4, enthalten und Kaliumionen dem Bad zugesetzt, um auf dieseContains 2 to 285 g / l phosphate, calculated as PO 4 , and potassium ions are added to the bath to take care of this
und ein pH von 0,8 bis 4,5 besitzen, über ein Kat- 45 Weise gelöstes Aluminium aus der Lösung in Formand have a pH of 0.8 to 4.5, aluminum dissolved from the solution in the form of a catalyst
ionen austauschendes Harz geleitet werden, worauf eines unlöslichen Alkalifluoaluminats auszufällen. Einion-exchanging resin are passed, whereupon an insoluble alkali fluoaluminate is precipitated. A
den Lösungen Natrium- und Kaliumionen in solchen Verfahren zum Wiederauffrischen eines Bades, wobeithe sodium and potassium ion solutions in such bath refreshing procedures, wherein
Mengen zugesetzt werden, daß Aluminiumkationen durch Zusatz von Natrium und Kalium Aluminium inAmounts are added that aluminum cations by adding sodium and potassium aluminum in
als Alkalifluoaluminate niedergeschlagen werden, Form von Natrium- und/oder Kaliumfluoaluminatprecipitated as alkali fluoaluminates, form of sodium and / or potassium fluoaluminate
wenn die Konzentration an Aluminiumionen in der 50 ausgefällt wird, ist bereits Gegenstand des älteren Pa-if the concentration of aluminum ions in the 50 is precipitated, is already the subject of the older pa-
Lösung 1 g/l überschreitet. tentes 1 096 712. In diesem älteren Verfahren wirdSolution exceeds 1 g / l. tentes 1 096 712. In this older process,
In der älteren Patentanmeldung (deutsche Auslege- jedoch kein Kationenaustauscher zusätzlich verwenschrift 1194 674) ist bereits ein Verfahren zum del, was als wesentlich für die Erzielung des ange-Regenerieren von Chromatierungslösungen vorge- strebten Erfolges bekannt wurde. Außerdem wird in schlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß 55 dem älteren Patent das Alkali als dauernder Bestandaus den Chromatierungslösungen die sich störend teil der Lösung von Anfang an zugesetzt, und der anreichernden Kationen mit Hilfe eines Kationenaus- Alkaligehalt wird ständig aufrechterhalten. Derntauschers entfernt werden, der neben Η-Ionen min- gegenüber wird erfindungsgemäß der Alkalizusatz nur destens ein weiteres, die Chromatierung nicht stören- soweit erforderlich vorgenommen, wenn die Alumides und/oder im Chromatierungsbad erwünschtes 60 niumionenkonzentration einen vorbestimmten Grenz-Kation in solchem Mengenverhältnis enthält, daß die wert überschreitet und nur in einer solchen Menge, frische Chromatierungslösung beim Durchlaufen wie zur Herabsetzung der Aluminiumionenkonzendurch den Austauscher auch bei längerer Berührungs- tration erforderlich ist. In der Überzugslösung samzeit im wirksamen pH-Bereich bleibt. Es wurde fest- mein sich also beim erfindungsgemäßen Verfahren gestellt, daß bei der Regenerierung von stark sauren 65 keine Alkaliionen an. Der erfindungsgemäß verwenphosphat- und fluoridhaltigen Lösungen, der Kat- dete Kationenaustauscher wird also auch nicht durch ionenaustauscher nicht fähig ist, auch die Alumi- zugesetzte Alkaliionen belastet, sondern bleibt frei niumionen im notwendigen Ausmaß zu entfernen. für die Entfernung der anderen störenden Kationen.In the older patent application (German interpretation but no cation exchanger additionally used 1194 674) is already a process for del, which is considered essential for the achievement of the ange-regenerate became known of the success aimed for by chromating solutions. In addition, in beat, which is characterized by the fact that the older patent excludes alkali as a permanent stock the chromating solutions that interfere with the part of the solution added from the start, and the Enriching cations with the help of a cation out-alkali content is constantly maintained. Derntauschers be removed, the addition of Η-ions min- opposite is according to the invention the addition of alkali only at least one more that does not interfere with the chromating - if necessary, carried out when the alumides and / or the desired concentration of 60 ions in the chromating bath has a predetermined limit cation in such a proportion that the value exceeds and only in such an amount, fresh chromating solution when passing through such as to reduce the aluminum ion concentrations through the exchanger is required even after prolonged contact. Samzeit in the coating solution remains in the effective pH range. It thus became firmly established in the method according to the invention made that when regenerating strongly acidic 65 no alkali ions. The inventively used phosphate and fluoride-containing solutions, so the cathode cation exchanger will not penetrate either ion exchanger is not able to load the alumi- added alkali ions, but remains free to remove nium ions to the extent necessary. for the removal of the other interfering cations.
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Der Kation enausiauscher wird also in seiner Funktion durch absichtlich zugesetzte Alkaliionen bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Bedingungen für diesen Alkalizusatz nicht beeinträchtigt.The cation becomes enausiauscher in its function by intentionally added alkali ions if the conditions according to the invention are adhered to for this Alkali addition not affected.
Das gelöste Aluminium wird in der Form von Elpasolit (K2NaAlF0) ausgefällt, das ist ein Kaliumnatriumfiuolaluminat, welches 2 Mol Kalium und 1 Mol Natrium auf jedes Mol Aluminium enthält. Die Mindestmenge an zu der Lösung zuzusetzendem Kalium und Natrium sind daher 2 Mol Kalium und 1 Mol Natrium für jedes in der Lösung anwesende Mol Aluminium. Mengen von entweder Kalium und/ oder Natrium im Überschuß über diese Mindestmengen sind jedoch nicht schädlich, weil infolge der Verwendung des Kationen austauschendes Harzes jeder Überschuß von dem Harz absorbiert wird, so daß daher keine unerwünschte Ansammlung von Kalium- und Natriumionen in dem Bad stattfindet.The dissolved aluminum is precipitated in the form of elpasolite (K 2 NaAlF 0 ), which is a potassium sodium fluoride aluminate which contains 2 moles of potassium and 1 mole of sodium for every mole of aluminum. The minimum amount of potassium and sodium to be added to the solution is therefore 2 moles of potassium and 1 mole of sodium for every mole of aluminum present in the solution. However, amounts of either potassium and / or sodium in excess of these minimum amounts are not detrimental because, as a result of the use of the cation exchange resin, any excess will be absorbed by the resin and hence there will be no undesirable accumulation of potassium and sodium ions in the bath.
Dennoch ist selbstverständlich ein Zusatz von Kalium und/oder Natrium im Überschuß über die notwendige Mindestmenge eine Verschwendung sowohl der Alkalimetalle wie des Kationen austauschenden Harzes.Nevertheless, an addition of potassium and / or sodium is of course in excess of what is necessary Minimum amount a waste of both the alkali metals and the cation exchanging Resin.
Da das molare Verhältnis von Kalium und Natrium im Elpasolit 2 ist, sollte vorzugsweise das Kalium und Natrium der Lösung in einem molaren Verhältnis von 1,9 bis 2,1, vorzugsweise von 2, zugesetzt werden.Since the molar ratio of potassium and sodium in Elpasolit is 2, the potassium should be preferred and sodium to the solution in a molar ratio of 1.9 to 2.1, preferably 2, added will.
Vorzugsweise wird ein Teil der Lösung kontinuierlich abgezogen, über das Kationen austauschende Harz geleitet und zur Hauptmenge der Lösung wieder zurückgeführt.A portion of the solution is preferably withdrawn continuously, via the cation-exchanging process Resin passed and returned to the bulk of the solution.
Selbstverständlich müssen die Kationen austauschenden Harze in bekannter Weise regeneriert werden.Of course, the cation-exchanging resins have to be regenerated in a known manner will.
Die Kalium- und Natriumionen werden der Lösung vorzugsweise in Form ihrer Fluoride zugesetzt, und zwar insbesondere in Form einer Mischung aus 1 Mol Natriumfluorid und 2 Mol Kaliumfluorid. Es wurde festgestellt, daß bei einem solchen Zusatz die Fluoridaktivität der Lösungen konstant gehalten wird, so daß die erzeugten Überzüge nicht nur dicht anhaften und korrosionsfest und pulverfrei sind, sondern auch eine gleichförmige Farbe besitzen.The potassium and sodium ions are preferably added to the solution in the form of their fluorides, and in particular in the form of a mixture of 1 mol of sodium fluoride and 2 mol of potassium fluoride. It was found that the fluoride activity of the solutions is kept constant with such an addition, so that The coatings produced not only adhere tightly and are corrosion-resistant and powder-free, but also one have uniform color.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden noch nachstehende Vergleichsversuche mitgeteilt.For a better understanding of the invention, the following comparative tests are also given.
Eine Überzugslösung im Gesamtvolumen von 8 1 wurde mit den folgenden Bestandteilen und Konzentrationen nach dem nachstehenden Ansatz hergestellt:A coating solution totaling 8 liters was made with the following ingredients and concentrations manufactured according to the following approach:
Fluorwasserstoff (HF) 2,18 g/lHydrogen fluoride (HF) 2.18 g / l
(= 2,07 g/l F)(= 2.07 g / l F)
Chromsäure (CrO3) 14,20 g/lChromic acid (CrO 3 ) 14.20 g / l
Phosphorsäure (H3PO4; 100%) 67,00 g/lPhosphoric acid (H 3 PO 4 ; 100%) 67.00 g / l
(= 64,95 g/l PO4)(= 64.95 g / l PO 4 )
Die so hergestellte Lösung erzeugte eine Ätzung auf Aluminiumprüfstücken von 45,4 mg/0,093 m2 bei einer halben Stunde Eintauchzeit bei 46° C. Die Lösung wurde dann in zwei Teile, je von 4 1, als Bad A und Bad B bezeichnet, aufgeteilt.The solution produced in this way produced an etching on aluminum test pieces of 45.4 mg / 0.093 m 2 with a half hour immersion time at 46 ° C. The solution was then divided into two parts, each of 4 liters, called bath A and bath B. .
Beide Lösungen wurden auf etwa 46° C erwärmt, und getrennte Reihen von gleichen Aluminiumprüfstücken wurden nacheinander in jedem Bad während 5 Minuten behandelt. Während der ganzen Behandlungszeit wurde ein Teil von jedem Bad ständig abgezogen, über ein Kationen austauschendes Harz geleitet und in das Bad zurückgeführt. Wiederauffrischung der Bäder in Beziehung auf den Chromsäure- und Phosphorsäuregehalt wurde, wenn notwendig, in der üblichen Weise ausgeführt.Both solutions were heated to about 46 ° C, and separate rows of like aluminum specimens were treated successively in each bath for 5 minutes. During the whole treatment time a portion was continuously withdrawn from each bath, passed over a cation exchange resin and returned to the bathroom. Refreshing the baths in relation to the chromic acid and phosphoric acid content, if necessary, was carried out in the usual manner.
Die Fluoridionenkonzentration im Bad A wurde auf einem im wesentlichen konstanten Wert durch periodischen Zusatz von Fluorwasserstoff gehalten.The fluoride ion concentration in bath A was at a substantially constant value periodic addition of hydrogen fluoride kept.
ίο Bad B andererseits wurde periodisch analysiert, um die Konzentration an gelöstem Aluminium zu bestimmen, und sein Fluoridgelialt wurde dann durch Zusatz von 1 Mol Natriumfluorid und 2 Mol Kaliumfluorid zu dem Bad für jedes Mol gelöstes, anwesendes Aluminium wieder aufgefrischt. Im Anfang erzeugten beide Bäder A und B ausgezeichnete Überzüge. Nachdem eine Anzahl von Prüfstücken (entsprechend etwa 0,93 m2 Aluminium) behandelt worden waren, wurden jedoch die Überzüge von Bad A, obwohl gleichförmig in der Farbe, außergewöhnlich pulvrig. Bad B im Gegensatz dazu arbeitete befriedigend weiter und erzeugte nicht nur gleichförmig gefärbte, sondern auch pulverfreie Überzüge, sogar nachdem 7,44 m2 Aluminium behandelt worden waren. Periodische Messungen zeigten, daß das Ätzvermögen von Bad B im wesentlichen konstant blieb. Nachdem Bad A zur Behandlung von 1,86 m2 Aluminium verwendet worden war, wurde eine weitere Prüfung ausgeführt. Das Bad wurde auf Anwesenheit von gelöstem Aluminium analysiert, und es enthielt danach 2 g Aluminium pro Liter. Durch Zusatz zu dem Bad von 3,12 g Natriumfluorid und 8,6 g Kaliumfluorid wurde ein Niederschlag gebildet. Die anschließende Analyse zeigte, daß das Aluminium im wesentlichen vollständig aus der Lösung entfernt worden war und sicherlich weniger als 1 g/l vorhanden war. Vor und nach dem Zusatz von Natriumfluorid und Kaliumfluorid ausgeführte Messungen des Ätzvermögens zeigten, daß die Fluoridaktivität des Bades durch den Zusatz nicht vergrößert worden war. Anschließend in dem Bad behandelte Prüfstücke von Aluminium erhielten ausgezeichnete pulverfreie Überzüge. o Bath B, on the other hand, was periodically analyzed to determine the concentration of dissolved aluminum and its fluoride gel was then replenished by adding 1 mole of sodium fluoride and 2 moles of potassium fluoride to the bath for every mole of dissolved aluminum present. Initially, Baths A and B both produced excellent coatings. However, after a number of test pieces (equivalent to about 0.93 m 2 of aluminum) had been treated, the coatings of Bath A, although uniform in color, became extraordinarily powdery. In contrast, Bath B continued to operate satisfactorily, producing not only uniformly colored but also powder-free coatings even after 7.44 m 2 of aluminum had been treated. Periodic measurements showed that the etching power of Bath B remained essentially constant. After Bath A was used to treat 1.86 m 2 of aluminum, another test was carried out. The bath was analyzed for the presence of dissolved aluminum and it then contained 2 grams of aluminum per liter. A precipitate was formed by adding 3.12 g of sodium fluoride and 8.6 g of potassium fluoride to the bath. Subsequent analysis showed that the aluminum had been essentially completely removed from the solution and was certainly less than 1 g / l. Etchability measurements taken before and after the addition of sodium fluoride and potassium fluoride showed that the addition did not increase the fluoride activity of the bath. Test pieces of aluminum subsequently treated in the bath received excellent powder-free coatings.
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