DE2919726A1

DE2919726A1 - Verfahren zum aufbringen metallischer ueberzuege auf metallische werkstuecke durch mechanisch-chemisches behandeln der werkstuecke

Info

Publication number: DE2919726A1
Application number: DE19792919726
Authority: DE
Inventors: Bernd Tolkmit
Original assignee: Individual
Current assignee: TOLKMIT, BERND, 5983 BALVE, DE
Priority date: 1979-05-16
Filing date: 1979-05-16
Publication date: 1980-11-27

Description

Verfahren zum Aufbringen metallischer Uberzüge
auf metallische Werkstücke durch mechanischchemisches Behandeln der Werkstücke Zusatzanmeldung zu Patentanmeldung: P 28 54 159.5 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen metallischer Uberzüge auf metallische Werkstücke durch mechanisch-chemisches Behandeln der Werkstücke in einem inerte Prallkörper enthaltenden Bad und einer wässrigen sauren Lösung, wobei die Werkstücke in das Bad getaucht werden und eine Relativbewegung zwischen Werkstücken und Prallkörpern bzw.
Bad erzeugt wird, wobei ferner dem auf einen pH-Wert von 1 bis 2 eingestellten Bad als Aktivator ein oxäthylierter Nonylphenol;P lyglykoläther sowie etwas später das pulverförmige Überzugmetall und ein Reaktionsgemisch mit lokalelementebildenden Metallionen zugesetzt werden, nach Patent (Patentanmeldung P 28 54 159.5).
Das im Hauptpatent beschriebene Verfahren hat den Vorteil, daß sich damit metallische Oberzüge-auf metallische Werkstücke aufbringen lassen, ohne daß vorher eine Zwischenschicht aufgebracht werden muß.
Bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent wird insbesondere durch den Einsatz oxäthylierter Nonylphenol-PDlyglykoläther eine Verfestigung und Einebnung des aufzubringenden Überzugs erreicht. Wesentlich ist die Bildung von Lokalelementen, die bei der Entwicklung von Wasserstoff beim Zusammentreffen von Metall und Säure entstehen.
Je nach Art des verwendeten Uberzugmetalls, das z.B.
Zinn, Zink, Kadnium, Blei aber auch Silber oder Gold sein kann, besitzen die damit behandelten Werkstücke eine entsprechende Korrosionsbeständigkeit. Bei Uberzugsmetallen, die eine nur geringe Korrosionsbeständigkeit besitzen, wie z.B. Zink, ist es wünschenswert, die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei den mit einem Verfahren der eingangs behandelten Gattung behandelten Werkstücken die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß kurz vor Beendigung der Uberzugbildung dem Bad ein weiteres Reaktionsgemisc h mit einem Metallsalz eines anderen Metalls als dem Uberzugsmetall oder mit einem Kunststoff zugesetzt wird.
Die beendigung der Uberzugsbildung läßt sich am Ansteigen des p-Wert des Bades ablesen. Deswegen empfiehlt es sich, das weitere Reaktionsgemisch zuzusetzen, wenn der pH-Wert des Bades auf 3 bis 4 angestiegen ist.
Das zusätzliche Reaktionsgemisch kann insbesondere 50% Metallsalz oder Kunststoff, 30% Kaliumchlorid, 15% Natriumacetat und 5% Kieselsäure enthalten.
Bei Überzügen aus Zink empfehlen sich als Metallsalze insbesondere Zinn-II-Sulfat oder Antimon II-Sulfat oder Bleichchlorid.
Bei Verwendung von Kunststoff sollte dieser in Granulatform mit einer Korngröße kleiner 8 um vorliegen. Als Kunststoffe kommen insbesondere Granulate aus PVC oder Melamin-Harz infrage.
Im einzelnen geht man bei der Durchführung des Verfahrens so vor, daß die metallischen Werkstücke in eine säurefeste, um die eigene Achse rotierende Trommel gebracht oder an ein rotierendes Gestell gehängt werden, das in einem Bad rotiert. In das Bad bzw. in die Trommel werden dann mit Wasser ausgeschwämmte Prallkörper, z.B. Glaskugeln, eingebracht. Der Durchmesser der Prallkörper wird so gehalten, daß sie auch in Vertiefungen, z.B. Gewinderillen von Schrauben, gelangen können.
Der pH-Wert des Bades wird mit Mineralsäuren auf einen Wert von ca. 1 bis 2 eingestellt. Nach einigen Umdrehungen der Trommel oder des Gestells wird eine im Hinblick auf Oberfläche und gewünschte Schichtdicke bestimmte Menge an Metallpulverpartikeln, z.B. Zinkpartikeln, deren Durchmesser 10 micrometer ist, eingesetzt und durch einige Umdrehungen im Bad dispergiert. Durch Zusatz eines Reaktionsgemisches aus Hydrazindichlorid und/oder Hydrazinsulfat und/oder Eisen-II-Sulfat unter Anwesenheit von Zinn II Sulfat oder Antimon II Sulfat und Kuferionen und/oder Zinnionen werden die Metallpulverpartikel aktiviert und durch die Anwesenheit der oxäthylierten Nonylphenol-Polyglykoläther in dieser aktivierten Form gehalten, bis sie mit der gleichfalls aktivierten Werkstückoberfläche in Berührung kommen und dort haften bleiben Während der Behandlung der Werkstücke im Bad steigt der pH-Wert des Bades an. Wenn der-pH-Wert 3 bis 4 erreicht hat, wird ein weiteres Reaktionsgemisch in das Bad eingegeben.
Dieses besteht aus einem Metallsalz oder Kunststoffgranulat sowie zusätzlich Kaliumchlorid, Natriumacetat und Kieselsäure. Durch Ionenaustausch bildet sich innerhalb von 5 bis 10 Min. eine elementare Metall-oder Kunststoffschicht auf dem vorher gebildeten Überzug (aus Zink) wobei die Metall- oder Kunststoffschicht fest im Überzug verankert ist. Das führt zu einer ganz wesentlichen Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit.
Im Folgenden werden zwei Versuchsergebnisse wiedergegeben.
Versuch 1: In eine achteckige säurefeste Trommel mit einem Volumen von 200 Litern, die auf beiden Seiten eine Be- und Entladungsöffnung hat, werden 100 Liter Glaskugeln mit einem Durchmesser von 0,2 bis 6,2 mm gefüllt und 400 kg vorgereinigte Schrauben M x 12 zugesetzt und mit Wasser überdeckt. Anschließend wurde mit 1,5 bis 2,2 Liter eines Aktivators, bestehend aus 300 - 400 g/l H2 SO4 10 - 20 g/l oxäthylierter Nonylphenol-polyglykoläther 1 -- 5 g/l Korrosionsinhibitor der pH-Wert 1 bis 2 eingestellt.
Nach 2 Minuten-Drehung bei 10 UPM wurden 2816 g Zinkpulver und 150 g eines Reaktionsgemisches bestehend aus: Kaliumchlorid 10 - 20% Kupferacetet 10 - 20% Antimon II Sulfat (Rest) oder Zinn II Sulfat 10 - 25% Hydrazindichlorid (Rest) oder Hydrazinsulfat 2 - 5% Kieselsäure 30 - 68% zugesetzt.
Das Zinkpulver wurde sofort aktiviert, auf dem Grundmetall abgeschieden und bildete einen gleichförmigen mattglänzenden Überzug von 8 my.
Die Laufzeit betrug etwa 10 Minuten, danach der pH-Wert des Bades auf 3 bis 4 angestiegen.
Nunmehr wurde ein weiteres Reaktionsgemisch aus Zinn-II-Sulfat undoder Antimon-II-Sulfat und/oder Bleiclorid 50% Kaliumchlorid 30% Natriumacetat 15% Kieselsäure 5% in die Trommel gegeben.
Durch Ionenaustausch bildete sich innerhalb von 5 bis 10 Minuten eine elementare Schicht aus Zinn oder Antimon oder Blei oder deren Legierungen aüf dem vorher gebildeten Zinküberzug, so daß die Korrosionsbeständigkeit nach ASTM B 117 um ca. 300 Stunden anstieg.
Versuch 2: Auf ein Rotationsgestell wurden acht Radfedern mit einer Länge von 30 cm und einem Durchmesser von 8 cm gehängt, Das Gestell wurde kontinuierlich durch 50 Liter Glaskugeln (Zusammensetzung wie bei Versuch 1) geführt, denen 1 Liter eines Aktivators, bestehend aus: 100 bis 200 g p/l H2 SO4 40 bis 60 g p/l oxäthylierter Nnonylphenol-polyglykoläther 1 bis 5 g p/l Korrosionsinhibitor zur Einstellung des pH-Wertes 1 zugesetzt wurden.
Anschließend wurden sofort 1000 g Zinkpulver und 100 g eines Reaktionsgemisches bestehend aus Kaliumchlorid 10 - 20% Antimon-II-Sulfat (Rest) oder Zinn-II-Sulfat 10 - 20% Hydrazindichlorid3 - 58 Kupferacetat 10 - 20% Natriumacetat 35 - 67% zugesetzt.
Nach ca. 7 Minuten Laufzeit war der größte Teil des Zinkpulvers abgeschieden und bildete einen über zug auf den Radfedern. Der pH-Wert des Bades war auf 3 bis 4 angestiegen.
Nunmehr wurde ein weiteres Reaktionsgemisch aus 5OZ eines Kunststoffgranulates (PVC-Granulat und/oder Melamin-Harz-Granulat) einer Korngröße kleiner 8 my, 3Ot Natriumacetat und 5% Kieseisaure in das Bad gegeben. Nach weiteren 5 bis 10 Minuten war auf dem Zinküberzug eine gleichmässig im Zinküberzug verankerte Kunststoffschicht gebildet, die eine Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit der Radfedern um ca. 1000 Stunden nach ASTM B 117 bewirkt.

Claims

Ansprüche? r 1Verfahren zum Aufbringen metallischer überzuge auf metallische Werkstücke durch mechanisch-chemisches Behandeln der Werkstücke in einem inerten Prallkörper enthaltenen Bad und einer wässrigen sauren Lösung, wobei die Werkstücke in das Bad getaucht werden und eine Relativbewegung zwischen Werkstücken und Prallkörpern bzw. Bad erzeugt wird, wobei ferner dem auf einem pH-Wert von 1 bis 2 eingestellten Bad als Aktivator ein oxäthylierter Nonylphenolpolyglykoläther sowie etwas später das pulverförmige Uberzugsmetall und ein Reaktionsgemisch mit Lokalelementen bildenden Metallionen zugesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor Beendigung der Uberzugbildung dem Bad ein weiteres Reaktionsgemisch mit einem Metallsalz eines anderen Metalls als dem Uberzugmetall oder mit einem Kunststoff zugesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Reaktionsgemisch zugesetzt wird, wenn der pH-Wert des Bades auf 3 bis 4 angestiegen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Reaktionsgemisch 50% Metallsalz oder Kunststoff, 308 Kaliumchlorid, 15% Natriumacetat und 5% Kieselsäure enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallsalz Zinn-II-Sulfat und/oder Antimon-II-Sulfat und/oder Bleichlorid verwendet wird
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff ein Granulat mit einer Korngröße kleiner 8 my verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff ein Granulat aus PVC und/oder Melamin-Harz verwendet wird.