DE642191C - Verfahren zum UEberziehen von Eisen- und Stahlgegenstaenden mit einer Schutzschicht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überziehen von Eisen- und. Stahlgegenständen und bezweckt die Erzeugung einer fest an-' haftenden, nichtporösen und unlöslichen Schutzschicht in zuverlässiger Weise. Erfindungsgemäß wird die Oberfläche der Gegenstände der Einwirkung einer wäßrigen Lösung von Ferrioxalat -unterworfen, etwa indem man die Gegenstände in die Lösung hinreichend lange Zeit eintaucht. Ein noch besseres und schnelleres Ergebnis erzielt man erfindungsgemäß durch Verwendung einer angesäuerten Lösung von

■ Ferrioxalat. Eine weitere Beschleunigung der Einwirkung bewirkt man erfindungsgemäß durch eine elektrolytische anodische Behandlung der zu überziehenden Gegenstände, wobei eine mäßige Spannung angewendet wird.

Vorteilhaft wird die Ansäuerung des Bades mittels einer Säure vorgenommen, welche min- · destens so stark ionisiert ist wie Essigsäure, insbesondere Oxalsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure, und welche in solcher Konzentration verwendet wird, daß eine Hydrolyse des Ferrioxalats verhindert wird, jedoch eine nennenswerte Beizwirkung nicht entsteht.

Die Gegenwart von Ferrihydroxyd ist nachteilig wegen der Gefahr der Verschmutzung des Überzuges oder der zu überziehenden Metallfläche. Es ist insbesondere erwünscht, daß kein Einschluß von Ferrihydroxyd im Überzug stattfindet, da hierdurch das Rosten des darunterliegenden Metalls stark beschleunigt wird. Auch die Reaktion, durch welche Ferriion mit metallischem Eisen reagiert unter Bildung von Ferroion oder Ferrooxalat, wird durch die Aufrechterhaltung eines gewissen Aziditätsgrades in der Behan'dlungsflüssigkeit wesentlich erleichtert.

Die genaue chemische Natur des Überzuges ist unbekannt, aber es scheint, als ob er aus einer Mischung komplexer Oxalate besteht, in welcher, empirisch gesprochen, das Ferrooxalat vorzuherrschen scheint. Gleichgültig, ob es sich um Ferro- oder Ferrioxalat handelt, ist das Überzugsmaterial unlöslich in Lösungen schwaeher Säuren, wie z. B. Essigsäure. Es ist hoch widerstandsfähig gegen Angriffe. Soweit der Überzug aus Ferrooxalat besteht, können zwei Drittel desselben als aus der Lösung und nur ein Drittel als aus dem Eisen des zu überziehenden Gegenstandes herrührend angesehen werden. Die Wirkung des Ferrioxalatbades ist regelmäßig, und es findet keine störende Entwicklung von Wasserstoff statt, wodurch der Überzug abgelöst wird, was bei Verwendung der meisten Überzugsbäder saurer Natur der Fall ist. 0

Gegenüber der bekannten Verwendung von Oxalsäure zum Überziehen von Eisen- und

Stahlgegenständen bietet die Erfindung den wesentlichen Vorteil, daß keine Wasserstoffgasentwicklung an der Oberfläche des zu überziehenden Metalls eintritt. Die in Oxalsäurelösungen auftretenden Gasblasen machen nämlich den Überzug unvollständig und porös. Es kommt weiter hinzu, daß bei den Oxalsäurebädern das gesamte Metall, welches in den Überzug als Eisenoxalat eintritt, aus dem ίο darunterliegenden Metall stammt. Bei Ferrioxalatbädern wird jedoch nur ein Drittel des Metalls im Überzug aus dem Eisen des zu überziehenden Gegenstandes übernommen, während zwei Drittel aus dem Bad selbst stammen. Dies ist von großer Wichtigkeit, besonders beim Behandeln von Gegenständen geringer Dicke. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß gute Überzüge bereits nach 30 bis 60 Sekunden erzielbar sind, weil das Ferrioxalat viel schneller auf das Metall einwirkt als die Oxalsäure. Schließlich ist noch zu beachten, daß das Oxalsäurebad zur Erzielung der besten Ergebnisse auf 95 bis 99° C erwärmt werden muß. Demgegenüber werden gleich gute Überzüge mit dem Ferrioxalatbad bereits bei 50 bis 70⁰ C erreicht.

Bei einer Konzentration an Ferrioxalat von etwa 5% ist die Verwendung von 0,5 % Schwefelsäure im Bad reichlich. Wenn Oxalsäure an Stelle der Schwefelsäure benutzt wird, ist mindestens 1% wünschenswert. Es kann auch gewünschtenfalls mehr Oxalsäure verwendet werden. Gute Ergebnisse erzielt man, wenn das Ferrioxalat und die Oxalsäure in etwa äquimolekularen Mengen vorhanden sind. Ein größerer Anteil an Oxalsäure ist nachteilig wegen ihrer Einwirkung auf das metallische Eisen und die sich ergebende Entwicklung von gasförmigem Wasserstoff. Das Bad kann erforderlichenfalls durch Ferrioxalat aufgebessert werden, und die Regelung der Badzusammensetzung kann im Bedarfsfalle durch geeignete Zusätze von Oxalsäure oder Ferrihydroxyd von guter Reaktionsfähigkeit bewirkt werden. Die 4-5 Herstellung des Überzuges entzieht dem Bad sowohl Eisen als auch Oxalat.

Eine besondere Konzentration des Bades ist nicht von großer Wichtigkeit. Gute Ergebnisse werden mit einem Bad erzielt, welches 50 Teile Ferrioxalat und 25 Teile Oxalsäure pro Liter enthält bei einer Temperatur von rund 90⁰ C. Das Ferrioxalat kann von handelsüblicher Beschaffenheit sein, wie es für die Herstellung von Blaupausen benutzt wird (gelbbraunes Schuppenpräparat). Die Temperatur kann ebenfalls schwanken. Im allgemeinen erhöht sich die Bildungsgeschwindigkeit des Überzuges mit der Temperatur, aber ein Kochen des Bades sollte vermieden werden. Der zu überziehende Eisen- oder Stahlgegenstand wird in das Bad bei geeigneter Temperatur eingetaucht und verbleibt so lange darin, bis ein feinkörniger, seidenglänzender Überzug gebildet ist, worauf der Gegenstand aus dem Bade genommen, gewaschen und getrocknet wird. Der Gegenstand kann ohne weitere Behandlung in Benutzung genommen werden, oder er kann mit einem Farbanstrich, Firnis- oder Lacküberzug versehen werden. Während die Haftfähigkeit des Färb-, Firnis- oder Lacküberzuges bei blankem Eisen oder Stahl nicht gut ist, ist die Verbindung des Oxalatüberzuges mit dem darunter befindlichen Metall ausgezeichnet und gibt eine gute Verbindung mit dem Färb- und Lacküberzug. Die Färbung des Oxalatüberzuges ist gewöhnlich olivgrün, wenn reine Chemikalien verwendet werden. In der Lösung vorhandene Fremdmetalle suchen in den Überzug bis zu einem gewissen Maße überzugehen und verändern dessen Färbung. Die Gegenwart von gewöhnlichem Rost auf den Gegenständen ist unwesentlich, da mit der etwas angesäuerten Lösung, welche gemäß der Erfindung benutzt wird, der Rost in Lösung geht. Die Überzugswirkung erscheint als eine glatte Reduktion von Ferrioxalat zu Ferrooxalat unter Niederschlagung des letzteren auf der Eisenfläche; das Ferrooxalat wird offenbar auf Kosten des Eisens des zu überziehenden Gegenstandes gebildet.

Bei keiner der oben beschriebenen Verfahrensweisen ist es notwendig, von dem reinen trockenen Ferrisalz auszugehen. Es genügt, auf irgendwelche Weise eine angesäuerte Lösung herzustellen, welche in richtigen Mengenverhältnissen Ferriion und das erwünschte Säureradikal enthält, welches einen Teil des Überzuges bilden soll. In dem Bad von Ferrioxalat ist stets etwas Ferrooxalat vorhanden, welches auf Kosten des' Ferrioxalats durch Reduktion im Bade gebildet wird. Seine Gegenwart ist nicht nachteilig, vielmehr andererseits erwünscht, solange es nicht in solcher Menge vorhanden ist, daß ein unlöslicher Niederschlag oder Schlamm entsteht. Gewisse Vorteile der vorliegenden Erfindung können auch beim Überziehen von Eisen oder Stahlgegenständen mit anderen organischen Eisenverbindungen nutzbar gemacht werden, wie z. B. mit dem Tartrat und Salicylat.

Die bei Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung erzeugten Überzüge finden zahlreiche Anwendung. Eine besondere Verwendung, zu welcher die Überzüge hervorragend geeignet sind, besteht in der Herstellung von lamelliertem Eisen für Elektromagnet^, Transformatorenkerne und ähnliche elektrische Apparate, wobei der Überzug als Isolierschicht an Stelle des Walzensinters oder anderer Isolierüberzüge dient. Derartige lamellierte Kerne u. dgl. werden bekanntlich aus zahlreichen aufeinandergelegten dünnen flachen Eisenblechen

hergestellt, welche in entsprechende Formen geschnitten sind und die voneinander durch Walzensinter oder ein anderes Isoliermaterial isoliert sind zur Verringerung der Wirbelstrom-Verluste. Es wurde gefunden, daß bei einem gegebenen Transformatorenkern mit Walzensinter als Isolator der elektrische Widerstand senkrecht zur Lamellenebene ioo Ohm beträgt, während der nämliche Kern, jedoch unter Ver-

Wendung der Überzugsschicht gemäß der Er-. findung zur Isolierung, einen Widerstand von 4 ooo ooo 0hm aufweist.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Überziehen von Eisen- und Stahlgegenständen mit einer Schutzschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Gegenstände der Einwirkung

   einer wäßrigen Lösung von Ferrioxalat unterworfen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung einer angesäuerten Lösung von Ferrioxalat, wobei die Ansäuerung des Bades mittels einer Säure erfolgt, welche mindestens so stark ionisiert ist wie Essigsäure, insbesondere Oxalsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure, und welche in einer solchen Konzentration verwendet wird, daß eine Hydrolyse des Ferrioxalates verhindert wird, jedoch eine nennenswerte Beizwirkung nicht entsteht.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine elektrolytische anodische Behandlung des zu überziehenden Gegen-Standes.