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Title:
CHROMATING PROCESS OR PHOSPHATE-CHROMATING PROCESS AND MATERIALS SUITABLE FOR IDENTIFYING THE TREATMENT PROCESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/021278
Kind Code:
A1
Abstract:
Various additives are used to differentiate chemically among treatment baths as well as the chemically reacted coatings. The differentiation is done by adding to the standard chromating or phosphate-chromating baths one or more of the following metals in the form of oxides, acids or their salts: titanium, vanadium, manganese, cobalt, nickel, silver, hafnium, tungsten. The identification of the treatment process that has produced a certain workpiece is done preferably by means of non-destructive testing (surface analysis, microanalysis) of the treated workpieces.

Inventors:
VIGNATI ANTONIO (IT)
PALLADINI LODOVICO (IT)
VANAZZI MASSIMO (IT)
Application Number:
PCT/EP1995/000252
Publication Date:
August 10, 1995
Filing Date:
January 25, 1995
Export Citation:
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Assignee:
HENKEL KGAA (DE)
VIGNATI ANTONIO (IT)
PALLADINI LODOVICO (IT)
VANAZZI MASSIMO (IT)
International Classes:
C23C22/24; C23C22/33; C23C22/42; C23C22/43; (IPC1-7): C23C22/24
Domestic Patent References:
WO1993000457A11993-01-07
WO1993016149A11993-08-19
WO1992003594A11992-03-05
Foreign References:
FR1470884A1967-02-24
US3397090A1968-08-13
GB1128369A1968-09-25
GB618667A1949-02-24
GB2172614A1986-09-24
US3647568A1972-03-07
FR1075264A1954-10-14
EP0372915A11990-06-13
Other References:
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 108, no. 2, 11 January 1988, Columbus, Ohio, US; abstract no. 10167x, KANO: "Chromating of aluminum alloy fuel pipes" page 256; column l;
NIKOLOWA M ET AL: "ZUSAMMENSETZUNG UND SCHUTZFUNKTION VON CHROMATUEBERZUEGEN", GALVANOTECHNIK, vol. 82, no. 7, 1 July 1991 (1991-07-01), pages 2321 - 2324, XP000234044
ARROWSMITH: "Chromat-Phosphat-Überzüge auf Aluminium", GALVANOTECHNIK, vol. 78, no. 7, 1 July 1987 (1987-07-01), SAULGAU, pages 1874 - 1882
DATABASE WPI Week 1493, Derwent World Patents Index; AN 93-113106
DATABASE WPI Week 2492, Derwent World Patents Index; AN 92-196457
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Claims:
Patentansprueche
1. Chromat bzw. PhosphatChromatverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass in die Standard Baeder verschiedene, analytisch feststellbare Metalle eingebracht werden.
2. Chromat bzw. PhosphatChromatverfahren nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass den Standard Baedern ein oder mehrere der nachstehenden Metalle in Form von Oxyden, Saeuren oder derer Salze zugegeben werden: Titan (als Ti) 10 b s 5000 ppm Vanadin (als V) 10 fa¬ s 1000 ppm Mangan (als Mn) ll) b" s 1000 ppm Kobalt (als Co) 10 b" s 5000 ppm Nickel (als Ni) 10 bis 5000 ppm Silber (als Ag) 10 bis 1000 ppm Hafnium (als Hf) 10 bis 5000 ppm Wolfram (als W) 10 bis 1000 ppm .
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellung des Behandlungsverfahrens mit Hilfe von zerstoerungsfreien Pruefungen (OberflaechenMikrαanalysen) erfolgt. ERSATZBLÄTT RE.
Description:
Chromatverfahren bzw. Phosphat-Chromatverfahren und zur Feststellung des Behandlungsverfahrens geeignete Werkstoffe

Beschreibung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, folgendes in der Praxis ent ¬ stehende Problem zu loesen: Die Hersteller von Tueren und Fenstern aus Aluminium verschaffen sich die erforderlichen Profile je nach der Wirt¬ schaftlichkeit bei einer Mehrzahl von Lieferanten, welche das Chromatieren bzw. Phosphat-Chromatieren der Profile durchfuehren und letztere ihrer- seits bei ProfilProduzenten erwerben. Kommen dabei bekannte Werkstoffe und Verfahren zur Anwendung, so ist es, bei vorkommenden Fehlern der Ueberzuege, praktisch un oeglich, denjenigen Lieferanten zwecks Entschae- digung zu ermitteln, der die entsprechende Behandlung durchgefuehrt hat bzw. die betroffene Profiliefermenge zu erkennen (die sich von weiteren auf Lager gelegten Liefermengen nicht unterscheiden laesst), damit deren weitere Verwendung unterbrochen wird und weitere Beanstandungen und Be¬ nachteilungen vermieden werden.

Das Behandlungsverfahren und insbesondere das Werk, wo die Werkstuecke erzeugt wurden, soll nun erfindungsgemaess durch die Bestimmung von in einem Chromat- bzw. Phosphat-Chromatueberzug auf einem Traeger aus Alu¬ minium anwesenden Metallen feststellbar gemacht werden.

Dabei soll unter "Chromat-bzw. Phosphat-Chromatueberzug" ein chemisch umgesetzter Ueberzug auf der Bais von Chromchro at bzw. Chromphosphat verstanden werden. Ein derartiger Ueberzug wird durch Behandlungen in Baedern erhalten.

Der Ausdruck "Traeger aus Aluminium" bedeutet hier nicht nur Reinaluminium, sondern auch Legierungen, worin Aluminium in einem Anteil von zumindest 50% enthalten ist, beispielweise Aluminiumlegierungen mit einem geringen Anteil an Metallen, wie Silizium, Magnesium, Mangan, Eisen, Kupfer, usw.

Die Überzugslösungen und die Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kommen vorzugsweise an Oberflachen von Aluminiumlegierungen mit massig glänzendem und blankem Aussehen zur Anwendung. Da Chromat bzw. Phosphat- -Chro atbehandlungen an sich allgemein bekannt und genormt sind, braucht auf deren Beschreibung und Kennzeichnung, nicht näher eingegangen zu werde

In die Chromat- bzw. Phosphat-Chromat-Bäder werden also erfindungsgemäss verschiedene Zusatzstoffe eingebracht, damit sowohl die Behandlungsbäder, als auch die chemisch umgesetzten Überzüge voneinander chemisch unter= scheidbar sind.

Die "Standard" Chromatbäder sind folgendermassen erkennbar:

- Chrom (Cr 6+ ) 100 bis 10000 pp - Fluoride (als F ) (in einfacher oder komplexer Form) 10 bis 2000 pp

- Nitrate (als NOJ 0 bis 10000 pp

- weitere Beschleuniger (wie K,Fe(CN) c ) usw. 0 bis 2000 pp 0

- Natrium und Kalium (als Na + bzw. K + ) 0 bis 10000 Dp

-weitere Verbindungen (organische Anione, Katione, usw.) 0 bis 10000 pp

wogegen die "Standard" Phosphat-Chromat-Bäder an nachstehenden Merkmalen erkennbar sind:

- Chrom (Cr + ) 100 bis 10000 pp

3_ - Phosphate (als PO ). 30 bis 10000 pp

- Fluoride (als F )(in einfacher oder komplexen Form) 10 bis 2000 pp

- Natrium oder Kalium (als Na + bzw. K + 0 bis 10000 pp

- weitere Verbindungen (organische Anione, Katione, usw.) 0 bis 10000 pp

Die gewünschte Unterscheidung wird nun dadurch erzielt, dass diese "Standard" Chromat- bzw. Phosphat-Chromat-Bädern ein oder mehrere Me in Form von Oxyden, Säuren oder derer Salze zugegeben werden:

- Titan (als Ti) 10 bis 5000 ppm

- Vanadin (als V) 10 bis 1000 ppm

- Mangan (als Mn) 10 bis 1000 ppm

- Kobalt (als Co) 10 bis 5000 ppm

- Nickel (als Ni) 10 bis 5000 ppm - Silber (als Ag) 10 bis 1000 ppm

- Hafnium (als Hf) 10 bis 5000 ppm

- Wolfram (als W) 10 bis 1000 ppm

In den so erhaltenen Behandlungsbädern für die chemische Umsetzung en halten die dem Chromatieren bzw. Phosphat-Chromatieren unterworfenen Werkstücke aus Aluminium oder dessen Legierungen im erzeugten Überzug auch aussagekräftig feststellbare Mengen des Metalls oder der Metalle die in Form von Salzen oder Oxyden im Bad enthalten sind, ohne dabei die chemischen oder physikalischen Eigenschaften des Überzuges zu ver ändern.

Falls ein zu identifizierendes Werkstück lackiert ist, so ist der Lac film sorgfältig mit Hilfe von Lösungsmittelnderart zu entfernen, dass die chemischen Eigenschaften des Überzuges nicht durch einen chemisch sauren oder alkalischen Angriff beeinflusst werden.

Die Identifizierung des Behandluπgsverfahrens, das zu einem bestimmte Werkstück geführt hat, kann mit Hilfe von zerstörenden Prüfungen (chemische Abtragung) oder zerstörungsfreien Prüfungen (oberflächlich Mikroanalysen) der so behandelten Werkstücke erfolgen.

Fuer die Durchfuehrung der zerstoerenden Pruefungen ist die spezifische Methode nach der UNI-Norm 9921, Anhang E, empfehlenswert, wobei ausschlies lich weniger als 4 Stunden lang gealterte und unterhalb von 40°C getrocknet Ueberzueje verwendet werden sollten. Dabei koennte aber auch das Grund- metall teilweise abgetragen werden, so dass, wenn das kennzeichnende Element in der Legierung vorhanden ist, die Ergebnisse- nicht mehr zu- verlaessig sind und daher auf die zerstoerungsfreie Methode verwiesen wird.

Entsprechendes gilt fuer gealterte Ueberzuege.

Die so erhaltene Loesung ist mit Geraeten zum Nachweis der nachgesuchten Metalle (Flammenspektrometer fuer Atomabsorption, Sequenz-Spektrometer mit Plasma-Emission) zu untersuchen, wobei gegebenenfalls eine vorangehend Vorkonzentration (durch langsames Sieden) der zu untersuchenden Loesung vorgenommen wird.

Die zerstoerungsfreien Pruefungen sind mittels Oberflaechen-Mykroanalyse mit an SEM (Scanning Electron Microscopy) angebrachtem EDS Sensor (Energy Dispersive Microscopy) oder mittels aehnlicher Geraete durchfuehrbar, die bei Oberflaechen-Analysen eine analytische Aussage mit hoeherer Genauig¬ keit (ESCA - AUGER usw.) liefern.

Dank dieser Technologien, fuehrt man Oberflaechen-Analysen an Schichten mit besonders geringen, weniger als 2 ,um betragender Schichtdicke, unter Verwendung eines EDS-Sensors durch (also bei unterhalb von 15 kV liegenden Energien), so ist die Anwesenheit der hinzugefuegten Metalle feststellbar.

Wird derart vorgegangen, so wird auch ein Anteil des Grundmetalls it- erfasst und daher, enthaelt die Legierung das oder die das Verfahren kenn- zeichenden Elemente, dann sind die Ergebnisse derart auszuwerten, dass die Analyse der geprueften Schicht mit Analysen an Werkstuecken aus dersel ben Aluminiumlegierung verglichen werden, welche mit einem Verfahren ohne kennzeichendem Element bzw. kennzeichnenden Elementen behandelt wurde

ie mittels aufeinander folgenden Oberflächen-Mikroanalysen an aussage= kräftigen Flächen ein-und desselben Werkstückes (bei 100 bis 500 Ver= grösserungen) festgestellte Anwesenheit eine bestimmten Elementes kenn= zeichnet auf diese Weise die Herkunft eines Werkstückes aus einem be= stimmten Behandluπgsprozess.

ERSATZBLAΓΓ(REGEL26)