Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
PASSIVATION METHOD FOR ZINC-NICKEL LAYERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/012877
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the passivation of electrodeposited zinc-nickel coatings, according to which the coating is treated with an oxidizing agent, thus obviating the need for chromium-VI.

Inventors:
Hillebrand, Ernst-walter (Am Brauck 19 Wickede/Ruhr, D-58739, DE)
Application Number:
PCT/EP1999/005995
Publication Date:
February 22, 2001
Filing Date:
August 16, 1999
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
WALTER HILLEBRAND GMBH & CO. GALVANOTECHNIK (Westerhaar 56-58 Wickede/Ruhr, 58739, DE)
Hillebrand, Ernst-walter (Am Brauck 19 Wickede/Ruhr, D-58739, DE)
International Classes:
C23C22/53; (IPC1-7): C23C22/53
Foreign References:
EP0760401A11997-03-05
US5393354A1995-02-28
GB2097024A1982-10-27
US4331487A1982-05-25
Other References:
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 121, no. 6, 8. August 1994 (1994-08-08) Columbus, Ohio, US; abstract no. 62348v, EL-SHARIF M. R.: "Sudies of chemical conversion treatments of electrodeposited zin-chomium or zinc-nickel-chromium" XP000665390 & INTERN. CORROSION CONGRESS NACE, Bd. 12, Nr. 1, 1993, Seiten 329-340, Houston
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 033 (C-472), 30. Januar 1988 (1988-01-30) -& JP 62 180080 A (KOBE STEEL LTD), 7. August 1987 (1987-08-07)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 271 (C-311), 29. Oktober 1985 (1985-10-29) -& JP 60 121275 A (SUMITOMO KINZOKU KOGYO KK), 28. Juni 1985 (1985-06-28)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 007 (C-673), 10. Januar 1990 (1990-01-10) -& JP 01 255675 A (NISSHIN STEEL CO LTD), 12. Oktober 1989 (1989-10-12)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 221 (C-598), 23. Mai 1989 (1989-05-23) -& JP 01 031982 A (NIPPON STEEL CORP), 2. Februar 1989 (1989-02-02)
DATABASE WPI Section Ch, Week 199420 Derwent Publications Ltd., London, GB; Class M14, AN 1994-165770 XP002125199 & SU 1 801 987 A (DNEPR MASH TECHN INST), 15. März 1993 (1993-03-15)
WHARTON J A ET AL: "NON-CHROMATE CONVERSION COATING TREATMENTS FOR ELECTRODEPOSITED ZINC-NICKEL ALLOYS" TRANSACTIONS OF THE INSTITUTE OF METAL FINISHING,GB,INSTITUTE OF METAL FINISHING. LONDON, Bd. 74, Nr. PART 06, Seiten 210-213-213, XP000635797 ISSN: 0020-2967
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 085 (C-410), 14. März 1987 (1987-03-14) -& JP 61 238979 A (KOBE STEEL LTD), 24. Oktober 1986 (1986-10-24)
Attorney, Agent or Firm:
König, Reimar (König Palgen Schumacher Kluin Lohengrinstrasse 11 Düsseldorf, D-40549, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Passivierung von galvanischen Zink/Nickel Überzügen da durch gekennzeichnet, daß der Überzug mit einem Oxidationsmittel behan delt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidati onsmittel ein Peroxidsulfat eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Zink/NickelSchicht eine Konversionschicht aufgetragen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversi onsschicht aus einem Polymerwachs besteht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Trockenschmierstoffschicht aufgetragen wird.
Description:
PASSIVIERUNGSVERFAHREN FIJR ZINK-NICKEL-SCHICHTEN Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Passivierung von Zink-Nickel- Schichten.

Die Passivierung von galvanischen Überzügen ist bekannt und dient dem Korrosionsschutz sowie als Haftuntergrund für weitere Beschichtungen, wie beispielsweise Kunststoffbeschichtungen oder Lacke.

Die im Stande der Technik bekannten Verfahren greifen auf eine Chromatie- rung zurück, bei der vorzugsweise eine Chrom-VI-Schicht erzeugt wird, die eine gute Korrosionsbeständigkeit liefert. In Verbindung mit Zink sind hier blau-gelb, schwarz-und Oliv-Chromatierungen und für Nickeltransparent Gelb-und Schwarz-Chromatierungen bekannt, die jeweils eine unterschiedli- che Korrosionsbeständigkeit aufweisen.

Für den Zink-Nickel-Bereich hat die Schwarzchromatierung als Korrosions- schutz mit bevorzugter ästhetischer Wirkung weite Verbreitung gefunden.

In der deutschen Offenlegungsschrift 33 02 502 ist eine Chromatierung für eine Zink-Kobalt-Beschichtung beschrieben.

Der weitverbreitete Einsatz von Chromaten als Korrosionsschutzschicht be- sitzt erhebliche Nachteile. So ist das vornehmlich zum Einsatz kommende Chrom-VI karzinogen. Eine zusätzliche Schutzbeschichtung ist daher erfor- derlich, um einen Hautkontakt zu vermeiden. Ungelöst bleibt jedoch das Problem, daß Chrom-VI beschichtete Teile eine erhebliche Umweltbela- stung, insbesondere als Altlast, darstellen. Bei umweltschonender Entsor- gung verursachen Chrom-VI beschichtete Teile hohe Entsorgungskosten.

Zur Vermeidung des unerwünschten Chrom-VI ! iäßt sich auch eine Chrom-III- Passivierung mit blauem Farbton einsetzen. Diese besitzt jedoch wie die als weitere Alternative bekannte Molybdän-Passivierung unzureichende Korro- sionsschutzeigenschaften. Insbesondere sind die beiden vorgenannten Chromatierungsverfahren nicht für Zink-Nickel-Überzüge geeignet.

Ein weiteres Problem, welches vorrangig bei der Schwarz-Passivierung von Zink-Nickel-Überzügen auftritt, liegt in dem etwa 2 um betragenden Abtrag der Zink-Nickel-Schicht. Bei einer Gesamtschichtdicke von ca. 10 um stellt dieser Abtrag einen Kostenfaktor von ca. 20% dar.

Ferner führt der Anstieg von Chrom-III und Zink in der Chromatierungslösung dazu, daß diese sich schnell verbraucht und ein häufiger Neuansatz der Lö- sung sowie Entsorgung der Altlösung erforderlich ist.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Passivierung für Zink- Nickel-Überzüge zu schaffen, die keine gesundheitliche Gefahr und keine Schwierigkeiten bei der Entsorgung mit sich bringt sowie zu einer Kostenein- sparung führt.

Das Problem wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.

Bei diesem Verfahren wird die Zink-Nickel-Oberfläche unter Vermeidung jeg- lichen Einsatzes von Chrom mit einem Oxidationsmittel behandelt und kann anschließend mit einer weiteren Schicht überzogen werden.

Der Überzug kann dazu dienen, die optische Qualität der Oberfläche zu ver- bessern oder die Gleiteigenschaften zu erhöhen. Darüber hinaus können weitere Schichten als Korrosionsschutzschicht aufgetragen werden.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Passivierung liegt in ihrer guten Rotrostbeständigkeit. Dies ist auf die Oberflächenstruktur zurückzufüh- ren, die sich aus der oxidativen Behandlung ergibt.

Die erfindungsgemäß passiverte Zink-Nickel-Schicht läßt sich mit einer be- liebigen Konversionsschicht oder auch direkt mit einem Gleitlack behandeln.

Als Konversionsschicht kommen organische oder anorganische Beschich- tungssysteme beispielsweise Silikate oder Polymerwachse in Frage.

Vorzugsweise besteht die Konversionsschicht aus Aquares, welches in die- ser Kombination einen besonderen Schutz gegen Weißrost bietet. Auf die Aquaresschicht kann dann zusätzlich ein Gleitlack aufgetragen werden, um optimale Gleiteigenschaften des beschichteten Bauteils zu erreichen. Als Gleitlack wird bevorzugt Molykote D708 der Firma Molykote eingesetzt.

Im folgenden wird zur Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel des näheren erläutert.

Die Bauteile werden zunächst mit einer 12 bis 15,5%-igen Zink-Nickel- Schicht galvanisch beschichtet. Diese Zink-Nickel-Schicht wird mit Ammoni- umperoxidsulfat bei einem pH 1,8 oxidiert. Die oxidierte Zink-Nickel-Schicht wird zur Verbesserung der optischen oder technischen Qualität nachbehan- delt. Diese Nachbehandlung kann aus einem anorganischen oder organi- schen Film bestehen.

Beispiel 1 : (anorganischer Film) Einen anorganischen Film bildet eine Lösung aus, die Natriumsilikat in gelö- ster Form enthält : 50 g/I Natronwasserglas pH von 8-10 (mit Natronlauge bzw. verdünnter Phosphorsäure eingestellt)

Beispiel 2 : (organischer Film) 50 gui Acrylat-Styrol-Copolimerisat (wie Acronal 567 D der BASF) 2 g/l Isopropanol 0,01 gui Verdickungsmittel pH-8-10 (mit verdünntem Ammoniak eingestellt) Beispiel 3 : (organischer Film) 25 gui Polyethylenwachs (wie Luwax OA2 der BASF) 2 gui Lutensol ON110 (Tensid, BASF, als Emulgator für Wachs) pH=8-10 (mit verdünntem Ammoniak eingestellt) Beispiel 4 : (organischer Film) Ebenso können organische Filme mittels der Elektrotauchlackierung aufge- bracht werden. Hierzu eignet sich bevorzugt eine kathodische Tauchlackie- rung, bei der das Werkstück in einer entsprechenden wässrigen Lösung als Kathode geschaltet wird. An der Kathode bildet sich Wasserstoff und damit steigt der pH-Wert im Kathodenfilm an. Die gelösten organischen Bestand- teile fallen bei hohem pH-Wert aus und bilden einen dünnen Film auf der Oberfläche. Dieser Film verringert die Leiffähigkeit in der Oberfläche stark.

Ist die gesamte Oberfläche beschichtet, kommt es daher zu einem erhebli- chen Spannungsanstieg und der Beschichtungsprozeß ist zu Ende. Die nachgeschaltete Trocknung ist nun ein Einbrennvorgang bei ca. 180°C.

Ferner können in entsprechenden Lösungen die Werkstücke auch als Anode (anodische Tauchlackierung) geschaltet werden. Hierbei, entwickelt sich Sauerstoff an der Anode und daher der pH-Wert nach unten (tiefere Werte) absenkt. Die vorher zum Beispiel mit Ammoniak gelösten Polycarbonsäuren scheiden sich nun wieder ab.