[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrophoretischen Tauchlackierung chromatierbarer
Metalloberflächen. Chromatierbare Metalloberflächen sind in erster Linie Oberflächen
der Metalle Zink, Cadmium, Aluminium, Magnesium, sowie deren chromatierbare Legierungen.
Das Verfahren ist daher auch zur elektrophoretischen Tauchlackierung von Eisen und
Stahloberflächen geeignet, die mit derartigen Metallen oder deren Legierungen überzogen
sind, beispielsweise zur Lackierung von verzinkten Eisen- oder Stahloberflächen.
[0002] Metalloberflächen werden nicht nur zu dekorativen Zwecken lackiert, häufig -vor allem
bei der Lackierung von Eisen- und Stahlteilen- steht der Korrosionsschutz im Vordergrund.
Durch eine Lackierung von Eisen- und Stahlteilen wird ein sehr guter Korrosionsschutz
erreicht, solange der Lack einen lückenlosen Überzug bildet. Weist die Lackschicht
Poren, Löcher, Risse oder ähnliche Fehler aufgrund von Verletzungen, Alterungsprozessen
oder aufgrund fehlerhafter Herstellung der Lackschicht auf, so kommt es, ausgehend
von diesen Fehlern, zu einer schnellen Rostbildung und einem blumenkohlartigen Abheben
der von Korrosionsprozessen unterwanderten Lackschicht ("Blumenkohl"-Korrosion und
Filiformkorrosion). Der Korrosionsschaden bleibt also nicht auf den Ort des Fehlers
in der Lackschicht begrenzt, sondern breitet sich schnell aus.
[0003] Ein Korrosionsschutz, der auch bei kleineren Verletzungen der Schutzschicht erhalten
bleibt, kann durch eine Verzinkung gebildet werden. Durch eine Feuerverzinkung von
Stahlteilen wird wegen der dicken Zinkschicht von typischerweise 50 bis 200 µm zusammen
mit der Eisen-Zink-Legierung als Übergangsschicht von Zink an der Oberfläche zum Basismaterial
Stahl ein ausgezeichneter Korrosionsschutz erreicht.
[0004] Bei einer galvanischen Verzinkung kommt man mit weit geringeren Dicken an Zinkschicht
aus. Außerdem weisen galvanisch verzinkte Stahlbleche keine spröden Zwischenschichten
aus Eisen-Zink-Legierungen auf. Die galvanische Verzinkung ermöglicht als einziges
kostengünstiges Verfahren einen kathodischen Korrosionsschutz des Stahls, der dazu
führt, daß auch bei Kratzern bis zu einer Breite von ca. 0,7 mm durch die Zinkschicht
die Korrosion des Stahls elektrochemisch unterdrückt wird.
[0005] Die Zinkschicht als alleiniger Schutz für Stahl ist bei den geringen Schichtdicken,
die bei galvanischen Verfahren aufgebracht werden (durchschnittlich 10 µm) jedoch
nur ein völlig unzureichender Korrosionsschutz. Dies gilt insbesondere für glänzende,
glatte Schichten. Diese sind nicht einmal griffest. Der im Salzsprühtest nach DIN
50021 festgestellte Korrosionsschutz ist nur minimal; bereits nach etwa 6 bis 8 Stunden
ist die Zinkschicht wegkorrodiert, und Braunrost erscheint.
[0006] Eine deutliche Verbesserung des Korrosionsschutzes ist durch Chromatieren oder Phosphatieren
der Zinkoberfläche erreichbar. So sind im Salzsprühtest bei Blauchromatierungen Zeiten
von 24 Stunden, bei Gelbchromatierungen bis etwa 200 Stunden bis zum Erscheinen des
ersten Weißrostes üblich.
[0007] Phosphatierungen auf galvanischen Zinkschichten erhöhen ebenfalls den Korrosionsschutz.
Diese Oberflächen sind jedoch rauh und zeigen bei Beschädigung nicht den Selbstheilungsmechanismus,
wie er von den Chromatierungen her bekannt ist. Daher werden Phosphatierungen nur
als Haftgrund für nachfolgende Lackierungen eingesetzt. Im Salzsprühtest sind diese
Schichten korrosionsfest bis zu etwa 150 Stunden Testdauer.
[0008] Diese Werte gelten jedoch nur für glattwandige Teile und nicht für kritische Stellen,
wie sie einspringende Winkel (z.B. Einsenkungen, Sacklöcher, Gewinde) darstellen.
In diesen Bereichen scheidet sich häufig aufgrund elektrischer Feldeffekte zu wenig
Zink ab, um einen guten Korrosionsschutz zu erzielen.
[0009] Die Schutzwirkung von Chromatierungen läßt sich durch Nachtauchen frisch chromatierter
Teile in speziellen wäßrigen sogenannten Versiegelungslösungen erhöhen, was sich im
Salzsprühtest deutlich auswirkt. In ähnlicher Weise werden bei dem aus der DE-AS 20
46 449 bekannten Verfahren zum Schutz korrosionsgefährdeter sicherheitsrelevanter
Teile, wie Bremsleitungen, galvanisch verzinkte Metallteile chromatiert, gespült und
danach spülnaß in eine Dispersion von Kunststoffen getaucht, wobei man eine elastische,
innig verzahnte Verbundschicht ungleichmäßiger Dicke aus Chromatierung und Kunststoff
erhält, die einen guten Schutz gegen Korrosion ergibt.
[0010] In der DE-AS 15 21 656 wird die Chromatierung von Zink und Zinklegierungen beschrieben.
Die chromatierten Metalloberflächen können nach dem Spülen und anschließendem Lufttrocknen
mit einem Sikkativanstrich auf der Basis sogenannter trocknender Öle (ungesättigte
Fettsäuren) ,die unter Sauerstoffaufnahme aus der Luft vernetzen, versehen werden.
[0011] Aus Umweltschutzgründen wird für die Kombination aus galvanischer Verzinkung und
nachfolgender porenfreier Lackierung bei Großanlagen (z.B. Automobilindustrie) meist
wasserverdünnbarer Lack, insbesondere Elektrotauchlack, eingesetzt.
[0012] Die Elektrotauchlackierung ist besonders geeignet, da bei diesem Verfahren gleichmäßig
dicke Schichten entstehen, so daß hohe Ansprüche an die Maßhaltigkeit der lackierten
Teile erfüllt werden können. Im Gegensatz zur galvanischen Abscheidung von Metallen
werden auch kritische Hohlräume, wie Sacklöcher oder Rohrinnenwände durchgehend lackiert.
Diese unzugänglichen Stellen sind in der Regel vor Verletzungen durch äußere Einflüsse
gut geschützt. Eine elektrophoretische Tauchlackierung von galvanisch verzinkten Stahlteilen
kann daher zu einer wesentlichen Verbesserung des Korrosionsschutzes führen. Sehr
problematisch bei dieser Kombination ist jedoch die Haftung zwischen Zink und den
organisch aufgebauten Lacken. Es hat sich gezeigt, daß unter Belastung durch Witterung
und/oder mechanischer Spannungen der Lack binnen kurzer Zeit abblättert. Für den Lackauftrag
ist daher eine Haftvermittlung erforderlich. Eine Haftvermittlung ist auch in jedem
Fall erforderlich, wenn Metalle mit ähnlichen Eigenschaften wie Zink, Beispiel Cadmium
oder Aluminium, lackiert werden sollen. Auch bei Stahl wird häufig ein Haftvermittler
eingesetzt.
[0013] Bei den Basismetallen Stahl, Zink (als Druckguß oder Schichtauftrag, beispielsweise
auf Stahl), Cadmium (als Schichtauftrag) Aluminium (oder dessen Legierungen), sowie
Magnesium (oder dessen Legierungen), besteht die Haftvermittlung in der Regel aus
einer Phosphatierung.
[0014] Das Phosphatierverfahren weist jedoch einige gravierende Nachteile auf:
-Das gesamte Verfahren zur Haftvermittlung mittels Phosphatierung ist ziemlich umfangreich:
-Aktivieren (Impfen mit TiO₂-Partikeln, um feinkörnige, gleichmäßige Phosphatierschichten
zu erhalten)
-Phosphatieren; Spülen
-Chromsäuretauchen; Spülen.
[0015] Es erfordert deshalb entsprechende Anlageninvestitionen und führt zu langen Durchlaufzeiten;
außerdem sind die eingesetzten Chemikalien teuer.
-Die Phosphatierlösung muß ständig filtriert werden, um ausgefallenes, unlösliches
tertiäres Phosphat zu entfernen; dieses würde den Phosphatierprozeß stören.
-Die Konzentration der Phosphatierlösung ist mit 100 bis 200 g/l Phosphatiersalz sehr
hoch; dies erfordert nach dem Phosphatieren einen erheblichen Aufwand bei der Spülung.
Sowohl die Filtration, als auch die Spülung, führen zu erheblichem Anfall an phosphathaltigem
Schlamm; dieser ist aufgrund des Schwermetallgehaltes als Sondermüll zu entsorgen.
-Die Analyse der Phosphatierlösung ist aufwendig und nur schwer automatisierbar; um
gleichbleibende Qualität bei Dauerbetrieb zu gewährleisten, sollte das Verfahren jedoch
automatisiert werden.
[0016] Bisher mußte der Fachmann davon ausgehen, daß eine Haftvermittlung für Elektrotauchlacke
durch Chromatieren nicht möglich ist. Wurden nämlich Metalloberflächen, die beispielsweise
mit chromatierten Verbindungsteilen, wie Schrauben, versehen waren, durch elektrophoretische
Tauchabscheidung lackiert, so zeigte sich an diesen Teilen eine mangelhafte Lackierung
bzw. Lackabplatzungen wie z.B. in "Galvanotechnik
80 (1989), Seiten 1615-1621 und in "Versiegelung und Lackierung von galvanisch verzinkten
Oberflächen, Vortrags- und Diskussionstagung vom 21. und 22.02.1989, Düsseldorf",
Deutsche Forschungsgesellschaft für Oberflächenbehandlung e.V.(DFO) gemeinsam mit
der deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e.V.(DGO), Seite 143-153,
beschrieben.
[0017] Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, durch das Elektrotauchlacke
auf chromatierbaren Metalloberflächen mit wesentlich besserer Haftung als es dem Stand
der Technik entspricht, abgeschieden werden können und durch das die erwähnten Nachteile
der Phosphatierung zur Haftvermittlung vermieden werden können.
[0018] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur elektrophoretischen Tauchlackierung
chromatierbarer Metalloberflächen gelöst,das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Metalloberflächen
durch Chromatieren vorbehandelt werden und die chromatierten Metalloberflächen von
der Chromatierung bis zum Einbringen in das Bad zur elekrophoretischen Tauchlackierung
naß gehalten werden. Unter Naßhalten ist zu verstehen, daß die nach dem Chromatieren
erhaltene wäßrig naße chromatierte Metalloberfläche bis zur Elektrotauchlackierung
unter derartigen Bedingungen gehalten wird, daß keine Trocknung eintreten kann.
[0019] Überraschenderweise hat es sich im Rahmen der Erfindung gezeigt, daß Chromatierschichten
als Haftvermittler für Elektrotauchlacke verwendet werden können, soweit diese nach
der Herstellung bis zur Elektrotauchlackierung im naßen Zustand gehalten werden.
Im Rahmen der Erfindung hat es sich gezeigt, daß frisch hergestellte, noch naße Chromatierschichten
eine hydrophile Oberfläche aufweisen, die zur Elektrotauchlackierung geeignet ist.
Diese Eignung wird beibehalten, wenn die frisch hergestellten Chromatierschichten
bis zur Elektrotauchlackierung naß gehalten oder feucht gelagert werden. Nach der
Trocknung der chromatierten Oberflächen können Elektrotauchlacke jedoch nur mit schlechter
Haftung abgeschieden werden. Es wurde auch gefunden, daß nach der Trocknung ein erneutes
Benetzen der einmal getrockneten Chromatierschicht mit Wasser zu keiner Verbesserung
der Haftung von durch Elektrotauchlackierung aufgetragenen Überzugsmitteln führt.
Dieser Sachverhalt gilt in gleicher Weise für sämtliche durch übliche Verfahrensweisen
aufgebrachten Chromatierschichten.
[0020] Erfindungsgemäß wird eine Chromatierung als Haftgrundlage vor der Elektrotauchlackierung
aufgebracht. Im Gegensatz zur bisher verwendeten Phosphatierung weist eine derartige
Chromatierung eine glatte,glänzende Oberfläche auf. Wenn die chromatierte Oberfläche
erfindungsgemäß naß gehalten wird, so weist die Oberfläche eine derart hohe Oberflächenspannung
auf, daß bei Benetzung mit Wasser an der Grenzfläche, also am Rand des Wassertropfens,
ein Randwinkel in der Größenordnung von 0 Grad entsteht. Erfolgt eine Trocknung, so
wird dieser Randwinkel stark erhöht, beispielsweise auf 20 bis 50 Grad, wodurch sich
eine schlechte Benetzbarkeit einstellt.
[0021] Die qualitativ hochwerte Abscheidung des Elektrotauchlackes auf der Chromatierschicht
kann dadurch sichergestellt werden, daß die Lackabscheidung direkt nach der Chromatierung
ohne Zwischentrocknung erfolgt.
[0022] Die qualitativ hochwertige Abscheidung des Elektrotauchlackes auf der Chromatierschicht
kann ferner dadurch sichergestellt werden, daß die Chromatierschichten bis zum Beginn
der Lackabscheidung durch Besprühen mit Wasser oder durch Lagerung in Luft mit einer
hohen relativen Feuchte dauernd feucht gehalten werden. Ein Besprühen mit Wasser kommt
vor allem dann infrage, wenn die gesamte Oberfläche besprüht werden kann.
[0023] Unter einer hohen relativen Feuchte ist eine solche Feuchte zu verstehen, die benötigt
wird, daß von der chromatierten Oberfläche kein Wasser verdampfen kann und eine Austrocknung
verhindert wird. Sie hängt von der Dauer ab, die bis zum Beginn der Lackabscheidung
überbrückt werden muß. Im allgemeinen ist beispielsweise von einer relativen Feuchte
von>90% auszugehen; sie kann bei langer Lagerung bis zum 100% betragen.
[0024] Eine Lagerung der frischen Schichten unter Wasser bis zum Beginn der Elektrotauchlackierung
ist dagegen weniger bevorzugt, da dabei Bestandteile der Chromatierung (insbesondere
Chromationen) in Lösung gehen können und es zu dem sogenannten Ausbluten der Chromatierschicht
kommen kann.
[0025] Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine Haftverbesserung von durch elektrophoretische
Tauchlackierung abgeschiedenen Überzügen auf Oberflächen chromatierbarer Metalle erzielt
werden. Derartige Metalle sind beispielsweise Zink, Cadmium, Aluminium, Magnesium
und deren chromatierbare Legierungen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit beispielsweise
für Eisen- bzw. Stahloberflächen wie Bleche geeignet, die mit derartigen chromatierbaren
Metallen, wie Zink, überzogen sind.
[0026] Die Chromatierung der Metalloberflächen erfolgt in dem Fachmann geläufiger üblicher
Weise. Es ist jedes bekannte Chromatierverfahren verwendbar, wie es beispielsweise
in dem Buch T.W. Jelinek, "Galvanisches Verzinken", Leuze Verlag 1982, beschrieben
wird.
[0027] Bevorzugt erfolgt die Chromatierung mittels einer Chromatierlösung, die nur aus anorganischen
Komponenten besteht. Eine derartige Chromatierlösung weist beispielsweise eine Konzentration
von 1 bis 10 g/l Chromsäure (H₂CrO₄), insbesondere etwa 4g/l Chromsäure bei einem
pH-Wert von 0 bis 3 vorzugsweise von 2,3 bis 2,7 auf. Es ist günstig, jedoch nicht
notwendig, wenn die Chromatierlösung ein oder mehrere Salze des zu chromatierenden
Metalls enthält. Beispiele für derartige Salze sind Chloride, Nitrate und/oder Fluoride.
Die Konzentration derartiger gegebenenfalls vorhandener Salze liegt beispielsweise
bei 0,001 bis 0,1 mol/l, vorzugsweise bei 0,05 mol/l. Der pH-Wert einer frisch anzusetzenden
Chromatierlösung kann beispielsweise mit einem Oxid oder Hydroxid des zu chromatierenden
Metalls eingestellt werden. Er kann während des Betriebs durch Messung, beispielsweise
mit einer Glaselektrode oder durch Leitfähigkeitsmessung kontrolliert werden und erneut
durch Säure- oder Oxid- bzw. Hydroxidzusatz auf den gewünschten Wert eingestellt werden.
[0028] Die gängigen Chromatierungen stellen die letzte Schicht, das sogenannte "Finish"
für chromatierbare Metalle dar und sind für diesen Zweck optimiert; d.h. sie bieten
einen gewissen Korrosionsschutz (bei Zink: Gelb- und Olivchromatierung) oder verbessern
das Aussehen ( bei Zink: Blau- und Schwarzchromatierung). Andere Aspekte wie Umweltfreundlichkeit,
lange Lebensdauer, Regenerierbarkeit etc., welche nicht unmittelbar die Qualität der
Chromatierschicht berühren, finden dagegen derzeit kaum Beachtung.
[0029] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dagegen wird die Chromatierung nur zur Haftvermittlung
benotigt, die Anforderungen an das Aussehen und teilweise auch an den Korrosionsschutz
werden vom Lack bzw. von der Kombination galvanisch abgeschiedene Zinkschicht/Lackschicht
erfüllt.
[0030] Für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet ist daher jede übliche Chromatierung,
die eine lange Lebensdauer, eine einfache Regenerierbarkeit und einen geringen Chemikalienverbrauch
der Chromatierbäder gewährleistet.
[0031] Beispielsweise sind Chromatierlösungen, die nur anorganische Komponenten enthalten,
besonders geeignet, da sie nach dem aus der DE-PS 31 38 503 bekannten Verfahren regeneriert
werden können. Nach der Lehre der DE-PS 31 38 503 werden störende Abbauprodukte aus
den Chromatierlösungen mit Hilfe von Ionenaustauschern, Elektrodialyse, Elektrolyse
oder chemische Oxidation entfernt, der pH-Wert oder die Leitfähigkeit werden während
des Betriebs gemessen, die Cr⁶⁺ - und Cr³⁺- Konzentrationen werden photometrisch bestimmt
und nach Maßgabe dieser Analysewerte werden Ergänzungslösungen zugegeben und der Durchfluß
durch die Ionenaustauscher bzw. die Trenn-, Austausch-, oder Reaktionsvorrichtungen
werden so geregelt, daß die Zusammensetzung der Chromatierlösung in einem vorgegebenen
Konzentrationsbereich gehalten wird. Zur Haftvermittlung zwischen galvanisch abgeschiedenem
Zink und Elektrotauchlack reichen sehr niedrig konzentrierte Chromatierlösungen aus.
Wegen der Ausschleppung der Chromatierlösung mit den chromatierten Metallteilen können
sich unerwünschte Abbauprodukte in den Chromatierlösungen nicht bis zu störenden
Werten aufkonzentrieren. Auf eine Entfernung der unerwünschten Abbauprodukte, wie
sie in der DE-PS 31 38 503 z.B. mit Hilfe von Ionenaustauschern vorgesehen ist, kann
daher verzichtet werden; es genügt eine Ergänzung zur Kompensation ausgeschleppter
Chromatierlösung.
[0032] Erfindungsgemäß können auch die bekannten Chromatierverfahren verwendet werden, die
ohne sechswertiges Chrom, also chromatfrei arbeiten. Auch diese Verfahren sind dem
Fachmann geläufig und werden beispielsweise in dem vorstehend genannten Buch von T.W.
Jelinek beschrieben. Derartige Chromatierungen sind zwar schlecht für Korrosionsschutzzwecke
geeignet, sie ergeben jedoch eine gute Haftvermittlung und haben den Vorteil, daß
die eingesetzten Bäder umweltfreundlich sind, da sie kein sechswertiges Chrom enthalten.
Derartige Bäder enthalten Chrom(III)-Salze, wie beispielsweise Kaliumchromsulfat;
sie können Säuren, wie Salpetersäure und Salze, wie Fluoride, beispielsweise Ammoniumhydrogenfluorid,
enthalten. Sie können, wie vorstehend beschrieben, allein durch Zugabe von Ergänzungslösung
regeneriert werden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren sind sämtliche üblichen Chromatierungen geeignet.
In der Bundesrepublik Deutschland sind die Chromatierverfahren nach der Vorschrift
DIN 50960, Teil 1, genormt. Man unterscheidet Farbloschromatierung, Blauchromatierung,
Gelbchromatierung, Olivchromatierung sowie auch Schwarzchromatierung. Diese Chromatierungen
sind beispielsweise für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet. Nach T. W. Jelinek,
"Galvanisches Verzinken", Leuze Verlag 1982, Seite 140 werden bei der Farbloschromatierung
Schichtdicken bis zu 0,01 µm bei einem Schichtgewicht von 0,03 mg/dm², bei der Blauchromatierung
Schichtdicken von bis 0,08 µm bei einem Schichtgewicht von 0,5 bis 5 mg/dm², bei der
Gelbchromatierung Schichtdicken bis zu 1 µm bei Schichtgewichten von 5 bis 20 mg/dm²
und bei der Olivchromatierung Schichtdicken von bis zu 1,25 µm bei einem Schichtgewicht
von 20 mg/dm² erzielt. Samtliche dieser Schichtdicken (die sich im angegebenen Zustand
jeweils auf Trockenschichtdicken beziehen) sind für das erfindungsgemäße Verfahren
geeignet, wobei es für das erfindungsgemäße Verfahren auch genügt, die dünnen Farblos-
bzw. Blauchromatierungen auszubilden, die normalerweise nur für dekorative Zwecke,
nicht jedoch für den Korrosionsschutz, eingesetzt werden.
[0033] Ein Spülen mit Wasser kann zur Entfernung überschüssiger Chromatierlösung direkt
im Anschluß an die Chromatierung günstig sein. Ob ein solcher Spülprozeß durchgeführt
wird, hängt von den Konzentrationen der in der Chromatierlösung eingesetzten chemischen
Verbindungen und Ionen sowie von der Verfahrensführung ab. Bei einer elektrophoretischen
Lackabscheidung sollen möglichst wenig Ionen in das Lackbad verschleppt werden. Sollen
die chromaierten Metallteile ohne Verzögerung in das Bad zur Elektrotauchlackierung
eingebracht werden, so kann unabhängig von der Zusammensetzung der eingesetzten Chromatierlösung
ein Spülprozeß vor der Elektrotauchlackierung besonders günstig sein. Werden die chromatierten
Metallteile dagegen durch Besprühen mit Wasser bis zum Einbringen in das Bad zur Elektrotauchlackierung
naß gehalten, kann bei geeigneter Zusammensetzung der Chromatierlösung auf einen
zusätzlichen Spülprozeß eher verzichtet werden.
[0034] Die erfindungsgemäß durch Chromatierung und Naßhalten vorbehandelten Metalloberflächen
können durch übliche elektrophoretische Tauchlackierung beschichtet bzw. lackiert
werden. Geeignet sind sämtliche üblichen, dem Fachmann geläufige elektrophoretisch
abscheidbaren Überzugsmittel bzw. elektrophoretischen Tauchlackierungsverfahren. Eine
Beschränkung bezüglich der einsetzbaren Überzugsmittel bzw. elektrophoretischen Tauchlackierungsverfahren
besteht nicht. Von den beiden prinzipiellen Möglichkeiten der elektrophoretischen
Tauchlackierung, der Anaphorese und der Kataphorese ist für das erfindungsgemäße Verfahren
die Kataphorese, d.h. die kataphoretische Tauchlackierung besonders bevorzugt. Jedoch
ist auch die anodische Abscheidung (Anaphorese) geeignet.
[0035] Die auf die erfindungsgemäße Weise hergestellten Lackschichten sind glänzend, glatt
und porenfrei und ergeben einen ausgezeichneten Korrosionsschutz. Diese Lackschichten
können beispielsweise als Grundierungen dienen, auf denen eine konventionelle Weiterverarbeitung
mit beispielsweise Füll- und Decklacken erfolgen kann.
[0036] Im folgenden ist ein Beispiel für die Behandlung eines verzinkten Stahlblechs nach
dem erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.
BEISPIEL:
[0037] Ein Stahlblech wurde nach folgenden Verfahrensschritten behandelt:
- Entfetten (mit Lösungsmittel oder wäßrig-alkalisch); Spülen
- Beizen (mit Mischsäure oder Schwefelsäure); Spülen
- elektrolytisch Entfetten; Spülen
- galvanisch Verzinken (cyanidisch, alkalisch oder sauer);Spülen
- Aufhellen (10 s; 3g/l HNO₃);Spülen kann entfallen
- Chromatieren (1-3 min), Spülen ; nicht trocknen;
- kataphoretisches Tauchlackieren mit einem handelsüblichen Elektrotauchlack; Spülen
mit Wasser
- Trocknen, Einbrennen
[0038] Bei diesem Beispiel hat das Chromatierbad folgende Zusammensetzung:
1 - 5g/l H₂CrO₄
2 - 10 g/l Zn(NO₃)₂
pH ca. 2,5; eingestellt mit ZnO oder NaOH
[0039] Die Chromatierschicht ist nahezu transparent und führt zu sehr guter Haftung der
Lackschicht. Die Lackschicht ist glänzend, glatt, eben, porenfrei und ergibt einen
guten Korrosionsschutz.
[0040] Die Chromatierlösung zeigt keine Selbstzersetzung. Da zudem die Auflösung von Zink
(und Eisen an den nichtverzinkten Bereichen) während des Chromatiervorganges sehr
gering ist, reichern sich Abbauprodukte nicht bis zu einer störenden Konzentration
an; eine Reinigung der Lösung mittels Kationenaustauscher erübrigt sich somit. Für
den Dauerbetrieb ist es zweckmäßig, kontinuierlich die ausgeschleppten Badbestandteile
zu ergänzen und den pH-Wert konstant zu halten ( von Hand nach Analyse oder vollautomatisch
und kontinuierlich entsprechend DE-PS 31 38 503).
Beispiel für eine chromatfreie Chromatierlösung |
Ammoniumhydrogenfluorid (NH₄)HF₂ |
2,0 g/l |
Salpetersäure |
4,0 g/l |
Kaliumchromsulfat KCr(SO₄)₂x12H₂O |
3,0 g/l |
1. Verfahren zur elektrophoretischen Tauchlackierung chromatierbarer Metalloberflächen,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Metalloberflächen durch Chromatieren vorbehandelt werden und die chromatierten Metalloberflächen
von der Chromatierung bis zum Einbringen in das Bad zur elektrophoretischen Tauchlackierung
naß gehalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die frisch chromatierten
Metalloberflächen ohne Verzögerung mit noch nassen Oberflächen in das Bad zur elektrophoretischen
Tauchlackierung eingebracht werden, bis zum Einbringen in das Bad zur elektrophoretischen
Tauchlackierung mit Wasser besprüht werden oder in Luft mit hoher relativer Feuchte
gelagert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrophoretische
Tauchlackierung kataphoretisch erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß die frisch chromatierten
Metalloberflächen direkt nach der Chromatierung mit Wasser gespült werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung der Chromatierschicht eine Chromatierlösung eingesetzt wird, welche
nur anorganische Komponenten enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Chromatierlösung eine
wäßrige Lösung eingesetzt wird, die Chromsäure und gegebenenfalls Salze des zu chromatierenden
Metalls enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromatierlösung
niedrige Konzentrationen der anorganischen Bestandteile, insbesondere weniger als
10 g/l H₂CrO₄ und weniger als 0,1 mol/l an gegebenenfalls in der Chromatierlösung
vorhandenen Salzen des zu chromatierenden Metalls enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromatierlösung allein
durch Zugabe von Ergänzungslösungen regeneriert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ergänzungslösung aus
konzentrierter Chromsäure zur Einstellung der gewünschten Konzentration an CrO

eingesetzt wird, und gegebenenfalls eine zweite Ergänzungslösung, die Salzsäure, Salpetersäure
und/oder Flußsäure, sowie Chlorid, Nitrat und/oder Fluorid des zu chromatierenden
Metalls enthält, zur Einstellung des gewünschten pH-Wertes eingesetzt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromatierung
ohne Einsatz von Chrom(VI) durchgeführt wird.
11. Verwendung von nach der Herstellung im naßen Zustand gehaltenen Chromatierschichten
als Haftvermittler bei der elektrophoretischen Tauchlackierung von chromatierbaren
Metalloberflächen.