[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur korrosionsschützenden Behandlung
von aus Aluminium gefertigten Bauteilen, insbesondere Gussteilen wie Automobilfelgen,
umfassend eine Vorbehandlungsstufe und eine nachfolgende Lackierung. Die Vorbehandlungsstufe
beinhaltet wiederum eine Beize auf Basis schwefelsaurer und phosphatfreier wässriger
Lösungen enthaltend wasserlösliche Verbindungen des Elements Ti sowie mindestens eine
mehrbasige α-Hydroxycarbonsäure und eine Quelle für Fluorid-Ionen, die einer Konversionsbehandlung
auf Basis einer sauren wässrigen Lösung enthaltend wasserlösliche Verbindungen der
Elemente Zr und/oder Ti vorgelagert ist.
[0002] Im Stand der Technik ist eine Vielzahl an Vorbehandlungsverfahren von aus Aluminium
gefertigten Bauteilen, insbesondere von Aluminiumguss, zur Vermittlung eines Korrosionsschutzes
und als Lackhaftgrund bekannt, die auf mehreren aufeinanderfolgenden nasschemischen
Verfahrensschritten basieren. Üblicherweise wird das Bauteil dabei zunächst einer
Reinigung unterzogen, die eine Kombination von oberflächenaktiven und beizenden Substanzen
sowohl zur Entfernung von aus vorgelagerten Fabrikationsstufen stammenden oberflächlichen
Verschmutzungen, beispielsweise Formtrennmitteln, als auch zur Erzeugung einer reproduzierbaren
Bauteiloberfläche, die für die Aufbringung einer homogenen haftungsvermittelnden Konversionsschicht
notwendig ist, enthält. Je nach Art der Reinigung können zwischengelagert weitere
Verfahrensschritte erforderlich sein, um eine für die Konversionsschichtbildung optimal
konditionierte Substratoberfläche zu erhalten. So wird in der die
WO 2003/097899 A2 ein Verfahren für die Konversionsbehandlung von Aluminiumrädern offenbart, bei dem
zwischen einer alkalischen Reinigung und Konversionsschichtbildung auf Basis einer
sauren Zusammensetzung ein weiterer nasschemischer Schritt nach der Art einer Dekapierung
durchgeführt wird, der der Entfernung alkalischer Rückstände und der nach der Reinigung
verbleibenden Oxidschicht dient. Erst das auf diese Weise gereinigte und "dekapierte"
Bauteil weist eine nahezu metallische Oberfläche und ist damit bestens konditioniert
für die nachfolgende Konversionsschichtbildung.
[0003] Auch die internationale Offenlegungsschrift
WO 00/68458 A1 stellt sich die Aufgabe einer möglichst effizienten Verfahrensabfolge zur korrosionsschützenden
Vorbehandlung von aus Aluminium gefertigten Bauteilen. Hier offenbart ist ein dreistufiges
Verfahren bestehend aus einer sauren Beize, einer Spüle und einer sauren Konversionsbehandlung
auf Basis der Elemente Zr und/oder Ti, wobei die Spüle zwischen Beize und Konversionsbehandlung
vorzugsweise aus mehreren Spülschritten besteht, innerhalb derer das Spülwasser kaskadenartig
entgegen der Transportrichtung des Bauteils geführt wird.
[0004] Auch ist aus der
WO 94/28193 A1 bekannt, dass eine Konservierung der nach der Reinigung und sauren Beize bzw. Dekapierung
erzeugten Aluminiumoberfläche für eine nachfolgende permanente vor Korrosion schützende
Vorbehandlung dann erzielt werden kann, wenn der Beize bereits passivierende Aktivkomponenten
ausgewählt aus wasserlöslichen Verbindungen der Elemente Zr und/oder Ti beigefügt
sind. Zusätzlich sind als Aktivkomponenten in der sauren Beize Polyhydroxycarbonsäuren,
wie beispielsweise Gluconsäure, oder Polymere auf Basis von Acrylaten oder derivatisierten
Vinylphenolen optional. Die nach der
WO 94/28193 A1 erzielte Passivierung soll die Oberfläche bis zur Aufbringung der permanenten vor
Korrosion schützenden Vorbehandlung vor partieller Oxidation schützen und eine Konservierung
der weitestgehend homogenen chemischen Beschaffenheit der Aluminiumoberfläche leisten.
Das auf diese Weise behandelte Halbzeug kann bis zur Aufbringung des permanenten Korrosionsschutzes
der weiteren Bauteilfertigung wie dem spanlosen Bearbeiten, Schweißen oder dem Umformen
unterworfen werden, ohne dass nachteilige Auswirkungen für den unmittelbar nachfolgenden
aufgebrachten permanenten Korrosionsschutz zu befürchten sind.
[0005] Das Beizen umfasst nicht lediglich die Entfernung der Oxidschicht, sondern schließt
üblicherweise auch das Beizen des aus Aluminium gefertigten Bauteils selbst ein. Dies
ist regelmäßig erwünscht und notwendig, um eine homogene reproduzierbare metallische
Oberfläche für die nachfolgende korrosionsschützende Konversionsbeschichtung bereitzustellen.
Hier ergibt sich jedoch das Problem der Anreicherung von Aluminium-Salzen in der sauren
Beize. Die hohe Aluminiumfracht ist ursächlich für die Ausfällung schwerlöslicher
Salze insbesondere in Anwesenheit von in der sauren Beize enthaltenden passivierenden
Aktivkomponenten auf Basis der Elemente Zr und/oder Ti. Die Ausfällungen führen im
kontinuierlichen Betrieb einer Vorbehandlungsstufe zu Schlammbildung und Verkrustungen,
die an bewegten Teilen der Beschichtungsanlage wie Ventilen für den Sprühauftrag oder
Transportgestellen häufiger entfernt werden müssen. Damit ist eine wiederkehrende
Wartung der Anlage erforderlich, die nicht im laufenden Betrieb der Anlage durchgeführt
werden kann und üblicherweise den Austausch des gesamten Badvolumens erfordert, so
dass auch die Badstandzeit erheblich verkürzt ist.
[0006] Die vorliegende Erfindung stellt sich nun die Aufgabe den Betreibern von Beschichtungsanlage
für aus Aluminium und seinen Legierungen gefertigten Bauteilen, insbesondere Formgussteilen,
eine Vorbehandlungsstufe bereitzustellen, die auf der etablierten Prozessfolge einer
sauren Beize gefolgt von einer chromfreien Konversionsbehandlung auf Basis der Elemente
Zr und/oder Ti aufbaut, wobei im kontinuierlichen Betrieb einer solchen Anlage die
Badstandzeiten und Wartungsintervalle gegenüber dem Stand der Technik verlängert sind
und idealerweise keine durch Schlammbildung verursachte Wartung der Vorbehandlungsstufe
der Beschichtungsanlage erforderlich ist. Gleichzeitig ist jedoch unabdingbar, dass
jede für die Vermeidung der Schlammbildung geeignete Maßnahme gleichzeitig keinen
negativen Einfluss auf den Korrosionsschutz und die Lackhaftung der in einer solchen
Beschichtungsanlage vorbehandelten Bauteile ausübt.
[0007] Diese Aufgabe wird in einem Verfahren zur korrosionsschützenden Behandlung von aus
Aluminium gefertigten Bauteilen umfassend eine Vorbehandlungsstufe und eine nachfolgende
Lackierung gelöst, wobei das Bauteil in der Vorbehandlungsstufe zunächst mit einer
wässrigen schwefelsauren und phosphatfreien Beizlösung, die einen pH-Wert von 1 bis
2,5, einen freien Säuregehalt in Punkten von zumindest 5 aufweist und mindestens eine
wasserlösliche Verbindung des Elements Ti; eine Quelle für Fluorid-Ionen sowie mindestens
eine mehrbasige α-Hydroxycarbonsäure enthält, und anschließend mit einer wässrigen
Konversionsbehandlungslösung, die einen pH-Wert von 1 bis 3,5 und mindestens eine
wasserlösliche Verbindung der Elemente Zr und/oder Ti enthält, in Kontakt gebracht
wird.
[0008] Der pH-Wert bezeichnet den negativen dekadischen Logarithmus der Aktivität der Hydronium-Ionen.
Der pH-Wert wird erfindungsgemäß bei 20 °C unmittelbar in der Lösung mittels pH-sensitiver
Elektroden nach Zwei-Punkt-Kalibrierung mit Pufferlösungen für die pH-Werte 4,01 und
7,01 potentiometrisch bestimmt.
[0009] Eine Verbindung ist wasserlöslich, wenn ihre Löslichkeit in entionisiertem Wasser
(κ<1µScm
-1) und bei einer Temperatur von 20 °C mindestens 1 g/kg beträgt. Alle Mengenangaben
in "g/kg" beziehen sich auf den Anteil der jeweiligen Komponente pro Kilogramm der
jeweils angezeigten Referenzlösung.
[0010] Im erfindungsgemäßen Verfahren wird eine hervorragende Lackhaftung erzielt, die überraschenderweise
auch in Abwesenheit von Phosphaten und bei hoher Toleranz gegenüber Aluminium-Ionen
in der Beize auf die Kombination der im mehrstufigen Verfahren aufgebrachten Ti- und
Zr-Auflage beruht. Die Abwesenheit von Phosphaten und hohe Toleranz gegenüber Aluminium-Ionen
in der Beize ermöglichen, dass die Vorbehandlungsstufe im kontinuierlichen Betrieb
keine Ausfällungen und damit keinen Schlamm produziert. Hierfür erforderlich ist die
Anwesenheit der mehrbasigen α-Hydroxycarbonsäure.
[0011] Mehrbasige α-Hydroxycarbonsäuren im Sinne der vorliegenden Erfindung besitzen mindestens
zwei Carbonsäuregruppen und zumindest eine Hydroxyl-Gruppe in
α-Stellung zu einer der Carbonsäuregruppen. In einer bevorzugten Ausführung ist die
zumindest eine mehrbasige α-Hydroxycarbonsäure ausgewählt aus solchen Verbindungen,
in denen jede Carboxyl-Gruppe eine Hydroxyl-Gruppe in α- oder β-Stellung aufweist,
und die weiterhin bevorzugt nicht mehr als 8 Kohlenstoffatome aufweisen. Besonders
bevorzugte Vertreter der mehrbasigen α-Hydroxycarbonsäure sind Weinsäure und/oder
Zitronensäure, insbesondere bevorzugt Zitronensäure.
[0012] Für eine ausreichend hohe Toleranz gegenüber Aluminium-Ionen und weiterhin gute Ergebnisse
in der Konditionierung der Aluminiumoberfläche für die Lackapplikation in der Vorbehandlungsstufe
ist im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, dass der Anteil an mehrbasigen α-Hydroxycarbonsäuren
in der Beizlösung mindestens 0,1 g/kg, besonders bevorzugt mindestens 0,5 g/kg, ganz
besonders
[0013] bevorzugt mindestens 1 g/kg beträgt. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit sind Anteile
oberhalb von zehn Gramm pro Kilogramm der Beizlösung nicht sinnvoll und in der Beizlösung
üblicherweise weder erforderlich für die Konditionierung der Aluminiumoberfläche in
der Vorbehandlungsstufe noch für die Stabilisierung der gelösten Verbindungen des
Elements Ti. Konsequenterweise ist der Anteil an mehrbasigen α-Hydroxycarbonsäuren
in der Beizlösung daher in einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren nicht größer
als 4 g/kg, besonders bevorzugt nicht größer als 2 g/kg.
[0014] Der positive Effekt der in der Beize enthaltenden wasserlöslichen Verbindungen des
Elements Titan in Gegenwart der Quelle für Fluorid-Ionen auf die nachrangige Konversionsbehandlung
wird üblicherweise bereits mit geringen Mengen im Bereich von wenigen Milligramm an
Ti pro Kilogramm der Beize erzielt. Bevorzugt liegt der Anteil an wasserlöslichen
Verbindungen des Elements Ti in der Beizlösung bei mindestens 0,04 g/kg, besonders
bevorzugt bei mindestens 0,1 g/kg. Oberhalb von einen Gramm an Ti pro Kilogramm der
Beizlösung wird keine signifikante Verbesserung der Lackhaftung nach der Konversionsbehandlung
erzielt. Auch zur Vermeidung von Ausfällungen und zur Erhöhung der Toleranz gegenüber
Aluminium-Ionen ist es daher bevorzugt, wenn die Beizlösung vorzugsweise nicht mehr
als 0,6 g/kg, besonders bevorzugt nicht mehr als 0,3 g/kg jeweils bezogen auf das
Element Ti an wasserlöslichen Verbindungen des Elements Ti enthält.
[0015] Als wasserlösliche Verbindungen des Elements Ti sind Titanylsulfat (TiO(SO
4)), Titanylnitrat (TiO(NO
3)
2)und/oder Hexafluorotitansäure (H
2TiF
6) sowie ihre Salze gut geeignet und daher in der Beizlösung des erfindungsgemäßen
Verfahrens bevorzugte Vertreter, insbesondere bevorzugt ist Hexafluorotitansäure und
ihre Salze.
[0016] Eine Quelle für Fluorid-Ionen ist erfindungsgemäß erforderlich für eine hinreichende
Beize des aus Aluminium gefertigten Bauteils ohne die eine reproduzierbare weitestgehend
oxidfreie Oberfläche nicht eingestellt werden kann und der positive Effekt der in
der Beize enthaltenden wasserlöslichen Verbindungen des Elements Titan auf die Lackhaftung
nicht zum Tragen kommen kann.
[0017] Eine Quelle für Fluorid-Ionen im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jede wasserlösliche
anorganische Verbindung enthaltend Fluor, die als 0,1 Gew.-%ige wässrige Lösung nach
TISAB-Pufferung mit einer aliquoten Menge des Puffers mindestens 100 mg/kg Fluorid-Ionen,
potentiometrisch bei 20 °C mittels einer Fluorid-Ionensensitiven Elektrode nach der
DIN 38 405-D-4-1 bestimmt, freisetzt. Eine aliquote Menge des Puffers resultiert in
einem volumenbezogenen Mischungsverhältnis von Puffer zur wässrigen Lösung enthaltend
die Quelle an Fluorid von 1:1. Der TISAB Puffer ("Total lonic Strength Adjustment
Buffer") wird hergestellt durch Auflösung von 58 g NaCl, 1 g Natriumcitrat und 50
ml Eisessig in 500 ml entionisiertem Wasser (κ < 1µScm
-1) und Einstellen eines pH-Wertes von 5,3 mittels 5 N NaOH sowie Auffüllen auf ein
Gesamtvolumen von 1000 ml wiederum mit entionisiertem Wasser (κ < 1µScm
-1).
[0018] Vorliegend ist es bevorzugt, wenn der Gesamtfluorid-Gehalt in der Beizlösung mindestens
0,02 g/kg, besonders bevorzugt mindestens 0,05 g/kg, ganz besonders bevorzugt mindestens
bei 0,1 g/kg berechnet als F beträgt. Der Gesamtfluorid-Gehalt wird im Rahmen der
vorliegenden Erfindung mittels einer Fluorid-Ionensensitiven Elektrode nach der DIN
38 405-D-4-1 wie zuvor beschrieben bestimmt.
[0019] Der Anteil an freiem Fluorid ist in der Beizlösung ist für eine moderate Beizrate
des Aluminiumwerkstoffes gering zu halten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist
der Anteil an freiem Fluorid daher kleiner als 10 mg/kg, besonders bevorzugt kleiner
als 5 mg/kg jeweils potentiostatisch unmittelbar in der Beizlösung bei 20 °C mittels
kalibrierter Fluorid-sensitiver Elektrode bestimmt.
[0020] Geeignete Quellen für Fluorid-Ionen sind beispielsweise Ammoniumbifluord, Natriumfluorid
und/oder komplexe Fluoride, insbesondere Hexafluorotitansäure und ihre Salze. Jedoch
sollten vorzugsweise keine komplexen Fluoride des Elements Zr in der Beizlösung enthalten
sein, da diese ebenfalls geeignet sind eine Belegung der Oberflächen des aus Aluminium
gefertigten Bauteils herbeizuführen und daher mit der durch die wasserlöslichen Verbindungen
des Elements Ti erzielten Konditionierung der Aluminiumoberflächen konkurrieren.
[0021] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält die
Beizlösung daher insgesamt weniger als 0,02 g/kg, besonders bevorzugt weniger als
0,01 g/kg, ganz besonders bevorzugt weniger als 0,004 g/kg an wasserlöslichen Verbindungen
des Elements Zr berechnet als Zr.
[0022] Die Beizlösung weist in einem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise einen pH-Wert
unterhalb von 2,0 auf. Damit ist regelmäßig sichergestellt, dass eine hinreichende
Beize in der Vorbehandlungsstufe erfolgen kann.
[0023] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Beizlösung
einen freien Säuregehalt von zumindest 6 Punkten auf, so dass ein von der Art des
zu behandelnden Aluminiummaterials weitestgehend unabhängiger und für die nachfolgende
Konversionsbehandlung hinreichender Beizabtrag sichergestellt ist, beispielsweise
in der Serienbehandlung von jeweils aus unterschiedlichen Aluminiummaterialien gefertigten
Einzelbauteilen oder in der Serienbehandlung von aus einem Mix unterschiedlicher Aluminiummaterialien
gefertigter Einzelbauteile. Umgekehrt sollte der freie Säuregehalt in Punkten vorzugsweise
nicht größer als 10 sein, um eine ausreichende Konditionierung der Aluminiumoberflächen
auf der Basis der in der Beizlösung enthaltenden wasserlöslichen Verbindungen des
Elements Ti zu bewirken.
[0024] Der freie Säuregehalt in Punkten wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung bestimmt,
indem man 10 ml der Beizlösung auf 50 ml verdünnt und mit 0,1 N Natronlauge bis zu
einem pH-Wert von 3,6 titriert. Der Verbrauch an Millilitern Natronlauge gibt die
Punktzahl an.
[0025] Neben der Einstellung eines freien Säuregehalts in der Beizlösung als Regelungsparameter
für die Bereitstellung von im erfindungsgemäßen Verfahren optimal gebeizten Oberflächen
der aus Aluminium gefertigten Bauteile, hat sich das Vorliegen einer gewissen Pufferkapazität
oder eines gewissen Säurevorrats für eine stabile Prozessführung bei einer Serienbehandlung
herausgestellt. Hierfür ist der Gesamtsäuregehalt von Bedeutung und dieser liegt in
der Beizlösung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise bei zumindest 12 Punkten,
jedoch vorzugsweise bei nicht mehr als 18 Punkten. Der Gesamtsäuregehalt wird erfindungsgemäß
analog zur freien Säure bestimmt mit dem Unterschied, dass bis zu einem pH-Wert von
8,5 titriert wird.
[0026] Bezüglich der in der Beizlösung der Vorbehandlungsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens
für die Einstellung des Säuregehaltes zu verwendenden Säure wurde festgestellt, dass
diese schwefelsauer für eine gute Beizwirkung sein sollte. Eine wässrige Beizlösung
ist schwefelsauer, wenn sie zur Einstellung des pH-Wertes Schwefelsäure enthält und
der Anteil an anderen Säuren mit einem pKS
1-Wert von weniger als 2,5 für den ersten Deprotonierungsschritt geringer als 1 g/kg,
besonders bevorzugt geringer als 0,5 g/kg, insbesondere bevorzugt geringer als 0,1
g/kg ist.
[0027] Weiterhin ist die Beizlösung im erfindungsgemäßen Verfahren zur Vermeidung der Ausfällung
schwerlöslicher Salze und der Schichtbildung auf den Oberflächen des aus Aluminium
gefertigten Bauteils phosphatfrei. Eine wässrige Beizlösung ist phosphatfrei, wenn
sie weniger als 0,5 g/kg, vorzugsweise weniger als 0,1 g/kg, besonders bevorzugt weniger
als 0,05 g/kg an in Wasser gelösten Phosphaten berechnet als PO
4 enthält.
[0028] In einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren enthält die Beizlösung zusätzlich
eine oberflächenaktive organische Verbindung, besonders bevorzugt ein Niotensid, wobei
der Anteil an oberflächenaktiven organischen Substanzen in der Beizlösung vorzugsweise
zumindest 0,1 mmol/L beträgt. In diesem Zusammenhang sind allgemein solche Niotenside
bevorzugt, deren HLB-Wert (Hydrophilic-Lipophilic-Balance) zumindest 8, besonders
bevorzugt zumindest 10, insbesondere bevorzugt zumindest 12 ist, jedoch besonders
bevorzugt nicht mehr als 18, insbesondere bevorzugt nicht mehr als 16 beträgt. Der
HLB-Wert dient zur quantitativen Klassifizierung von Niotensiden entsprechend ihrer
inneren molekularen Struktur, wobei eine Aufgliederung des Niotensids in eine lipophile
und eine hydrophile Gruppe vorgenommen wird. Der HLB Wert kann auf der willkürlichen
Skala Werte von Null bis 20 annehmen und berechnet sich gemäß vorliegender Erfindung
wie folgt:

mit
- ML:
- Molmasse der lypophilen Gruppe des Niotensids
- M:
- Molmasse des Niotensids
[0029] Insbesonders geeignete Niotenside sind ausgewählt aus alkoxylierten Alkylalkoholen,
alkoxylierten Fettaminen und/oder Alkylpolyglycosiden, besonders bevorzugt aus alkoxylierten
Alkylalkoholen und/oder alkoxylierten Fettaminen, insbesondere bevorzugt aus alkoxylierten
Alkylalkoholen. Die
[0030] alkoxylierten Alkylalkohole und/oder alkoxylierten Fettamine sind dabei vorzugsweise
endgruppenverschlossen, besonders bevorzugt mit einer Alkyl-Gruppe, die wiederum vorzugsweise
nicht mehr als 8 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt nicht mehr als 4 Kohlenstoffatome
aufweist.
[0031] Im erfindungsgemäßen Verfahren ist es von Vorteil für eine ausreichende Beize und
Konditionierung der Aluminiumoberflächen und daher auch bevorzugt, dass das Bauteil
für eine solche Dauer mit der Beizlösung in Kontakt gebracht wird, die ausreicht,
um mindestens 2 mg Aluminium pro Quadratmeter der in Kontakt gebrachten Oberfläche
des Bauteils zu beizen und besonders bevorzugt ebenso ausreicht um eine Schichtauflage
von mindestens 4 mg Titan pro Quadratmeter auf der in Kontakt gebrachten Oberfläche
des Bauteils zu erzeugen. In diesem Zusammenhang ist die Beizlösung auch für die Einhaltung
vorbehandlungstypischer Behandlungszeiten vorzugsweise derart eingestellt, dass für
eine für eine Legierung nach EN AW-6014 (AIMg0.6Si0.6V) bei 40 °C in einer ungerührten
Beizlösung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Beizrate von zumindest 15 mgm
-2s
-1 bezogen auf das Element Aluminium resultiert.
[0032] In der der Beize unmittelbar nachfolgenden Konversionsbehandlung wird im erfindungsgemäßen
Verfahren eine Konversionsschicht auf Basis der Elemente Zr und/oder Ti aufgebracht.
Für eine hinreichende Lackhaftung ist bevorzugt, wenn nach der Konversionsbehandlung
eine Schichtauflage von zumindest 50 µmol/m
2, vorzugsweise zumindest 100 µmol/m
2, besonders bevorzugt zumindest 200 µmol/m
2, jedoch vorzugsweise von nicht mehr als 500 µmol/m
2 bestimmt mittels Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) bezogen auf die Summe der Elemente
Zr und Ti resultiert, und die aus Aluminium gefertigten Bauteile daher für eine solche
Dauer mit der Konversionsbehandlungslösung in Kontakt gebracht werden, dass eine entsprechende
Schichtauflage realisiert ist. Hierfür ist weiterhin bevorzugt, dass in der Konversionsbehandlungslösung
des erfindungsgemäßen Verfahrens mindestens 0,1 mmol/kg, besonders bevorzugt mindestens
0,5 mmol/kg an wasserlöslichen Verbindungen der Elemente Zr und/oder Ti berechnet
als entsprechende Menge der Elemente Zr und/oder Ti enthalten sind, jedoch aus wirtschaftlichen
Gründen vorzugsweise nicht mehr als 5 mmol/kg, besonders bevorzugt nicht mehr als
3 mmol/kg. Geeignete Vertreter wasserlöslicher Verbindungen sind Ammoniumzirconiumcarbonat
((NH4)
2Zr(OH)
2(CO
3)
2), Titanylsulfat (TiO(SO
4)), Zirconiumsulfat (Zr(SO
4)
2), Titannitrat (Ti(NO
3)
4), Zirconiumnitrat (Zr(NO
3)
4), Zirconylnitrat (ZrO(NO
3)
2), Titanylnitrat (TiO(NO
3)
2), Ammoniumzirconiumlactat (NH
4Zr(C
3H
5O
3)
5), Zirconiumperchlorat (Zr(ClO
4)
4), Titanperchlorat (Ti(ClO
4)
4), und/oder Hexafluorotitansäure (H
2TiF
6) bzw. Hexafluorozirkonsäure (H
2ZrF
6) sowie ihre jeweiligen Salze.
[0033] In diesem Zusammenhang ist für eine effektive Schichtbildung auf Basis der Elemente
Zr und/oder Ti in der Konversionsbehandlung weiterhin bevorzugt, wenn das molare Verhältnis
des Gesamtanteils wasserlöslicher Verbindungen der Elemente Zr und Ti bezogen auf
die jeweiligen Elemente zum Gesamtfluorid-Gehalt in der Konversionsbehandlungslösung
mindestens 0,1, besonders bevorzugt mindestens 0,4 beträgt. Es hat sich überraschenderweise
herausgestellt, dass die Verwendung
[0034] wasserlöslicher Verbindungen des Elements Zr, insbesondere von Hexafluorozirkonsäure
und ihren Salzen, in der Konversionsbehandlungslösung in Kombination mit der Ti-haltigen
Beizlösung die besten Lackhaftungsergebnisse erzielt und daher im erfindungsgemäßen
Verfahren bevorzugt ist.
[0035] In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt der pH-Wert
der Konversionsbehandlungslösung in der Vorbehandlungsstufe bei zumindest 1,8, besonders
bevorzugt bei zumindest 2,0.
[0036] Für eine hinreichende Konversionsbehandlung in der Vorbehandlungsstufe des erfindungsgemäßen
Verfahrens bedarf es nicht der Anwesenheit von wasserlöslichen Verbindungen des Elements
Chrom. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
enthält die Konversionsbehandlungslösung daher insgesamt weniger als 0,1 g/kg an wasserlöslichen
Verbindungen des Elements Chroms berechnet als Cr. Auch ist der Zusatz von Phosphat-Ionen
zur Konversionsbehandlungslösung nicht vorteilhaft, so dass selbige im erfindungsgemäßen
Verfahren analog zur Beizlösung phosphatfrei ist und daher weniger als 0,5 g/kg, vorzugsweise
weniger als 0,1 g/kg, besonders bevorzugt weniger als 0,05 g/kg an in Wasser gelösten
Phosphaten berechnet als PO
4 enthält.
[0037] Aus Aluminium gefertigte Bauteile, die gemäß der vorliegenden Erfindung korrosionsschützend
behandelt werden, sind solche, deren metallischer Bestandteil aus Aluminium und/oder
Aluminiumlegierungen, insbesondere Aluminiumgusslegierungen, bestehen oder zusammengesetzt
ist. Eine Legierung ist eine Aluminiumlegierung, insofern sie zu mindestens 50 At.-%
aus dem Element AI besteht. Im erfindungsgemäßen Verfahren geeignete aus Aluminium
gefertigte Bauteile sind beispielsweise ausgewählt aus Halbzeugen wie Blech, Band,
Coil oder Draht oder aus komplexen dreidimensionalen Fertigungsobjekten wie Felgen
für den automobilen Bereich. Die Bauteile wiederum können aus Bandmaterial oder Blechen
geformt und/oder zusammengefügt oder im Gussverfahren hergestellt worden sein. Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist die Behandlung von aus Aluminiumgusslegierungen,
beispielsweise AA 6014, gefertigten Bauteilen, insbesondere Felgen für den automobilen
Bereich.
[0038] Eine Vorbehandlungsstufe im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine von der Aufbringung
der Lackierung getrennte Verfahrensstufe umfassend die voneinander zeitlich getrennten
Verfahrensschritte Beize und Konversionsbehandlung unter Zuhilfenahme von jeweils
unabhängig voneinander in Systemtanks bevorrateten flüssigen Zusammensetzungen in
Form der Beiz- bzw. der Konversionsbehandlungslösung. In einer bevorzugten Ausführungsform
werden die aus Aluminium gefertigten Bauteile in der Vorbehandlungsstufe des erfindungsgemäßen
Verfahrens in Serie vorbehandelt. Als Vorbehandlung in Serie gilt erfindungsgemäß
das In-Kontakt-Bringen einer Vielzahl von aus Aluminium gefertigten Bauteilen mit
der jeweils in einem Systemtank bevorrateten Beiz- und Konversionsbehandlungslösung,
ohne dass nach jeder Vorbehandlung eines einzelnen aus Aluminium gefertigten Bauteils
ein vollständiger Austausch mit Neuansatz der in den Systemtanks der Vorbehandlungsstufe
bevorrateten Beiz- und Konversionsbehandlungslösungen erfolgt.
[0039] Der Übergang des Bauteils von der Beize in die Konversionsbehandlung erfolgt "unmittelbar".
Erfindungsgemäß bedeutet dies, dass die Konversionsbehandlung der Beize nachfolgt,
ohne dass eine Benetzung des Bauteils mit einer anderen flüssigen Zusammensetzung,
die weder eine Spülnoch Konversionsbehandlungslösung im Sinne der vorliegenden Erfindung
darstellt, zwischengeschaltet ist, vorzugsweise ist jedoch mindestens ein Spülschritt
auf Basis einer oder mehrerer Spüllösungen zwischengeschaltet. Ein "Spülschritt" im
Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet einen Vorgang, der allein dazu bestimmt
ist, Aktivkomponenten aus einem unmittelbar vorausgegangenem nasschemischen Behandlungsschritt,
die in einem dem Bauteil anhaftenden Nassfilm gelöst vorliegen, mittels einer Spüllösung
von der Oberfläche des Bauteils möglichst weitgehend zu entfernen, ohne dass die zu
entfernenden Aktivkomponenten durch andere ersetzt werden. Aktivkomponenten sind dabei
in Wasser gelöste Verbindungen, die sich bereits durch das bloße In-Kontakt-Bringen
der metallischen Oberflächen des Bauteils mit der Spülflüssigkeit verbrauchen. So
kann die Spülflüssigkeit beispielsweise Stadtwasser sein.
[0040] Zudem findet in einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren in der Vorbehandlungsstufe
zwischen Beize und Konversionsbehandlung kein solcher Verfahrensschritt statt, bei
dem durch die Bereitstellung und Nutzung technischer Mittel eine Trocknung oder eine
Entfernung des wässrigen, auf der Oberfläche des Bauteils anhaftenden Flüssigfilms
beabsichtigt ist, insbesondere durch Zuführung thermischer Energie oder Aufprägen
einer Luftströmung.
[0041] Die im erfindungsgemäßem Verfahren zu behandelnden Bauteile stammen aus einem vorgelagerten
Fertigungsprozess deren Oberflächen daher zur Gewährleistung einer guten Beize zunächst
von Verunreinigungen wie Formtrennhilfsmitteln befreit werden sollten. In einem bevorzugten
erfindungsgemäßen Verfahren wird das Bauteil daher in der Vorbehandlungsstufe vor
dem In-Kontakt-Bringen mit der Beizlösung einer alkalischen Entfettung zugeführt,
besonders bevorzugt durch In-Kontakt-Bringen mit einer alkalischen wässrigen Zusammensetzung,
die einen pH-Wert oberhalb von 9, jedoch vorzugsweise unterhalb von 12, und eine freie
Alkalität von mindestens 3 Punkten, jedoch vorzugsweise weniger als 6 Punkten aufweist
und optional oberflächenaktive Verbindungen, vorzugsweise ausgewählt aus nichtionischen
Tensiden, enthält.
[0042] In diesem Zusammenhang ist weiterhin bevorzugt, dass nach der alkalischen Entfettung
und vor dem In-Kontakt-Bringen mit der Beizlösung ein Spülschritt, jedoch vorzugsweise
kein Trocknungsschritt erfolgt.
[0043] Die Applikation der in den jeweiligen Systemtanks der Vorbehandlungsstufe bevorrateten
Reinigungs-, Beiz- und Konversionsbehandlungslösung kann mit allen im Stand der Technik
bekannten Verfahren erfolgen, wobei Tauch- und Sprühverfahren für das In-Kontakt-Bringen
der aus Aluminium gefertigten
[0044] Bauteile mit diesen Lösungen bevorzugt sind, besonders bevorzugt ist das Sprühverfahren
als Applikationsart.
[0045] Die der Vorbehandlungsstufe nachfolgende Lackierung beinhaltet erfindungsgemäß die
Aufbringung einer Zusammensetzung enthaltend ein chemisch oder physikalisch aushärtendes
Bindemittel zur Ausbildung einer Deckschicht auf dem vorbehandeltem und aus Aluminium
gefertigtem Bauteil, wobei die aus der Lackierung resultierende Deckschicht im getrockneten
oder ausgehärteten Zustand eine Schichtdicke von vorzugsweise zumindest einem Mikrometer,
besonders bevorzugt von zumindest 10 µm, gemessen gemäß Keilschnittverfahren nach
der DIN 50986:1979-03 aufweist.
[0046] Geeignete Lacke sind autophorethische Lacke, Elektrotauchlacke, Pulverlacke sowie
mit konventionellen Mitteln applizierbare Flüssiglacke. Hinsichtlich der verwendeten
Bindemittel können erfindungsgemäß sowohl Lacke, die auf anorganischen Bindemitteln
wie beispielsweise Silkat oder Kalk basieren, als auch Lacke basierend auf organischen
Bindemittel eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist erfindungsgemäß die nachfolgende
Auftragung von auf organischen Bindemitteln basierten Lacken, insbesondere solchen,
die weniger als 10 Gew.-% an organischen Lösemittelbestandteilen enthalten, die einem
Siedepunkt unterhalb von 150 °C bei 1 bar aufweisen. In diesem Zusammenhang sind daher
Pulverlacke bevorzugt, insbesondere solche mit Bindemitteln auf Basis von Epoxidharzen,
carboxy- und hydroxygruppenhaltige Polyesterharzen und/oder Acrylatharzen, die jeweils
eine hervorragende Lackhaftung auf den entsprechend der Erfindung vorbehandelten aus
Aluminium gefertigten Bauteilen aufweisen.
[0047] Das aus Aluminium gefertigte Bauteil kann nach der Vorbehandlung und vor der Lackierung
einer Spüle unterworfen werden, die dazu dient, einen auf der Oberfläche anhaftenden
Nassfilm der Konversionslösung zu entfernen bevor der Lack aufgetragen wird. Ferner
ist es üblich und kann daher bevorzugt sein, dass das Bauteil vor der Auftragung des
Lackes getrocknet wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ein Pulverlack aufzutragen
ist, für die im erfindungsgemäßen Verfahren ein besonders guter Lackhaftgrund bereitgestellt
wird und daher eine Präferenz besteht.
Ausführungsbeispiele:
[0048] Im Folgenden wird die Korrosionsschutzwirkung einer erfindungsgemäßen Verfahrensabfolge
anhand der Vorbehandlung von Aluminiumblechen (EN AW-6014) dargelegt und zudem die
Neigung zur Schlammbildung in schwefelsauren Beizlösungen der Vorbehandlungsstufe
enthaltend Fluorokomplexe des Elements Titan und 1 g/kg an gelösten Aluminium untersucht.
[0049] Die Verfahrensabfolge zur Behandlung der Aluminiumbleche (EN AW-6014) beinhaltete
die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte I bis IV, wobei jedem der Verfahrensschritte
I-III ein Spülschritt mit entionisierten Wasser (κ<1 µScm
-1) folgte und die Bleche nach dem Spülschritt nach Verfahrensschritt III im Luftstrom
getrocknet wurden, ehe die Lackierung im Schritt IV vorgenommen wurde:
I. Reinigung:
30 g/LBONDERITE C-AK G 414 (Henkel AG & Co. KGaA) in Stadtwasser
In-Kontakt-Bringen erfolgt durch Sprühen für 160 Sekunden bei 60 °C und 1 bar
II. Beize:
Schwefelsaure wässrige Lösung mit einem pH-Wert von 1,6 enthaltend 4,4 g/kg Al2(SO4)3·14 H2O und zusätzlich
- a. 0,5 g/kg H2TiF6
- b. 0,5 g/kg H2TiF6 / 1,3 g/kg Zitronensäure
In-Kontakt-Bringen erfolgt durch Sprühen für 160 Sekunden bei 50 °C und 1 bar
III. Konversionsbehandlung
30 g/L BONDERITE M-NT 4595 R5 MU (Henkel AG & Co. KGaA) in entionisiertem Wasser (κ<1
µScm
-1) ergebend eine Behandlungslösung enthaltend 100 mg/kg H
2ZrF
6, wobei ein pH-Wert von 2,8 mittels NH
4CO
3-Lösung eingestellt wurde.
IV. Lackierung
Pulverlack Freiotherm PO1857B plus Klarlack Freiotherm KO1853KRA999 (beide Emil Frei
GmbH & Co. KG):
Auftragsmenge des Pulverlacks betrug ca. 90 g/m2 und nach dem Einbrennen für 10 Minuten bei 180 °C ergab sich eine Trockenfilmdicke
von ca. 60 µm.
Auftragsmenge des Klarlacks betrug ca. 50 g/m2 und Einbrennen für 10 Minuten bei 150 °C ergab eine Trockenfilmdicke von ca. 20 µm
Tab. 1 Korrosionswerte auf Aluminiumblechen (EN AW-6014) nach Lackschichtaufbau |
No. |
Verfahrensabfolge |
CASS-Test1 |
Schlamm3 |
Unterwanderung am Ritz 2 / mm |
Enthaftung am Ritz 2 / mm |
1 |
I-IIa-III-IV |
0,2 |
0,2 |
ja |
2 |
I-IIb-III-IV |
0,1 |
0,1 |
nein |
1 |
bestimmt nach 240 Stunden im CASS-Test gemäß DIN EN ISO 9227 |
2 |
U/2 Wert |
3 |
sichtbare Sedimentbildung in einem 3 l Becherglas mit Außendurchmesser von 150 mm
enthaltend 2 Liter der Beizlösung 24 Stunden nach Ansatz der Beizlösung (ja/nein) |
[0050] Die Ergebnisse der Tabelle 1 belegen anhand der insgesamt niedrigen Unterwanderungswerte
den Vorteil einer Verfahrensführung, bei der der Beizlösung Fluorokomplexe des Elements
Ti hinzugesetzt sind. Zusätzlich zu den sehr guten Korrosionsschutzergebnissen im
CASS-Test, insbesondere in Gegenwart der Zitronensäure, wird in derartigen Beizlösungen
die Schlammbildung durch die Zugabe von Zitronensäure effektiv verhindert.
Tab. 2 |
Schlammbildung in der Beizlösung in Gegenwart unterschiedlicher Inhibitoren |
Inhibitor |
Schlammbildung 1 |
Polyacrylsäure |
ja |
Xanthan |
ja |
Maleinsäure |
ja |
Malonsäure |
ja |
Bernsteinsäure |
ja |
Mandelsäure |
ja |
Milchsäure |
ja |
Zitronensäure |
nein |
Weinsäure |
nein |
Glukonsäure |
ja |
Methansulfonsäure |
ja |
Amidosulfonsäure |
ja |
1 Bildung eines Sediments in einem 3 l Becherglas mit Außendurchmesser von 150 mm enthaltend
2 Liter der Beizlösung nach 24 Stunden sichtbar (ja/nein) |
[0051] Die schlamminhibierende Wirkung der mehrbasigen α-Hydoxycarbonsäuren ist in der Tabelle
2 veranschaulicht, die die Schlammbildung in einer Beizlösung gemäß obigen Verfahrensschritt
II, der jedoch insgesamt 1 g/kg Aluminium-Ionen in Form von Aluminiumsulfat hinzugesetzt
sind, beurteilt. Aus dieser Tabelle geht hervor, dass eine Inhibierung der Schlammbildung,
also der Ausfällung von Aluminium- und Titan-Salzen, in Gegenwart von Zitronensäure
oder Weinsäure gelingt.
1. Verfahren zur korrosionsschützenden Behandlung von aus Aluminium gefertigten Bauteilen
umfassend eine Vorbehandlungsstufe und eine nachfolgende Lackierung, bei dem das Bauteil
in der Vorbehandlungsstufe zunächst mit einer wässrigen schwefelsauren und phosphatfreien
Beizlösung, die einen pH-Wert von 1 bis 2,5, einen freien Säuregehalt in Punkten von
zumindest 5 aufweist und mindestens eine wasserlösliche Verbindung des Elements Ti;
eine Quelle für Fluorid-Ionen sowie mindestens eine mehrbasige α-Hydroxycarbonsäure
enthält, und anschließend mit einer wässrigen Konversionsbehandlungslösung, die einen
pH-Wert von 1 bis 3,5 und mindestens eine wasserlösliche Verbindung der Elemente Zr
und/oder Ti enthält, in Kontakt gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an α-Hydroxycarbonsäuren in der Beizlösung mindestens 0,1 g/kg, vorzugsweise
mindestens 0,5 g/kg, besonders bevorzugt mindestens 1 g/kg beträgt, jedoch vorzugsweise
nicht 4 g/kg, besonders bevorzugt nicht 2 g/kg übersteigt.
3. Verfahren nach einem oder beiden der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die α-Hydroxycarbonsäuren in der Beizlösung ausgewählt sind aus Zitronensäure und/oder
Weinsäure, vorzugsweise aus Zitronensäure.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an wasserlöslichen Verbindungen des Elements Ti in der Beizlösung mindestens
0,04 g/kg, vorzugsweise mindestens 0,1 g/kg beträgt, jedoch vorzugsweise 0,6 g/kg,
besonders bevorzugt 0,3 g/kg jeweils bezogen auf das Element Ti nicht übersteigt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beizlösung einen pH-Wert unterhalb von 2 aufweist.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beizlösung einen freien Säuregehalt in Punkten von zumindest 6, jedoch vorzugsweise
nicht mehr als 10 aufweist.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beizlösung einen Gesamtsäuregehalt in Punkten von zumindest 12, jedoch vorzugsweise
nicht mehr als 18 aufweist.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an wasserlöslichen Verbindungen der Elemente Zr und/oder Ti in der Konversionsbehandlungslösung
mindestens 0,1 mmol/kg, vorzugsweise mindestens 0,5 mmol/kg beträgt, jedoch vorzugsweise
5 mmol/kg, besonders bevorzugt 3 mmol/kg jeweils berechnet als entsprechende Menge
der Elemente Zr und/oder Ti nicht übersteigt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserlöslichen Verbindungen der Elemente Zr und/oder Ti ausgewählt sind aus
wasserlöslichen Verbindungen des Elements Zr, die wiederum vorzugsweise ausgewählt
sind aus Hexafluorozirkonsäure und ihren Salzen.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil für eine solche Dauer mit der Beizlösung in Kontakt gebracht wird, die
ausreicht, um mindestens 2 mg Aluminium pro Quadratmeter der in Kontakt gebrachten
Oberfläche des Bauteils zu beizen und vorzugsweise auch mindestens um eine Schichtauflage
von mindestens 4 mg Titan pro Quadratmeter auf der in Kontakt gebrachten Oberfläche
des Bauteils zu erzeugen.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil vor dem In-Kontakt-Bringen mit der Beizlösung einer alkalischen Entfettung
zugeführt wird, vorzugsweise durch In-Kontakt-Bringen mit einer alkalischen wässrigen
Zusammensetzung, die einen pH-Wert oberhalb von 9, jedoch vorzugsweise unterhalb von
12, und eine freie Alkalität von mindestens 3 Punkten, jedoch vorzugsweise weniger
als 6 Punkten aufweist und optional oberflächenaktive Verbindungen vorzugsweise ausgewählt
aus nichtionischen Tensiden enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach der alkalischen Entfettung und vor dem In-Kontakt-Bringen mit der Beizlösung
ein Spülschritt, jedoch vorzugsweise kein Trocknungsschritt erfolgt.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem In-Kontakt-Bringen mit der Beizlösung vor dem In-Kontakt-Bringen mit der
Konversionsbehandlungslösung ein Spülschritt, jedoch vorzugsweise kein Trocknungsschritt
erfolgt.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem In-Kontakt-Bringen mit der Konversionsbehandlungslösung und vor dem Lackieren
ein Spülschritt und unmittelbar vor dem Lackieren vorzugsweise auch ein Trocknungsschritt
erfolgt.
15. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil in der nachfolgenden Lackierung mit einem Pulverlack beschichtet wird.
1. A method for the anti-corrosion treatment of components made of aluminum, comprising
a pretreatment stage and subsequent coating, in which method, in the pretreatment
stage, the component is first brought into contact with an aqueous phosphate-free
sulfuric acid pickling solution which has a pH of from 1 to 2.5, a free acid content
of at least 5 points and contains at least one water-soluble compound of the element
Ti, a source of fluoride ions and at least one polybasic α-hydroxycarboxylic acid,
and is subsequently brought into contact with an aqueous conversion treatment solution
which has a pH of from 1 to 3.5 and contains at least one water-soluble compound of
the elements Zr and/or Ti.
2. The method according to claim 1, characterized in that the proportion of α-hydroxycarboxylic acids in the pickling solution is at least
0.1 g/kg, preferably at least 0.5 g/kg, particularly preferably at least 1 g/kg, but
preferably does not exceed 4 g/kg, particularly preferably does not exceed 2 g/kg.
3. The method according to one or both of the preceding claims, characterized in that the α-hydroxycarboxylic acids in the pickling solution are selected from citric acid
and/or tartaric acid, preferably from citric acid.
4. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the proportion of water-soluble compounds of the element Ti in the pickling solution
is at least 0.04 g/kg, preferably at least 0.1 g/kg, but preferably does not exceed
0.6 g/kg, particularly preferably does not exceed 0.3 g/kg, in each case based on
the element Ti.
5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pickling solution has a pH below 2.
6. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pickling solution has a free acid content of at least 6 points, but preferably
no more than 10 points.
7. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pickling solution has a total acid content of at least 12 points, but preferably
no more than 18 points.
8. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the proportion of water-soluble compounds of the elements Zr and/or Ti in the conversion
treatment solution is at least 0.1 mmol/kg, preferably at least 0.5 mmol/kg, but preferably
does not exceed 5 mmol/kg, particularly preferably does not exceed 3 mmol/kg, calculated
in each case as corresponding amounts of the elements Zr and/or Ti.
9. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the water-soluble compounds of the elements Zr and/or Ti are selected from water-soluble
compounds of the element Zr, which are in turn preferably selected from hexafluorozirconic
acid and the salts thereof.
10. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the component is brought into contact with the pickling solution for long enough
to pickle at least 2 mg of aluminum per square meter of the surface of the component
that has been brought into contact, and to preferably also at least produce a coating
layer of at least 4 mg of titanium per square meter of the surface of the component
that has been brought into contact.
11. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that, before being brought into contact with the pickling solution, the component undergoes
alkaline degreasing, preferably by being brought into contact with an alkaline aqueous
composition which has a pH of greater than 9, but preferably less than 12, and a free
alkalinity of at least 3 points but preferably less than 6 points and which optionally
contains surface-active compounds which are preferably selected from non-ionic surfactants.
12. The method according to claim 11, characterized in that, after the alkaline degreasing and before being brought into contact with the pickling
solution, a rinsing step, but preferably not a drying step, takes place.
13. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that, after being brought into contact with the pickling solution and before being brought
into contact with the conversion treatment solution, a rinsing step, but preferably
not a drying step, takes place.
14. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that, after being brought into contact with the conversion treatment solution and before
being coated, a rinsing step takes place, and immediately before being coated, a drying
step preferably also takes place.
15. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the component is coated in the subsequent coating with a powder coating.
1. Procédé de traitement anticorrosion de composants en aluminium, comprenant une étape
de prétraitement et un laquage ultérieur, dans lequel le composant dans l'étape de
prétraitement est d'abord traité avec un acide sulfurique aqueux et une solution de
décapage sans phosphate qui présente un pH de 1 à 2,5, une acidité libre en points
d'au moins 5 et au moins un composé soluble dans l'eau de l'élément Ti ;
une source d'ions fluorure et au moins un acide polybasique α-hydroxycarboxylique,
puis mise en contact avec une solution de traitement de conversion aqueuse ayant un
pH de 1 à 3,5 et au moins un composé soluble dans l'eau des éléments Zr et/ou Ti.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce quela proportion d'acides α-hydroxycarboxyliques
dans la solution de décapage est d'au moins 0,1 g/kg, de préférence d'au moins 0,5
g/kg, plus préférablement d'au moins 1 g/kg, mais de préférence pas plus de 4 g/kg,
plus préférablement pas plus de 2 g/kg.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes ou les deux, caractérisé en ce que les acides α-hydroxycarboxyliques dans la solution de décapage sont choisis parmi
l'acide citrique et/ou l'acide tartrique ou de préférence l'acide citrique.
4. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion de composés solubles dans l'eau de l'élément Ti dans la solution de
décapage est d'au moins 0,04 g/kg, de préférence d'au moins 0,1 g/kg, mais de préférence
de 0,6 g/kg, plus préférablement pas plus de 0,3 g/kg, chacun par rapport au élément
Ti.
5. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution de décapage a un pH inférieur à 2.
6. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution de décapage a une acidité libre en points d'au moins 6, mais de préférence
d'au plus 10.
7. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution de décapage a une acidité totale en points d'au moins 12, mais de préférence
d'au plus 18.
8. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que la proportion de composés solubles dans l'eau des éléments Zr et/ou Ti dans la solution
de traitement de conversion est d'au moins 0,1 mmol/kg, de préférence d'au moins 0,5
mmol/kg, mais de préférence de 5 mmol/kg, plus préférablement de 3 mmol/kg, chacun
calculé comme quantité correspondante des éléments Zr et/ou Ti.
9. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les composés solubles dans l'eau des éléments Zr et/ou Ti sont choisis parmi les
composés solubles dans l'eau de l'élément Zr, qui à leur tour sont choisis de préférence
parmi l'acide hexafluorozirconique et ses sels.
10. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant est mis en contact avec la solution de décapage pendant une durée suffisante
pour décaper au moins 2 mg d'aluminium par mètre carré de la surface en contact du
composant, et de préférence également au moins une couche de recouvrement d'au moins
4 mg de titane par mètre carré de la surface en contact du composant.
11. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant est soumis à un dégraissage alcalin avec la solution de décapage avant
de la mettre en contact, de préférence en le mettant en contact avec une composition
aqueuse alcaline ayant un pH supérieur à 9, mais de préférence inférieur à 12, et
une alcalinité libre d'au moins 3 points, mais de préférence moins de 6 points, et
contenant éventuellement des composés tensioactifs, choisis de préférence parmi les
tensioactifs non ioniques.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu' après le dégraissage alcalin et avant la mise en contact avec la solution de décapage,
une étape de rinçage, mais de préférence pas d'étape de séchage, est effectuée.
13. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' après la mise en contact avec la solution de décapage avant la mise en contact avec
la solution de traitement de conversion, une étape de rinçage, mais de préférence
pas de séchage, est effectuée.
14. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce qu' après la mise en contact avec la solution de traitement de conversion et avant du
laquage une étape de rinçage et de préférence avant le laquage, de préférence également
une étape de séchage est effectuée.
15. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant est revêtu dans le laquage ultérieur d'un revêtement en poudre.