Passivierungsverfahren

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Passivierung von Zink-Nickel-Schichten.

[0002] Die Passivierung von galvanischen Überzügen ist bekannt und dient dem Korrosionsschutz sowie als Haftuntergrund für weitere Beschichtungen, wie beispielsweise Kunststoffbeschichtungen oder Lacke.

[0003] Die im Stande der Technik bekannten Verfahren greifen auf eine Chromatierung 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 unterschiedliche Korrosionsbeständigkeit aufweisen.

[0004] Für den Zink-Nickel-Bereich hat die Schwarzchromatierung als Korrosionsschutz mit bevorzugter ästhetischer Wirkung weite Verbreitung gefunden.

[0005] In der deutschen Offenlegungsschrift 33 02 502 ist eine Chromatierung für eine Zink-Kobalt-Beschichtung beschrieben.

[0006] Der weitverbreitete Einsatz von Chromaten als Korrosionsschutzschicht besitzt erhebliche Nachteile. So ist das vornehmlich zum Einsatz kommende Chrom-VI karzinogen. Eine zusätzliche Schutzbeschichtung ist daher erforderlich, um einen Hautkontakt zu vermeiden. Ungelöst bleibt jedoch das Problem, daß Chrom-VI beschichtete Teile eine erhebliche Umweltbelastung, insbesondere als Altlast, darstellen. Bei umweltschonender Entsorgung verursachen Chrom-VI beschichtete Teile hohe Entsorgungskosten.

[0007] Zur Vermeidung des unerwünschten Chrom-VI läßt sich auch eine Chrom-III-Passivierung mit blauem Farbton einsetzen. Diese besitzt jedoch wie die als weitere Alternative bekannte Molybdän-Passivierung unzureichende Korrosionsschutzeigenschaften. Insbesondere sind die beiden vorgenannten Chromatierungsverfahren nicht für Zink-Nickel-Überzüge geeignet.

[0008] Ein weiteres Problem, welches vorrangig bei der Schwarz-Passivierung von Zink-Nickel-Überzügen auftritt, liegt in dem etwa 2 µm betragenden Abtrag der Zink-Nickel-Schicht. Bei einer Gesamtschichtdicke von ca. 10 µm stellt dieser Abtrag einen Kostenfaktor von ca. 20% dar.

[0009] Ferner führt der Anstieg von Chrom-III und Zink in der Chromatierungslösung dazu, daß diese sich schnell verbraucht und ein häufiger Neuansatz der Lösung sowie Entsorgung der Altlösung erforderlich ist.

[0010] 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 Kosteneinsparung führt.

[0011] Das Problem wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.

[0012] Bei diesem Verfahren wird die Zink-Nickel-Oberfläche unter Vermeidung jeglichen Einsatzes von Chrom mit einem Oxidationsmittel behandelt und kann anschließend mit einer weiteren Schicht überzogen werden.

[0013] Der Überzug kann dazu dienen, die optische Qualität der Oberfläche zu verbessern oder die Gleiteigenschaften zu erhöhen. Darüber hinaus können weitere Schichten als Korrosionsschutzschicht aufgetragen werden.

[0014] Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Passivierung liegt in ihrer guten Rotrostbeständigkeit. Dies ist auf die Oberflächenstruktur zurückzuführen, die sich aus der oxidativen Behandlung ergibt.

[0015] Die erfindungsgemäß passiverte Zink-Nickel-Schicht läßt sich mit einer beliebigen Konversionsschicht oder auch direkt mit einem Gleitlack behandeln. Als Konversionsschicht kommen organische oder anorganische Beschichtungssysteme beispielsweise Silikate oder Polymerwachse in Frage.

[0016] Vorzugsweise besteht die Konversionsschicht aus Aquares, welches in dieser 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.

[0017] Als Versiegelungsschicht sind ferner insbesondere Titan und Silizium Kombinationen, wie beispielsweise in der deutschen Patentschrift 41 38 218 beschrieben, vorteilhaft.

[0018] Die Erfindung läßt sich auch für andere Zink- oder Zinklegierungsüberzüge einsetzen.

[0019] Im folgenden wird zur Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel des näheren erläutert.

[0020] Die Bauteile werden zunächst mit einer 12 bis 15,5%-igen Zink-Nickel-Schicht galvanisch beschichtet. Diese Zink-Nickel-Schicht wird mit Ammoniumperoxidsulfat bei einem pH 1,8 oxidiert. Die oxidierte Zink-Nickel-Schicht wird zur Verbesserung der optischen oder technischen Qualität nachbehandelt. Diese Nachbehandlung kann aus einem anorganischen oder organischen Film bestehen.

Beispiel 1: (anorganischer Film)

[0021] Einen anorganischen Film bildet eine Lösung aus, die Natriumsilikat in gelöster Form enthält:

50 g/l Natronwasserglas

pH von 8-10 (mit Natronlauge bzw. verdünnter Phosphorsäure eingestellt)

Beispiel 2: (organischer Film)

[0022] 

50 g/l Acrylat-Styrol-Copolimerisat (wie Acronal 567 D der BASF)

2 g/l Isopropanol

0,01 g/l Verdickungsmittel

pH-8-10 (mit verdünntem Ammoniak eingestellt)

Beispiel 3: (organischer Film)

[0023] 

25 g/l Polyethylenwachs (wie Luwax OA2 der BASF)

2 g/l Lutensol ON110 (Tensid, BASF, als Emulgator für Wachs)

pH=8-10 (mit verdünntem Ammoniak eingestellt)

Beispiel 4: (organischer Film)

[0024] Ebenso können organische Filme mittels der Elektrotauchlackierung aufgebracht werden. Hierzu eignet sich bevorzugt eine kathodische Tauchlackierung, 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 Bestandteile fallen bei hohem pH-Wert aus und bilden einen dünnen Film auf der Oberfläche. Dieser Film verringert die Leitfähigkeit in der Oberfläche stark. Ist die gesamte Oberfläche beschichtet, kommt es daher zu einem erheblichen Spannungsanstieg und der Beschichtungsprozeß ist zu Ende. Die nachgeschaltete Trocknung ist nun ein Einbrennvorgang bei ca. 180°C.

[0025] 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.

[0026] Ebenso besteht die Möglichkeit, eine Kombination aus Titansäureestern und organofunktionellen Polysiloxanen als Nachtauchmittel einzusetzen. Dabei kommen organische Lösungsmittel, vorzugsweise Kohlenwasserstoffe oder Alkohole zur Verwendung. Anstelle der Titansäureester lassen sich Titanchelate einsetzten und als Lösungsmittel Wasser, Alkohole oder Kohlenwasserstoffe einsetzten. Die Titansäureester und Titanchelate können auch nebeneinander eingesetzt werden, während die verschiedenen Lösungsmittel als Mischung zur Anwendung kommen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Passivierung von galvanischen Zink-Nickel-Überzügen dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug mit einem Oxidationsmittel behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationsmittel ein Peroxidsulfat eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Zink-Nickel-Schicht eine Konversionsschicht aufgetragen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversionsschicht aus einem Polymerwachs besteht.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trockenschmierstoffschicht aufgetragen wird.

6. Beschichtungssystem mit einer oxidativ behandelten Zink- oder Zinklegierungs-, insbesondere Zink-Nickelschicht.

7. Beschichtungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zink- oder Zinklegierungsschicht mit einer titan- und/oder siliziumhaltigen Schicht versiegelt ist.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die passivierten Überzüge mit einer Bindemittel-Kombination aus Titansäureestern und/oder Titanchelaten und Polysiloxanen in einem organischen Lösungsmittel oder Wasser oder einer Mischung behandelt werden.