DE2948649A1

DE2948649A1 - DIVING PHOSPHATING METHOD AND DEVICE THEREFOR

Info

Publication number: DE2948649A1
Application number: DE19792948649
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Murakami; Syuji Sato; Hideo Shimizu
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Henkel Corp
Priority date: 1978-12-05
Filing date: 1979-12-04
Publication date: 1980-06-19
Also published as: GB2039538B; JPS5576076A; FR2443513A1; FR2443513B1; BE880442A; GB2039538A

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Tauchverfahren zur Phosphatierung, das auf die Vorbehandlung zur Lackierung von Metallgegenständen anwendbar ist, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to an improved dipping process for phosphating, which is applicable to the pre-treatment for painting metal objects, and a device for carrying out the method.

Als Vorbereitung zur Lackierung von Automobilen, Elektrogeräten für den Haushalt, Stahlmöbeln usw. wird im allgemeinen eine Phosphatierungsbehandlung insbesondere im Spritzverfahren angewendet. Wenn jedoch das Werkstück "Spritztaschen" (d.h. taschenartige Vertiefungen) aufweist, sind diese Taschen und Vertiefungen dem direkten Spritzauftrag kaum zugänglich und erhalten nur abgewiesene Spritzer der Phosphatierungslosung ohne Rücksicht auf jegliche Richtungsänderungen der Spritzdüse. Als Ergebnis wird nur eine temperartige Phosphatschicht auf der Oberfläche gebildet. Diese phosphatierte Oberfläche weist schlechte Korrosionsbeständigkeit und schlechte Haftung am anschließend aufgebrachten Anstrichfilm auf und ist als Grundlage für die Lackierung unzureichend. Bei der Behandlung im Tauchverfahren kann das Werkstück in befriedigendem Maße selbst bis zu den genannten Taschenteilen oder Vertiefungen phosphatiert werden. Das Tauchverfahren wirft jedoch das Problem auf, daß durch unregelmäßige Transportgeschwindigkeit einer Fördervorrichtung, die das Werkstück in die Phosphatierungslosung taucht, auf der phosphatierten Oberfläche stufenförmige Ungleichmäßigkeiten der Phosphatierung ausgebildet werden, so daß eine gleichmäßige Phosphatschicht nicht erzielbar ist. Diese Tatsache stellt das größte Hindernis für die Anwendung des Tauchverfahrens für die Phosphatierung von großen Werkstücken wie Automobilkarosse- ' rien dar. Außerdem neigen Werkstücke mit VertiefungenIn preparation for painting automobiles, household electrical appliances, steel furniture, etc., im a phosphating treatment is generally used, in particular by spraying. However, if the workpiece Has "injection pockets" (i.e. pocket-like indentations), these pockets and indentations are the same Direct spray application hardly accessible and only get rejected splashes of the phosphating solution without Take into account any changes in the direction of the spray nozzle. As a result, there is only a temperate phosphate layer formed on the surface. This phosphated surface shows poor corrosion resistance and poor adhesion to the subsequently applied paint film and is used as the basis for the Insufficient paintwork. The workpiece can be treated to a satisfactory extent when using the immersion method be phosphated even up to the mentioned pocket parts or depressions. The immersion process However, raises the problem that by irregular transport speed of a conveyor, the the workpiece is immersed in the phosphating solution, stepped irregularities on the phosphated surface the phosphating are formed, so that a uniform phosphate layer cannot be achieved is. This fact represents the greatest obstacle to the application of the dip method for phosphating of large workpieces such as automobile bodies. In addition, workpieces with depressions tend to be

und Ausnehmungen an der Unterseite, z.B. die Radmulden von Automobilkarosserien, zur Ausbildung von Lufttaschen während des Tauchvorganges, wobei verhindert wird, daß diese Teile mit der Phosphatierungslösung in genügende Berührung kommen. Ferner pflegt der in der Phosphatierungslösung schwimmende Schlamm am Werkstück haften zu bleiben, und dieser Schlamm ist durch Spülen mit Wasser kaum zu entfernen.and recesses on the underside, e.g. the wheel wells of automobile bodies, for the formation of air pockets during the immersion process, which prevents these parts from being contaminated with the phosphating solution come into sufficient contact. Furthermore, the sludge floating in the phosphating solution cares for the workpiece stick, and this sludge is difficult to remove by rinsing with water.

In den letzten Jahren ist man zur Anwendung des Spritztauchverfahrens übergegangen, bei dem die positiven Merkmale und Vorteile sowohl des Spritzverfahrens als auch des Tauchverfahrens ausgenutzt werden. Bei einem solchen Verfahren wird das Werkstück zuerst 5 bis 60 Sekunden der Spritzbehandlung und dann der Tauchbehandlung unterworfen, wodurch mangelhaftes Phosphatieren der Taschenteile und Vertiefungen und stufenförmige Ungleichmäßigkeit des Phosphatierens wirksam verhindert werden. Da jedoch die Kristal Iform der Phosphatschicht in einer frühen Phase der Phosphatierungsbehandlung festgelegt wird, kann eine Phosphatschicht in dieser Kristallform, die· beim Tauchverfahren erzielbar ist, wobei bessere Ergebnisse in bezug auf Korrosionsbeständigkeit und Haftfestigkeit als Grundlage für die Lackierung erzielt werden, beim Spritztauchverfahren nicht ausgebildet werden.In recent years, the spray dipping process has been used passed over, in which the positive features and advantages of both the spraying process as can also be used in the immersion process. In such a process, the workpiece becomes 5 to 60 first Subsequently subjected to the spray treatment and then to the immersion treatment, resulting in poor phosphating of pocket parts and depressions and step-like unevenness of phosphating are effective be prevented. However, there is the crystal form of the phosphate layer is established at an early stage of the phosphating treatment, a phosphate layer can be used in this crystal form, which can be achieved with the immersion process is, with better results in terms of corrosion resistance and adhesive strength as the basis for the painting can be achieved, are not formed in the spray dipping process.

In eingehenden Untersuchungen mit dem Ziel, ein Tauchphosphatierungsverfahren zu entwickeln, mit dem eine Phosphatschicht mit guter Korrosionsbeständigkeit und hoher Haftfestigkeit unter Vermeidung der Nachteile der üblichen Tauchverfahren erzielt werden kann, wurde nun gefunden, daß das Auftreten von stufenförmigen Ungleichmäßigkeiten der Phosphatierung und die Bildung von Lufttaschen verhindert werden können, wenn der Phosphatierungslösung am Eintrittsteil des Phosphatierungsbades eine Wellenbewegung verliehen wird. Es wurdeIn in-depth investigations with the aim of a dip phosphating process to develop with which a phosphate layer with good corrosion resistance and high adhesive strength can be achieved while avoiding the disadvantages of the usual dipping process, has now found that the occurrence of stepped unevenness The phosphating and the formation of air pockets can be prevented when using the phosphating solution a wave motion is imparted at the entry part of the phosphating bath. It was

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ferner gefunden, daß der am Metallteil haftende Schlamm leicht und wirksam vom Werkstück abgespült werden kann,wenn Wasser oder die Phosphatierungslösung auf das phosphatierte Werkstück gespritzt wird.also found that the sludge adhering to the metal part is easily and effectively rinsed off the workpiece when water or the phosphating solution is sprayed onto the phosphated workpiece.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Tauchphosphatierungsverfahren, bei dem man den zu phosphatierenden Metallgegenstand in ein Phosphatierungsbad einführt, den Metallgegenstand im Bad getaucht hält, bis die Phosphatierung an der Oberfläche des Metallteils erfolgt ist, und den phosphatierten Metallgegenstand aus dem Bad entfernt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man den Metallgegenstand in das Bad einführt, während man der Phosphatierungslösung im Bad im Eintrittsabschnitt des Bades eine Wellenbewegung verleiht.The invention accordingly provides an immersion phosphating process in which the metal object to be phosphated is introduced into a phosphating bath, the metal object is kept immersed in the bath until the surface of the metal part has been phosphated, and the phosphated metal object is removed from the bath. The method is characterized in that the metal object is introduced into the bath while the phosphating solution in the bath is given a wave motion in the entry section of the bath.

Beliebige übliche Phosphatierungsbader können verwendet werden. Bevorzugt wird ein Phosphatierungsbad, dessen Querschnittsform schiffsförmig ist, d.h. aus 1) dem Eintrittsabschnitt, der sich zum mittleren Abschnitt erweitert und allmählich vertieft, 2) dem mittleren Abschnitt, der einen waagerechten flachen Bodenteil darstellt, und 3) dem Austrittsabschnitt besteht, der sich vom mittleren Abschnitt aus verjüngt und allmählich flacher wird. Besonders bevorzugt wird ein Phosphatierungsbad, das im Querschnitt eine Schiffsform und zwischen dem Eintrittsabschnitt und dem mittleren Abschnitt einen vertieften Teil aufweist, der als Absetzbad für den Schlamm dient.Any conventional phosphating baths can be used will. A phosphating bath is preferred, the cross-sectional shape of which is ship-shaped, i.e. from 1) the inlet section, which widens to the middle section and gradually deepens, 2) the middle section Section which is a horizontal flat bottom part, and 3) the exit section which tapers from the middle section and gradually flattens out. A phosphating bath is particularly preferred, that in cross section a ship shape and between the entry section and the middle section has a recessed part that serves as a sedimentation bath for the sludge.

Für den Transport des zu phosphatierenden Metallgegenstandes kann eine Fördervorrichtung verwendet werden, dip so arbeitet, daß der Metallgegenstand in das Phosphatierungsbad eingeführt, im eingetauchten Zustand durch das Phosphatierungsbad geführt und aus dem Phosphatierungsbad herausgenommen wird.A conveyor device can be used to transport the metal object to be phosphated, dip works in such a way that the metal object enters the phosphating bath introduced, guided in the submerged state through the phosphating bath and out of the phosphating bath is taken out.

Um der Phosphatierungslösung eine Wellenbewegung zu erteilen, können beliebige Vorrichtungen, die an der Oberfläche Wellen ohne wesentliches Spritzen zu erzeugen vermögen, verwendet werden. Eine der typischen Maßnahmen zur Wellenbildung besteht darin, daß man Wasser oder die Phosphatierungslösung durch die Düsenöffnungen, die sich an, über oder unter der Oberfläche der Lösung öffnen, in das Phosphatierungsbad einführt.In order to impart a wave motion to the phosphating solution, any devices connected to the Surface waves without being able to generate substantial splashing can be used. One of the typical Measures for wave formation consists in that water or the phosphating solution through the nozzle openings, which open at, above or below the surface of the solution, is introduced into the phosphating bath.

Der phosphatierte Metallgegenstand wird zur Entfernung des daran haftenden Schlamms vorzugsweise durch Aufspritzen von Wasser oder Phosphatierungslösung gespült. Diese Spülung des phosphatierten Metallteils wird im Austrittsabschnitt, d.h. am Metallteil während der Entfernung oder unmittelbar nach der Entfernung aus dem Phosphatierungsbad vorgenommen.The phosphated metal object is preferably rinsed by spraying water or phosphating solution to remove the sludge adhering to it. This rinsing of the phosphated metal part takes place in the outlet section, i.e. on the metal part during the Removal or immediately after removal from the phosphating bath.

Ferner läßt man vorzugsweise im Phosphatierungsbad die Phosphatierungslösung vom Austragabschnitt zum mittleren Abschnitt, insbesondere zum Absetzbad fliessen, wobei die Lösung vom Eintrittsabschnitt zum mittleren Abschnitt, insbesondere zum Absetzbad, strömt oder nicht, wodurch die Bewegung und das Absetzen des Schlamms in das Absetzbad beschleunigt wird. Diese Strömungen lassen sich leicht erzeugen, indem man beispielsweise Wasser oder die Phosphatierungslösung durch die Düsenöffnungen, die in geeigneter Weise an verschiedenen Stellen im Phosphatierungsbad angeordnet und eingestellt sind, spritzt.Furthermore, the phosphating solution is preferably left in the phosphating bath from the discharge section to the middle section, in particular to the settling bath, with the solution flowing from the inlet section to the middle Section, particularly to the sedimentation bath, flows or not, which causes the movement and settling of the Sludge is accelerated into the sedimentation bath. These currents can easily be generated by, for example Water or the phosphating solution through the nozzle openings, which are suitably at different Places in the phosphating bath are arranged and set, splashes.

Im allgemeinen läßt man die Phosphatierungslösung im Phosphatierungsbad überlaufen. Die überlaufende Phosphatierungslösung wird durch die genannten Düsenöffnungen in das Phosphatierungsbad zurückgeführt bzw. im Kreislauf geführt. Vorteilhaft ist beispielsweise eine Arbeitsweise, bei der man einen Überlauftank vor dem Eintrittsabschnitt des Phosphatierungsbades an-In general, the phosphating solution is allowed to overflow in the phosphating bath. The overflowing phosphating solution is returned to or from the phosphating bath through the nozzle openings mentioned. circulated. It is advantageous, for example, to work in which an overflow tank is placed in front of it the entry section of the phosphating bath

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ordnet, so daß die überlaufende Phosphatierungslosung darin gesammelt und durch geeigenete Leitungen in das Phosphatierungsbad zurückgeführt wird, wodurch die gewünschten Strömungen der Phosphatierungslosung ausgebildet werden.arranges so that the overflowing phosphating solution is collected therein and returned through suitable lines to the phosphating bath, whereby the desired Flows of the phosphating solution are formed.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich erläutert.The invention is described below with reference to Illustrations explained in detail.

Fig.l zeigt ein Fließschema einer Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung.Fig.l shows a flow diagram of an embodiment of the Device according to the invention.

Fig.2 ist eine perspektivische Ansicht des wesentlichen Teils der Vorrichtung gemäß der Erfindung.Fig. 2 is a perspective view of the essential Part of the device according to the invention.

In den Abbildungen ist mit 1 ein Phosphatierungsbad, mit 2 ein zwischen dem Eintrittsabschnitt und dem mittleren Abschnitt des Bades 1 vorgesehenes Absetzbad und mit 3 ein vor dem Eintrittsabschnitt des Bades 1 angeordneter Überlauftank bezeichnet. Der Überlauftank 3 kann auch nach dem Austragabschnitt oder seitlich vom Bad 1 angeordnet werden. Der Boden des Absetzbades 2 ist mit einer Ablassleitung 4 versehen, die sich zu einer Leitung 4A mit Ventil 5A und einer Leitung 4B mit Ventil 5B verzweigt. Die Leitung 4B ist mit einer Pumpe 6 verbunden, die durch Leitung 8 mit einem Filter 7 verbunden ist. An der Vorderseite und an der Rückseite des Filters 7 sind Ventile 9 und 10 angeordnet. Mit der Leitung 8 ist eine nicht durch das Filter laufende Leitung 12 mit Ventil 11 verbunden.In the figures, 1 is a phosphating bath, with 2 a settling bath provided between the inlet section and the central section of the bath 1 and 3 denotes an overflow tank arranged in front of the inlet section of the bath 1. The overflow tank 3 can also be arranged after the discharge section or to the side of bath 1. The bottom of the sedimentation bath 2 is provided with a discharge line 4, which leads to a line 4A with valve 5A and a line 4B branches with valve 5B. The line 4B is connected to a pump 6, which through line 8 with a Filter 7 is connected. Valves 9 and 10 are arranged on the front side and on the rear side of the filter 7. A line 12 with valve 11, which does not run through the filter, is connected to line 8.

Der Boden des Überlauftanks 3 ist mit einer Austrittsleitung 14 mit Ventil 13 versehen. Die Leitung 14 führt zu einer Pumpe 15. Mit der Pumpe 15 ist ein Wärmeaustauscher 16 über eine Leitung 17 verbunden. ; An der Vorderseite und Rückseite des Wärmeaustauschers sind Ventile 18 und 19 angeordnet. Mit der Leitung ist eine Leitung 21 mit Ventil 20 als UmgehungsleitungThe bottom of the overflow tank 3 is provided with an outlet line 14 with valve 13. The line 14 leads to a pump 15. A heat exchanger 16 is connected to the pump 15 via a line 17. ; Valves 18 and 19 are arranged on the front and rear of the heat exchanger. With the line is a line 21 with valve 20 as a bypass line

verbunden.tied together.

Die Leitung 17 führt zur Hauptleitung 22, mit der Zweigleitungen 24 mit je einem Ventil 23 verbunden sind. Eine von der Leitung 17 abzweigende Leitung 25 führt zur Hauptleitung 26, von der Zweigleitungen 31 mit Ventilen 27, 28, 29 bzw. 30 ausgehen. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Zweigleitungen 24 und 31 in geeignetem Abstand auf der Bodenfläche des Phosphatierungsbades 1 und innerhalb der Seitenwand angeordnet und mit Steigrohren 32, 33 und 34 verbunden, die mit Düsenöffnungen zum Ausstoß der Flüssigkeit versehen sind. Der andere Teil der Zweigleitungen 31 ist am Eintrittsabschnitt des Bades 1 vorgesehen und mit einem Steigrohr 35 verbunden, das mit einer Düsenöffnung für den Ausstoß von Flüssigkeit versehen ist. Ein weiterer Teil der Zweigleitung 31 ist seitlich vom Austragabschnitt des Bades 1 angeordnet und mit einem Steigrohr 36 verbunden, das mit einer Düsenöffnung für den Ausstoß von Flüssigkeit versehen ist. MitThe line 17 leads to the main line 22, with which branch lines 24, each with a valve 23, are connected. A line 25 branching off from line 17 leads to main line 26, from which branch lines 31 with valves 27, 28, 29 and 30 extend. As shown in Fig. 2, the branch lines 24 and 31 are arranged at a suitable distance on the bottom surface of the phosphating bath 1 and inside the side wall and connected to riser pipes 32, 33 and 34 which are provided with nozzle openings for ejecting the liquid. The other part of the branch lines 31 is provided at the inlet portion of the bath 1 and connected to a riser pipe 35 which is provided with a nozzle opening for the ejection of liquid. Another part of the branch line 31 is arranged to the side of the discharge section of the bath 1 and connected to a riser pipe 36 which is provided with a nozzle opening for the ejection of liquid. With

37 ist eine Vorrichtung für den Transport der zu phosphatierenden Werkstücke A bezeichnet. Für die Zuführung von Wasser (das das in der Spülstufe nach der Phosphatierung verwendete Wasser sein kann) sind die Leitungen37 denotes a device for transporting the workpieces A to be phosphated. For the feed of water (which can be the water used in the rinsing stage after phosphating) are the pipes

38 und 39 vorgesehen.38 and 39 provided.

Die Düsenöffnungen sind so ausgerichtet, daß die gewünschten Strömungen der Phosphatierungslösunq einschließlich der Wellenbildung am Eintrittsabschnitt erzeugt werden. Die Pfeile in Fig.l und Fig.2 deuten als Beispiel die Richtungen der Düsenöffnungen an, die in der Praxis möglich sind.The nozzle openings are aligned so that the desired Flows of the phosphating solution including the wave formation at the inlet section be generated. The arrows in Fig.l and Fig.2 indicate as an example, the directions of the nozzle openings that are possible in practice.

Die Phosphatierung unter Verwendung der in Fig.l und Fig.2 dargestellten Vorrichtung kann in der nachstehend beschriebenen Weise durchgeführt werden.The phosphating using the device shown in Fig.l and Fig.2 can be carried out in the following described manner.

Zunächst werden die erforderlichen Mengen einer Phosphatierungslösung in das Phosphatierungsbad 1 und in den Überlauftank 3 gegeben. Dann werden die Ventile 13, 18, 19 und 23 geöffnet. Die Pumpe 15 wird eingeschaltet undFirst, the required quantities of a phosphating solution are added to the phosphating bath 1 and the overflow tank 3. Then the valves 13, 18, 19 and 23 are opened. The pump 15 is turned on and

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drückt die Phosphatierungslosung aus dem Tank 3 durch den Wärmeaustauscher 16 und die Steigleitungen 32 in das Bad 1, wodurch die Phosphatierungslosung im Bad 1 in den Tank 3 fließt. Der Wärmeaustauscher 16 hält die Phosphatierungslosung bei der erforderlichen Temperatur. Wenn es nicht erforderlich ist, die Lösung zu erhitzen, können die Ventile 18 und 19 geschlossen und das Ventil 20 geöffnet werden.pushes the phosphating solution out of the tank 3 the heat exchanger 16 and the risers 32 in the bath 1, whereby the phosphating solution in the bath 1 flows into the tank 3. The heat exchanger 16 keeps the phosphating solution at the required temperature. If it is not necessary to heat the solution, the valves 18 and 19 can be closed and the valve 20 can be opened.

Wenn die Phosphatierungslosung die erforderliche Temperatur erreicht hat, werden die Ventile 27, 28, 29 und 30 geöffnet, und die Phosphatierungslosung strömt aus den Steigleitungen 33, 34, 35 und 36 aus. Dann wird mit Hilfe der Transportvorrichtung 37 das Werkstück A in das Bad 1 gebracht und mit der Phosphatierungsbehandlung begonnen.When the phosphating solution has reached the required temperature, the valves 27, 28, 29 and 30 are opened and the phosphating solution flows out of the risers 33, 34, 35 and 36. Then , with the aid of the transport device 37, the workpiece A is brought into the bath 1 and the phosphating treatment is started.

Durch die Wirkungen der Phosphatierungslosung und/oder des Wassers, die durch das Steigrohr 35 ausgestoßen werden, wird die Phosphatierungslosung am Eingangsabschnitt des Bades 1 in eine Wellenbewegung versetzt.By the effects of the phosphating solution and / or of the water ejected through the riser 35 becomes the phosphating solution at the entrance section of the bath 1 set in a wave motion.

Hierdurch kann eine gleichmäßige Phosphatschicht ohne stufenförmige Ungleichmäßigkeit der Phosphatierung an der Oberfläche des Metallteils A gebildet werden. Ferner kommt die Phosphatierungslosung durch den Ausstoß der Lösung aus dem Steigrohr 34 auf der Bodenfläche am Eingangsabschnitt des Bades 1 mit dem Metallteil dort, wo es durch Ausbildung einer Lufttasche nicht ohne weiteres phosphatiert wird, beispielsweise am vertieften Teil der Unterseite des Metallteils A, in ausreichende Berührung ·As a result, a uniform phosphate layer can appear without stepped unevenness of the phosphating the surface of the metal part A can be formed. Furthermore, the phosphating solution comes through the discharge the solution from the riser 34 on the bottom surface at the entrance portion of the bath 1 with the metal part where it is not readily phosphated due to the formation of an air pocket, for example on the recessed part of the underside of the metal part A, in sufficient contact

Ferner wird die Phosphatierungslosung im Bad 1 durch das Ausstoßen der Phosphatierungslosung aus den Steigrohren 32 und 33 bewegt und gerührt, so daß sie in den Tank 3 läuft. Durch den Transport des Metallgegenstandes A durch die Phosphatierungslosung kann eineFurthermore, the phosphating solution in bath 1 is through the ejection of the phosphating solution from the riser pipes 32 and 33 moved and stirred so that they are in the Tank 3 is running. By transporting the metal object A through the phosphating solution, a

gleichmäßige Phosphatschicht ausgebildet werden.uniform phosphate layer can be formed.

Nach der Phosphatierungsbehandlung wird der Metallgegenstand A durch die Transportvorrichtung 37 zur Wasserspülstufe geführt. Im Bad 1 schwimmt der als Nebenprodukt der Phosphatierung gebildete Schlamm, der am Metallgegenstand A haften bleibt. Bevor sich der Schlamm fest ansetzen kann, wird er von der aus dem Steigrohr 36 ausgestoßenen Phosphatierungslösung oder dem aus diesem Steigrohr ausgestoßenen Wasser abgespült und entfernt.After the phosphating treatment, the metal object A is transported by the transport device 37 to Water rinsing stage. In bath 1, the sludge formed as a by-product of phosphating floats, the remains on the metal object A. Before the mud can settle, it is removed from the Riser pipe 36 ejected phosphating solution or the water ejected from this riser pipe rinsed off and removed.

Durch die Phosphatierungsbehandlung wird eine große Menge Schlamm, der hauptsächlich aus Phosphatverbindungen besteht, als Nebenprodukt im Rad 1 gebildet. Der Schlamm, der sich am Boden des Bades 1 niederschlägt, bewegt sich unter seinem Eigengewicht und unter der Spritzwirkung der Phosphatierungslösung aus den Steigrohren 32 und 33 leicht und fällt in das Absetzbad 2. Wenn die Konzentration des Schlamms im Absetzbad 2 hoch geworden ist, werden die Ventile 5B, 9 und 10 geöffnet, wodurch die Pumpe 6 eingeschaltet wird, durch die dieser Schlamm dem Filter 7 zugeführt wird, wo der Feststoff und die Flüssigkeit getrennt werden. Der Schlamm wird im festen Zustand aus dem System ausgetragen. Das Filtrat wird durch die Leitung 8 in den Überlauftank zurückgeführt. In einer frühen Phase der Behandlung (in der Phase, in der sich kein Schlamm im Absetzbad 2 angehäuft hat) ist es möglich, die aus dem Absetzbad 2 ablaufende Flüssigkeit nicht dem Filter 7 zuzuführen, sondern durch Leitung 12 in den Überlauftank 3 zurückzuführen.The phosphating treatment produces a large amount of sludge, which is mainly composed of phosphate compounds exists, formed as a by-product in wheel 1. The sludge that settles on the bottom of bath 1, moves under its own weight and under the spray effect of the phosphating solution the risers 32 and 33 easily and falls into the settling bath 2. When the concentration of the sludge in the settling bath 2 has become high, the valves 5B, 9 and 10 are opened, whereby the pump 6 is switched on, through which this sludge is fed to the filter 7, where the solid and the liquid are separated. The sludge is discharged from the system in the solid state. The filtrate is through line 8 in the Overflow tank returned. At an early stage of treatment (the phase when there is no sludge in the Settling bath 2 has accumulated) it is possible that the liquid draining from the settling bath 2 does not reach the filter 7 but to be returned through line 12 to the overflow tank 3.

Bei der Phosphatierungsbehandlung gemäß der Erfindung wird die Lage der Düsenöffnungen des Steigrohres 35 in geeigneter Weise gewählt. Ohne Rücksicht darauf, ob die Phosphatierungslösung in Höhe der Oberfläche desIn the phosphating treatment according to the invention, the position of the nozzle openings of the riser pipe 35 in appropriately chosen. Regardless of whether the phosphating solution is level with the surface of the

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Bades, über oder unter der Oberfläche ausgestoßen wird, dürfen keine Materialspritzer entstehen, die am Werkstück A haften bleiben. Geeignet ist gewöhnlich eine Lage von etwa 5 bis 20 cm über und unter der Oberfläche der Lösung. Die aus dem Steigrohr 35 ausgestoßene Flüssigkeitsmenge kann mit dem Ventil 29 in geeigneter Weise so eingestellt werden, daß die Wellenbewegung der Phosphatierungslösung am Eingangsteil des Bades 1 erzeugt wird. Ferner kann das aus dem Steigrohr 34 ausgestoßene Flüssigkeitsvolumen mit dem Ventil 28 in geeigneter Weise so eingestellt werden, daß das Werkstück A unter der Wirkung des nach oben gerichteten Strahls der Phosphatierungslösunq nicht aufschwimmt. Außerdem werden die aus den Steigrohren 32 und 33 ausgestoßenen Flüssigkeitsmengen, die an der Umwälzung der Phosphatierungslösung im Bad und der Bewegung des Schlamms beteiligt sind, mit den Ventilen 23 und 27 in Abhängigkeit vom Umwälzzustand, der Menge des Schlammes und dem Zustand des Schlamms im Bad in geeigneter Weise eingestellt. Als Mittel zur Ausbildung der Strömungen der Phosphatierungslösung im Bad kann ein Saugrohrsystem verwendet werden * When the bath is ejected above or below the surface, there must be no splashes of material that stick to workpiece A. A layer about 5 to 20 cm above and below the surface of the solution is usually suitable. The amount of liquid ejected from the riser pipe 35 can be adjusted in a suitable manner with the valve 29 so that the wave motion of the phosphating solution is generated at the inlet part of the bath 1. Furthermore, the volume of liquid expelled from the riser pipe 34 can be adjusted in a suitable manner with the valve 28 so that the workpiece A does not float under the effect of the upwardly directed jet of the phosphating solution. In addition, the amounts of liquid discharged from the riser pipes 32 and 33, which are involved in the circulation of the phosphating solution in the bath and the movement of the sludge, with the valves 23 and 27 depending on the circulation condition, the amount of sludge and the condition of the sludge in the bath appropriately adjusted. A suction pipe system can be used as a means to develop the flow of the phosphating solution in the bath *

Die Lage des Steigrohres 36 wird so gewählt, daß die ausgestoßene Lösung aus der Nähe der Stelle, wo das Werkstück A durch die Transportvorrichtung 37 teilweise aus der Phosphatierungslösung entfernt worden ist, aufgespritzt wird. Die aufgespritzte Menge wird durch das Ventil 30 in geeigneter Weise so eingestellt, daß der am Werkstück A angesetzte Schlamm entfernt wird. Im allgemeinen wird der Spritzdruck auf 0,81 bis 2 bar eingestellt. Als Düse am Steigrohr 36 wird vorzugsweise eine Rohrdüse verwendet, die die ausgestoßene Lösung nicht vernebelt (z.B. ein Rohr von etwa 10 mm Durchmesser mit sich verjüngender Spitze).The position of the riser pipe 36 is chosen so that the expelled solution from the vicinity of the point where the Workpiece A has been partially removed from the phosphating solution by the transport device 37, sprayed on will. The sprayed amount is adjusted by the valve 30 in a suitable manner so that the on Sludge set on workpiece A is removed. In general, the injection pressure is set to 0.81 to 2 bar. A tubular nozzle is preferably used as the nozzle on the riser pipe 36, which the ejected solution does not nebulized (e.g. a tube about 10 mm in diameter with a tapered tip).

Wenn die Phosphatierungsbehandlung nach dem VerfahrenWhen the phosphating treatment after the procedure

gemäß der Erfindung in der Vorrichtung gemäß der Erfindung durchgeführt wird, ist es möglich, die stufenförmige Ungleichmäßigkeit der Phosphatschicht, die mangelhafte Phosphatierung von Teilen, an denen sich Lufttaschen gebildet haben, die Beschichtungsfehler durch Staub oder Schlamm, der am Werkstück haftet, usw. zu vermeiden und hierdurch eine ausgezeichnete Phosphatschicht als Untergrund für Anstriche auszubilden.is carried out according to the invention in the device according to the invention, it is possible to eliminate the stepped unevenness of the phosphate layer, the deficient phosphating of parts on which air pockets have formed, the coating defects due to dust or sludge adhering to the workpiece, etc. avoid and thereby develop an excellent phosphate layer as a substrate for paints.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele weiter erläutert. In diesen Beispielen beziehen sich die Teile unc¹ % auf das rowicht, falls nicht anders angegeben.The invention is further illustrated by the following examples and comparative examples. In these examples, the parts unc ¹ % relate to weight, unless otherwise stated.

Ein Probeblech aus handelsüblichem kaltgewalztem Stahl (100 χ 300 χ 0,8 mm) wurde im Tauchverfahren mit einem schwach alkalischen Entfettungsmittel (2%ig) ("RIDOLINE SD200", hergestellt von der Anmelderin) 2 Minuten bei einer Temperatur von 60°C entfettet. Das Blech wurde anschließend mit Wasser gespült und einer Tauchbehandlung mit einem Konditioniermittel für Metalloberflächen (0,l%ig) ("FIXODIN 5N-5", hergestellt von der Anmelderin) 30 Sekunden bei Raumtemperatur unterworfen. Nach der Behandlung mit einer Phosphatierungslosung im Tauchverfahren (0,15% Zn, 0,04% Ni, 1,4% PO₄, 0,5% NO₃, 0,1% ClO₃, 0,1% Cl, 0,0065% NO₂) bei einer Gesamta iditat von 17 Punkten, einem Säuregrad (freie Säure) von 0,9 Punkten, einem Tonerwert von 1,5 Punkten und einer Temperatur von 50°C für 2 Minuten wurde das Blech mit Wasser gespült und getrocknet.A test sheet made of commercially available cold-rolled steel (100 × 300 × 0.8 mm) was degreased in a dipping process with a weakly alkaline degreasing agent (2%) ("RIDOLINE SD200", manufactured by the applicant) for 2 minutes at a temperature of 60 ° C . The metal sheet was then rinsed with water and subjected to an immersion treatment with a conditioning agent for metal surfaces (0.1%) ("FIXODIN 5N-5", manufactured by the applicant) for 30 seconds at room temperature. After treatment with a phosphating solution in the immersion process (0.15% Zn, 0.04% Ni, 1.4% PO ₄ , 0.5% NO ₃ , 0.1% ClO ₃ , 0.1% Cl, 0, 0065% NO ₂ ) with an overall acidity of 17 points, a degree of acidity (free acid) of 0.9 points, a toner value of 1.5 points and a temperature of 50 ° C. for 2 minutes, the sheet was rinsed with water and dried .

Die Transportgeschwindigkeit eines Werkstücks (Automobilkarosserie) beim Autolackierband beträgt gewöhnlich 4 bis 5 m/Minute. Das Eintauchen des Werkstücks in die Phosphatierungslosung erfolgt unter einer Neigung in einem Winkel von 20 bis 25° zur Lösungsoberfläche. Für die Durchführung dieses Arbeitsganges wurde daher dieThe transport speed of a workpiece (automobile body) automotive paint tape is usually 4 to 5 m / minute. Immersing the workpiece in the Phosphating solution takes place at an inclination at an angle of 20 to 25 ° to the surface of the solution. For the implementation of this operation was therefore the

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Phosphatierungsbehandlung diesen Bedingungen angepaßt. Das endgültige Aussehen der Phosphatschicht wurde durch in Augenscheinnahme beurteilt.Phosphating treatment adapted to these conditions. The final appearance of the phosphate layer was assessed by visual inspection.

Ein Punkt der Gesamtacidität stellt das Volumen von 0,In-NaOH in ml dar, das für die Rotfärbung einer Probe von 10 ml der Phosphatierungslösung bei Verwendung von Phenolphthalein als Indikator erforderlich ist. Ein Punkt freie Säure stellt das Volumen von 0,In-NaOH in ml dar, das zur Blaufärbung einer Probe von 10 ml Phosphatierungslösung bei Verwendung von Uromphenolhlau als Indikator erforderlich ist. Ein Punkt des Tonerwerts stellt das Volumen von O,O42n-KMnO. in ml dar, das zur Rotfärbung einer Probe von 25 ml der Phosphatierungslösung unter Zugabe einiger Tropfen 50%iger H₃SO₄ erforderlich ist.One point of the total acidity represents the volume of 0.1 In-NaOH in ml which is required for the red coloration of a sample of 10 ml of the phosphating solution when using phenolphthalein as an indicator. A point of free acid represents the volume of 0, In-NaOH in ml, which is required to color a sample of 10 ml phosphating solution blue when using uromphenol blue as an indicator. One point of the toner value represents the volume of O, O42n-KMnO. in ml, which is required to color a sample of 25 ml of the phosphating solution red with the addition of a few drops of 50% H ₃ SO _4.

Comparative example 1

Eine Zinkphosphatierung wurde in einer üblichen Anlage im Tauchverfahren vorgenommen.Zinc phosphating was carried out in a conventional plant using the immersion process.

example 1

Eine Zinkphosphatierungsanlage für die Phosphatierung im Tauchverfahren, die sich wie folgt von einer üblichen Anlage unterschied, wurde verwendet: Am Eingangsabschnitt des Phosphatierungsbades waren die Düsenöffnungen des Steigrohres 35 etwas unterhalb der Oberfläche der Phosphatierungslösung so angeordnet, daß die Lösung durch Wellenbildung unter der Strahlwirkung der Phosphatierungslösung bewegt und gerührt wurde. Mit diesem System wurde die Phosphatierungsbehandlung durchgeführt. A zinc phosphating system for phosphating in the immersion process, which differs from a conventional one as follows The system used was different: the nozzle openings were at the entrance section of the phosphating bath of the riser pipe 35 arranged slightly below the surface of the phosphating solution so that the Solution by wave formation under the radiation effect of the Phosphating solution was moved and stirred. The phosphating treatment was carried out with this system.

Example 2

Außer dem in Beispiel 1 beschriebenen Aufbau war die Steigleitung 36 seitlich am Ausgangsabschnitt des Phosphatierungsbades so angeordnet, daß die Phospha-In addition to the structure described in Example 1, the riser 36 was laterally at the outlet section of the Phosphating bath arranged so that the phosphate

-Ιδ--Ιδ-

tierungslösung auf das Blech, das gerade phosphatiert worden war, gerichtet war. Mit diesem System wurdo die Phosphatierungsbehandlung durchgeführt.treatment solution on the sheet that is currently phosphating had been directed. This system was used the phosphating treatment is carried out.

Example 3

Außer der in Beispiel 2 beschriebenen Ausbildung waren die Steigrohre 32, 33 und 34 am Bodenteil und seitlich so angeordnet, daß die Phosphatierungslosung durch die Strahlwirkung bewegt und gerührt wurde. Mit diesem System wurde die Phosphatierungsbehandlung durchgeführt. In addition to the design described in Example 2, the risers 32, 33 and 34 were on the bottom part and on the side arranged so that the phosphating solution was moved and stirred by the jet effect. With this System, the phosphating treatment was carried out.

Die Ergebnisse der vorstehend genannten Phosphatierungen sind nachstehend in Tabelle 1 genannt.The results of the above-mentioned phosphating are listed in Table 1 below.

Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3Example 1 Example 2 Example 3

Vergleichsbeispiel 1Comparative example 1

TabelleTabel 11 Angesetzter
SchiammAttached
Schiamm AussehenAppearance angesetztscheduled Stufen
förmige
Ungleich-
mäßigkeitstages
shaped
Unequal
moderation kein Ansatzno approach neinno der Phosphatschichtthe phosphate layer kein Ansatzno approach neinno angesetztscheduled neinno jaYes Güte der
SchichtGoodness of the
layer gutWell gutWell gutWell rauhrough

Example 4

Auf die gemäß Vergleichsbeispiel 1 und gemäß den Beispielen 1 bis 3 behandelten Bleche wurde ein Polyesterelektrolack ("POWKR COAT 9600 K", hergestellt von der Anmelderin) in einer Filmdicke von 20 um aufgetragen. Der Lackfilm wurde 30 Minuten bei 170°C eingebrannt. A polyester electrolytic lacquer ("POWKR COAT 9600 K", manufactured by the applicant) was applied in a film thickness of 20 μm to the sheets treated according to Comparative Example 1 and according to Examples 1 to 3. The paint film was baked at 170 ° C. for 30 minutes.

Die elektrolackierten Bleche wurden dem Salzsprühtest mit 5%iger Salzlösung unterworfen (JIS Z-2371). Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 genannt. Zum Abstreifen des Lackfilms (JIS Z-1522) wurde ein ZeIlglas-Kleb-The electro-painted panels were subjected to the salt spray test with 5% saline solution (JIS Z-2371). the The results are given in Table 2. To strip off the paint film (JIS Z-1522), a cell glass adhesive

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- 16 streifen (Hersteller Nichiban Company, Ltd.) verwendet,- 16 strips (manufacturer Nichiban Company, Ltd.) used,

TabelTable Ie 2Ie 2 desof Anstrichfi1Painting fi1 msms AbhebenLift up Nach
36O STo
36O p Nach
td. 50OTo
td. 50O Std.Hours. Nach
240 STo
240 p td.td. Beispiel 1example 1 1.5-21.5-2 .0 mm 2.0-3.0 mm.0 mm 2.0-3.0 mm AA. bis 1until 1 . 5 mm. 5 mm

Bei spiel 2Example 2

A bis 1,5 mm 1,5-2,0 mm 2,0-2,5 mmA up to 1.5mm 1.5-2.0mm 2.0-2.5mm

B nein nein neinB no no no

Example 3

A bis 1,5 mm 1,5-2,0 mm 2,0-2,5 mmA up to 1.5mm 1.5-2.0mm 2.0-2.5mm

B nein nein neinB no no no

Verqleichsbeispiel 1 Comparison example 1

1,5-2,0 mm 2,0-3,0 mm Klebstreifenbreite 1.5-2.0mm 2.0-3.0mm tape width

B 15 20 GesamteB 15 20 total

Oberflächesurface

A: Abtrennung vom eingeschnittenen Teil B: Ablösung in RostfleckenformA: Separation from the incised part. B: Separation in the form of rust stains

-/ft-- / ft-

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Claims

VON KREISLER SCHÖNWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNERFROM KREISLER SCHÖNWALD EISHOLD FUES FROM KREISLER KELLER SELTING WERNER

PATENT LAWYERS Dr.-Ing. by Kreisler 1 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Cologne

Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden

Dr. J. F. Fues, Cologne

Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Cologne

Dipl.-Chem. Carola Keller, Cologne

Dipl.-Ing. G. Setting, Cologne

Dr. H.-K. Werner, Cologne

DtICHMANNHAUS AM HAUIMIiAHNHOI

D-5000 KÖLN 1D-5000 COLOGNE 1

AvK / Ax December 3, 1979

Nippon Paint Co. Ltd., No. 2-1-2, Oyodo Kita, Oyodo-ku, Osaka-shi, Osaka-fu (Japan).

Dip phosphating process and apparatus therefor \ claims

I) J immersion phosphating process, characterized in that the workpiece to be phosphated is introduced into a bath which contains a phosphating solution and a wave motion is generated in the phosphating solution at the entrance section of the bath.

2) Method according to claim 1, characterized in that the workpiece is removed from the phosphating solution from the bath at the exit section rinsed by spraying with phosphating solution and / or water.

3) Method according to claim 1 or 2, characterized in that the phosphating solution is circulated in the bath.

4) Dip phosphating process in which the workpiece is introduces into the phosphating bath, the workpiece is immersed in the phosphating solution in the bath until it is phosphated, and the phosphated workpiece is removed from the phosphating bath, characterized in that, that the workpiece is placed in the phosphate

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ORIGINAL INSPECTED

bad introduces a wave motion in the Phosphating solution in the bathroom at the entrance section of the Bath generated and thereby prevents the formation of step-like unevenness of the phosphating .

5) Method according to claim 4, characterized in that the wave movement of the phosphating solution is carried out Ejection of the phosphating solution from nozzle openings brings forth.

6) Method according to claim 4 and 5, characterized in that the phosphated workpiece is removed from the bath, while the phosphating solution or water is aimed at the workpiece in a jet so that the sludge adhering to it is removed.

7) Method according to claim 4 to 6, characterized in that the immersion treatment of the workpiece is carried out, while being transported from the entrance section of the bath to the exit section.

8) Method according to claim 4 to 7, characterized in that the workpiece is transported through the device, while the phosphating solution is ejected through nozzle openings so that the sludge from the outlet section of the bath is moved to the middle section of the bath.

9) Device for phosphating in the immersion process, marked through a phosphating bath (1) and components arranged at the inlet section that form the phosphating solution set in a wave motion.

10) Device according to claim 9, characterized in that that nozzle openings are arranged along both sides of the bath (1). . -

COPY

11) Device according to claim 9 or 10, characterized in that that a component from which a jet of phosphating solution and / or a water jet on the The workpiece (A) removed from the phosphating solution in the bath is directed at the exit section of the bath (1) is arranged.

12) Device according to claim 9 to 11, characterized in that components that the phosphating solution circulate in the bath by expelling the phosphating solution from the bottom section and sides of the bath, are provided.

13) Device for phosphating in the immersion process with a phosphating bath, which has an inlet section, has a middle section and an exit section as well as a transport device that carries the workpieces Introduces them into the bathroom, from the entrance section transported to the exit section and removed from the bath, characterized in that a component that the phosphating solution in the bathroom in a wave motion offset, is provided at the entrance section.

14) Device according to claim 13, characterized in that the bath (1) ship-shaped cross section having, wherein the entrance section widens and deepens to the middle section, the middle Section has a flat bottom and the output section tapers from the central section and flattened and a recessed part (2) between the entrance section and the middle section is present.

15) Apparatus according to claim 13, characterized by a component arranged at the output section, the one A jet of phosphating solution or a jet of water is aimed at the workpiece (A) removed from the bath (1).

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