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EP2245213A1 - Passiviermittel, oberflächenbehandlungsmittel, oberflächenbehandlungssprühmittel sowie verfahren zum behandeln von metallischen oberflächen von werkstücken oder gussformen - Google Patents

Passiviermittel, oberflächenbehandlungsmittel, oberflächenbehandlungssprühmittel sowie verfahren zum behandeln von metallischen oberflächen von werkstücken oder gussformen

Info

Publication number
EP2245213A1
EP2245213A1 EP09704705A EP09704705A EP2245213A1 EP 2245213 A1 EP2245213 A1 EP 2245213A1 EP 09704705 A EP09704705 A EP 09704705A EP 09704705 A EP09704705 A EP 09704705A EP 2245213 A1 EP2245213 A1 EP 2245213A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
surface treatment
workpieces
molds
metallic surfaces
treatment agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP09704705A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2245213B1 (de
Inventor
Manfred Laudenklos
Stephan Beer
Matthias Reihmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gelita AG
KS Huayu Alutech GmbH
Original Assignee
Gelita AG
KS Aluminium Technologie GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gelita AG, KS Aluminium Technologie GmbH filed Critical Gelita AG
Publication of EP2245213A1 publication Critical patent/EP2245213A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2245213B1 publication Critical patent/EP2245213B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
    • C23C22/74—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
    • C23C22/08—Orthophosphates

Definitions

  • Passivation agents surface treatment agents, surface treatment sprays and methods for treating metallic surfaces of workpieces or molds
  • the present invention relates to a passivation agent for metallic surfaces of workpieces or molds having an aqueous phosphate solution with metal ions, a surface treatment agent and a surface treatment spray for cleaning and passivating metallic surfaces of workpieces or molds with such a passivating agent, and a method of treating metallic surfaces of workpieces or molds with such a surface treatment agent or surface treatment spray.
  • Molds used in low pressure, gravity, squeeze casting or die casting are usually made from hot work steels because their recrystallization and / or transformation temperatures are significantly higher than those of the molten light metal materials.
  • the liquid melt for example in the form of a light metal alloy, especially an aluminum alloy, not adhere to the surface of the casting mold.
  • release agents or sizes are applied to the surfaces of the molds, which are intended to prevent adhesion of the molten metal to the mold.
  • the passivation creates a non-metallic protective layer on the metallic material, which should slow or prevent corrosion as much as possible.
  • the passivation by phosphating This is a widely used method of surface technology in which a conversion layer of firmly adhering metal phosphates is formed by a chemical reaction between the metallic workpiece surface and an aqueous phosphate solution.
  • the phosphating serves to protect against corrosion and forms a diffusion barrier.
  • the adhesion can be improved, for example, subsequently applied sizing and reduce wear.
  • the cleaning is carried out, for example, by means of a high-pressure water jet, which is directed onto the workpiece via a rotary nozzle at a pressure of 1750 to 3000 bar.
  • a high-pressure water jet which is directed onto the workpiece via a rotary nozzle at a pressure of 1750 to 3000 bar.
  • the disadvantage of this is that caused by the water contact of the cleaned workpiece corrosion and organic and inorganic residues from the jet water remain on the surface.
  • the high pressures lead to high wear of the piston and valves of the blasting system and thus to increased costs.
  • the mold or the workpiece is immersed in a pickling bath to remove organic residues and oxides at temperatures of 40-90 ° C by means of inorganic acids and suitable surfactants. Subsequently, a deep cleaning in the bath by means of ultrasound, whereupon the workpiece or the mold is immersed in another bath for rinsing and neutralizing. The workpiece then has to be dried and activated in a further process step in the bath. before the phosphating, for example, by means of zinc phosphate at 40 - 70 ° C or manganese phosphate at 70 - 90 ° C. Finally, the workpiece or the mold is neutralized and dried.
  • the high-pressure cleaning is followed by a pickling bath and then rinsing and neutralizing with a suitable spray solution.
  • spray activation is carried out at elevated temperature before phosphating by means of a heated spray solution at 40-70 ° C for zinc phosphate and 70-90 ° C for manganese phosphate.
  • the neutralization and drying of the workpiece or of the casting mold follows as further steps.
  • the energy expenditure for achieving the necessary temperatures is relatively high even in the case of correspondingly large mass ratios, even during the spray treatment, so that the process becomes uneconomical.
  • the components treated with known passivating agents often have inadequate thermal shock resistance, which arises in particular from defects in the structure of the passivation layer.
  • a passivation agent is described in DE-34 03 660 A1, which consists of an aqueous solution of aluminum hydrogen phosphate and organic polymers, which under temperature make a movie.
  • acrylic or epoxy resins are used as organic polymers.
  • these coatings lose their organic components.
  • the disadvantage of this agent is, in particular, that defects occur during repeated casting, whereby welding can occur with a cast component. Furthermore, there is still insufficient thermal shock resistance.
  • a passivating agent which according to the invention comprises a gelatin.
  • the phosphates cause in a known manner that formed with the base material iron phosphate in combination with the metallic ions of the phosphate system at the free lattice sites or grain boundaries in the treatment of steel components or molds forms a protective layer on the surface, which serves as corrosion protection and adhesion promoter for serves to be applied sizing
  • the gelatin acts in such an agent as a dispersant and equipotential bonding system and improves in a previously unknown manner, the diffusion barrier.
  • the electrochemical reaction is influenced by the gelatin in such a way that the phosphating proceeds at room temperature. This significantly reduces the energy required for phosphating.
  • gelatins whose redox potential is adjusted so that the gold number of the gelatin is less than 50 .mu.mol Au / g gelatin. It has been shown that these gelatins give particularly good results. the adhesion of the passivation layer and the thermal shock resistance of a component treated therewith can be achieved.
  • the aqueous phosphate solution with the metal ions is an aqueous orthophosphate solution, wherein the orthophosphates consist of one or more of the compounds zinc phosphate, aluminum phosphate, manganese phosphate, titanium phosphate, calcium phosphate, boron phosphate or iron phosphate. These compounds have proven to be particularly effective at achieving phosphatization to achieve smooth surfaces.
  • the passivating agent has the following composition: 0.1% by weight to 5% by weight gelatin, 5% by weight to 50% by weight orthophosphates and the remainder water.
  • a composition 0.1% by weight to 5% by weight gelatin, 5% by weight to 50% by weight orthophosphates and the remainder water.
  • a surface treatment agent with such a passivating agent, which additionally comprises nonionic surfactants, lactic acid and a citric acid monohydrate.
  • a surface treatment agent with such a passivating agent, which additionally comprises nonionic surfactants, lactic acid and a citric acid monohydrate.
  • Previous cleaning steps can be completely or at least partially dispensed with when using such a surface treatment agent, since even at room temperature rust and organic components such as fat, dirt, organic organics, etc., are detached from the surface.
  • the nonionic surfactants present in the surface treatment agent reduce the surface tension and, in combination with the organic acids, infiltrate impurities on the surface, so that these impurities are dissolved or dissolved and a particularly good and largely defect-free connection of the phosphate system to the metallic surface can take place .
  • the agent can be made by immersing the workpiece or the mold in a corresponding bath at room temperature.
  • the surface treatment agent has the following composition:
  • nonionic surfactants 0.1 to 3% by weight, preferably 0.5 to 2% by weight, of nonionic surfactants
  • the surface treatment agent additionally comprises molybdenum disulfide and / or bismuth.
  • molybdenum disulfide and / or bismuth Particularly advantageous is an added amount of 0.01 to 5 wt.%, Preferably 0.02 to 0.04 wt.% Molybdenum disulfide and / or 0.01 to 5 wt.%, Preferably 0.02 to 0.04 wt % Bismuth.
  • the molybdenum sulfide or bismuth becomes chemically bound in the matrix of the surface upon passivation. As a result, the heat resistance and abrasion resistance of the mold or the workpiece can be further increased and the lubricating effect can be improved.
  • a surface treatment spray in which the surface treatment agent according to the invention additionally comprises up to 60% by weight of a thickening agent. This results in a sprayability, which can be dispensed with the complex cleaning of various baths. Impurities of the surface treatment agent, such as may occur during treatment in baths are excluded.
  • the object to provide a simplified compared to the prior art and more cost-effective method is achieved by a method in which the workpiece or the mold is immersed in a bath of the surface treatment agent according to the invention or the surface treatment spray according to the invention is sprayed onto the surface of the workpiece or the casting mold.
  • the surfaces treated in this way are cleaned absolutely residue-free and at the same time passivated, so that any further surface application can be applied uniformly and permanently. For example, release agents, sizes or lacquers can be applied to the surface cleaned and passivated in this way.
  • the cleaning and passivation according to the invention thus increases the service life and the functionality of the workpieces and molds treated in this way.
  • a size is applied to the cleaned and passivated surface of the casting mold after immersion in the surface treatment agent or after spraying the surface treatment spray agent.
  • the size may be a sodium or potassium waterglass size that is applied to the tool surface, thereby smoothing the surface and further protecting it from thermal stress.
  • the size is applied at a mold temperature of 250 0 C.
  • the heating required for the application of the size leads to the polycondensation of the phosphate system and its organic components.
  • the gelatin of the surface treatment agent is incorporated into the chemical bond of the metal with the phosphate system, whereby the adhesive strength is additionally increased. A separate heating of the surface treatment agent is therefore not necessary.
  • the workpiece used in the first embodiment was a non-prepurified, non-de-frosted and non-degreased test sheet of hot-work steel.
  • 1% GELITA NOVOTEC (R) gelatin FP200 was dissolved in advance in 14% distilled water.
  • the gelatin was first swollen at room temperature in distilled water for about twenty minutes and then dissolved at a temperature of 60 0 C. At this temperature, 0.03% molybdenum disulfide was dispersed in the medium.
  • Embodiment 2 is a diagrammatic representation of Embodiment 1:
  • a die casting mold was cleaned and passivated with a surface treatment spray of the invention.
  • 1% GELITA NOVOTEC (R) gelatin FP200 was pre-dissolved in 14% distilled water.
  • the gelatin was first swollen at room temperature in distilled water for about twenty minutes and then dissolved at a temperature of 60 0 C. At this temperature, 0.03% molybdenum disulfide was dispersed in the medium.
  • citric acid (0.7%), lactic acid (0.7%), phosphoric acid (1.4%) and a Brünofix GAM 5624 aqueous manganese phosphate solution (36%) were mixed and added to the suspension.
  • the flowability of the surface treatment spray of the invention was again adjusted with a nearly equivalent amount of a thickener of the Ardrox 6085 type, which in turn contains nonionic surfactants. This gave rise to a surface treatment spray according to the invention.
  • the mold was treated at room temperature by spraying the surface treatment spray. After a reaction time of ten minutes, the cleaning residues were washed off. Again, a uniform layer of manganese phosphate and molybdenum sulfide formed. Subsequently, the mold was tempered in the preheating and balancing phase in the casting machine for four hours at 200 0 C. It formed a closed layer of manganese phosphate and molybdenum disulfide To test the thermal shock resistance, similarly coated test panels of the same material as the casting mold were heated at 800 ° C. for one hour and then quenched in water at room temperature. There were no defects on the phosphate layer. An extremely good adhesion of the layer to the casting mold has been demonstrated and thus an unusually good thermal shock resistance has been achieved.
  • a low pressure die was treated with a surface treatment spray according to the invention.
  • 1% GELITA NOVOTEC (R) Gelatin FP200 was pre-dissolved in 14% distilled water to prepare this surface treatment spray.
  • the gelatin was first swollen again at room temperature in distilled water for about twenty minutes and then dissolved at a temperature of 60 0 C. Then, citric acid (0.7%), lactic acid (0.7%), phosphoric acid (1.4%) and Brünofix Z 5526 (36%), an aqueous zinc phosphate solution, were mixed and added to the suspension.
  • the flowability of the surface treatment spray was also adjusted in this example with the Ardrox 6085 thickener containing almost equivalent amount of nonionic surfactants.
  • the mold was treated at room temperature by spraying the surface treatment spray. After a reaction time of ten minutes, the cleaning residues were washed off. The shape after sizing was annealed for four hours at 250 0 C for the application of a water glass-bonded.
  • a squeeze-cast mold was sprayed with a surface treatment spray according to the invention.
  • 1% GELITA NOVOTEC (R) Gelatin FP200 was pre-dissolved in 14% distilled water.
  • the gelatin was first swollen at room temperature in distilled water for about twenty minutes and then dissolved at a temperature of 60 0 C. At this temperature, 0.03% molybdenum disulfide was dispersed in the medium.
  • citric acid (0.7%), lactic acid (0.7%), phosphoric acid (1.4%) and a Brünofix GAM 5624 aqueous manganese phosphate solution (36%) were mixed and added to the suspension.
  • the flowability of the surface treatment spray of the invention was again adjusted with a nearly equivalent amount of non-ionic surfactant-containing thickener of the Ardrox 6085 type.
  • the mold was treated at room temperature by spraying the cleaner. After a reaction time of ten minutes, the cleaning residues were washed off. The mold was heated in the preheating and balancing phase in the casting machine for four hours at 200 0 C.
  • the invention is not limited to the described embodiments.
  • the same effects occur when using appropriately formulated surface treatment agents in cleaning and passivating the molds and workpieces in the dipping bath.
  • a pure passivation with a passivating agent according to the invention is possible with prior cleaning.
  • Such a surface treatment leads to an increase in the effect of the metal phosphate layer as a primer and diffusion barrier. This is done in particular by the firm connection of the phosphate system to the metallic surface by the action of gelatin as a dispersant and equipotential bonding system and by the occupancy of defects.

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Abstract

Passivieren durch Phosphatieren ist ein bekanntes Verfahren. Zuvor erfolgen üblicherweise verschiedene Reinigungsschritte beider Oberflächenbehandlungvon Gussformen oder Werkstücken. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dem Passiviermittelaus einer wässrigen Phosphatlösung mit Metallionen zusätzlicheine Gelatine zuzugeben. Des weiteren werden Oberflächenbehandlungsmittel und Oberflächenbehandlungssprühmittel vorgeschlagen,die ein solches Passiviermittelsowie nicht-ionische Tenside, Milchsäure und ein Zitronensäuremonohydrat und gegebenenfalls einen Verdicker enthalten. Hierdurch können vorhergehende Reinigungsschritte eingespart werden. Auch ein entsprechendes Verfahren, bei dem die Oberflächenbehandlungsmittel eingesetzt werden, wird vorgestellt. Die vorgeschlagenen Mittel und Verfahren reduzieren den Energieaufwand und ermöglichen eine bezüglich der Haftfestigkeit, Haftvermittlungund Thermoschockbeständigkeitverbesserte Wirkung im Vergleich zu bekann- ten Mitteln.

Description

B E S C H R E I B U N G
Passiviermittel, Oberflächenbehandlungsmittel, Oberflächenbehandlungssprühmittel sowie Verfahren zum Behandeln von metallischen Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Passiviermittel für metallische Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen mit einer wässrigen Phosphatlösung mit Metallionen, ein Oberflächenbehandlungsmittel und ein Oberflächenbehandlungssprühmittel zur Reinigung und Passivierung von metallischen Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen mit einem derartigen Passiviermittel sowie ein Verfahren zum Behandeln von metallischen Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen mit einem derartigen Oberflächenbehandlungsmittel oder einem derartigen Oberflächenbehandlungssprühmittel.
Gussformen, welche beim Niederdruck-, Schwerkraft-, Squeeze-Casting oder Druckgießen eingesetzt werden, sind üblicherweise aus Warmarbeits- stählen hergestellt, da deren Rekristallisations- und/oder Umwandlungstemperaturen deutlich über denen der schmelzflüssigen Leichtmetallwerkstoffe liegen. Bei den Gießvorgängen ist es für die Erzielung von glatten Oberflächen an den herzustellenden Gussteilen erforderlich, dass die flüssige Schmelze beispielsweise in der Form einer Leichtmetalllegierung, insbesondere einer Aluminiumlegierung, nicht an der Oberfläche der Gussform anhaftet. Zu diesem Zweck werden auf die Oberflächen der Gussformen Trennmittel oder Schlichten aufgebracht, die eine Anhaftung des schmelzflüssigen Metalls an der Gussform unterbinden sollen.
Um sicherzustellen, dass die Trennmittel beziehungsweise Schlichten an den Werkzeugoberflächen haften, müssen diese zuvor gereinigt und gegebenenfalls passiviert werden. Durch die Passivierung wird eine nichtmetallische Schutzschicht auf dem metallischen Werkstoff erzeugt, welche die Korrosion verlangsamen beziehungsweise so weit wie möglich verhindern soll. Eine besondere Bedeutung kommt dabei dem Passivieren durch Phosphatieren zu. Es handelt sich dabei um ein weit verbreitetes Verfahren der Oberflächentechnik, bei dem durch chemische Reaktion zwischen der metallischen Werkstückoberfläche und einer wässrigen Phosphatlösung eine Konversionsschicht aus fest haftenden Metallphosphaten gebildet wird. Die Phosphatierung dient dem Korrosionsschutz und bildet eine Diffusionssperre. Zusätzlich kann die Haftvermittlung beispielsweise bei nachfolgend aufgetragenen Schlichten verbessert und der Verschleiß gemindert werden.
Zur Phosphatierung werden sowohl Phosphatbäder als auch Phosphatsprühsysteme eingesetzt. In beiden Fällen ist vor der Phosphatierung eine Reinigung der Oberfläche der Gussform oder des Werkstücks erforderlich.
Die Reinigung erfolgt beispielsweise mittels eines Höchstdruckwasser- strahls, der über eine Rotationsdüse mit einem Druck von 1750 bis 3000 bar auf das Werkstück gerichtet wird. Nachteilig hieran ist jedoch, dass durch den Wasserkontakt des gereinigten Werkstücks Korrosion entsteht und organische und anorganische Rückstände aus dem Strahlwasser auf der Oberfläche verbleiben. Die hohen Drücke führen jedoch zu einem hohen Verschleiß von Kolben und Ventilen der Strahlanlage und somit zu erhöhten Kosten.
Aus diesem Grund sind auch Reinigungen mit geringeren Drücken von beispielsweise 200 bar bekannt. Zwar wird hierdurch der Verschleiß gesenkt, jedoch lässt die Reinigungswirkung entsprechend nach.
Zusätzlich ist es bekannt, bei der Reinigung von Druckgussformen Granulate zu verwenden, die unter Druck auf das Werkstück gestrahlt werden. Hierzu werden beispielsweise Nussschalen oder Glasperlen verwendet. Bei der Reinigung von Niederdruckgussformen oder Schwerkraftgussformen werden darüber hinaus auch Stahl, Korund oder Keramik als Granulat verwendet. Neben einem zusätzlich erhöhten mechanischen Verschleiß der Oberfläche besteht eine partielle Unzugänglichkeit bei Hinterschnitten des behandelten Bauteils. Folge sind Maßungenauigkeiten bei folgenden Gießvorgängen sowie Verunreinigungen an der Formoberfläche durch Plattieren von Kreislauffremdpartikeln.
Beim Auftragen einer Schlichte beispielsweise mit Wasserglasbinder nach einer derartigen Reinigung treten Haftungsprobleme an den aus den oben genannten Gründen unzureichend gereinigten und passivierten Oberflächen auf, die zu Fehlstellen an der Oberfläche der Schlichte nach dem Auftragen führen. Insbesondere bei nachfolgender Wärmebehandlung besteht die Gefahr eines Abplatzens der Schlichte von der behandelten Oberfläche oder bei Gussformen in nachfolgenden Gießvorgängen die Gefahr intermetallischer Verschweißungen an den Fehlstellen, so dass die Form nicht mehr sauber vom gegossenen Werkstück getrennt werden kann.
Auch bei der Verwendung von bekannten Kühl-/Trennmittelsystemen für Druckgussformen bestehen Probleme bei der Benetzung der unzureichend gereinigten oder korrodierten Formoberflächen. Auch dies hat beim Gießvorgang intermetallische Verbindungen an der Formoberfläche zur Folge.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es daher notwendig, die Formoberfläche vor der Passivierung nachzureinigen, um eine metallurgisch reine Oberfläche zu erhalten.
Bekannte Verfahren zur Reinigung und Passivierung erfolgen üblicherweise in Bädern oder durch Sprühbehandlung.
Bei der Badbehandlung wird nach der Strahlbehandlung zunächst die Gussform oder das Werkstück in ein Beizbad zur Entfernung von organischen Rückständen und Oxyden bei Temperaturen von 40 - 90° C mittels anorganischen Säuren und geeigneten Tensiden eingetaucht. Anschließend erfolgt eine Tiefenreinigung im Bad mittels Ultraschall, woraufhin das Werkstück oder die Gussform in ein weiteres Bad zum Spülen und Neutralisieren eingetaucht wird. Daraufhin muss das Werkstück getrocknet werden und in einem weiteren Verfahrensschritt im Bad aktiviert werden, be- vor die Phosphatierung beispielsweise mittels Zinkphosphat bei 40 - 70° C oder bei Manganphosphat bei 70 - 90° C erfolgt. Abschließend wird das Werkstück beziehungsweise die Gussform neutralisiert und getrocknet. Nachteilig bei diesem Verfahren sind die langen notwendigen Verweilzeiten in den Bädern insbesondere bei großen Bauteilen wie beispielsweise Druckgusswerkzeugen. Dementsprechend werden große Energiemengen zur Erreichung und Aufrechterhaltung der notwendigen Temperaturen benötigt. Auch ist die Badpflege zur Aufrechterhaltung der notwendigen Badparameter sehr aufwendig, da Verunreinigungen zwischen den einzelnen Bädern entstehen, wodurch sich ansammelnde Rückstände entfernt werden müssen. Je nach Dimensionierung der Bauteile ist auch die Größe der Bäder gegebenenfalls anzupassen.
Bei der Sprühbehandlung schließt sich an das Beizbad eine Hochdruckreinigung und daraufhin ein Spülen und Neutralisieren mit einer geeigneten Sprühlösung an. Nach dem folgenden Trocknen und Erwärmen des Bauteils wird eine Sprühaktivierung bei erhöhter Temperatur durchgeführt, bevor das Phosphatieren mittels einer erwärmten Sprühlösung bei 40 - 70° C bei Zinkphosphat und 70 - 90° C bei Manganphosphat erfolgt. Auch hier schließen sich als weitere Schritte das Neutralisieren und Trocknen des Werkstücks beziehungsweise der Gussform an. Wie bei der Badbehandlung ist auch bei der Sprühbehandlung der Energieaufwand zum Erreichen der notwendigen Temperaturen insbesondere bei entsprechend großen Massenverhältnissen relativ hoch, so dass das Verfahren unwirtschaftlich wird. Zusätzlich besteht ein hoher logistischer Aufwand im Durchlaufprozess der behandelten Bauteile.
Des Weiteren weisen die mit bekannten Passiviermittel behandelten Bauteile häufig eine unzureichende Thermoschockbeständigkeit auf, die insbesondere durch Fehlstellen in der Struktur der Passivierungsschicht entstehen.
Um dies zu verbessern wird in der DE-34 03 660 Al ein Passiviermittel beschrieben, welches aus einer wässrigen Lösung aus Aluminiumhydro- genphosphat und organischen Polymeren besteht, die unter Temperatur- einwirkung einen Film bilden. Als organische Polymere werden hierbei Ac- ryl- oder Epoxidharze verwendet. Beim Erhitzen verlieren diese Lacke jedoch ihre organischen Bestandteile. Der Nachteil dieses Mittels besteht insbesondere darin, dass bei mehrmaligem Gießen Fehlstellen entstehen, wodurch Verschweißungen mit einem gegossenen Bauteil entstehen können. Des Weiteren besteht eine weiterhin unzureichende Thermoschock- beständigkeit.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Passiviermittel bereitzustellen, mit dem eine lange Haltbarkeit der Phosphatschicht möglichst ohne Fehlstellen erreicht wird, sowie in Weiterbildung der Erfindung, ein Oberflächenbehandlungsmittel und ein Oberflächenbehandlungssprühmittel mit einem derartigen Passiviermittel bereitzustellen, mit dem das aufwendige Reinigungsverfahren vereinfacht werden kann. Zusätzlich ist es Aufgabe der Erfindung ein entsprechend vereinfachtes Verfahren zur Behandlung von Oberflächen mit derartigen Mitteln bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Passiviermittel gelöst, welches erfindungsgemäß eine Gelatine aufweist. Während die Phosphate in bekannter Weise bewirken, dass mit dem Grundwerkstoff gebildetes Eisenphosphat in Kombination mit den metallischen Ionen des Phosphatsystems an den freien Gitterplätzen beziehungsweise Korngrenzen bei der Behandlung von Bauteilen oder Gussformen aus Stahl eine Schutzschicht auf der Oberfläche ausbildet, welche als Korrosionsschutz und Haftvermittler für aufzubringende Schlichten dient, wirkt die Gelatine in einem solchen Mittel als Dispergiermittel und Potentialausgleichsystem und verbessert in bisher nicht bekannter Weise die Diffusionssperre. Die elektrochemische Reaktion wird durch die Gelatine derart beeinflusst, dass die Phosphatierung bei Raumtemperatur abläuft. Hierdurch wird der Energieaufwand bei der Phosphatierung deutlich gesenkt.
Besonders bevorzugt sind Gelatinen, deren Redoxpotential so eingestellt ist, dass die Goldzahl der Gelatine kleiner als 50 μmol Au/g Gelatine ist. Es hat sich gezeigt, dass mit diesen Gelatinen besonders gute Ergebnisse be- züglich der Haftung der Passivierungsschicht und der Thermoschockbes- tändigkeit eines hiermit behandelten Bauteils erzielt werden können.
Vorzugsweise ist die wässrige Phosphatlösung mit den Metallionen eine wässrige Orthophosphatlösung, wobei die Orthophosphate aus einem oder mehreren der Verbindungen Zink-Phosphat, Aluminium-Phosphat, Mangan-Phosphat, Titan-Phosphat, Kalzium-Phosphat, Bor-Phosphat oder Eisen-Phosphat bestehen. Diese Verbindungen haben sich bei der Phospha- tierung als besonders wirksam zur Erzielung glatter Oberflächen erwiesen.
In einer bevorzugten Ausführung weist das Passiviermittel folgende Zusammensetzung auf: 0,1 Gew.% bis 5 Gew.% Gelatine, 5 Gew.% bis 50 Gew. % Orthophosphate und der Rest Wasser. Bei einer derartigen Zusammensetzung stellt sich ein optimales Gleichgewicht und ein Potentialausgleich zwischen den einzelnen Elementen des Systems ein, wodurch bei geringer Menge der einzelnen verwendeten Stoffe besonders gute Ergebnisse bei der Passivierung erzielt werden.
Die Aufgabe, die bislang bekannten Reinigungs- und Passivierungsverfah- ren zu vereinfachen, wird zusätzlich durch ein Oberflächenbehandlungsmittel mit einem derartigen Passiviermittel gelöst, welches zusätzlich nichtionische Tenside, Milchsäure und ein Zitronensäuremonohydrat aufweist. Auf vorhergehende Reinigungsschritte kann bei Verwendung eines solchen Oberflächenbehandlungsmittels ganz oder zumindest teilweise verzichtet werden, da bereits bei Raumtemperatur Rost und organische Bestandteile wie beispielsweise Fett, Schmutz, verkräckte Organik etc., von der Oberfläche abgelöst werden. Die im Oberflächenbehandlungsmittel vorhandenen nicht- ionischen Tenside verringern die Oberflächenspannung und unterwandern im Verbund mit den organischen Säuren Verunreinigungen auf der Oberfläche, so dass diese Verunreinigungen ab- beziehungsweise aufgelöst werden und so eine besonders gute und weitestgehend fehlstellenfreie Anbindung des Phosphatsystems an die metallische Oberfläche erfolgen kann. Das Mittel kann durch Eintauchen des Werkstücks oder der Gussform in ein entsprechendes Bad bei Raumtemperatur erfolgen. Vorzugweise weist das Oberflächenbehandlungsmittel folgende Zusammensetzung auf:
- 0,1 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,41 bis 1 Gew.% Gelatine
- 5 bis 50 Gew.%, vorzugsweise 5 bis 10 Gew. % Orthophosphate
- 0,5 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 2,5 Gew.% Milchsäure
- 0,5 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 2,5 Gew.% Zitronensäuremonohydrat
- 0,1 bis 3 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 2 Gew.% nicht-ionische Tenside
- Rest destilliertes Wasser.
Bei dieser Zusammensetzung wurden besonders gute Ergebnisse bezüglich der Thermoschockbeständigkeit des beschichteten Bauteils erreicht. Fehlstellen im Gitter werden vollständig eliminiert, so dass ein langandauernder Korrosionsschutz erreicht wird.
In einer bevorzugten Ausführung weist das Oberflächenbehandlungsmittel zusätzlich Molybdändisulfid und/oder Bismut auf. Besonders vorteilhaft ist dabei eine zugegebene Menge von 0,01 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,02 bis 0,04 Gew.% Molybdändisulfid und/ oder 0,01 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,02 bis 0,04 Gew.% Bismut. Das Molybdänsulfid oder das Bismut werden bei der Passivierung chemisch in der Matrix der Oberfläche gebunden. Hierdurch kann die Wärmebeständigkeit und Abriebfestigkeit der Gussform oder des Werkstücks zusätzlich erhöht werden und die Schmierwirkung verbessert werden.
Die vorbeschriebene Aufgabe wird auch durch ein Oberflächenbehandlungssprühmittel gelöst, bei dem das erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungsmittel zusätzlich bis zu 60 Gew.% eines Verdickungsmittels aufweist. Hierdurch entsteht eine Sprühfähigkeit, wodurch auf die aufwendige Reinigung verschiedener Bäder verzichtet werden kann. Verunreinigungen des Oberflächenbehandlungsmittels, wie sie bei Behandlung in Bädern vorkommen können, werden ausgeschlossen.
Die Aufgabe ein im Vergleich zum Stand der Technik vereinfachtes und kostengünstigeres Verfahren bereit zu stellen, wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem das Werkstück oder die Gussform in ein Bad aus dem erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungsmittel eingetaucht wird oder das erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungssprühmittel auf die Oberfläche des Werkstücks oder der Gussform aufgesprüht wird. Hierdurch entfallen Vor- und Nachreinigungsschritte entweder vollständig oder zumindest zum Teil, so dass die Durchlaufzeit bei der Herstellung korrosions- hemmender Schichten deutlich verringert werden kann. Die derartig behandelten Oberflächen werden absolut rückstandsfrei gereinigt und gleichzeitig passiviert, so dass jeder weitere Oberflächenauftrag gleichmäßig und dauerhaft aufbringbar ist. Auf die derartig gereinigte und passivierte Oberfläche sind beispielsweise Trennmittel, Schlichten oder auch Lacke auftragbar. Die erfindungsgemäße Reinigung und Passivierung erhöht somit die Lebensdauer und die Funktionalität der so behandelten Werkstücke und Formen.
Vorteilhaft ist es, das Werkstück oder die Gussform anschließend auf 2000C zu erwärmen. Die anorganischen Bestandteile, metallischen Ionen und mineralischen Elemente der Gelatine werden ab dieser Temperatur in die sich polymerisierende chemische Bindung zum Metall als gleichmäßig verteiltes Nanosystem eingebunden. Es entsteht eine Verfestigung des Gesamtsystems durch Polykondensation.
In einer vorteilhaften Weiterführung des Verfahrens für Niederdruckgussformen wird nach dem Eintauchen in das Oberflächenbehandlungsmittel oder nach dem Aufsprühen des Oberflächenbehandlungssprühmittels auf die gereinigte und passivierte Oberfläche der Gussform eine Schlichte aufgetragen. Die Schlichte kann beispielsweise eine Natrium- oder Kalium- Wasserglas-Schlichte sein, die auf die Werkzeugoberfläche aufgebracht wird, wodurch die Oberfläche geglättet wird und zusätzlich vor thermischen Belastungen geschützt wird.
Vorzugsweise wird die Schlichte bei einer Formtemperatur von 2500C aufgetragen. Die zur Applikation der Schlichte notwendige Erwärmung führt zur Polykondensation des Phosphatsystems und deren organischen Komponenten. Die Gelatine des Oberflächenbehandlungsmittels wird in die chemische Bindung des Metalls mit dem Phosphatsystem eingebunden, wodurch die Haftfestigkeit zusätzlich erhöht wird. Eine gesonderte Erwärmung des Oberflächenbehandlungsmittels ist somit nicht notwendig.
Es wird deutlich, dass es durch das beschriebene Verfahren mit einem Pas- sivier- beziehungsweise Oberflächenbehandlungs- oder Oberflächenbehandlungssprühmittel möglich wird, auf verschiedene Verfahrensschritte zu verzichten und den Energieaufwand zu senken. Die Oberflächen der Gussformen oder der behandelten Werkstücke weisen trotzdem eine verbesserte Haftfestigkeit, Haftvermittlungsfähigkeit und Thermoschockbeständig- keit auf, die einen langandauernden Schutz vor Korrosion bietet.
Im Folgenden werden einige erfindungsgemäße Verfahren mit erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmitteln anhand von Ausführungsbeispielen zur Oberflächenbehandlung von Gussformen und Werkstücken beschrieben.
Ausführungsbeispiel 1 :
Als Werkstück diente im ersten Ausführungsbeispiel ein nicht vorgereinigtes, nicht entrostetes und nicht entfettetes Prüfblech aus Warmarbeits- stahl. Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungsmittels wurden 1% GELITA NOVOTEC(R) Gelatine FP200 in 14% destilliertem Wasser vorab gelöst. Hierzu wurde die Gelatine zunächst bei Raumtemperatur im destillierten Wasser etwa zwanzig Minuten gequollen und anschließend bei einer Temperatur von 60 0C gelöst. Bei dieser Temperatur wurden 0,03% Molybdändisulfid im Medium dispergiert. Danach wurden Zitronensäure (0,7%), Milchsäure (0,7%), Phosphorsäure (1,4%) und eine wässrige Manganphosphatlösung vom Typ Brünofix GAM 5624 (36%) gemischt und in die Suspension eingetragen. Die Fliesseigenschaft des Oberflächenbehandlungssprühmittels wurde mit einem nahezu gleichwertigen Anteil nichtionische Tenside enthaltenden Verdickers des Typs Ardrox 6085 eingestellt, so dass ein erfindungsgemäßes Oberflächenbehandlungssprühmittel hergestellt wurde. Das Prüfblech wurde senkrecht stehend mit dem Oberflächenbehandlungssprühmittel vollständig besprüht. Nach einer kurzen Einwirkzeit von 10 Minuten wurde das Blech mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Blech wies nach dem Reinigen eine geschlossene schwarze Schicht, bestehend aus Manganphosphat und Molybdändisulfid auf. Eine zusätzliche Erwärmung des Bleches war nicht erforderlich. Das Blech war weitestgehend fehlstellenfrei, so dass eine hohe Korrosionsbeständigkeit erreicht wurde.
Ausführungsbeispiel 2:
Hier wurde eine Druckgussform mit einem erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmittel gereinigt und passiviert. Zur Herstellung des Oberflächenbehandlungsmittels wurden 1% GELITA NOVOTEC(R) Gelatine FP200 in 14% destilliertem Wasser vorab gelöst. Hierzu wurde die Gelatine zunächst bei Raumtemperatur im destillierten Wasser ca. zwanzig Minuten gequollen und anschließend bei einer Temperatur von 60 0C gelöst. Bei dieser Temperatur wurden 0,03% Molybdändisulfid im Medium dispergiert. Danach wurden Zitronensäure (0,7%), Milchsäure (0,7%), Phosphorsäure (1,4%) und eine wässrige Manganphosphatlösung vom Typ Brünofix GAM 5624 (36%) gemischt und in die Suspension eingetragen. Die Fliesseigenschaft des erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmittels wurde erneut mit einem nahezu gleichwertigen Anteil eines Verdickers des Typs Ardrox 6085 eingestellt, der wiederum nicht-ionische Tenside enthält. Hierdurch entstand ein erfindungsgemäßes Oberflächenbehandlungssprühmittel.
Die Gussform wurde bei Raumtemperatur durch Aufsprühen des Oberflächenbehandlungssprühmittels behandelt. Nach einer Einwirkzeit von zehn Minuten wurden die Reinigungsrückstände abgewaschen. Es bildete sich erneut eine gleichmäßige Schicht aus Manganphosphat und Molybdänsulfid. Anschließend wurde die Gussform in der Vorwärmphase und Ausgleichphase in der Gießmaschine vier Stunden bei 200 0C getempert. Es bildete sich dabei eine geschlossene Schicht aus Manganphosphat und Molybdändisulfid Zur Prüfung der Thermoschockbeständigkeit wurden in gleicher Weise beschichtete Prüfbleche desselben Materials wie der Gussform eine Stunde bei 8000C erhitzt und anschließend in Wasser bei Raumtemperatur abgeschreckt. Es zeigten sich keine Fehlstellen an der Phosphatschicht. Es wurde eine extrem gute Haftung der Schicht an der Gussform nachgewiesen und somit eine ungewöhnlich gute Thermoschockbeständigkeit erreicht.
Ausführungsbeispiel 3:
Bei diesem Versuch wurde eine Niederdruckgussform mit einem erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmittel behandelt. Zur Herstellung dieses Oberflächenbehandlungssprühmittels wurden wiederum 1% GELITA NOVOTEC(R) Gelatine FP200 in 14% destilliertem Wasser vorab gelöst. Hierzu wurde die Gelatine erneut zunächst bei Raumtemperatur im destillierten Wasser etwa zwanzig Minuten gequollen und anschließend bei einer Temperatur von 60 0C gelöst. Danach wurden Zitronensäure (0,7%), Milchsäure (0,7%), Phosphorsäure (1,4%) und Brünofix Z 5526 (36%), eine wässrige Zinkphosphatlösung, gemischt und in die Suspension eingetragen. Die Fließeigenschaft des Oberflächenbehandlungssprühmittels wurde auch bei diesem Beispiel mit dem nahezu gleichwertigen Anteil nichtionische Tenside enthaltenden Verdicker des Typs Ardrox 6085 eingestellt.
Die Form wurde bei Raumtemperatur durch Aufsprühen des Oberflächenbehandlungssprühmittels behandelt. Nach einer Einwirkzeit von zehn Minuten wurden die Reinigungsrückstände abgewaschen. Die Form wurde danach zur Applikation einer Wasserglas gebundenen Schlichte vier Stunden bei 250 0C getempert.
Anschließend wurde zur Untersuchung der Haftvermittlerwirkung eine Wasserglas gebundene Schlichte bei 2500C Formtemperatur aufgetragen. Nach 86 Gussvorgängen ohne weiteren Schlichteneinsatz zeigte sich die Oberfläche weiterhin fehlerfrei beschichtet. Daraus folgt eine hervorragende Wirkung des erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmittels als Haftvermittler und Diffusionssperre mit sehr gutem Korrosionsschutz. Üblicherweise, also ohne das erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungs- mittel müssen höher Temperatur belastete Bauteile, wie die Zylinderpino- len, nach jedem sechsten Guss nachgeschlichtet werden.
Ausführungsbeispiel 4:
Bei der vierten Versuchsreihe wurde eine Squeeze-Cast-Form mit einem erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmittel besprüht. Zur Herstellung dieses Reinigungsmittels wurden 1% GELITA NOVOTEC(R) Gelatine FP200 in 14% destilliertem Wasser vorab gelöst. Hierzu wurde die Gelatine zunächst bei Raumtemperatur im destillierten Wasser etwa zwanzig Minuten gequollen und anschließend bei einer Temperatur von 60 0C gelöst. Bei dieser Temperatur wurden 0,03% Molybdändisulfid im Medium dispergiert. Danach wurden Zitronensäure (0,7%), Milchsäure (0,7%), Phosphorsäure (1,4%) und eine wässrige Manganphosphatlösung des Typs Brünofix GAM 5624 (36%) gemischt und in die Suspension eingetragen. Die Fliesseigenschaft des erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungssprühmittels wurde erneut mit einem nahezu gleichwertigen Anteil des nichtionische Tenside enthaltenden Verdickers des Typs Ardrox 6085 eingestellt.
Die Form wurde bei Raumtemperatur durch Aufsprühen des Reinigers behandelt. Nach einer Einwirkzeit von zehn Minuten wurden die Reinigungsrückstände abgewaschen. Die Form wurde in der Vorwärmphase und Ausgleichphase in der Gießmaschine vier Stunden bei 200 0C getempert.
Zur Prüfung der Thermoschockbeständigkeit wurden in gleicher Weise beschichtete Prüfbleche desselben Materials wie der Gussform eine Stunde auf 800 0C erhitzt und anschließend in Wasser bei Raumtemperatur abgeschreckt. Es zeigten sich keine Fehlstellen an der Phosphatschicht. Es wurde eine extrem gute Haftung der Schicht an der Gussform nachgewiesen und somit eine ungewöhnlich gute Thermoschockbeständigkeit erreicht.
Als Ergebnis bleibt festzuhalten, dass durch das Oberflächenbehandlungssprühmittel keine Anbackungen bei den Gießvorgängen auftraten, wobei keine zusätzlichen Kühl- beziehungsweise Kühltrennmittel verwendet werden mussten. Das Verfahren zur Behandlung der Oberflächen wird deutlich erleichtert und die Durchlaufzeiten entsprechend verkürzt. Eine Behandlung der Gussformen nach jedem Gießvorgang ist nicht mehr erforderlich.
Es sollte deutlich sein, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. So treten gleiche Wirkungen bei der Verwendung entsprechend formulierter Oberflächenbehandlungsmittel beim Reinigen und Passivieren der Gussformen und Werkstücke im Tauchbad auf. Auch ist eine reine Passivierung mit einem erfindungsgemäßen Passi- viermittel bei vorhergehender Reinigung möglich. Eine derartige Oberflächenbehandlung führt zu einer Erhöhung der Wirkung der Metallphosphatschicht als Haftvermittler und Diffusionssperre. Dies erfolgt insbesondere durch die feste Anbindung des Phosphatsystems an die metallische Oberfläche durch die Wirkung der Gelatine als Dispergiermittel und Potentialausgleichssystem und durch die Belegung von Fehlstellen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Passiviermittel für metallische Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen mit einer wässrigen Phosphatlösung mit Metallionen dadurch gekennzeichnet, dass das Passiviermittel eine Gelatine aufweist.
2. Passiviermittel für metallische Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Redoxpotential der Gelatine so eingestellt ist, dass die Goldzahl der Gelatine kleiner als 50 μmol Au/g Gelatine ist.
3. Passiviermittel für metallische Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Phosphatlösung mit den Metallionen eine wässrige Ortho- phosphatlösung ist, wobei die Orthophosphate aus einem oder mehreren der Verbindungen Zink-Phosphat, Aluminium-Phosphat, Mangan- Phosphat, Titan-Phosphat, Kalzium-Phosphat, Bor-Phosphat oder Eisen-Phosphat bestehen.
4. Passiviermittel für metallische Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Passiviermittel folgende Zusammensetzung aufweist:
- 0,1 Gew.% bis 5 Gew.% Gelatine
- 5 Gew.% bis 50 Gew. % Orthophosphate
- Rest Wasser.
5. Oberflächenbehandlungsmittel zur Reinigung und Passivierung von metallischen Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen mit einem Passiviermittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Oberflächenbehandlungsmittel zusätzlich nicht-ionische Tenside, Milchsäure und ein Zitronensäuremonohydrat aufweist.
6. Oberflächenbehandlungsmittel zur Reinigung und Passivierung von metallischen Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenbehandlungsmittel folgende Zusammensetzung aufweist:
- 0,1 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,41 bis 1 Gew.% Gelatine
- 5 bis 50 Gew.%, vorzugsweise 5 bis 10 Gew. % Orthophosphate
- 0,5 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 2,5 Gew.% Milchsäure
- 0,5 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 2,5 Gew.% Zitronensäuremonohydrat
- 0,1 bis 3 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 2 Gew.% nicht-ionische Tenside
- Rest destilliertes Wasser.
7. Oberflächenbehandlungsmittel zur Reinigung und Passivierung von metallischen Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenbehandlungsmittel zusätzlich Molybdändisulfid und/oder Bismut aufweist.
8. Oberflächenbehandlungsmittel zur Reinigung und Passivierung von metallischen Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das das Oberflächenbehandlungsmittel zusätzlich 0,01 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,02 bis 0,04 Gew.% Molybdändisulfid und/ oder 0,01 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 0,02 bis 0,04 Gew.% Bismut aufweist.
9. Oberflächenbehandlungssprühmittel zur Reinigung und Passivierung von metallischen Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenbehandlungssprühmittel das Oberflächenbehandlungsmittel gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8 und bis zu 60 Gew.% eines Verdickungsmittels aufweist.
10. Verfahren zum Behandeln von metallischen Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück oder die Gussform in ein Bad aus dem Oberflächenbehandlungsmittel gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8 eingetaucht wird oder das Oberflächenbehandlungssprühmittels nach Anspruch 9 auf die Oberfläche des Werkstücks oder der Gussform aufgesprüht wird.
11. Verfahren zum Behandeln von metallischen Oberflächen von Werkstücken oder Gussformen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück oder die Gussform anschließend auf 2000C erwärmt wird.
12. Verfahren zum Behandeln von metallischen Oberflächen von Niederdruckgussformen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Eintauchen in das Oberflächenbehandlungsmittel oder nach dem Aufsprühen des Oberflächenbehandlungssprühmittels auf die gereinigte und passivierte Oberfläche der Gussform eine Schlichte aufgetragen wird.
13. Verfahren zum Behandeln von metallischen Oberflächen von Gussformen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlichte bei einer Temperatur der Niederdruckgussform von 2500C aufgetragen wird.
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