DE102024111126A1

DE102024111126A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenpräparation eines mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug schmelztauchbeschichteten Stahlblechs für eine nachfolgende Behandlung sowie entsprechendes Stahlblech

Info

Publication number: DE102024111126A1
Application number: DE102024111126.7A
Authority: DE
Inventors: Frank Beier; Wibke Geist
Original assignee: Salzgitter Flachstahl GmbH
Current assignee: Salzgitter Flachstahl GmbH
Priority date: 2024-04-22
Filing date: 2024-04-22
Publication date: 2025-10-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenpräparation eines mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug (14, 16) schmelztauchbeschichteten Stahlblechs (12) für eine nachfolgende Behandlung dieses schmelztauchbeschichteten Stahlblechs (12), die insbesondere mindestens einen der folgenden Behandlungsschritte umfasst:
ein Beölen der Oberfläche (36, 38) des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs (20, 22), eine gezielte Bildung einer Konversionsschicht an der Oberfläche (36, 38), insbesondere per Phosphatierung,
eine Beschichtung der Oberfläche (36, 38) mit einem organischen Beschichtungssystem, insbesondere einer Lackierung, und ein Kleben an der Oberfläche (36, 38),
wobei das Verfahren einen Schritt eines Auftragens einer Lösung zur Konversionsbehandlung auf die Oberfläche (36, 38) des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs umfasst. Es ist vorgesehen, dass die Lösung Carbonat- und/oder Hydrogencarbonat-Ionen enthält.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung eines mittels des Verfahrens präparierten schmelztauchbeschichteten Stahlblechs (12), ein entsprechendes schmelztauchbeschichtetes Stahlblech (12) selbst, sowie eine entsprechende Vorrichtung (10) zur Oberflächenpräparation eines mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug schmelztauchbeschichteten Stahlblechs (12).

Description

Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Oberflächenpräparation eines mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug schmelztauchbeschichteten Stahlblechs für eine nachfolgende Behandlung dieses schmelztauchbeschichteten Stahlblechs aus, wobei das Verfahren einen Schritt eines Auftragens einer Lösung zur Konversionsbehandlung auf die Oberfläche des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs umfasst.
Die Erfindung geht weiterhin von einer entsprechenden Verwendung eines derart präparierten schmelztauchbeschichteten Stahlblechs für eine nachfolgende Behandlung sowie von einem entsprechenden schmelztauchbeschichteten Stahlblech aus, welches mit einem per Schmelztauchbeschichtung erstellten Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug versehen ist, wobei die Oberfläche des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs Oberflächenstrukturen aus Magnesiumverbindungen aufweist.
Die Erfindung geht schließlich auch von einer Vorrichtung zur Oberflächenpräparation eines mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug schmelztauchbeschichteten Stahlblechs für eine nachfolgende Behandlung aus, die Auftrage-Mittel zum Auftragen einer Lösung zur Konversionsbehandlung auf die Oberfläche des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs aufweist.
Auf frisch per Schmelztauchbeschichtung mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug (ZM-Überzug) versehenen Oberflächen bildet sich beim Erstarren durch Reaktion des heißen ZM-Überzugmaterials mit der Umgebungsluft großflächig eine Oxid-Oberflächenschicht mit hohen Magnesiumoxid- und Magnesiumhydroxid-Anteilen (MgO- und/oder Mg(OH)₂-Anteilen) aus, die basisch wirkt und beispielsweise mit Bestandteilen von temporären Korrosionsschutz- und Prelube-Ölen reagiert. Die entsprechenden Reaktionsprodukte sind schwer entfernbar und führen zu unerwünschten Oberflächenveränderungen bei der nachfolgenden Behandlung (Nachbehandlung) der schmelztauchbeschichteten Oberfläche. Eine solche nachfolgende Behandlung umfasst insbesondere einen oder mehrere der folgenden Behandlungsschritte: (i) ein Beölen der Oberfläche, (ii) eine gezielte Bildung einer Konversionsschicht an der Oberfläche, insbesondere per Phosphatierung, (iii) eine Beschichtung der Oberfläche mit einem organischen Beschichtungssystem, insbesondere mit einer Lackierung, und (iv) ein Kleben an der Oberfläche.
Im Detail kann es zum Beispiel zu einem fleckigen Erscheinungsbild der Phosphatschicht oder zu einer verstärkten Anhaftung von Klebstoffpartikeln während der nachgelagerten Behandlung kommen. Dies kommt insbesondere bei der Verwendung derartiger schmelztauchbeschichteter Stahlbleche im Automotive-Bereich zum Tragen. Beide genannten Fehler schränken die Nutzung von solchen schmelztauchbeschichteten Stahlblechen mit Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug bei sichtbaren Teilen (Exposed/Außenhaut von Fahrzeugen) stark ein.
Das Dokument US 2015/0125714 A1 beschreibt ein Verfahren zur Oberflächenpräparation eines mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug schmelztauchbeschichteten Stahlblechs für eine nachfolgende Behandlung dieses Stahlblechs, die ihrerseits ein Beölen der Oberfläche aufweist. Bei der Oberflächenpräparation erfolgt eine Ätzbehandlung oder einer mechanische Behandlung der Oberfläche des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs zur Reduktion von Oberflächenbereichen mit Magnesiumoxid und Magnesiumhydroxid. Optional wird diese Ätz- oder mechanische Behandlung mit einer Konversionsbehandlung kombiniert, bei der eine entsprechende Konversions-Lösung auf die Oberfläche aufgetragen wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung Maßnahmen zur Präparation der Oberfläche eines Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs eines schmelztauchbeschichteten Stahlblechs anzugeben, durch die die Oberfläche für eine nachfolgende Behandlung auf einfache und kostengünstige Art vorbereitet ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Oberflächenpräparation eines mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug schmelztauchbeschichteten Stahlblechs für eine nachfolgende Behandlung dieses schmelztauchbeschichteten Stahlblechs, bei dem dieses Verfahren einen Schritt eines Auftragens einer Lösung zur Konversionsbehandlung auf die Oberfläche des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs umfasst, ist vorgesehen, dass die Lösung Carbonat- und/oder Hydrogencarbonat-Ionen enthält. Durch die Konversionsbehandlung der reaktiven Oxid-Oberflächenschicht des Überzugs (mit ihren hohen Magnesiumoxid- und Magnesiumhydroxid-Anteilen) mit der Konversionsbehandlungs-Lösung kann diese in eine weniger reaktive Oberflächenschicht umgewandelt werden. Genauer gesagt bewirkt die Oberflächenbehandlung mit der Lösung, welche Carbonat- und/oder Hydrogencarbonat-Ionen enthält, eine vollständige Konversion oder zumindest eine Teil-Konversion der nach dem Schmelztauchprozess gebildeten Magnesiumoxid- und Magnesiumhydroxid-Anteile der Oberflächenschicht in Magnesiumcarbonat-Anteile mit geringerer basischer Wirkung (Carbonatisierung).
Die Oberfläche des ZM-Überzugs muss - insbesondere bei Automotive-Anwendungen - für die Behandlungsschritte der nachfolgenden Behandlung geeignet sein. Dies schließt unter anderem ein Beölen der Oberfläche, eine gezielte Bildung einer Konversionsschicht an der Oberfläche per Phosphatierung sowie ein Lackieren und Kleben an der Oberfläche ein. Weiterhin muss die Konversion des Magnesiumoxids/Magnesiumhydroxids auch mit der automobiltypischen Prozesskette kompatibel sein. Unter diesen Voraussetzungen hat sich Magnesiumcarbonat MgCO₃, gegebenenfalls mit einem Anteil Magnesiumdihydrogencarbonat Mg(HCO₃)₂ oder basisches Magnesiumcarbonat MgCO₃*Mg(OH)₂*2 H₂O als geeignete Zielsubstanzen der Konversion herausgestellt.
Die Oberflächenschicht mit den hohen Magnesiumcarbonat-Anteilen (MgCO₃-Oberflächenschicht) kann mit sehr geringem apparativen Aufwand erzeugt werden. Dabei kann insbesondere eine Definition und Überwachung eines Schichtgewichtfensters unterbleiben, wenn zur Konversionsbehandlung Reagenzien verwendet werden, deren Überschuss sich bei dem an die nasschemische Konversionsbehandlung angeschlossenen Trocknungsschritt zersetzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Lösung zur Konversionsbehandlung als mit Kohlendioxid und/oder Ammoniumcarbonat versetztes Wasser ausgebildet. Im ersten Fall wird das Carbonat in Form einer CO₂-gesättigten wässrigen Lösung aufgebracht. Diese Lösung kann vor Ort aus demineralisiertem oder destilliertem Wasser und Kohlendioxid hergestellt werden, ähnlich dem Prozess der Herstellung von Sprudelwasser mit einem Wassersprudler. Die CO₂-gesättigte Lösung enthält Hydrogencarbonat, ist leicht sauer und reagiert in-situ mit dem Magnesiumoxid/Magnesiumhydroxid zu Magnesiumcarbonat MgCO₃ und Magnesiumdihydrogencarbonat Mg(HCO₃)₂. Beide Verbindungen bilden mit den üblichen Korrosionsschutz- und Prelube-Ölen keine unerwünschten Reaktionsprodukte. Auch eine vollständige Benetzung der Oberfläche mit Öl kann auf diese Weise gewährleistet werden. Alternativ wird die Lösung zur Konversionsbehandlung aus destilliertem Wasser und Ammoniumcarbonat oder Dimethyldicarbonat hergestellt.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Lösung zur Konversionsbehandlung zusätzlich mit Alkalicarbonat, Dialkyl-Dicarbonat und/oder Dimethyl-Dicarbonat versetzt ist. Alternativ ist die Lösung zur Konversionsbehandlung insbesondere als mit Alkalicarbonat, Dialkyl-Dicarbonat und/oder Dimethyl-Dicarbonat versetztes Wasser ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegt die Massenkonzentration p des Carbonats und/oder Hydrogencarbonats im Bereich 0,1 g/l ≤ p ≤ 180 g/l. Im Einzelnen ergeben sich die folgenden bevorzugten Konzentrationen: bei der Variante mit Kohlendioxid CO₂: 0,1 bis 3,3 g/l, insbesondere 1,0 bis 3,3 g/l und bei der Variante mit Ammoniumcarbonat (NH₄)₂CO₃: 0,1 bis 320 g/l, insbesondere 2 bis 20 g/l.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug die folgende Zusammensetzung in Gewichts-% auf: 0,1 bis 20 Aluminium, 0,1 bis 10 Magnesium, Rest Zink sowie übliche verfahrensbedingte Verunreinigungen.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Lösung zur Konversionsbehandlung durch Aufsprühen, Aufdüsen oder Walzenauftrag auf das Band mit der Zink-Aluminium-Magnesium Oberfläche aufgebracht wird. Alternativ kann das Band in eine Lösung der Konversionsbehandlungsreagenzien getaucht und der Überschuss der Lösung nachfolgend durch Walzen oder Luftmesser von der Oberfläche abgestreift werden. Die beschriebenen wässrigen Lösungen eignen sich gleichermaßen für alle beschrieben Auftragsverfahren zur Applikation und ermöglichen eine gleichmäßige und wohldosierte Benetzung der Oberfläche.
Schließlich ist in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren ein auf den Schritt des Auftragens der Lösung zur Konversionsbehandlung folgender Schritt eines Trocknens der Oberfläche per Trocknungseinrichtung vorgesehen, bei dem einerseits die auf der Band- bzw. Blechoberfläche haftende Wasserschicht verdampft und der Überschuss der verwendeten Reagenzien in gasförmige Produkte zersetzt (Wasserdampf, Ammoniak und Kohlendioxid) wird und entweichen kann. Dazu sind Erwärmungsverfahren, umfassend, aber nicht abschließend heiße Gase, Strahlung, Wärmeleitung oder Konduktion oder Induktion geeignet, die das Band auf 30°C - 150°C erwärmen. Durch einen derartigen Trocknungsschritt ist die Oberfläche des Überzugs trocken und das schmelztauchbeschichtete Stahlblech lässt sich anschließend gut handhaben beziehungsweise weiter behandeln.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung eines mittels des vorstehend genannten Verfahrens zur Oberflächenpräparation präparierten und zuvor mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug schmelztauchbeschichteten Stahlblechs für eine anschließende Behandlung dieses schmelztauchbeschichteten Stahlblechs. Es ist vorgesehen, dass diese Behandlung zumindest einen der folgenden Behandlungsschritte umfasst:

(i) Beölen der Oberfläche mit einem Korrosionsschutz- oder Schmieröl, insbesondere einem für die Fertigung von Bauteilen, insbesondere Pressbauteilen, geeigneten Korrosionsschutz- oder Schmieröl,
(ii) Erstellen von Blechtafeln aus dem schmelztauchbeschichteten Stahlblech und Umformen dieser Blechtafeln zu den Bauteilen,
(iii) Verbinden der Bauteile untereinander und/oder mit anderen Bauteilen unter Verwendung eines heißhärtenden Klebers, insbesondere aus epoxidharzhaltigen Klebstoffen, zum Erstellen eines Bauteileverbunds, insbesondere eines Rohbaus einer Fahrzeugkarosserie,
(iv) nasschemisches Entfetten des Bauteileverbunds in mindestens einem wässrigen Reinigerbad,
(v) gezielte Bildung einer Konversionsschicht an der Oberfläche des Bauteileverbunds, insbesondere per Phosphatierung,
(vi) Beschichtung der Oberfläche des Bauteileverbunds mit einem organischen Beschichtungssystem, insbesondere per kathodischen Tauchlackierung. Vorzugsweise umfasst die Behandlung alle genannten Behandlungsschritte (i) bis (vi) in der genannten Reihenfolge.

Bei dem erfindungsgemäßen Stahlblech, welches beidseitig mit einem per Schmelztauchbeschichtung erstellten Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug versehen ist, der insbesondere die folgende Zusammensetzung in Gewichts-% aufweist: 0,1 bis 20 Aluminium, 0,1 bis 10 Magnesium, Rest Zink sowie übliche verfahrensbedingte Verunreinigungen, und bei dem die Oberfläche des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs Oberflächenbereiche aus Magnesiumverbindungen aufweist, ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil dieser Magnesiumverbindungen Magnesiumcarbonate MgCO₃ sind. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass dieser Teil der Oberflächenbereiche aus Magnesiumverbindungen auch Magnesiumdihydrogencarbonat Mg(HCO₃)₂ umfasst. Bevorzugt besteht der überwiegende Teil der Magnesiumverbindungen an der Oberfläche aus Magnesium- und/oder Magnesiumdihydrogencarbonaten.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenpräparation eines mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug schmelztauchbeschichteten Stahlblechs für eine nachfolgende Behandlung dieses schmelztauchbeschichteten Stahlblechs, welche Auftrage-Mittel zum Auftragen einer Lösung zur Konversionsbehandlung auf die Oberfläche des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs aufweist, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Herstellungs-Einheit zum Herstellen der Lösung entweder aus destilliertem oder zumindest demineralisiertem Wasser und Kohlendioxid oder alternativ aus destilliertem oder zumindest demineralisiertem Wasser und einem Carbonat, insbesondere Ammoniumcarbonat, aufweist. Die entsprechend hergestellte Lösung enthält dann ihrerseits Carbonat- und/oder Hydrogencarbonat-Ionen.
Das/die Auftrage-Mittel zum Auftragen einer Lösung zur Konversionsbehandlung ist/sind insbesondere eine Sprüheinrichtung / Sprüheinrichtungen zum Aufsprühen der Lösung.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Vorrichtung eine dem Auftrage-Mittel oder den Auftrage-Mitteln zum Auftragen der Lösung zur Konversionsbehandlung auf die Oberfläche nachgeschaltete Trocknungseinrichtung zum Trocknen der Oberfläche aufweist. Diese ist beheizbar, also insbesondere als Trocknungsofen ausgebildet. Zwischen dem/den Auftrage-Mittel(n) zum Auftragen der Lösung zur Konversionsbehandlung und der Trocknungseinrichtung ist bevorzugt ein Abquetschwalzen-Paar zum Entfeuchten der Oberfläche des schmelztauchbeschichteten Stahlblechs zwischengeschaltet.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:

1 eine Vorrichtung zur Oberflächenpräparation eines mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug schmelztauchbeschichteten Stahlblechs für eine nachfolgende Behandlung dieses schmelztauchbeschichteten Stahlblechs gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung.

Die 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Oberflächenpräparation eines schmelztauchbeschichteten Stahlblechs 12, genauer gesagt eines beidseitig mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug (kurz: ZM-Überzug) 14, 16 schmelztauchbeschichteten Stahlblechs 12 für eine nachfolgende Behandlung dieses schmelztauchbeschichteten Stahlblechs 12. Die Vorrichtung 10 ist in der Regel Teil einer (hier nicht gezeigten) Schmelztauch-Beschichtungsanlage oder ist einer solchen Schmelztauch-Beschichtungsanlage nachgeschaltet.
Links oben ist das schmelztauchbeschichtete Stahlblechs 12 in einer schematischen Schnittdarstellung im Detail gezeigt. Es besteht aus einem Basisblech 18, hier in Form eines Stahlbandes, welches auf jeder Seite 20, 22 einen Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug 14, 16 aufweist.
Über zwei Bandlaufrollen 24, 26 wird das schmelztauchbeschichtete Stahlblech 12 durch die wesentlichen Komponenten 28, 30, 32, 34 der Vorrichtung 10 geführt. Diese sind: (i) Auftrage-Mittel 28, 30 zum Auftragen einer Lösung zur Konversionsbehandlung auf die jeweilige Oberfläche 36, 38 des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs 20, 22, (ii) eine Herstellungs-Einheit 32 zur vor-Ort Herstellung der Lösung zur Konversionsbehandlung sowie (iii) eine Trocknungseinrichtung 34 zum anschließenden Trocknen der Oberfläche(n) 36, 38 die den Auftrage-Mitteln 28, 30 in Bezug auf die Laufrichtung des schmelztauchbeschichteten Stahlblechs 12 nachgeschaltet ist. Zwischen den Auftrage-Mitteln 28, 30 zum Auftragen der Lösung auf die Oberfläche 36, 38 und der Trocknungseinrichtung 34 ist ein Abquetschwalzen-Paar 40 angeordnet, welches den Lösungs-Film auf der Oberfläche 36, 38 weitgehend entfernt, sodass der Trocknungsprozess in der Trocknungseinrichtung 34 verhältnismäßig kurz gehalten werden kann. Weiterhin ist den Auftrage-Mitteln 28, 30 zum Auftragen der Lösung auf die Oberfläche 36, 38 ein weiteres Abquetschwalzen-Paar 42 vorgeschaltet.
Die Auftrage-Mittel 28, 30 zum Auftragen der Lösung zur Konversionsbehandlung sind als Sprüheinrichtungen zum Aufsprühen der Lösung auf die jeweilige Oberfläche des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs ausgebildet. Die Lösung ist dabei eine wässrige Lösung, die Carbonat- und/oder Hydrogencarbonat-Ionen enthält. Die Massenkonzentration p des Carbonats und/oder Hydrogencarbonats in dieser Lösung liegt im Bereich 0,1 g/l ≤ p ≤ 180 g/l. Die Lösung wird vor Ort mittels der Herstellungs-Einheit 32 hergestellt und den Auftrage-Mitteln 28, 30 zur Verfügung gestellt. Diese Herstellungs-Einheit 32 kann im einfachsten Fall eine Art groß dimensionierter Wassersprudler sein, bei dem entmineralisiertes Wasser mit Kohlensäure versetzt wird.
Die resultierende CO₂-gesättigte Lösung enthält Hydrogencarbonat, ist leicht sauer und reagiert in-situ mit dem Magnesiumoxid/Magnesiumhydroxid an der Oberfläche des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs 14, 16 zu Magnesiumcarbonat MgCO₃ und Magnesiumdihydrogencarbonat Mg(HCO₃)₂. Beide Verbindungen bilden mit den üblichen Korrosionsschutz- und Prelube-Ölen keine unerwünschten Reaktionsprodukte. Alternativ wird die Lösung zur Konversionsbehandlung aus destilliertem oder zumindest demineralisiertem Wasser und Ammoniumcarbonat oder Dimethyldicarbonat hergestellt. Ein solches Vorgehen ist sehr kostengünstig und kann automatisiert erfolgen. Destilliertes/demineralisiertes Wasser steht bei stahlproduzierenden beziehungsweise stahlverarbeitenden Betrieben in der Regel zur Verfügung und CO₂ kann günstig in Druckbehältern zugekauft werden. Die Ausgangsprodukte benötigen daher auch nur eine sehr geringe Lagerfläche.
Überschüssiges Carbonat entweicht nach der Reaktion als CO₂. Damit verbleiben keine deklarierbaren beziehungsweise zu deklarierenden Rückstände auf der Oberfläche 36, 38 des Überzugs 14, 16. Es wird kein Rollcoater und keine Technik zur Überwachung des Schichtgewichts benötigt, da die Behandlung durch Fluten der Oberfläche 36, 38 mit Hydrogencarbonat-Lösung gefolgt von einem Abquetschen mit Gummiwalzen des Abquetschwalzen-Paars 40 durchgeführt wird. Die Lösung zur Konversionsbehandlung (Behandlungslösung) kann auch mit anderen für die kontinuierliche Bandbehandlung geeigneten Verfahren /Mitteln 28, 30 (mechanischer Auftrag oder elektrostatischer Auftrag mit entsprechenden Applikatoren) aufgebracht werden.
In einer Variante wird eine Lösung mit Ammoniumcarbonat und CO₂ aufgebracht, um eine hohe Carbonat-Ionenkonzentration zu gewährleisten. Ammoniumcarbonat zerfällt beim Trocknen der Lösung in Ammoniak, Wasser und Kohlendioxid. Mit anderen Worten wird die Lösung zur Konversionsbehandlung (Behandlungslösung) durch Sättigen von destilliertem beziehungsweise demineralisiertem Wasser mit Kohlendioxid (CO₂), gegebenenfalls unter Druck und wahlweiser Zugabe von Ammoniumcarbonat (NH4)₂CO₃ und gegebenenfalls Benetzungshilfsmitteln hergestellt, im Überschuss über Düsen der Sprüheinrichtung(en) auf die Oberfläche 36, 38 aufgebracht und nach ausreichend langer Reaktionsstrecke mit einem Abquetschwalzenpaar 40 abgequetscht. Die Restfeuchte an der Oberfläche 36, 38 wird in der beheizten Trocknungseinrichtung 34 verdampft.
Die Massenkonzentration p des Hydrogencarbonats in der Lösung liegt bei Verwendung von Kohlendioxid CO₂ im Bereich 0,1 g/l ≤ ρ ≤ 3,3 g/l und die Massenkonzentration p des Carbonats in der Lösung liegt bei Verwendung von Ammoniumcarbonat (NH4)₂CO₃ im Bereich 0,1 g/l ≤ ρ ≤ 320 g/l.
Bezugszeichen

10: Vorrichtung
12: schmelztauchbeschichtetes Stahlblech
14: Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug
16: Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug
18: Basisblech
20: eine Seite
22: andere Seite
24: Bandlaufrolle
26: Bandlaufrolle
28: Auftrage-Mittel
30: Auftrage-Mittel
32: Herstellungs-Einheit
34: Trocknungseinrichtung
36: Oberfläche (Überzug)
38: Oberfläche (Überzug)
40: Abquetschwalzen-Paar
42: Abquetschwalzen-Paar

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2015/0125714 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Oberflächenpräparation eines mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug (14, 16) schmelztauchbeschichteten Stahlblechs (12) für eine nachfolgende Behandlung dieses schmelztauchbeschichteten Stahlblechs (12), die insbesondere mindestens einen der folgenden Behandlungsschritte umfasst: - ein Beölen der Oberfläche (36, 38) des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs (20, 22), - eine gezielte Bildung einer Konversionsschicht an der Oberfläche (36, 38), insbesondere per Phosphatierung, - eine Beschichtung der Oberfläche (36, 38) mit einem organischen Beschichtungssystem, insbesondere einer Lackierung, und - ein Kleben an der Oberfläche (36, 38), wobei das Verfahren einen Schritt eines Auftragens einer Lösung zur Konversionsbehandlung auf die Oberfläche (36, 38) des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung Carbonat- und/oder Hydrogencarbonat-Ionen enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lösung zur Konversionsbehandlung als mit Kohlendioxid und/oder Ammoniumcarbonat und/oder Dimethyl-Dicarbonat versetztes Wasser ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Massenkonzentration p des Carbonats und/oder Hydrogencarbonats im Bereich 0,1 g/l ≤ ρ ≤ 180 g/l liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug die folgende Zusammensetzung in Gewichts-% aufweist: 0,1 bis 20 Aluminium, 0,1 bis 10 Magnesium, Rest Zink sowie übliche verfahrensbedingte Verunreinigungen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen auf den Schritt des Auftragens der Lösung zur Konversionsbehandlung folgenden Schritt eines Trocknens der Oberfläche Auftrage-Mittels einer Trocknungseinrichtung (34).
Verwendung eines mittels des Verfahrens zur Oberflächenpräparation gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 präparierten und zuvor mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug (14, 16) schmelztauchbeschichteten Stahlblechs (12) für eine Behandlung dieses schmelztauchbeschichteten Stahlblechs (12), die zumindest einen der folgenden Behandlungsschritte umfasst: - Beölen der Oberfläche (36, 38) mit einem Korrosionsschutz- oder Schmieröl, insbesondere einem für die Fertigung von Bauteilen, insbesondere Pressbauteilen, geeigneten Korrosionsschutz- oder Schmieröl, - Erstellen von Blechtafeln aus dem schmelztauchbeschichteten Stahlblech (12) und Umformen dieser Blechtafeln zu den Bauteilen, - Verbinden der Bauteile untereinander und/oder mit anderen Bauteilen unter Verwendung eines heißhärtenden Klebers, insbesondere aus epoxidharzhaltigen Klebstoffen, zum Erstellen eines Bauteileverbunds, insbesondere eines Rohbaus einer Fahrzeugkarosserie, - nasschemisches Entfetten des Bauteileverbunds in mindestens einem wässrigen Reinigerbad, - gezielte Bildung einer Konversionsschicht an der Oberfläche des Bauteileverbunds, insbesondere per Phosphatierung, - Beschichtung der Oberfläche des Bauteileverbunds mit einem organischen Beschichtungssystem, insbesondere per kathodischen Tauchlackierung.
Stahlblech (12), welches mit einem per Schmelztauchbeschichtung erstellten Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug (14, 16) versehen ist, der insbesondere die folgende Zusammensetzung in Gewichts-% aufweist: 0,1 bis 20 Aluminium, 0,1 bis 10 Magnesium, Rest Zink sowie übliche verfahrensbedingte Verunreinigungen, wobei die Oberfläche (36, 38) des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs (14, 16) Oberflächenbereiche aus Magnesiumverbindungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil dieser Magnesiumverbindungen Magnesiumcarbonate sind.
Vorrichtung (10) zur Oberflächenpräparation eines mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug (14, 16) schmelztauchbeschichteten Stahlblechs (12) für eine nachfolgende Behandlung dieses schmelztauchbeschichteten Stahlblechs (12), die insbesondere mindestens einen der folgenden Behandlungsschritte umfasst: - ein Beölen der Oberfläche (36, 38) des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs (20, 22), - eine gezielte Bildung einer Konversionsschicht an der Oberfläche (36, 38), insbesondere per Phosphatierung, - eine Beschichtung der Oberfläche (36, 38) mit einem organischen Beschichtungssystem, insbesondere einer Lackierung, und - ein Kleben an der Oberfläche (36, 38), wobei die Vorrichtung (10) Auftrage-Mittel (28, 30) zum Auftragen einer Lösung zur Konversionsbehandlung auf die Oberfläche (36, 38) des Zink-Magnesium-Aluminium-Überzugs (14, 16) aufweist, gekennzeichnet durch eine Herstellungs-Einheit (32) zum Herstellen der Lösung entweder aus destilliertem oder zumindest demineralisiertem Wasser und Kohlendioxid oder alternativ aus destilliertem oder zumindest demineralisiertem Wasser und einem Carbonat, insbesondere Ammoniumcarbonat.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das/die Auftrage-Mittel (28, 30) zum Auftragen der Lösung zur Konversionsbehandlung eine Sprüheinrichtung/Sprüheinrichtungen zum Aufsprühen der Lösung ist/sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine dem Auftrage-Mittel oder den Auftrage-Mitteln (28, 30) zum Auftragen der Lösung zur Konversionsbehandlung auf die Oberfläche (36, 38) nachgeschaltete Trocknungseinrichtung (34) zum Trocknen der Oberfläche (36, 38).