DE1521097A1 - Verfahren zum Herstellen korrosionsfreier,oberflaechenbehandelter Stahlbleche - Google Patents
Verfahren zum Herstellen korrosionsfreier,oberflaechenbehandelter StahlblecheInfo
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Description
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Lw/Li
2/2/1
37-18896
2/2/1
37-18896
8 MÜNCHEN 2.
YAWATA IRON & STEEL CO., LTD., Tokyo/Japan
Verfahren zum Herstellen korrosionsfreier, oberflächenbehandelter
Stahlbleche,
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen korrosionsfreiei
Stahlbleche, indem Stahlbleche elektrolytisch mit einem sehr ver- i dünnten Chromsäureanhydrid-Schwefelsäurebad behandelt werden.
Werden Stahlbleche unter Verwendung eines Chromsäureanhydridbades
behandelt, so treten viele Nachteile auf, z.B· schlechte Farbannahme,
ein Brechen und Abblättern aufgrund der Sprödigkeit des auf den behandelten Stahlblechen aufgebrachten Überzuges, und man'
nimmt an, dass diese Schäden aufgrund von nicht metallischer, kristalliner Ausbildung des Überzugfilmes auftreten. Um diese Nachteile
zu beseitigen, hat man brauchbare Verfahren zur Elektroabscheidung
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BAD ORIGINAL
untersucht. Brauchbare Ergebnisse konnten bisher nicht erzielt werden.
überraschend können erfindungagemäsa die obenerwähnten Nachteile
vollkommen beseitigt werden.
Die Erfindung schafft ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung
oberflächenbehandelter Stahlbleche» die hoch antikorrosiv sind und gute Farbannahme und Schlagfestigkeit aufweisen.
Andere Merkmale der Erfindung gehen aus beispielsweisen Auaführung
sformen hervor, die anhand der folgenden Zeichnung erläutert werden.
Die Zeichnung zeigt die Abscheidemenge einer metallischen Chromschicht
und die einer chemisch behandelten Überzugsschicht darauf, die auf einem Stahlblech durch Elektroabscheidung erfindungsgemäß
in der angegebenen Behandlungszeit gebildet wurden«
Erfindungsgemäsβ wurde nun folgendes gefunden: bei der elektrolytischen
Behandlung eines Stahlbleches in einer verÜUnnten wässrigen
Chromsäureanhydridlösung mit einer Konzentration von weniger
als 50 g/l unter der Bedingung, dass Chromsulphat in einer Höhe
0,5 bzw.
von 0,2 bis/5>
in bezug auf dieses Chromsäureanhydrid oder die Schwefelsäure in einer Menge, die dem Schwefelsäurerest dieses
äquivalent ist
Sulphate tt3ft93XPdfö&t;, in der Lösung vorhanden ist, so kann man ein in dieser Weise oberflächenbehandeltes Stahlblech mit geringen Kosten erzeugen, das eine hohe Antikorrosivität, hohe Farbannahme und hohe Schlagfestigkeit aufweist·
Sulphate tt3ft93XPdfö&t;, in der Lösung vorhanden ist, so kann man ein in dieser Weise oberflächenbehandeltes Stahlblech mit geringen Kosten erzeugen, das eine hohe Antikorrosivität, hohe Farbannahme und hohe Schlagfestigkeit aufweist·
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8AD ORIGINAL
Bei der vorliegenden Erfindung ist es ganz besonders wesentlich, dass die Chromsäureanhydridkonzentration auf weniger als
50 g/l begrenzt ist. D.h., nur, wenn die Chromsäureanhydridkonzentration auf weniger als 50 g/l begrenzt ist, wird ein
nicht metallischer Filmüberzug ohne Bildung von nicht metallischen
Kristallen abgeschieden, von denen man annimmt, dass sie der Grund für die Unzulänglichkeiten von elektrolytisch mit Chromsäureanhydrid
behandelten Stahlblechen sind, wenn die üblichen Verfahren angewendet werden. D.h., bei dieser Begrenzung ändert
sich nur in einer wässrigen Losung von Ohromsäureanhydrid einer
Konzentration mit weniger als 50 g/l der pH-Wert auf der Oberfläche der Kathode, metallisches Chrom wird darauf elektroplattiert
und gleichzeitig wird eine reduzierte IXTHUtMBtjUyflttlKMHE
des J-wertigen Chroms
Verbindung/auf eine Schicht dieses elektroplattieren Chroms abgeschieden.
Bei der erfindungsgemässen elektrolytischen Behandlung können zwei Schichten auf ein Stahlblech galvanisch abgeschieden
werdeni eine metallische Chromschicht als untere
Schicht Schicht und ein nicht metallische* ΪΪ5.Ϊ1 mit Chrom darin in der
oberen Schicht. Durch Bildung dieser beiden Schichten erhält man oberflächenbehandelte Stahlbleche, die eine hohe Antikorrosivität,
gute Farbannahme und Schlagfestigkeit aufweisen. Liegt die Konzentration des Chromsäureanhydrids über 50 g/l, so entstehen
zwei solche Schichten nicht. Liegt andererseits die Chromsäureanhydridkonzentration
unter 10 g/l, so muss der Verbrauch an
elektrische
elektrischer Leistung steigen, wodurch unvermeidlich der/Wirkungs-
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BAD
grad m&x&Mm*^dm$W&mM£ sinken und ausserdeia die Behandlungstemperatur
vermindert werden muss, was zur Bildung eines' ungleiohmässigen Filmes führt. In einer wässrigen Lösung von
Chromsäureanhydrid einer Konzentration von weniger bis 10 g/l
treten die obenbeschriebenen Nachteile auf, und es ist daher vorteilhaft, in der technischen Anwendung die Chromsäurekonzentration
mit mehr als i0g/l zu wählen.
) Der Bereich, in dem Chromsäuresulphat der obenerwähnten Lösung zugesetzt
werden soll oder in dem Schwefelsäure der gleichen Lösung in einer Menge, die dem Schwefelsäurerest dieses Sulphates
äquivalent ist, zugesetzt wird, sollte auf 0,2 bis 0,5^>, bezogen
auf das in der wässrigen Lösung enthaltene Chromsäureanhydrid aus folgenden Gründen begrenzt werden, wird Chromsulphat in einer
Menge, die über 0,5^, bezogen auf Chromsäureanhydrid, liegt, zugegeben,
so vermindern sich die Adhäsionsfähigkeit und die Antikorrosivität des oberen, nicht metallischen Filmes, der Chrom
. enthältί liegt der Wert jedoch unter Q,2c/of dann wird die Menge
des Schwefelsäurerestes, der zugegeben werden soll, zu gering, um die erfindungsgeiiiässe Wirkung zu erreichen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung kann auch unter Verwendung von Schwefelsäure erreicht werden. In diesem Fall jedoch dauert
die Behandlung länger als bei der Verwendung von ^hromsulphat.
Deshalb muss als Vorbereitung für die elektrolytische Behandlung eine elektrolytische Vorbehandlung durchgeführt werden, und die
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Kathode muss durch eine neue für die anschliessende elektrolytische
Behandlung ersetzt werden. Die für die Anwendung dieser elektrolytischen Vorbehandlung benötigte Elektrizitätsmenge ist
nicht festgelegt, sie wird jedoch über 8000 Ooulombs/1 bei einer
Stromdichte von 10 A/dm liegen.
Je niedriger die Badtemperatur ist, desto besser ist die Wirkung des Stroms und desto dicker der gebildete PiIm0 Da jedoch notwendigerweise
das elektrolytische Bad gekühlt wird und der Glanz des Filmes auch abnimmt, so ist eine Behandlungstemperatur im
Bereich zwischen etwa 15 bis 500C empfehlenswert.
Je höher die Stromdichte, desto höher ist die Stromleistung und desto höher die Antikorrosivität. Hier wird jedoch die Parbe des
Pilmes schwärzlich,und die Stoßfestigkeit nach dem Anstrich wird
gern
xkxixibbj sinken. Es ist deshalb notwendig, die Stromdichte
xkxixibbj sinken. Es ist deshalb notwendig, die Stromdichte
richtig in bezug auf das verwendete Material zu wählen·
Pig. 1 zeigt x±x im Diagramm die Beziehung zwischen der gesamten
gchiedenen
Menge des abgetagwnt»r Chroms auf der behandelten Stahlplatte (mg/dm ) und die Behandlungezeit in Sekunden bei 40 g/l CrQ.,, 0,542 g/l Gr2(SO.) (1# von OrO3), einer Badtemperatur von 4O0C und einer Stromdichte von 20 A/dm . In der Figur stellt a eine galvanisch abgeschiedene Schicht metallischen Chroms als Grundschicht auf der Stahlblechprobe dar, b zeigt einen chemisch behandelten Überzug einer nicht metallischen Chromverbindung mit
Menge des abgetagwnt»r Chroms auf der behandelten Stahlplatte (mg/dm ) und die Behandlungezeit in Sekunden bei 40 g/l CrQ.,, 0,542 g/l Gr2(SO.) (1# von OrO3), einer Badtemperatur von 4O0C und einer Stromdichte von 20 A/dm . In der Figur stellt a eine galvanisch abgeschiedene Schicht metallischen Chroms als Grundschicht auf der Stahlblechprobe dar, b zeigt einen chemisch behandelten Überzug einer nicht metallischen Chromverbindung mit
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darin enthaltenem Chrom, der über dem obengenannten metallischen
Chrom ausgebildet ist und £ zeigt die Gesamtmenge an Cr·
Wird ein Stahlblech so behandelt, dass es die obenaufgestellten Forderungen erfüllt, so ergeben sich für die Antikorrosivität
(untersucht nach J.I.S.Z. 2371) und Farbhaftung des Stahlbleches,
die in Tabelle 1 genannten Werte«
!Tabelle 1
ψ Antikorrosivität und Farbhaftung
Salzwasserbe- Parbhaftung JParbhaftung und
spritzung (24 Std·) des Endanstriches Lackeigenschaft des
(nach DuPont Stoß»- inneren Anstriches
versuch) (Haftung und Stoß)
Hostansatz 1 bis 5$ kein Abblättern ausgezeichnet
* Ein Melaminlack wurde als Anstrich verwandt
♦* Ein Phenollack wurde als Anstrich verwandt.
♦* Ein Phenollack wurde als Anstrich verwandt.
W Chromsäureanhydrid
Chromsulphat Badtemperatur
Stromdichte Behändlungszeit
Unter den obenbeschriebenen Bedingungen behandelte Stahlbleche wurden Salzwasserspritzversuchen ausgesetzt, indem eine Lösung
mit 5$ NaCl bei 35 C und 1,4 kg/cm Druck aufgespritzt wurde,
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| 40 | g/l |
| 0,5 | g/l |
| 35 | 0C |
| 15 | A/dm2 |
| 5 | Sekunden |
Anstriohshaftungs- und Schlagversuche nach DuPont durchgeführt
wurden sowie, feilversuche (cross-cut tests) und Zugversucheo Die
Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle 2 gezeigt»
| Tabelle | 2 | Zugver suche |
|
| rostend bei Salzwasser sprühversuchen (24 Std.) |
Stoß- Cross-cut ver- tests suche |
ausge zeichnet |
|
| Produkt A nach dem erfindungs- gemäßen Ver fahren |
5# | kein ausge- Abblät- zeichnet tern |
ausge zeichnet |
| Produkt B nach dem erfindungs gemäßen Ver fahren |
2% | kein ausge- Abblät- ζ ei c hne t tern |
ausge zeichnet |
| dünnes Stahlblech | 10090 | kein ausge- Abblät- zeichnet |
ausge zeichnet |
| chemisch be handelte übli che Stahlbleche |
Abblät- ausge- tern prak- zeich tisch a.d. net ges.Ober fläche |
||
Anmerkungen: Das Produkt A nach dem erfindungsgemässen Verfahren war die Probe nach Beispiel 1. Das Produkt B war
eine Probe, die man unter den Bedingungen des Beispiel 1 erhielt bei einer Stromdichte von
20 A/dm2.
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| Beispiel 2 | 20 g/l |
| Ohromsäureanhydrid | 0,2 g/L |
| Chromsulphat | 3O0C |
| Temperatur | 15 k/tosT |
| Stromdichte | 5 Sekunden |
| Zeit | |
| Beispiel 3 | 10 g/l |
| Chromsäureanhydrid | 0,1 g/l |
| Chroms up hat | 200C £ o |
| Temperatur | 10 a/dm |
| Stromdichte | 10 Sekunden |
| Zeit | |
Stahlbleche nach den obigen Beispielen 2 und 3 wurden Farbhaftversuchen
nach DuPont und Stoßversuchen unterworfen, weiterhin Feilversuchen (cross-cut tests) und Zugversuchen, wie in
der Tabelle 2 dargestellt.
Die Ergebnisse waren genau die gleichen wie in der Tabelle 2.
* Wie durch die obigen Beispiele gezeigt, erfolgt die erfhdungsgemäße
Behandlung so, dass das Produkt ausgezeichnete Eigenschaften nicht nur hinsichtlich der Antikorrosivität, sondern auch hinsichtlich
der Farbhaftung aufweist.
| Beispiel | 4 | Chromsäureanhydrid | 40 | g/1 |
| Schwefelsäure | 0, | 42 g/l | ||
| Temperatur | 35 | 0C | ||
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Elektrizitätsmenge bei
der vorbereitenden elektrolytischen Vorbehandlung 8000 coulomba/l
der vorbereitenden elektrolytischen Vorbehandlung 8000 coulomba/l
Nach elektrolytischer Vorbehandlung der Stahlbleche unter den
obigen Bedingungen wurden diuee anschliessend elektrolytisch
5 Sekunden lang unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 behandelt mit dem Unterschied, dass die Kathode nicht durch
eine neue ersetzt wurde. Man erhielt die gleichen günstigen Er gebnisse wie in !Tabelle 2.
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Claims (1)
- Patentansprüchegemachter 1« Verfahren zum Herstellen antikorrosive: behändelterßtahlbleehe, daduroh gekennzeichnet, dass ein Stahlblech als Kathode mit einer Lösung behandelt wird, die aus einer verdünnten, wässrigenQhromsäureanhydridlösung mit einer Konzentration von 50 bisvorzugsweise 0,2·10 g/l und einem Sohwefelsäurereet von 0,2 bis 5 %,/bezogen auf , ^ dae in dieser Lösung befindliche Chromsäureanhydrid besteht.2* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daes eine Behandlung slösung verwandt wird» bei der einer Ohroiaaäoreanhydridlösung mit einer Konzentration von 50 bis 10 g/l Ohroasulphat, dae ein äquivalent eines Sobwefelsäurerestes in einer Menge vonvorzugsweise 0,2 bis 0,5#, 0,2 bis 5ji»/bezogen auf das Ohromsäureanhydrid in dieser lösung, enthält, zugesetzt wird·909 828/1364 bad opüginal
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |