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DE3522802A1 - Stahlprodukt - Google Patents

Stahlprodukt

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Publication number
DE3522802A1
DE3522802A1 DE19853522802 DE3522802A DE3522802A1 DE 3522802 A1 DE3522802 A1 DE 3522802A1 DE 19853522802 DE19853522802 DE 19853522802 DE 3522802 A DE3522802 A DE 3522802A DE 3522802 A1 DE3522802 A1 DE 3522802A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
protective layer
alloy
steel product
metals
zinc
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.)
Withdrawn
Application number
DE19853522802
Other languages
English (en)
Inventor
Michel Seraing Dubois
Jean Dalhem Palmans
Victor Awans Polard
Alain Saint Nicolas Weymeersch
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.)
Phenix Works SA
ArcelorMittal Liege Upstream SA
Original Assignee
Phenix Works SA
Cockerill Sambre SA
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 Phenix Works SA, Cockerill Sambre SA filed Critical Phenix Works SA
Publication of DE3522802A1 publication Critical patent/DE3522802A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

" * ^ R 9 9 R Π HOEGER, STELLRECHT & PARTNER
PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 O ■ D 7000 STUTTGART 1
— 3 —
A 46 693 m Anmelder:1) Phenix Works S.A. m - 212 Quai du Halage 10
25. Juni 1935 - Flemalle
Belgien
und
2) Cockerill-Sambre S.A. Quai Greiner 1 Seraing Belgien
Beschreibung : Stahlprodukt
Die Erfindung betrifft ein insbesondere feuerverzinktes Stahlprodukt, welches insbesondere dazu bestimmt ist, einer Phosphatierungsoperation unterworfen zu werden sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Stahlprodukts.
Vor allem betrifft die Erfindung ein Stahlprodukt, insbesondere dazu bestimmt, einer Phosphatierungsoperation unterworfen zu werden, welches gegen Korrosion durch eine Schicht aus Zink oder aus einer Zinklegierung, beispielsweise Zn/Al- oder Zn/Fe-Legierung geschützt ist, die durch Abschreckung in einem Bad aus einem oder mehreren geschmolzenen Metallen abgeschieden ist.
Im allgemeinen stellt man fest, daß Stahlprodukte, insbesondere Bleche, die mit einer derartigen Schutzschicht überzogen sind, Probleme aufwerfen, wenn sie für die Karosserieindustrie bestimmt sind, in welcher sie einer Phosphatierung unterworfen werden müssen.
In der Tat verhaftet sich die Schicht aus metallischen
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Komplexen, die während dieser Phosphatierungsoperation gebildet wird/ im allgemeinen nur schwer und/oder bildet auf der Zink- oder Zinklegierungsschicht, durch welche das Blech vorher geschützt wurde, eine Kristallverwachsung, die nicht optimal ist, was letzten Endes zu einer schwachen Verhaftung einer Färb- oder Lackschicht führt,"und zwar unmittelbar·oder nach korrosiver Einwirkung.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Stahlprodukt, wie weiter oben angegeben, zu schaffen, welches insbesondere für eine Phosphatierungsoperation geeignet ist, welches also eine Oberfläche besitzt, die eine sehr gute Affinität gegenüber den erwähnten metallischen Komplexen aufweist, derart, daß sich diese leicht und innig auf dieser Oberfläche im Verlauf der in der Karosserieindustrie angewandten Phosphatierungsoperation verhaften können und andererseits eine optimale Morphologie haben, um ein gutes Verhalten des lackierten Endproduktes bei Haftungstests zu ergeben, unmittelbar und/oder nach korrosiver Exposition.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß die erwähnte Zink- oder Zinklegierungsschicht mit einem überzug bedeckt, der durch elektrolytische Abscheidung eines der nachstehend genannten Metalle oder ihrer Legierungen gebildet ist: Chrom, Mangan, Kobalt, Nickel, Zink, Eisen.
Vorteilhafterweise erhält man die erwähnte Schutzschicht durch Feuerverzinkung. Die Schicht hat vorzugsweise
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eine Dicke in der Größenordnung von 6 bis 30 μ.
Die Erfindung betrifft in gleicher Weise ein besonderes Verfahren zur Herstellung des im Voranstehenden beschriebenen Stahlprodukts.
Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Stahlband, das ein- oder beidseitig mit einer aus einem Metallschmelzbad abgeschiedenen Schutzschicht aus Zn oder Zn-Legierungen, beispielsweise Zn/Al- oder Zn/Fe-Legierung überzogen ist, mit einer Geschwindigkeit zwischen 20 und 200m/min durch eine Station zur Oberflächenaktivierung der Schutzschicht und hierauf durch ein elektrolytisches Bad hindurch laufen läßt, welches eine Lösung aus wenigstens einem der Metalle: Zn, Cr, Mn, Go, Fe, Ni enthält, um so auf der Schutzschicht einen Überzug aus diesen Metallen oder einer Legierung dieser Metalle auszubilden.
Weitere Einzelheiten und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Produkts und dessen Herstellungsverfahrens mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung, die schematisch einen abgebrochenen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform in Gestalt eines Blechteils zeigt.
Die dargestellt Ausführungsform besteht im einzelnen aus einem Stahlblech 1 mit einer Dicke von 0,2 bis 3mm, das ein- oder beidseitig durch eine Schutzschicht 2 aus Zink oder Zinklegierung, beispielsweise Zn/Al- oder Zn/Fe-Legierung
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bedeckt ist.
Das Stahlband ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht 2 ihrerseits mit einem überzug 3 bedeckt ist. Dieser überzug ist gebildet aus einer elektrolytischen Abscheidung einer der nachstehend genannten Metalle oder Legierungen: Zn, Cr, Mn, Co, Fe, Ni oder ihren Legierungen.
Bei dem mit Zn/Al-Legierung überzogenen Stahlblech kann es sich beispielsweise handeln um "Galfan", dessen Schutzlegierung 5% Aluminium und Spuren an La und·Ce enthält, oder um "Aluzinc" dessen Legierung etwa 55% Aluminium, 43,5% Zink und etwa 1,5% Silizium enthält, oder um "Galvannealed", wobei die Legierung im wesentlichen aus Fe und Zn zusammengesetzt ist, mit einem Gehalt an Eisen von etwa 10% und an Aluminium von etwa 0,13%.
Die Schutz- oder Zwischenschicht 2 wird kontinuierlich und durch Abschreckung, beispielsweise durch Galvanisation (Feuerverzinken) gebildet und hat vorzugsweise eine Dicke in der Größenordnung von 6 bis 30μ je Oberfläche.
Aufgabe dieser Zwischenschicht 2 ist es, das Stahlband gegen Korrosion zu schützen.
Der äußere überzug 3 umfaßt größenordnungsmäßig 0,05 bis 7g/m2 an einem der zuvor erwähnten Metalle oder an einer der zuvor erwähnten Legierungen. Aufgabe des äußeren Überzugs 3 ist es im wesentlichen, die Verankerung auf
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dem mit Zink oder Zinklegierungen überzogenen Stahlband zu erleichtern und den morphologischen Aufbau der metallischen Phosphatkomplexe zu optimieren, welche auf das Band durch einen Phosphatierung genannten, chemischen Prozeß aufgebracht werden. Dieser Prozeß wird insbesondere in der Karosserieindustrie angewandt.
Wenn man den äußeren Film der Schutzschicht 2 aus Zink oder Zinklegierung prüft und analysiert, stellt man allgemein fest, daß er relativ wenig und in bestimmten Fällen kein Zink enthält, jedoch je nach der Art und Weise, in welcher die Schutzschicht gebildet wurde, Eisen, Aluminium, Kohlenstoff, Silizium, Antimon, Zinn, Magnesium, Zirkon, Titan, Molybdän, Sauerstoff, usw., wobei die Metalle auch in Form ihrer Oxyde vorliegen können.
Es ist leicht einzusehen, daß die Anwesenheit bestimmter oder aller dieser Elemente die späteren Behandlungsoperationen des Stahlbandes und insbesondere die Operation der Phosphatierung stört.
In unerwarteter Weise wurde gefunden, daß dann, wenn die Schutzschicht 2 des Stahlbandes 1 auf elektrolytischem Wege mit einem Metall oder einer Legierung der vorgenannten Art überzogen wird, wodurch sich der Überzug 3 bildet, eine verbesserte Reaktivität mit den verschiedenen Phosphatierungsprodukten erreicht wird.
Das Herstellungsverfahren des auf diese Weise überzogenen Erzeugnisses besteht im wesentlichen darin, daß man das
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Stahlband 1, von dem wenigstens eine Seite mit einer Schutzschicht 2 aus Zink oder Zinklegierung bedeckt ist, mit einer Geschwindigkeit zwischen 20 und 200m/min durch ein elektrolytisches Bad hindurch laufen läßt, welches in Lösung wenigstens eines der Metalle: Cr, Mn, Co, Fe, Zn oder Ni enthält, um auf diese Weise auf der Schutzschicht 2 den Überzug 3 aus Zn, Cr, Mn, Co, Fe, Ni oder ihren Legierungen zu bilden.
In der Praxis besitzt das Band eine Breite zwischen 600 und 1850mm während seine Dicke 0,2 bis 3mm, wie oben bereits angegeben, beträgt.
Die Dicke der Zwischenschicht 2 variiert im allgemeinen / J zwischen 6 und 30μ pro Fläche, während der Überzug 3 j(4· im allgemeinen 0,oibis 7g/m2 an Metall pro Oberfläche enthält.
In der Praxis kann sich die Herstellung der elektrolytisch abgeschiedenen Schicht beispielsweise wie folgt abspielen: am Ausgang des Metallschmelzbades (Zink, Galfan oder Aluzink), nach einer eventuellen Oberflächenendbehandlung (Herabsetzung des Ausblühens), Abkühlung und leichtem Kaltnachwalzen, taucht das Metallband in ein Beizbad (sauer oder alkalisch) ein, das elektrolytisch (kathodisch und/oder anodisch) wirkt; danach wird ein Spülbad (kalt oder warm) durchlaufen, bevor das Band in die eigentliche elektrolytische Abscheidungslösung eintritt; hieran schließt sich ein Spülbad (warm oder kalt) an, und hieran eine Trocknung durch Heißluft.
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Die elektrolytische Abscheidung vollzieht sich in Bädern, für deren Zusammensetzung nachstehend einige Beispiele gegeben sind:
1. Cr-Abscheidung
80 bis 100 g/l Cr 1 bis 2 g/l H3SO4 0,5 bis 0,8 g/l F
Temperatur 40 bis 6O0C Stromdichte 7 bis 65 A/dm2
2. Zn-Abscheidung
50 bis 80 g/l Zn 60 bis 100 g/l H2SO4
Temperatur 40 bis 6O0C Stromdichte 4 0 bis 100 A/dm2
3. Mn-Absehe idung
1 bis 75 g/l Mn 50 bis 200 g/l (NH4J3SO4 Temperatur 10 bis 6O0C pH 2 bis 8
Stromdichte 1 bis 30 A/dm2
4. Ni-Abscheidung
320 g/l Ni-Sulfamat 15 g/l NiCl2
38 g/l H3BO4
ph 4
Temperatur 50 bis 60° C Stromdichte 4.0 bis 80 A/dm2
- 10 -
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5. Fe-Abscheidung
200 bis 250 g/1 Fe 10 g/1 NaCl
Temperatur 50 bis 7O0C Stromdichte 60 A/dm2
6. FeZn- oder ZnFe-Abscheidung
2 bis 20 g/1 ZnSO4
50 bis 70 g/1 FeSO4 5 bis 40 g/1 H3SO4
Temperatur 40 bis 6O0C Stromdichte 80 bis 120 A/dm2
7. ZnNi oder NiZn-Abscheidung
30 bis 60 g/1 Zn 20 bis 40 g/1 Ni 40 bis 50 g/1 H3SO4
Temperatur 40 bis 6O0C Stromdichte 70 bis 90 A/dm2
In an sich bekannter Weise wird, wenn die Schicht auf das Stahlband aus geschmolzenem Metall warm aufgebracht ist, beispielsweise Zink, Galfan oder Aluzink, diese Schicht eventuell einer Oberflachenendbehandlung unterworfen, um das Ausblühen auf ein Minimum zu bringen. Auch kann eine Abkühloperation, eine leichte Kaltwalzung, eine Beizung und schließlich
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eine Spülung ausgeführt werden.
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Claims (5)

  1. HOEGER1 STELlRECHT &PARTNER
    PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTGART 1
    — 1 —
    A 46 693 m Anmelder:1) Hienix Works S.A. m - 212 Quai du Halage
    25. Juni 1985 Flemalle
    Belgien
    und
  2. 2) Cockerill-Sambre S.A. Quai Greiner Seraing Belgien
    Patentansprüche χ-Ι. Stahlprodukt, insbesondere dazu bestimmt, einer Phosphatierungsoperation unterworfen zu werden, mit einer aus einem Metallschmelzbad abgeschiedenen j Schutzschicht aus Zink oder Zinklegierung, \
    beispielsweise Zn/Al- oder Zn/Fe-Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (2) des Produkts (1) mit einem überzug (3) bedeckt ist,, der durch elektrolytische Abscheidung eines der nachstehend genannten Metalle oder Ihrer Legierungen gebildet ist: Zn, Cr, Mn, Co, Fe, Ni oder Legierungen hiervon.
    2. Stahlprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (2) durch Galvanisation erzeugt ist und vorzugsweise eine Dicke in der Größenordnung von 6 bis 30 μ aufweist.
  3. 3. Stahlprodukt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es die Gestalt eines Blechs hat.
  4. 4. Stahlprodukt nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch' gekennzeichnet, · *
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    daß der überzug (3) aus 0,05 bis 7g/m2 eines der Metalle oder einer der Legierungen besteht.
  5. 5. Verfahren zur Herstellung eines Stahlprodukts nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Stahlband, das ein- oder beidseitig mit einer aus einem Metallschmelzbad abgeschiedenen Schutzschicht aus Zn oder Zn-Legierung, beispielsweise Zn/Al- oder Zn/Fe- überzogen ist, mit einer Geschwindigkeit zwischen 20 und 200m/min durch eine Station zur Oberflächenaktivierung der Schutzschicht und hierauf durch ein Elektrolytbad hindurch laufen läßt, welches eine Lösung aus wenigstens einem der Metalle: Zn, Cr, Mn, Co, Fe, Ni enthält, um so auf der Schutzschicht einen überzug aus diesen Metallen oder einer Legierung hieraus auszubilden.
DE19853522802 1984-07-06 1985-06-26 Stahlprodukt Withdrawn DE3522802A1 (de)

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LU85453A LU85453A1 (fr) 1984-07-06 1984-07-06 Produit en acier galvanise a chaud,notamment destine a etre phosphate,et procede de preparation de ce produit

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US (1) US4670354A (de)
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ES (1) ES8608061A1 (de)
FR (1) FR2567158A1 (de)
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LU (1) LU85453A1 (de)
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