AT225000B

AT225000B - Verfahren zum Herstellen eines im wesentlichen einphasigen legierten Überzugs aus Zink mit einem kleinen Anteil Aluminium auf einem Stahlkörper oder Stahlband

Info

Publication number: AT225000B
Application number: AT834560A
Authority: AT
Original assignee: Armco Steel Corp
Priority date: 1960-11-09
Filing date: 1960-11-09
Publication date: 1962-12-27

Description


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   Verfahren zum Herstellen eines im wesentlichen einphasigen legierten Überzugs aus Zink mit einem kleinen
Anteil Aluminium auf einem Stahlkörper oder Stahlband 
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 des Überzuges von innen her elektrisch auf eine Temperatur erhitzt wird, die oberhalb des Schmelzpunkts von reinem Zink liegt und höchstens 5100C beträgt, und dass diese Temperatur bis zur Erreichung eines im wesentlichen einphasigen Überzugs aus einer Eisen-Aluminium-Zink-Legierung aufrechterhalten wird. 



   Der nach dem erfindungsgemässen Verfahren überzogene Körper hat ein gleichförmiges und glattes Aussehen, wobei der einphasige Überzug streckbar ist, bei Form- oder Ziehvorgängen nicht abblättert, abschält oder abschuppt, und eine in ausgezeichneter Weise anstreichbare Oberfläche hat. 



   Von besonderem Vorteil ist es bei dem Verfahren nach der Erfindung, dass beim Überziehen von Stahlbändern der Legierungsvorgang mit der normalen Geschwindigkeit ausgeführt werden kann, mit der das Band durch die Verzinkungseinrichtung läuft. 



   Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Darin zeigen Fig. 1 eine sche-   matisehe Schnittansicht   einer   üblichen Verzinkungswanne mit   den Einrichtungen zur Durchführung des er-   findungsgemässen Verfahrens, Fig. 2   eine vergrösserte perspektivische Teilansicht der Einrichtung zur Darstellung des bei dem Verfahren verwendeten Heizelements und   Fig. 3   eine andere Ausführungsform des Heizelements. 



   Ein wesentliches Merkmal des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, dass die zur Erzielung der Legierungswirkung erforderliche Wärme dem Körper oder Band von innen zugeführt wird. Dies lässt sich durch eine elektrische Widerstandserhitzung oder durch eine Induktionserhitzung oder auch durch eine Kombination   einer Widerstandserhitzung   und   einer Induktionserhitzung erzielen. Es   ist eine bekannte Tatsache, dass bei Induktionserhitzung eines Gegenstandes ferromagnetische Stoffe schneller und leichter als Nichteisenmetalle erhitzt werden. Es ist ferner bekannt, dass induzierte Ströme die Neigung haben, auf der Oberfläche von ferromagnetischen Stoffen zu fliessen.

   Bei einer Mehrschichtanordnung, bei der ein Nichteisenmetall ein Eisenmetall umschliesst, bewirkt somit die Induktionserhitzung eine Wärmekonzentration an der Grenzfläche zwischen dem Eisenmetall und dem Nichteisenmetall, wodurch ein Legieren zwischen den beiden Metallen hervorgerufen wird. Bei Anwendung dieses bekannten Prinzips auf das vorliegende Problem tragen die stark unterschiedlichen Absorptionsvermögen von legiertem Zink und unlegiertem Zink nicht zur   Ungleichförmigkeit   des Überzugs bei, sondern sie wirken im Gegenteil zugunsten eines gleichförmigen Überzugs.

   Wenn nämlich der zusammengesetzte Körper von innen her erhitzt wird, beispielsweise durch Induktionserhitzung, und die Legierung an einer bestimmten Stelle bis zur Oberflä- 
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 so dass die dieser Stelle zugeführte Wärme von diesem Gebiet schneller in die Umgebung abgestrahlt wird, während die Wärme, die einem unlegierten Abschnitt zugeführt wird, in dem das Reflexionsvermögen gross ist, und das Emissionsvermögen nur etwa   8, 5'10   beträgt, zurückgehalten wird, da diese Abschnitte sozusagen isoliert sind. Infolge der erhöhten Wärmezufuhr schreitet das Legieren schneller fort. Dies hat die allgemeine Wirkung, dass der gesamte Überzug gleichförmig legiert wird und ein ungleichförmiges oder fleckiges Aussehen vermieden wird.

   Wenn eine Induktionserhitzung in der zuvor umrissenen Weise angewendet wird, kann ferner die Erhitzung sehr viel schneller erfolgen, und die Wärmezufuhr kann sehr genau so kontrolliert werden, dass das Band für die erwünschte Zeitdauer auf der erforderlichen Temperatur gehalten wird. Bei dem üblichen Verzinkungsvorgang tritt   das Band aus der Überzugswanne   bei einer Temperatur von etwa 4600C aus. Die stärkste Legierungsbildung von Zink und Eisen tritt bei Temperaturen von 480 bis 5100C ein. Mittels einer Induktionsspule muss die Temperatur des Bandes von etwa 4600C auf eine Temperatur zwischen 480 und   5100C   erhöht werden und auf diesem Wert für eine Zeit gehalten werden, die zur Bildung des einphasigen Überzugs ausreicht.

   Dies lässt sich durch Induktionserhitzung ohne weiteres auf einer Strecke von wenigen Metern der Bewegungsbahn des Bandes und in einer Zeitdauer von wenigen Sekunden erreichen : Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es sich bei vorhandenen Verzinkungsstrassen anwenden lässt, bei denen der Raumbedarf ein wesentlicher Faktor ist. Infolge der Geschwindigkeit, mit der der Körper erhitzt werden kann, lässt sich der Legierungsvorgang mit der Arbeitgeschwindigkeit der Verzinkungseinrichtung durchführen. 



   Im allgemeinen wird es vorteilhaft sein, die Erhitzung unmittelbar über der Überzugswanne durchzuführen, so dass die Legierungsbildung eingeleitet wird, bevor das geschmolzene   Überzugsmetall   in dem üblichen Flittermuster zu erhärten beginnt. Überzüge, bei denen die Flitterbildung bereits stattgefunden hat, können natürlich erneut erhitzt und legiert werden, doch bleiben meist die Umrisse der Flitter bestehen, und die Oxydverunreinigungen an den Flitterrändern werden in dem legierten Überzug beibehalten. 



   In der Zeichnung ist eine übliche Zinkwanne 10 dargestellt, die das geschmolzene Zink 11 enthält. 



  Das Band 12 tritt in die Wanne von einem (nicht gezeigten) Vorrat ein, nachdem es in der erwünschten Weise vorbehandelt worden ist. Nachdem es über eine Umlenkwalze 13 gegangen ist, tritt es aus der Wanne zwischen den Austrittswalzen 14 aus. 

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Claims

2PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Herstellen eines im wesentlichen einphasigen legierten Überzugs aus Zink mit einem kleinen Anteil Aluminium auf einem Stahlkörper oder Stahlband, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper bzw. das Band nach dem Aufbringen des Überzugs von innen her elektrisch auf eine Temperatur erhitzt wird, die oberhalb des Schmelzpunkts von reinem Zink liegt und höchstens 5100C beträgt, und dass diese Temperatur bis zur Erreichung eines im wesentlichen einphasigen Überzugs aus einer Eisen-Alumi- nium-Zink-Legierung aufrechterhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der überzogene Körper bzw. das überzogene Band elektrisch auf eine Temperatur von etwa 482 bis 5100C erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überziehen eines Stahlbandes das Band nach dem Austritt aus der Überzugswanne erhitzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Körper bzw. das Band ein Überzug aus einer Zinklegierung mit einem kleinen Anteil Aluminium aufgebracht wird, dass die Erhitzung des überzogenen Körpers bzw. Bandes erfolgt, während das Überzugsmetall noch geschmolzen ist, und dass der Körper bzw. das Band auf der erhöhten Temperatur für eine Zeit gehalten wird, die ausreicht, dass ein homogener, im wesentlichen einphasiger Überzug aus einer Eisen-AluminiumZink-Legierung mit einem Eisengehalt zwischen 8 und 12% erzeugt wird.