<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von beschichteten, aus Eisen oder
Eisenlegierungen bestehenden Gegenständen, insbesondere Bandmaterial, wobei die Gegenstände in das Bad eines geschmolzenen Beschichtungsmediums, insbesondere Zink, eingebracht und nach Herausnahme der beschichteten
Gegenstände aus dem Bad Partikel auf dieselben aufgebracht werden, bevor das geschmolzene
Beschichtungsmedium auf ihnen erstarrt ist.
Es sind Verfahren dieser Art bekanntgeworden, die dazu dienen, bei im Heisstauchverfahren metallisierten
Produkten, die bei der Oberflächenerstarrung eintretende Kornflächenstruktur zu beseitigen oder zumindest so zu verringern, dass sie nicht mehr schädlich, nähmlich nach Aufbringung eines Farbüberzuges nicht mehr sichtbar ist. Zu diesem Zweck ist vorgeschlagen worde, reaktive Pulver oder Lösungen aus einzelnen oder Mischungen von Metallhalogeniden, -nitraten oder -sulfaten gleichförmig aufzusprühen, um eine dünne Legierungsschichte des
Metalls und Zink in bzw. auf dem überzug auszubilden. Ferner ist es zum gleichen Zwecke bekanntgeworden, eine wässerige Lösung eines reaktionsfähigen anorganischen Salzes, das sich im Bereich von 80 bis 2900 zersetzt, aufzusprühen.
Während aber mit dem genannten Verfahren nur erreicht werden soll, dass die Komflächen- bzw.
Eisblumenstruktur verhindert oder auf ein unschädliches Mass herabgesetzt wird, bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches nicht nur diesen Effekt gibt, sondern auch noch die Punktschweisseigenschaften des Produktes wesentlich verbessert, ohne die Korrosionsfestigkeit desselben zu beeinträchtigen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Partikel aus metallischem Eisen oder aus einer Eisenlegierung bestehen und auf die Oberfläche des Beschichtungsmediums während der Erstarrung desselben aufgebracht werden.
Es wurde experimentell festgestellt, dass bei Anwendung dieses Verfahrens nicht nur, unter Wahrung der Korrosionsfestigkeit des Materials, der Kornflächen- oder Eisblumeneffekt weitestgehend verhindert wird, sondern beispielsweise ein bestimmter Stahl, der nach dem erfindungsgemässen Verfahren heisstauchmetallisiert und mit Eispulver besprüht wurde, die Lebensdauer eine Elektrode von etwa 15000 Punktschweissungen gewährleistet, im Vergleich zur Lebensdauer der Elektrode von nur 1500 Punktschweissungen im Falle eines Stahles, der nach einem herkömmlichen Verfahren in ähnlicher Weise heisstauchmetallisiert wurde.
Zudem kann die Elektrodenlebensdauer sogar noch verlängert werden, soferne, nachdem die geschmolzene Beschichtung erstarrt ist, auf diese eine äusserste Schichte, bestehend aus metallischem Eisen, diffusionslos aufgebracht wird. Vorzugsweise werden die erwähnten Partikel auf die beschichteten Gegenstände so aufgebracht, dass sie auf diesen mit einer Geschwindigkeit, die etwa 2, 5 m/sec nicht überschreitet, auftreffen, da bei höheren Geschwindigkeiten die Partikel von dem Beschichtungsmedium abprallen können, wodurch die Schweisseigenschaften des Materials verschlechtert werden würden.
Vorzugsweise werden weiters auf die Oberfläche des beschichteten Materials 0, 1 bis 0, 3 g/dm2 Eisen oder Eisenlegierungsteilchen aufgebracht.
Weiters kann, nachdem das erste Aufbringen von Partikeln auf das beschichtete Material durchgeführt wurde, bevor das geschmolzene Beschichtungsmedium erstarrt, ein zweites Aufbringen von Partikeln erfolgen, wobei die zweite Aufbringung mit einer geringeren Menge, jedoch mit einer grösseren Geschwindigkeit erfolgt.
Dies ist dann wünschenswert, wenn das Material eine grössere Stärke (beispielsweise mmehr als 1, 22 mm) aufweist, um zu gewährleisten, dass die Beschichtung nach der Aufbringung der Partikel nicht geschmolzen bleibt, da sich sonst ebenfalls ein Eisblumeneffekt ausbilden kann. Es wird angenommen, dass das pulverförmige metallische Eisen oder die pulverförmige Eisenlegierung Kerne bildet, um welche herum das Zink oder das andere Beschichtungsmedium erstarrt. Die Partikel können aus reinem Eisen, einem unlegierten Stahl oder einer Legierung auf Eisenbasis, z. B. mit 80% Eisen und 20% Zink, bestehen.
Der zu überziehende Gegenstand ist vorzugsweise ein Metallband, das kontinuierlich durch das Bad hindurchgeführt wird. Das überschüssige geschmolzene Beschichtungsmedium kann vom Metallband entfernt werden, indem dieses durch ein Paar von Abstreifrollen hindurchbewegt wird. In gleicher Weise kann das überschüssige Beschichtungsmedium durch einen gesteuerten Luftstrom in das Bad zurückgeführt werden.
Das Band kann aus niedrig legiertem Stahl, z. B. einem der einen geringen Anteil an Kupfer und Chrom enthält, bestehen.
Wenn das geschmolzene Beschichtungsmedium aus Zink besteht, werden die Partikel vorzugsweise auf das geschmolzene Zink aufgebracht, wenn dieses eine Temperatur von 440 bis 4500C aufweist.
Das Verfahren nach der Erfindung kann auch zur Beschichtung eines Bandes aus unlegiertem Stahl mit
EMI1.1
B.Obgleich die Grösse der erwähnten Partikel ohne besondere Bedeutung ist, soll sie eine Siebmaschengrösse von 74 Il nicht überschreiten.
Eine Einrichtung zur Aufbringung der Partikel auf das beschichtete Band ist vorzugsweise längs desselben bewegbar, um die Stärke des Bandes berücksichtigen zu können. Wenn das Band somit aus dem Bad vertikal aufwärts bewegbar ist, soll die Möglichkeit bestehen, die Einrichtung vertikal zu bewegen, um eine Einstellung in
<Desc/Clms Page number 2>
bezug auf die sich ändernde Zone der Erstarrung des Beschichtungsmediums durchführen zu können. Damit kann berücksichtigt werden, dass ein dünneres Band schneller abkühlt als ein dickeres Band und dass die
Erstarrungszone des Beschichtungsmediums sich im Falle des dünneren Bandes näher beim Bad befindet als im
Falle des dickeren Bandes. Dementsprechend muss die Einrichtung bei einem dünneren Band näher an das Bad herangebracht werden als bei einem dickeren Band.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen :
Fig. l eine schematische Darstellung einer Heisstauchmetallisieranlage zur Durchführung des Verfahrens nach der gegenständlichen Erfindung und Fig. 2 einen Schnitt durch ein metallisiertes Stahlband, das durch das Verfahren nach der gegenständlichen Erfindung erzeugt wurde.
Die in Fig. l der Zeichnungen dargestellte Anlage enthält einen Eintrittsbereich-10--, einen Bereich zur Vorbereitung der Oberfläche, einen Bereich --12-- zur Beschichtung und einen Ausgangsbereich - -13--. Im Eingangsbereich --10-- ist eine Abspuleinrichtung--14--angeordnet, von welcher ein Stahlband --15-- abgewickelt wird. Dieses Band --15-- wird kontinuierlich durch den Bereich-11- zur Vorbereitung der Oberfläche, nämlich durch eine Einrichtung, in welcher von dem Band-15-bei etwa
4000C anhaftendes Fett weggebrannt wird und durch eine Einrichtung-17-, in welcher das Band in einer reduzierenden Armosphäre auf etwa 7000 erhitzt wird, hindurchgeführt.
Das Band --15-- wird darauf über eine walze --20-- und dann vertikal abwärts über eine Ablenkwalze --21-- geführt, die in einem Bad-22--, das geschmolzene Zink enthält, angeordnet ist.
Sobald das Band --15-- derart mit einer Schichtung-23- (Fig. 2) aus geschmolzenem Zink versehen wurde, wird es aufwärts und zwischen einem Paar von Abstreifwalzen-24-- hindurchgeführt, durch welche von diesem überschüssiges geschmolzenes Zink entfernt wird. Daraufhin gelangt das Band --15-- durch eine Einrichtung --25-- zur Aufbringung des Pulvers.
Die Einrichtung --25-- zur Aufbringung des Pulvers enthält zwei paarweise übereinander angeordnete
Aufbringvorrichtungen--26 und 27--, wobei die Aufbringvorrichtungen der beiden Paare sich beiderseits des
Bandes-15-befinden.
Die Vorrichtungen--26 und 27--werden von Leitungen--30, 31--gespeist, durch welche ihnen Partikel-32- (Fig. 2) aus metallischem Eisen oder einer Eisenlegierung zugeführt werden, deren
Schmelzpunkt oberhalb von 450 C liegt und deren Siebmaschengrösse vorzugsweise nicht mehr als 74 jut beträgt.
Diese Partikel werden mittels eines Gas-, insbesondere Luftstromes, auf die Zinkbeschichtung des Bandes gefördert. Die Partikel --32-- gelangen über die unten liegende Vorrichtung --26-- mit einer Geschwindigkeit von 1, 5 bis 2, 5 m/sec und einer Menge von 0, 1 bis 0, 3 g/dm2 auf die beiden Oberflächen des Bandes--15--.
Die Partikel --32-- werden auf die aus geschmolzenem Zink bestehende Beschichtung-23aufgebracht, bevor diese erstarrt, so dass sie an oder nahe der Oberfläche --3-- der Beschichtung --23--, während diese erstarrt, gehalten werden. Wie vorstehend angedeutet, werden durch die Verwendung von Partikel - -32--, die durch die unten liegende Vorrichtung --26-- abgegeben werden, die Schweisseigenschaften des Produktes wesentlich verbessert und es erhält, ausgenommen im Falle eines starken Stahlbandes, d. h. eines Bandes, dessen Dicke den Wert 1, 22 mm überschreitet, dieses eine matte, vom Eisblumeneffekt freie Oberfläche.
Wenn das Band-15-von grösserer Stärke ist, werden von oberen Vorrichtungen --28-- ebenfalls Partikel --32-- zugeführt, welche auf das geschmolzene Zink am Band mit einer Geschwindigkeit in der Grössenordnung von 2, 5 bis 5 m/sec und in der Menge von 10 bis 20 mgldm2 aufgebracht werden, bevor die Zinkbeschichtung erstarrt ist.
Soferne das Band eine grosse Dicke und daher einen hohen Wärmeinhalt aufweist, ist die geringe Geschwindigkeit der aus den unten liegenden Vorrichtungen --26-- austretenden Luft unzureichend, dieses Band auf eine Temperatur abzukühlen, die unterhalb der Kristallisationstemperatur des Zinks liegt und somit unzureichend, die Bildung eines Eisblumeneffektes vollständig zu verhindern. In diesem Falle wird durch die Aufbringung einer geringen Menge von Partikeln --32-- durch die oberen Vorrichtungen-27-, die mit einer hohen Luftgeschwindigkeit arbeiten, das Entstehen eines Eisblumeneffektes unterdrückt und es wird eine matte Oberfläche gewährleistet.
Die Einrichtung--25--zur Aufbringung des Pulvers ist, wie durch Pfeile--34--angedeutet ist, längs des Bandes--15--in Richtung auf und von dem Bad--22--wegbewegbar, und kann daher jeweils der Erstarrungszone des Zinks, u. zw. vorzugsweise in dem Bereich, dessen Temperatur zwischen 440 und 4500C beträgt, fixiert werden. überschüssiges Pulver wird durch eine Pumpe --35-- abgesaugt und einer Wiederverwendung zugeführt.
Nachdem das Band--15--die Einrichtung--25--zur Aufbingung von Pulver verlassen hat, wird es über eine Walze --36-- einer Aufwickelspule Umlenkwalze --36-- in Berührung kommt, erstarrt die Zinkschichte-23--.
Nach Abnahme von der Spule --37-- können die Schweisseigenschaften des Bandes --15-- noch weiter verbessert werden, soferne dieses mit einer obersten Schicht --40-- (Fig. 2), bestehend aus metallischem Eisen, versehen wird. Hiezu wird bemerkt, dass die Schicht --23-- in das Band-15-
<Desc/Clms Page number 3>
eindringt und eine Zwischenschichte --41--, bestehend aus einer Eisen-Zink-Legierung, bildet, wogegen das Eisen der Schicht --40-- in die Schicht --23- nicht eindringt.
Die Schicht--40--kann elektrolytisch aufgebracht werden, wird jedoch vorzugsweise durch einen chemischen Abscheidungsvorgang erzeugt, wobei das Eisen die Bereiche zwischen den Partikeln--32-
EMI3.1
Korrosionsfestigkeit aufwies.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzeugung von beschichteten, aus Eisen oder Eisenlegierungen bestehenden Gegenständen durch Einbringen der Gegenstände in ein Bad eines geschmolzenen Beschichtungsmediums, vorzugsweise Zink, Entfernen der beschichteten Gegenstände aus dem Bad und Aufbringen von Partikeln auf dieselben, bevor das
EMI3.2
(32) aus metallischem Eisen oder aus einer Eisenlegierung bestehen und auf die Oberfläche (33) des Beschichtungsmediums (23) während der Erstarrung desselben aufgebracht werden.
EMI3.3