AT393513B

AT393513B - METHOD FOR ONE-SIDED ELECTROLYTIC COATING OF FLAT WORKPIECE FROM STEEL

Info

Publication number: AT393513B
Application number: AT1778/89A
Authority: AT
Inventors: Gerald Dipl Ing Dr Maresch; Ulrich Ing Krupicka
Original assignee: Andritz Ag Maschf
Priority date: 1989-07-24
Filing date: 1989-07-24
Publication date: 1991-11-11
Also published as: YU47229B; ATA177889A; DE59004484D1; BR9003557A; KR910003156A; EP0410955B1; EP0410955A1; CA2021654A1; YU140790A; JPH0361397A

Description

AT393 513 BAT393 513 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur einseitigen elektrolytischen Beschichtung flächiger Werkstücke aus Stahl, insbesondere Stahlbänder, mit einem Metall bzw. einer Metallegierung, insbesondere mit einer Zink-Nickel-Legierung, umfassend das Aufbringen einer dünnen Schicht aus demselben Material, das für die einseitige Beschichtung vorgesehen ist, auf beiden Seiten des Werkstückes, wobei das Werkstück als Mittelleiter geschaltet wird.The invention relates to a method for the one-sided electrolytic coating of flat workpieces made of steel, in particular steel strips, with a metal or a metal alloy, in particular with a zinc-nickel alloy, comprising the application of a thin layer of the same material provided for the one-sided coating is on both sides of the workpiece, the workpiece being switched as a center conductor.

In den letzten Jahren sind verschiedene Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung eines Stahlbandes mit einer Zink-Nickel-Legierung beschrieben worden, die sich aber alle auf die beidseitige Beschichtung beziehen. Will man jedoch die Beschichtung nur einseitig durchführen und transportiert dabei das Stahlband durch den Elektrolyt, der Zink und Nickelsalze enthält, so bekommt man auf der unbeschichteten Seite eine Zementation des Nickels auf dem Stahlblech, die in der anschließenden Weiterverarbeitung störtVarious processes for the electrolytic coating of a steel strip with a zinc-nickel alloy have been described in recent years, but all of them relate to the coating on both sides. However, if you only want to carry out the coating on one side and transport the steel strip through the electrolyte, which contains zinc and nickel salts, you get cementation of the nickel on the uncoated side on the steel sheet, which disrupts the subsequent further processing

So beschreibt beispielsweise die DE-OS 26 46 697 ein Verfahren, bei dem das Zink von einer Seite eines beidseitig beschichteten und als Mittelleiter geschalteten Bandes anodisch abgelöst und gleichzeitig an der gegenüberliegenden Seite aus dem gleichen Zinkelektrolyt kathodisch abgeschieden wird. Wie in den Ausführungsbeispielen beschrieben, kommt es dabei aber zu einer unzulässigen Verfärbung der unbeschichteten Seite. Bei Verwendung eines Zink-Nickel-Elektrolytes würde es außerdem zu einer chemischen Zementation (stromlosen Abscheidung) von edlerem Nickel auf dem Stahlband kommen.For example, DE-OS 26 46 697 describes a method in which the zinc is anodically detached from one side of a strip coated on both sides and connected as a central conductor, and at the same time is cathodically deposited on the opposite side from the same zinc electrolyte. As described in the exemplary embodiments, this leads to an inadmissible discoloration of the uncoated side. Using a zinc-nickel electrolyte would also result in chemical cementation (electroless deposition) of noble nickel on the steel strip.

Bei dem Verfahren gemäß der DE-OS 37 27 246 ist eine dünne Schutzschicht auf nur einer Seite des Stahlbandes, nämlich auf der der bleibend zu beschichtenden Seite gegenüberliegenden Seite vorgesehen, wobei das Band beim Ablösen der Schutzschicht nicht als Mittelleiter geschaltet ist Als Elektrolyt werden Alkalisalze organischer Säuren verwendet. Diese organischen Säuren können bei der Neutralisation des Abwassers zu unerwünschter Komplexbildung mit den vorhandenen Metallionen und damit zu einer Gefährdung der Umwelt führen.In the method according to DE-OS 37 27 246, a thin protective layer is provided on only one side of the steel strip, namely on the side opposite the side to be permanently coated, the strip not being connected as a central conductor when the protective layer is removed. Alkali salts are used as the electrolyte organic acids used. When neutralizing the wastewater, these organic acids can lead to undesired complex formation with the metal ions present and thus to a risk to the environment.

Die Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren zu schaffen, welches den oben angeführten Nachteil der Zementation auf der unbeschichteten Seite vermeidet.The object of the invention was therefore to create a method which avoids the above-mentioned disadvantage of cementation on the uncoated side.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der einleitend beschriebenen Art vorgeschlagen, das gekennzeichnet ist durch anschließende einseitige Beschichtung auf die gewünschte Schichtdicke und eine davon räumlich und zeitlich getrennte elektrolytische Ablösung der dünnen Schicht auf der Seite, welche der dauerhaft zu beschichtenden Seite gegenüberliegt.To achieve this object, a method of the type described in the introduction is proposed, which is characterized by subsequent one-sided coating to the desired layer thickness and an electrolytic detachment of the thin layer on the side which is opposite to the side to be permanently coated.

In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung und weitere Merkmale davon unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden.In the following description, the invention and further features thereof will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing.

Fig. 1 zeigt ein Schema einer Galvanikanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und1 shows a diagram of an electroplating system for carrying out the method according to the invention, and

Fig. 2 den schematischen Aufbau der Ablösezelle.Fig. 2 shows the schematic structure of the detachment cell.

Das Stahlband wird nach Durchlaufen der Reinigungsanlage (1) in der ersten Zelle bzw. im Einlaufteil (2) in die Galvanikanlage (3) auf beiden Seiten mit einer Zink-Nickel-Legierung beschichtet, die in den weiteren Zellen die chemische Zementation des Nickels auf dies» Seite vermeiden soll.After passing through the cleaning system (1) in the first cell or in the inlet part (2) into the electroplating system (3), the steel strip is coated on both sides with a zinc-nickel alloy, which in the other cells causes the chemical cementation of the nickel should avoid this »side.

Erst danach erfolgt in einer weiteren Zelle, bzw. in einem anschließenden Teil (2') der Anlage (3) die einseitige Beschichtung mit herkömmlichen Einrichtungen (wie z. B. Stromrolle als Kontaktelement für das Band, etc.).Only then does the one-sided coating with conventional devices (such as current roller as contact element for the belt, etc.) take place in a further cell or in a subsequent part (2 ') of the system (3).

Sobald diese Beschichtung abgeschlossen und das Band durch die Spülanlage (4) gelaufen ist, wird gemäß der Erfindung die zuerst aufgebrachte Beschichtung in einer weiteren Zelle (5), der sogenannten "Deplatingn-Zelle, die mit einem speziellen Elektrolyt betrieben wird, wieder äbgelöst Als besonders vorteilhaft hat sich dabei ein Elektrolyt auf Basis einer wäßrigen Natriumchloridlösung herausgestellt Es können aber selbstverständlich auch andere lösliche Metallchloride, wie z. B. Kaliumchlorid, Magnesiumchlorid und ähnliche verwendet werden. Als pH-Wert der Lösung hat sich als besonders günstig eine neutrale Lösung von pH = 7 bzw. leicht alkalische Lösung mit einem pH-Wert bis zu 12 herausgestellt da in diesem pH-Bereich die gelösten Metalle Zink und Nickel sofort als Hydroxide ausfallen und keine weitere Zementation auf dem Stahlband verursachen können. Diese aus dem Elektrolyt ausgefallenen Hydroxide werden mit bekannten Methoden wie z. B. Absetzen und/oder Filtration sowie Hydrozyklone oder Zentrifugieren aus der Lösung entferntAs soon as this coating has been completed and the belt has run through the rinsing system (4), the coating applied first is detached again in a further cell (5), the so-called " deplating cell, which is operated with a special electrolyte An electrolyte based on an aqueous sodium chloride solution has proven to be particularly advantageous. Of course, other soluble metal chlorides, such as, for. As potassium chloride, magnesium chloride and the like can be used. A neutral solution of pH = 7 or a slightly alkaline solution with a pH up to 12 has been found to be particularly favorable as the pH value of the solution, since in this pH range the dissolved metals zinc and nickel immediately precipitate as hydroxides and none can cause further cementation on the steel belt. These precipitated from the electrolyte hydroxides are known methods such. B. settling and / or filtration and hydrocyclones or centrifugation removed from the solution

Zum Auflösen der Zink-Nickel-Legierung muß das Band anodisch geschaltet werden. Versuche haben gezeigt daß dafür eine Schaltung, die man in der Technik als Mittelleiter bezeichnet von Vorteil ist Die Fig. 2 zeigt ein Schema einer derartig aufgebauten "Deplatingn-Zelle. Dabei durchläuft das Band (10) zumindest ein Elektrodenpaar (11), (12) bzw. (1Γ), (12'), von dem ein Teil anodisch und ein Teil kathodisch geschaltet ist. Die der Anode (11), (11’) gegenüberstehende Seite des Bandes wird dadurch kathodisch polarisiert und die der Kathode (12), (12') gegenüberliegende Seite anodisch polarisiert und von dieser Seite wird die Legierung abgelöst Überraschenderweise ist der Strom, der zum Auflösen der Beschichtung notwendig ist nicht gleich dem Strom zur Beschichtung, sondern beträgt etwa das Zwei- bis Fünffache davon. Für die Anordnung der Elektroden in der Ablösezelle ist es weiters notwendig, daß diese stets komplett mit Elektrolyt bedeckt sind und daß der Elektrolytspiegel (13) in der Zelle höher als die Oberkante der Anode ist um die Bildung von gasförmigem Chlor zu vermeiden. Als Elektrodenmaterial für die Ablösezelle können sowohl Edelstahl als auch Nickel oder andere bekannte Elektrodenmaterialien und als Anode auch platinierte bzw. mit Iridiumoxid beschichtete Titanbleche verwendet werden.To dissolve the zinc-nickel alloy, the strip must be switched anodically. Tests have shown that a circuit which is referred to in technology as a center conductor is advantageous. FIG. 2 shows a diagram of a "deplating cell" constructed in this way. The strip (10) passes through at least one pair of electrodes (11), (12) or (1Γ), (12 '), a part of which is connected anodically and a part is connected cathodically. The side of the strip opposite the anode (11), (11 ') is thereby cathodically polarized and the side opposite the cathode (12), (12') is anodically polarized and the alloy is detached from this side. Surprisingly, the current which is used for Dissolving the coating is not the same as the current to the coating, but is about two to five times that. For the arrangement of the electrodes in the detachment cell, it is also necessary that they are always completely covered with electrolyte and that the electrolyte level (13) in the cell is higher than the upper edge of the anode in order to avoid the formation of gaseous chlorine. Both stainless steel and nickel or other known electrode materials can be used as the electrode material for the detachment cell and platinum-coated or iridium oxide-coated titanium sheets can also be used as the anode.

Der Temperaturbereich für den Elektrolyten in der Ablösezelle liegt zwischen 20 und 90 °C, vorzugsweise zwischen 40 und 65 °C. -2-The temperature range for the electrolyte in the detachment cell is between 20 and 90 ° C, preferably between 40 and 65 ° C. -2-

Claims

AT 393 513 B The belt coming from the detachment cell (5) passes through another rinsing system (4 ’) and finally through a dryer (6). Exemplary embodiments: In an electrolytic coil coating system, a steel strip was coated on one side with a zinc-nickel alloy. When the strip ran out, the uncoated side was discolored brown and chemical cementation of the nickel on the uncoated side could be detected in the scanning electron microscope. The system was then expanded with a detachment cell according to the invention and a protective layer was applied electrolytically in the ast cell. An aqueous sodium sulfate solution was used as the electrolyte and the current was supplied for detachment by an anodically connected current roller. When setting a current that corresponded to the theoretical protective layer, it was only partially removed. Only when the current was increased to three times the band was free of the deposited layer, but the surface was discolored light brown after the rinsing process. The electrolyte was then turned against an aqueous one Sodium phosphate solution, which was set to pH = 7, was replaced. Here, too, the surface was free of zinc-nickel residues only after three times the theoretical amount of electricity, but was slightly discolored in brown and in the scanning electron microscope some phosphate crystals could be detected on the surface. Only after using a sodium chloride electrolyte and after installing electrodes, which made it possible to treat the tape using the center conductor method, was the surface after the detachment cell shiny metallic and no contaminants such as zinc and nickel residues could be detected even under the scanning electron microscope. PATENT CLAIMS 1. Method for the one-sided electrolytic coating of flat workpieces made of steel, in particular steel strips, with a metal or a metal alloy, in particular with a zinc-nickel alloy, comprising the application of a thin layer of the same material that is intended for the one-sided coating , on both sides of the workpiece, the workpiece being switched as a center conductor, characterized by subsequent one-sided coating to the desired layer thickness and a spatially and temporally separated electrolytic detachment of the thin layer on the side opposite the side to be permanently coated.

2. The method according to claim 1, characterized in that an aqueous solution of an alkali or alkaline earth metal chloride, preferably sodium or potassium chloride at a pH of 7 to 12 is used as the electrolyte in the detachment.

3. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the electrolyte in the detachment cell is between 20 and 90 ° C, preferably between 40 and 60 ° C. Add 2 sheets of drawings -3-