DE10163743A1 - Steel object used as a connecting element in machine, vehicle or airplane construction has a surface partially or completely covered with a coating containing a finely divided magnesium alloy bound in a non-metallic matrix - Google Patents

Steel object used as a connecting element in machine, vehicle or airplane construction has a surface partially or completely covered with a coating containing a finely divided magnesium alloy bound in a non-metallic matrix

Info

Publication number
DE10163743A1
DE10163743A1 DE2001163743 DE10163743A DE10163743A1 DE 10163743 A1 DE10163743 A1 DE 10163743A1 DE 2001163743 DE2001163743 DE 2001163743 DE 10163743 A DE10163743 A DE 10163743A DE 10163743 A1 DE10163743 A1 DE 10163743A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnesium alloy
object according
finely divided
silicate
matrix
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.)
Granted
Application number
DE2001163743
Other languages
German (de)
Other versions
DE10163743B4 (en
Inventor
Peter Kurze
Marco Kohler
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.)
Aalberts Surface Technologies GmbH Kerpen
Original Assignee
AHC Oberflaechenechnik GmbH
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 AHC Oberflaechenechnik GmbH filed Critical AHC Oberflaechenechnik GmbH
Priority to DE2001163743 priority Critical patent/DE10163743B4/en
Publication of DE10163743A1 publication Critical patent/DE10163743A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10163743B4 publication Critical patent/DE10163743B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/34Metals, e.g. ferro-silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

Steel object has a surface partially or completely covered with a coating containing a finely divided magnesium alloy having an Mg17Al12 phase bound in a non-metallic matrix. An Independent claim is also included for a process for the production of the steel object. Preferred Features: The magnesium alloy is AZ91HP. The Mg17Al12 phase is present in an amount of at least 2, preferably at least 5 weight %. The ratio of the matrix to the magnesium alloy is 90: 10 to 50: 50. The binder is based on a silicate and/or silane. The silicate is sodium silicate, potassium silicate or colloidal SiO2.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gegenstand aus Stahl, der sich insbesondere als korrosionsbeständiges Verbindungs- oder Beabstandungselement an Bauteilen aus Magnesium oder dessen Legierungen eignet, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie dessen Verwendung. The present invention relates to a steel article, which is particularly as a corrosion-resistant connecting or spacing element on components Magnesium or its alloys is suitable, a process for its production as well its use.

Bauteile aus Magnesium oder dessen Legierungen sind weit verbreitet. Aufgrund ihres geringen spezifischen Gewichts werden solche Bauteile im zunehmenden Maße im Maschinen-, Automobil- oder auch Flugzeugbau eingesetzt, um Masse und Antriebskräfte zu reduzieren. Components made of magnesium or its alloys are widely used. Because of her Low specific weight, such components are increasingly in Mechanical, automotive or aircraft construction used to mass and Reduce driving forces.

Sofern diese Bauteile mit anderen Gegenständen verbunden werden, die hohen mechanischen Belastungen standhalten müssen, (beispielsweise in Mischbauweise mit Bauteilen aus anderen metallischen Werkstoffen) werden hauptsächlich Verbindungs- oder Beabstandungselemente aus Stahl verwendet. If these components are connected to other objects, the high have to withstand mechanical loads (e.g. in mixed construction with Components made of other metallic materials) are mainly connecting or Spacers made of steel are used.

Hier zeigt sich das erhebliche Problem, dass nicht speziell vorbehandelte Stahlschrauben in Anwesenheit von Wasser aufgrund von Kontaktkorrosion Schäden bei den Magnesiumbauteilen hervorrufen würden, die auf der sehr hohen Potentialdifferenz (Magnesium -2,34 Volt; Stahl ca. +0,5 Volt) beruhen. Diese Schäden bestehen darin, dass unmittelbar in der Nähe der unbehandelten Stahlschraube tiefe Korrosionsnarben entstehen, die das Bauteil aus Magnesium völlig unbrauchbar machen. This shows the considerable problem that not specially pretreated Steel screws in the presence of water due to contact corrosion damage to the Magnesium components would cause the very high potential difference (Magnesium -2.34 volts; steel approx. +0.5 volts). This damage is that deep corrosion scars in the immediate vicinity of the untreated steel screw arise that make the magnesium component completely unusable.

Da Magnesium und dessen Legierungen das Konstruktionsmaterial mit dem niedrigsten Standardreduktionspotential ist, versagt bei Magnesium der aus dem Bereich anderer Konstruktionsmaterialien bekannte Korrosionsschutz, wie z. B. die Verzinkung von Stahlschrauben. Because magnesium and its alloys are the construction materials with the lowest Standard reduction potential is, magnesium fails from that of others Construction materials known corrosion protection, such as. B. the galvanizing of Steel screws.

Eine wirksame Verhinderung von Kontaktkorrosion an Bauteilen aus Magnesium oder dessen Legierungen - die am häufigsten eingesetzt wird - besteht in der galvanischen Trennung (Potentialtrennung) der unterschiedlichen metallischen Materialien, wie z. B. Magnesium und Stahl. An effective prevention of contact corrosion on components made of magnesium or Its alloys - which are used most frequently - consist of galvanic ones Separation (isolation) of different metallic materials, such as. B. Magnesium and steel.

Eine solche Potentialtrennung kann beispielsweise durch Lackierung der Stahlschraube mit geeigneten polymeren Materialien erfolgen. Dieser Korrosionsschutz ist aber nicht effektiv, da der Lack durch das sich auf der Magnesiumoberfläche befindende, stark basisch wirkende Magnesiumhydroxid verseift wird und somit seine Schutzfunktion nicht mehr erfüllen kann. Such isolation can be done, for example, by painting the steel screw with suitable polymeric materials. However, this corrosion protection is not effective because the paint is strong due to the magnesium surface basic acting magnesium hydroxide is saponified and thus its protective function can no longer meet.

Auch hat es Versuche gegeben, die polymeren Materialien durch anorganische, silikatische Beschichtungen zu ersetzen (vgl. B. Reinhold et al. "Die silikatische Versiegelung elektrolytisch verzinkter Oberflächen - ein Schutzsystem für Bauteile in Kontakt mit Magnesium", Materials and Corrosion 50, 517-522 (1999)). There have also been attempts to isolate the polymeric materials by inorganic, to replace silicate coatings (cf. B. Reinhold et al. "The silicate Sealing of electrolytically galvanized surfaces - a protection system for components in Contact with Magnesium ", Materials and Corrosion 50, 517-522 (1999)).

Eine weitere Möglichkeit ist eine Abdichtung des Gewindebereichs bei gleichzeitiger Potentialtrennung durch eloxierte oder harteloxierte Aluminiumunterlegscheiben. Another possibility is a sealing of the thread area with simultaneous Electrical isolation through anodized or hard anodized aluminum washers.

Ein Beispiel hierfür sind Getriebegehäuse für Automobile, die beispielsweise aus der Magnesiumdruckgusslegierung AZ91HP bestehen, und an denen ein Deckel mit Stahlschrauben unter Verwendung von harteloxierten Unterlegscheiben aus Aluminium lösbar verbunden ist (vgl. JOT 9, S. 74-81 (1998)). An example of this are gearbox housings for automobiles, for example from the Magnesium die-cast alloy AZ91HP exist, and on which a lid with Steel screws using hard anodized aluminum washers is detachably connected (see JOT 9, pp. 74-81 (1998)).

Zwar haben sich eloxierte oder harteloxierte Schutzschichten im Hinblick auf die wirksame Verhinderung einer Kontaktkorrosion bewährt, jedoch besteht hier das Problem, dass ein zusätzliches Bauelement verwendet werden muss, dessen Herstellung aufwendig ist. Although there are anodized or hard anodized protective layers with regard to the effective prevention of contact corrosion has proven itself, but there is the problem here that an additional component must be used, its manufacture is complex.

Ferner ist aus der DE 198 55 666 A1 und dem Artikel von H. Lehmkuhl et al. "Elektrolytische Abscheidung von Aluminium-Magnesium-Legierung aus aluminiumorganischen Komplexelektrolyten" in Mat.-wiss. u. Werkstoffstech. 31, 889-898 (2000) bekannt, Aluminium-Magnesium-Schichten auf Stahloberflächen elektrolytisch abzuscheiden, um sie wirksam als Schutz gegen Kontaktkorrosion an Magnesiumbauteilen einzusetzen. Jedoch ist die Herstellung dieser Schutzschicht sehr aufwendig, da sie ein Arbeiten in aprotischen Lösemitteln unter Luftabschluß erfordert. Auch die Verwendung von Elektrolyten auf Basis von Toluol spricht unter Umweltgesichtspunkten gegen eine breite industrielle Anwendung dieses Verfahrens. Furthermore, from DE 198 55 666 A1 and the article by H. Lehmkuhl et al. "Electrolytic deposition of aluminum-magnesium alloy from organoaluminum Complex electrolytes "in Mat.-Wiss. U. Werkstoffstech. 31, 889-898 (2000), To deposit aluminum-magnesium layers on steel surfaces electrolytically use them effectively as protection against contact corrosion on magnesium components. However, the production of this protective layer is very complex since it works in aprotic solvents in the absence of air required. Even the use of Electrolytes based on toluene speak against a broad one from an environmental point of view industrial application of this method.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verbindungs- oder Beabstandungselementes, dass an Bauteilen aus Magnesium oder dessen Legierungen - ohne Verwendung zusätzlicher Bauelemente zur galvanischen Trennung - keine Kontaktkorrosion zeigt, hohe mechanischen Belastungen standhält und durch ein einfaches Verfahren im industriellen Maßstab einfach herstellbar ist. The object of the present invention is to provide a connection or Spacer element that on components made of magnesium or its alloys - without the use of additional components for electrical isolation - none Contact corrosion shows, withstands high mechanical loads and through one simple process on an industrial scale is easy to manufacture.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gegenstand aus Stahl gelöst, dessen Oberfläche ganz oder teilweise von einer Beschichtung bedeckt ist, wobei die Beschichtung eine in einer nicht-metallischen Matrix eingebundene, feinverteilte Magnesiumlegierung mit einer Phase aus Mg17Al12 enthält. The object is achieved according to the invention by an object made of steel, the surface of which is wholly or partly covered by a coating, the coating comprising a finely divided magnesium alloy with a phase composed of Mg 17 Al 12 and embedded in a non-metallic matrix.

Hervorzuheben ist, dass bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand die außerordentlich gute Kontaktkorrosionsbeständigkeit, insbesondere über einen langen Zeitraum betrachtet, auf zwei unterschiedliche Effekte zurückzuführen ist. It should be emphasized that the subject of the invention is extraordinary good contact corrosion resistance, especially over a long period of time considered, is due to two different effects.

Zum einen bewirkt die nicht-metallischen Matrix der Beschichtung eine galvanische Potentialtrennung von Stahl und Magnesium. On the one hand, the non-metallic matrix of the coating effects a galvanic one Isolation of steel and magnesium.

Zum anderen erfolgt aufgrund der Anwesenheit der Magnesiumslegierungsphase Mg17Al12 eine Potentialangleichung zwischen Stahl und Magnesium. On the other hand, due to the presence of the magnesium alloy phase Mg 17 Al 12, potential equalization takes place between steel and magnesium.

Bei dieser, in der Beschichtung enthaltenen speziellen Phase aus Mg17Al12 handelt es sich eigentlich um eine aus der Giessereitechnik bekannte, unedle und unerwünschte Phase im Magnesiumgusswerkstück, die aufgrund ihres im Vergleich zur Magnesiumlegierung edleren Standardreduktionspotentials im Gussteil selber bei Anwesenheit von Wasser schon zu Kontaktkorrosionen führt. This special phase made of Mg 17 Al 12 , which is contained in the coating, is actually a base and undesired phase in the magnesium casting workpiece known from foundry technology, which due to its more noble standard reduction potential in the casting compared to the magnesium alloy even in the presence of water Contact corrosion leads.

Vor diesem Hintergrund ist es überraschend, dass sich diese spezielle Phase besonders zur Verhinderung einer Kontaktkorrosion zwischen Stahl und Magnesium eignet. With this in mind, it is surprising that this particular phase is special suitable for preventing contact corrosion between steel and magnesium.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Magnesiumlegierung um den Typen AZ91HP. Act according to a preferred embodiment of the present invention the magnesium alloy is type AZ91HP.

Im Hinblick auf eine langfristig erwünschte Beständigkeit gegenüber Kontaktkorrosion hat es sich als günstig erwiesen, wenn der Anteil der Phase aus Mg17Al12 mindestens 2 Gew.-%, insbesondere mindestens 5 Gew.-%, bezogen auf das feinverteilte Magnesium, beträgt. In view of the long-term desired resistance to contact corrosion, it has proven to be advantageous if the proportion of the phase made of Mg 17 Al 12 is at least 2% by weight, in particular at least 5% by weight, based on the finely divided magnesium.

Das Gewichtsverhältnis von Matrix zu feinverteilter Magnesiumlegierung kann insbesondere zwischen 90 : 10 und 50 : 50 liegen. The weight ratio of matrix to finely divided magnesium alloy can in particular between 90:10 and 50:50.

Die Form der feinverteilten Teilchen aus der Magnesiumlegierung ist nicht kritisch, sie kann bevorzugt (im Hinblick auf ein einfaches Herstellungsverfahren) in Pulverform vorliegen, insbesondere mit einer Teilchengröße von weniger als 200 µm, besonders bevorzugt von weniger als 70 µm. The shape of the finely divided magnesium alloy particles is not critical can preferably (in terms of a simple manufacturing process) in powder form are present, especially with a particle size of less than 200 microns, particularly preferably less than 70 µm.

Es ist aber auch möglich, das die Beschichtung feinverteilte Plättchen oder Schuppen aus einer Magnesiumlegierung enthält. However, it is also possible for the coating to have finely divided flakes or flakes contains a magnesium alloy.

Gemäß einer besonders bevorzugten, erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Matrix erhältlich durch physikalische und/oder chemische Reaktion mindestens eines Bindemittels. According to a particularly preferred embodiment of the invention Matrix obtainable by physical and / or chemical reaction of at least one Binder.

Hierunter werden im Sinne der Erfindung sowohl Vernetzungs- als auch Filmbildungsreaktionen verstanden. For the purposes of the invention, this includes both crosslinking and Understanding film formation reactions.

Entsprechend einer weiteren, ebenfalls besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Bindemittel neutral, insbesondere basisch. Insbesondere handelt es sich bei dem Bindemittel um ein solches auf Basis eines Silikats und/oder Silans. According to a further, also particularly preferred embodiment of the In the present invention, the binder is neutral, in particular basic. In particular, the binder is one based on Silicates and / or silanes.

Das Silikat kann insbesondere ein Natrium- oder Kaliumsilikat (Wasserglas) oder kolloidales SiO2 (z. B. Lewasil® 300 von der Fa. Bayer) sein. The silicate can in particular be a sodium or potassium silicate (water glass) or colloidal SiO 2 (e.g. Lewasil® 300 from Bayer).

Als Silan werden insbesondere Alkylsilane (wie z. B. Tetraethysilan) eingesetzt. In particular, alkyl silanes (such as, for example, tetraethysilane) are used as the silane.

Insbesondere ist die Matrix aus einer Sol/Gel-Reaktion erhältlich. In diesem Zusammenhang eignen sich alle Verfahren die zu einer nicht-metallischen Matrix mit Si-O- Verkettungen führen. Beispiele für geeignete Sol/Gel-Verfahren sind dem Fachmann an sich bekannt und beispielsweise in dem Buch "Sol-Gel Science" von C. J. Brinker und G. W. Scherer, Academic Press, San Diego (1900) ausführlich beschrieben. Besonders vorteilhafte, in der vorliegenden Erfindung einsetzbare Sol/Gel-Verfahren sind solche, in denen ethoxyfunktionelle Siloxane auf lösemittelfreier Basis verwendet werden, wie z. B. Bayresit® VP LS 2331 von der Fa. Bayer AG. In particular, the matrix can be obtained from a sol / gel reaction. In this In connection with this, all processes are suitable which lead to a non-metallic matrix with Si-O- Chaining. Examples of suitable sol / gel processes are known to the person skilled in the art known per se and for example in the book "Sol-Gel Science" by C. J. Brinker and G. W. Scherer, Academic Press, San Diego (1900). Particularly advantageous sol / gel processes that can be used in the present invention are those in which ethoxy-functional siloxanes are used on a solvent-free basis be such. B. Bayresit® VP LS 2331 from Bayer AG.

In den Fällen, wo das Bindemittel auf der Basis eines Silikats oder Silans aufgebaut ist, führt die physikalische und/oder chemische Reaktion zur Ausbildung eines zwei- oder dreidimensionalen Silikat-Netzwerks. In cases where the binder is based on a silicate or silane, leads the physical and / or chemical reaction to the formation of a two or three-dimensional silicate network.

Die Erfindung beschränkt sich aber nicht nur auf eine, direkt auf der Stahloberfläche aufgebrachten Beschichtung aus Matrix und feinverteilter Magnesiumlegierung. Es ist ebenfalls möglich, dass der Gegenstand zusätzlich mindestens eine weitere Schicht aufweist, insbesondere eine Konversionsschicht oder stromlos bzw. galvanisch aufgebrachte Schicht. However, the invention is not limited to only one, directly on the steel surface applied coating of matrix and finely divided magnesium alloy. It is also possible that the item additionally has at least one additional layer has, in particular a conversion layer or currentless or galvanic applied layer.

Diese zusätzliche Schicht befindet sich zweckmäßigerweise auf der Stahloberfläche und unter der Beschichtung aus Matrix und feinverteilter Magnesiumlegierung. Im Hinblick auf die Beständigkeit gegenüber Kontaktkorrosion ist die zusätzliche Schicht eine galvanisch aufgebrachte Zinkschicht. This additional layer is expediently on the steel surface and under the coating of matrix and finely divided magnesium alloy. In terms of resistance to contact corrosion, the additional Layer a galvanically applied zinc layer.

Wie zuvor beschrieben, handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorzugsweise um ein Verbindungs- oder Beabstandungselement aus Stahl. Besonders bevorzugt ist der Gegenstand eine Schraube, Mutter oder eine Unterlegscheibe. As described above, the subject of the invention is concerned preferably around a connecting or spacing element made of steel. Especially the object is preferably a screw, nut or washer.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gegenstandes, wobei eine Mischung, enthaltend

  • - mindestens ein Bindemittel auf Basis eines Silikats und/oder Silans; und
  • - mindestens eine feinverteilte Magnesiumlegierung, insbesondere AZ91HP, mit einer Phase aus Mg17Al12;
auf den zu beschichtenden Gegenstand aus Stahl aufgebracht und anschließend zur Reaktion gebracht (Vernetzung, Schichtbildung, chemische Reaktion) wird. Furthermore, the present invention also relates to a method for producing the article according to the invention, comprising a mixture
  • - At least one binder based on a silicate and / or silane; and
  • - At least one finely divided magnesium alloy, in particular AZ91HP, with a phase made of Mg 17 Al 12 ;
applied to the steel object to be coated and then reacted (crosslinking, layer formation, chemical reaction).

Im Hinblick auf eine einfache industrielle Herstellungsweise liegt die Mischung in Form einer Dispersion oder Paste vor. In view of a simple industrial production method, the mixture lies in Form of a dispersion or paste.

Der Auftrag dieser Mischung kann durch alle geeigneten Verfahren erfolgen. Auch hier empfiehlt es sich, den Auftrag durch Spritzen, Tauchen oder Trommeln durchzuführen, um so möglichst eine große Stückzahl an zu beschichtenden Gegenständen in einem diskontinuierlichen oder auch kontinuierlichen Verfahren zu beschichten. This mixture can be applied by any suitable method. Here too it is advisable to carry out the application by spraying, dipping or tumbling, in order to have the largest possible number of objects to be coated in one to coat discontinuous or continuous processes.

Die erfindungsgemäßen Gegenstände werden entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung als Verbindungselemente an Bauteilen aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung verwendet. The objects according to the invention are in accordance with a further aspect of the present invention as connecting elements on components made of magnesium or a magnesium alloy.

Das nachfolgende Beispiel zeigt die erhöhte Beständigkeit einer erfindungsgemäßen Stahlschraube bezogen auf die Kontaktkorrosionsbeständigkeit im Vergleich mit einer im Automobilbau verwendeten Stahlschraube des Standes der Technik. The following example shows the increased resistance of an inventive Steel screw based on the contact corrosion resistance in comparison with a State of the art steel screw used in automotive engineering.

Beispielexample

Eine Stahlschraube der Festigkeitsklasse 8.8 wird durch Spritzauftrag einer Mischung aus 100 g Natronwasserglas mit einem acidimetrisch bestimmten Gehalt an Na2O von 7,9% und an SiO2 von 27,2% (im Handel von der Fa. Merck erhältlich) sowie 5 g eines Pulvers aus einer Magnesiumlegierung des Typs AZ91HP mit einer mittleren Teilchengrösse von weniger 50 µm beschichtet, und anschließend 2 Stunden lang in einem Trockenofen bei einer Temperatur von 55°C zur Reaktion gebracht. A steel screw of strength class 8.8 is sprayed onto a mixture of 100 g of sodium water glass with an acidimetrically determined content of Na 2 O of 7.9% and SiO 2 of 27.2% (commercially available from Merck) and 5 g of a powder made of a magnesium alloy of the type AZ91HP with an average particle size of less than 50 µm, and then reacted for 2 hours in a drying oven at a temperature of 55 ° C.

Die so erhältliche Dicke der silberfarben aussehenden Schicht beträgt 63 µm. Als Vergleichsschraube wird eine Stahlschraube der Festigkeitsklasse 8.8 verwendet, die einen galvanisch, aus einem schwach sauren Elektrolyten abgeschiedenen Zinküberzug mit einer Schichtdicke von mehr als 15 µm, eine Gelbohromatierung und eine durch Naß-in-Naß-Versiegelung mittels wässriger, leicht alkalischer silikatischer Lösung (JS500 von MacDermid) erhältliche Silikatschicht aufweist. The thickness of the silver-colored layer is 63 µm. A steel screw of strength class 8.8 is used as a comparison screw, some galvanically separated from a weakly acidic electrolyte Zinc coating with a layer thickness of more than 15 µm, a gel drilling and a by wet-on-wet sealing using an aqueous, slightly alkaline silicate solution (JS500 from MacDermid).

Solche Schrauben werden derzeit im Volkswagen-Konzern verwendet (nach TL194 mit der Oberfläche c687 beschichtet). Such screws are currently used in the Volkswagen Group (according to TL194 with surface c687 coated).

Sowohl die erfindungsgemäße Schraube als auch die Vergleichsschraube wurden in PA-Kunststoffklötze der Würfel-Kantenlänge 50 mm verschraubt, wobei eine 3 mm dicke Mg-Platte der Legierung AZ91HP als Schraubenkopf-Auflage untergelegt wurde. Das Anzugsmoment betrug 4 Nm. Die Modellkörper wurden anschließend einem zyklischen Korrosionstest der Audi AG unterzogen, der etwa 10 Jahre Feldbelastung simuliert. Dieser Korrosionstest ist unter der Bezeichnung INKA-Kleinteiletest bekannt und beinhaltet 10 Zyklen, wobei 1 Zyklus aus 4 h Salzsprühnebeltest (5% NaCl, 42°C), 4 h Sonnenlichtsimulation (UV) und 40 h Feuchtwärme (95-100% rel. Luftfeuchte, 50°C) besteht. Both the screw according to the invention and the comparison screw were in PA plastic blocks with a cube edge length of 50 mm screwed, one being 3 mm thick Mg plate of the alloy AZ91HP was placed under the screw head. The tightening torque was 4 Nm. The model bodies were then one Cyclic corrosion test by Audi AG subjected to approximately 10 years of field exposure simulated. This corrosion test is known as the INKA small parts test and includes 10 cycles, 1 cycle consisting of 4 h salt spray test (5% NaCl, 42 ° C), 4 h sunlight simulation (UV) and 40 h damp heat (95-100% rel. Humidity, 50 ° C).

Die Vergleichsschraube zeigt deutlich sichtbare Kontaktkorrosion am Magnesium, während bei der erfindungsgemäßen Schraube keinerlei Kontaktkorrosion nachweisbar ist. The comparison screw shows clearly visible contact corrosion on the magnesium, while no contact corrosion is detectable in the screw according to the invention.

Claims (18)

1. Gegenstand aus Stahl, dessen Oberfläche ganz oder teilweise von einer Beschichtung bedeckt ist, wobei die Beschichtung eine in einer nicht-metallischen Matrix eingebundene, feinverteilte Magnesiumlegierung mit einer Phase aus Mg17Al12 enthält. 1. Object made of steel, the surface of which is completely or partially covered by a coating, the coating containing a finely divided magnesium alloy with a phase composed of Mg 17 Al 12 , which is bound in a non-metallic matrix. 2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnesiumlegierung AZ91HP ist. 2. Object according to claim 1, characterized in that the Magnesium alloy AZ91HP is. 3. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Phase aus Mg17Al12 mindestens 2 Gew.-%, insbesondere mindestens 5 Gew.-%, bezogen auf das feinverteilte Magnesium, beträgt. 3. Article according to one of the preceding claims, characterized in that the proportion of the phase made of Mg 17 Al 12 is at least 2% by weight, in particular at least 5% by weight, based on the finely divided magnesium. 4. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Matrix zu feinverteilter Magnesiumlegierung zwischen 90 : 10 und 50 : 50 liegt. 4. Object according to one of the preceding claims, characterized characterized that the weight ratio of matrix to finely divided magnesium alloy is between 90:10 and 50:50. 5. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die feinverteilte Magnesiumlegierung in Pulverform vorliegt, insbesondere mit einer Teilchengröße von weniger als 200 µm, besonders bevorzugt weniger als 70 µm. 5. Object according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the finely divided magnesium alloy is in powder form, in particular with a particle size of less than 200 μm, particularly preferred less than 70 µm. 6. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix erhältlich ist durch physikalische und/oder chemische Reaktion mindestens eines Bindemittels. 6. Object according to one of the preceding claims, characterized characterized that the matrix is available through physical and / or chemical Reaction of at least one binder. 7. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel neutral, insbesondere basisch ist. 7. Object according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the binder is neutral, in particular basic. 8. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel auf Basis eines Silikats und/oder Silans ist. 8. Object according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the binder is based on a silicate and / or silane. 9. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Silikat ein Natrium- oder Kaliumsilikat oder kolloidales SiO2 ist. 9. Article according to one of the preceding claims, characterized in that the silicate is a sodium or potassium silicate or colloidal SiO 2 . 10. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Silan ein Alkylsilan, insbesondere Tetraethoxysilan ist. 10. Object according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the silane is an alkylsilane, especially tetraethoxysilane. 11. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix aus einer Sol/Gel-Reaktion erhältlich ist. 11. Object according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the matrix is obtainable from a sol / gel reaction. 12. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand zusätzlich mindestens eine weitere Schicht aufweist, insbesondere eine Konversionsschicht oder eine stromlos oder galvanisch aufgebrachte Schicht. 12. Object according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the object additionally has at least one further layer, in particular a conversion layer or an electroless or galvanic one applied layer. 13. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Schicht eine galvanisch aufgebrachte Zinkschicht ist. 13. Object according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the additional layer is a galvanically applied zinc layer. 14. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand eine Schraube, Mutter oder eine Unterlegscheibe ist. 14. Object according to one of the preceding claims, characterized characterized that the object is a screw, nut or washer. 15. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung, enthaltend - mindestens ein Bindemittel auf Basis eines Silikats und/oder Silans; und - mindestens eine feinverteilte Magnesiumlegierung, insbesondere AZ91HP, mit einer Phase aus Mg17Al12; auf den zu beschichtenden Gegenstand aufgebracht und anschließend zur Reaktion gebracht (Vernetzung, Schichtbildung, chemische Reaktion) wird. 15. A method for producing an article according to any one of the preceding claims, characterized in that a mixture containing - At least one binder based on a silicate and / or silane; and - At least one finely divided magnesium alloy, in particular AZ91HP, with a phase made of Mg 17 Al 12 ; applied to the object to be coated and then reacted (crosslinking, layer formation, chemical reaction). 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung in Form einer Dispersion oder Paste vorliegt. 16. The method according to claim 15, characterized in that the mixture in Form of a dispersion or paste is present. 17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen in Form von Spritzen, Tauchen oder Trommeln geschieht. 17. The method according to claim 15 or 16, characterized in that the Applied in the form of syringes, dips or drums. 18. Verwendung eines Gegenstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Verbindungselement an Bauteilen aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung. 18. Use of an object according to one of claims 1 to 14 as Connecting element on components made of magnesium or a magnesium alloy.
DE2001163743 2001-12-21 2001-12-21 Coated steel article, process for its preparation and its use Expired - Fee Related DE10163743B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001163743 DE10163743B4 (en) 2001-12-21 2001-12-21 Coated steel article, process for its preparation and its use

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001163743 DE10163743B4 (en) 2001-12-21 2001-12-21 Coated steel article, process for its preparation and its use

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10163743A1 true DE10163743A1 (en) 2003-07-10
DE10163743B4 DE10163743B4 (en) 2006-07-06

Family

ID=7710711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001163743 Expired - Fee Related DE10163743B4 (en) 2001-12-21 2001-12-21 Coated steel article, process for its preparation and its use

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10163743B4 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005024383B3 (en) * 2005-05-27 2007-02-22 Siemens Ag Arrangement for the electrical connection of a magnesium support structure to a ground potential of a motor vehicle
CN100432267C (en) * 2006-09-22 2008-11-12 中国科学院长春应用化学研究所 High-strength magnesium based composite material and preparation method thereof
DE102007045673A1 (en) 2007-09-25 2009-04-09 Schaeffler Kg Actuating device for change speed gearbox of motor vehicle, has gearshift lever attached to carrier part with borehole by axle element, where component is provided between axle element and gearshift lever

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018110905A1 (en) 2018-05-07 2019-11-07 Lucas Automotive Gmbh Electrode for an anodizing process

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5868819A (en) * 1996-05-20 1999-02-09 Metal Coatings International Inc. Water-reducible coating composition for providing corrosion protection
WO2000001639A1 (en) * 1998-07-01 2000-01-13 Foseco International Limited Refractory compositions

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD38316A1 (en) * 1964-08-06 1965-05-05 Ludwig Dr Holub Metallic pigment for paints
BE787186A (en) * 1971-08-06 1973-02-05 Teleflex Inc CORROSION PROTECTIVE COATING COMPOSITION
FR2662707B1 (en) * 1990-06-01 1992-07-31 Pechiney Electrometallurgie HIGH MECHANICAL STRENGTH-CONTAINING MAGNESIUM ALLOY AND PROCESS FOR OBTAINING BY RAPID SOLIDIFICATION.
IL125681A (en) * 1998-08-06 2001-06-14 Dead Sea Magnesium Ltd Magnesium alloy for high temperature applications

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5868819A (en) * 1996-05-20 1999-02-09 Metal Coatings International Inc. Water-reducible coating composition for providing corrosion protection
WO2000001639A1 (en) * 1998-07-01 2000-01-13 Foseco International Limited Refractory compositions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mat.-Wiss. U. Werkstofftechn. 31, S. 889-898 (2000) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005024383B3 (en) * 2005-05-27 2007-02-22 Siemens Ag Arrangement for the electrical connection of a magnesium support structure to a ground potential of a motor vehicle
CN100432267C (en) * 2006-09-22 2008-11-12 中国科学院长春应用化学研究所 High-strength magnesium based composite material and preparation method thereof
DE102007045673A1 (en) 2007-09-25 2009-04-09 Schaeffler Kg Actuating device for change speed gearbox of motor vehicle, has gearshift lever attached to carrier part with borehole by axle element, where component is provided between axle element and gearshift lever

Also Published As

Publication number Publication date
DE10163743B4 (en) 2006-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007057777B4 (en) Method for producing a component from aluminum and / or an aluminum alloy and use of the method
DE2732753C3 (en) Coating agents
DE69737195T2 (en) Solution and method for the production of protective layers on metals
EP0616558B1 (en) Method of coating surfaces with finely particulate materials
EP3022330B1 (en) Method for coating metal surfaces of substrates, and objects coated according to said method
DE112011104621T5 (en) Magnesia alloy with dense surface texture and its surface treatment process
EP2106299A1 (en) Composition and process for coating metal surfaces
EP1987172A2 (en) Corrosion-resistant substrate and method for its production
WO2014090911A2 (en) Method for treating the surface of a metallic substrate
AT516503B1 (en) ELECTROLYTIC FOR PLASMA ELECTROLYTIC OXIDATION
DE2900530A1 (en) PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF METAL OBJECTS WITH A SEMI-GLOSSY, MOTHER-OF-PEARL-LIKE APPEARANCE
EP2591143B1 (en) Method for coating moulded bodies and coated moulded body
DE2947357C2 (en) Process for coating an electrically non-conductive material with metal
DE10163743A1 (en) Steel object used as a connecting element in machine, vehicle or airplane construction has a surface partially or completely covered with a coating containing a finely divided magnesium alloy bound in a non-metallic matrix
DE69012374T2 (en) Phosphate coatings for metal surfaces.
EP2129476B1 (en) Multi-coated metal substrate and method for the production thereof
DE102016119190B4 (en) Coating method for clad steel and coating solution for coating clad steel
DE102009051899B3 (en) Component, useful as structural component of motor vehicles, preferably e.g. body framework structure, comprises a zinc lamella layer and a coating exhibiting lacquer layer, where the zinc lamella layer is applied on the lacquer layer
EP2743376B1 (en) Aqueous agent and coating method for the corrosion protection treatment of metal substrates
EP2402484B1 (en) Method of creating a protective coating on flat products made of titanium zinc
EP2451997B1 (en) Nickel electrolyte
DE69126561T2 (en) Galvanized part and process for its manufacture
EP1969162A2 (en) Method for the pre-treatment of titanium components for the subsequent coating thereof
DE4012086A1 (en) Surface treating metals before cathodic electro-dip lacquering
DE69511731T2 (en) METAL SUBSTRATE WITH HIGHER CORROSION RESISTANCE AND IMPROVED PAINTABILITY

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R409 Internal rectification of the legal status completed
R082 Change of representative

Representative=s name: OLIVER DUNKELBERG, 08056 ZWICKAU, DE

Representative=s name: OLIVER DUNKELBERG, DE

Representative=s name: MOSER & GOETZE PATENTANWAELTE, DE

Representative=s name: MOSER GOETZE & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE

R074 Re-establishment allowed
R409 Internal rectification of the legal status completed
R082 Change of representative

Representative=s name: MOSER & GOETZE PATENTANWAELTE, DE

Representative=s name: MOSER GOETZE & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee