DE102009053367A1 - Method for applying a metallic corrosion resistant coating on a high strength steel sheet material by a physical vapor deposition-technology, comprises forming the corrosion resistant coating from zinc - Google Patents

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Abstract

The method for applying a metallic corrosion resistant coating (14) on a high strength steel sheet material (12) by a physical vapor deposition-technology, comprises forming the corrosion resistant coating from zinc. The coating consists of individual layers. The high-strength steel sheet material is formed as a band, where the corrosion resistant coating is applied before which the band is wrapped to a coil. The corrosion resistant coating is applied directly in connection at the production of high-strength steel sheet material. The method for applying a metallic corrosion resistant coating (14) on a high strength steel sheet material (12) by a physical vapor deposition-technology, comprises forming the corrosion resistant coating from zinc. The coating consists of individual layers. The high-strength steel sheet material is formed as a band, where the corrosion resistant coating is applied before which the band is wrapped to a coil. The corrosion resistant coating is applied directly in connection at the production of high-strength steel sheet material, which is formed as a single board, where the corrosion resistant coating is applied before which the single board is fed to a stack of sheets and before which the high strength steel sheet material is directly processed. The corrosion resistant coating is applied on the high-strength steel sheet material after which it is transformed to a sheet metal part. An independent claim is included for a high-strength steel sheet material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen bzw. zum Aufbringen einer metallischen Korrosionsschutzbeschichtung auf einem höherfesten Stahlblechmaterial.The invention relates to a method for producing or applying a metallic corrosion protection coating on a high-strength steel sheet material.

Eine metallische Korrosionsschutzbeschichtung ist zu einem wesentlichen Anteil aus einem metallischen Material, wie insbesondere Zink, gebildet. Hiermit beschichtete Stahlblechmaterialien finden u. a. im Fahrzeugbau Anwendung. Zum Aufbringen einer zinkhaltigen Beschichtung sind aus dem Stand der Technik zwei gängige Verfahren bekannt: das Feuerverzinken und das elektrolytische Verzinken.A metallic corrosion protection coating is formed to a substantial extent of a metallic material, in particular zinc. Hereby coated sheet steel materials find u. a. in vehicle construction application. For applying a zinc-containing coating, two common methods are known from the prior art: hot-dip galvanizing and electrolytic galvanizing.

Feuerverzinken ist das Aufbringen einer zinkhaltigen Beschichtung (Zinküberzug) durch Eintauchen des Stahlblechmaterials in geschmolzenes Zink. Aufgrund der verhältnismäßig hohen Temperaturen der Zinkschmelze (ca. 450°C) besteht jedoch insbesondere bei höherfesten Stahlblechen das Problem, dass sich die mechanischen Werkstoffeigenschaften (z. B. Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung usw.) des Stahlblechmaterials nachteilig verändern.Hot dip galvanizing is the application of a zinc-containing coating (zinc coating) by immersing the steel sheet material in molten zinc. However, due to the relatively high temperatures of the molten zinc (about 450 ° C.), there is the problem, in particular in the case of relatively high-strength steel sheets, that the mechanical material properties (eg yield strength, tensile strength, elongation at break, etc.) of the steel sheet material are adversely affected.

Beim elektrolytischen Verzinken (galvanisches Verzinken) wird das Stahlblechmaterial nicht in eine Zinkschmelze, sondern in einen Zinkelektrolyten eingetaucht. Die zinkhaltige Beschichtung wird hierbei durch einen elektrolytischen Vorgang auf dem Stahlblechmaterial abgeschieden. Nachteilig ist, dass beim elektrolytischen Vorgang Wasserstoff freigesetzt wird, der in das Stahlblechmaterial eindiffundieren kann und eine Versprödung (Wasserstoffversprödung) begünstigt. Bei höherfesten Stahlblechmaterialien ist dies insbesondere im Hinblick auf deren bevorzugte Verwendung problematisch.In electrolytic galvanizing (galvanizing), the steel sheet material is not immersed in a molten zinc but in a zinc electrolyte. The zinc-containing coating is deposited by an electrolytic process on the steel sheet material. The disadvantage is that in the electrolytic process, hydrogen is released, which can diffuse into the steel sheet material and promotes embrittlement (hydrogen embrittlement). For higher strength sheet steel materials, this is particularly problematic in view of their preferred use.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie ein höherfestes Stahlblechmaterial unter Vermeidung der mit dem Stand der Technik einhergehenden Nachteile mit einer metallischen Korrosionsschutzbeschichtung versehen werden kann.It is an object of the invention to show a way in which a higher-strength steel sheet material can be provided with a metallic corrosion protection coating while avoiding the disadvantages associated with the prior art.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1. Vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen dieses Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die Lösung der Aufgabe erstreckt sich auch auf ein Erzeugnis und eine Verwendung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen.This object is achieved by a method according to claim 1. Advantageous and preferred developments of this method are the subject of the dependent claims. The solution of the problem also extends to a product and a use according to the independent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Aufbringen einer metallischen Korrosionsschutzbeschichtung auf einem höherfesten Stahlblechmaterial, wobei die Korrosionsschutzbeschichtung zumindest bereichsweise mittels von bzw. unter Anwendung einer PVD Technologie auf das höherfeste Stahlblechmaterial aufgebracht wird.The inventive method is used for applying a metallic corrosion protection coating on a high-strength steel sheet material, wherein the corrosion protection coating is applied at least partially by means of or using a PVD technology on the high-strength steel sheet material.

Unter einem höherfesten Stahlblechmaterial wird ein Blechmaterial aus einem Stahlwerkstoff verstanden, dessen Zugfestigkeit mindestens 800 MPa, bevorzugt mindestens 900 MPa, besonders bevorzugt mindestens 1000 MPa und insbesondere mindestens 1100 MPa beträgt. Die Bezeichnung „höherfestes Stahlblechmaterial” schließt somit auch hoch- und höchstfeste Stahlblechmaterialien (wie z. B. ein martensitischer Stahl) mit ein. Bevorzugt handelt es sich um ein Feinblech mit einer Blechstärke von ≤ 3,0 mm, bevorzugt von ≤ 2,0 mm, besonders bevorzugt von ≤ 1,5 mm und insbesondere von ≤ 1,0 mm.A higher-strength steel sheet material is understood to be a sheet material made of a steel material whose tensile strength is at least 800 MPa, preferably at least 900 MPa, particularly preferably at least 1000 MPa and in particular at least 1100 MPa. The term "high-strength steel sheet material" thus also includes high-strength and ultra-high-strength steel sheet materials (such as, for example, a martensitic steel). It is preferably a thin sheet with a sheet thickness of ≤ 3.0 mm, preferably of ≤ 2.0 mm, more preferably of ≤ 1.5 mm and in particular of ≤ 1.0 mm.

Die metallische Korrosionsschutzbeschichtung wird zumindest bereichsweise auf das höherfeste Stahlblechmaterial aufgebracht, wobei dies einen oder auch mehrere Bereiche umfassen kann. Bevorzugt wird die Korrosionsschutzbeschichtung vollflächig und insbesondere auch beidseitig vollflächig auf das höherfeste Stahlblechmaterial aufgebracht. Bevorzugt ist vorgesehen, dass auch die Kanten bzw. Kantenflächen des höherfesten Stahlblechmaterials mit beschichtet werden.The metallic corrosion protection coating is at least partially applied to the higher-strength steel sheet material, which may include one or more areas. Preferably, the anticorrosive coating is applied over the entire surface and in particular also on both sides of the entire surface of the higher-strength steel sheet material. It is preferably provided that the edges or edge surfaces of the higher-strength steel sheet material are also coated.

Die Schichtdicke der Korrosionsschutzbeschichtung liegt bevorzugt im Bereich von 4,0–10,0 μm, besonders bevorzugt im Bereich von 5,0–8,0 μm und insbesondere im Bereich von 6,0–7,5 μm. Diese Angaben gelten insbesondere für eine zinkhaltige oder im Wesentlichen aus Zink gebildete Korrosionsschutzbeschichtung, wie nachfolgend noch näher erläutert.The layer thickness of the anticorrosive coating is preferably in the range of 4.0-10.0 μm, more preferably in the range of 5.0-8.0 μm and in particular in the range of 6.0-7.5 μm. This information applies in particular to a zinc-containing or substantially zinc-formed corrosion protection coating, as explained in more detail below.

Die PVD-Technologie ist aus dem Stand der Technik bekannt. Der Begriff PVD (englisch physical vapor deposition) bezeichnet eine Gruppe von Beschichtungsverfahren, bei denen eine Beschichtung auf einem zu beschichtenden Material durch Kondensation eines Materialdampfes des Beschichtungsmaterials gebildet wird. Die PVD-Technologie umfasst eine Gruppe von diversen Einzelverfahren mit unterschiedlichsten Modifikationen. Hierzu gehören z. B. Verdampfungsverfahren (wie z. B. das thermische Verdampfen, das Elektronenstrahlverdampfen, das Laserstrahlverdampfen, das Lichtbogenverdampfen und insbesondere das Jet-Verdampfen mittels Jet-Verdampfer), das Sputtern und das Ionenplattieren. Dies ist keine abschließende Aufzählung. Vor dem Aufbringen der Beschichtung auf dem zu beschichtenden Material mittels eines PVD-Verfahrens kann ggf. eine Reinigung der zu beschichtenden Materialoberfläche erforderlich sein. Hierzu eignet sich z. B. eine Plasmareinigung.PVD technology is known in the art. The term PVD (English physical vapor deposition) refers to a group of coating methods in which a coating is formed on a material to be coated by condensation of a material vapor of the coating material. PVD technology comprises a group of diverse individual processes with a wide variety of modifications. These include z. Evaporation methods (such as thermal evaporation, electron beam evaporation, laser beam evaporation, arc evaporation, and jet evaporation in particular by jet evaporation), sputtering, and ion plating. This is not an exhaustive list. Before applying the coating on the material to be coated by means of a PVD process may possibly be necessary to clean the material to be coated surface. This is z. B. a plasma cleaning.

Allen diesen Verfahren ist gemein, dass das Beschichtungsmaterial in der Regel in fester Form bereit gestellt und durch Energieaufbringung verdampft wird. Das verdampfte Beschichtungsmaterial bewegt sich aufgrund von Beschleunigungseffekten und/oder durch elektrische Felder geführt auf das zu beschichtende Material, wo es infolge von Kondensationsvorgängen zur Schichtausbildung einer Beschichtung kommt. Der Vorgang erfolgt zumeist in einer evakuierten Beschichtungskammer. Mit einigen PVD-Verfahren können in vorteilhafter Weise sehr niedrige Prozesstemperaturen verwirklicht werden. Zudem können metallische Beschichtungen in sehr reiner Form auf dem zu beschichtenden Material ausgebildet werden.All these methods have in common that the coating material is usually provided in solid form and by energy application is evaporated. The vaporized coating material moves due to acceleration effects and / or by electric fields led to the material to be coated, where it comes as a result of condensation processes for layer formation of a coating. The process is usually carried out in an evacuated coating chamber. With some PVD methods very low process temperatures can be realized in an advantageous manner. In addition, metallic coatings can be formed in a very pure form on the material to be coated.

Das Aufbringen einer metallischen Korrosionsschutzbeschichtung auf ein höherfestes Stahlblechmaterial mittels der PVD-Technologie bietet gegenüber den eingangs genannten Verfahren die Vorteile einer nicht gegebenen oder einer nur geringen bis sehr geringen Wärmebeeinflussung des höherfesten Stahlblechmaterials, sowie die Vermeidung einer nachteiligen Wasserstofffreisetzung. Weitere Vorteile sind, dass die mittels der PVD-Technologie auf das höherfeste Stahlblechmaterial aufgebrachten metallischen Korrosionsschutzbeschichtungen eine hohe Schichtqualität aufweisen und deren Schichtdicken (s. o.) sehr gut einstellbar sind, was zu einer nachhaltigen Korrosionsschutzwirkung führt.The application of a metallic corrosion protection coating on a high-strength steel sheet material by means of PVD technology offers over the aforementioned methods the advantages of a non-existent or only a small to very low heat influence of high-strength steel sheet material, as well as the avoidance of adverse hydrogen release. Further advantages are that the metallic corrosion protection coatings applied to the higher-strength steel sheet material by means of PVD technology have a high layer quality and their layer thicknesses (see above) are very easily adjustable, which leads to a lasting corrosion protection effect.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die mittels der PVD-Technologie aufgebrachte Korrosionsschutzbeschichtung einen Zinkanteil enthält. Weitere Legierungsbestandteile können z. B. sein: Magnesium, Titan, Mangan und/oder Chrom, evtl. jeweils zuzüglich weiterer Legierungsbestandteile. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Korrosionsschutzbeschichtung im Wesentlichen aus Zink gebildet ist, bzw. dass es sich um eine Korrosionsschutzbeschichtung auf Zink-Basis handelt. Dies umfasst auch eine reine Zink-Beschichtung. Hierdurch wird eine Möglichkeit zur Verzinkung eines höherfesten Stahlblechmaterials geschaffen, ohne dass es zu einer nachteiligen Veränderung der mechanischen Werkstoffeigenschaften und/oder zu einer Wasserstoffversprödung kommt, wie dies beim Feuerverzinken und beim elektrolytischen Verzinken der Fall wäre, wie eingangs erläutert.According to a preferred development, it is provided that the corrosion protection coating applied by means of the PVD technology contains a zinc content. Other alloying components may, for. B. be: magnesium, titanium, manganese and / or chromium, possibly in each case plus other alloying ingredients. In particular, it is provided that the anticorrosive coating is essentially formed from zinc, or that it is a zinc-based corrosion protection coating. This also includes a pure zinc coating. As a result, a possibility for galvanizing a high-strength steel sheet material is created, without resulting in an adverse change in the mechanical material properties and / or hydrogen embrittlement, as would be the case with hot-dip galvanizing and electrolytic galvanizing, as explained above.

Insbesondere das Aufbringen einer zinkhaltigen Korrosionsschutzbeschichtung auf ein höherfestes Stahlblechmaterial mittels einer PVD-Technologie, vor allem in einem auch auf die Großserienfertigung ausgerichteten industriellen Maßstab (Großserien-Fertigungsanwendung), ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt. Für derart verzinkte, höherfeste Stahlblechmaterialien, insbesondere mit einer Zugfestigkeit von > 1000 MPa, können neue Einsatzgebiete erschlossen werden, wie z. B. im Fahrzeugbau und insbesondere im Karosseriebau für Kraftfahrzeuge, ohne dass kostenintensive Sondermaßnahmen erforderlich wären. Hierdurch werden z. B. neue Potentiale für den Fahrzeug-Leichtbau geschaffen, was zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs und zu einer Reduzierung von Schadstoffemissionen beiträgt.In particular, the application of a zinc-containing corrosion protection coating on a high-strength steel sheet material by means of a PVD technology, especially in an also aimed at mass production industrial scale (large-scale production application) is not known from the prior art. For such galvanized, higher-strength steel sheet materials, in particular with a tensile strength of> 1000 MPa, new applications can be developed, such. As in vehicle construction and in particular in the body shop for motor vehicles, without costly special measures would be required. As a result z. B. creates new potential for lightweight vehicle construction, which contributes to a reduction of energy consumption and to a reduction of pollutant emissions.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die mittels der PVD-Technologie aufgebrachte Korrosionsschutzbeschichtung aus mehreren Einzelschichten besteht (so genannte Multischicht). Hierbei kann es sich um Einzelschichten gleichen Beschichtungsmaterials (evtl. mit geringfügig abweichender Zusammensetzung) oder unterschiedlicher Beschichtungsmaterialien handeln. Eine solche Einzelschicht kann z. B. auch eine Anbindungsschicht für die eigentliche Korrosionsschutzschicht sein. Eine solche Anbindungsschicht kann z. B. Titan und/oder Chrom beinhalten.According to a preferred development, it is provided that the corrosion protection coating applied by means of the PVD technology consists of several individual layers (so-called multi-layer). These may be single layers of the same coating material (possibly with a slightly different composition) or different coating materials. Such a single layer can, for. B. also be a bonding layer for the actual corrosion protection layer. Such a connection layer can, for. For example, titanium and / or chromium.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das höherfeste Stahlblechmaterial als Band ausgebildet ist, wobei die Korrosionsschutzbeschichtung aufgebracht wird, bevor das Band zu einem Coil gewickelt wird. Ein solches Coil zeichnet sich dadurch aus, dass dieses transport- und/oder lagerfähig und insbesondere versandgeeignet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Korrosionsschutzbeschichtung unmittelbar im Anschluss an die Herstellung des höherfesten Stahlblechmaterials aufgebracht wird. Dies erfolgt bevorzugt herstellerseitig. Mit „unmittelbar” ist gemeint, dass das zu beschichtende höherfeste Stahlblechmaterial nicht oder nur für geringe Zeit zwischengelagert wird, um schädliche Einflüsse zu vermeiden.According to a preferred embodiment, it is provided that the higher-strength steel sheet material is formed as a band, wherein the anti-corrosion coating is applied before the tape is wound into a coil. Such a coil is characterized by the fact that this is transportable and / or storable and in particular suitable for shipping. In particular, it is provided that the corrosion protection coating is applied immediately after the production of the higher-strength steel sheet material. This is preferably done by the manufacturer. By "immediate" it is meant that the higher strength steel sheet to be coated is not stored or temporarily stored for a short time in order to avoid harmful influences.

Bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass die Korrosionsschutzbeschichtung im Herstellungsprozess zu einem frühest möglichen Zeitpunkt aufgebracht wird, um so die quasi noch ungeschützte Oberfläche des höherfesten Stahlblechmaterials insbesondere vor einer nachteiligen Wasserstoffeinwirkung zu schützen. Hierdurch kann eine ursprünglich sehr hohe Zugfestigkeit des höherfesten Stahlblechmaterials über den weiteren Verlauf des Herstellungsprozesses erhalten werden. Eine solche Vermeidung einer frühen Wasserstoffschädigung kann möglicherweise auch dazu führen, dass herstellerseitig höherfeste Stahlblechmaterialien mit besseren mechanischen Werkstoffeigenschaften, insbesondere mit einer höheren Zugfestigkeit, bereitgestellt werden können, als gegenwärtig möglich.Preferably, it is also provided that the corrosion protection coating is applied in the manufacturing process at an earliest possible time, so as to protect the quasi-unprotected surface of the higher-strength steel sheet material in particular against adverse effects of hydrogen. As a result, an originally very high tensile strength of the higher-strength steel sheet material can be obtained over the further course of the production process. Such avoidance of early hydrogen damage may also potentially result in the manufacturer being able to provide higher strength steel sheet materials having better mechanical material properties, particularly higher tensile strength, than currently possible.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das höherfeste Stahlblechmaterial als Einzelplatine bzw. Tafel ausgebildet ist, wobei die Korrosionsschutzbeschichtung aufgebracht wird, bevor die Einzelplatine einem Platinenstapel zugeführt wird. Ein solcher Platinenstapel zeichnet sich dadurch aus, dass dieser transport- und/oder lagerfähig und insbesondere versandgeeignet ist. Das Aufbringen der Korrosionsschutzbeschichtung mittels einer PVD-Technologie erfolgt hier herstellerseitig und gemäß den vorausgehenden Ausführungen idealerweise zu einem frühest möglichen Zeitpunkt.According to a preferred embodiment, it is provided that the higher-strength steel sheet material is formed as a single board or panel, wherein the corrosion protection coating is applied before the individual board is fed to a blank stack. Such a stack of boards is characterized by the fact that it is transportable and / or storable and in particular suitable for shipping. Applying the anti-corrosion coating by means of A PVD technology is here at the manufacturer and in accordance with the preceding statements ideally at the earliest possible time.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das höherfeste Stahlblechmaterial als Einzelplatine bzw. Tafel ausgebildet ist, wobei die Korrosionsschutzbeschichtung aufgebracht wird, unmittelbar (siehe hierzu vorausgehende Ausführungen) bevor das höherfeste Stahlblechmaterial verarbeitet wird. Eine solche Verarbeitung kann z. B. ein Schneiden, ein Umformen und/oder ein Fügen (Schweißen, Kleben usw.) sein. Das Aufbringen der Korrosionsschutzbeschichtung mittels einer PVD-Technologie erfolgt hier insbesondere verarbeiterseitig.According to a preferred embodiment, it is provided that the higher-strength steel sheet material is formed as a single board or panel, wherein the corrosion protection coating is applied, directly (see previous versions) before the higher-strength steel sheet material is processed. Such processing may, for. B. cutting, forming and / or joining (welding, gluing, etc.). The application of the corrosion protection coating by means of a PVD technology is carried out here in particular the processor side.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Korrosionsschutzbeschichtung auf das höherfeste Stahlblechmaterial aufgebracht wird, nachdem dieses zu einem Blechformteil umgeformt wurde. Evtl. ist vor dem Aufbringen der Korrosionsschutzbeschichtung mittels einer PVD-Technologie eine Reinigung des Blechformteils erforderlich.According to a preferred embodiment, it is provided that the corrosion protection coating is applied to the higher-strength steel sheet material after it has been formed into a sheet metal part. Possibly. Before the application of the anti-corrosion coating by means of a PVD technology, a cleaning of the sheet metal part is required.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann weitere, hier im einzelnen nicht näher erläuterte Schritte umfassen, wie z. B. ein abschließendes Aufbringen einer sekundären Korrosionsschutzbeschichtung (bspw. Beölen).The inventive method may include further, not explained in detail here in detail steps such. B. a final application of a secondary anti-corrosion coating (eg., Oiling).

Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein höherfestes Stahlblechmaterial gemäß einer oben genannten Ausführung, welches mit einem Verfahren gemäß den vorausgehenden Ausführungen hergestellt wurde. Ein solches höherfestes Stahlblechmaterial findet bevorzugt Verwendung im Fahrzeugbau und insbesondere im Karosseriebau für Kraftfahrzeuge, wie bereits oben ausgeführt.The invention also extends to a high strength sheet steel material according to an embodiment mentioned above, which was produced by a method according to the preceding embodiments. Such a high-strength sheet steel material is preferably used in vehicle construction and in particular in the bodywork for motor vehicles, as already stated above.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf die Verwendung einer PVD-Technologie zur Erzeugung einer zinkhaltigen Korrosionsschutzbeschichtung auf einem höherfesten Stahlblechmaterial, gemäß den vorausgehenden Ausführungen.The invention also extends to the use of a PVD technology to produce a zinc-containing anticorrosive coating on a higher strength steel sheet material according to the preceding embodiments.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the figures. Show it:

1 zwei Ausführungsformen eines höherfesten Stahlblechmaterials mit einer mittels der PVD-Technologie aufgebrachten Korrosionsschutzbeschichtung, jeweils in einer schematischen Schnittansicht; und 1 two embodiments of a high-strength sheet steel material with an applied by PVD technology corrosion protection coating, each in a schematic sectional view; and

2 eine PVD-Durchlauf-Beschichtungsanlage in einer schematischen Seitenansicht. 2 a PVD continuous coating machine in a schematic side view.

1a zeigt in einer nicht maßstabsgerechten, schematischen Schnittansicht ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Blechmaterial. Bei dessen Blechgrundmaterial 12 handelt es sich um ein höherfestes Stahlblechmaterial, gemäß einer oben genannten Ausführung. Das höherfeste Stahlblechmaterial 12 weist beispielhaft eine Zugfestigkeit von mehr als 1000 MPa auf. Auf dem höherfesten Stahlblechmaterial 12 ist beidseitig und vollflächig eine Korrosionsschutzbeschichtung 14 aufgebracht, gemäß einer oben genannten Ausführung. Die Korrosionsschutzbeschichtung 14 enthält einen Zinkanteil bzw. ist aus einem zinkhaltigen Beschichtungsmaterial gebildet. Die Korrosionsschutzbeschichtung 14 ist jeweils einlagig ausgebildet. 1a shows in a not-to-scale, schematic sectional view with a total of 10 designated sheet metal material. At the sheet metal base material 12 it is a high-strength steel sheet material, according to an above embodiment. The higher-strength steel sheet material 12 has an exemplary tensile strength of more than 1000 MPa. On the higher-strength steel sheet material 12 is a corrosion protection coating on both sides and over the entire surface 14 applied, according to an above embodiment. The corrosion protection coating 14 contains a zinc content or is formed from a zinc-containing coating material. The corrosion protection coating 14 is each formed in one layer.

1b zeigt eine mehrlagige Korrosionsschutzbeschichtung 14, die aus zwei Einzelschichten 141 und 142 besteht. Eine solche Korrosionsschutzbeschichtung kann auch als Multischicht bezeichnet werden. Bei der äußeren Schicht bzw. Lage 142 handelt es sich um die eigentliche Korrosionsschutzschicht, die aus dem zinkhaltigen Beschichtungsmaterial gebildet ist. Bei der inneren Schicht 141 handelt es sich um eine Anbindungsschicht, die z. B. Titan und/oder Chrom beinhaltet. Die Anbindungsschicht 141 ist dünner als die eigentliche Korrosionsschutzschicht 142 ausgebildet. Mit einer Multischicht kann u. U. eine weitere Verbesserung der Korrosionsschutzwirkung erreicht werden. Eine Multischicht kann auch mehr als zwei Einzelschichten umfassen. 1b shows a multi-layer anti-corrosion coating 14 made up of two individual layers 141 and 142 consists. Such a corrosion protection coating can also be referred to as a multilayer. In the outer layer or position 142 it is the actual corrosion protection layer, which is formed from the zinc-containing coating material. At the inner layer 141 it is a connection layer, the z. As titanium and / or chromium includes. The connection layer 141 is thinner than the actual corrosion protection layer 142 educated. With a multilayer u. U. a further improvement of the corrosion protection effect can be achieved. A multilayer can also comprise more than two individual layers.

Die in den 1a und 1b gezeigte Korrosionsschutzbeschichtung 14 wird mittels einer PVD-Technologie auf das höherfeste Stahlblechmaterial 12 aufgebracht. Dies bietet die Vorteile einer nicht vorhandenen oder nur sehr geringen Wärmebeeinflussung und/oder Wasserstoffbeeinflussung des höherfesten Stahlblechmaterials 12. Das Aufbringen der Korrosionsschutzbeschichtung 14 kann z. B. mittels einer PVD-Durchlauf-Beschichtungsanlage erfolgen, wie nachfolgend anhand der 2 beispielhaft näher erläutert.The in the 1a and 1b shown corrosion protection coating 14 is applied to the higher-strength steel sheet material by means of PVD technology 12 applied. This offers the advantages of a non-existent or only very small heat influence and / or hydrogen influencing of the higher-strength steel sheet material 12 , The application of the corrosion protection coating 14 can z. B. by means of a PVD pass coating system, as described below with reference to 2 exemplified in more detail.

2 (Quelle: Fa. Oerlicon/Leybold) zeigt ein Ausführungsbeispiel einer PVD-Durchlauf-Beschichtungsanlage in einer schematischen Seitenansicht. Die Anlage ist nicht Gegenstand der Erfindung. Die Anlage ist insgesamt mit 20 bezeichnet und wird gemäß den Pfeilen von links nach rechts von dem zum beschichtenden höherfesten Stahlblechmaterial 12 durchlaufen. Das höherfeste Stahlblechmaterial 12 wird als Band bzw. Stahlband bereitgestellt, wobei das Band eingangsseitig z. B. auf einem Coil bereitgestellt wird, der Anlage 20 kontinuierlich zugeführt wird und ausgangsseitig wieder auf ein Coil aufgewickelt wird (so genannte Luft zu Luft Bandbeschichtungsanlage). Eine solche Bandbeschichtungsanlage ist insbesondere für hohe Tonnagen, d. h. für eine höhere Ausbringung geeignet, wie dies z. B. für die Großserien-Fertigungsanwendung erforderlich ist. Ebenso könnten mit einer solchen Anlage 20 auch Einzelplatinen und/oder Blechformteile beschichtet werden, wozu ggf. bauliche Anpassungen erforderlich wären. Die Anlage 20 kann herstellerseitig (bezogen auf den Hersteller und/oder Weiterverarbeiter des höherfesten Stahlblechmaterials) oder verarbeiterseitig (beispielsweise bei einem OEM) betrieben werden. 2 (Source: Fa. Oerlicon / Leybold) shows an exemplary embodiment of a PVD continuous coating machine in a schematic side view. The system is not the subject of the invention. The plant is in total with 20 and is indicated by the arrows from left to right of the to be coated higher strength steel sheet material 12 run through. The higher-strength steel sheet material 12 is provided as a band or steel strip, wherein the band on the input side z. B. is provided on a coil, the plant 20 is fed continuously and the output side is wound up again on a coil (so-called air to air coil coating plant). Such a strip coating plant is particularly suitable for high tonnage, ie for a higher output, as z. B. is required for large-scale production application. Likewise, with such a facility 20 Also individual boards and / or sheet metal parts are coated, including possibly structural adjustments would be required. The attachment 20 can be operated by the manufacturer (based on the manufacturer and / or processor of the higher-strength steel sheet material) or on the processor side (for example at an OEM).

Die Anlage 20 umfasst mehrere Abschnitte bzw. Stationen. Von links nach rechts sind dies: eine Eingangsschleuse 21, eine Reinigungsstation 22, eine Richtstation 23, zwei Vorbeschichtungsstationen 24a und 24b die zusammen mit zwei Hauptbeschichtungsstationen 25a und 25b in einer Beschichtungskammer 30 angeordnet sind, und eine Ausgangsschleuse 26. Die Eingangsschleuse 21 und die Ausgangsschleuse 26 dienen vorrangig dazu, einen Unterdruck oder auch einen evakuierten Innenbereich innerhalb der Anlage 20 und insbesondere innerhalb der Beschichtungskammer 30 zu gewährleisten.The attachment 20 includes several sections or stations. From left to right these are: an entrance lock 21 , a cleaning station 22 , a straightening station 23 , two pre-coating stations 24a and 24b which together with two main coating stations 25a and 25b in a coating chamber 30 are arranged, and an exit lock 26 , The entrance lock 21 and the exit lock 26 serve primarily to a negative pressure or an evacuated interior area within the plant 20 and especially within the coating chamber 30 to ensure.

Das zu beschichtende höherfeste Stahlblechmaterial 12 wird der Anlage 20 linksseitig zugeführt und gelangt durch die Eingangsschleuse 21 in den evakuierten Innenbereich der Anlage 20. Dort erfolgt an der Reinigungsstation 22 zunächst eine Reinigung der zu beschichtenden Materialoberflächen, bspw. mittels von Plasmareinigung. Anschließend wird das zu beschichtende höherfeste Stahlblechmaterial 12 in der Richtstation 23 mechanisch geradegerichtet, bevor es in die Beschichtungskammer 30 gelangt.The higher-strength sheet steel material to be coated 12 will the plant 20 supplied on the left side and passes through the entrance lock 21 in the evacuated interior of the plant 20 , There takes place at the cleaning station 22 First, a cleaning of the material surfaces to be coated, eg. By means of plasma cleaning. Subsequently, the higher-strength steel sheet material to be coated is coated 12 in the straightening station 23 mechanically straightened before entering the coating chamber 30 arrives.

In der Beschichtungskammer 30 wird von der Vorbeschichtungsstation 24a auf die Unterseite des höherfesten Stahlblechmaterials 12 mittels einer PVD-Technologie eine Anbindungsschicht bzw. Grundschicht 141 aufgebracht. Anschließend wird das höherfeste Stahlblechmaterial 12 mittels von Umlenkwalzen 28 innerhalb der Beschichtungskammer 30 umgelenkt. Anschließend wird von der Vorbeschichtungsstation 24b auf die Oberseite des höherfesten Stahlblechmaterials 12 ebenfalls eine Anbindungsschicht 141 aufgebracht. Das nun beidseitig mit einer Anbindungsschicht 141 versehene höherfeste Stahlblechmaterial 12 wird nun den beiden Hauptbeschichtungsstationen 25b und 25a zugeführt, wo jeweils auf die Anbindungsschicht 141 eine weitere Schicht aufgebracht wird, bei der es sich um die eigentliche Korrosionsschutzschicht 142 handelt, wie oben erläutert. Hierbei wird das höherfeste Stahlblechmaterial 12 innerhalb der Beschichtungskammer 30 mehrmals durch Umlenkwalzen 28 umgelenkt.In the coating chamber 30 is from the precoating station 24a on the underside of the higher strength steel sheet material 12 by means of a PVD technology, a bonding layer or base layer 141 applied. Subsequently, the higher-strength steel sheet material 12 by means of guide rollers 28 within the coating chamber 30 diverted. Subsequently, from the precoating station 24b on top of the higher strength steel sheet material 12 also a connection layer 141 applied. This now on both sides with a connection layer 141 provided higher strength steel sheet material 12 will now be the two main coating stations 25b and 25a fed, where in each case on the connection layer 141 another layer is applied, which is the actual anticorrosion layer 142 acts as explained above. This is the higher-strength steel sheet material 12 within the coating chamber 30 several times by deflection rollers 28 diverted.

Die gezeigten Beschichtungsstationen 24a/24b und 25a/25b arbeiten in der gezeigten Anlage 20 nach dem Prinzip des Elektronenstrahlverdampfens. Eine Wolfram-Glühkathode 29 (beispielhaft an der Beschichtungsstation 24b gezeigt) emittiert Elektronen, die über ein Magnetfeld fokussiert und auf den zu verdampfenden festen Beschichtungswerkstoff in einem Tiegel 27 gerichtet werden. Beim Auftreffen auf die Materialoberfläche des Beschichtungswerkstoffs bringen die hochenergetischen Elektronen das Beschichtungsmaterial zum Verdampfen, was durch den Unterdruck bzw. das Vakuum innerhalb der Beschichtungskammer 30 unterstützt wird. Der Materialdampf breitet sich kegelförmig in Richtung der zu beschichtenden Materialoberfläche des höherfesten Stahlblechmaterials 12 aus, was mit gepunkteten Dreiecken symbolisch dargestellt ist, wo der Materialdampf kondensiert und eine die Beschichtung bildende Schichtlage ausbildet.The coating stations shown 24a / 24b and 25a / 25b work in the shown plant 20 according to the principle of electron beam evaporation. A tungsten hot cathode 29 (by way of example at the coating station 24b shown) emits electrons that focus over a magnetic field and onto the solid coating material to be evaporated in a crucible 27 be directed. Upon impact with the material surface of the coating material, the high energy electrons vaporize the coating material due to the negative pressure or vacuum within the coating chamber 30 is supported. The material vapor spreads conically in the direction of the material surface to be coated of the higher-strength steel sheet material 12 from what is shown symbolically with dotted triangles, where the material vapor condenses and forms a coating layer forming the coating.

Die Anbindungsschicht 141 und die eigentliche Korrosionsschutzschicht 142 bilden zusammen die Korrosionsschutzschutzbeschichtung 14, wie in 1b gezeigt. In vorteilhafter Weise kann mittels der PVD-Technologie sowohl für die Anbindungsschicht 141 als auch für die eigentliche Korrosionsschutzschicht 142 ein gleichmäßiger Auftrag erreicht werden, wie in der 1 gezeigt.The connection layer 141 and the actual corrosion protection layer 142 together form the anti-corrosion protection coating 14 , as in 1b shown. Advantageously, by means of the PVD technology both for the bonding layer 141 as well as for the actual corrosion protection layer 142 a uniform order can be achieved, as in the 1 shown.

Im Anschluss an die Beschichtungskammer 30 verlässt das nun mit einer Korrosionsschutzbeschichtung 14 versehene Blechmaterial 10 die Anlage 20 rechtsseitig durch die Ausgangsschleuse 26.Following the coating chamber 30 leave this with a corrosion protection coating 14 provided sheet metal material 10 the attachment 20 on the right side through the exit lock 26 ,

Die Korrosionsschutzbeschichtung 14 kann, wie in der 1a gezeigt, nur aus einer einzelnen Schicht, d. h. einlagig, ausgebildet sein. In einfacher Weise werden hierzu die Vorbeschichtungsstationen 24a/24b der Anlage 20 nicht in Betrieb genommen.The corrosion protection coating 14 can, as in the 1a shown, only from a single layer, ie single-layer, be formed. In a simple way, this will be the precoating stations 24a / 24b the plant 20 not put into operation.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Blechmaterialsheet material
1212
höherfestes Stahlblechmaterial (Blechgrundmaterial)high-strength steel sheet material (sheet metal base material)
1414
KorrosionsschutzbeschichtungAnticorrosion coating
141141
innere Schicht (Anbindungsschicht)inner layer (bonding layer)
142142
äußere Schicht (eigentliche Korrosionsschutzschicht)outer layer (actual corrosion protection layer)
2020
PVD-Durchlauf-BeschichtungsanlagePVD run-coating plant
2121
Eingangsschleuseentry lock
2222
Reinigungsstationcleaning station
2323
Richtstationstraightening station
24a/24b24a / 24b
Vorbeschichtungsstation(en)Vorbeschichtungsstation (s)
25a/25b25a / 25b
Hauptbeschichtungsstation(en)Main coating station (s)
2626
Ausgangsschleuseexit lock
2727
Tiegel (für Beschichtungsmaterial)Crucible (for coating material)
2828
Umlenkwalze(n)Deflection roller (s)
2929
Kathodecathode
3030
Beschichtungskammercoating chamber

Claims (11)

Verfahren zum Aufbringen einer metallischen Korrosionsschutzbeschichtung (14) auf einem höherfesten Stahlblechmaterial (12), gekennzeichnet dadurch, dass die Korrosionsschutzbeschichtung (14) zumindest bereichsweise unter Anwendung einer PVD-Technologie auf das höherfeste Stahlblechmaterial (12) aufgebracht wird.Method for applying a metallic anticorrosive coating ( 14 ) on one high-strength steel sheet material ( 12 ), characterized in that the corrosion protection coating ( 14 ) at least in regions using a PVD technology on the high-strength steel sheet material ( 12 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionsschutzbeschichtung (14) einen Zinkanteil enthält.A method according to claim 1, characterized in that the corrosion protection coating ( 14 ) contains a zinc content. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionsschutzbeschichtung (14) im Wesentlichen aus Zink gebildet ist.A method according to claim 2, characterized in that the corrosion protection coating ( 14 ) is formed essentially of zinc. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionsschutzbeschichtung (14) aus mehreren Einzelschichten (141, 142) besteht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the corrosion protection coating ( 14 ) of several individual layers ( 141 . 142 ) consists. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das höherfeste Stahlblechmaterial (12) als Band ausgebildet ist, wobei die Korrosionsschutzbeschichtung (14) aufgebracht wird, bevor das Band zu einem Coil gewickelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the higher-strength steel sheet material ( 12 ) is formed as a band, wherein the corrosion protection coating ( 14 ) is applied before the tape is wound into a coil. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionsschutzbeschichtung (14) unmittelbar im Anschluss an die Herstellung des höherfesten Stahlblechmaterials (12) aufgebracht wird.A method according to claim 5, characterized in that the corrosion protection coating ( 14 ) immediately after the production of the higher-strength steel sheet material ( 12 ) is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das höherfeste Stahlblechmaterial (12) als Einzelplatine ausgebildet ist, wobei die Korrosionsschutzbeschichtung (14) aufgebracht wird, bevor die Einzelplatine einem Platinenstapel zugeführt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the higher-strength steel sheet material ( 12 ) is formed as a single board, wherein the corrosion protection coating ( 14 ) is applied before the single board is fed to a board stack. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das höherfeste Stahlblechmaterial (12) als Einzelplatine ausgebildet ist, wobei die Korrosionsschutzbeschichtung (14) aufgebracht wird, unmittelbar bevor das höherfeste Stahlblechmaterial (12) verarbeitet wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the higher-strength steel sheet material ( 12 ) is formed as a single board, wherein the corrosion protection coating ( 14 ) is applied immediately before the higher-strength steel sheet material ( 12 ) is processed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionsschutzbeschichtung (14) auf das höherfeste Stahlblechmaterial (12) aufgebracht wird, nachdem dieses zu einem Blechformteil umgeformt wurde.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the corrosion protection coating ( 14 ) on the higher-strength steel sheet material ( 12 ) is applied after it has been converted to a sheet metal part. Höherfestes Stahlblechmaterial (12) mit einer Korrosionsschutzbeschichtung (14), hergestellt mit einem Verfahren gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche.Higher strength sheet steel material ( 12 ) with a corrosion protection coating ( 14 ) prepared by a method according to any one of the preceding claims. Verwendung einer PVD-Technologie zur Erzeugung einer zinkhaltigen Korrosionsschutzbeschichtung (14) auf einem höherfesten Stahlblechmaterial (12).Use of a PVD technology for producing a zinc-containing corrosion protection coating ( 14 ) on a higher strength steel sheet material ( 12 ).
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