DE1206695B

DE1206695B - Verfahren zum Herstellen von metallischen UEberzuegen, gegebenenfalls auch Lack- und Kunststoffueberzuegen, mit einer bestimmten Oberflaechenrauhigkeit, insbesondere aufMetallbaendern und -blechen

Info

Publication number: DE1206695B
Application number: DEST15129A
Authority: DE
Inventors: Vincenz Seul; Dr-Ing Karl-Hei Schmitt-Thomas; Dipl-Chem Walter Fichtel
Original assignee: Stahl & Walzwerke Rasselstein
Current assignee: Stahl & Walzwerke Rasselstein
Priority date: 1959-05-14
Filing date: 1959-05-14
Publication date: 1965-12-09

Description

Verfahren zum Herstellen von metallischen Überzügen, gegebenenfalls auch Lack- und Kunststoffüberzügen, mit einer bestimmten Oberflächenrauhigkeit, insbesondere auf Metallbändern und -blechen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von metallischen Überzügen, gegebenenfalls auch Lack- und Kunststoffüberzügen, mit einer bestimmten Oberflächenrauhigkeit, insbesondere auf Metallbändern und -blechen. So ist beispielsweise bei durch metallischen Überzug veredelten, ebenso wie bei lackierten oder mit einem Kunststoffüberzug versehenen Bändern oder Blechen eine bestimmte Oberflächenrauhigkeit erwünscht.
Bei der Verarbeitung veredelter, z. B. mit einem metallischen Überzug versehener Bleche, zu den verschiedensten Gegenständen, z. B. Konservendosen, werden diese Bleche durch Falzen, Ziehen od. dgl. verformt. Für diese Verformung ist die Oberflächenrauhigkeit der Überzüge der Bleche von wesentlichem Einfluß. Man hat bisher diese gewünschte Oberflächenrauhigkeit nur mittelbar dadurch erzeugt, daß beim Nachwalzen (Dressieren) des zu überziehenden Grundmaterials Walzen mit einer bestimmten Oberflächenrauhigkeit verwendet wurden. Die erforderliche Rauhigkeit der Walzenoberfläche wurde durch mechanische Oberflächenbearbeitung - z: B. durch Sandstrahlen - hergestellt. Es ist mit Schwierigkeiten verbunden, bei dieser Arbeitsweise über die Oberflächenrauhigkeit des Grundmaterials schließlich eine ganz bestimmte Oberflächenrauhigkeit des fertigüberzogenen Materials zu erzielen. Verständlicherweise wird die ursprüngliche, durch das Nachwalzen des Grundmaterials erzielte Oberflächenrauhigkeit durch die Aufbringung des Überzugs nicht unwesentlich verändert. Somit ist das bisherige Verfahren nur in indirekter Weise geeignet, die schließlich erreichte Oberfläche des metallisch überzogenen Materials zu beeinflussen. Ähnliches gilt auch für lackierte oder mit einem Kunststoffüberzug versehene Bleche und Bänder.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bestimmte Oberflächenrauhigkeit von Überzügen, insbesondele auf Metallbändern und -blechen, in unmittelbarer und wirtschaftlicher Weise herzustellen. Die die Oberflächenrauhigkeit bestimmenden Faktoren, wie Rauhtife, Traganteil usw., werden durch das erfindungsgemäße Verfahren in direkter Einflußnahme gesteuert.
Zu diesem Zweck werden nach der Erfindung die noch im plastischen bzw. halb erstarrten Zustand vorliegende Überzüge kurz vor ihrer Erstarrung der Schwingungsenergie höherer Frequenz, vorzugsweise von Frequenzen im Ultraschallbereich ausgesetzt, so daß die durch die Schwingungen erzeugten Formänderungen der Oberfläche erhalten bleiben.
Die Anwendung von Schwingungsenergie höherer Frequenz beim Aufbringen eines Überzuges ist aus zwei älteren Vorschlägen an sich bereits bekannt. Die Aufgabe dieser vorbekannten Verfahren- besteht jedoch grundsätzlich darin, einen festhaftenden Überzug aus Lack, Kunststoff od. dgl. auf metallische Gegenstände aufzubringen. Um nun eine feste Verbindung zwischen Überzug und metallischem Grundmaterial zu erzielen bzw. diese Haftung zu verbessern, soll Schwingungsenergie höherer Frequenz, einschließlich Ultraschall, angewandt werden, um den Überzug in die Poren des Grundkörpers hineinzutreiben. Aus der Beschreibung beider Verfahren geht hervor, daß dieses Eintreiben des überzugsmaterials in die Poren des Grundkörpers tatsächlich nur dann bewerkstelligt werden kann, wenn sich die überzugsschicht noch in flüssigem oder halbflüssigem Zustand befindet. Es ist klar, daß eine rauhe Oberfläche nicht erzielt werden kann, wenn sich die überzugsschicht noch in einem flüssigen bzw. halbflüssigen Zustand befindet, da die Schwingungsenergie keine bleibende Formänderung der Oberfläche erzielen würde. Nach der Erfindung hingegen wird die überzugsschicht in einem ganz speziellen Zustand mit Schwingungsenergie behandelt, nämlich dann, wenn sie sich in einem solchen plastischen Zustand befindet, daß die durch die Schwingungen erzeugten Formänderungen der Oberfläche erhalten bleiben.
Es ist des weiteren ein Verfahren zur Feuerverzinnung von Blechen bekannt, bei welcher die Bleche in bekannter Weise zunächst durch die Zinnschmelze und anschließend durch ein Pahnölbad gefühxt;werden. Vor dem Austritt jedes Bleches wird`die'üntere Blechkante mit einem Vibrator lediglich zu dem Zweck kräftig geschüttelt, um das Abschütteln des überschüssigen Zinns von der unteren Blechkante zu erreichen. Auch mit diesem Verfahren wird jedoch die Oberflächenrauhigkeit des - überzügs-nirht = beeinflußt. . .. . _' e..
Nach der Erfindung-werden nun zur Beeinflussung der Oberflächenrauhigkeit von metalliseften Bändern oder Blechen Bänder oder Bleche mit glatter Oberfläche verwendet (indem beim Nachwalzen bzw. Dressieren der Bänder oder Bleche Walzen mit glatter - Oberfläche venv`endet -werden), - auf- deriei" riäcW Aufbringen des Metallüberzugs durch Beaufschlagung mit Schwingungsenergie höherer Frequenz -eine Oberflächenrauhigkeit des Überzugs erzeugt wird, die größer ist als diejenige des Grundmaterials. Die nach diesem Verfahren erzeugten bzw. behandelten metallisierten Bänder oder Bleche haben den Vorzug, daß sie nicht nur eine für: Verformungsvorgänge vorteilhafte rauhe Oberfläche des Metallüberzugs aufweisen, sondern zugleich auch eine ausgezeichnete_Lötfähigkeit besitzen, was -beispielsweise bei verzinnten Blechen für die Weiterverarbeitung von großer Bedeutung ist. Neuere Untersuchungen haben ergeben, daß bei metallisierten Blechen oder Bändern ein wesentlicher Unterschied in bezug auf die Lötfähigkeit vorhanden ist, je nachdem, ob das Grundmaterial eine glatte oder rauhe Oberfläche aufweist. Es hat sich herausgestellt, daß bei einem Grundmaterial mit glatter Oberfläche bei Lötvorgängen ein besseres Fließen des Lotes eintritt als bei einem Grundmaterial mit rauher Oberfläche. Mit dem neuen vorbeschriebenen Verfahren ist also die Möglichkeit gegeben, in dem so erzeugten Material für beide Verarbeitungsarten, d. h. sowohl für die Verformung als auch das Löten optimale Bedingungen zu vereinigen. Diese Möglichkeit stellt einen großen Fortschritt dar.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft auch bei elektrolytisch metallisierten Bändern oder Blechen angewandt werden, bei denen die galvanisch aufgebrachte metallische Überzugsschicht nachträglich noch durch Erhitzung aufgeschmolzen und anschließend in einer Flüssigkeit abgeschreckt wird. Zur Anwendung des neuen Verfahrens werden die Bleche oder Bänder beim Eintauchen in das Abschreckbad ein- oder beidseitig mit Schwingungsenergie beaufschlagt, wobei die Abschreckflüssigkeit zugleich als Kopplungsflüssigkeit verwendet wird. Hierbei werden die Schwingungserreger, z. B. Schallköpfe einer Ultraschallanlage, im Abschreckbad in entsprechendem Abstand und unter geeignetem Winkel zum Band oder Blech angeordnet, so daß die plastische Überzugsschicht des Bandes oder Bleches, z. B. der galvanisch aufgebrachte und aufgeschmolzene Zinnüberzug eines Eisenbandes, beim Eintauchen in das Abschreckbad der Schwingungsenergie ausgesetzt wird.
Die Schwingungsenergie höherer Frequenz wirkt sich so auf die Oberfläche der Überzüge aus, daß eine bestimmte, für die Verarbeitung optimale Oberflächenrauhigkeit des Überzugs erzielt wird. Hierbei können die Schwingungserreger sowohl auf einer als auch auf beiden Seiten des eintauchenden Bandes oder Bleches angeordnet sein, entsprechend den Erfordernissen der auf den beiden Seiten erwünschten Oberflächenrauhigkeit des Überzugs. Die letztere kann in verschiedener Weise mddifiziert werden, und zwar durch Frequenzäuderüng der Schwingungsenergie, durch Intensitätsänderung derselben oder aber: durch Veränderqng Windes-Abstandes und,der-Winkel`yderScUwingungserreger zuiri# Band oder Blech sowie=aüch durch- Wahl-ei'ner bestimmten`-tiirtnftclitiefe dieser Schwingungserreger im Abschreckbad. Die.Oberflächenrauhigkeit der Überzüge kann weiterhin dureh Veränderung der Bandgeschwindigkeit bei konstanter Frequenz beeinflußt werden. Schließlich kann sie auch durch Überlagerung verschiedener Frequenzen oder gegeneinander verschobener Frequenzen gesteuert werden.
äs-Verfahreii: näcWTer-Efädurig käriri -wefterhin auch zum Herstellen einer bestimmten Oberflächenrauhigkeit von im Schmelzbad metallisierten Bändern oder Blechen benutzt werden,-indem die Bänder oder Bleche nach dem Verlassen des Schmelzbades in einem flüssigen Medium mit Schwingungsenergie beaufschlagt werden, wobei das flüssige Medium zugleich als Kopplungsflüssigkeit verwendet wird. So können -beispielsweise bei der Feuerverzinnung von Blechen oder Bändern diese in dem über der Zinnschmelze angeordneten Palmfett, und zwar zweckmäßig nach dem Durchgang durch die Abquetschwalzen mit Schwingungsenergie beaufschlagt werden, wobei die Schwingungserreger in diesem Palmfettbad an geeigneter Stelle angeordnet sind..
Die Erfindung ist nicht nur auf das Herstellen einer bestimmten Oberflächenrauhigkeit bei metallisch überzogenen Blechen oder Bändern beschränkt. Gegebenenfalls kann mittels Schwingungsenergie auch die Oberflächenrauhigkeit von z. B. Kunststoff-oder Lacküberzügen auf Blechen oder Bändern beeinflußt werden. Auch hier werden vorteilhaft höhere Frequenzen, die in das Ultraschallgebiet reichen, angewandt: Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einen Lack- oder Kunststoffüberzug ist es notwendig, diesen Überzug durch einen Trockenprozeß in einen solchen plastischen Zustand zu überführen, daß dann die Schwingungsenergie Formänderungen an seiner Oberfläche erzeugt, die endgültig sind bzw. voll erhalten bleiben.
Die Erzeugung einer gewissen Oberflächenrauhigkeit der Überzüge auf insbesondere Bändern oder Blechen hat nicht nur eine vorteilhafte Wirkung in bezug auf Verformungsvorgänge, sondern diese Rauhigkeit -ist auch häufig erwünscht, weil die Überzüge dann weniger empfindlich gegen mechanische Oberflächenbeschädigungen sind.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen von metallischen Überzügen, gegebenenfalls auch Lack und Kunststoffüberzügen, mit einer bestimmten Oberflächenrauhigkeit, insbesondere auf Metallbändern und -blechen, dadurch gekennzeichnet, daß die noch im plastischen bzw. halberstarrten Zustand vorliegenden Überzüge kurz vor ihrer Erstarrung der Schwingungsnergie höherer Frequenz, vorzugsweise von Frequenzen im Ultraschallbereich ausgesetzt werden, so daß die durch die Schwingungen erzeugten Formänderungen der-Oberfäche erhalten bleiben.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Herstellen einer bestimmten-Oberfläehenrauhigkeit auf elektrolytisch metallisierten Bändern oder Blechen, deren metallische überzugsschicht durch Erhitzung aufgeschmolzen und anschließend in einer Flüssigkeit abgeschreckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche oder Bänder beim Eintauchen in das Abschreckbad ein- oder beidseitig mit Schwingungsenergie beaufschlagt werden, wobei die Abschreckflüssigkeit zugleich als Kopplungsflüssigkeit verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 zum Herstellen einer bestimmten Oberflächenrauhigkeit auf im Schmelzbad metallisierten Bändern oder Blechen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder oder Bleche nach dem Verlassen des Schmelzbades in einem flüssigen Medium mit Schwingungsenergie beaufschlagt werden, wobei das flüssige Medium zugleich als Kopplungsflüssigkeit verwendet wird.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche durch Frequenzänderung der Schwingungsenergie gesteuert wird.
5. Verfahren nach Anspüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenrauhigkeit durch Intensitätsveränderung der Schwingungsenergie gesteuert wird.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenrauhigkeit durch Veränderung des Abstandes bzw. des Winkels der Ultraschallquellen zum Körper gesteuert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenrauhigkeit durch die Eintauchtiefe der Schallquellen im Abschreckbad gesteuert wird. B.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenrauhigkeit durch überlagerung verschiedener Frequenzen oder gegeneinander verschobener Frequenzen gesteuert wird.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenrauhigkeit durch Veränderung der Bandgeschwindigkeit bei konstanter Frequenz gesteuert wird.
10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Anwendung magnetischer oder elektrostatischer Schwingungen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 886 576, 934 393; deutsche Auslegeschrift Nr. 1017 056; USA.-Patentschrift Nr. 2 686135.