DE1521136C3

DE1521136C3 - Verfahren zum Überziehen von langgestreckten Metallunterlagen unter Verwendung pulverformiger Materialien

Info

Publication number: DE1521136C3
Application number: DE1521136A
Authority: DE
Inventors: Albert Edward Killay Swansea Glamorganshire Jackson (Grossbritannien)
Original assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Current assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Priority date: 1963-06-17
Filing date: 1964-06-05
Publication date: 1974-05-30
Also published as: DE1521136A1; NL137232C; DE1521136B2; GB1035519A; US3364057A; LU46294A1; NL6406864A; FR1398354A; BE649157A

Description

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die eingangs geschilderten Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und ein Verfahren zum Aufbringen von Überzügen zu schaffen, indem ein verbessertes, zeitweilig wirkendes Bindemittel für das pulverförmige Ausgangsmaterial Verwendung findet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Klebemittel ein gallertartiges Metallhydroxid verwendet wird.

Durch dieses Verfahren wird sehr wirkungsvoll vermieden, daß das auf langgestreckte Metallunterlagen aufgegebene pulverförmige Material durch Vibration der Metallunterlage von dieser heruntergeschüttelt oder zumindest doch ungleichmäßig vor dem Walzen, d. h. vor dem festklebenden Verdichten, angeordnet wird. Darüber hinaus beeinträchtigt das vor dem Aufbringen des anfänglich pulverförmigen Überzuges aufgegebene Metallhydroxid die Eigenschaften des Endproduktes in keiner Weise.

Besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben;

Die ra;h dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Überzüge haften auch sehr fest an, und die mit dem Überzug versehenen Metallunterlagen können stark deformiert werden ohne Beschädigung oder Abblätterung des Überzuges.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

_. Beispiell

Eine wäßrige Lösung, enthaltend 1 Millimol Nickelchlorid pro Liter, wurde bei einer Stromdichte von 0,5 A/cm² 5 Stunden elektrolysiert, und zwar unter Verwendung einer Stahl-Kathode und einer Nickel-Anode. Während des Elektrolysevorganges wurde die Lösung mittels einer Pumpe umgewälzt. Die erhaltene Nickelhydroxid-Lösung wurde als Vorratslösung verwendet und derart verdünnt, daß man die nachstehend angegebenen Nickelhydroxid-Konzentrationen erhielt. Anschließend wurden Stahlproben von 22 · 10 cm in wäßriger Natrium-Hydroxid-Lösung kathodisch

ίο entfettet, dann getrocknet und gewogen. Daraufhin wurden die Proben in die kolloidale Lösung getaucht und daraufhin 60 Sekunden zum Abtropfen gelagert. Nach dieser Behandlung wurde Aluminiumpulver mittels einer entsprechenden Meßwalze aufgebracht.

Der Überzug wurde bei 100° C getrocknet, dann wurde die Probe gewogen, und dann wurde die Probe an jeder Seite derart in eine Vorrichtung auf geklemmt, daß die Ebene der Probe senkrecht stand; die Vorrichtung wies einen senkrecht stehenden Schlitten für ein Gewicht auf, welches auf die Kante der Probe fallen konnte. Es wurde ein Gewicht von 125 g verwendet, und man ließ es aus einer Höhe von 300 cm herabfallen. Dann wurde die Probe wieder gewogen und dann das Gewicht des durch den so bestimmten Schlag

as entfernten Pulvers. Dieses Verfahren wurde für verschiedene" Konzentrationen einer Nickelhydroxid-Lösung wiederholt."" ■.·'■. *'.

Nachdem der Hydroxidgehalt der kolloidalen Lösung und das Gewicht der von der Probe mitgenommenen Flüssigkeit bekannt war, wurde die Menge des Hydroxides im Überzug ausgerechnet. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhajten:.

g Ni(OH)₂ pro 1 Lösungsmittel	g Flüssigkeit auf Probe [g]	Ni(OH)₂-konz. auf der Probe [g/cm²]	Menge des Pulvers auf der Probe [g]	Dicke des Überzuges [μπι]	Gewicht des durch Schlag entfernten ; Materials fei	Entferntes Pulver [7ol
3	0,6	0,85-10-⁶	1,5	25	0,05	3
3	0,6	0,85 · 10-⁵	. 1,7	28	0,15	9
2,75	0,6	0,8 -10-⁵	1,5	25	0,10	7
. 2,75	0,6	0,8 -ΙΟ"⁵	2,0	33	0,25	12
2,5	0,6	0,7 -10-⁶	1,5	25	0,10	7
2,5	0,6	0,7 · ΙΟ-⁵	1,75	29	0,20	11
2,0	0,6	0,6 -10-⁵	1,5	25	0,20	14
2,0	0,6	0,6 -10-⁵	2,0	33	0,5	25
1,5	0,6	0,45 ■ ΙΟ-⁵	1,5	25	1,0	60
1,5	0,6	0,45-10-⁵	1,7	28	1,5	88
1,0	0,6	0,3 -10-⁵	1,5	25	1,2	80
1,0	■ 0,6	0,3 -10-⁶	2,0	33	1,8	90

Es wird angenommen, daß, wenn nicht mehr als 25% des Pulverüberzuges durch den beschriebenen Versuch entfernt werden, der Überzug so fest anhaftet, daß er die Erschütterungen einer kommerziellen durchgehenden Anlage zum Anbringen von Überzügen aushält.

Die vorstehend beschriebenen Proben wurden dann verdichtet, indem sie durch Verdichtungswalzen geschickt wurden, welche das Material mit 1,6 t/cm Breite belasteten und eine Streckung desselben um 3 °/₀ bewirkten". Dann wurden die Unterlagen während 30 Minuten auf 500° C erhitzt.

In allen Fällen, d. h. mit allen Überzugsgewichten von Nickelhydroxid und Aluminiumpulver nach der vorstehenden Tabelle, wurden fest anhaftende Aluminiumüberzüge erhalten. Die mit Überzug versehenen Proben wurden flach um 180° gebogen, und es wurden keine Beschädigungen oder Abblätterungen der Überzüge beobachtet.

B e i s ρ i el 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch eine kolloidale Lösung von Aluminiumhydroxid verwendet wurde. Dieses wurde, wie im Zusammenhang mit dem Beispiel 1 beschrieben, vorbereitet, wobei das Nickelchlorid durch 1 Millimol/1 Aluminium-Nitrat und die Nickel-Anode durch eine Aluminium-Anode ersetzt wurden.

Die erhaltenen Ergebnisse waren die folgenden:

	5	A1(OH)₃-Konz. auf Probe [g/cm²]	Menge des Pulvers auf der Probe [g]	Dicke des Überzuges [μπι]	6	Entferntes Pulver [°/ol
g Al(OH)₃ pro I Lösungsmittel	g Flüssigkeit auf Probe [g]	1,5 · 10-^s 1,5 · 10-^s 0,6 · 10-^B 0,6 · 10-^B	1,5 1,75 1,5 . 2,2- ■	25 30 25 - .:'35; ......	Gewicht des durch Schlag entfernten Materials [g]	23 51 42 57
5 5 2 2	0,6 0,6 0,6 0,6			0,35 , 0,9 . 0,63 ·.·,.,. 1,25

Die mit Überzug versehenen Proben wurden dann dadurch verdichtet, daß sie durch Verdichtungswalzen geführt wurden, die einen Druck von 1,6 t/cm Breite ausübten und eine Streckung von 4% verursachten. Dann wurden die Proben während 30 Minuten auf 500⁰C erhitzt. In allen Fällen, d. h. mit all den Überzugsgewichten von Aluminium-Hydroxid und Aluminiumpulver nach der vorstehenden Tabelle, wurden Aluminiumüberzüge erhalten, welche dem Verformungstest nach Beispiel 1 widerstanden.

Es wurden auch Stahlbleche mit Nickel und Zink überzogen, wobei das Verfahren nach Beispiel 1 verwendet wurde. Im Falle einer Verwendung vonNickelpulver hat sich ein Walzdruck von 4,8 bis 6 t/cm Breite als geeignet erwiesen, und eine Wärmebehandlung von 5 Stunden bei 700⁰C oder 2 Minuten bei 1000⁰C ergab befriedigende Ergebnisse. Im Falle einer Überzugsbildung mit Zinkpulver ist ein Walzdruck von 1,6 t/cm Breite geeignet, und eine Wärmebehandlung von 30 Minuten bei 35O⁰C ergab gute

Ergebnisse. Auch bei der Bildung von Überzügen aus diesen zwei Metallen konnte das mit Überzug versehene Blech flach um 180° gebogen werden, ohne daß der Überzug beschädigt oder abgeblättert" wurde.
Bei den vorstehenden Beispielen wurde eine Vorbehandlung des Rohmaterials beschrieben, bei welcher kathodisches Entfetten oder andere Reinigungsvorgänge notwendig waren. Es hat sich herausgestellt, daß das Anhaften des Überzuges durch Beizen der Unterlage in verdünnter Salpetersäure oder anderen

as stark oxydierenden Säuren vor dem Anbringen des Metallhydroxides wesentlich verbessert wurde. Eine geeignete Behandtang dieser Art ist ,beispielsweise Eintauchen in eine wäßrige Salpetersäure mit 5°/₀ Volumenkonzentration während 30 Sekunden.

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Claims

Patentansorüche · ^ar^ erstreckt δ·ςη aucn au^ Metalldraht- oder Stabmaterial, welches mit Überzügen dieser Art versehen

1. Verfahren zum Überziehen von langgestreck- ist. Gewöhnlich wird angestrebt, bei diesen Materialien ten Metallunterlagen unter Verwendung pulver- eine vorteilhafte Kombination aus guten mechaniförmiger Materialien, wie Metalle, deren Legie- 5 sehen Eigenschaften, die durch die Metallunterlage rungen und deren Oxide, gemäß dem die Unterlage gegründet sind'und aus bestimmten Eigenschaften mit einem Klebemittel beschichtet und darauf das — wie z. B. der Widerstand gegen Korrosion oder Pulver aufgetragen wird und anschließend der elektrische Isolation —, die auf das Überzugsmaterial Überzug gegebenenfalls getrocknet, zwecks Ver- zurückzuführen sind, zu erreichen.

dichtens gewalzt und zum Erhalt einer festen Haf- io Eine der Hauptschwierigkeiten, die bei der industriel-

tung erwärmt wird, dadurch g e k e η n- len Durchführung des eingangs geschilderten Verfah-

zeichnet, daß als Klebemittel ein gallertartiges rens auftreten, besteht darin, daß beträchtliche Schwin-

Metallhydroxid verwendet wird. gungen auf die langgestreckte Metall unterlage strom-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- aufwärts von der Walzstation, in welcher die Verdichzeichnet, daß die Unterlage mit 0,5 · 10~⁵ bis 15 tung vorgenommen wird, übertragen werden. Dies 5 · 10"⁵ g/cm² Metallhydroxid überzogen wird. hat eine Verschiebung und Verlagerung des pulver-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, da- förmigen Uberzugsmaterials zur Folge, bevor dieses durch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Me- verdichtet wird. Hieraus folgt wiederum, daß der pultallhydroxidüberzuges die Unterlage in eine wäßrige verförmige Überzug nicht mehr gleichförmig ist oder kolloidale Lösung des Metallhydroxids getaucht 20 sogar vollständig entfernt sein kann, bis er die Walz- > wird, welche 2 bis 5 g/l des Metallhydroxids ent- station erreicht. Es sind bereits die unterschiedlichsten hält, und daß dann die Flüssigkeit leicht entfernt zeitweilig wirkenden Bindemittel für den pulverförmi- bzw. abgewischt wird. gen Überzug vorgeschlagen worden, aber diese bisher

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, vorgeschlagenen Bindemittel waren entweder-onwirkdadurch* gekennzeichnet, daß das Metallhydroxid 25 sam, in Verbindung mit dem Walzen oder der ab-Nickelhydroxid ist und daß die Unterlage mit schließenden Wärmebehandlung unbrauchbar oder 0,6 · 10~^s bis 0,9 · 1O^-5 g/cm² Nickelhydroxid be- wirkten sich schädlich auf die Eigenschaften des abdeckt wird, schließend erzeugten Überzuges aus.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Es ist beispielsweise ein Verfahren für den hier andadurch gekennzeichnet, daß das Metallhydroxid 3° gesprochenen Zweck bekannt, gemäß welchem Metall-, Aluminiumhydroxid ist und daß die Unterlage mit pulver auf einem aus Eisen bestehenden Band unter 1,5 · 10~⁵ bis 4 · 1O^-5 g/cm² Aluminiumhydroxid · Verwendung eines Jcackjßrnisüberzuges als Klebebedeckt wird. mittel aufgetragen wird (französische Patentschrift

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 806 060).

dadurch gekennzeichnet, daß die überzogene 35 Gemäß einem weiteren bekannten Verfahren wird

Unterlage bei einer Temperatur zwischen 100 und ein Blechband von einer Haspel abgewickelt, durch

300° C getrocknet wird. Richtwalzen geführt und über eine Reinigungsstation

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mittels Förderwalzen unter einem Behälter mit Medadurch gekennzeichnet, daß mit einem solchen tallpulver hindurchgeführt, wonach das aufgegebene Druck gewalzt wird, daß eine Streckung von 0,5 40 Metallpulver sofort durch die Walzen verdichtet wird, bis 5 °/₀ der Unterlage erreicht wird. Hierbei gelangt ein zeitweilig wirkendes Bindemittel

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, nicht zur Anwendung (deutsche Patentschrift 860 30G). dadurch gekennzeichnet, daß bei Trockentempera- Ebenfalls ist es bekannt, Metallpulver auf Eisen- ' türen gewalzt wird. bänder oder -drähte aufzustäuben und dieses Metall-

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 45 pulver dann mittels Walzen anzuheften. Anschließend dadurch gekennzeichnet, daß bei der abschlie- daran kann gegen Korrosion ein Lacküberzug aufßenden Wärmebehandlung das pulvrige Überzugs- getragen werden (deutsche Patentschrift 904 748).
material gesintert wird. . Gemäß einem weiteren bekannten Verfahren wird

10. Verfahren nach Ansprüche, dadurch ge-. Kupfer in pulverförmiger Form auf die Oberfläche kennzeichnet, daß Aluminiumpulver als Überzugs- 50 eines zu beschichtenden Metalls aufgetragen und dann material verwendet wird und daß bei der abschlie- durch Pressen angeheftet. Hierbei wird das aufgeßenden Wärmebehandlung Erhitzungen auf 250 brachte Kupfer auf eine Temperatur erwärmt, die bis 500⁰C während 15 Stunden bis 30 Minuten hoch genug ist, damit ein Sinterung erfolgen kann vorgenommen werden. (USA.-Patentschrift 2 161 597).

— ' 55 Schließlich ist auch ein Verfahren zur Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überziehen von Eisenemails bekannt, gemäß welchem die von von langgestreckten Metallunterlagen, unter. Ver- nichtflüchtigen Säuren abgeleiteten Salze bzw. Verwendung pulverförmiger Materialien, wie Metalle, bindungen des Kobalts oder Nickels in einer Phosderen Legierungen und deren Oxide, gemäß dem die phorsäurelösung oder Pseudolösung auf die Eisen-Unterlage mit einem Klebemittel beschichtet und 60 oberfläche vor der Emaillierung aufgetragen werden, darauf das Pulver aufgetragen wird und anschließend Es werden somit mittels Phosphorsäure solche Verder Überzug gegebenenfalls getrocknet, zwecks Ver- bindungen oder Salze oder Umsetzungsverbindungen dichtens gewalzt und zum Erhalt einer festen Haftung des Kobalts oder Nickels auf der Eisenoberfläche in erwärmt wird. feinverteilter Form aufgebracht, die bei erhöhter Tem-Gegenwärtig herrscht für Bleche, die an einer oder 65 peratur keine Gase abspalten bzw. sich nicht zersetzen an beiden Seiten mit einem anderen Metall, einer Le- können und so die hernach einzubrennende Emailgierung oder mit einem oder mehreren Metalloxiden glasur durch Gasabspaltung nicht zerstören können überzogen sind, ein zunehmender Bedarf. Dieser Be- (deutsche Patentschrift 585 832).