DE19542313A1 - Hitzebeständiges und korrosionsfestes, lamellares, metallplattiertes Stahlmaterial mit gleichmäßiger Verarbeitbarkeit und Korrosionsschutz - Google Patents
Hitzebeständiges und korrosionsfestes, lamellares, metallplattiertes Stahlmaterial mit gleichmäßiger Verarbeitbarkeit und KorrosionsschutzInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft hitzebeständige und korrosionsfeste
Stahlmaterialien, wie Platten, Rohre, Verbindungen, Schellen oder Klammern,
Schrauben, Muttern usw., die mit einer Vielzahl von Plattierungsschichten aus
Metall überzogen sind und die eine überragende, gleichmäßige Verarbeitbarkeit
und Korrosionsschutz aufweisen.
Bisher war es üblich, daß Stahlmaterialien, wie Platten, Rohre, Verbindungen,
Schellen oder Klammern, Schrauben, Muttern usw., die für Kraftfahrzeuge
und andere unterschiedliche Arten mechanischer Apparate eingesetzt werden,
häufig mit Zn plattiert worden sind, um eine mit Zn plattierte Fläche zu
bilden, und dann ein Chromatfilm gebildet worden ist, um die mit Zn plattierte
Oberfläche zu bedecken.
Da jedoch ein höherer Grad an Korrosionsschutz dieser Stahlmaterialien
insbesondere für Kraftfahrzeuge erforderlich geworden ist, hat sich die Bildung
nur einer mit Zn plattierten Schicht hinsichtlich des Korrosionsschutzes als
nicht ausreichend herausgestellt. Um den Korrosionsschutz dieser Materialien
zu verbessern, sind Plattierungen aus Legierungen, wie Sn/Zn, Zn/Ni usw.
oder eine Kombination derartiger Plattierungsschichten aus Metall und der
Plattierungsschicht aus Zn zum Einsatz gekommen. Demzufolge wird in der
japanischen Offenlegungsschrift Nr. H2-120034 ein hitzebeständiges und
korrosionsfestes, mit mehreren Metallschichten plattiertes Stahlrohr
vorgeschlagen, das auf seiner äußeren Fläche eine Nickelplattierungsschicht,
eine Plattierungsschicht aus einer Zn/Ni-Legierung und einen Chromatfilm in
dieser Reihenfolge aufweist.
Eine einzige Schicht aus einer Plattierung einer Zn/Ni-Legierung beinhaltet
jedoch das Problem, daß sie keine Hitzebeständigkeit und keinen
Korrosionsschutz aufweist, und eine einzelne Schicht aus Ni + einer Zn/Ni-
Legierung beinhaltet das Problem, daß, obwohl sie einen günstigen Grad an
Hitzebeständigkeit und Korrosionsschutz aufweist, wenn das Stahlmaterial
einen komplizierten, dreidimensionalen Aufbau hat, ein Säurebad, wie ein
Chloridbad oder Schwefelsäurebad, verwendet wird, so daß der resultierende
plattierte Film nicht gleichförmig ist, mit dem Ergebnis, daß die Dicke des
plattierten Films an den Endbereichen des Materials groß wird, so daß die
Verarbeitbarkeit des Materials reduziert wird, während die Filmdicke an den
konkaven Bereichen klein wird, so daß der Korrosionsschutz reduziert wird.
Ferner wird der Anteil an eutektoider Legierung an den konkaven Bereichen
groß, und damit verschlechtert sich die Bildung eines Chromatfilms, die der
Färbeeigenschaft oder Reaktivität entspricht, wobei sich die Gleichförmigkeit
der äußeren Erscheinung des Materials als Ganzes verschlechtert. Zusätzlich
gibt es ebenfalls ein Problem, daß, während die Gleichförmigkeit der
Chromatschicht vorteilhaft ist, sich die Haftung zwischen Ni und Zn/Ni zum
Zeitpunkt des Biegens verringert, wenn ein alkalisches Bad verwendet wird, so
daß sich bisher in einer Umgebung mit hoher Temperatur, wie in dem
Motorraum eines Kraftfahrzeugs, keine ausreichende Verarbeitbarkeit und
Hitzbeständigkeit des Materials gezeigt hat.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben erwähnten Probleme
zu lösen, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein mit mehreren
Metallschichten plattiertes Stahlmaterial zu erhalten, das zusätzlich zu seinem
höheren Grad an Verarbeitbarkeit und Korrosionsschutz Hitzebeständigkeit
aufweist.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat insoweit verschiedene Arten an
Untersuchungen durchgeführt, um die oben erwähnten Probleme zu lösen und
die oben erwähnte Aufgabe zu lösen. Als Ergebnis hat er die vorliegende
Erfindung abgeschlossen, indem er herausgefunden hat, daß die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung auf eine derartige Weise gelöst werden kann, daß
zunächst eine Ni-Schicht auf ein Stahlmaterial plattiert wird, dann eine Schicht
aus einer Zn/Ni-Legierung über die Ni-Plattierungsschicht plattiert wird, indem
ein Säurebad, wie ein Chloridbad oder Schwefelsäurebad, verwendet wird und
schließlich eine weitere Plattierungsschicht aus einer Zn/Ni-Legierung über die
Schicht aus der Zn/Ni-Legierung plattiert wird, indem ein alkalisches Bad
verwendet wird. Dies bedeutet, daß gemäß einem ersten Aspekt der
vorliegenden Erfindung ein hitzebeständiges und korrosionsfestes,
metallplattiertes Stahlmaterial bereitgestellt wird, aufweisend ein Grundmaterial
aus Stahl, eine Ni-Schicht mit einer Dicke von 0,2-10 µm, die über die
Oberfläche des Grundmaterials aus Stahl plattiert ist, eine erste Schicht aus
einer Zn/Ni-Legierung mit einer Dicke von 1-15 µm, die über die Ni-
Plattierungsschicht plattiert ist, indem ein Säurebad, wie ein Chloridbad oder
ein Schwefelsäurebad, verwendet wird, wobei der Ni-Gehalt der Schicht in
dem Bereich von 2-20% liegt, und eine zweite Schicht aus einer Zn/Ni-
Legierung mit einer Dicke von 1-10 µm, die über die erste
Plattierungsschicht aus einer Zn/Ni-Legierung plattiert ist, indem ein
alkalisches Bad verwendet wird, wobei der Ni-Gehalt der Schicht in dem
Bereich von 2-20% liegt. Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ferner ein hitzebeständiges und korrosionsfestes,
metallplattiertes Stahlmaterial mit einer gleichmäßigen Verarbeitbarkeit und
Korrosionsschutz bereitgestellt, aufweisend ein Grundmaterial aus Stahl, eine
Ni-Schicht mit einer Dicke von 0,2-10 µm, die über die Oberfläche des
Grundmaterials aus Stahl plattiert ist, eine erste Schicht aus einer Zn/Ni-
Legierung mit einer Dicke von 1-15 µm, die über die Ni-Plattierungsschicht
plattiert ist, indem ein Säurebad, wie ein Chloridbad oder ein
Schwefelsäurebad verwendet wird, wobei der Ni-Gehalt der Schicht in dem
Bereich von 2-20% liegt, eine zweite Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung mit
einer Dicke von 1-10 µm, die über die erste Zn/Ni-Plattierungsschicht
plattiert ist, indem ein alkalisches Bad verwendet wird, wobei der Ni-Gehalt
der Schicht in dem Bereich von 2-20% liegt, und ein Chromatfilm, der über
die zweite Plattierungsschicht aus einer Zn/Ni-Legierung plattiert ist. Gemäß
der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Säurebad, wie ein Chloridbad oder
ein Schwefelsäurebad, verwendet, um auf einer Ni-Plattierungsschicht eine
Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung zu bilden, wobei der Ni-Gehalt der Zn/Ni-
Schicht in dem Bereich von 12-15% liegt, und ein alkalisches Bad, um über
die Plattierungsschicht aus der Zn/Ni-Legierung eine weitere Schicht aus einer
Zn/Ni-Legierung zu plattieren, deren Ni-Gehalt in dem Bereich von 5-10%
liegt.
Die Grundmaterialien, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden,
sind Stahlplatten, Rohre, Verbindungen, Schellen oder Klammern, Schrauben
und Muttern, und sie können mit Kupfer-Schichten überzogen sein.
Ferner können, um die oben erwähnte, aus vielen Metallplattierungsschichten
bestehende Struktur zu bilden, die bekannten herkömmlichen Verfahren
verwendet werden.
Außerdem ist die Dicke der Ni-Schicht als unterste Schicht auf einen Bereich
von 0,2-10 µm begrenzt, da, wenn die Dicke dieser Schicht kleiner als 0,2
µm ist, die Fähigkeit, das Grundmaterial aus Stahl zu bedecken, unzureichend
wird, so daß keine merkliche Verbesserung der Hitzebeständigkeit und des
Korrosionsschutzes des Produktes beobachtet werden kann, während, wenn die
Dicke die obere Grenze von 10 µm überschreitet, die Möglichkeit besteht, daß
die Ni-Schicht zum Zeitpunkt des Biegens abblättert oder bricht, so daß durch
eine derartige Vergrößerung der Dicke keine Verbesserung des
Korrosionsschutzes erwartet werden kann. Diese Ni-Plattierungsschicht wird
bevorzugt durch ein Elektroplattierungsverfahren gebildet, und als
Plattierungsbad wird ein Watt-Bad verwendet, so daß die Spannung der
resultierenden Plattierungsschicht mit einer Schichtdicke, die in den oben
erwähnten, begrenzten Bereich fällt, minimiert wird.
Als nächstes wird die Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung als mittlere Schicht,
die über die Ni-Plattierungsschicht plattiert wird, mit Hilfe eines
Elektroplattierungsverfahrens gebildet, wobei ein Chloridbad oder
unterschiedliche Arten bekannter Säurebäder, wie ein Schwefelsäurebad,
verwendet werden. In diesem Fall liegt der Ni-Gehalt der Schicht in dem
Bereich von 2-20%, bevorzugt 12-15%. In bezug auf den
Korrosionsschutz ist es wünschenswert, die Schicht aus der Zn/Ni-Legierung
zu bilden, indem ein Säurebad, wie ein Chloridbad oder Schwefelsäurebad,
verwendet wird, obwohl der Korrosionsschutz dieser Schicht von der
Zusammensetzung des verwendeten Plattierungsbads und der Stromdichte bei
der Plattierung abhängt. Ferner liegt der Grund, warum die Dicke der Schicht
aus der Zn/Ni-Legierung in dem Bereich von 1-15 µm liegt, darin, daß,
wenn die Dicke weniger als 1 µm beträgt, sich das Bedeckungsvermögen jener
Schicht verschlechtert, so daß der Korrosionsschutz der Schicht und ihre
Haftung im Hinblick auf eine andere Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung, die
auf diese plattiert wird, nicht sichergestellt sind, während, wenn die Dicke
mehr als 15 µm beträgt, die Dicke des Endbereichs der Schicht zu groß wird,
wodurch sich ihre Verarbeitbarkeit verringert.
Außerdem wird die Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung gebildet, die über der
ersten Plattierungsschicht aus einer Zn/Ni-Legierung als Zwischenschicht, die
unter Verwendung eines Säurebads gebildet wird, durch ein
Elektroplattierungsverfahren, das ein bekanntes alkalisches Bad verwendet,
plattiert wird. Der Ni-Gehalt dieser Schicht liegt im Bereich von 2-20%,
aber im Hinblick auf den Bildungsprozeß des Chromatfilms, der auf diese
Schicht aufgebracht wird, ist es insbesondere bevorzugt, den Nickelgehalt in
einem Bereich von 5-10% festzulegen. Die Dicke der Schicht liegt in diesem
Fall in dem Bereich von 1-10 µm, da, wenn die Dicke weniger als 1 µm
beträgt, sich das Bedeckungsvermögen verschlechtert, so daß die
Verarbeitbarkeit des Chromatfilms verringert wird, während sich, wenn die
Dicke mehr als 10 µm beträgt, die Haftfähigkeit der Schicht auf der Schicht
aus der Zn/Ni-Legierung, die unter Verwendung eines Säurebads als eine
untere Schicht gebildet ist, verringert.
Ferner wird der Chromatfilm auf der Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung als
eine obere Schicht dadurch ausgebildet, daß eine Flüssigkeit aus Chromsäure
oder Dichromsäure mit Schwefelsäure oder Salzsäure zugegeben wird, oder
eine im Handel erhältliche Chromatflüssigkeit für die Behandlung der Zn/Ni-
Legierung verwendet wird.
So ist beobachtet worden, daß das mit mehreren Metallschichten plattierte
Stahlmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung in bezug auf die gleichmäßige
Verarbeitbarkeit und den Korrosionsschutz, insbesondere in einer
Hochtemperaturumgebung, überragend ist.
Die Zeichnungen stellen ein Verfahren mit gebogener Kathode und einen
Biegeprozeß dar, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wobei
Fig. 1(a) eine Ansicht eines Stahlmaterials im Schnitt ist, bevor
das Stahlmaterial einer Plattierung mit mehreren Metallen
unterzogen worden ist;
Fig. 1(b) eine Ansicht des Stahlmaterials vor der Plattierung mit
mehreren Metallen ist, und
Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt ist, die einen Biegeprozeß
darstellt, der durchgeführt wird, nachdem das
Stahlmaterial einer Plattierung mit mehreren Metallen
unterzogen worden ist.
Bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung werden in bezug auf die
begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Eine SPCC-Stahlplatte mit einer Dicke von 0,3 mm und in der Größe und
Form, wie sie in den Fig. 1(a) und 1(b) dargestellt ist, wird als
Grundmaterial verwendet. Zunächst wird eine Ni-Plattierungsschicht als eine
untere Schicht mit einer Dicke von 2 µm auf der Oberfläche des
Grundmaterials ausgebildet, indem ein Watt-Bad mit einer
Flüssigkeitstemperatur von 52-57°C und mit einer Stromdichte von 3 A/dm²
verwendet wird. Als nächstes wird eine Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung als
Zwischenschicht mit einer Dicke von 5 µm über die Ni-Plattierungsschicht
plattiert, indem ein Säurebad (Chloridbad) mit einer Lösung, die aus 100 g/l
ZnCl₂, 130 g/l NiCl2 · 6 H₂O und 200 g/l NH₄Cl besteht und einen pH-Wert
von 5,7 hat, verwendet wird. Diese Behandlung wird 6 Minuten lang bei einer
Flüssigkeitstemperatur von 34-36°C mit einer Stromdichte von 3 A/dm²
durchgeführt.
Dann wird eine weitere Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung mit einer Dicke von
4 µm über die oben beschriebene Plattierungsschicht aus Zn/Ni plattiert, indem
ein alkalisches Bad mit einer Lösung, die aus 10 g/l ZnO, 10 g/l NiSO₄,
130 g/l NaOH und 100 ml/l Ni-T (Markenname, verkauft von Nippon Hymen
Kagaku Kabushiki Kaisha) besteht, verwendet wird. Die Behandlung wird 15
Minuten lang bei einer Temperatur von 24-26°C mit einer Stromdichte von
4 A/dm² durchgeführt. Im Anschluß daran wird ein Chromatfilm über die
zuletzt erwähnte Plattierungsschicht aus der Zn/Ni-Legierung plattiert, indem
das Material in eine Lösung von ZNC-980 C (Markenname), verkauft von
Nippon Hyomen Kagaku Kabushiki Kaisha, 20 Minuten lang bei einer
Temperatur von 28-32°C mit einem pH-Wert von 2,0 eingetaucht wird.
Hier sollte erwähnt werden, daß die Dicken der oben erwähnten Schichten und
jene der Schichten in den folgenden Vergleichsbeispielen 1 und 2 in dem in
den Fig. 1(a) und 1(b) angegebenen Bereich "a" gemessen werden.
Die lamellare, mit Metall plattierte Stahlplatte wird dann in eine Form
gebogen, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, und der Grad der Biegung, Streckung
und Haftung der Stahlplatte wird gemessen. Im Anschluß daran wird eine
Salzsprühnebelprüfung, die auf JIS Z 2371 basiert, an einer nicht erhitzten
Stahlplatten-Probe und einer erhitzten Probe bei einer Temperatur von 120°C
über einen Zeitraum von 24 Stunden durchgeführt, um den Korrosionsschutz
jeder Probe an den Bereichen zu messen, die jenen entsprechen, die mit den
Buchstaben a, b und c in den Fig. 1(a) und 1(b) bezeichnet sind, wobei
vorteilhafte Ergebnisse erhalten werden, die in der Tabelle 1, die hier unten
aufgeführt ist, gezeigt sind.
Ein Stahlmaterial der gleichen Form und Art wie jenes, das in dem Beispiel 1
verwendet worden ist, wird mit einer Ni-Schicht mit einer Dicke von 2 µm als
eine untere Schicht plattiert, indem ein Watt-Bad verwendet wird.
Anschließend wird eine Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung als eine obere
Schicht über die Ni-Schicht plattiert, so daß sie eine Dicke von 10 µm hat,
indem ein Chloridbad verwendet wird. Schließlich wird ein Chromatfilm über
der Zn/Ni-Schicht ausgebildet, indem das Material in ein ZN-80YMU
(Markenname), verkauft von Ebara-Udylite Co., Ltd., bei einer Temperatur
von 48-52°C 20 Minuten lang getaucht wird, wobei der pH-Wert bei 2,0
gehalten wird. Das so erhaltene Produkt wird auf die gleiche Weise untersucht
wie im Fall des Beispiels 1, mit den Ergebnissen, die in der oben erwähnten
Tabelle 1 aufgeführt sind.
Ein Stahlmaterial der gleichen Form und Art wie jenes, das in dem Beispiel 1
verwendet worden ist, wird mit einer Ni-Schicht einer Dicke von 2 µm als eine
untere Schicht plattiert, indem ein Watt-Bad verwendet wird. Dann wird eine
Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung als eine obere Schicht über die Ni-Schicht
mit einer Dicke von 11 µm plattiert, indem ein alkalisches Bad, wie im Fall
des Beispiels 1, verwendet wird. Schließlich wird ein Chromatfilm auf der
Zn/Ni-Schicht auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 ausgebildet.
Das so erhaltene Produkt wird dann den gleichen Untersuchungen unterzogen,
wie sie in Beispiel 1 durchgeführt worden sind, mit den Ergebnissen, die in
der Tabelle 1 unten gezeigt sind.
Eine mit mehreren Metallschichten plattierte Stahlplatte wird erhalten, indem
derselbe Prozeß, wie er in dem Beispiel 1 durchgeführt wurde, verwendet
wird, mit der Ausnahme, daß eine Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung als eine
Zwischenschicht mit einer Dicke von 6 µm ausgebildet wird, indem das
Material in ein Säurebad (Schwefelsäurebad) 7 Minuten lang eingetaucht wird,
indem eine Lösung, die aus 150 g/l ZnSO4 · 7 H₂O, 300 g/l NiSO4 7 H₂O,
10 g/l CH₃COONa · 3 H₂O und 5 g/l C₆H₈O₇ · H₂O besteht, mit einem pH-
Wert von 2,5 bei einer Temperatur von 50-55°C und mit einer Stromdichte
von 3 A/dm² verwendet wird.
Die Verarbeitbarkeit des so erhaltenen Produktes wird im Hinblick auf den
Grad der Biegung, Streckung und Haftung gemessen, indem ein Verfahren mit
gebogener Kathode eingesetzt wird. Ferner werden die Verteilung jedes
plattierten Metalls auf dem Produkt in dem Bereich c der Fig. 1(a) und
1(b), das Chromatfilmbildungsvermögen, das sich aus einem ungleichmäßigen
Anteil einer eutektoiden Legierung ergibt, die Einheitlichkeit des
Korrosionsschutzes der gesamten Oberfläche des Produktes nach dem Biegen
und anschließendem Erhitzen des Produktes (der Korrosionsschutz jedes
Bereichs a, b und c des Produktes nach dem Biegen und Erhitzen), die
Ablagerungsgeschwindigkeit, die Kosten pro Einheit der Plattierungsdicke und
die Leichtigkeit der Regulierung jedes Bades bestimmt und gemessen, mit den
Ergebnissen, die in Tabelle 2 unten aufgeführt sind.
Es wird eine Stahlplatte derselben Form und Art wie jene, die in Beispiel 1
verwendet wird, eingesetzt. Zunächst wird eine Ni-Schicht als eine untere
Schicht über die Stahlplatte mit einer Dicke von 2 µm plattiert, indem ein
Watt-Bad wie im Fall des Beispiels 1 verwendet wird, und dann eine Schicht
aus einer Zn/Ni-Legierung als eine obere Schicht über die Ni-Schicht mit einer
Dicke von 8 µm plattiert, indem dasselbe Schwefelsäurebad wie im Fall des
Beispiels 2 verwendet wird. Das so erhaltene Produkt wird den gleichen
Untersuchungen wie in Beispiel 2 unterzogen, wobei die in Tabelle 2 unten
aufgeführten Ergebnisse erhalten werden.
Eine Stahlplatte derselben Form und Art wie jene, die in Beispiel 1 verwendet
wurde, wird eingesetzt. Zunächst wird eine Ni-Schicht als eine untere Schicht
über die Stahlplatte mit einer Dicke von 2 µm plattiert, indem ein Watt-Bad
wie im Fall des Beispiels 1 verwendet wird, und eine Schicht aus einer Zn/Ni-
Legierung als eine obere Schicht wird über die Ni-Schicht mit einer Dicke von
8 µm plattiert, indem ein alkalisches Bad wie im Fall des Beispiels 1
verwendet wird. Das so erhaltene Produkt wird denselben Untersuchungen wie
in Beispiel 2 unterzogen, mit den Ergebnissen, wie sie in Tabelle 2 unten
gezeigt sind.
Es sollte angemerkt werden, daß die Dicke jeder plattierten Schicht in Beispiel
2 und den Vergleichsbeispielen 3 und 4 die Dicke in dem Bereich a ist, der in
den Fig. 1(a) und 1(b) gezeigt ist.
Ein Doppelrohr aus Stahl mit einem Durchmesser von 8 mm, einer Dicke von
0,7 mm und einer Länge von 330 mm wird aus einem SPCC-Material mit
einer aufgebrachten Cu-Schicht von ungefähr 3 µm, die gleichzeitig mit der
Herstellung gebildet ist, hergestellt. In den Beispielen 5-13, die in der
folgenden Tabelle 3 dargestellt sind, wird dann das Doppelrohr aus Stahl einer
Mehrfach-Metallplattierung unterzogen, um eine Ni-Schicht, eine Schicht aus
einer Zn/Ni-Legierung (mit Hilfe eines Chloridbades) und einer Schicht aus
einer Zn/Ni-Legierung (mit Hilfe eines alkalischen Bades) in dieser
Reihenfolge nach denselben Vorgehensweisen zu bilden, wie sie in dem
Beispiel 1 durchgeführt worden sind, wobei jede Schicht in die Bereiche der
Dicke, die der vorliegenden Erfindung entsprechen, fallen.
Gleichermaßen wird ein Doppelrohr aus Stahl derselben Form und Art wie
jenes, das in den Beispielen 5-13 verwendet worden ist, in den
Vergleichsbeispielen 5-10 derselben mehrfachen Metallplattierung
unterzogen. Jedoch liegt die Dicke jeder Ni-Schicht als untere Schicht in den
Vergleichsbeispielen 5 und 6 außerhalb des Bereichs der vorliegenden
Erfindung, die Dicke jeder Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung (Säurebad) als
Zwischenschicht in den Vergleichsbeispielen 7 und 8 außerhalb des Bereichs
der vorliegenden Erfindung und die Dicke jeder Zn/Ni-Schicht (alkalisches
Bad) als obere Schicht in den Vergleichsbeispielen 9 und 10 außerhalb des
Bereichs der vorliegenden Erfindung.
Als nächstes wird ein Ende jedes mehrfach plattierten Stahlrohres, das in den
Beispielen der vorliegenden Erfindung und in den Vergleichsbeispielen erhalten
worden ist, mit einem Radius von 25 mm um 180° gebogen, um einen Stock
mit einem geraden Rohrbereich von 200 mm Länge zu bilden. Dann wird der
Stock einer Salzsprühnebelprüfung, die auf JIS Z 2371 basiert, direkt (d. h.
ohne Erhitzen) oder nach Erhitzen über einen Zeitraum von 24 Stunden bei
einer Temperatur von 120°C, unterzogen und die Zeit gemessen, die
verstreicht, bis Rost an dem gebogenen Bereich gebildet wird. Die Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle 3 aufgeführt.
Wie aus Tabelle 3 deutlich wird, ist der Korrosionsschutz jedes Produktes der
Vergleichsbeispiele 5-10 außerordentlich schlechter, und dies gilt
insbesondere im Hinblick auf ein Erhitzen.
Ferner werden, obwohl es hier nicht dargestellt ist, im wesentlichen dieselben
Ergebnisse erhalten, wenn vergleichbare Untersuchungen des
Korrosionsschutzes und Hitzebeständigkeitsuntersuchungen an einem Rohr mit
Schweißnaht durchgeführt werden.
Wie oben beschrieben, enthält das mit mehreren Metallschichten plattierte
Stahlmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung eine Ni-Schicht einer
bestimmten Dicke als untere Schicht, eine erste Schicht aus einer Zn/Ni-
Legierung als eine Zwischenschicht, die über die Ni-Schicht mit Hilfe eines
Säurebads plattiert worden ist, eine zweite Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung
als eine obere Schicht, die über die erste Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung
mit Hilfe eines alkalischen Bades plattiert ist, und einen Chromatfilm, der über
der zweiten Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung ausgebildet ist. Daher werden
hervorragende Wirkungen beobachtet, indem es überragend ist hinsichtlich
seiner Verarbeitbarkeit, wie dem Biegen, Strecken und der Haftung, der
Verteilung des Plattierungsmetalls auf einen Bereich, der der Elektrode nicht
gegenüberliegt, des Chromatfilmbildungsvermögens, das sich aus einem
ungleichmäßigen Anteil einer eutektoiden Legierung ergibt, der
Gleichmäßigkeit des Korrosionsschutzes der gesamten Oberfläche des
Produktes, der Ablagerungsgeschwindigkeit, der Kosten pro
Schichtdickeeinheit und der Leichtigkeit der Badregulierung. Insbesondere ist
es für die Verwendung in einer Umgebung mit hohen Temperaturen geeignet,
da sein Korrosionsschutz sich nicht aufgrund einer Erhitzung verschlechtert.
Claims (11)
1. Hitzebeständiges und korrosionsfestes, mehrfach mit Metallschichten
plattiertes Stahlmaterial mit ausgezeichneter gleichmäßiger
Verarbeitbarkeit und Korrosionsschutz, welches aufweist:
ein Grundmaterial aus Stahl,
eine Ni-Schicht, die auf die Oberfläche des Grundmaterials aus Stahl mit einer Dicke von 0,2-10 µm plattiert ist,
eine erste Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung, die unter Verwendung eines Säurebades über die Ni-Schicht mit einer Dicke von 1-15 µm plattiert ist, wobei der Ni- Gehalt dieser Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung in dem Bereich von 2-20% liegt, und
eine zweite Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung, die unter Verwendung eines alkalischen Bades über die erste Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung mit einer Dicke von 1-10 µm plattiert ist, wobei der Ni-Gehalt dieser zweiten Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung in dem Bereich von 2-20% liegt.
ein Grundmaterial aus Stahl,
eine Ni-Schicht, die auf die Oberfläche des Grundmaterials aus Stahl mit einer Dicke von 0,2-10 µm plattiert ist,
eine erste Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung, die unter Verwendung eines Säurebades über die Ni-Schicht mit einer Dicke von 1-15 µm plattiert ist, wobei der Ni- Gehalt dieser Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung in dem Bereich von 2-20% liegt, und
eine zweite Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung, die unter Verwendung eines alkalischen Bades über die erste Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung mit einer Dicke von 1-10 µm plattiert ist, wobei der Ni-Gehalt dieser zweiten Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung in dem Bereich von 2-20% liegt.
2. Stahlmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ni-
Gehalt der ersten Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung in dem Bereich
von 12-15% und der Ni-Gehalt der zweiten Schicht aus einer Zn/Ni-
Legierung in dem Bereich von 5-10% liegt.
3. Stahlmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ni-
Schicht mit Hilfe eines Elektroplattierungsverfahrens ausgebildet ist,
indem ein Watt-Bad verwendet wird.
4. Stahlmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung mit Hilfe eines
Elektroplattierungsverfahrens ausgebildet ist, indem ein Chloridbad oder
ein Schwefelsäurebad verwendet wird.
5. Stahlmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung mit Hilfe eines
Elektroplattierungsverfahrens unter Verwendung eines alkalischen Bades
ausgebildet ist.
6. Hitzebeständiges und korrosionsfestes, mit mehreren Metallschichten
plattiertes Stahlmaterial mit einer ausgezeichneten gleichmäßigen
Verarbeitbarkeit und Korrosionsschutz, welches aufweist:
ein Grundmaterial aus Stahl,
eine Ni-Schicht, die auf die obere Fläche des Grundmaterials aus Stahl mit einer Dicke von 0,2-10 µm plattiert ist,
eine erste Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung, die unter Verwendung eines Säurebades über die Ni-Schicht mit einer Dicke von 1-15 µm plattiert ist, wobei der Ni- Gehalt in der ersten Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung in dem Bereich von 2-20% liegt,
eine zweite Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung, die unter Verwendung eines alkalischen Bades über die erste Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung mit einer Dicke von 1-10 µm plattiert ist, wobei der Ni-Gehalt der zweiten Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung in dem Bereich von 2-20% liegt, und
einen Chromatfilm, der über die zweite Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung plattiert ist.
ein Grundmaterial aus Stahl,
eine Ni-Schicht, die auf die obere Fläche des Grundmaterials aus Stahl mit einer Dicke von 0,2-10 µm plattiert ist,
eine erste Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung, die unter Verwendung eines Säurebades über die Ni-Schicht mit einer Dicke von 1-15 µm plattiert ist, wobei der Ni- Gehalt in der ersten Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung in dem Bereich von 2-20% liegt,
eine zweite Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung, die unter Verwendung eines alkalischen Bades über die erste Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung mit einer Dicke von 1-10 µm plattiert ist, wobei der Ni-Gehalt der zweiten Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung in dem Bereich von 2-20% liegt, und
einen Chromatfilm, der über die zweite Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung plattiert ist.
7. Stahlmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ni-
Gehalt der ersten Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung in dem Bereich
von 12-15% liegt und der Ni-Gehalt der zweiten Schicht aus einer
Zn/Ni-Legierung in dem Bereich von 5 bis 10% liegt.
8. Stahlmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Schicht aus einer Ni-Legierung durch ein Elektroplattierungsverfahren,
das ein Watt-Bad verwendet, ausgebildet ist.
9. Stahlmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung durch ein
Elektroplattierungsverfahren unter Einsatz eines Chloridbades oder
eines Schwefelsäurebades ausgebildet ist.
10. Stahlmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung unter Verwendung eines alkalischen
Bades ausgebildet ist.
11. Stahlmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Chromatfilm dadurch ausgebildet wird, daß eine Flüssigkeit aus
Chromsäure oder Dichromsäure mit Schwefelsäure oder Salzsäure
zugegeben wird, oder eine Chromatflüssigkeit für die Behandlung der
Zn/Ni-Plattierung verwendet wird.
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