DE19542313B4

DE19542313B4 - Beschichtetes, hitzebeständiges und korrosionsfestes Stahlmaterial

Info

Publication number: DE19542313B4
Application number: DE19542313A
Authority: DE
Inventors: Seiya Mishima Takahata
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2015-11-15
Also published as: JPH08134685A; GB2294949B; GB2294949A; JP3403263B2; DE19542313A1; KR100254018B1; US6071631A; GB9523254D0

Abstract

Beschichtetes, hitzebeständiges und korrosionsfestes Stahlmaterial, gekennzeichnet durch,
– eine auf das Stahlmaterial elektrolytisch aufgebrachte 0,2 bis 10 μm dicke Ni-Schicht,
– eine auf die Ni-Schicht aus einem Säurebad elektrolytisch aufgebrachte Zn/Ni-Legierung mit einer Dicke von 1-15 μm, wobei der Ni-Gehalt im Bereich von 2 bis 20 % liegt, und
– eine auf die Zn-Ni-Legierungsschicht aus einem alkalischen Bad aufgebrachte Zn/Ni-Legierung mit einer Dicke von 1-10 μm, wobei der Ni-Gehalt im Bereich von 2 bis 20 % liegt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
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.
Beschreibung des Standes der Technik
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 Zn/Ni-Legierung beinhaltet jedoch das Problem, dass sie keine Hitzebeständigkeit und keinen Korrosionsschutz aufweist. Wenn das Stahlmaterial einen komplizierten, dreidimensionalen Aufbau hat und zur Bildung der einzelnen Schichten aus Ni und einer Zn/Ni-Legierung ein Säurebad, wie ein Chloridbad oder Schwefelsäurebad, verwendet wird, so ergibt sich das Problem, dass der resultierende Film nicht gleichförmig ist. Dies hat zur Folge, dass die Dicke des plattierten Films an den Endbereichen des Materials so groß werden kann, dass die Verarbeitbarkeit des Materials reduziert wird, während die Filmdicke an den konkaven Bereichen so klein werden kann, 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.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben erwähnten Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein mit mehreren Metallschichten versehenes 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 elektrolytisch aufgebracht wird, dann eine Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung über die Ni-Plattierungsschicht elektrolytisch aufgebracht wird, indem ein Säurebad, wie ein Chloridbad oder Schwefelsäureband, verwendet wird und schließlich eine weitere Plattierungssicht aus einer Zn/Ni-Legierung über die Schicht aus der Zn/Ni-Legierung aufgebracht 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 aufgebracht ist, eine erste Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung mit einer Dicke von 1 – 15 μm, die über die Ni-Plattierungsschicht aufgebracht 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 aufgebracht 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 elektrolytisch aufgebracht ist, eine erste Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung mit einer Dicke von 1 – 15 μm, die über die Ni-Plattierungsschicht elektrolytisch aufgebracht 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 aufgebracht 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 aufgebracht 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 aufzutragen, deren Ni-Gehalt in dem Bereich von 5 – 10 % liegt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

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-Schicht wird bevorzugt durch ein Elektrobeschichtungsverfahren gebildet, und als Beschichtungsbad wird ein Watts-Bad verwendet, so dass die Spannung der resultierenden Schicht 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-Schicht aufgebracht 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 Beschichtungsbads 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 aufgebracht 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 Schicht aus einer Zn/Ni-Legierung als Zwischenschicht, die unter Verwendung eines Säurebads gebildet wird, durch ein Elektrobeschichtungsverfahren, 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 % 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 Chromisäure 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.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Zeichnungen stellen ein Verfahren mit gebogener Kathode und einen Biegeprozess dar, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wobei

1(a) eine Ansicht eines Stahlmaterials im Schnitt ist, bevor das Stahlmaterial einer Beschichtung mit mehreren Metallen unterzogen worden ist;

1(b) eine Ansicht des Stahlmaterials vor der Beschichtung mit mehreren Metallen ist, und

2 eine Ansicht im Schnitt ist, die einen Biegeprozess darstellt, der durchgeführt wird, nachdem das Stahlmaterial einer Beschichtung mit mehreren Metallen unterzogen worden ist.

Bevorzugte Beispiele der Erfindung

Bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung werden in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

Beispiel 1
Eine SPCC-Stahlplatte mit einer Dicke von 0,3 mm und in der Größe und Form, wie sie in den 1(1) und 1(b) dargestellt ist, wird als Grundmaterial verwendet. Zunächst wird eine Ni-Schicht als eine untere Schicht mit einer Dicke von 2μm auf der Oberfläche des Grundmaterials ausgebildet, indem ein Watts-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-Schicht plattiert, indem ein Säureband (Chloridbad) mit einer Lösung, die aus 100 g/l ZnCl₂, 130 g/lNiCl₂, 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 Schicht aus Zn/Ni aufgebracht, 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 von 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 Schicht aus der Zn/Ni-Legierung aufgebracht, 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 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 2 gezeigt ist, und der Grad der Biegung, Streckung und Haftung der Stahlplatte wird gemessen. Im Anschluss daran wird eine Salzsprühnebelprüfung, die auf JIS 7 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 1(a) und 1(b) bezeichnet sind, wobei vorteilhafte Ergebnisse erhalten werden, die in der Tabelle 1, die hier unten aufgeführt ist, gezeigt sind.
Vergleichsbeispiel 1
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 aufgebracht, indem ein Watts-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), verkauf 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.
Vergleichsbeispiel 2
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 aufgebracht, indem ein Watts-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 aufgebracht, 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.
Tabelle 1
Beispiel 2
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 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 Beschichtungsdicke und die Leichtigkeit der Regulierung jedes Bades bestimmt und gemessen, mit den Ergebnissen, die in Tabelle 2 unten aufgeführt sind.
Vergleichsbeispiel 3
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 aufgebracht, indem ein Watts-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 aufgebracht, 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.
Vergleichsbeispiel 4
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 aufgebracht, indem ein Watts-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 aufgebracht, 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 1(a) und 1(b) gezeigt ist.
Tabelle 2
Beispiele 5 – 13 und Vergleichsbeispiele 5 – 10
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 Metallbeschichtung 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 Metallbeschichtung 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 beschichteten 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.
Tabelle 3
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 beschichtete 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 aufgebracht 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 aufgebracht 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

Beschichtetes, hitzebeständiges und korrosionsfestes Stahlmaterial, gekennzeichnet durch, – eine auf das Stahlmaterial elektrolytisch aufgebrachte 0,2 bis 10 μm dicke Ni-Schicht, – eine auf die Ni-Schicht aus einem Säurebad elektrolytisch aufgebrachte Zn/Ni-Legierung mit einer Dicke von 1-15 μm, wobei der Ni-Gehalt im Bereich von 2 bis 20 % liegt, und – eine auf die Zn-Ni-Legierungsschicht aus einem alkalischen Bad aufgebrachte Zn/Ni-Legierung mit einer Dicke von 1-10 μm, wobei der Ni-Gehalt im Bereich von 2 bis 20 % liegt.
Stahlmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zweiten Zn/Ni-Legierungsschicht zusätzlich eine Chromatschicht aufgebracht ist.
Stahlmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ni-Gehalt der ersten Zn/Ni-Legierungsschicht im Bereich von 12 – 15 % und der Ni-Gehalt der zweiten Zn/Ni-Legierungsschicht im Bereich von 5 – 10 % liegt.
Stahlmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abscheidung der Ni-Schicht ein Watts-Bad verwendet wird.
Stahlmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abscheidung der ersten Zn/Ni-Legierungsschicht ein Chlorid- oder Schwefelsäurebad verwendet wird.
Stahlmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der Chromatschicht eine Chromatlösung oder eine Flüssigkeit aus Chromsäure oder Dichromsäure mit Schwefelsäure oder Salzsäure verwendet wird.