DE202018006293U1

DE202018006293U1 - Schmelztauchbeschichtetes Stahlblech

Info

Publication number: DE202018006293U1
Application number: DE202018006293.6U
Authority: DE
Original assignee: Tata Steel Ijmuiden BV
Current assignee: Tata Steel Ijmuiden BV
Priority date: 2017-05-25
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2020-01-07
Anticipated expiration: 2028-05-26
Also published as: KR20200012864A; MX2019014034A; EP3635156A1; US20200173003A1; US11352688B2; CN110691865A; WO2018215661A1; KR102568479B1

Abstract

Schmelztauchbeschichteter Stahl, der ein Stahlsubstrat und eine Zn-Al Beschichtungsschicht umfasst, wobei die Zn-Al-Beschichtungsschicht eine innere Schicht unmittelbar angrenzend an das Stahlsubstrat und eine äußere Schicht umfasst, die sich von der Oberflächenschicht des beschichteten Stahls zur inneren Schicht erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminiumgehalt in der äußeren Schicht im Bereich von 0,4 - 1,0 % liegt, und dass der Aluminiumgehalt der gesamten Zn-Al-Beschichtungsschicht 0,71 - 0,95 % beträgt, wobei die innere Schicht eine durchschnittliche Dicke von 500 nm [Nanometer] oder weniger aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches schmelztauchbeschichtetes Stahlband und insbesondere ein schmelztauchbeschichtetes Stahlblech, welches mit einer speziellen Methode hergestellt werden kann.
Ein Verfahren zum Herstellen eines kontinuierlichen schmelztauchbeschichteten Stahlbands durch Galvanisieren, sowie eines schmelztauchbeschichteten Stahlblechs in Form eines galvanisierten Stahlblechs ist in der Eisen- und Stahlbranche allgemein bekannt.
Kontinuierliche Schmelztauchbeschichtungsverfahren zum Herstellen von Stahlblechprodukten kommen weit verbreitet zur Anwendung und werden weltweit eingesetzt. Schmelztauchbeschichtung wurde ursprünglich zum Galvanisieren (Zinkbeschichten) entwickelt, wird heute jedoch auch zum Aufbringen anderer Metalle auf Stahlblech verwendet. Das Verfahren wurde zu einem äußerst hochentwickelten Vorgang.
Ursprünglich wurde das Produkt für Anwendungen eingesetzt, die keine qualitativ hochwertige Lackierung oder hochgradige Verformbarkeit erfordern, in jüngster Zeit werden jedoch schmelztauchbeschichtete Stahlbleche zunehmend für anspruchsvollere Anwendungen wie Motorhauben, Kotflügel und Türen von Automobilen verwendet. Diese Anwendungen sind bezüglich der Verformbarkeit und der daraus resultierenden Oberflächenqualität anspruchsvoller. Schmelztauchbeschichtetes Blech wird in Dicken von 0,25 bis 4,50 mm hergestellt.
Bei der kontinuierlichen Schmelztauchbeschichtung wird das Stahlband als fortlaufender Streifen durch ein Bad geschmolzenen Metalls mit Geschwindigkeiten von bis zu 200 m/min geführt. Im geschmolzen Metallbad reagiert das Stahlband mit dem geschmolzenen Metall und die Beschichtung bindet sich an die Bandoberfläche. Das Band wird durch eine oder mehrere eingetauchte Walzen geführt und tritt in einer vertikalen Richtung aus dem Bad aus. Direkt über dem Austrittspunkt streift ein Satz Gasdüsen das überschüssige flüssige Metall ab, um eine regulierte Stärke der Beschichtung zu ermöglichen, die gewöhnlich als Gewicht Beschichtung pro Einheitsbereich auf der Bandoberfläche ausgedrückt wird. Nach dem Abkühlen wird das Band in das Ausgangsende geführt, das häufig ein Nachwalzwerk (Dressierwalzwerk) umfasst. Als Abstreifgas kann Luft oder Stickstoffgas verwendet werden. Zum Herstellen qualitativ hochwertigerer beschichteter Produkte wird gewöhnlich Stickstoffgas verwendet.
Es ist wichtig, dass der Stahl und das Zink eine geeignete Verbindungszone bilden, was gewöhnlich durch Hinzufügen einer regulierten Menge Aluminium von ungefähr 0,15 % bis 0,20 % (alle Prozentsätze hierin sind Gewichtsprozent) zum Bad und Regulieren der Temperatur des Stahlblechs an einem Punkt, an dem es in das Bad eintritt, in Kombination mit der Temperatur des Bads erreicht wird.
Die resultierende Beschichtung ist im Wesentlichen eine Zinkbeschichtung, die Aluminium, gewöhnlich zwischen 0,20°% und 0,30°%, enthält. Diese Aluminiummenge ist deshalb größer als die im Bad, da Aluminium eine größere Affinität zu Eisen als zu Zink hat. Unmittelbar nachdem der Stahl in das Zinkbad tritt, wird eine Aluminium-Eisenschicht, eine sogenannte Inhibitionsschicht, so ausgebildet, dass sich Aluminium an der Stahl-Zink-Grenzfläche konzentriert.
Wie vorstehend angegeben, müssen neuerdings Anwendungen von galvanisiertem Stahlblech außer Formbarkeit auch Oberflächenqualitätsanforderungen erfüllen. Ein herkömmliches Verfahren zum Verbessern der Oberflächenqualität eines schmelztauchgalvanisierten Substrats ist in GB-A-2517622 offenbart. Diese Veröffentlichung erwähnt, dass galvanisierte Metallbleche sogenannte Welligkeit derer äußeren Oberflächen aufweisen, was zuvor nur durch eine erhebliche Lackdicke kompensiert werden konnte, mit dem Nachteil, dass ein sogenannter „Orangenschalen‟ Aspekt auftrat, der beispielsweise für Autokarosserieteile nicht akzeptabel ist.
Gemäß GB-A-2517622 beruht die Zusammensetzung des Bads auf Zink und enthält zwischen 0,1 und 0,5 Gew.-% Aluminium, vorzugsweise zwischen 0,1 and 0,4 %, und bevorzugter zwischen 0,1 und 0,3%. Ferner wäre bei Einstellen bestimmter Parameter in Übereinstimmung mit den Anforderungen, Bedingungen und Gleichungen die Möglichkeit gegeben, nach dem Festwerden der Beschichtung und vor einem möglichen Dressieren eine Welligkeit Wa 0,8 von weniger als oder gleich 0,55 µm oder, in einer Ausführungsform, weniger oder gleich 0,35 µm zu erhalten.
Es ist Aufgabe dieser Erfindung, einen verbesserten schmelztauchbeschichteten Stahl vorzusehen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit dem Gegenstand des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen definiert. Es ist anzumerken, dass die in den Ansprüchen angeführten Eigenschaften auf beliebige technisch sinnvolle Weise kombiniert werden können, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu beschreiben. Die folgende Beschreibung erläutert die Eigenschaften der Erfindungen und kann zusätzliche erfindungsgemäße Ausführungsformen vorschlagen.
Es kann ein Verfahren eingesetzt werden, um ein schmelztauchbeschichtetes Stahlblech herzustellen, bei dem überraschenderweise einerseits ein Vorgang zum Schmelztauchbeschichten verwirklicht wird, der viel stabiler ist als herkömmliches Schmelztauchgalvanisieren ist, und andererseits kann ein besserer schmelztauchbeschichteter Stahl erhalten werden, der hervorragende Eigenschaften aufweist, insbesondere auch bezüglich der resultierenden Oberfläche.
Die Zusammensetzung des Bads wird so reguliert, dass ein Aluminiumgehalt von über 0,50 % vorliegt.
Wie vorstehend angegeben sind im Zinkbad einer herkömmlichen kontinuierlichen Galvanisierungsanlage geringe Mengen Aluminium vorhanden, um das Bilden einer (hauptsächlich) auf Eisen-Aluminium beruhenden Grenzflächenschicht zwischen dem Stahlsubstrat und dem geschmolzenen Zink zu bewirken, wobei die Schicht in dieser Patentanmeldung innere Schicht genannt wird, die allgemein auch als Inhibitionsschicht bezeichnet wird. Beim Untersuchen des Bildens dieser Schicht und deren Abhängigkeit von Aluminium wurde von den Erfindern festgestellt, dass der Aluminiumgehalt in der Inhibitionsschicht bei den herkömmlichen Aluminiumkonzentrationen im Zinkbad stark von sowohl der Temperatur des Bands beim Eintreten in das Bad (Bandeintrittstemperatur, SET), und der Aluminiumkonzentration im Zinkbad abhängt. Umgekehrt wurde festgestellt, dass bei höheren Aluminiumkonzentrationen im Zinkbad, insbesondere bei > 0,50 % Al, der Aluminiumgehalt in der Inhibitionsschicht überraschenderweise vollständig SETunabhängig ist.
Als die Erfinder diese Angelegenheit weiter untersuchten, wurde festgestellt, dass bei einem Aluminiumgehalt von über 0,5 %, insbesondere um 0,55 % oder 0,6 %, der Aluminiumgehalt in der Inhibitionsschicht nicht nur SET-unabhängig wird, sondern größtenteils auch unabhängig von Veränderungen der Al-Konzentration im Zinkbad wird.
Es wurde daher festgestellt, dass beim Abweichen vom herkömmlichen Galvanisieren und stattdessen dem neuen Vorgehen eine sehr stabile, dünne Inhibitionsschicht gebildet wird, ohne dass Veränderungen die Produktqualität in Aspekten wie Punktschweißbarkeit, Zinkanhaftung und Abriebverhalten des schmelztauchbeschichteten Produkts negativ beeinflussen. Die Erfinder erkannten auch, dass beim herkömmlichen Galvanisieren eine beträchtliche Empfindlichkeit der Inhibitionsschicht auf die Verfahrenseinstellungen der Galvanisierungsanlage vorlag, beispielsweise dadurch, dass der relativ geringe Aluminiumgehalt im Zinkbad verursacht, dass die Inhibitionsschicht nicht immer vollständig geschlossen ist und nicht dazu in der Lage sein wird, das (weitere) Auflösen von Eisen aus dem Stahlsubstrat in das Zinkbad an allen Stellen völlig zu verhindern. Im Gegensatz dazu wird beim Einsatz des neuen Verfahrens weniger Eisen im Zink aufgelöst, was wiederum zu weniger Schlackenbildung, weniger Kontamination, weniger Oberflächenfehler und weniger punktuellen Verdickungen führt.
Die Erfinder stellten fest, dass aufgrund der relativ geringen Aluminiumkonzentration von zwischen 0,15 und 0,20 % im Bad beim herkömmlichen Schmelztauchgalvanisieren in einer dünnen Schicht neben dem Stahlband Aluminiumabreicherung auftreten kann. Das Schließen der Sperre, die von der Fe₂Al₅-Inhibitionsschicht vorgesehen wird, nimmt Zeit in Anspruch. Möglicherweise daher kann sich beim herkömmlichen Galvanisieren noch Eisen neben den Inhibitionskristallen auflösen, und die Inhibitionsschichtdicke wird stärker. In herkömmlichen Galvanisierungsbädern mit niedrigen Aluminiumkonzentrationen von 0,15 % bis 0,20 % sind die Eisenauflösungsrate, die Eisenlöslichkeit und die Menge der geformten Metallschlackepartikel recht hoch. Diese Metallschlackepartikel werden teilweise anhand einer Entfernungsmethode von Oberflächenschlacke entfernt, ein anderer Teil der Metallschlackepartikel setzt sich an der Badausrüstung wie Walzen ab, und ein noch weiterer Teil der Metallschlackepartikel wird in die Zinkbeschichtung eingebettet.
Das Ablagern von Metallschlackepartikel an der Badausrüstung verursacht Verschleiß der Lager und verschlechtert die Qualität der galvanisierten Bandoberfläche, indem sich wiederholende Eindrücke durch Walzen und schlechte Regulierung von Bandvibration verursacht werden. Ferner werden Metallschlackepartikel auch in der Zinkbeschichtung gefunden. Diese Metallschlackepartikel sind manchmal auf der Bandoberfläche sichtbar, da sie zu einem abweichenden Abstreifmuster (Oberflächenfehler) führen. Manche Metallschlackepartikel bleiben unsichtbar und werden daher bei der Oberflächenprüfung nicht erfasst. Dann sind diese Partikel von Bedenken, da sie in einem Presswerk als kleine und glänzende Punkte (sogenannte punktuelle Verdickungen) auftauchen können und ein Verwerfungsgrund sind. Daher ist es offensichtlich, dass das Vorliegen von Metallschlackepartikel im Bad soweit möglich verhindert werden sollte.
Der schmelztauchbeschichtete Stahl gemäß der Erfindung kann mit einen Verfahren zum Herstellen eines schmelztauchbeschichteten Stahlbands hergestellt werden, welches hier zunächst beschrieben werden soll. Bei dem Verfahren geht das Schmelztauchbeschichten vonstatten, indem das Band durch ein Bad aus geschmolzenem Metall geführt wird, das Al enthält, wobei der Rest des Metalls Zn, unvermeidliche Verunreinigungen und höchstens 0,3 % eines oder mehrerer anderer Elemente ist.
Das eine oder die mehreren zusätzlichen Elemente können aus Si, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Mg, Sn, La, Ce, Cr, Zr oder Bi ausgewählt sein. Kleine Mengen dieser Elemente können zum Bad hinzugefügt werden.
Die Zusammensetzung des Bads kann so reguliert werden, dass sie einen Aluminiumgehalt von 0,55 % oder mehr oder 0,60 % oder mehr aufweist. Wie vorstehend erwähnt, bietet dies Vorteile für einen stabilen Betrieb sowie für das hergestellte Produkt.
Die Zusammensetzung des Bads kann so reguliert werden, dass sie einen Aluminiumgehalt von 0,9 % oder weniger oder 0,8 % oder weniger aufweist. Wie vorstehend erwähnt ist dies für die Herstellung und das Produkt von Vorteil.
Um die endgültigen Eigenschaften des Produkts zu verstehen, das in dieser Erfindung entwickelt wurde, muss berücksichtigt werden, was während des Festwerdens geschieht. Dazu wird das Phasendiagramm von Aluminium - Zink betrachtet. Während des Kühlens der flüssigen Zinkbeschichtung nach dem Verlassen des Zinkbads wird zuerst Zink abgesondert, gefolgt von Aluminium und dem Rest des Zinks, falls die Aluminiumprozentsätze unter 1,1 % liegen, wie aus dem Phasendiagramm ersichtlich ist. Bei höheren Aluminiumprozentsätzen können ZnAI-Phasen (die β-Phase im Phasendiagramm) gebildet werden, die unerwünscht sind, da sie die Oberflächenqualität verschlechtern können. Selbst unter Ungleichgewichtsbedingungen, wie es für die gewöhnlich sehr hohen Kühlraten der Beschichtung während des Abstreifens der Fall ist, wurden bei Al-Prozentsätzen von weniger als 1,1 % ZnAI-Phasen festgestellt.
Abhängig von Anlagenbedingungen und insbesondere bei geringen Anlagengeschwindigkeiten und spätem Abkühlen, könnten ZnAI-Phasen bei niedrigerem Al % gemacht werden, da Diffusion stattfinden kann. Daher ist es besser, den Aluminiumprozentsatz bei 0,9 % oder darunter, oder noch besser bei 0,8 % oder darunter zu halten, um zu gewährleisten, dass keine wesentlichen Mengen von ZnAI-Phasen erzeugt werden.
Der Fe-Gehalt im Bad aufgrund möglichen Auflösens von Eisen während des Eintauchens des Bands in das Bad kann weniger als 70 ppm, bevorzugt weniger als 50 ppm, besonders bevorzugt weniger als 30 ppm und am meisten bevorzugt weniger als 20 ppm betragen. Die Erfinder erkannten, dass es nun möglich ist, das Auflösen von Eisen zum Zeitpunkt des Eintauchens des Bands in das Zinkbad zu verringern, und zwar durch einen höheren Aluminiumgehalt im Zinkbad. Auf diese Weise wird die bedenkliche Aluminiumabreicherung nahe der Bandoberfläche vermieden und die Fe₂Al₅Inhibitionsschicht wird zum frühesten Zeitpunkt sofort zu einer wahren Sperre, sodass Eisenauflösung in das Bad verringert wird. Außerdem wurde festgestellt, dass die gebildete Inhibitionsschicht überraschenderweise dünner bleibt, das heißt, dass ihr Wachstum zum Stillstand kommt, da alle Fehler in der Beschichtung, die ein Auflösen von Eisen ermöglichen würden, schnell repariert werden.
All dies widerspricht dem Vorurteil, dass eine höhere Aluminiumkonzentration im Zinkbad zu mehr Schlackepartikeln führt, da das Gleichgewicht: 2Fe + 5AI <=> Fe₂Al₅ durch das Hinzufügen von Aluminium nach rechts verschoben wird. Im Gegensatz dazu erkannten die Erfinder, dass das Hinzufügen von mehr Aluminium tatsächlich bewirkt, dass weniger Eisen aus dem Stahlband in flüssiges Zink aufgelöst wird und die Menge der Metallschlackepartikel daher begrenzt ist. Darüber hinaus ist dies eine sehr stabile Situation: Solange die Menge gelösten Aluminiums „überschüssig“ bleibt, ist die Eisenmenge gering und bleibt gering.
Übliche SET-Temperaturen im Prozess reichen von 420 °C - 490 °C, bevorzugt 450 °C - 470 °C.
Das Verfahren kann die Schritte des Führens des Bands zum Ausgang des Bads über eine Walze unter dem Oberflächenniveau des Bads und Abstreifen des Bands, das das Bad verlässt, mit mindestens einer Gasdüse umfassen, die durch mindestens einen Auslass ein Abstreifgas auf das beschichtete Stahlband ausstößt, das die Eigenschaft aufweist, dass die Parameter D, HS und US so ausgewählt sind, dass D*ln(HS*US) ≤ 130, wobei D der kürzeste Abstand vom Auslass der Gasdüse zur Oberfläche des Bands in mm ist, HS die Höhe der Gasdüse über der Oberfläche des Bads in mm ist, US der Abstand zwischen der oberen Kante der Walze und der Oberfläche des Bads in mm ist. Das Einstellen der Parameter auf diese Weise ermöglicht eine hervorragende Schmelztauchbeschichtung, insbesondere bezüglich der Oberflächeneigenschaften, insbesondere der Welligkeit des schmelztauchbeschichteten Stahls. Hier wird angemerkt, dass die Gasdüsen im Allgemeinen einen schlitzförmigen, im Wesentlichen rechteckigen Auslass mit einer durchschnittlichen Schlitzbreite von 0,8 bis 1,3 mm aufweisen.
Der Wert von D*ln(HS*US) kann 120 oder weniger, bevorzugt 110 oder weniger, besonders bevorzugt 100 oder weniger, besonders bevorzugt 90 oder weniger, besonders bevorzugt 80 oder weniger, am meisten bevorzugt 70 oder weniger sein. Dies ist eine weitere Maßnahme anhand deren die Schmelztauchbeschichtung so ausgebildet wird, dass ein höherwertiger schmelztauchbeschichteten Stahl erzeugt wird.
Das Verfahren kann den Schritt des Abstreifens des Bands, das das Bad verlässt, mit mindestens einer Gasdüse umfassen, die durch mindestens einen Auslass ein Abstreifgas auf das beschichtete Stahlband ausstößt, wobei das Schmelztauchbeschichten und Abstreifen so ausgeführt werden, dass
[(P-24)÷(5,95D^0,96 V^1,39 )]-0,81 ≤ 150, wobei P der Abstreifdruck in der Gasdüse in mbar, D der kleinste Abstand vom Auslass der Gasdüse zur Oberfläche des Bands in mm und V die Geschwindigkeit des Bands in m/min ist.
In einem Aspekt weist das Verfahren die Eigenschaft auf, dass [(P-24)÷(5,95D^0,96 V^1,39 )]^-0,81 ≤ 100, [(P-24)÷(5,95D^0,96 V^1,39 )]^-0,81 ≤ 70, bevorzugt, dass [(P-24)÷(5,95D^0,96 V^1,39 )]^-0,81 ≤ 60.
Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, können dünnere Schmelztauchbeschichtungsschichten aufgebracht werden, wobei hervorragende Oberflächeneigenschaften erzielt werden. Beschichtungsgewichte von weniger als 70 g/m² sind bevorzugt, und Beschichtungsgewichte von mehr als 60 g/m² sind besonders bevorzugt. Die resultierenden schmelztauchbeschichteten Produkte erfordern weniger Zink und sind leichter (beispielsweise bis zu ca. 1 %). Ferner führen geringere Beschichtungsgewichte sowohl zu besserer Schweißbarkeit als auch Welligkeit.
D kann gleich oder weniger als 9 mm, bevorzugt gleich oder weniger als 8 mm und besonders bevorzugt gleich oder weniger als 7 mm sein. Mit kleineren Werten von D können der Schmelztauchbeschichtungsprozess und die hergestellten Produkte verbessert werden, obwohl es aus praktischen Gründen offensichtlich ist, dass immer ein gewisser Mindestabstand zwischen dem Band und der Abstreifvorrichtung vorliegen wird. Es stellte sich heraus, dass der Druck im Verteiler der Abstreifvorrichtung umso niedriger sein kann, je geringer der Abstand ist, wobei angenommen wird, dass dies zu weniger Störung der „nassen“ Beschichtungsoberfläche führt, was wiederum besser für die resultierende (geringere) Welligkeit ist.
HS kann 550 mm oder weniger sein, bevorzugt 400 oder weniger, bevorzugt 300 mm oder weniger, besonders bevorzugt 250 mm oder weniger und ganz besonders bevorzugt 200 mm oder weniger. Es wurde festgestellt, dass geringere Werte für HS bessere Ergebnisse in Hinsicht der Welligkeit des schmelztauchbeschichteten Produkts ergeben. Als Mindestwert können 115 mm erwähnt werden, unter dem ein kompliziertes und unerwünschtes Fließmuster in und nahe der Oberfläche des Bads auftreten kann.
Vor dem Schmelztauchbeschichten kann das Stahlband in einem Kaltwalzwerk kaltgewalzt werden, das einen Werkstand mit einem Paar Arbeitswalzen mit einer vorgegebenen Rauigkeit Ra aufweist. Das Verfahren hat die Eigenschaft, dass Ra 4,5 µm oder weniger, bevorzugt 1,5 µm oder weniger, besonders bevorzugt 0,6 µm oder weniger ist. Diese Rauigkeit und somit die Oberfläche des Bands, bevor es schmelztauchbeschichtet wird, spielt bei der Qualität eine Rolle, die das Endprodukt aufweisen kann. Dies hängt mit dem Ablaufverhalten des geschmolzenen Beschichtungsmaterials zusammen, das sich nach oben bewegt, nachdem es die Abstreifvorrichtung passiert hat.
Der schmelztauchbeschichtete Stahl, der mit dem beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann,
umfasst ein Stahlsubstrat und eine Zn-Al-Beschichtungsschicht , wobei die Zn-Al-Beschichtungsschicht eine innere Schicht unmittelbar angrenzend an das Stahlsubstrat und eine äußere Schicht umfasst, die sich zwischen der Oberflächenschicht des beschichteten Stahls und der inneren Schicht erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminiumgehalt in der äußeren Schicht im Bereich von 0,4 - 1,0 % liegt, und dass der Aluminiumgehalt der gesamten Zn-Al-Beschichtungsschicht 0,71 - 0,95 % beträgt. Ein solches Produkt weist alle Vorteile auf, die vorstehend und nachstehend erwähnt werden, und ist ein Produkt, das überraschenderweise die Qualität des herkömmlichen schmelztauchgalvanisierten Stahls übertrifft, insbesondere wenn es um Automobilanwendungen geht. Die innere Schicht entspricht der Inhibitionsschicht, die beim ersten Kontakt des Stahls mit dem geschmolzenen Metall gebildet wird, wie es in der Einführung beschrieben ist, und die äußere Schicht erstreckt sich zwischen der Oberflächenschicht des beschichteten Stahls und der inneren Schicht, wie es im Folgenden auch mit Bezug auf die jeweiligen Figuren ausführlicher erläutert wird.
Es ist anzumerken, dass Eigenschaften, die in Verbindung mit dem Verfahren zum Herstellen eines schmelztauchbeschichteten Stahlbands beschrieben wurden, ferner zum Erläutern der Eigenschaften des vorgeschlagenen schmelztauchbeschichteten Stahls und umgekehrt verwendet werden kann.
Der vorgeschlagene schmelztauchbeschichtete Stahl kann anhand des vorgeschlagenen Herstellungsverfahrens hergestellt werden und/oder ein Produkt desselben sein, und ist ein Produkt, das sich insbesondere für Automobilzwecke und insbesondere für Full-Finish-Zwecke (Außenhaut) wie zur Verwendung für Autokarosserieplatten eignet, die ein höherwertiges Lackerscheinungsbild aufweisen.
In einem Aspekt weist der schmelztauchbeschichtete Stahl die Eigenschaft auf, dass die Beschichtungsschicht Al umfasst, wobei der Rest der Beschichtungsschicht Zn, unvermeidliche Verunreinigungen und optional < 0,3 % von einem oder mehreren zusätzlichen Elementen ist. Obwohl andere Elemente in der Beschichtung enthalten sein können, weist dieses Produkt eine zinkbasierte Beschichtung mit etwas Aluminium auf, wobei der Aluminiumgehalt wesentlich höher als bei herkömmlichen schmelzschichtgalvanisierten Stählen ist.
Das eine oder die mehreren zusätzlichen Elemente können aus Si, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Mg, Sn, La, Ce, Cr, Zr oder Bi ausgewählt sein. Dies bestimmt die zusätzlichen Elemente in größerem Detail.
Der Fe-Gehalt in der äußeren Schicht kann weniger als 70 ppm, bevorzugt weniger als 50 ppm, besonders bevorzugt weniger als 30 ppm und am meisten bevorzugt weniger als 20 ppm sein. Je geringer der Fe-Gehalt ist, umso weniger Schlackepartikel werden in die beschichtete Zinklegierungsschicht inkorporiert, was das Erscheinungsbild des beschichteten Stahls beeinflussen kann. Dies ist insbesondere für Stähle wesentlich, aus denen durch Pressen äußere Automobilteile geformt werden. Die einbezogenen harten Partikel können ungleichmäßige Verformung bewirken, was zu Oberflächenfehlern und Unregelmäßigkeiten wie winzigen Vorsprüngen und Aufwölbungen führen kann, selbst wenn sie auf der nicht exponierten Seite der Automobilteile vorliegen. Die Ungleichmäßigkeit der Oberfläche führt zu ungewünschten Reflexionen („glänzenden Stellen“), und somit wird das Aussehen auf nicht akzeptable Weise beeinflusst. Dieses Phänomen wird auch als „punktuelle Verdickung“ bezeichnet.
Die innere Schicht kann einen Aluminiumgehalt von weniger als 150 mg/m² [Milligramm pro Quadratmeter] and bevorzugt von weniger als 120 mg/m² aufweisen. Diese Werte zeigen, dass die innere Schicht unmittelbar angrenzend an das Stahlsubstrat dünn ist, was zu besserer Schweißbarkeit führt. Ferner ist eine dünnere innere Schicht stabiler. Schließlich neigt die Beschichtungsschicht weniger zur Rissbildung. Bezüglich der an anderen Stellen beschriebenen Versuche und 2 wird angemerkt, dass die Werte für den Aluminiumgehalt in praktischen Fällen etwas höher sind. Das bedeutet, dass Werte von weniger 165 mg/m² bevorzugt sind.
Die innere Schicht kann eine durchschnittliche Dicke von 500 nm oder weniger, bevorzugt 300 nm oder weniger, besonders bevorzugt 200 nm oder weniger, ganz besonders bevorzugt 100 nm oder weniger aufweisen.
Der Aluminiumgehalt der gesamten Beschichtungsschicht kann im Bereich von 0,71 % bis 1,1 % liegen, was das Vorliegen von Fe₂Al₅-Partikeln im Bad sowie in der Beschichtungsschicht minimiert.
Der Aluminiumgehalt der gesamten Beschichtungsschicht kann 0,75 % oder mehr betragen. Dies reduziert diese Partikel noch weiter.
Der Aluminiumgehalt der gesamten Beschichtungsschicht kann 0,90 % oder weniger, möglicherweise 0,86 % oder weniger betragen. Dies reduziert die Zn-Al-Phasen in der gesamten Schmelztauchbeschichtungsschicht.
Es wurde festgestellt, dass all diese erfindungsgemäßen Stähle sehr gute Leistungen erbringen.
Die äußere Oberfläche eines 5 % biaxial verformten becherartigen Artikels, der aus dem beschichteten Stahl gefertigt wurde, kann eine Wsa aufweisen, die in der Walzrichtung als 0,35 µm oder weniger gemessen wird. Geringe Welligkeit gemäß dieser Eigenschaft ist bei Automobilanwendungen wichtig, bei denen das Erscheinungsbild ansprechend sein muss, wie auf der Außenseite einer Karosserieplatte. Die hier erwähnte Welligkeit Wsa ist in Norm SEP 1941: 2012 „Messung des Welligkeitskennwertes Wsa (1-5) an kaltgewalzten metallischen Flacherzeugnissen“ definiert.
Die äußere Oberfläche eines 5 % biaxial verformten becherartigen Artikels, der aus dem beschichteten Stahl gefertigt wurde, kann eine Wsa aufweisen, die in der Walzrichtung als 0,30 µm oder weniger, bevorzugt 0,25 µm oder weniger gemessen wird. Dies sind bevorzugte Werte für wichtige Anwendungen, wie Außenblechen von Automobilen.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden nichteinschränkenden Figuren und Beispiele näher erläutert. Erläuterungen und Eigenschaften, die in oder in Verbindung mit (nur) den Figuren offenbart werden, können getrennt entnommen und mit einer beliebigen anderen Eigenschaft kombiniert werden, solang dies hierin nicht ausdrücklich ausgeschlossen sind.
In den schematischen Zeichnungen:

- 1 zeigt die Erkenntnisse der Erfinder bezüglich des Al-Gesamtgehalts in der Zinkschicht als Funktion der SET und des Aluminiumgehalts im Zinkbad;
- 2 zeigt die Erkenntnisse der Erfinder bezüglich des Al-Gehalts in der Inhibitionsschicht als Funktion der SET und des Aluminiumgehalts im Zinkbad;
- 2A zeigt eine schematische Zeichnung eines Querschnitts des Aufbaus des schmelztauchbeschichteten Stahlsubstrats, der die identifizierbaren Schichten zeigt;
- 2B zeigt den Al-Gehalt an verschiedenen Stellen in den verschiedenen Schichten innerhalb der Schmelztauchbeschichtungsschicht und die Grenzen zwischen den Schichten;
- 2C zeigt den Fe-Gehalt an verschiedenen Stellen in der Schmelztauchbeschichtungsschicht;
- 2D zeigt das Al-Gewicht in der inneren Schicht der Schmelztauchbeschichtung auf einer Seite für erfindungsgemäße Materialien 1-3 und für herkömmliche Materialien 4-6;
- 3 zeigt eine Schmelztauchbeschichtungsvorrichtung;
- 4 zeigt den Al-Gesamtgehalt in der Schmelztauchbeschichtungsschicht von Proben schmelztauchbeschichteter Stähle, die erfindungsgemäß hergestellt wurden, als eine Funktion des Beschichtungsgewichts (pro Seite);
- 5 zeigt den Fe-Gehalt in der äußeren Schicht der Schmelztauchbeschichtungsschicht von schmelztauchbeschichteten Stahlproben, die erfindungsgemäß hergestellt wurden;
- 5A zeigt den Fe-Gehalt in der äußeren Schicht der Schmelztauchbeschichtungsschicht von schmelztauchbeschichteten Stahlmaterialien, die erfindungsgemäß hergestellt wurden;
- 6 zeigt ein Probestück, das den strengsten OEM-Test für Haftung der Schmelztauchbeschichtung an dem Stahlsubstrat bestand;
- 7 zeigt einen Querschnitt durch ein schmelztauchbeschichtetes Stahlblech mit Sicht auf das Stahlsubstrat (teilweise), die innere Schicht und die äußere Schicht;
- 8 zeigt die Abriebleistung von erfindungsgemäßen schmelztauchbeschichteten Stählen im Vergleich zu herkömmlich schmelztauchgalvanisierten Stahlen;
- 9 zeigt die Welligkeitsentwicklung von direkt hinter den Gasdüsen bis zum Festwerden;
- 10 zeigt schematisch die endgültige Welligkeit der Beschichtung vor dem Nachwalzwerk;
- 11 zeigt das Fließvermögen für Zink-Aluminium-Legierungen; und
- 12 zeigt ein Phasendiagramm von Zn und Al.

Al in Zn
Die Erfinder führten ausgiebige Untersuchungen bezüglich der Abhängigkeit der Eigenschaften von schmelztauchbeschichteten Produkten von Variablen der Schmelztauchbeschichtung durch. Ein Satz von Ergebnissen ist in 1 zu sehen, in der in einer Versuchsanordnung der Al-Gesamtgehalt in der gesamten Schmelztauchbeschichtungsschicht als Funktion der SET und des Aluminiumgehalts im Zinkbad gezeigt ist. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass bei einem höheren Al-Gehalt im Zn-Bad das Gesamt-Al in der Beschichtungsschicht des resultierenden schmelztauchbeschichteten Stahls unabhängig von der SET wird. Gewöhnlich getestete SET-Temperaturen lagen im Bereich von 300 - 600 °C.
Al in der inneren Schicht
Auf andere Weise dargestellt zeigen die Ergebnisse der Untersuchungen den Al-Gehalt in der inneren Schicht als eine Funktion der SET und des Aluminiumgehalts im Bad, siehe 2. Wie gezeigt, stellte sich heraus, dass die innere Schicht ausgehend von einem Al-Gehalt von 0,50 % stabil ist, was ein Anzeichen dafür ist, dass die innere Schicht dann vollständig geschlossen ist und keine Diffusion von FE vom Substrat in das Bad mehr stattfindet. Dies wiederum bietet unter anderem weniger Abrieb, weniger Oberflächenprobleme im Produkt und weniger punktuelle Verdickungen im Produkt.
Feststellen von Al, Fe in der äußeren Schicht und inneren Schicht
In 2A wird erläutert, welche drei Schichten, die Oberflächenschicht SL, die äußere Schicht OL (manchmal auch Deckschicht genannt) und die innere Schicht IL (manchmal auch Inhibitionsschicht genannt) zusammen die gesamte schmelztauchbeschichtete Zinkbeschichtung auf dem Stahlsubstrat StS ausmachen. Die Oberflächenschicht kann von der äußeren Schicht durch ihren abweichenden Al- und Fe-Gehalt unterschieden werden.
Um den Al- und Fe-Gehalt in diesen Schichten zu bestimmen, wird folgendermaßen vorgegangen:

In einer Mittelposition einer Probe von zu analysierendem Material (das gewöhnlich eine Größe von 90 × 130 mm aufweist) wird ein Stück Abdeckband (gewöhnlich 60 × 120 mm) aufgebracht, wonach sowohl die Oberseite, die geschnittenen Kanten und die Unterseite der Probe mit zwei Schichten einer schützenden Sprühfarbe beschichtet werden. Nach dem Trocknen der Farbe wird das Abdeckband entfernt, was zu einer vollständig geschützten Probe führt, die nur einen ungeschützten Bereich von der Größe des Abdeckbands aufweist.

Die Probe wird horizontal in eine Petrischale gelegt, wobei der ungeschützte Bereich nach oben zeigt, und eine Salzsäurelösung wird auf den ungeschützten Bereich gegossen, wobei gewährleistet wird, dass der ungeschützte Bereich vollständig von der Säurelösung bedeckt wird; es ist jedoch nicht notwendig, die gesamte Probe in die Lösung einzutauchen. Diese Säurelösung wird durch Einbringen von 270 ml konzentriertem (37 %) HCl in 2 Liter deionisiertem Wasser vorbereitet. Es wird auch ein Inhibitor hinzugefügt, um das Auflösen des Stahlsubstrats zu verhindern.
Nach 30 Sekunden wird die Säure von der Probe entfernt und die Probe wird mit deionisiertem Wasser gespült. Die Säurelösung und das Wasser werden in einem Kolben gesammelt.
Dieser Schritt wird mehrere Male wiederholt, wobei die Säurelösung und das Spülwasser jedes Mal in getrennten Kolben gesammelt werden, bis die Auflösungsreaktion vollständig gestoppt ist, was anzeigt, dass die Zn-Beschichtung vollständig von der Oberfläche entfernt ist.
Die Menge von Zn, Al und Fe in jedem Kolben wird anhand des ICP-OES-Verfahrens (induktiv gekoppelte Plasma-Emissionsspektrometrie) bestimmt. Das ZnBeschichtungsgewicht, das Gesamt-Al und das Gesamt-Fe können leicht aus den Ergebnissen berechnet werden, es können jedoch auch Al- und Fe-Tiefenprofile vorbereitet werden, wie sie in 2B bzw. 2C gezeigt sind.
Der Al-Gehalt in den verschiedenen Schichten SL, OL und IL wird bezugnehmend auf 2B gemäß dem folgenden Verfahren bestimmt: Der Durchschnitt des Al-Gehalts an Stellen zwischen 40 % der Dicke der gesamten Beschichtungsschicht und 60 % der Dicke der gesamten Beschichtungsschicht wird genommen, und dies wird als Al-Gehalt der äußeren Schicht bezeichnet. Anschließend wird eine Grenze zwischen der Oberflächenschicht und der äußeren Schicht folgendermaßen bestimmt: Von der 40 %Stelle wird nach links gegangen und nach der Stelle gesucht, an der der Al-Gehalt mehr als 5 % von dem zuvor erwähnten festgestellten Durchschnitt abweicht. Diese Stelle wird als die Grenze B zwischen der Oberflächenschicht und der äußeren Schicht angesehen. Bei bekannter Grenze B zwischen der Oberflächenschicht und der äußeren Schicht kann daraufhin die Menge des Al in der Oberflächenschicht berechnet werden.
Unter der Annahme dass, mit Ausnahme der Oberflächenschicht, der Al-Gehalt im Rest der Zn-Schicht der gleiche ist, wie er mit dem vorstehenden Verfahren für die äußere Schicht bestimmt wurde, kann nun die Menge des Al in der inneren Schicht berechnet werden. 2D zeigt einige Beispiele dafür für herkömmlich galvanisierte Materialien (Material 4, 5 und 6) und für Materialien, die erfindungsgemäß schmelztauchbeschichtet wurden (Material 1, 2 und 3).
Mit der Bestimmung der Grenze B gemäß dem vorstehenden Verfahren kann der Fe-Gehalt in den Schichten auf ähnliche Weise aus den Messungen berechnet werden, wie in 2C gezeigt.
Schmelztauchbeschichtungsparameter
Wenn in den Figuren die gleichen Bezugszahlen verwendet werden, beziehen sich diese Zahlen auf die gleichen Teile.
Der übliche Ablauf von Herstellungsschritten, die zu einem beschichteten Stahlblech führen, sowie einige darauffolgende Schritte zum Umwandeln des erfindungsgemäßen beschichteten Stahlblechs in einen pressgeformten und lackierten Karosserieteil eines Automobils ist bekannt. Dem Gießen einer Stahlbramme folgt Warmwalzen in einem Warmbandwalzwerk, um ein Stahlband vorzusehen, Verarbeiten in einer Beizanlage, Kaltwalzen in einem Kaltwalzwerk, Glühen in einer kontinuierlichen Glühanlage, Vorsehen einer Schmelztauchbeschichtung auf das geglühte Band in einer Schmelztauchbeschichtungsanlage, Nachwalzen in einem Nachwalzwerk, auch als Dressieren in einem Dressierwalzwerk bezeichnet, Liefern des Produkts an Kunden, Pressformen und Lackieren. Auf manche dieser Vorgänge kann verzichtet werden, während es auch möglich ist, dass einige anderen Vorgänge zu diesem Ereignisablauf hinzugefügt werden.
Für die Erfindung ist insbesondere relevant, was beim Schmelztauchbeschichten geschieht, obwohl die Oberflächenqualität des Stahls, der am Kaltwalzwerk eintrifft, ebenfalls eine entscheidende Rolle für die resultierenden Eigenschaften des Endprodukts spielt. Es wird daher ausdrücklich darauf hingewiesen, dass, obwohl sich die Offenbarung der dargestellten Erfindung auf das Verfahren des Schmelztauchbeschichten bezieht, die anderen Verarbeitungsschritte nicht ohne Bedeutung sind und mit dem normalen hohen Qualitätsstandard aufrechtzuerhalten ist.
Allgemein sind, soweit es in den Tabellen oder im Text nicht anders angegeben ist, die Einstellungen des neuen Schmelztauchbeschichtungsprozesses die Folgenden:

• Aluminiumgehalt im Bad geschmolzen Metalls: ca. 0,6 %
• D (kleinster Abstand des Auslasses der Gasdüse zur Oberfläche des Bands): 6 - 12 mm
• HS (Höhe der Gasdüse über der Oberfläche des Bads): 200 - 550 mm
• US (Abstand zwischen der Oberkante der Walze und der Oberfläche des Bads): 110 - 160 mm
• P (Abstreifdruck): 100 - 600 mbar
• V (Geschwindigkeit): 60 - 160 mpm
• Ra: 0,6 - 6,5 µm

3

11

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13

14

15

16

14

3 zeigt den Einsatz einer Stabilisatorwalze 17 und eine Tauchwalze 21, um das sich bewegenden Stahlband 14 durch das Bad zu führen, wobei die Stabilisierungswalze 17 an einer vorbestimmten Tiefe US vorgesehen ist, die in der Figur durch „Tiefe“ unter einem Oberflächenniveau 18 des Flüssigkeitsbads gekennzeichnet ist. Diese US wird als der Abstand zwischen Oberflächenniveau 18 des Flüssigkeitsbads und einer Oberkante der Stabilisatorwalze 17 definiert. Es wird angemerkt, dass auch der Einsatz mehrerer oder keiner Stabilisatorwalzen möglich ist, wobei sich der US-Parameter dann auf die oberste Walze bezieht, die das Band berührt, bevor es aus dem Bad tritt.
Über dem Flüssigkeitsbad ist mindestens eine Gasdüse 19 vorgesehen, die einen Auslass 20 aufweist, um Abstreifgas auf die Beschichtung auszustoßen, die auf der Oberfläche 12, 13 des entlang der Gasdüse 19 geführten Stahlbands 14 aufgebracht wird. 3 zeigt HS der Gasdüse oder -düsen 19 über dem Flüssigkeitsbad bezüglich dessen Oberflächenniveaus 18, das in der Figur als „Höhe H“ gekennzeichnet ist, und den Abstand D der beiden gezeigten Luftdüsen 19 zur Oberfläche des beschichteten Stahlbands 14.
Der Abstand D der mindestens einen Gasdüse 19 bezüglich des entlanggeführten Stahlbands 14, die Höhe HS der mindestens einen Gasdüse 19 über dem Flüssigkeitsbad 16 und US werden mit Werten gewählt, um die Formel D*ln(HS*US) ≤ 130 zu erfüllen, wobei US die Tiefe der letzten Walze 17 unter dem Oberflächenniveau 18 des Flüssigkeitsbads darstellt, die das Band berührt.
Tabelle 1 zeigt den Einfluss von HS und D auf die Welligkeit Wsa, die durch Messen in Walzrichtung einer äußeren Oberfläche eines 5 % biaxial verformten becherartigen Artikels bestimmt wird, der aus dem beschichteten Stahlband 14 gefertigt wurde.

Der Aluminiumgehalt im Bad in den in Tabellen 1 - 3 dargestellten Versuchen war 0,6 %. Tabelle 1

Höhe HS in mm	D in mm	US in mm	Dln(HSUS)	Wsa in µm
400	7	117,5	75,3	0,28
400	9	117,5	96,8	0,29
200	7	117,5	70,4	0,27
200	9	117,5	90,6	0,30
400	12	117,5	129,1	0,38
400	9	117,5	96,8	0,30

Es ist zu erwähnen, dass festgestellt wurde, dass der WSA mit niedriger werdendem Wert von D*ln(HS*US) niedriger wird. Es wird daher bevorzugt, dass der Wert von D*ln(HS*US) gleich oder kleiner als 120, 110, 100, 90, 80, 70 ist.
Tabelle 2 zeigt den Einfluss der Höhe HS der Gasdüse 19 über dem Flüssigkeitsbad und der Tiefe US von der mindesten einen Stabilisatorwalze 17 unter dem Oberflächenniveau 18 des Flüssigkeitsbads. Tabelle 2

Höhe HS in mm D in mm US in mm D*ln(HS*US) Wsa in µm

550 8 120 88,8 0,28

500 8 130 88,7 0,28

550 8 130 89,4 0,29

550 8 135 89,7 0,29

505 8 140 89,3 0,28

550 8 150 90,6 0,31
Aus Tabelle 1 und Tabelle 2 folgt, dass der Abstand D der mindestens einen Gasdüse 19 zu dem entlanggeführten Stahlblech 14 bevorzugt 9 mm oder weniger, bevorzugt 8 mm oder weniger und besonders bevorzugt 7 mm oder weniger ist, und die Höhe der mindestens einen Gasdüse über dem Flüssigkeitsbad der zinkbasierenden Beschichtung und der Wert US dann gemäß der Erfindung so gewählt wird, dass optimale Ergebnisse bezüglich der Wsa des resultierenden schmelztauchbeschichteten Stahls erzielt werden.
Alternativ folgt aus Tabelle 1 und Tabelle 2 dass die Höhe der mindestens einen Gasdüse 19 über dem Flüssigkeitsbad der zinkbasierten Beschichtung 16 550 mm oder weniger, bevorzugt 400 oder weniger, bevorzugt 300 mm oder weniger, besonders bevorzugt 250 mm oder weniger und ganz besonders bevorzugt 200 mm oder weniger ist; und der Abstand D gemäß der Erfindung ausgewählt ist.

Tabelle 3 zeigt die Reproduzierbarkeit der erzielbaren Wsa-Werte beim Ausführen der Erfindung. Tabelle 3

Proben-ID	Höhe HS in mm	D in mm	Tiefe US in mm	Wsa in µm
A	500	8	150	0,23
B	500	8	150	0,24
C	500	8	150	0,24
D	500	8	150	0,24
E	500	8	150	0,27
F	500	8	150	0,25
G	500	8	150	0,25
H	500	8	150	0,27
I	500	8	150	0,24
J	500	8	150	0,24
K	500	8	150	0,25

In allen vorstehenden Fällen in Tabelle 3: D*ln(HS*US) ist 89,80.
Das Verfahren zum erfindungsgemäßen Beschichten eines Stahlblechs führte zu einem Satz beschichteter Stahlbleche mit einem durchschnittlichen Welligkeitswert Wsa von 0,25 µm o. Hier ist anzumerken, dass in manchen Proben sogar ein Wert von nur 0,22 µm festgestellt wurde. In all diesen Fällen bezeichnet WSA die Welligkeit, die auf der äußeren Oberfläche eines 5 % biaxial verformten becherartigen Artikels festgestellt wurde, der aus einem Teil erfindungsgemäß (gefertigten) schmelztauchbeschichteten Stahls gefertigt wurde, gemessen in der Walzrichtung (RD).
In 4 sind die Ergebnisse des Herstellens von erfindungsgemäßen schmelztauchbeschichteten Stählen gezeigt. Die Proben wurden unter Verwendung von Stahlsubstraten wie DX52, DX54 und BH180 hergestellt, und die Prozesseinstellungen wurden erfindungsgemäß und so gewählt, dass verschiedene Beschichtungsgewichte ausgeführt wurden, wobei die Beschichtungsgewichte von 35 bis 75 g/m² (pro Seite) variierten. Wie in 4 gezeigt, lag der Al-Gehalt in der gesamten schmelztauchbeschichteten Schicht im Bereich von 0,71 % bis 0,86 %. In 2B wird der Al-Gehalt in der äußeren Schicht (OL) für drei Probematerialien vorgesehen, die erfindungsgemäß hergestellt wurden. Es ist ersichtlich, dass der Al-Gehalt der äußeren Schicht ungefähr 0,6 % betrug.
Hier möchten die Erfinder ihre Ansicht zum Thema der Welligkeit bezüglich schmelztauchbeschichteter Produkte erläutern. Die Oberflächenwelligkeit eines geformten endgültigen Artikels ist das Ergebnis der Oberflächenwelligkeit des nicht verformten, d. h. flachen, Stahlblechs und der Veränderung der Welligkeit, die durch das Formen des Artikels eingebracht wird. Der Unterschied zwischen der Welligkeit des geformten Artikels und der Welligkeit des nicht verformten Stahlblechs wird als die Delta-Welligkeit, ΔWsa, bezeichnet. Aufgrund der speziellen Beschaffenheit des Herstellungsprozesses für Stahlbänder weist die geformte Oberfläche ein linienförmiges Muster auf, in dem die Linien rechtwinklig zur Walzrichtung verlaufen. Eine Folgerung dieser Beobachtung ist, dass die Delta-Welligkeit in Walzrichtung (RD) größer als in anderen Richtungen ist, wobei die zur RD rechtwinklige Richtung als Querrichtung (TD) angezeigt wird. Dieser Richtungseffekt liegt auch stark in Werten des Lackerscheinungsbilds vor, und daher ist es wichtig, dass die Delta-Welligkeit in Walzrichtung minimiert wird.
Diese Muster werden durch kleinste örtliche Härteunterschiede im Substrat verursacht, die zu inhomogener Verformung im Formungsschritt und somit Höhenunterschieden führen, was wiederum zu einer Zunahme der Welligkeit führt. Diese Härteunterschiede treten auf, wenn die Körner im Substrat nicht klein genug sind, oder wenn die Welligkeit vor dem Nachwalzwerk zu hoch ist. In diesem zweiten Fall werden die höheren Bereiche durch den Nachwalzbetrieb in das Substrat gedrückt, was zu örtlichen Härteunterschieden führt.
Es wird die Welligkeit vor dem Nachwalzwerk reduziert, um zu gewährleisten, dass die Welligkeitszunahme beim Formen eingeschränkt oder gar nicht vorhanden ist. Der Grad der Welligkeit der schmelztauchbeschichteten Schicht vor dem Nachwalzen hängt mit dem Ebnen der Oberfläche der Beschichtung aufgrund der Interaktion zwischen der Oberflächenspannung und Schwerkräften zusammen. Um dies besser zu verstehen, wird mit Bezug auf 9 eine schematische Darstellung der Welligkeitsentwicklung von den Gasdüsen bis zum Festwerden erörtert.
Zuerst wird die Schmelztauchbeschichtungsschicht an den Gasdüsen auf ihre gewünschte Dicke reduziert. Aufgrund der hochturbulenten Beschaffenheit des Gasstroms, der von den Abstreifdüsen ausgestoßen wird, weist die Beschichtungsoberfläche eine Welligkeit auf, die höher als die Welligkeit des ursprünglichen Substrats ist (siehe 1 in 9). In den ersten Momenten nachdem das Band an den Düsen entlanggeführt wird ebnet die Oberflächenspannung die Oberfläche, was zu einem Abfall der Welligkeit führt (siehe 2 in 9). Es ist anzumerken, dass sich längere Wellen langsamer zersetzen als kürzerer Wellen, weshalb es wichtig ist, dass gewährleistet ist, dass an den Düsen keine Wellen mit einer hohen Wellenlänge erzeugt werden. Nach diesem ursprünglichen Ebnen beginnt sich die Beschichtung nach unten zu bewegen. Obwohl die Geschwindigkeit nach unten sehr gering ist, wird angenommen, dass sie eine signifikante Auswirkung auf die Welligkeit hat, da sich die Beschichtung an die ursprüngliche Substratoberfläche anzupassen beginnt (siehe 3 in 9). Die endgültige Welligkeit der Beschichtung wird in dem Moment bestimmt, in dem die Beschichtung fest wird. Der Unterschied zwischen der Beschichtungswelligkeit und der Substratwelligkeit wird in 9 durch 4 angezeigt.
Die endgültige Welligkeit der Schmelztauchbeschichtung vor dem Nachwalzwerk ist schematisch in 10 gezeigt. Der Unterschied zwischen dem Substrat und der Beschichtungswelligkeit (siehe 2 in 10) wird durch das Gleichgewicht der Oberflächenspannung und Welligkeit bestimmt. Senken der Substratwelligkeit hat einen sehr positiven Einfluss auf die Beschichtungswelligkeit, sie gleicht sich bei einer sehr geringen Substratwelligkeit jedoch aus. Der endgültige Grad wird in 10 durch 1 angezeigt und wird überwiegend vom Einfluss der Düse bestimmt.
Gemäß den verschiedenen erfindungsgemäßen Aspekten werden verschiedene schädliche Auswirkungen erfolgreich minimiert, was insbesondere hinsichtlich der Welligkeit kombiniert zu einer höherwertigen Oberflächenqualität führt. Eine Erklärung der Wirkung des erhöhten Aluminiums im Zinkbad kann sein, dass die Turbulenz des Gases von der Gasdüse von der erfindungsgemäßen Beschichtung aufgrund eines geänderten Fließvermögens der Beschichtung beim Entlangführen an den Düsen besser gehandhabt wird. Das Fließvermögen eines geschmolzenen Metalls ist umgekehrt proportional zum Erstarrungsbereich, mit anderen Worten ist das Fließvermögen umso geringer je länger der Erstarrungsbereich ist. Für Zink-Aluminium-Legierungen ist das Fließvermögen in 11 gezeigt. Es ist deutlich, dass das Fließvermögen bei Zugaben von Aluminium abnimmt. Für höhere Aluminiumgehalte im Bad, z. B. höher als 0,5 % kann das Fließvermögen niedrig genug sein, um zu gewährleisten, dass Zinkabsonderung aufgrund der hohen Wärmeübertragung bereits innerhalb der Auswirkungszone des Gases von der Düse stattfindet. Dies erhöht die Viskosität innerhalb dieses Bereichs wesentlich, was wiederum gewährleistet, dass die Wirkung von Druckveränderungen der Düsen minimiert wird, und somit, dass die Welligkeitszunahme aufgrund des Abstreifvorgangs reduziert wird. Hinter den Düsen schmilzt das abgesonderte Zink wieder und senkt die Viskosität genug, um ein gutes Ebnen zu gewährleisten.

Weitere Verbesserungen zum Erreichen hervorragender Welligkeit sind vorstehend und in den Ansprüchen beschrieben. Tabelle 4 Wsa-Werte in µm an verschiedenen Stufen

	Substrat	Schmelztauchbeschichtung WsaNTR	Delta	Wsa Flach	Wsa geformt	Delta Wsa
	WsaSUBSTR		ΔWsaDÜSEN	TR
RD	0,166	0,216	0,050	0,198	0,226	0,028
TD	0,097	0,145	0,049	0,246	0,238	- 0,008

In Tabelle 4 werden Beispiele für Werte der Welligkeit Wsa, alle in der Walzrichtung gemessen, des kaltgewalzten Stahlsubstrats vor der Schmelztauchbeschichtung, der schmelztauchbeschichteten Oberfläche vor dem Nachwalzen (nicht nachgewalzt NTR) des flachen, nicht verformten, erfindungsgemäßen schmelztauchbeschichteten Stahls und einer äußeren Oberfläche von einem 5 % biaxial verformten becherartigen Artikel gegeben, der aus dem erfindungsgemäßen beschichteten Stahl gefertigt wurde.
Wird die Erfindung befolgt, ist die Welligkeit Wsa der Schmelztauchbeschichtung vor dem Nachwalzen (WsaNTR) eng mit der Welligkeit Wsa des Substrats (WsaSUBSTR) verbunden. Insbesondere wurde festgestellt, dass bei Definition des Welligkeitsunterschied zwischen WsaNTR und WsaSUBSTR als ΔWsaDÜSEN = WsaNTR - WsaSUBSTR die folgende Beziehung gilt:

ΔWsaDÜSEN < MAX (0,06 ; 0,16 - 0,6 * WsaSUBSTR), siehe Beispiele in Tabelle 5.

Tabelle 5

Probe WsaSUBSTR WsaNSKP ΔWsaDÜSEN

1 0,166 0,216 0,050

2 0,166 0,220 0,054

3 0,507 0,324 -0,144
In 5 und in 5A sind die Ergebnisse der Messungen des Fe-Gehalts der äußeren Schicht der schmelztauchbeschichteten Stähle gezeigt, die so hergestellt wurden. Wie im Hinblick auf die Erkenntnisse und Überlegungen der Erfinder erwartet wurde, ist der Fe-Gehalt in der äußeren Schicht des Produkts sehr gering, in den getesteten Proben lag er unter 20 ppm. Es muss jedoch erwähnt werden, dass zufriedenstellende Produkte auch dann erzielt werden können, wenn der Fe-Gehalt niedriger als 30 ppm, 50 ppm und 70 ppm ist. DX52 bedeutet DX52D+Z und DX54 bedeutet DX54D+Z und BH180 bedeutet HX180BD+Z (siehe EN10346: 2015).
Um die endgültigen Eigenschaften des erfindungsgemäßen schmelztauchbeschichteten Stahlprodukts zu verstehen, berücksichtigten die Erfinder die Vorgänge während des Festwerdens der Beschichtungsschicht. Dazu wurde das Phasendiagramm von Aluminium - Zink berücksichtigt, siehe 12. Während des Abkühlens der flüssigen Zinkbeschichtung nach dem Entlangführen an den Gasdüsen wird Zink zuerst abgeschieden, gefolgt von Aluminium und dem Rest des Zinks, falls die Aluminiumprozentsätze unter 1,1 % liegen.
Bei höheren Aluminiumprozentsätzen werden ZnAI-Phasen gebildet, die unerwünscht sind, da sie die Oberflächenqualität verschlechtern können. Unter Ungleichgewichtsbedingungen, wie es für die gewöhnlich sehr hohen Kühlraten der Beschichtung während des Abstreifens der Fall ist, wurden ZnAI-Phasen bei AI Prozentsätzen von 1,0 % festgestellt. Daher ist es besser, den Aluminiumprozentsatz weit unter 1,0 %, und zwar unter 0,9 % oder möglicherweise noch besser unter 0,8 % zu halten, um zu gewährleisten, dass nur unwesentliche Mengen von ZnAI-Phasen erzeugt werden.
Um das Abriebverhalten zu prüfen wurden Versuche durchgeführt, in denen ein beschichtetes Band zwischen zwei Werkzeugen gezogen werden, die mit einer gewissen Kraft zusammengedrückt werden.
Um einen Pressbetrieb auf beste Weise nachzuahmen, werden flache und zylinderförmige Werkzeuge verwendet, die beide eine vorgegebene Rauigkeit (Ra) von 0,4 µm aufweisen. Dieser Vorgang wird 6 Mal wiederholt ohne zwischen den aufeinanderfolgenden Durchgängen nachzuölen, um eine ähnliche Ablagerung zu erhalten, wie sie gewöhnlich im Presswerk vorzufinden ist. Die Ergebnisse sind in 8 gezeigt. Von den drei Linien stellt die Linie mit den dreieckigen Punkten das Abriebverhalten eines DX54 dar, der herkömmlich galvanisiert wurde, die Linie mit den rautenförmigen Punkten stellt das eines BH180 dar, der in einem Bad mit einem Aluminiumgehalt von 0,66 % schmelztauchbeschichtet wurde, und die Linie mit den Quadraten als Datenpunkte stellt das Abriebverhalten eines DX54 dar, der in einem Bad mit einem Aluminiumgehalt von 0,64 % schmelztauchbeschichtet wurde.
Die Erfinder stellten fest, dass der Reibungskoeffizient nach zwei Durchgängen für das Material mit einem höheren Al-Prozentsatz nicht zunimmt, während das für den Bezug der Fall ist. Dieses Ergebnis ist äußerst gut und gehört zu den besten, die beim Ausführen dieser Prüfarbeiten gefunden wurden. Auch nimmt nach allen folgenden Durchgängen der Reibungskoeffizient weniger stark zu als das Bezugsmaterial, was die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Produkts zeigt.
Die Punktschweißergebnisse für das erfindungsgemäße Stahlprodukt sind sehr gut. Dies kann mit der geringen Dicke der Inhibitionsschicht zusammenhängen. In 7 kann die Ablagerung der Beschichtungsschicht gesehen werden. Der graue Bereich im unteren Bildteil stellt das Stahlsubstrat dar und der weiße bis hellgraue Bereich im oberen Bildteil stellt die äußere Schicht dar. Dazwischen kann die sehr dünne Inhibitionsschicht (dunkelgrüne Schicht) gesehen werden, die an verschieden Stellen eine Dicke von 50,24 nm, 66,99 nm, 55,82 nm, 94,90 nm bzw. 128,4 nm aufweist.
Unter den Untersuchungen befand sich ein ausgiebiges Haftverbindungsprüfprogramm nach SEP1220-6. Es stellte sich heraus, dass die erfindungsgemäßen Produkte im Vergleich zu herkömmlichen galvanisierten Produkten bezüglich der Scherfestigkeit, Scherergebnisse und Schälergebnisse gleich gute oder bessere Leistungen erbringen.
6 zeigt eine erfindungsgemäße Probe, die (wie alle geprüften Proben) den strengsten OEM-Test bezüglich Haftung der Beschichtungsschicht an dem Stahlsubstrat erfolgreich bestand.
Kurzgefasst stellten die Erfinder beim Durchführen ihrer erfinderischen Arbeit, die ausführliche Forschung und Entwicklung umfasste, fest, dass auf dem Gebiet der Erfindung überraschenderweise die Inhibitionsschicht nicht dicker, sondern dünner wird, wenn der Aluminiumgehalt im Zinkbad erhöht wird. Dies ist vorteilhaft, da eine dünnere Schicht dehnbarer ist und eine bessere Elektrodenlebensdauer ergibt. Dies ist auch vorteilhaft, da es den Schmelztauchbeschichtungsbetrieb unabhängig von der SET macht. Die dünne Inhibitionsschicht stellt optimale Beschichtungshaftung und gute Elektrodenlebenszeit beim Punktschweißen bereit. Das höhere Aluminium in der äußeren Schicht sieht besseres Abriebverhalten vor, möglicherweise weil die Schicht eine größere Härte aufweist. Schließlich gibt das höhere Aluminium der Beschichtung eine andere Viskosität und ein anderes Verhalten beim Festwerden, was sich bei der Herstellung und insbesondere für das resultierende beschichtete Produkt, insbesondere auch für die Welligkeit, als vorteilhaft herausstellt.
Die Erfindung wird bevorzugt in Kombination mit einem Stahlsubstrat durchgeführt, das eine Zusammensetzung aufweist (alle in Gew.-%), in der C maximal 0,007 ist, Mn maximal 1,2, Si maximal 0,5, Al maximal 0,1, P maximal 0,15, S 0,003 - 0,045, N maximal 0,01, Ti, Nb, Mo: wenn Ti ≥ 0,005 und Nb ≥ 0,005: 0,06 ≤ 4Ti + 4Nb + 2Mo ≤ 0,60 ansonsten 0,06 ≤ Ti + 2Nb + 2Mo ≤ 0,60, und ein oder mehrere der optionalen Elemente: Cu maximal 0,10 ist, Cr maximal 0,06, Ni maximal 0,08, B maximal 0,0015, V maximal 0,01, Ca maximal 0,01, Co maximal 0,01, Sn maximal 0,01, wobei der Rest Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen ist.
Schließlich wird erwähnt, dass in den Formeln * Multiplikation kennzeichnet, ^ Potenzierung kennzeichnet und ÷ Division kennzeichnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

GB 2517622 A [0008, 0009]

Claims

Schmelztauchbeschichteter Stahl, der ein Stahlsubstrat und eine Zn-Al Beschichtungsschicht umfasst, wobei die Zn-Al-Beschichtungsschicht eine innere Schicht unmittelbar angrenzend an das Stahlsubstrat und eine äußere Schicht umfasst, die sich von der Oberflächenschicht des beschichteten Stahls zur inneren Schicht erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminiumgehalt in der äußeren Schicht im Bereich von 0,4 - 1,0 % liegt, und dass der Aluminiumgehalt der gesamten Zn-Al-Beschichtungsschicht 0,71 - 0,95 % beträgt, wobei die innere Schicht eine durchschnittliche Dicke von 500 nm [Nanometer] oder weniger aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 1, wobei die innere Schicht eine durchschnittliche Dicke von 300 nm oder weniger aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 1, wobei die innere Schicht eine durchschnittliche Dicke von 200 nm oder weniger aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 1, wobei die innere Schicht eine durchschnittliche Dicke von 100 nm oder weniger aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Automobilzwecke.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Full-Finish-Zwecke (Außenhaut).
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsschicht Al umfasst, wobei der Rest der Beschichtungsschicht Zn, unvermeidliche Verunreinigungen und optional maximal insgesamt 0,3 % von einem oder mehreren zusätzlichen Elementen ist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren zusätzlichen Elemente Si, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Mg, Sn, La, Ce, Cr, Zr oder Bi sind.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass der Fe-Gehalt in der äußeren Schicht weniger als 70 ppm beträgt.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 9, wobei der Fe-Gehalt in der äußeren Schicht bevorzugt weniger als 50 ppm beträgt.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Fe-Gehalt in der äußeren Schicht bevorzugt weniger als 30 ppm beträgt.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 9 oder 11, wobei der Fe-Gehalt in der äußeren Schicht bevorzugt weniger als 20 ppm beträgt.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht einen Aluminiumgehalt von weniger als 165 mg/m² aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 13, wobei die innere Schicht einen Aluminiumgehalt von weniger als 150 mg/m² aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 13 oder 14, wobei die innere Schicht einen Aluminiumgehalt von weniger als 120 mg/m² aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminiumgehalt der Zn-Al-Beschichtungsschicht 0,72 % oder mehr ist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminiumgehalt der Zn-Al-Beschichtungsschicht 0,75 % oder mehr ist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminiumgehalt der Zn-Al-Beschichtungsschicht 0,90 % oder weniger ist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche eines 5 % biaxial verformten becherartigen Artikels, der aus dem beschichteten Stahl gefertigt wurde, eine Wsa aufweist, die in der Walzrichtung als 0,35 µm oder weniger gemessen wird.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche eines 5 % biaxial verformten becherartigen Artikels, der aus dem beschichteten Stahl gefertigt wurde, eine Wsa aufweist, die in der Walzrichtung als 0,32 µm oder weniger gemessen wird.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche eines 5 % biaxial verformten becherartigen Artikels, der aus dem beschichteten Stahl gefertigt wurde, eine Wsa aufweist, die in der Walzrichtung als 0,29 µm oder weniger gemessen wird.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche eines 5 % biaxial verformten becherartigen Artikels, der aus dem beschichteten Stahl gefertigt wurde, eine Wsa aufweist, die in der Walzrichtung als 0,26 µm oder weniger gemessen wird.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der schmelztauchbeschichtete Stahl ein Blech in eine Dicke von 0,25 bis 4,50 mm ist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung ein Gewicht von weniger als 70 g/m² aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 24, wobei die Beschichtung ein Gewicht von weniger als 60 g/m² aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 24 oder 25, wobei die Beschichtung ein Gewicht von weniger als 35 g/m² aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die innere Schicht an der Stahl-Zink-Grenzfläche Fe2AI5 umfasst.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die innere Schicht eine Sperre für Eisen ausbildet.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, herstellbar gemäß einem Verfahren zum Herstellen eines schmelztauchbeschichteten Stahlbands mit hoher Oberflächenqualität, wobei das Schmelztauchbeschichten vonstattengeht, indem das Band durch ein Bad aus geschmolzenen Metall geführt wird, das Al enthält, wobei der Rest des Metalls Zn, unvermeidliche Verunreinigungen und optional höchstens insgesamt 0,3 % eines oder mehrerer anderer Elemente ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Bads so reguliert ist, dass es einen Aluminiumgehalt von mehr als 0,50 % aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren zusätzlichen Elemente in dem Bad aus Si, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Mg, Sn, La, Ce, Cr, Zr oder Bi ausgewählt sind.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Bads so reguliert ist, dass es einen Aluminiumgehalt von 0,55 % oder mehr aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Bads so reguliert ist, dass es einen Aluminiumgehalt von 0,6 % oder mehr aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Bads so reguliert ist, dass es einen Aluminiumgehalt von 1,1 % oder weniger aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Bads so reguliert ist, dass es einen Aluminiumgehalt von 1,0 % oder weniger aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Bads so reguliert ist, dass es einen Aluminiumgehalt von 0,9 % oder weniger aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der Ansprüche 29 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Bads so reguliert ist, dass es einen Aluminiumgehalt von 0,8 % oder weniger aufweist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der Ansprüche 29 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Fe-Gehalt im Bad weniger als 90 ppm, bevorzugt weniger als 70 ppm, bevorzugt weniger als 50 ppm, besonders bevorzugt weniger als 30 ppm, ganz besonders bevorzugt weniger als 20 ppm beträgt.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der Ansprüche 29 bis 37, wobei das Verfahren das Führens des Bands zum Ausgang des Bads über eine Walze unter dem Oberflächenniveau des Bads und Abstreifen des Bands, das das Bad verlässt, mit mindestens einer Gasdüse umfasst, die durch mindestens einen Auslass ein Abstreifgas auf das beschichtete Stahlband ausstößt, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter D, HS und US so ausgewählt sind, dass $D*In (HS*US) \leq 130,$
wobei D der kürzeste Abstand vom Auslass der Gasdüse zur Oberfläche des Bands in mm ist, HS die Höhe der Gasdüse über der Oberfläche des Bads in mm ist, US der Abstand zwischen der oberen Kante der Walze und der Oberfläche des Bads in mm ist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach Anspruch 38, wobei der Wert von D*ln(HS*US) 120 oder weniger, bevorzugt 110 oder weniger, besonders bevorzugt 100 oder weniger, besonders bevorzugt 90 oder weniger, besonders bevorzugt 80 oder weniger, am meisten bevorzugt 70 oder weniger ist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der Ansprüche 29 bis 39, wobei das Verfahren das Abstreifen des Bands, das das Bad verlässt, mit mindestens einer Gasdüse umfasst, die durch mindestens einen Auslass ein Abstreifgas auf das beschichtete Stahlband ausstößt, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelztauchbeschichten und Abstreifen so ausgeführt werden, dass ${[(P - 24) \div (5,95 D^{\land} {0,96}^{\land} V^{\land} 1,39)]}^{\land} - 0,81 \leq 150,$
wobei P der Abstreifdruck in der Gasdüse in mbar, D der kleinste Abstand vom Auslass der Gasdüse zur Oberfläche des Bands in mm und V die Geschwindigkeit des Bands in m/min ist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der Ansprüche 29 bis 40, wobei das Verfahren das Abstreifen des Bands, das das Bad verlässt, mit mindestens einer Gasdüse umfasst, die durch mindestens einen Auslass ein Abstreifgas auf das beschichtete Stahlband ausstößt, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelztauchbeschichten und Abstreifen so ausgeführt werden, dass ${[(P - 24) \div (5,95 D^{\land} {0,96}^{\land} V^{\land} 1,39)]}^{\land} - 0,81 \leq 100,$
wobei P der Abstreifdruck in der Gasdüse in mbar, D der kleinste Abstand vom Auslass der Gasdüse zur Oberfläche des Bands in mm und V die Geschwindigkeit des Bands in m/min ist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der Ansprüche 29 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass ${[(P - 24) \div (5,95 D^{\land} {0,96}^{\land} V^{\land} 1,39)]}^{\land} - 0,81 \leq 70,$
bevorzugt, dass ${[(P - 24) \div (5,95 D^{\land} {0,96}^{\land} V^{\land} 1,39)]}^{\land} - 0,81 \leq 60.$
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der Ansprüche 38 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass D 9 mm oder weniger, bevorzugt 8 mm oder weniger und besonders bevorzugt 7 mm oder weniger ist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der Ansprüche 38 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass HS 550 mm oder weniger, bevorzugt 400 oder weniger, bevorzugt 300 mm oder weniger, besonders bevorzugt 250 mm oder weniger und ganz besonders bevorzugt 200 mm oder weniger ist.
Schmelztauchbeschichteter Stahl nach einem der Ansprüche 29 bis 44, wobei das Stahlband vor dem Schmelztauchbeschichten in einem Kaltwalzwerk kaltgewalzt wird, das einen Werkstand mit einem Paar Arbeitswalzen mit einer vorgegebenen Rauigkeit Ra aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Ra 4,5 µm oder weniger, bevorzugt 1,5 µm oder weniger besonders bevorzugt 0,6 µm oder weniger ist.