DE2240767C3

DE2240767C3 - Verfahren zur Vorbehandlung eines zu emaillierenden Stahlbleches

Info

Publication number: DE2240767C3
Application number: DE2240767A
Authority: DE
Inventors: Hideo Abe; Shunichi Harada
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1972-08-07
Filing date: 1972-08-18
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DE2240767A1; DE2240767B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Ve.-fahren zur Vorbehandlung eines zu emaillierenden Stahlbleches, bei welchem die Blechoberfl^Äche aufgerauht wird.

Ein derartiges Verfahren ist bereits bekannt aus »Sprechsaal für Keramik-GIas-E..iail« (I¹IbI), Seite 462. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Emailhaftung dadurch verbessert, daß die 1 lechoberfläche auf mechanischem oder chemischem Wege vor dem Emaillieren aufgerauht wird. Dabei kann die Blechoberfläche mit Hilfe von Sandsirahlen oder durch chemisches Beizen aufgerauht werden. Als Beizsäuren für die chemische Oberflächenaufrauhung werden Salzsäure. Schwefelsäure. Salpetersäure. Phosphorsäure und Zi tronensäure benutzt.

Dieses Beizverfahren ist jedoch insofern nachteilig, als durch die Beizsäuren schädliche oder gar giftige Gase, wie beispielsweise Stickoxide gebildet werden, deren Beseitigung mit erheblichen Kosten verbunden ist. Außerdem können sich die bei der chemischen Beizung gebildeten Reaktionsprodukte in schädlichen Konzentrationen im Bei/bad ansammeln.

Aus Petzold »Kmail« (1955). Seiten 143 bis 145 im bekannt, daß sich in der Kmailindustrie gelegentlich neben dem normalen Säurebei/en auch das elektrolytische Beizen eingeführt hat Bei dem bekannten Verfahren wird der /u beizende Gegenstand als Kathode oder Anode geschalte' Dabei erfolgt die angestrebte Säuberung der Gegenstände beim elektro lytischen Beizen größtenteils mechanisch durch die auftretende Gasentwicklung. Wie der genannten Vor Veröffentlichung weiter /u entnehmen ist. wird durch die anodische Auflösung des Eisens die /u entfernende Zunderschicht von der Oberfläche des zu säubernden Gegenstandes abgehoben. Das bekannte elektronische Bcizverfahfen ist jedoch insofern nachteilig, als der elektrolytische Beizpfözeß zur Erzeugung von aktivem Wasserstoff führt, der sich selbstverständlich sehr leicht im Metall des Beizgutes löst. Dabei versieht es sich von selbst, daß beim elektrolyiisehcn Beizen Eisen aus dem Bdizgut in Lösung geht, wenn der zu beizende Gegenstand als Anode geschaltet ist.

50

hfl

65 Aus den GB-Patentschriften 9 37 286 sowie 9 50 729 ist es bereits bekannt, die Elektrolyse zur nichtspanabhebenden Formgebung von Eisenwerkstoffen zu verwenden. Zu diesem Zweck werden bei den aus den genannten britischen Patentschriftan bekannten Verfahren gewölbte Elektroden, so nah wie ohne Funkenüberschlag möglich, an dem formgebungsmäßig zu behandelnden Oberflächenabschnitt eines _.u bearbeitenden Werkstoffes angeordnet. Bei diesem bekannten Verfahren betragen die Abstände zwischen der Elektrode und dem Werkstück lediglich 0,127 bis 1,016 mm. Durch diesen engen Spalt wird bei dem bekannten Verfahren em Elektrolyt durchgedrückt, um beim Fließen eines Stromes zwischen der Elektrode und dem Werkstück einen Materialabtrag am Werkstück hervorzurufen.

Aus der US-PS 36 50 935 ist ferner ein elektrolytisches Beizverfahren bekanntgeworden, welches mit bewegtem Elektrolyten ausgeführt wird. Die genannte US-Patentschrift enthält jedoch keinen Hinweis auf die Verwendung eines Beizverfahrens im Rahmen der Vorbehandlung eines zu emaillierenden Stahlbleches.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches auf technisch einfache und wirtschaftlich vorteilhafte Weise '.'ine verbesserte Haftung zwischen der Emailschicht und dem Stahlblechsubstrat gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit Hilfe eines Elektrolysevorganges zwischen dem als Anode geschalteten Stahlblech und einer parallel zu dem Stahlblech angeordneten plattenförmigen Kathode in der Blechoberfläche eine Vielzahl von die Aufrauhung der Blechoberfläche hervorrufenden Vertiefungen ausgebildet wird, wobei durch den Spalt zwischen dem Stahlblech und der Kathodenplatte unter Druck ein flüssiger Elektrolyt hindurchbewegt wird, und daß die derart aufgerauhte Blechoberfläche vor dem Emaillieren ggf. mit Schichten versehen wird

Der mit Hilfe der Frfindung erzieibare Vorteil ist in erster Linie darin /u sehen. da3 vorkotiditionierte Blechoberflachen geschaffen werden, die einen ausgezeichneten Haftgrund für die Emailschicht oder für die ggf. noch /wischen dem Metallsubstrat und der Emailschicht vorgesehenen /wischenschichten bilden. Ferner ist ein besonderer Vorteil der frfindung darin zu sehen, daß die erzielten, jedoch mit dem bloßen Auge nicht sichtbaren Vertiefungen in der Blechoberfläche weit weniger tier" sind als die bekannten durch Sandstrahlen erzeugten Aufrauhungen Ferner wird mit Hilfe der Frfindung die Ausbildung von schädlichen Dämpfen oder Gasen weitgehend verhindert und es wird ferner ausgeschlossen, daß sich schädliche Reaktionsprodukte ansammeln, die auf die behandelte Blechoberfläche einwirken können Insbesondere wird jedoch durch das erfindungsgcinäUe Verfahren gewähr leistet, daß kein Wasserstoffgas in die Oberfläche des behandelten Bleches eintreten oder sich auf derselben sammeln kann, was die Haftung der aufgebrachten E mailschicht verschlechtern wurde

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird auf die aufgerauhte Blechoberfläche vor der Emaillierung eine Nickelschicht aufgebracht. Anstelle einer Nickelschicht kann jedoch auf die aufgerauhte Blechoberfläche vor der Emaillierung auch eine Phosphatschicht aufgebracht werden.

Mit Hilfe des erfilidufigsgemäßen Vorbereilungsverfahrens werden während des Elektrolysevorganges Zahlreiche pyramidenförmige Vertiefungen in der

behandelten Blechoberfläche ausgebildet, die einen ausgezeichneten Haftgrund für die Emailschicht bzw. für die zwischen dem Stahlsubstrat und der Emailschicht angeordneten Zwischenschichten bilden.

Bei der üblichen Ätzung vor dem Emaillieren wird ein Stahlblech oder eine Stahlplatte in einer Elektrolytzelle anodisiert, indem man das Blech oder die Platte relativ langsam in dem Elektrolyten bewegt In diesem Falle wirkt das Stahlblech oder die Stahlplatte als Anode und es besteht die Neigung, daß auf der Anodenoberfläche Wasserstoffgas eingeschlossen wird, welches die Haftung des Emails auf dem Stahlblech oder auf der Stahlplatte schwächt Wenn man nun bei dem üblichen Ätzverfahren versucht das Stahlblech mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit zu bewegen, so muß die Elektrolytzelle vergrößert werden, weil das Stahlblech zur Erzielung des gewünschten Ätzeffektes eine bestimmte Zeit lang dem Elektrolyten ausgesetzt werden muß. Von den Erfindern wurde nun gefunden, daß die obengenannten Schwierigkeiten der üblichen Ätzvorbehandlung für die Emaillierung dadurrh vermieden werden können, daß eine vergleichsweise hohe relative Geschwindigkeit zwischen dem flüssigen Elektrolyten und dem Stahlblech benutzt wird, wobei die hohe relative Geschwindigkeit zwischen dem flüssigen Elektrolyten und dem Stahlblech auch dazu dient, die Oberfläche des Stahlbleches unter Bildung von scharfwinkeligen Vorsprüngen und Einbuchtungen aufzurauhen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. IA eine fragmentarische Querschnittsansicht eines beschichteten Stahlbleches, das vor der Emaillierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorbehandelt ist,

Fig. IB eine fragmentarische Querschnittsansicht eines Stahlbleches, das mit einer Nickelschicht überzogen ist.

Fig. IC eine fragmentarische Querschnittsansicht eines Stahlbleches, das mit einer Phosphatschicht überzogen ist.

Fig. 2 ein schematisches Diagramm eines elektrischen Stromkreises zur Durchführung des Ätzverfahrens unter Verwendung einer F.lekfolytzelle mit einer rotierenden Trommel,

F ι g. 3 eine g-aphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Zählung der Spitzen und dem PEI (Porcelain Enameling Institute)-Index (%) erläutert, die

Fig. 4A und 5A Bilder der Oberflächen/ustände von Stahlblechen, die unter Verwendung einer stationären Elektrolytzelle bzw. einer rotierenden Elektrolytzelle geätzt worden sir.d. aufgenommen mit einem Abtastelektronenmikroskop bei 1000fach<*r Vergrößerung, die

Fij; 4 B und 5B Bilder entsprechend denjenigen der F i g. 4A und 5A. jedoch bei 3000iacher Vergrößerung, die

t ι g 4C" und 5C Bilder entsprechend denjenigen der F i g. 4A und 5A, jedoeh bei 10 OOOfaeher Vergrößerung, die

fig. 6 Und 7 eine seilliche Ansicht bzw, eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Und die

F i g, 8A, 8B und SC Bilder' der¹ ObefflächerizUstände eines unter Verwendung eines sich schnell bewegenden flüssigen Elektrolyten in der Vorrichtung gemäß den F i g. 6 und 7 geätzten Stahlbleches, aufgenommen unter Verwendung eines Abtastelektronenmikroskops bei 1 OOOfaeher, 3000facher bzw. 10 OOOfaeher Vergrößerung.

Beispiel 1

Die F i g. 2 der Zeichnungen erläutert das Prinzip der erfindungsgemäßen Oberflächenaufrauhung. Wie in dieser Figur dargestellt werden die Laufbedingungen eines sich mit variabler Geschwindigkeit drehenden

ίο Motors 1 durch einen Regulator 2 kontrolliert Die von dem Motor 1 abgegebene Leistung wird mittels einer geeigneten Transmission, beispielsweise mittels Rollen und eines Bandes 3, auf eine sich drehende Welle 4 übertragen. Ein Ende der sich drehenden Welle 4 ist an einer Rotationstrommel 5 befestigt, die konzentrisch in einer zylindrischen Elektrolytzelle 7 angeordnet ist Eine aus Blei bestehende zylindrische Kathode 6 ist zwischen der Rotationstrommei 5 und der inneren Oberfläche der Seitenwand der Elektrolytzelle 7 angeordnet. Die sich drehende Welle 4 steht mit c -;r Bürste 8 in Verbindung, die an die positive Spannuntsklemme eines Gleichrichters 9 elektrisch angeschlossen ist. Der Kathodenzylinder 6 ist an die negative Spannungsklemme des Gleichrichters 9 angeschlossen. Die Rotationstromm.; 5 ist relativ zur Elektrolytzelle 7 selektiv beweglich, so daß die Trommel 5 in der Zelle 7 für die Behandlung beladen und für die Befestigung oder Entfernung eines Stahlbleches 10 aus der Zelle 7 herausgenommen werden kann.

Eine Ätzlösung oder ein flüssiger Elektrolyt, der aus verdünnter Schwefelsäure und F.isen(H)-sulfat besteht, wird in die Zelle 7 gegossen, so daß Jas Stahlblech 10 in die Ätzlösung eintaucht, so daß ein elektrischer Strom zwischen dem Stahlblech 10 und der Kathode 6 fließt.

J5 Zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen dem Stahlblech 10 und der sich drehenden Welle 4 werden geeignete Konduktorringe (nicht dargestellt) verwendet, die an die sich drehende Welle 4 elektrisch angeschlossen und mechanisch so gestaltet sind, daß sie

w das Stahlblech 10 auf der äußeren Oberfläche der sich drehenden Trommel 5 festhalten. Auf diese Weise wirkt das Stahlblech 10 als rotierende Anode in der Elektrolytzelle 7 und der elektrische Strorr> zwischen der Anode und der Kathode 6 wirkt auf die Oberfläche des Stahlblechs 10 ein.

Es wurden Versuche durchgeführt unter Verwendung von 0,8 mm starken kaltgewalzten Blechen aus einem Stahl mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt mit einer Breite von 50 mm und einer Länge von 325 mm. In der F ι g. 2 ist ein 30 trm großer Abstand zwischen dem Stahlblech 10 und der Kathode 6, gemessen in radialer Richtung der zylindrischen Elektrolytzelle 7, vorgesehen. Die in den Versuchen verwendete Ätzlösung enthielt F.isen(II)-sulfat (H₂SO₄ 7 H₂O) in e-ner Konzentration von 100 g/l und Schwefelsäure (H₂SO₄) in drei verschiedenen Konzentrationen, nämlich in einei Konzentration von 10 g/l, 20 g/l und 50 g/l. Die Ätzlösung wurdi bei 80"C gehalten und ihre Konzentration wurde ständig überwacht und innerhalb eines Bereiches von ±0,1% bei der gewünschten Konzentration gehalten* Für jede Ätzlösung wurde, eine Stromdichte von 30 A/dm² 30 Sekunden lang angewendet. Die Drehgeschwindigkeit der sich drehenden Welle 4 und des Stahlbleches 10 wurden auf 400 UpM eingestellt und die Versuche wurden zum Vergleich auch mit einer sich nicht drehenden Welle 4 und einem sich nicht drehenden Stahlblech 10 durchgeführt Nach der Behandlung in der Zelle 7 wurde das Stahlblech 10 Unter verschiedenen

Bedingungen mit einer Ni-Schiclit versehen. Dann wurde auf das vernickelte Stahlblech eine Emailschicht aufgebracht.

Für jedes der unter den obengenannten verschiedenen Bedingungen vorbehartdellen Stahlbleche wurde die Anzahl der Ätzspitzen (etching peak counts) und der PEI (Porcelain Enamelling Institute)-Index bestimmt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt; Die Spitzenzahl in der folgenden Tabelle 1 stellt die Anzahl der Spitzen pro 25,4 mm Linienabschnitl auf der Stahlblechoberfläche dar, deren Höhe mehr als 0,5 Mikron betrug. Der PEI-Index (%), der die Haftfestigkeit zwischen einem Stahlblech und einer darauf erzeugten Emailschicht repräsentiert, wurde nach dem japanischen Industrie-Tabelle 1

Standard-Verfahren JISR42D4 bzw. nach dem ASTM-Verfahren C-313-59 bestimmt. Ein PEI-Index von 100% gibt eine perfekte Haftung einer Emailschicht auf einem Stahlblech an.

Die Nickelschicht unterstützt die Haftung zwischen dem Stahlblech und der Emailschicht. Die Ni-Schicht wurde unter vier verschiedenen !Bedingungen aufgebracht.

Auf der Grundlage der in der folgenden Tabelle I angegebenen Daten ist die Beziehung zwischen der Spitzenanzahl und dem PEf-lndex in der graphischen Darstellung der Fig.3 für verschiedene Konzentrationen der Schwefelsäure und für verschiedene Nickelplattierungsbedingungen dargestellt.

Ätzbedingungen

Konzentration der
Schwefelsäure (g/I)

Anzahl der Spitzen und PEI-Index

Drchgeschwin- elektrische

digkeit der

Trommel

(Upm)

Bedingungen

Strom- Zeil dichte (S) (A/dm²)

mit Nickel

plattiert

bei 0,5 A/dm²

innerhalb

von 100 Sek.

Anzahl PEI-mit Nickel

plattiert

bei 0,5 A/dm²

innerhalb

von 50 Sek.

Anzahl PEl-

mit Nickel

plattiert

bei 0,25 A/dm²

innerhalb

von 50 Sek.

Anzahl PE!-

mit Nickel

plattiert

bei 0,25 A/dm²

innerhalb

von 25 Sek.

Anzahl PEI-

der

Index der

Index

Spitzen (%) Spitzen

Spitzen (%)

0
400

400

30
30

30 30

242 250

240 243

220 220

240
250

243
240

54,1 220
81,1 220

94,3
100

98,7
100

75,5
100

215
240

225
245

228
214

93,7
100

76,7
100

60,4
100

233
260

230
235

220
235

52,5 100

61
87,4

In der F i g. 3 bedeuten die ausgefüllten Quadrate die

At7iingr mit pinpr cirh drphpndpn Anodp während dip nichtausgefüllten Quadrate die Ätzung mit der stationären Anode bedeuten. Aus dieser F i g. 3 geht hervor, daß die Haftung der Feueremailschicht auf den mit der sich drehenden Anode geätzten Stahlblechen im allgemeinen besser war als auf den mit stationären Anoden geätzten Stahlblechen. Das zeigen auch die Anzahl der Spitzen. Es sei oirauf hingewiesen, daß dann, wenn die Anzahl der Sp-.tzen mehr als etwa 240 betrug, ein PEI-Index von 1G3% ohne jedes Versagen angenommen werden konnte. Wenn die Stahlbleche geätzt wurden, indem sie als rotierende Anoden verwendet wurden, waren ihre PEI-Indices im allgemeinen höher als diejenigen, die mit Stahlblechen erzielt wurden, die bei Verwendung derselben als stationäre Anoden geätzt worden waren, selbst wenn die Anzahl ihrer Spitzen verhältnismäßig niedrig war.

Die Fig.4A_t 4B und 4C der Zeichnungen zeigen Bilder der Oberflächenzustände eines Stahlbleches, das unter Verwendung desselben als stationäre Anode geätzt wurde, wobei die Bilder mittels eines aufzeichnenden Elektronenmikroskops bei 1000-, 3000- bzw. 10 OOOfacher Vergrößerung aufgenommen wurden.

Die F i g. 5A, 5B und 5C der Zeichnungen zeigen ähnliche Bilder eines Stahlbleches, das unter Verwendung desselben als rotierende Anode geätzt wurde, wobei die Bilder bei 1000-, 3000- bzw. 10 OOOfacher Vergrößerung aufgenommen wurden. Im Falle der

rotierenden Anode (Fig.5A bis 5C) wurden quadratische Aussparungen oder sogenannte Ätznarben mit mehrfach abgestuften Seitenwänden gebildet. Andererseits stellten die mit der stationären Anode (F i g. 4A bis 4C) durch die Ätzung gebildeten Aussparungen einfache Täler ohne klar definierte abgestufte Wandteile dar. Dadurch wiesen die Stahlbleche, die unter Verwendung derselben als rotierende Anoden geätzt worden waren, zahllose kleine, aber tiefe Ätznarben auf, die durch übliche Spitzenzähler nicht gezählt werden konnten.

Beispiel 2

Außerdem wurde die Wirkung der Drehgeschwindigkeit des als Anode fungierenden Stahlbleches bei Anwendung eines ähnlichen Verfahrens, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig.2 der Zeichnungen beschrieben worden ist, untersucht, wobei diesmal die Drehgeschwindigkeit der Anode 100 und 200 UpM betrug. Dabei wurde festgestellt, daß ähnliche Verbesserungen hinsichtlich der Anzahl der Spitzen und des PEI-Index bei niedrigerer Drehzahl des Stahlbleches erzielt werden konnten, daß jedoch der Grad der Verbesserungen, beispielsweise der Haftfestigkeit der Emailschicht auf dem Stahlblech, mit zunehmender Drehgeschwindigkeit zunahm.

Bei der üblichen Vorbehandlung zum Aufbringen einer Emailschicht in einem Verfahrensschritt war es bisher erforderlich, das Gewicht eines Stahlbleches durch das Ätzen um etwa 0,2 g/dm² zu verringern. Nach

dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Gewichtsverlust beiffi Ätzen, der zur Erzielung einer guten Haftung· erforderlich ist, aUf etwa die Hälfte oder weniger des Üblichen Gewichtsverlustes herabgesetzt werden, wenn man eine vergleichsweise hohe relative

fabeile 2

Geschwindigkeit zwischen der Ätzlösung Und dem damit zu ätzenden Stahlblech erzeugt. In der folgenden Tabelle 2 ist ein Beispiel für eine solche Verbesserung hinsichtlich der Gewichtsverminderung angegeben.

Chemische Zusammen setzung tief Älzlösung	Um tire·¹ huiiä-s- gcsch win digkeit	Älzslfonv dichte	Ätzabtfäg	PEl-I ndcx (%) zweimal gemessen	100
	(tlpm)	(A/dm²)	(g/dm^?)		100
U₂SO₄ : 20 g/l	200	30	0,287	100	ΊΌΟ
FeSO₄ · 7H₂O : 100 g/l			0,206	99,4	100
			0, i 3 i	iOO	100
			0,097	96,2	100
	400	30	0,307	100	100
			0,237	100	100
			0,157	100
			0.077	100

Durch die geringeren Anforderungen in bezug auf die Gewichtsverminderung beim Ätzen ist es möglich, eine kleinere elektrische Energiequelle und eine kürzere Elektrolytzelle in der Ätzvorrichtung zu verwenden. In dem Beispiel 2 wurde der Ätzabtrag durch Variieren der Dauer des Ätzens gesteuert, wobei die Nickelplattierung unter Verwendung eines Watts-Bades bei einer Stromdichte von 0,5 A/dm² über einen Zeitraum von 30 Sekunden durchgeführt wurde. Bei den Versuchen des Beispiels 2 wurde gefunden, daß zwischen der Ätzlösung und dem Stahlblech eine endliche relative Geschwindigkeit erforderlich ist, d.h. daß die Ätzlösung an den Stahlblechoberflächen gerührt werden muß.

In der Fig.6 wird ein gewalztes Stahlblech 11 durch zwei Paare von Führungswaizen 52 und 13 in der durch den Pfeil cc angegebenen Richtung in einen Vorbehandlungsprozeß für die Emaillierung eingeführt Ein Paar von stationären Kathodenplatten 14, 14' ist so angeordnet, daß sie den Oberflächen des Stahlbleches 11 mit einem Abstand d zwischen der entsprechenden Stahlblechoberfläche und der Kathode 14 oder 14' gegenüberstehen. Die Kathodenplatten 14, 14' sind vorzugsweise durch ein Paar von Deckplatten 15, 15' geschützt In den Fi g. 6 und 7 ist ein Düsenpaar 16, 16' so angeordnet, daß mit einer hohen Geschwindigkeit unter Druck eine Ätzlösung in die Räume zwischen dem Stahlblech 11 und den Kathoden 14, 14' von den gegenüberliegenden Rändern des Bleches 11 her eingespritzt wird. Jede Düse 16 oder 16' ist mit einer Pumpe 17 verbunden, welche die Ätzflüssigkeit unter Druck zuführt Die Einlaßöffnung jeder Pumpe 17 steht mit einem Vorratsbehälter 18 in. Verbindung, der die Ätzflüssigkeit aus dem obengenannten Hohlraum zwischen dem Stahlblech 11 und den Kathodenplatten 14, 14' für die Rezirkulation durch die Pumpe 17 aufnimmt Ein Paar Abstreifwalzen 19 liegt an dem Stahlblech 11 an den den Düsen 16,16' entgegengesetzten Seiten der Kaihodenplaiten 14, 14' an. Die Abstreifwalzen 19 bestehen vorzugsweise aus einem säurebeständigen Kautschuk.

In der m den F i g. 6 und 7 dargestellten Ausführungsiorm ist ein weiteres Paar von Anodenplatten 20,20' mit geeigneten Abständen d' von dem Stahlblech 11 vorgesehen. Pumpen 22 befördern die Stromträgerflüssigkeit in die Holräume d' unter Druck durch die Düsen 21,2Γ, welche die Flüssigkeit in Richtung auf die ersten Düsen 16, 16' lenken. Die Kathodenplatten 20, 20' sind durch Deckplatten 23, 23' geschützt und die durch die Düsen 21, 2Γ eingespritzte Flüssigkeit wird durch Abstreifwalzen 24 abgewischt, bevor das Blech 11 den ersten Kathodenplatten 14, 14' gegenüberliegt. Die Flüssigkeit aus den Hohlräumen d' wird in einem Vorratsbehälter 25 für die Rezirkulation durch die Pumpen 22 gesammelt, der durch eine Trennwand 26 von dem ersten Vorratsbehälter 18 abgetrennt ist.

Die rvaii'iüuci'ijjiciiicii 14, 14' stehen mil einer negativen Spannungsquelle (nicht dargestellt) in Verbindung, während die Anodenplatten 20, 20' an eine positive Spannungsquelle (nicht dargestellt) angeschlossen sind. Auf diese Weise wird ein geschlossener Durchgang für einen Gleichstrom durch die Ätzlösungen und das Stahlblech 11 erzeugt Es ist für den Fachmann klar, daß anstelle der Anordnung der F i g. 6

so und 7 das Stahlblech 11 in der Weise durch eine stationäre Ätzlösung mit einer geeigneten elektrischen Stromzuführungseinrichtung geführt werden kann, daß dieser über die Düsen 16, 16' und 21, 21' abfließt Zur Zuführung eines elektrischen Stromes können elektrisch leitfähige Walzen verwendet werden, die in direktem Kontakt mit dem Stahlblech 11 stehen.

In der Ausführungsform gemäß F i g. 6 und 7 wurde ein kaltgewalztes Blech aus einem Stahl mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt einer Breite von 1 m und einer Stärke von 0,8 mm für die Emaillierung vorbehandelt

Einführung desselben mit einer Geschwindigkeit von 5 m/s, wobei eine Ätzlösung, die 2% Schwefelsäure enthielt, die mit 10 m³/min rezirkuliert wurde, und eine Strornträgerflüssigkeii verwendet wurde, die 10% Schwefelsäure enthielt, die mit 5 mVmin rezirkuliert wurde. Jede der Kathodenplatten 14, 14' war etwa 2 m lang und hatte von dem Stahlblech 11 einen Abstand

von etwa 10 cm und die Ätzung wurde mit einer Gleichspannung von 20VoIt und einem Strom von 8000 A durchgeführt.

Die Fig.8A, 8B und 8C der beiliegenden Zeichnungen zeigen Bilder, welche die Obcrflächcnzuständc des mittels der Vorrichtung gemäß Fig.6 und 7 geätzten Stahlbleches zeigen, wobei die Bilder mit dem gleichen Elektronenmikroskop wie die F i g. 4A bis 4C und 5A bis 5C bei den jeweiligen entsprechenden Vergrößerungen aufgenommen wurden. Wie aus den Fig,8A bis 8C ersichtlich, können nach dem Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung der F i g. 6 und 7 wie im Falle der Fig.5A bis 5C rechtwinklige tiefe Narben mit abgestuften Seitenwänden erzeugt werden.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren für die (% Feueremaillierung vorbchandelte Stahlblech besitzt ein ausgezeichnetes Haftvermögen für Efnäilschichten, die mit oder ohne Nickelzwischenschicht aufgebracht u/nrHpn ^c*ⁿiL

Die F i g. IA der Zeichnungen zeigt eine fragmentarisehe Ansicht eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgerauhten Stahlbleches A. Die rauhe Oberfläche des Stahlbleches A ist, wie in der Fig. IA angegeben, mit einer Schicht B überzogen und auf der Schicht B befindet sich eine Schmiermittelschicht C. Die Fig. IB zeigt ein Stahlblech /11, das vor dem Aufbringen einer Schicht B geätzt und mit einer Nickelschicht ^überzogen worden ist. Auf der Schicht B befindet sich eine Schmiermittelschicht C. Die Fig. IC erläutert ein Stahlblech A 1, das mit einer Phosphatschicht D überzogen ist. Auf der Phosphätschichf D befindet sich eine Schmiermittelschicht C. Die Zwischen- und Schmiermittelschichten sind vorteilhaft aber nicht zwingend erforderlich.

Wenn nun ein gewalztes Stahlblech beispielsweise mittels einer Presse vor der Feueremaillierung verformt wird, werden die Wellen auf der Blechoberfläche abgeflacht oder nivelliert, wodurch möglicherweise Kratzer oder Schrammen auf der nivellierten Oberfläche erzeugt werden. Diese Abflachung der Wellen und die Gefahr der Kratzerbildung auf der abgeflachten Oberfläche sind unvermeidlich, selbst wenn die Stahlblechoberfläche mit einem Nickel- oder Phosphatüberzug versehen ist. Die abgeflachte Oberfläche und die Kratzer schwächen die Haftung zwischen dem Stahlblech und der Emaillierungsschicht darauf und beeir^ trächtigen auch das Aussehen der emaillierten Formkörper. Insbesondere das mit einem Phosphatüberzug versehene Stahlblech niuß während der Verformun** vorsichtig gehandhabt werden, damit sich die Phosphatschicht nicht ablöst. Die Phosphatschicht selbst wirkt während der Druckverformung als Schmiermittel. Zusammen mit der Phosphatschicht kann ein geeignetes Seifenmaterial verwendet werden. Diese Phosphatschicht sollte vorzugsweise auch nach der Verformung mittels der Presse auf der Stählblechobeffläche beibehalten werden, um eine feste Haftung des Glasemailüberzugs auf dem Stahlblech zu gewährleisten.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Vorbehandlung eines zu emaillierenden Stahlbleches, bei welchem die Blechoberfläehe aufgerauht wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Elektrolysevorganges zwischen dem als Anode geschalteten Stahlblech und einer parallel zu dem Stahlblech angeordneten plattenförmigen Kathode in der Blechoberfläche eine Vielzahl von die Aufrauhung der Blechoberfläche hervorrufenden Vertiefungen ausgebildet wird, wobei durch den Spalt zwischen dem Stahlblech und der Kathodenplatte unter Druck ein flüssiger Elektrolyt hindurchbewegt wird, und daß die derart aufgerauhte Blechoberfläche vor dem Emaillieren ggf. mit Schichten versehen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, di 1 auf die aufgerauhte Oberfläche vor der Emaillierung pint- Nickelschicht aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die aufgerauhte Oberfläche vor der Emaillierung eine Phosphatschicht aufgebracht wird.