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Korrosionsbeständige Beschichtung für Stahlmaterialien und Beschichtungsverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft eine korrsosionsbeständige Beschichtung für Stahlmaterialien
und ein Beschichtungsverfahren.
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Bis heute wurden korrsosionsbeständige Beschichtungen dieser Art als
einzelne Zink-, Blei-, Zinn, Kupferla.gen usw. oder als zusammengesetzte Lagen oder
Legierungslagen dieser Metalle ausgebildet. Die korrosionsbeständigen Eigenschaften,
die Jedoch bis heute erreicht wurden, sind nicht ausreichend, wsdurch eine Verbesserung
gewünscht wird. Es soll durch die Erfindung eine ausgezeichnete korrosionsbeständige
Beschichtung geschaffen werden, die den Anforderungen der Industrie genügt und es
soll weiter eine einheitliche Beschichtungsdicke erreicht werden.
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Die korrosionsbeständige Beschichtung entsprechend der Erfindung ist
eine Zusammensetzungsbeschichtung neuen Aufbaus, wobei der Kern der Erfindung in
einer korrosionsbeständigen Zusammensetzungsbeschichtung für Stahlmaterialien besteht,
welche man erhält, indem man auf die Oberfläche von Stahlmaterialien, die
entweder
eine Beschichtung oder keine Beschichtung eines Metalls edler als Zink aufweisen,
eine elektroplattierte Zinklage als innere, eine elektroplattierte Kupfer lage als
mittlere und eine elektroplattierte Zinnlage als äussere Lage aufbringt und dann
die zusammengesetzte Lage wärmebehandelt, um eine Legierungslage aus Kupfer und
Zinn zwischen der mittleren und äusseren Lage zu schaffen. Die zusammengesetzte
Beschichtung, die auf diese 'Weise erhalten wird, zeigt eine völlig unvorhergesehene
korrosionsbeständige Eigenschaft, wie später in Verbindung mit einem Åusfuhrungsbeispiel
der Erfindung dargestellt wird. Ebenso wird eine einheitliche Lagziicke erhalten.
Weiter ist es sehr zu empfehlen, wenn die Beschichtung auf dünnen Utahlrohren für
den Fall vorgenommen wird, in dem Verbindungsmuttern auf dem Rohr aufgebracht werden
sollen, die mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung in dichtender Beziehung
hierzu versehen sind.
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Bei der Verbesserung der korrosionsbeständigen Eigenschaften wird
alleine angestrebt, nur die mittlere Kupferlage in einem Elektroplattierungsprozess
auszubilden, wobei die innere Zinklage und die äussere Zinnlage in einem Tauchverfahren
ausgebildet werden, und dann den vierten Schritt des Erwärmens unterworfen werden.
Dies hat jedoch unabänderlich Fehler in der Einheitlichkeit der Lagendicke zur Folge.
Es ist Jedoch in diesem Fall immer noch möglich, eine zusammengesetzte Beschichtung
einheitlicher und gewünschter Dicke zu erhalten.
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Die gewünschte Dicke beträgt hier unter 25 /u, welches die maximale
Dicke der Beschichtung ist.
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Das Beschichtungsverfahren entsprechend der Erfindung schafft eine
verbesserte korrosionsbeständige Eigenschaft, ohne die Einheitlichkeit der Lagerdicke
zu beeinträchtigen. Im wesentlichen besteht es aus einer ersten Elektroplattierung
der Oberfläche eines Stahlmaterials, welches eine oder keine vorher aufgebrachte
Beschichtungslage aus einem Metall, welches edler als Zink ist, hat, mit Zink, einer
zweiten Elektroplattierung der in dem ersten Schritt gebildeten Zinklage mit Kupfer,
einer dritten Elektroplattierung der in dem zweiten Schritt gebildeten Kupferlage
mit Zinn und einer Wärmebehandlung der sich ergebenden Lagenzusammensetzung, um
eine Legierungslage zwischen der Kupferlage (der mittleren Lage) und der Zinnlage
(der äusseren Lage) zu bilden, wobei der dritte Schritt der Elektroplattierung mit
Zinn durch die Verwendung einer ElektroplattierungsflUssigkeit mit einem pH-Wert
von 1 bis 4 durchgeführt wurde und der vierte Schritt in einer Gasatmosphäre oder
in einem Ölbad bei einer Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes von Zinn durchgeführt
wurde. Die korrosionsbeständige zusammengesetzte Beschichtung für Stahlmaterialien
entsprechend der Erfindung wird durch dieses Verfahren erhalten.
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Die elektroplattierte Zinklage, die in dem ersten Verfahrensschritt
ausgebildet wird, wird direkt auf dem Stahlmaterial ausgebildet, wenn das Material
nicht beschichtet ist. Wenn die Stahlmaterialoberfläche vorher mit einem Metall
edler als Zink beschichtet wurde, beispielsweise mit Chrom, Cadmium, Kobalt, Nickel,
Zinn, Blei und Kupfer kann die Zinkelektroplattierung auf dieser Beschichtungslage
ausgetildet werden.
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Wenn beispielsweise eine dünne Stahlröhre, die der korrosionsbeständigen
Behandlung unterworfen werden soll, vorher mit Kupfer beschichtet wurde, kann die
Zinkelektroplattierung durchgeführt werden, ohne die Kupferlage zu entfernen.
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Die Kupferlage wird in dem zweiten Verfahrensschritt ausgebildet,
indem eine alkalische Elektroplattierungsflüssigkeit verwendet wird, da die innere
Zinklage nicht säurebeständig ist.
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Ihre Dicke beträgt ungefähr 3 /u, vorzugsweise jedoch 5 bis 8 /u.
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Der dritte Verfahrensschritt, der in der Ausbildung der Zinnlage auf
der Kupferlage besteht, wird durchgeführt, indem eine Elektroplattierungsflüssigkeit
mit einem pH-Wert von 1 bis 4 verwendet wird, da mit einem pH-Wert unter 1 und bei
einer Kupferlage dünner als 3 /u,beispielsweise bei einem pH-Wert von 0,8 und mit
einer Kupferlagendicke von 2 /u diese Elektroplattierungslage durch die Kupferlage
hindurchgeht und die innere Zinklage angreift. Dieser Durchtritt geschieht durch
kleine Löcher, die in der Kupferlage vorhanden sind, die Jedoch mit dem bloßen Auge
nicht zu sehen sind. Man kann sie jedoch durch Schäumen feststellen. Das Schäumen
neigt dazu, geringer zu-sein, je größer die Dicke der Kupferlage ist und es findet
im wesentlichen nicht bei einer Dicke von 3 /u statt.
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Dies führt Jedoch dahin, die Elektroplattierung mit Zinn in dem hochleitenden
Zustand durchzuführen. Wird dies in dem leitenden Zustand durchgeführt, wird die
Zinklage auf der inneren Seite der Kupferlage angegriffen, was wiederum ein Schäumen
zum Ergebnis hat. Die Erfindung'beruht'auf der Entdeckung, dass das Schäumen unter
dem Leitungszustand sehr
stark zurückgeht, wenn die Wasserstoffionenkonzentration
größer als 1 ist, besonders, wenn die Wasserstoffionenkonzentration zwischen 1 und
4 eingestellt wird. Die obere Grenze des pH-Wertes liegt bei 4, da bei einem pH-Wert
über 4 Zinnteile dazu neigen, sich in der Elektroplattierflüssigkeit abzusetzen,
was zu einem Anstieg des Energieverbrauchs auf ein industriell unrentables Maß bei
dem Alkalibad führt, wie es dem Fachmann bekannt ist. Aus den oben genannten Gründen
wird der dritte Verfahrens schritt mit einer Elektroplattierflüssiglçeit mit einem
pH-Wert von 1 bis 4 durchgeführt.
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Die Wärmebehandlung in dem vierten Verfahrensschritt wird ausgeführt,
ohne die äussere Zinnlage zu verformen oder zu verändern. Durch diese Wärmebehandlung
kann das Angreifen der Kupferlage durch die Zinnlage und das Angreifen der Zinklage
durch die Kupferlage verhindert werden. Die Temperatur und die Behandlungszeit variieren
abhängig von der Form und Größe des Stahlmaterials oder abhängig von der Art und
dem Aufbau des Heizsystems und entsprechend der Erfindung werden die besten Ergebnisse
bei einer Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes des Zinn (bei 231 + 10cd) erreicht,
wobei die Behandlungszeit aus Versuchen bestimmt wird. Im allgemeinen kann das Ende
in 5 bis 1-Minute der Heizphase erreicht werden, jedoch ist bei dieser Wärmebehandlung
darauf zu achten, dass die tatsächliche Temperatur der äusseren Lage nicht den Schmelzpunkt
des Zinn überschreitet. Bei dieser Wärmebehandlung wird die korrosionsbeständige
Eigenschaft vorzugsweise verbessert, da eine Legierungslage zwischen und aus den
Metallen der Kupfer- und Zinnlagen gebildet wird, wobei die so geformte Legierungslage
dazu dient, die Verbindung der Nadellöcher in der Zinnlage mit
der
Kupferlage zu versperren. Obwohl diese Legierungslage dicker als die Trägerlage
ist, kann sie gewöhnlich mit einem Mikroskop mit einem Vergrößerungsfaktor in der
Größenordnung von 400 festgestellt werden. Während die Nadellöcher in der Zinnlage,
welche als äussere Lage auf der Kupferlage ausge-Bildet ist, so klein sind, dass
sie nicht mit einem gewöhnlichen Mikroskop festgestellt werden können, können sie
leicht mit einer wässrigen Lösung festgestellt werden, die 28 Gew.-% NH3 und 5 Gew.-%
K2S2O8 (hierin weiter als stabilisierte wässrige Lösung von E2S208 bezeichnet) enthält.
Wenn beispielsweise eine zusammengesetzte Lage, die nichtMrg gVeErmebehandlung unterworfen
wurde, in eine stabilisierte/Lösung von K2S208 getaucht wird, wird die Kupferlage
durch diese Flüssigkeit durch die Nadellöcher in der Zinnlage angegriffen, was eine
Farbveränderung in der Flüssigkeit in eine blaue Farbe bewirkt.
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Diese Farbveränderung in der Flüssigkeit findet nicht statt, wenn
die Wärmebehandlung durchgeführt wurde. Beobachtungen an der Grenzfläche zwischen
der Kupferlage und der Zinnlage mit einem Elektronenmikyoskop ergaben die Anwesenheit
der vorherlage erwähnten Legierungs/in dem Fall, in dem die Beschichtung warmebehandelt
wurde, während keine Legierungslage vor der Wärmebehandlung beobachtet wurde. Weiter
kann diese Legierungslage genau mit einem Kocour-Dicken-messer gemessen werden.
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Die Messung wird mit einem R-47 für die Zinnlage und einem R-50 für
die Legierungslage aus Kupfer und Zinn hinsichtlich der Flüssigkeit nach dem Kocourverfahren
durchgeführt.
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Der Zustand der Grenzfläche zwischen der Zinklage (untere Lage) und
der Kupferlage (mittlere Lage) vor der Wärmebehandlung und nach der Wärmebehandlung
kann leicht durch die Ausbildung einer
elektroplattierten Kupferlage
mit einer Dicke von 2 bis 3- /u auf der elektroplattierten Zinklage bestimmt werden,
d.h., dass zwei Lagen einer elektroplattierten Beschichtung ausgebildet werden und
diese elektroplattierte Lage in einer Säurelösung mit einem pH-Wert1 der 1 nicht
überschreitet, eingetaucht wird. Ohne Wärmebehand) ung tritt ein Schäumen der Zinklage
durch die Nadellöcher der Kupferlage infolge der Tatsache auf, dass die Nadellöcher
so klein sind, dass sie mit einem normalen Mikroskop nicht zu sehen sind, wobei,
in dem Fall die Wärmebehandlung durchgeführt wurde, ein solches Schäumen nicht auftritt.
Dies kann der Tatsache zugeschrieben werden, dass, obwohl die Grenzlage,die längs
der Grenzflächen zwischen den beiden Lagen vor deo Erwärmen das Eindringen der Säurelösung
nicht verhindern kann, durch die Wärmebehandlung bei einer Temperatur in der Nähe
des Schmelzpunktes des Zinn eine mit einem gewöhnlichen Mikroskop nicht erkennbare
Widerstandslage gebildet wird, die hervorragende korrosionsbeständige Eigenschaften
hat. Dies kommt daher, dass bei einer Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes
des Zinn Kupferatome in die Zinklage diffundieren, obwohl keine wesentliche Schmelzreaktion
zwischen dem Zink uiid dem Kupfer stattfindet. Es ist bekannt, dass diffundiertes
Zink mit einer kleinen Menge Kupfer eine größere Säurebeständigkeit aufweist, als
Zink in situ.
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Auf lange Sicht ist die zusammengesetzte Beschichtung entsprechend
der Erfindung so, dass sie ausgezeichnete korrosionsbeständige Eigenschaften infolge
der Tatsache aufweist, dass die innere Zinklage eine bessere Grundlage als das Stahlmaterial
ist, die mittlere Kupferlage widerstandsfähig gegen Säure ist, die äussere Zinklage
widerstandsfähig gegen die Atmosphäre ist
dass ein korrosionsbeständiger
Aufbau durch die Wärmebehandlung und, obwohl nicht so deutlich, auch aufgrund der
elektrokorrosionsbeständigen Wirkungen zwischen den einzelnen Lagen ausgebildet
wird.
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Während die korrosionsbeständige Eigenschaften der zusammengesetzten
Beschichtung entsprechend der Erfindung als eine Zusammensetzung der vorher erwähnten
Faktoren erscheinen kann, kann in der Praxis eine ausgezeichnete korrosionsbeständige
Eigenschaft erreicht werden, die durch solche Faktoren völlig unvorhersehbar ist,
und diese Tatsache soll in Verbindung mit einzelnen Beispielen unten gezeigt werden.
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Tabelle 1 zeigt die Versuchsergebnisse einer Versuchsreihe, die mit
der korrosionsbeständigen zusammengesetzten Beschichtung entsprechend der Erfindung
durchgeführt wurde, während Tabelle 2 die korrosionsbeständige Eigenschaft eines
Stahlmaterials zeigt, das nur mit Zink, Kupfer und Zinn elektroplattierten Beschichtungen
versehen ist, Tabelle 3 zeigt die Stahlmaterialien, die mit einer aus drei Lagen
bestehenden elektroplattierten Beschichtung versehen sind,die nicht wärmebehandelt
wurde, Tabelle 4 zeigt die Wirkungen einer Wärmebehandlung einer aus zwei Lagen
bestehenden elektroplattierten Beschichtung, bestehend aus einer inneren Zink- und
einer äusseren Kupferlage und Tabelle 5 zeigt die Wirkung der Wärmebehandlung auf
diezzwei LagenbNette2kernodptnattiertenBeschichtung, bestehend aus einer inneren
Kupferlage und einer äusseren Zinnlage. Man sieht, dass die korrosionsbeständige
Eigenschaft, die entsprechend der Erfindung erreicht wird, wie sie in Tabelle 1
gezeigt ist, weit besser und nicht mit den Eigenschaften in den anderen Tabellen
verglichen werden kann.
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Tabelle 1 Versuchsergebnisse eines Stahlrohrs nach Beispiel 1 (beschichtet
aus mit einer/drei Lagen zusammengesetzten elektroplattierten Beschichtung, die
einer Wärmebehandlung unterworfen wurde, mit einer inneren Zinklage, mit einer Dicke
von 8 /u, einer mittleren Kupferlage mit einer Dicke von 6 /u und einer äusseren
Zinnlage mit einer Dicke von 6 /u).
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Zeit (h) Ergebnisse 100 2w 200 4w 300 7w 500 19 w 800 gesamt 1/3
w 1300 gesamt 1/2 w 1800 gesamt 2/3 w 2300 gesamt w Bemerkungen a) Die oben angegebenen
Dicken-Werte wurden vor der Wärmebehandlung gemessen.
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b) Für das Versuchsverfahren und das Verfahren der Aufnahme der Versuchsergebnisse
wird auf Punkt (g) von Beispiel 1 hingewiesen. Jedes Versuchsergebnis stellt den
Durchschnitt dreier besolciiteter Stahlrohre mit einer Länge von 200 mm dar Tabelle
2 Versuchsergebnisse von Stahlrohren vergleichbarer Proben, die mit einer einzigen
elektroplattierten Beschichtung beschichtet sind (Probe 1 ist mit einer Zinklage
von 10 /u Dicke beschichtet, Probe 2 ist mit einer Kupferlage von 10 /u Dicke beschichtet
und Probe 3 ist mit einer Zinnlage von 10 /u Dicke beschichtet).
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Zeit (h) Probe 1 Probe 2 Probe 3 100 gesamt 1/3 w 6R 5R 200 gesamt
2/3 w gesamt 1/3 RR gesamt 1/3 RR 300 gesamt w gesamt 1/2 RR gesamt 1/3 RR 500 IR
gesamt 2/3 RR gesamt 2/3 RR 800 IRR gesamt 3/4 RR gesamt 3/5 RPL 1300 gesamt 2/3
RR gesamt RR gesamt 4/5 RR 1800 gesamt 3/4 RR gesamt RR Bemerkungen a) Die oben
erwähnten Dicken-Werte wurden vor der Wärmebehandlung - gemessen.
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b) Für das Versuchsverfahren und die Aufnahme der Versuchsergebnisse
gilt das Gleiche wie in Bemerkung (b) in Tabelle 1.
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Tabelle 3 aus Versuchs ergebnisse an Stahlrohren, die mit einer/drei
Lagen bestehenden /elektroplattierten Beschichtung beschichtet wurden, die nicht
einer Wärmebehandlung unterworfen wurde, wobei die innere Zinklage eine Dicke von
8 µ, die mittlere Kupferlage eine Dicke von 6 /u und die untere Zinnlage eine Dicke
von 6 /u hat.
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Zeit (h) Ergebnisse 100 5w 200 4B 300 4 B 500 R 800 gesamt 1/3 RR
1300 gesamt 2/3 RR 1800 gesamt 2/3 RR 2300 gesamt 2/3 RR Bemerkungen a) Für die
Versuchsdurchführung und die Aufnahme der Versuchs ergebnisse gilt das Gleiche wie
in Bemerkung (b) in Tabelle 1.
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T a b-e 1 1 e 4 aus Versuchsergebnisse an Stahlrohren, die mit einer/zwei
Lagen bestehenden /elektroplattierten Beschichtung beschichtet wurden, die aus einer
inneren Zinklage von 8 /u Dicke und einer äusseren Kupferlage von6 ,u Dicke besteht
(wobei Probe 5 keiner Wärmebehandlung r(nd Probe 5' einer Wärmebehandlung unterworfen
wurde).
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Zeit (h) Probe 5 Probe 5' 100 1 w 1 w 200 gesamt 2/3 w gesamt 1/3
w 300 gesamt B gesamt 2/3 B 500 5R gesamt B 800 gesamt 1/3 RR IR 1300 gesamt 2/3
RR gesamt 1/3 RR 1800 gesamt RR gesamt 2/3-RR Bemerkungen a) Die oben erwähnten
Dicken-Werte wurden vor der Wärmebehandlung gemessen.
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b) Für das Versuchsverfahren und die Aufnahme der Versuchsergebnisse
gilt das Gleiche wie in Bemerkung (b) in Tabelle 1.
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Tabelle 5 as aus VstreSuecnSs»grgebnisse an Stahlrohren, die mit einer/zwei
Lagen be /elektroplattierten Beschichtung beschichtet wurden, die aus einer inneren
Kupferlage mit 6 /u Dicke und einer äusseren Zinnlage mit 6-/u besteht (wobei Probe
6 nicht einer Wärmebehandlung und Probe 7 einer Wärmebehandlung unterworfen wurde).
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Zeit (h) Probe 6 Probe 7 100 3R keine 200 gesamt 2/3 RR gesamt 1/3
R 300 gesamt 3/5 RR gesamt 1/4 RR 500 gesamt RR gesamt 2/3 RR 800 gesamt RR 1300
1800 Bemerkungen a) Die oberen Dicken-Werte wurden vor der Wärmebehandlung gemessen.
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b) Für das Versuchsverfahren und die Aufnahme der Versuchsergebnisse
gilt das Gleiche wie in Bemerkung (b) in Tabelle 1.
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Beispiel 1 a) Proben-Stahlmateriai: Es wurde als Proben-Stahlmaterial
eine weiche Stahlröhre mit einem äusseren Durchmesser von 10 mm, einer Wanddicke
von 0,71 mm und einer Länge von 1,8 mm verwendet.
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b) Elektroplattierungs-Ver?ahren zum -Formen der Zinklage (unterste
Lage): Die oben erwähnte weiche Stahlröhre wurde mit einer elektroplattierten Zinklage
von 8 /u Dicke in üblicher Weise beschichtet.
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Die Elektroplattierung wurde durch Verwendung einer Elektroplattierungsflüssigkeit
durchgeführt, deren Zusammensetzung aus 256g/l Zinksulfat, 11,2g/l Aluminiumchlorid
und 75g/l Natriumsulfat mit einem pH-Wert von 4,5 bestand, wobei die Flüssigkeit
mit einem Flügelrad angetrieben wurde und auf einer Temperatur von 50 0C gehalten
wurde und einen Kathodenstrom von einer Dichte von 50 A/dm2 für 37 Sekunden durchlief.
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c) Der Elektroplattierungsprozess zur Bildung der Kupferlage (mittlere
Lage): Das Stahlrohr, das mit der elektroplattierten Zinklage,die in dem oben genannten
Verfahren erhalten wurde, wurde für einige Sekunden in eine wässrige Lösung eingetaucht,
die 2 % Salpetersäure enthielt, um die Oberfläche zu aktivieren und dann wurde eine
elektroplattierte Kupferlage von 6 /u Dicke auf der aktivierten Oberfläche ausgebildet.
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Die Elektroplattierung wurde durch die Verwendung einer Elektroplattierungsflüssigkeit
durchgeführt, die eine Zusammensetzung von 120g/l Kupfercyanit, 130g/l Natriumcyanit
und 25g/l Natriumhydroxyd mit einem pH-Wert von 12,5 enthielt, wobei die Flüssigkeit
durch einen Drehflügel angetrieben wurde und auf einer Temperatur von 5500 gehalten
wurde und einen Kathodenstrom von 2 einer Dichte von 8 A/din 140 Sekunden lang durchlief.
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d) Elektroplattierungsprozess um die Zinnlage auszubilden (äussere
Lage): Die Stahlröhre, die mit der zwei Lagen Beschichtung, bestehend aus einer
Zink- und einer Kupferlage, versehen ist, wird ähnlich für einige Sekunden in eine
wässrige Lösung getaucht, die 2% Salpetersäure enthält, um die Oberfläche der Kupferlage
zu aktivieren und dann eine elektroplattierte Zinklage von 6 Dicke auf der aktivierten
Oberfläche auszubilden.
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Die Elektroplattierung wurde hier mit einer Elektroplattierungsflüssigkeit
durchgeführt, die 42,5g/l Zinnsulfat mit einem pH-Wert von 1,0 enthielt, wobei die
Flüssigkeit mit einem Drehflügel angetrieben und auf einer Temperatur von 2300 gehalten
wurde
und einen Kathodenstrom von einer Dichte von 15A/dm2 50 Sekunden lang durchlief.
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e) Wärmebehandlung: Die Stahlröhre, die mit einer aus drei Lagen bestehenden
elektroplattierten Beschichtung, bestehend aus der inneren Zirklage, der. mittleren
Kupferlage und der äusseren Zinnlage, die durch die vorherigen Verfahrensschritte
erhalten wurden, wurde mit einer Geschwindigkeit von 2 mm/Sek. durch einen Elektroofen
mit einer inneren Atmosphärentemperatur von 2880 C gebracht, wodurch die beabsichtigte
einheitliche korrosionsbeständige Beschichtung erhalten wurde.
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Die nach der Wärmebehandlung gemessene Beschichtungsdicke betrug 18
/u, welches um etwa 2 /u weniger als dje anfvnglich gemessene Dicke von 20 /u war.
Die erhaltene Zinnlage war 1,15 dick, die Zinn-Kupferlegierungslage war zu ? 11,68
/u dick, die Zinklage war 5,17 /u dick und die Zink-Kupferlegierungslage war zu
dünn, als dass sie mit einem gewöhnlichen Mikroskop gesehen werden konnte.
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f) Versuchsergebnisse: Die Versuchsergebnisse der korrosionsbeständigen
Eigenschaft der beschichteten Stahlröhre, die durch die oben aufgeführten einzelnen
Verfahrensschritte erhalten wurde, waren ausgezeichnet, wie in der Tabelle 1 zu
sehen ist, und zwar ein Doppeltes besser, als aus den Versuchsergebnissen der Vergleichsproben
in Tabelle 2 bis 5 vorherzusagen gewesen wäre.
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Da die zusammengesetzte Beschichtung entsprechend der Erfindung durch
die obige Zusammensetzung der Elektroplattierung erreicht
wurde,
ist die Beschichtungslage einheitlich, ohne irgendwelche örtlichen unregelmäßigen
dicken Teile, die durch Absenkungen oder andere Faktoren verursacht werden.
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g) Prüfverfahren der korrosionsbeständigen Eigenschaft und Aufnahme
der Versuchsergebnisse: Die Prüfung der korrosionsbeständigen Eigenschaft wurde
an drei beschichteten Stahlrohren durchgeführt, wobei Jedes 200mm lang war, nach
einem Verfahren, das in dem ASIM-B117 (JIS Z-2371) spezifiziert ist. Bei/Versuchenwurden
folgende Merkmale aufgenommen.
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W: feine weiße Teilchen schwarze Punkte rote Rostpunkte RR: streifige
rote Rostpunkte Die diesen Merkmalen vorangestellten Zahlen bezeichnen die Anzahl
des Auftretens, "Viele" bezeichne "gesamt" bezeichne. die ganze Oberfläche usw.
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Beispielsweise bezeichnet "gesamt W" einen Zustand, bei welchem die
ganze Oberfläche der Beschichtung mit feinen weißen Punkten bedeckt ist und gesamt
1/2 RRll bezeichnet einen Zustand, bei welchem die halbe Oberfläche mit streifigen
roten Rostpunkten bedeckt ist. Diese- Kennzeichen treten in der Reihenfolge von
W, B, R und KR auf, wobei nur die Beobachtungen zur Zeit der auf nahme der /Versuchsergebnisse
in den Tabellen gezeigt sind. Wenn zum Beispiel B und R in der Zeit beobachtet wurden,
ist nur R in der Tabelle gezeigt. Die diesen Merkmalen beigeführten Zahlen sind
ein Mittelwert.für drei Röhren in Jeder Probe.
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Beispiel 2 a) Proben-Stahlmaterial: Es wurde eine weiche Stahlröhre
vorher mit einer elektroplattierten Kupferlage von 3 /u Dicke beschichtet, die einen
äusseren Durchmesser von 10mm, eine Wanddicke von 0,71mm und eine Länge von 1,8mm
hatte.
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b) Das Elektroplattierungsverfahren zur Bildung der Zinkschicht (untere
Schicht): Das gleiche wie in Beispiel 1.
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c) Elektroplattierungsverfahren zur Ausbildung der Kupferschicht (mittlere
Schicht): Das gleiche wie in Beispiel 1.
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d) Elektroplattierungsverfahren zur Ausbildung der Zismschicht (äussere
Schicht): Das gleiche wie in Beispiel 1.
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e) Thermische Behandlung: Die Stahlröhre, die mit den drei Lagen der
Elektroplattierungsbeschichtung beschichtet wurde (die drei Lagen schließen nicht
die vorherige elektroplattierte Kupferlage ein) wurden in auf 240°C erwärmtes Silikonöl
getaucht und nach 120 Sekunden wieder herausgenommen, dadurch eine Kupfer-Zinnlegierungslage
mit einer Dicke von 11,62 /u an der Grenzfläche zwischen der mittleren und äusseren
Lage gemessen wurde, während eine Oberflächendicke der Zinnlage von 1,2 /u gemessen
wurde.
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f) Versuchsergebnisse: Während der Versuche nach der Art von Beispiel
2 wurden die Ergebnisse, die in Tabelle 6 gezeigt sind, erhalten. Diese Brgebnisse
sind praktisch die gleichen wie Jene, in Tabelle 1 (aus Beispiel 1) ausgenommen
einer leichten Differenz in dem anfänglichen Zustand.
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Tabelle 6 Versuchs ergebnisse an Stahlröhren von Beispiel 2 (beschichtet
mit einer drei Lagen zusammengesetzten Beschichtung, die einer Wärmebehandlung unterworfen
wurden, wobei die innere Zinklage eine Dicke von 8 /u, die mittlere Kupferlage eine
Dicke von 6 /u und die äussere Zinnlage eine Dicke von 6 /u hat).
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Zeit (h) Ergebnisse 100 1w 200 4w 300 7w 500 19w 800 gesamt 1/3 w
1300 gesamt 1/2 w 1800 2300 gesamt w gesamt w