DE2425992A1 - Korrosionsbestaendige beschichtung fuer stahlmaterialien und beschichtungsverfahren - Google Patents

Korrosionsbestaendige beschichtung fuer stahlmaterialien und beschichtungsverfahren

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DE2425992A1 DE19742425992 DE2425992A DE2425992A1 DE 2425992 A1 DE2425992 A1 DE 2425992A1 DE 19742425992 DE19742425992 DE 19742425992 DE 2425992 A DE2425992 A DE 2425992A DE 2425992 A1 DE2425992 A1 DE 2425992A1
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Description

  • Korrosionsbeständige Beschichtung für Stahlmaterialien und Beschichtungsverfahren Die vorliegende Erfindung betrifft eine korrsosionsbeständige Beschichtung für Stahlmaterialien und ein Beschichtungsverfahren.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die gewünschte Dicke beträgt hier unter 25 /u, welches die maximale Dicke der Beschichtung ist.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Kupferlage wird in dem zweiten Verfahrensschritt ausgebildet, indem eine alkalische Elektroplattierungsflüssigkeit verwendet wird, da die innere Zinklage nicht säurebeständig ist.
  • Ihre Dicke beträgt ungefähr 3 /u, vorzugsweise jedoch 5 bis 8 /u.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • b) Für das Versuchsverfahren und die Aufnahme der Versuchsergebnisse gilt das Gleiche wie in Bemerkung (b) in Tabelle 1.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • b) Für das Versuchsverfahren und die Aufnahme der Versuchsergebnisse gilt das Gleiche wie in Bemerkung (b) in Tabelle 1.
  • 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).
  • 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.
  • b) Für das Versuchsverfahren und die Aufnahme der Versuchsergebnisse gilt das Gleiche wie in Bemerkung (b) in Tabelle 1.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • b) Das Elektroplattierungsverfahren zur Bildung der Zinkschicht (untere Schicht): Das gleiche wie in Beispiel 1.
  • c) Elektroplattierungsverfahren zur Ausbildung der Kupferschicht (mittlere Schicht): Das gleiche wie in Beispiel 1.
  • d) Elektroplattierungsverfahren zur Ausbildung der Zismschicht (äussere Schicht): Das gleiche wie in Beispiel 1.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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

Claims (4)

  1. Patentansprüche 4. Korrosionsbeständige Beschichtung für Stahlmaterialien, dadurch gekennzeichnet, dass man die Beschichtung erhält, indem man einen drei LagenauSbau auf einer Stahlmaterialoberfläche ausbildet, wobei der Aufbau aus einer inneren elektroplattierten Zinklage, einer mittleren elektroplattierten Kupferlage und einer äusseren elektroplattierten Zinnlage besteht, und dass eine Kupfer-Zinnlegierung zwischen der mittleren und der äusseren Lage durch Wärmebehandlung des drei Lagenaufbaus gebildet wird.
  2. 2. Korrosionsbeständige Beschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlmaterial eine vorher ausgebildete Beschichtung auU einem Material edler als Zink aufweist.
  3. 3. Verfahren zur Ausbildung einer korrosionsbeständigen Beschichtung auf einem Stahlmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass es den ersten Verfahrens schritt der Elektroplattierung der Oberfläche des Stahlmaterials mit Zink aufweist, dass es den zweiten Verfahrensschritt der Ausbildung einer Kupfer elektroplattierungslage auf der Zinklage aufweist, die in dem ersten Schritt ausgebildet wurde, dass es einen dritten Verfahrensschritt des Ausbildens der Zinnelektroplattierungslage auf der Kupferlage aufweist, die in dem zweiten Schritt gebildet wurde, und dass ein vierter Verfahrensschritt der Wärmebehandlung des zusammengesetzten Lagenaufbaus aufweist, der durch den ersten bis dritten Verfahrensschritt erhalten wurde, um eine Legierungslage zwischen der mittleren Kupfer lage und der äusseren Zinnlage zu erhalten, wobei die Dicke der Kupferelektroplattierungslage, die in dem zweiten Verfahrensschritt gebildet wurde, 3 /u oder größer ist, die Wärmebehandlung im vierten Verfahrensschritt in einer Gasphase oder in einer Öllage bei einer Temperatur, die um den Schmelzpunkt des Zinn liegt, so durchgeführt wird, dass die tatsächliche Temperatur der äusseren Lage nicht den Schmelzpunkt des Zinn überschreitet.
  4. 4. Verfahren zum Ausbilden einer korrosionsbeständigen Beschichtung für Stahlmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnetC dass die Elektroplattierung mit Zink im ersten Verfahrensschritt auf eine vorher auf die Oberiläche des Stahlmaterials aufgebrachte Beschichtungsiage ausgeführt wird, wobei das Metall edler als Zink ist.
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