DE2601360A1

DE2601360A1 - Hot dip galvanizing of steel - using shot blasted steel with low silicon content to produce thinner zinc coatings

Info

Publication number: DE2601360A1
Application number: DE19762601360
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl Chem Dr Petter
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1976-01-15
Filing date: 1976-01-15
Publication date: 1977-07-21

Abstract

Steels which are to be coated with zinc are subjected to prior mechanical surface treatment by jet blasting; and the steels have a silicon content of 0.06-0.10%. The novelty is that the surface of the steel is shot-blasted using corundum with grain size 0.1-0.2 mm. Process avoids defects which occur when hot dip galvanising steels with raised silicon contents, viz. thick coatings; bad adhesion; unsightly appearance; and excessive consumption of zinc. When the steel contains 0.06-0.1% Si, shot blasting with fine corundum reduces the thickness of the Zn coating by almost 50% as compared with a pickled surface.

Description

Verfahren zur Oberflächenvorbehandlung von Stählen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Oberflächenvorbehandlung von zu verzinkenden Stählen mit einem Siliziumgehalt von 0,06 bis 0,10 O/o durch Strahlen. Process for surface pretreatment of steels The invention relates to a method for the mechanical surface pretreatment of to be galvanized Steels with a silicon content of 0.06 to 0.10% by blasting.

Das Verzinkungsverhalten siliziumhaltiger Stähle ist häufig durch einen verstärkten Angriff durch die Zinkschmelze gekennzeichnet. Dadurch kann es zur Ausbildung dickerer Zinküberzüge kommen, welche eine verschlechterte Haftung besitzen und oft ein unansehnliches, matt-graues Aussehen zeigen. Außerdem fuhren dicke Verzinkungsschichten zu einem erhöhten Zinkverbrauch.The galvanizing behavior of silicon-containing steels is often through marked an increased attack by the zinc melt. So it can thicker zinc coatings form, which result in poorer adhesion and often have an unsightly, dull gray appearance. Also drove thick galvanized layers lead to increased zinc consumption.

Dieses verstärkte Dickenwachstum der Verzinkungsschichten ist in charakteristischer Weise vom Siliziumgehalt des Stahls abhängig.. Während bei Gehalten c 0,03 % Silizium meist überhaupt keine Wirkung zu beobachten. ist, nimmt die Reaktivität zwischen Stahl und flüssigem Zink bei > 0,04 % Silizium stark zu und erreicht etwa zwischen 0,06 und 0,10 % Silizium ein Maximum. Stähle mit Siliziumgehalten von ca. 0,15 bis 0,25 /Oo zeigen wieder ein etwas günstigeres Verhalten, während > 0,25 % Silizium erneut ein stärkeres Wachstum der Verzinkungsschichten einsetzt, Durch die Einführung neuer Stahlherstellungsverfahren steigt der Anteil von Stahlsorten mit Siliziumgehalten, welche häufig innerhalb der vorgenannten kritischen Konzentrationsbereiche liegen, immer mehr an. Damit werden die Verzinkereien in zunehmendem Maße mit den beim Verzinken dieser siliziumhaltigen Stähle auftretenden Schwierigkeiten konfrontiert. Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, diese Schwierigkeiten zu beheben, doch hat bisher keine der vorgeschlagenen Maßnahmen zum Erfolg geführt.This increased growth in the thickness of the galvanized layers is more characteristic Depending on the silicon content of the steel. While at contents c 0.03% silicon mostly no effect at all to be observed. is the reactivity between Steel and liquid zinc increase sharply at> 0.04% silicon and reach roughly between 0.06 and 0.10% silicon a maximum. Steels with silicon contents from approx. 0.15 to 0.25 / Oo again show a somewhat more favorable behavior, while> 0.25% silicon a stronger growth of the galvanized layers starts again, By the introduction of new steel production processes increases the proportion of steel grades with silicon contents, which are often within the aforementioned critical concentration ranges lie, more and more. This means that the galvanizing plants are increasingly using the encountered difficulties encountered when galvanizing these silicon-containing steels. There has therefore been no lack of attempts to remedy these difficulties, however none of the proposed measures has so far led to success.

Obwohl Möglichkeiten für eine Beeinflussung des Verzinkungsverhaltens von Stählen durch die Oberflächenrauhigkeit (Metall 14 (1960) Seiten 776 bis 777 mittels Strahlen (Proc. 6th Intern. Conf. on Hot Dip Galv., Interlaken June 1961, ZDA London, Seiten 33 bis 45) bekannt sind, ist der Kennzeichnung des Oberflächenzustandes der für das Feuerverzinken vorbehandelten Metaloberflächen bisher im Hinblick auf die Rauheit verältnismäßig wenig Beachtung geschenkt worden Dies ist zweifelsohne in erster Linie darauf zurückzuführen, daß der Einfluß der Rauheit auf das Verzinkungsverhalten der Stähle bei üblichen Beizprozessen meist gering ist und eine Vorbehandlung durch Strahlen, welche zu stärkerer Rauheit führt, bisher kaum angewendet worden ist.Although there are possibilities for influencing the galvanizing behavior of steels through the surface roughness (Metall 14 (1960) pages 776 to 777 by means of rays (Proc. 6th Intern. Conf. on Hot Dip Galv., Interlaken June 1961, ZDA London, pages 33 to 45) are known, is the identification of the surface condition of the metal surfaces pretreated for hot-dip galvanizing so far with regard to Relatively little attention has been paid to roughness. This is undoubtedly primarily due to the fact that the influence of the roughness on the galvanizing behavior of the steels in the usual pickling processes is usually low and requires pretreatment Blasting, which leads to greater roughness, has hardly been used so far.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zu prüfen, inwieweit das Verzinkungsverhalten siliziumhaltiger Stähle der eingangs genannten Zusammensetzung durch eine rauhende Oberflächenbehandlung vor dem Verzinken beeinflußbar ist, insbesondere im Hinblick auf eine optimale Schichtdicke.It is therefore the object of the present invention to examine to what extent the galvanizing behavior of silicon-containing steels of those mentioned above Composition can be influenced by a rough surface treatment before galvanizing is, especially with regard to an optimal layer thickness.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der siliziumhaltige Stahl mit Korund der Körnung 0,1 bis 0,2 mm gestrahlt wird.The solution to this problem is that the silicon-containing steel is blasted with corundum with a grain size of 0.1 to 0.2 mm.

Beim Verzinken von Stählen mit Siliziumgehalten, bei denen bisher die Reaktivität zwischen der Stahloberfläche und der Zinkschmelze sonst ein Maximum erreicht, wird nach einer Vorbehandlung durch Strahlen mit Reinkorund eine drastische Verminderung der Schichtdicke der Zinkauflage erzielt.When galvanizing steels with silicon contents, where previously the reactivity between the steel surface and the zinc melt would otherwise be a maximum achieved, after a pretreatment by blasting with pure corundum a drastic one Reduction of the layer thickness of the zinc coating achieved.

Beim Strahlen mit Feinkorund wird eine auffallend gleichmäßige Rauhung erzeugt und beim Verzinken ein sehr dichter Schichtaufbau bewirkt, was einer optimalen Schichtdicke entspricht.When blasting with fine corundum, a noticeably uniform roughness is achieved generated and a very dense layer structure when galvanizing, which is an optimal Layer thickness corresponds.

Das Verfahren wird im folgenden anhand von Ausführungs beispielen näher erläutert: Für die Versuche wurden Stahlblechabschnitte mit Siliziumgehalten von 0,08 % und 0,45 % durch Druckluftstrahlen mit Mikroglaskugeln von einer Körnung von 0,1 bis 0,2 mm, Feinkorund von einer Körnung von 0,1 bis 0,2 mm und Grobkorund von einer Körnung von 1 bis 2 mm verwendet.The method is examples below with reference to execution explained in more detail: For the tests, sheet steel sections were held with silicon of 0.08% and 0.45% by compressed air blasting with glass microspheres of one grain size from 0.1 to 0.2 mm, fine corundum with a grain size of 0.1 to 0.2 mm and coarse corundum with a grain size of 1 to 2 mm are used.

Die Strahldüse wird in einem Abstand von ca 200 mm unter einem Winkel von 900 gegen die Strahlgutoberfläche gehalten und 1 min lang gestrahlt. Die Verzinkungs versuche selbst erfolgten nach dem Trockenverzinkungs verfahren, bei dem die gestrahlten Proben in eine wässrige Flußmittellösung aus Zink-Ammonium-Chlorid getaucht und bei 1500C getrocknet wurden. Anschließend wurden diese Proben in einem eisengesättigten Zinkbad von 460°C verzinkt, wobei die Tauchzeit 5 min und die Ausziehgeschwindigkeit 1 m/min betrug. Die Proben wurden hängend an der Luft abekühlt An den verzinkten Proben wurde die Verzinkungsschichtdicke nach DIN 50 952 bestimmt und metallographische Gefügeuntersuchungen der Überzüge durchgeführt. Die Untersuchungsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle dargestellt: Silizium- Oberflächen- Verzinkungs- gehalt vorbehandlung schichtdicke (Gew.-%) (um) 0,08 Beizen 230 Strahlen mit Feinkorund 134 0,12 Beizen 208 Strahlen mit Feinkorund 260 0,24 Beizen 225 Strahlen mit Feinkorund 280 Es zeigt sich, daß bei den mit Feinkorund gestrahlten Proben mit einem Siliziumgehalt von 0,08 % gegenüber den anderen einen höheren Siliziumgehalt aufweisenden Proben eine radikale Absenkung der Schichtdicke der Verzinkung eintritt, wobei die Dicke nunmehr etwa die Hälfte derjenigen bei gebeizten Proben beträgt. Bei höheren Siliziumgehalten etwa größer als 0,1 % ist dann eine Umkehrung des Effektes zu beobachten, indem die Zinkauflage stark anwächst.The blasting nozzle is held at a distance of approx. 200 mm at an angle of 900 against the surface of the blasting material and blasted for 1 min. The galvanizing tests themselves were carried out according to the dry galvanizing process, in which the blasted samples were immersed in an aqueous flux solution of zinc-ammonium-chloride and dried at 150.degree. These samples were then galvanized in an iron-saturated zinc bath at 460 ° C., the immersion time being 5 min and the extraction speed 1 m / min. The samples were cooled while hanging in the air. The galvanized layer thickness was determined in accordance with DIN 50 952 on the galvanized samples and metallographic structural tests were carried out on the coatings. The test results are shown in the following table: Silicon surface galvanizing content pretreatment layer thickness (Wt%) (µm) 0.08 pickling 230 Blasting with fine corundum 134 0.12 pickling 208 Blasting with fine corundum 260 0.24 pickling 225 Blasting with fine corundum 280 It turns out that in the samples blasted with fine corundum with a silicon content of 0.08% compared to the other samples with a higher silicon content a radical reduction in the thickness of the galvanizing occurs, the thickness now being about half that of the pickled samples. At higher silicon contents, approximately greater than 0.1%, a reversal of the effect can then be observed in that the zinc coating increases significantly.

Zeit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, daß eine Vorbehandlung von Strahlenoberflächen mit einem Siliziumgehalt von 0,06 bis 0,10 % durch Strahlen mit Feinkorund eine drastische Verminderung der Zinkauflage gegenüber den wie bisher üblichen gebeizten Proben bewirkt.Time the process according to the invention is achieved that a pretreatment of blasting surfaces with a silicon content of 0.06 to 0.10% by blasting with fine corundum a drastic reduction of the zinc coating compared to the previous one causes usual pickled samples.

PatentanspruchClaim

Claims

PATENT CLAIM Process for mechanical surface pretreatment of steels to be galvanized with a silicon content of 0.06 to 0.10% by blasting, characterized in that the surfaces with corundum with a grain size of 0.1 to 0.2 mm can be blasted