DE2724768A1 - Verfahren zum erzeugen einseitig plattierter stahlbleche oder -baender - Google Patents
Verfahren zum erzeugen einseitig plattierter stahlbleche oder -baenderInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einseitig plattierter
Stahlbleche oder -bänder mit Hilfe eines Feuerverzinnungsverfahrens.
In jüngerer Zeit hat sich bei Stahlblechen für den Automobilbau, Haushaltselektrogeräte, Baumaterialien und dergleichen die Nachfrage
nach einem sogenannten einseitig plattierten Stahlblech verstärkt, bei welchem lediglich eine der beiden Oberflächen plattiert ist, um
dem Blech auf diese Weise eine ausreichend hohe Korrosionsbeständigkeit zu erteilen und gleichzeitig die Schweißbarkeit des Bleches
zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung verfolgt das Ziel, ein Verfahren zu schaffen,
welches ein einfaches und kostengünstiges Erzeugen derart einseitig plattierter Stahlbleche gestattet.
Einseitig plattiertes Stahlblech kann durch Elektroplattieren hergestellt
werden, aber die Elektroplattierung geht langsam vor sich und ist mit hohen Kosten verbunden. Aus diesem Grunde ist das Feuerverzinnen
oder Tauchverzinnen bei der Herstellung von einseitig
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plattiertem Stahlblech im großtechnischen Maßstab vorteilhafter.
Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung einseitig plattierter Stahlbleche durch Feuerverzinnen vorgeschlagen worden.
So sind zum Beispiel die folgenden Verfahren bereits bei der Herstellung von mit Zink plattiertem Stahlblech bekannt geworden: Bei
einem ersten Verfahren werden zwei Stahlbleche übereinandergelegt und an der Kante miteinander verschweißt, worauf die verschweißten
Stahlbleche plattiert werden und dann die verschweißte Kante wieder geöffnet wird. Ein anderes Verfahren sieht das Aufbringen von
schmelzflüssigem Zink auf eine Seite eines Stahlbleches durch Aufwalzen
vor. Metallschmelzen können auch durch andere geeignete Verfahren aufgebracht werden. Ferner ist es bereits bekannt, eine
Zinkschmelze auf beide Oberflächen eines Stahlbleches in jeweils unterschiedlicher Dicke aufzubringen, wobei die Zinkschicht mit der
geringeren Schichtdicke durch Eintauchen des plattierten Bleches in eine Säure oder mit Hilfe eines elektrolytischen Vorganges entfernt
werden kann. Es ist auch bereits bekannt, ein Antiplattierungsmittel zu verwenden, welches als erstes auf eine der Blechoberflächen
aufgebracht wird. Sodann wird das Blech plattiert und wird der Beschichtungsfilm
von der mit dem Antiplattierungsmittel behandelten Blechoberfläche entfernt.
Durch diese Verfahren wird die Herstellung einseitig plattierter Stahlbleche jedoch technisch kompliziert und sind die Herstellungskosten
für das Blech hoch. Aus diesem Grunde hat sich bisher nur selten eines der vorstehend erwähnten Verfahren in der industriellen
Herstellung durchgesetzt.
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des vorstehend erwähnten Verfahrens, das mit Hilfe eines Antiplattierungsmittels arbeitet.
An herkömmlichen Verfahren zum einseitigen Zinkplattieren unter Verwendung eines Antiplattierungsmittels seien die folgenden Veröffentlichungen
genannt: Veröffentlichte japanische Patentanmeldung 7 112/64; Society of Automotive Engineers, Automotive Engineering
Congress, Detroit (Januar 1971) A.F. Prust, "Manufacture of Hot-Dipped
One-Side Galvanize". Die vorstehend genannten Literaturstellen beschreiben die Verwendung von Wasserglas. Die veröffentlichte
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japanische Patentanmeldung 4 204/64 offenbart die Verwendung einer
wäßrigen Aufschlämmung einer Mischung aus CaO, MgO und Alkalimetaborat.
Die US-PS 3 121 019 beschreibt die Verwendung eines Erdalkali-Metallhydroxides und die US-PS 3 149 987 offenbart die Verwendung
einer wäßrigen Aufschlämmung von pulverisiertem Bentoniterz.
Diese Verfahren haben jedoch die folgenden Nachteile. Bei dem kontinuierlichen
Feuerplattierungsverfahren, bei welchem ein Stahlblech mit einer darauf angebrachten Antiplattierungsschicht unmittelbar
bevor ein Metall durch das Feuerverzinnen auf das Blech plattiert wird bei gewöhnlich etwa 700° C geglüht wird, wird der auf der
Blechoberfläche angeordnete Beschichtungsfilm verletzt oder teilweise
während des Glühvorganges von der Blechoberfläche abgezogen. Aus diesem Grunde ist es schwierig, die eine Seite des Bleches wirksam
vor der Plattierung zu schützen. Außerdem wird das Stahlblech manchmal nach dem Plattieren an der Luft oxidiert, was eine mühsame
Nachbearbeitung erfordert, um das Oxid zu reduzieren oder mechanisch zu entfernen. Außerder.i ist der an einer Seite des Stahlbleches mit
Hilfe eines Beschichtungsmittels aufgebrachte Film normalerweise schlecht haftend und es ist fast unmöglich, den Film vollständig zu
entfernen, ohne das Aussehen der Stahlblechoberflächen zu beeinträchtigen.
Zusätzlich ist das Entfernen des Films mit hohen Kosten verbunden.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Erzeugung einseitig plattierter
Stahlbleche, bei welchem die vorstehend genannten Nachteile infolge der Verwendung eines neuen Antiplattierungsmittels vermieden
werden.
Die Erfinder haben zahlreiche Untersuchungen durchgeführt, um die Nachteile der herkömmlichen Verfahren zu vermeiden und haben dabei
herausgefunden, daß dieses bei Verwendung eines Antiplattierungsmittels möglich ist, welches einen kristallinen oder amorphen Film
bildet, der aus den vier Bestandteilen SiO2, B2°3' M9° und M9°
besteht, wobei M ein Alkalimetall bezeichnet.
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In dem Antiplattierungsmittel kann als Si02-Komponente Alkalisilikat
(M2OnSiO2*mH2O) benützt werden. Als B203-Komponente kann Borsäure
(H3BO3), Boranhydrid (B3O3) oder Natriumborat (Na3B4O7) verwendet
werden. Als MgO-Komponente sind Magnesiumoxid (MgO) oder Magnesiumhydroxid
(Mg(OH)2) geeignet, und als M_0-Komponente sind Natriumhydroxid
(NaOH), Litiumhydroxid (LiOH) oder Kaliumhydroxid (KOH) geeignet. Diese Verbindungen werden einer geeigneten Wassermenge
zugesetzt und dann verwendet. Natürlich kann die vorstehend genannte MjO-Komponente teilweise oder gänzlich durch die M20-Komponente des
Alkalisilikats oder die Na20-Komponente des Natriumborats ersetzt
werden. Von den Alkalisilikaten ist Wasserglas (Na2CnSiO3^mH3O,
2^n^4) preisgünstig. Von den Alkaliverbindungen hat Natriumhydroxid
(NaOH) einen günstigen Preis.
Es hat sich herausgestellt, daß die vorstehend genannten vier Komponenten
zur Erreichung des angestrebten Ziels wesentlich sind und daß dann, wenn eine dieser Komponenten nicht vorhanden ist, keine
zufriedenstellenden einseitig plattierten Stahlbleche erzielt werden können. Die Erfinder haben erfolgreich die Herstellung von
einseitig plattierten Stahlblechen ohne die Mühen aufnehmen können, die bei den vorstehend beschriebenen herkömmlichen Arbeitsweisen
unvermeidlich sind, sofern eine der vorstehend genannten vier Komponenten enthaltende wäßrige Aufschlämmung auf lediglich eine Seite
eines Stahlbleches aufgebracht wird und das Stahlblech bei einer Temperatur (üblicherweise etwa 700° C) geglüht wird, die nicht unter
der Rekristallisations-Temperatur des Stahlbleches liegt, und das Stahlblech unverzüglich durch ein schmelzflüssiges Plattierungs-Metallbad
in der gleichen Weise hindurchgeführt wird, wie dieses bei bekannten kontinuierlichen Feuerverzinnungsverfahren üblich ist.
Auf diese Weise wird erfindungsgemäß lediglich diejenige Seite des
Stahlbleches plattiert, die nicht mit der Schicht aus dem Antiplattierungsmittel
bedeckt war, worauf dieser Film von der Stahlblechoberfläche
entfernt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine wäßrige Aufschlämmung
mit der vorstehend genannten Zusammensetzung auf eine Seite eines
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ausreichend entfetteten Stahlbleches aufgebracht und bei einer niedrigen Temperatur, vorzugsweise bei einer Temperatur von nicht
mehr als etwa 200° C getrocknet. Das Beschichten kann durch Walzenauftrag, Sprühauftrag, Bürstenauftrag oder andere geeignete Arbeitsweisen
vorgenommen werden. Die wäßrige Aufschlämmung muß in einer Menge von 20 bis 150 g/m2 Trockengewicht aufgetragen werden. Ist
die aufgetragene Beschichtungsmenge geringer als 20 g/m2, so kann
der aus der Aufschlämmung resultierende Beschichtungsfilm die Stahlblechoberfläche
nicht vollständig bedecken. Demgegenüber können Risse in der Beschichtung beim Trocknen derselben auftreten, wenn
die Beschichtungsmenge größer als 150 g/m2 ist. In einem solchen Fall kann die erzielte Beschichtung jedoch die beschichtete Stahlblechoberseite
nicht vollständig vor dem Plattieren schützen.
Das in der aufgebrachten Aufschlämmung enthaltene Wasser wird bei
einem Trockenvorgang bei niedriger Temperatur verdampft. Diese Niedrigtemperatur-Trocknung ist erforderlich, um die Atmosphäre in
der folgenden Glühbehandlung reduzierend zu erhalten und um ein Aufbrechen und Abblättern der Beschichtung zu verhindern, was bei
zu rascher Erwärmung auf hohe Temperaturen erfolgen kann.
Wenn der getrocknete gleichmäßige Film auf der einen Seite des · Stahlbleches ausgebildet ist, so wird das Stahlblech bei einer Temperatur
(üblicherweise etwa 700° C) geglüht, die nicht unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Stahlbleches liegt. Sodann wird
auf eine Temperatur abgekühlt, die in der Nähe der Plattierungsbadtemperatur
liegt (beim Zinkplattieren etwa 460° C), worauf das einseitig beschichtete Blech in einer bei kontinuierlichen Feuerplattierungsverfahren
üblichen Weise in das Plattierungsbad eingetaucht wird.
Während des Glühens wird der Beschichtungsfilm teilweise oder gänzlich
glasartig unter Bildung eines dichten Films auf der Stahlblechoberfläche. Dieser dichte Film bewahrt die Stahlblechoberfläche
wirksam vor einer Berührung mit dem schmelzflüssigen Metall des Bades.
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Das aus dem Plattierungsbad entnommene Stahlblech ist lediglich an
einer Seite plattiert, während die andere Seite des Bleches mit dem Film aus dem Antiplattierungsmittel überzogen ist, aber keine
Plattierung trägt.
Der Film (aus dem Antiplattiterungsmittel) besitzt eine nur sehr
schlechte Benetzbarkeit durch das schmelzflüssige Material des Plattierungsbades.
Aus diesem Grunde haftet das Plattierungsmetall nicht merklich an dem Film. Ist jedoch die Ausbringgeschwindigkeit des
plattierten Stahlbleches aus dem Plattierungsbad hoch und die Abkühlungsgeschwindigkeit
desselben groß, so erstarrt das Plattierungsmetall auf dem Film während des Zeitraumes, in welchem das
Plattierungsmetall längs der Filmoberfläche herabfließt, was zu einem
physikalischen Haften am Film führt. Um das Haften von Plattierungsmetall an dem Film zu verhindern, ist es demzufolge vorteilhaft,
die plattierten Stahlbleche mit einer geringen Geschwindigkeit auszubringen oder das Plattierungsmetall unmittelbar nach dem Plattieren
durch Eindüsen von unter hohem Druck stehendem Gas abzuwischen, wobei dieses Gas auf eine Temperatur zu erhitzen ist, die oberhalb
der Schmelztemperatur des Plattierungsmetalles liegt. Aber selbst dann, wenn Plattierungsmetall an dem Film haftet, verhindert der
Film vollständig einen Kontakt des Stahlbleches mit dem Plattierungsmetall und demzufolge zeigt der Antiplattierungseffekt des Filmes
ganz und gar keine nachteilige Wirkung.
Außerdem hat sich herausgestellt, daß der Film wegen seiner großen
Dichtigkeit eine bedeutsame Rolle bei der Verhinderung einer Oxidation durch Luft spielt, nachdem das Stahlblech aus dem Plattierungsbad
entnommen ist.
Nach dem Plattieren muß der Film entfernt werden. Dabei wurde gefunden,
daß sich der Film leicht durch Abschrecken des Stahlbleches entfernen läßt, nachdem das Stahlblech aus dem Plattierungsbad entnommen
worden ist, wobei das Abschrecken von einer Temperatur von nicht weniger als etwa 100° C auf Raumtemperatur erfolgt.
Das Abschrecken kann noch vor der Erstarrung des Plattierungsmetalls
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ausgeführt werden, um gleichzeitig die sogenannte Spangle-Size
zu regulieren. Es versteht sich, daß das Abschrecken auch nach dem Erstarren des Plattierungsmetalles vorgenommen werden kann. Wahlweise
kann ein bereits einmal allmählich abgekühltes plattiertes Stahlblech wieder erneut auf eine geeignete Zeitdauer erwärmt und
sodann abgeschreckt werden. '·
Das Abschrecken erfolgt leicht und wirksam durch Eintauchen des plattierten Stahlblechs in Wasser. Anhand von Versuchen wurde gefunden,
daß dann, wenn das plattierte Stahlblech in Wasser abgeschreckt wird, der Film vollständig von der Stahlblechoberfläche abgelöst
werden kann, ohne daß die ursprüngliche kaltgewalzte Oberfläche des Stahlbleches verändert wird.
Außerdem kann der Film leicht abgezogen und von der Stahlblechoberfläche
dadurch entfernt werden, daß das Stahlblech wiederholt mit Hilfe einer Walze gebogen wird, deren Krümmungsradius nicht größer
als etwa 100 mm ist. Dieses Biegen erfolgt, nachdem das plattierte Stahlblech allmählich auf eine Temperatur von nicht mehr als etwa
100° C abgekühlt wurde. Es versteht sich, daß der Film mit Hilfe allseits bekannter mechanischer Einrichtungen, wie durch Schleifen,
Sandstrahlen oder dergleichen entfernt werden kann. Ist der Film durch Abschrecken in Wasser oder auf andere Weise von dem Stahlblech
abgezogen worden, so wird das plattierte Stahlblech abschließend mit Wasser gereinigt und mild gebürstet, worauf es getrocknet wird, um
die Herstellung eines einseitig plattierten Stahlbleches abzuschließen. Nachgetragen sei noch, daß die vorstehend erwähnte Biegewalze einen
Krümmungsradius von nicht mehr als etwa 100 mm besitzt.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Antiplattierungsfilm
erzielt, dessen Antiplattierungswirkung und Ablösungseigenschaften gegenüber herkömmlichen Filmen merklich verbessert sind, so daß
komplett einseitig plattierte Stahlbleche ohne Mühe erzielt werden können.
Die Erfinder haben zahlreiche Versuche und Untersuchungen durchgeführt
und dabei gefunden, daß die vorstehend genannten beiden wich-
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-J-
tigen Eigenschaften in einem starken Maß von dem Verhältnis der vier
Komponenten abhängen, die in dem vorstehend beschriebenen Antiplattierungsfilm enthalten sind.
Die Durchführung der Versuche und die gewonnenen Versuchsergebnisse
werden im folgenden unter Befcug auf das kontinuierliche Feuerplattieren
erläutert.
Wäßrige Aufschlämmungen des für die Versuche benutzten Antiplattierungsmittels
mit einer Viskosität von etwa 27 P wurden durch Lösen oder Dispergieren vorbestimmter Mengen von Wasserglas (Na2O^SiO-*
8.3H-O); H,BO,; MgO und NaOH in geeigneten Wassermengen hergestellt.
Nach dem Entwässern und Trocknen des Antiplattierungsmittels wird das Mittel schließlich durch die keine Strukturformel beinhaltende
chemische Formel pNa20*qSi02 TB2O3 · sMgO wiedergegeben, in welcher
die Faktoren p, q, r sowie s die Molzahl von Na-O, SiO2, B3O3 bzw.
MgO angibt.
Wäßrige Aufschlämmungen von Antiplattierungsmitteln mit verschiedenen
Molzahlen oder Molverhältnissen (p:q:r:s) wurden hergestellt und jede der wäßrigen Aufschlämmungen wurde auf eine Seite des entfetteten
kaltgewalzten Stahlbleches mit einer Dicke von 0,8 mm mit Hilfe einer Beschichtungswalze in einer solchen Menge aufgetragen, daß das
Gewicht der getrockneten Aufschlämmung, das heißt der Gewicht der Trockenschicht etwa 50 g/m2 betrug.
Nach dem Beschichten wurde das Stahlblech unter einer Atmosphäre aus
90 % Stickstoff + 10 % Wasserstoff auf 700° C mit einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit
von 30° C/sec.aufgeheizt, 10 Sekunden lang auf 700° C gehalten, auf etwa 500° C abgekühlt und anschließend
in ein schmelzflüssiges zinkhaltiges Plattierungsbad mit 99,82 % Zn und 0,18 % Al eingetaucht und 3 Sekunden lang auf einer Temperatur
von 465 + 5° C gehalten.
Nach dem Plattieren wurde das Stahlblech aus dem Plattierungsbad
entnommen und die Menge an Plattierungsmetall wurde unmittelbar oberhalb des Plattierungsbades mit Hilfe eines Stickstoffgaswischers
eingestellt. Anschließend wurde das Stahlblech nach Absinken seiner
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-■?
Temperatur auf etwa 300° C durch Eintauchen in Wasser von etwa 20° C
abgeschreckt. Nach dem Abschrecken wurde die Oberfläche des Stahlbleches begutachtet, wobei die Antiplattierungswirkung und das Ablösevermögen
des erzeugten Antiplattierungsfilmes bewertet wurden.
Ferner wurde gefunden, daß ein Antiplattierungsfilm mit einer durch
Abschrecken erzielten ausgezeichneten Ablösungseigenschaft auch ein
ausgezeichnetes Ablöseverhalten zeigt, wenn er durch mechanische Einrichtungen, wie durch wiederholte Biegevorgänge oder dergleichen
geprüft wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde die Antiplattierungswirkung
und das Ablöseverhalten des Antiplattierungsfilmes nach den folgenden Standards beurteilt.
| Beurteilung | Antiplattierungs wirkung (Prozent satz der plattie- rungsfeindlichen Fläche S (%) |
Ablöseverhalten (Prozentsatz der abgelösten Fläche S1 (%) |
| • | S = 100 | S1 = 100 |
| O | 97 j< S < 100 | 90 _< S1 < 100 |
| Δ | 90 _< S < 97 | " 70 _< S1 < 90 |
| X | S < 90 | S' < 70 |
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein grafisches Schaubild, welches
den wirksamen Zusammensetzungsbereich des erfindungsgemäßen Antiplattierungsmittels darstellt und die Ergebnisse der oben genannten
Versuche enthält.
Wie aus der Figur ersichtlich, ist der Zusammensetzungsbereich des
Antiplattierungsmittels im Interesse einer guten Antiplattierungswirkung sowie eines guten Ablösungsverhaltens wie folgt: M2O ist
in 0,5 bis 9,0 Molen vorhanden, B3O3 ist in 0,1 bis 7,2 Molen vorhanden
und MgO liegt in 1,0 bis 34,5 Molen, bezogen auf 1 Mol SiO- vor. Vorzugsweise beläuft sich der M-O-Gehalt auf 0,65 bis 4,5 Mol,
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-yr-
272A768
der B2O3-Gehalt auf 0,1 bis 5,0 Mol und der MgO-Gehalt auf 1,5 bis
15 Mole, bezogen auf 1,0 Mol SiO_. Ganz besonders bevorzugt ist jedoch
ein M2O-Gehalt von 1,0 bis 3,5 Molen, ein B3O3-GeIIaIt von
0,8 bis 2,7 Molen und ein MgO-Gehalt von 2,0 bis 11,5 Molen, bezogen
auf 1,0 Mol
Bei den erwähnten Versuchen zeigten Li und K die gleiche Wirkung wie
Natrium.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung,
die jedoch keinesfalls auf diese Beispiele beschränkt ist.
Achtzig Gramm Na3O*2SiO2*8,3H2O sowie 62 g H3BO3 und 100 g MgO
sowie 43 g NaOH wurden in einer geeigneten Wassermenge gelöst oder dispergiert, um eine wäßrige Aufschlämmung eines Antiplattierungsmittels
folgender Zusammensetzung zu schaffen:
Na2O:SiO2:B3O3:MgO=1,63:1:1,04:5,17 (als Molverhältnis).
Die wäßrige Aufschlämmung wurde gleichförmig auf eine Seite eines kaltgewalzten Stahlbleches aufgetragen, welches eine Dicke von 0,8 mm
aufwies. Das Blech war zuvor mit Hilfe einer alkalischen Entfettung sowie einer nachfolgenden Spülung mit Wasser gereinigt worden. Die
Aufschlämmung wurde mit Hilfe einer Beschichtungsrolle oder -walze
in einer solchen Menge auf das Blech aufgetragen, daß das Gewicht der Aufschlämmung nach dem Trocknen etwa 50 g/m2 betrug.
Nach dem Beschichten wurde das Stahlblech mit einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit
von30° C/sec. unter einer Stickstoffatmosphäre auf 700° C aufgeheizt, 10 Sekunden lang unter einer zu 90 %
aus Stickstoff und 10 % aus Wasserstoff bestehenden Atmosphäre 10 Sekunden lang bei 700° C geglüht und unter der gleichen Atmosphäre
kontinuierlich auf etwa 500° C abgekühlt, worauf das Stahlblech in ein schmelzflüssiges zinkhaltiges Plattierungsbad mit
99,82 % Zn und 0,18 % Al eingetaucht und drei Sekunden lang auf einer Temperatur von 465 + 5° C gehalten wurde.
Nach dem Plattieren wurde das Stahlblech aus dem Plattierungsbad
709849/1173
entfernt und wurde die Menge des Plattierungsmetalls unmittelbar oberhalb des Plattierungsbades mit Hilfe eines als Wischer dienenden
überhitzten Dampfes, der auf einer Temperatur von 450° C gehalten wurde, eingestellt. Anschließend wurde das Stahlblech nach
Abkühlung auf etwa 300° C durch Eintauchen in Wasser von etwa 20° C abgeschreckt. κ
Bei dem vorstehend beschriebenen plattierten Stahlblech zeigte sich eine Seite mit Zink plattiert und die andere Seite vollständig
mit einem Film aus dem Antiplattierungsmittel überzogen. Der Film ließ sich jedoch von der Stahlblechoberfläche gänzlich ablösen
(Prozentsatz abgelöster Oberfläche: 100 %).
Ohne das vorstehend beschriebene Abschrecken in Wasser vorzunehmen
wurde das plattierte Stahlblech an Luft stehengelassen, um auf eine Temperatur von nicht mehr als 100° C abzukühlen, worauf das abgekühlte
Stahlblech fünfmal wiederholten Biegungen mit Hilfe einer Biegewalze unterzogen wurde, deren Krümmungsradius 100 mm betrug.
Bei dem wiederholten Biegen wurde der Antiplattierungsfilm vollständig
von der Stahlblechoberfläche abgelöst, so daß ein Prozentsatz abgelöster Oberfläche von 100 % erzielt wurde.
Nachdem der Antiplattierungsfilm von der Stahlblechoberfläche mit
Hilfe der vorstehend beschriebenen Abschreckung in Wasser oder der wiederholten Biegung abgelöst worden war, wurde die Stahlblechoberfläche
einer milden Schlußpolitur mit Hilfe einer Polierwalze (Scotch bright roll) unterworfen. Anschließend wurde das Blech mit Wasser
abgewaschen und an warmer Luft getrocknet, um ein einseitig mit Zink
plattiertes Stahlblech zu erhalten, dessen eine Seite mit einer gleichförmigen Zinkschicht überzogen war, deren Gewicht 150 g/m2 betrug,
wohingegen die andere Seite des Bleches das schöne Aussehen einer kaltgewalzten Blechoberfläche zeigte.
Die Zusammensetzung des Antiplattierungsmittels wurde verändert und
die gleichen Experimente wie vorstehend beschrieben wurden wiederholt.
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-y-
Tafel 1 zeigt die Zusammensetzung des Antiplattierungsmittels sov/ie
die Antiplattierungswirkung und das Ablöseverhalten des erzielten
Antiplattierungsfilmes. Die Versuche 1 bis 13 in Tafel 1 betreffen
Versuche unter Verwendung eines Antiplattierungsmittels, dessen
wirksame Zusanunensetzungsbereiche im Rahmen der Erfindung liegen
und in der Figur dargestellt·, sind. Der erzielte Antiplattierungsf ilm besitzt eine ausgezeichnete Antiplattierungswirkung und ein ausgezeichnetes Ablöseverhalten. Demzufolge werden mit seiner Hilfe plattierte Stahlbleche erhalten, deren eine Seite vollständig plattiert ist. Demgegenüber betreffen die Versuche 14 bis 25 in Tafel 1 Vergleichsversuche unter Verwendung eines Antiplattierungsmittels, dessen Zusammensetzung außerhalb der erfindungsgemäßen Zusanunensetzungsbereiche, die in der Figur dargestellt sind, liegen. Die in den Versuchen 14 bis 25 erzielten Antiplattierungsfilme zeigen eine beachtlich schlechtere Antiplattierungswirkung und ein vergleichsweise
schlechtes Ablösungsverhalten. Demzufolge konnte in dem Beispiel
14 bis 25 kein Stahlblech erzielt werden, dessen eine Seite gänzlich plattiert worden war.
Antiplattierungsfilmes. Die Versuche 1 bis 13 in Tafel 1 betreffen
Versuche unter Verwendung eines Antiplattierungsmittels, dessen
wirksame Zusanunensetzungsbereiche im Rahmen der Erfindung liegen
und in der Figur dargestellt·, sind. Der erzielte Antiplattierungsf ilm besitzt eine ausgezeichnete Antiplattierungswirkung und ein ausgezeichnetes Ablöseverhalten. Demzufolge werden mit seiner Hilfe plattierte Stahlbleche erhalten, deren eine Seite vollständig plattiert ist. Demgegenüber betreffen die Versuche 14 bis 25 in Tafel 1 Vergleichsversuche unter Verwendung eines Antiplattierungsmittels, dessen Zusammensetzung außerhalb der erfindungsgemäßen Zusanunensetzungsbereiche, die in der Figur dargestellt sind, liegen. Die in den Versuchen 14 bis 25 erzielten Antiplattierungsfilme zeigen eine beachtlich schlechtere Antiplattierungswirkung und ein vergleichsweise
schlechtes Ablösungsverhalten. Demzufolge konnte in dem Beispiel
14 bis 25 kein Stahlblech erzielt werden, dessen eine Seite gänzlich plattiert worden war.
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Tafel 1-(a)
| Versuchs- Nr. |
Zusammensetzung des Antiplattierungsmittels | Molverhältnis | Na2O | SiO2 | B2O3 | MgO | Antiplat- tierungs- wirkung des APM- Films |
Ablöseverhalten des APM-Films |
Wasserab schreckungen |
|
| 1 (Erfindung) |
Rezeptur | 1,63 | 1 | 1,04 | 5,17 | O | Biegungen | φ | ||
| 2 (Erfindung) |
Na2O*2SiO2'8,3H2O 80 g H3BO3 62 g, MgO 100 g, NaOH 43 g |
1,30 | 1 | 0,94 | 2,50 | 9 | Φ | |||
| 3 (Erfindung) |
Na2O*2SiO2-8,3H2O 80 g, H3BO3 55 g, Mg(OH)2 70 g, NaOH 30 g |
1,97 | 1 | 1,65 | 3,92 | β | ® | |||
| 7098 | 4 (Erfindung) |
Na2O-3,2SiO2-23H2O 80 g, H3BO3 80 g, MgO 90 g, NaOH 50 g |
(Li2O] 1,65 |
1 | 1,04 | 5,17 | 9 | φ | β | |
| ■Γ» to |
5 (Erfindung) |
Li2O-2SiO2-8H2O 71 g, H3BO3 62 g, MgO 100 g, LiOH 26 <g |
(K2O) 1,51 |
1 | 1,02 | 5,06 | ® | φ | ο | |
| -α to |
6 (Erfindung) |
K2O-2SiO2-9H2O 91 g, H3BO3 62 g, MgO 100 g, KOH 60 g |
1 ,63 | 1 | 1,04 | 5,17 | Φ | ο | φ | |
| 7 (Erfindung) |
Na2O-2SiO2-8,3H2O 80 g, B2O3 35 g, MgO 100 g, NaOH 43 g |
1,96 | 1 | 1,32 | 5,22 | Φ | ® | ο | ||
| Na2O*3,2SiO2-23H2O 80 g, Na2B4O7-IOH2O 96 g, MgO 80 g NaOH 30 g |
® | |||||||||
Tafel 1-(b)
| Versuchs- | Zusammensetzung des Antiplattierunqs | mittels | Molverhältnis | Na2O | SiO2 | B2O3 | MgO | Antiplat- | Ablöseverhalten des | Wasserab schreckungen |
|
| Nr. | 1,63 | 1 | 0,51 | 5,17 | tierungs- | APM-Films | O | ||||
| 8 (Erfindung) |
Rezeptur | 1,16 | 1 | 0,68 | 1,71 | wirkung des APM- Films |
Biegungen | O | |||
| 9 (Erfindung) |
Na2O-2SiO2'8,3H2O 80 g, H3BO3 30 g, MgO 100 g, NaHO 43 g |
0,69 | 1 | 1,04 | 5,17 | <a> | © | O | |||
|
«J
O <o OO (O |
10 (Erfindung) |
Na2O-2SiO2-8,3H2O 80 g, H3BO3 40 g, MgO 33 g, NaOH 25 g |
3,10 | 1 | 6,24 | 5,17 | O | 0 | Δ | ||
| 1173 | 11 (Erfindung) |
Na2O-2SiO2'8,3H2O 80 g, H3BO3 62 g, MgO 100 g, NaOH 7 g |
1,63 | 1 | 1,04 | 17,9 | © | β | Δ | ||
| 12 (Erfindung) |
Na2O'2SiO2'8,3H2O 80 g, H3BO3 370 g, MgO 100g, NaOH 100g |
7,02 | 1 | 2,43 | 5,17 | O | ο | Δ | |||
| 13 (Erfindung) |
Na2O'2SiO2'8,3H2O 80 g, H3BO3 62 g, MgO 350g, NaOH 43 g |
O | ο | ||||||||
| Na2O-2SiO2-8,3H2O 80 g, H3BO3 300 g, MgO 100g, NaOH 250g |
O | O |
CT) OO
Tafel 1-(c)
| Versuchs- Nr. |
Zusammensetzung des Antiplattierungsmittels | Molverhältnis | Na2O | SiO2 | B2O3 | MgO | Antiplat- tierungs- wirkung des APM- Films |
Ablöseverhalten des APM-F ilms |
Wasserab schreckungen |
|
| 14 (Vergl.-Vers.) |
Rezeptur | 0,50 | 1 | 1,04 | 5,17 | O | Biegungen | X | ||
| 15 (Vergl.-Vers.) |
Na2O*2SiO2'8,3H2O 80 g, H3BO3 62 g, MgO 100 g |
1,63 | 1 | 0 | 5,17 | X | X |
X
I |
||
| 16 (Vergl.-Vers.) |
Na2O-2SiO2'8,3H2O 80 g, MgO 100 g, NaOH 43 g |
1,63 | 1 | 1 ,04 | 0 | X | X | X | ||
| 709849/ | 17 (Verg.-Vers.) |
Na2O-2SiO2-8,3H2O 80 g, H3BO3 62 g, NaOH 43 g |
0,5 | 1 | 0 | 5,17 | X | X | X | |
| 1173 | 18 (Vergl.-Vers.) |
Na2O-2SiO2-8,3H2O 80 g, MgO 100 g |
0,5 | 1 | 1 ,04 | 0 | X | X | X | |
| 19 (Verg.-Vers.) |
Na2O*2SiO2'8,3H2O 80 g, H3BO3 62 g |
1,08 | 0 | 1 | 4,96 | Δ | X | X | ||
| H3BO3 62 g, MgO 100 g, NaOH 43 g |
X |
Tafel i-(d)
| Versuchs- Nr. |
Zusammensetzung des Antiplattierungsmittels | Molverhältnis | Na2O | SiO2 | B2O3 | MgO |
Antiplat-
tierungs- wirkung des APM- Films |
Ablöseverhalten des
APM-Pilms |
Wasserab
schreckungen |
|
| 20 (Vergl.-Vers.) |
Rezeptur | 0 | 0 | 1 | 4,96 | Δ | Biegungen | X | ||
| 21 (Vergl.-Vers.) |
H3BO3 62 g, MgO 100 g | 1,07 | 0 | 1 | O | X | X | X | ||
| 22 (Vergl.-Vers.) |
H3BO3 62 g, NaOH 43 g | 1 | 0 | 0 | 4,6 | X | X | X | ||
| 709849/ | 23 (Vergl.-Vers.) |
MgO 100 g, NaOH 43 g | 0,50 | 1 | 0 | 0 | X | X | X | |
| 1173 | 24 (Vergl.-Vers.) |
Na2O-2SiO2-8,3H2O | 0 | 0 | 1 | 0 | X | X | X | |
| 25 (Vergl.-Vers.) |
H3BO3 | 0 | 0 | 0 | 1 | Δ | X | X | ||
| MgO | X |
Achtzig Gramm Wasserglas (Na3O'2SiO2*8,3H2O) sowie 62 g H3BO3
und 100 g MgO zusammen mit 4 3 g NaOH wurden in einer geeigneten Menge Wasser gelöst oder dispergiert, um eine wäßrige Aufschlämmung
mit einer Viskosität von 25 P bei 40° C eines Antiplattierungsmittels
(APM) mit der folgenden Zusammensetzung zu erzielen: Na2O:SiO2:B2O3:MgO=1,63:1:1,04:5,17 (als Molverhältnis).
Die wäßrige Aufschlämmung wurde gleichmäßig auf eine Seite eines kaltgewalzten handelsüblichen Stahles mit einer Dicke von 0,8 mm
aufgetragen. Das Stahlblech war zuvor mit Hilfe von Alkalien entfettet worden. Das Auftragen der Aufschlämmung erfolgte mit einem
Walzen- oder Rollenbeschichter in einer solchen Menge, daß das Gewicht des Schlamms im getrockneten Zustand etwa 40 g/m2 betrug.
Nach dem Beschichten wurde das Stahlblech mit einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit
von 30°/sec. unter einer Stickstoffatmosphäre auf 720° C aufgeheizt, unter einer Atmosphäre aus 90 % Stickstoff
+ 10 % Wasserstoff eine Minute lang bei 720° C geglüht und anschließend
5 Sekunden lang in ein 700° C besitzendes schmelzflüssiges
aluminiumhaltiges Plattierungsbad getaucht. Nach dem Plattieren wurde das Stahlblech aus dem Bad entnommen, an Luft auf etwa 300° C
abgekühlt und anschließend durch Eintauchen in Wasser von 25° C abgeschreckt.
Als Ergebnis der vorstehend genannten Behandlung wurde ein einseitig
mit Aluminium plattiertes Stahlblech erhalten, dessen andere Seite, die vor dem Plattieren mit dem Antiplattierungsmittel beschichtet
worden war, überhaupt keine Plattierung zeigte. Außerdem war die Antiplattierungsmittelschicht bereits vollständig abgezogen oder abgelöst.
Sodann wurde die nicht plattierte Stahlblechseite abschließend mit Hilfe einer Polierwalze oder -rolle poliert und sodann
wurde das Stahlblech mit Wasser abgewaschen und mittels warmer Luft
getrocknet, wonach ein hervorragendes einseitig plattiertes Stahlblech vorlag.
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Achtzig Gramm Wasserglas (Na3O'2SiO_·8,3H2O) und 55 g H3BO3 sowie
70 g Mg(OH)2 sowie 30 g NaOH wurden in einer geeigneten Menge Wasser
gelöst oder dispergiert, so daß eine wäßrige Aufschlämmung mit einer Viskosität von 20 P bei 40° C vorlag, die ein Antiplattierungsmittel
mit der folgenden Zusammensetzung enthielt:
Na3O:SiO2:B3O3:MbO=I,30:1:0,94:2,50 (als Molverhältnis).
Die wäßrige Aufschlämmung wurde gleichmäßig auf eine Seite eines
kaltgewalzten handelsüblichen Stahlbleches mit einer Dicke von 0,8 mm aufgetragen. Dieses Stahlblech war zuvor vollständig mit
Hilfe von Alkalien entfettet worden und das Auftragen der Aufschlämmung geschah mit Hilfe einer Auftragsrolle oder -walze in einer solchen
Menge, daß das Gewicht der Aufschlämmung nach dem Trocknen 60 g/m2 betrug. Nach dem Beschichten wurde das Stahlblech unter
Stickstoffatmosphäre mit einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit
von 30° C/sec. auf 690° C aufgeheizt, 20 Sekunden unter einer zu
90 % aus Stickstoff und zu 10 % aus Wasserstoff bestehenden Atmosphäre bei 690° C geglüht und anschließend in ein Plattierungsbad
aus einer schmelzflüssigen Zn-Al-Legierung eingetaucht, die 45 % Zn
und 55 % Al enthielt. 3 Sekunden lang wurde das Blech auf 650° C gehalten.
Nach dem Plattieren wurde das Stahlblech aus dem Bad entnommen und an Luft auf etwa 50° C abgekühlt, worauf es durch eine
Rieht- oder Biegewalzeneinrichtung lief, deren Walze einen Durchmesser
von 100 mm aufwies.
Als Ergebnis der vorstehend beschriebenen Behandlung zeigte das Stahlblech
eine mit der Zn-Al-Legierung plattierte Seite, während die andere Blechseite, die vor dem Plattieren mit dem Antiplattierungsmit-
tel beschichtet worden war, keinerlei Plattierung aufwies. Außerdem
war die Antiplattierungsmittelschicht bereits zu 100 % abgezogen oder abgelöst.
Die nicht plattierte Stahlblechoberfläche wurde mit Hilfe einer
Polierrolle oder -walze feinpoliert, und dann wurde das Stahlblech mit Wasser abgewaschen und an warmer Luft getrocknet, wonach ein
hervorragendes einseitig mit einer Zn-Al-Legierung beschichtetes Stahlblech vorlag.
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Leerseite
Claims (9)
- PatentansprücheVerfahren zum Herstellen einseitig plattierter Stahlbleche oder -bänder, bei welchem eine Seite des Bleches oder Bandes mit einer wäßrigen Aufschlämmung eines Antiplattierungsmittels bedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antiplattierungsmittel verwendet wird, welches nach Erhitzung und Entwässerung eine Verbindung bildet, deren chemische Zusammensetzung durch die FormelρΜ~Ο·qSiO-·rB2O3·sMgOgegeben ist, in welcher M für ein Alkalimetall steht und p, q, r und s die Molzahlen von M2O, SiO„, B2O3 bzw. MgO wiedergeben, wobei das Verhältnis von p:q:r:s gegeben ist durch (0,5-9,0):1:(0,1-7,2): (1,0-34,5), daß das Stahlblech oder -band zur Ausbildung eines Films auf demselben erhitzt wird und daß dann das Stahlblech oder -band in ein eine Metallschmelze enthaltendes Plattierungsbad getaucht wird, um lediglich diejenige Seite des Stahlbleches oder -bandes zu plattieren, die nicht mit dem Film beschichtet ist.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis von M2O: SiO3: B3O.,:MgO gegeben ist durch (0,65-4,5):1:(0,1-5,o): (1,5-15).709849/1173TELEFON (Οββ) 222862 TELEX OB-3O3BO TELEQRAMMF MONAPAT TELEKOPIERERORlGHNAL INSPECTED
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß das Molverhältnis von M2Q:SiO2:B3O3:MgO gegeben ist durch (1,0-3,5) : 1 : (0,8-2,7) : (2,0-11,5) .
- 4. Verfahren zum Herstellen einseitig plattierter Stahlbleche oder -bänder, bei welchem eine Seite des Bleches oder Bandes mit einer wäßrigen Aufschlämmung eines Antiplattierungsmittels bedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Antiplattierungsmittel durch Lösen oder Dispergieren von vier Komponenten in einer geeigneten Wassermenge hergestellt wird, wobei die vier Komponenten durch Magnesiumoxid (MgO), Alkalisilikat (M-O^nSiO2'mH-O, worin M für ein Alkalimetall steht), Borsäure (H3BO3) und ein Alkalihydroxid (MOH, worin M für ein Alkalimetall steht) gebildet werden, daß die Beschichtung erwärmt wird, um einen Film auf dem Blech zu bilden und daß das Stahlblech oder -band in ein eine Metallschmelze enthaltendes Plattierungsbad getaucht wird, um lediglich diejenige Seite des Stahlbleches oder -bandes zu plattieren, die nicht mit dem Film beschichtet ist.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Aufschlämmung eines Antiplattierungsmittels dadurch hergestellt wird, daß in Wasser gelöst oder dispergiert werden(A) wenigstens einer der Stoffe Magnesiumoxid (MgO) und Magnesiumhydroxid (Mg(OH)-),(B) ein Alkalisilikat (M2O*nSiO-*mH2O, worin M für ein Alkalimetall steht und η eine Zahl von 0,5 bis 4 wiedergibt, während m eine das Kristallwasser wiedergebende Ziffer darstellt),(C) wenigstens einer der Stoffe Borsäure (H,BO.,) , Boranhydrid (B2O3) oder Natriumborat (Na3B4O7) und: (D) ein Alkalihydroxid (MOH, worin M für ein Alkalimetall steht).
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Aufschlämmung in einer solchen Menge auf das Stahlblech oder -band aufgetragen wird,709849/1173daß die Beschichtung nach dem Erwärmen 20 bis 150 g/m2 wiegt.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die aufgetragene Aufschlämmung bei einer Temperatur von nicht mehr als 200° C getrocknet und das beschichtete Stahlblech 'oder -band sodann auf eine nicht unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Stahlbleches oder -bandes liegende Temperatur erhitzt wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungsfilm durch Abschrekken in Wasser abgelöst wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungsfilm durch wiederholte Biegevorgänge mit Hilfe einer Walze abgelöst wird.7098*971173
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6394276A JPS52146730A (en) | 1976-06-01 | 1976-06-01 | Method of manufacturing one side plated steel plates |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2724768A1 true DE2724768A1 (de) | 1977-12-08 |
| DE2724768B2 DE2724768B2 (de) | 1981-02-12 |
| DE2724768C3 DE2724768C3 (de) | 1982-03-18 |
Family
ID=13243899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2724768A Expired DE2724768C3 (de) | 1976-06-01 | 1977-06-01 | Verfahren zum Herstellen einseitig mit Metall überzogener Stahlbänder |
Country Status (5)
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|---|---|
| US (1) | US4125647A (de) |
| JP (1) | JPS52146730A (de) |
| CA (1) | CA1071942A (de) |
| DE (1) | DE2724768C3 (de) |
| GB (1) | GB1524755A (de) |
Cited By (1)
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