DE2909698A1

DE2909698A1 - Verfahren zur oberflaechenbehandlung von metallband

Info

Publication number: DE2909698A1
Application number: DE19792909698
Authority: DE
Inventors: Jules Hancart; Philippe Paulus
Original assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Current assignee: Centre de Recherches Metallurgiques CRM ASBL
Priority date: 1978-03-14
Filing date: 1979-03-12
Publication date: 1979-09-27
Also published as: GB2016529B; GB2016529A; BE864899A; NL7901965A

Description

BESCHREIBUNG:
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beschichtung eines Metallbandes, und zwar insbesondere eines für das Tiefziehen vorgesehenen Metallbandes, mit einem Phosphatbelag, wobei diese Behandlung im Verlaufe einer Wärmebehandlung durchgeführt wird.
Der Anwendungsumfang des Verfahrens sieht eine Beschichtung des Metallbandes, und zwar insbesondere eines Stahlbandes, mit einem Schutzbelag, wie einer Phosphatschicht, vor und ist sehr beträchtlich; den genannten Schutzfilm kann man ispielsweise in den nachstehenden Fällen mit Vorteil anwenden: - zur Ausbildung eines vorübergehenden Oberflächenschutzes zwischen Herstellung und Verwendung; - zur Herstellung einer Unterschicht, welche das Haften eines späteren Schutzbelages begünstigt; - zur Ausbildung einer Unterlage als Vorbereitung für einen Anstrich und - zur Ausbildung eines Belages, der das Haften eines Schmiermittels vor einer spanlosen Formgebung begünstigt.
Diese unterschiedlichen Anwendungsformen unterscheiden sich nur durch die Dicke und durch die Art des aufzubringenden Schutzfilms, insbesondere bei einem Phosphatbelag.
So wurde von der Anmelderin schon ein Verfahren zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Stahlband vorgeschlagen. Dieses Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß das Blech auf eine Tmperatur oberhalb seiner Rekristallisationstemperatur aufgeheizt wird und anschliessend eine schnelle Abkühlung durch Eintauchen in ein Wasserbad erfährt, dessen Temperatur über 750C und vorzugsweise merklich über seiner Siedetemperatur gehalten wird.
Auch hat die Anmelderin bereits den gleichzeitigen Vorschlag der Verbindung der Wärmebehandlung mit einer Oberflächenbehandlung gemacht, um das Band mit einem metallischen Schutzbelag oder einem Phosphatbelag zu versehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile beider Behandlungen bei einer Phosphatierungsbeschichtung miteinander zu verbinden.
Dieses Verfahren basiert auf der Tatsache, daß im Zuge von seitens der Anmelderin durchgeführten Versuchen festgestellt werden konnte, daß sich die Auftragsgeschwindigkeit eines Phosphatbelages merklich erhöht, wenn das Blech nicht im kalten Zustand in das Bad eingetaucht wird, sondern vorher auf eine Temperatur über 2500C erhitzt wird. Auf Grund dieser übermischenden Tatsache kann das Metallband in sehr kurzer Zeit mit einem dicht anliegenden und verhältnismäßig dicken Film versehen werden.
Figur 1 zeigt den Verlauf der Auftragsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur des Bleches bei seinem Eintritt in ein bekanntes Bad zur Phosphatierung, welches 8 g/l NaH2P04 und Phosphorsäure (H3P04) mit einem pH in der Grössenordnung von 4,7 und einer Temperatur von 970C aufweist.
Es konnte beobachtet werden, daß die nach den nachstehend beschriebenen Verfahren realisierbare Auftrags geschwindigkeit noch stark erhöht werden kann, wenn das Blech vor dem Einleiten in das Bad einer Vorwärmbehandlung unterzogen wird. Andererseits läßt sich durch Einsatz einer Lösung der vorbeschriebenen Art die Oxydation des Bleches, die sich normalerweise beim Abschrecken von einer Temperatur über 5000C in beispielsweise destilliertem Wasser einstellt, vollständig vermeiden.
Auf der Grundlage dieser Betrachtungen ist das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen durch die nachstehenden Verfahrensschritte gekennzeichnet: a) Erhitzen des Bandes auf eine oberhalb 2500C und insbesondere oberhalb 3000C liegende Temperatur, vorzugsweise unter Schutzgas, wenn die Temperatur der Beheizung über 50Q°C beträgt, und b) Abschrecken des Bandes in einem Bad mit einer Tmperatur von 800C oder darüber, vorzugsweise von 900C oder darüber, welches Bad ein oder mehrere Phosphate des Types Me (H2PO4)n enthält, wobei Mn Zn, Ni, Mn oder ein Alkalimetall sein kann, und wobei die Konzentration zwischen 1 und 20 gil, vorzugsweise zwischen 5 und 18 g/l beträgt, und wobei das Bad wahlweise noch eine anorganische Säure, vorzugsweise Phosphorsäure, sowie einen Reaktionsbeschleuniger des Types Molybdat und ein nicht schäumendes Detergenz enthalten kann.
Erfindungsgemäß beträgt das pH der Lösung vorteilhaft 3 bis 6.
Erfindungsgemäß ist es erforderlich, die notwendigen Mengen an phosphatierenden Salzen zuzusetzen, um den Konzentrationsrückgang des Bades zu vermeiden.
Das zur Anwendung gelangende Metallbad ist besonders vorteilhaft ein Stahlband.
Nach einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Beschichtung des Bandes während der Wärmebehandlung unter Einführung des Bandmaterials in eine heisse wässerige Lösung zum Zwecke der schnellen Abkühlung nach seiner Rekristallisationsbehandlung und wahlweise darauffolgender Einführung desselben in eine weitere wässerige heisse Lösung zwecks abschliessender Kühlung nach der Überalterungs-Wärmebehandlung, wobei die eine bzw. die andere dieser Lösungen als ein Phosphatierungsbad Anwendung finden.
Es wurde gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren Ausführungsmöglichkeiten aufweist, die eine beliebige Regelung der Dicke und der Art des Phosphatfilms gestatten.
Nach einer ersten Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in dem Falle, wo eine Auflage von geringer Dicke mit hohem Phosphatgehalt erforderlich ist, eine einzige Eintauchung für die Dauer zwischen 0.5 und 40 Sekunden ausreichend.
Wenn in diesem Falle die Phosphatierungsbehandlung mit der sich an das Rekristallisationsglühen anschliessenden Abschreckung, jedoch ohne Vergütung bei zum Beispiel hochfestem Stahl, kombiniert wird, gelangt die Phosphatierung während der erwähnten Abschreckung zur Ausführung.
Auf Grund dieser Erwägungen und Betrachtungen sei nunmehr eine spezielle Behandlung für Bleche näher erläutert, die zum Tiefziehen vorgesehen sind: a) Erhitzung auf eine Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Bleches und Einhalten dieser Temperatur für eine ausreichende Zeitdauer, wobei diese Erhitzung und Vorwärmung unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden; b) Abschrecken in einem Phosphatierungsbad der vorbeschriebenen Art mit einer Temperatur von 800C oder höher, wobei die Badverweilzeit zwischen 0.5 und 40 Sekunden bei einer unter 1500C liegenden Temperatur beträgt; c) sehr gründliches Spülen des Bleches am Badausgang; d) Vergüten oder Überalterungsbehandlung durch Erhitzen des Bleches auf einer Temperatur zwischen 3000C und 5000C.
Nach einer ersten Variante dieser Ausführungsform der Erfindung wird die abschliessende Kühlung in bekannter Weise derart durchgeführt, daß beispielsweise Strahlen der Umgebungsluft zur Einwirkung gebracht werden.
Nach einer zweiten Variante dieser Ausführungsform der Erfindung wird dann, wenn eine dicke Schutzschicht gegen Korosion erzeugt werden soll, das Band im Anschluss an die Überalterungsbehandlung erneut in einer Passivierungslösung abgeschreckt, die beispielsweise eine Mischung von Gr 3+ - Cr6+ aufweist.
L e e r s e i t e

Claims

Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Metallband PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Metallband und Aufbringen eines Phosphatbelages auf dasselbe, dadurch gekennzeichnet, daß es die nachstehenden Verfahrensschritte aufweist: a) Erhitzen des Bandes auf eine oberhalb 2500C und insbesondere oberhalb 3000C liegende Temperatur, vorzugsweise unter Schutzgas, wenn die Temperatur der Beheizung über 5000C beträgt, und b) Abschrecken des Bandes in einem Bad mit einer Temperatur von 80°C oder darüber, vorzugsweise von S00C oder darüber, welches Bad ein oder mehrere Phosphate des Types Me (H2PO4)n enthält, wobei Mn Zn, Ni, Mn oder ein Alkalimetall sein kann, und wobei die Konzentration zwischen 1 und 20 g/l, vorzugsweise zwischen 5 und 15 g/l beträgt, und wobei das Bad wahlweise noch eine anorganische Säure, vorzugsweise Phosphorsäure, sowie einen Reaktionsbeschleuniger des Types Molybdat und ein nicht schäumendes Detergenz enthalten kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das pH der Lösung zwischen 3 und 6 liegt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß phosphatierende Salze zugefügt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Überzug zu versehene Band ein Stahlband ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichten des Bandes im Verlaufe einer Wärmebehandlung erfolgt, bei welcher das Band zur schnellen Abkühlung nach der Rekristallisation in eine heisse wässerige Lösung eingebracht wird und wahlweise noch in eine weitere heisse wässerige Lösung zwecks abschliessender Kühlung nach der Überalterungs-Wärmebehandlung eingeführt wird, wobei die eine bzw. die andere dieser Lösungen als ein Phosphatierungsbad Anwendung finden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Eintauchen während einer Dauer zwischen 0,5 und 40 Sekunden durchgeführt wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphatierungshehandlung kombiniert mit der Wärmebehandlung mit Abschreckung im Anschluss an das Rehistallisationsglühen, jedoch ohne Vergütung (bei zum Beispiel hochfestem Stahl) derart ausgeführt wird, daß die Phosphatierung im Verlauf der Abschreckung durchgeführt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nachstehenden Arbeitsgänge durchgeführt werden: a) Erhitzen auf eine Temperatur oberhalli der Rekristallisationstemperatur des Bleches und Einhalten diese Temperatur für eine ausreichende Zeitdauer, wobei diese Erhitzung und Vorwärmung unter Schutzgasatmsophäre durchgeführt werden; b) Abschrecken in einem Phosphatierungsbad der vorbeschriebenen Art und mit einer Temperatur von 800C oder höher, wobei die Badverweilzeit zwischen 0,5 und 40 Sekunden bei einer unter 1500C liegenden Temperatur beträgt; c) sehr gründliches Spülen des Bleches am Badausgang; d) Vergüten oder Überalterungsbehandlung durch Erhitzen des Bleches auf eine Temperatur zwischen 300°C und 500°C
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die abschliessende Kühlung in an sich bekannter Weise und vor allem unter der Einwirkung von Strahlen der Umgebungsluft durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Band nach der Überalterungsbehandlung erneut in einer Passivierungslösung abgeschreckt wird, welche insbesondere eine Mischung von Cr3+ -Cr 6+ aufweist.