DE3781435T2 - Beschichtetes metall. - Google Patents

Beschichtetes metall.

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DE3781435T2 DE8787300186T DE3781435T DE3781435T2 DE 3781435 T2 DE3781435 T2 DE 3781435T2 DE 8787300186 T DE8787300186 T DE 8787300186T DE 3781435 T DE3781435 T DE 3781435T DE 3781435 T2 DE3781435 T2 DE 3781435T2
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Description

  • Diese Erfindung betrifft ein beschichtetes Metall, hauptsächlich Korrosionsschutzstahl, und insbesondere schweißbaren beschichteten Stahl mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit.
  • Verschiedene Sorten von Korrosionsschutzstahl sind zur Verwendung in stark korrodierenden Umgebungen vorgeschlagen worden. Zum Beispiel sind mit Metall plattierter Stahl, wie etwa galvanisierter Stahl oder mit Zinklegierung plattierter Stahl und schweißbarer beschichteter Stahl, der durch Beschichten von Stahl mit einem "Zincrometal" genannten zinkreichen Beschichtungsmaterial hergestellt wird (Japanese Patent Publication No. 904/77), als korrosionsbeständiger, oberflächenbehandelter Stahl für Automobile verwendet worden. Im Fall von beschichtetem Stahl unter Verwendung des zinkreichen Beschichtungsmaterials wird die Bearbeitungsfähigkeit, der Zusammenhalt und der Korrosionsschutz der Schicht durch den Zinkstaubgehalt im Beschichtungsmaterial stark beeinflußt. Ein hoher Zinkstaubgehalt wird für die Schweißfähigkeit bevorzugt, führt aber zur Verringerung der Bearbeitungsfähigkeit und des Zusammenhalts der Schicht. Es ist bekannt, daß, wenn der Zinkstaubgehalt etwa 80 Gew.-% übersteigt, ein Phänomen, das Pulverisierung oder Ausfallen der Schicht in Pulverform genannt wird, übermäßig während der Preßformung auftritt. Andererseits wird, wie gut bekannt ist, kein gewünschter zufriedenstellender Korrosionsschutzeffekt erhalten, solange der Zinkstaubgehalt 90 Gew.-% nicht übersteigt, aber ein derartig hoher Zinkstaubgehalt (Übersteigen von 90 Gew.-%) beeinflußt nachteilig die Preßformbarkeit des beschichteten Stahls.
  • Folglich ist es schwierig, ein schweißbares Stahlblech zu erhalten, das mit einem Zinkstaub enthaltendem Beschichtungsmaterial beschichtet ist, das allen Anforderungen der Bearbeitungsfähigkeit, des Zusammenhalts, der Schweißfähigkeit und der Korrosionsbeständigkeit genügen kann. Bei einem Versuch, dieses Problem zu überwinden, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung früher beschichtete Stahlbleche, die durch Beschichten von galvanisiertem Stahl mit einem Beschichtungsmaterial mit einem niedrigen Zinkstaubgehalt hergestellt werden (siehe japanische Kokoku Veröffentlichung nach Prüfung Nr. 11331/79), mit Zinklegierung plattierten Stahl ohne Blasen auf der Schicht und mit Verbundwerkstoff galvanisierten und mit einem Beschichtungsmaterial beschichteten Stahl mit einem niedrigen Zinkstaubgehalt (siehe japanische Kokai Offenlegungsschrift Nr. 189842/82 oder 157995/83) vorgeschlagen.
  • In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach längerer Lebensdauer von Karosserien durch weitere Verbesserungen der Korrosionsbeständigkeit aufgekommen. Jedoch waren die bislang vorgeschlagenen Sorten an oberflächenbehandeltem Stahl, wie oben erwähnt, noch nicht zufriedenstellend, die geäußerte Anforderung nach langzeitiger Korrosionsbeständigkeit, wie etwa 10-jähriger Widerstandsfähigkeit gegen Zerfressen durch Rost, zu erfüllen, besonders, wenn derartiger Stahl für Teile verwendet wurde, die einer sehr stark korrodierenden Umgebung ausgesetzt waren, zum Beispiel der Innenseite der Autotür, wo Wasser und Salz sich leicht ansammeln.
  • Auch wenn Zinkstaub als leitfähiges Pulver in einem Beschichtungsmaterial wie Zincrometal verwendet wird, ist die erzeugte Schicht als Ganzes wegen der geringen Härte von Zinkstaub äußerst weich und die beschichtete Oberfläche des Stahls würde zur Zeit des Preßvorgangs stark schmierend werden, was eine ansteigende Fließgeschwindigkeit des Stahl in die Preßform beim Preßvorgang bewirken würde, und es unmöglich machen würde, Zieharbeit, wie bei kaltwalztem Stahl, zu verrichten, so daß es nötig wird, zum Durchführen der gewünschten Arbeit die Wulste oder Ränder der Form zu schärfen (zum Beispiel: Änderung der runden Sorte in eine quadratische Sorte), oder die Niederhaltkraft zu erhöhen. Die geschärften Wulste bergen jedoch ein größeres Risiko, daß die Schicht durch die Form abgeschlagen wird, und der Aufbau von abgeschlagenen Stückchen würde zu solchen Problemen wie Verkratzen und Verunreinigung des Produkts führen.
  • Andererseits enthält die Schicht aus "schweißbarem beschichtetem" Stahl ein hartes, leitfähiges Pulver, wie etwa TiC, WC oder nichtrostendes Stahlpulver, gemischt mit weichem Zinkstaub, um gute Schweißfähigkeit und Beschichtbarkeit von Stahl bei der galvanischen Metallabscheidung zu gewähren, aber wegen der Anwesenheit des harten Pulvers in der Schicht wird derartiger schweißbarer beschichteter Stahl im Vergleich zu normalem Stahl geringere Fließgeschwindigkeit in die Form beim Preßverfahren haben und anfälliger für Rißbildung beim Preßvorgang sein. Wenn außerdem der Preßvorgang derartigen Stahls mit einer Metallform verrichtet wird, die keinen harten Überzug hat oder keine härtende Oberflächenbehandlung erfahren hat, wird die Abnutzung der Form beschleunigt.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, daß die Korrosionsbeständigkeit von Stahl durch Einstellen der Sauerstoffkonzentration in einer im Beschichtungsmaterial enthaltenen Eisenlegierung oder Eisenlegierungspulver auf höchstens 1,0 Gew.-% verbessert werden konnte. Die vorliegende Erfindung stellt ein schweißbares beschichtetes Stahlblech zur Verfügung, welches einen Überzug aus Zink, einer Zinklegierung oder einem Zink-Verbundwerkstoff und ein auf dem Überzug ausgebildetes Beschichtungsmaterial aufweist, wobei das Beschichtungsmaterial ein Gemisch aus mindestens einer Sorte eines Eisenlegierungspulvers mit einem Sauerstoffgehalt von höchstens 1,0 Gew.-%, einer Vickers-Härte von 80 bis 200, einem mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 15 um und einem maximalen Teilchendurchmesser von höchstens 30 um und Zinkstaub aufweist, wobei das Gemisch 0,2 bis 3,0 Teile des Eisenlegierungspulvers bezogen auf ein Teil Zinkstaub enthält. Das schweißbare beschichtete Stahlblech der Erfindung zeigt ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Die Erfindung stellt ebenfalls die Verwendung eines schweißbaren beschichteten Stahlblechs gemäß der Erfindung zur Herstellung einer schweißbaren Struktur und ein Fahrzeug, das solch ein Blech aufweist, bereit.
  • In den zugehörigen Zeichnungen:
  • ist Fig. 1 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Beschichtungsdicke und der Übergangsrate des Pulvers in die Beschichtung veranschaulicht, wobei die Teilchen des leitfähigen Pulvers grob sind; und
  • ist Fig. 2 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Pulverteilchendurchmesser und der Beschichtungsdicke und der Übergangsrate des Pulvers in die Beschichtung bei einer Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht.
  • Typische Faktoren, die auf die Leistungsfähigkeit von schweißbarem beschichtetem Stahl Einfluß haben, sind die Eigenschaften der Überzugsauflage und die Eigenschaften des darauf aufgebrachten Beschichtungsmaterials. Soweit es Korrosionsbeständigkeit anbelangt, ist schweißbarer beschichteter Stahl, der durch Beschichten von plattiertem Stahl mit einem ein leitfähiges Pulver enthaltenden Beschichtungsmaterial hergestellt wird, weit besser als einfach plattierter Stahl, und angesichts dieser Tatsache kann leicht abgeleitet werden, daß die Leistungsfähigkeit des beschichteten Stahls stark von den Eigenschaften des Beschichtungsmaterials, insbesondere dem darin enthaltenen leitfähigen Pulver, beeinflußt werden würde.
  • Für weitere Forschung auf diesem Gebiet haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung verschiedene Untersuchungen und Studien über das im Beschichtungsmaterial enthaltene leitfähige Pulver, das auf Stahl aufgebracht wird, durchgeführt.
  • Es heißt, daß unter den für Karosserien verwendeten Stahlblechen diejenigen, die eine beutelähnliche Struktur bilden, wie etwa Autotüren, bei der Verwendung der stärksten korrodierenden Umgebung ausgesetzt sind. Bei derartigen beutelähnlichen Strukturen ist es schwierig, genügend Beschichtungsmaterial aufzutragen, so daß bei derartigen Teilen das Stahlblech unbedeckt bleiben könnte. Ferner neigen derartige Teile wegen ihrer beutelähnlichen Struktur dazu, Wasser und andere korrosionsfördernde Faktoren, wie etwa Salz zum Schmelzen von Schnee, das im Winter auf die Straße gestreut wird, anzusammeln.
  • Die Korrosionsbeständigkeit von schweißbarem beschichtetem Stahl, der plattierten Stahl und darauf eine Beschichtung enthält, hängt, wie oben erwähnt, weitgehend von dem Korrosionsschutzeffekt der Schicht selbst ab, aber was den Grund betrifft, weshalb die Korrosionsbeständigkeit durch die Schicht erhöht wird, wird dieser der Sperrwirkung der Schicht zugeschrieben, die das Eindringen der korrodierenden Faktoren, wie etwa Wasser und C1-Ionen, zurückhält.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung erwogen, daß eine derartige Sperrwirkung gegen die korrodierenden Faktoren durch Verstärken des Zusammenhalts zwischen dem leitfähigen Pulver und dem organischen Harz, das einer der Schichtbestandteile ist, vergrößert werden würde, indem die Oberflächenbeschaffenheit des leitfähigen Pulvers geändert wird, und dies würde zu einer weiteren Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit führen. Es wurde bestätigt, daß diese Idee richtig ist. Folglich haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung die neue Tatsache beschrieben, daß es ein bemerkenswert wirksames Mittel zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von schweißbarem beschichtetem Stahl ist, den Oberflächenoxidfilm des im Beschichtungsmaterial enthaltenen leitfähigen Pulvers zu verringern.
  • Verschiedene Arten von leitfähigen Materialien, wie etwa Metallpulver und Carbide, würden als leitfähiges Pulver verwendbar sein, das in der auf Stahl gebildeten schweißbaren Schicht enthalten ist, aber hinsichtlich der Schweißfähigkeit wird ein Material mit einem Schmelzpunkt nahe dem von Stahl, das heißt Eisenlegierungspulver, bevorzugt. Zum Beispiel wird Zinkstaub, ein Metall mit niedrigem Schmelzpunkt, während des Schweißens mit der aus Kupfer bestehenden Elektrode legiert, was eine übermäßige Zunahme des Abbrands der Elektrode bewirkt, und so die fortlaufende Punktschweißfähigkeit schädigt, die ein wichtiger Kennwert von schweißbarem Stahl ist.
  • Die Bezeichnung "Eisenlegierungspulver" wird in dieser Patentschrift verwendet, um auf Pulver aus Eisenlegierungen mit Ni, Cr, Co, Mo, Mn oder anderen ähnlichen Metallen Bezug zu nehmen, und derartige Legierungen umfassen Ni-haltigen Stahl, Cr-haltigen Stahl und nichtrostenden Stahl, wie etwa SUS 410 L, SUS 304 L, SUS 316 L, SUS 317 L, etc.. Korrosionsbeständigkeit kann durch Verringern der Dicke des Oxidfilms derartigen Eisenlegierungspulvers auf einen Grad von höchstens 1,0 Gew.-% hinsichtlich der Sauerstoffkonzentration verbessert werden. Derartiges Pulver kann durch Zerstäuben des geschmolzenen Metalls in einer Atmosphäre erhalten werden, die mit Stickstoff und anderen reinen Elementen durch Absperrung der Außenluft auf eine gewünschte Sauerstoffkonzentration eingestellt wird. Die Härte des Pulvers liegt angesichts der Fließgeschwindigkeit des Stahls in die Form beim Preßvorgang und der Abnutzung der vorher erwähnten Form zwischen 80 und 200, ausgedrückt als Vickers-Härte. Wenn Eisenlegierungspulver durch das gewöhnliche Zerstäubungsverfahren hergestellt wird, übersteigt die Vickers- Härte der erzeugten Legierung den Wert 200, so daß (1) das erzeugte Legierungspulver durch eine Wärmebehandlung enthärtet wird, um eine Vickers-Härte von 80 bis 200 zu erreichen, (2) die Legierungszusammensetzung zuvor geeignet eingestellt wird oder beide obigen Mittel (1) und (2) kombiniert werden, um Legierungspulver mit einer Vickers-Härte im Bereich von 80 bis 200 zu erhalten.
  • Als in das Beschichtungsmaterial gemischtes leitfähiges Pulver wird, wie oben bemerkt, vom Standpunkt der Schweißfähigkeit her die Verwendung von Eisenlegierungspulver allein bevorzugt. Zur Verwendung für Automobile wird Stahlblech zu verschiedenen Größen und Formen verarbeitet, und wenn es an einem Automobilteil verwendet wird, das einer starken Reibungskraft unterworfen ist, wie etwa das Teil, das durch die Zugwalze geht, wird das leitfähige Pulver in der Schicht zerdrückt und direkt auf der Schichtoberfläche abgesetzt. Bei solch einem Teil wird eher vorgezogen, einen Teil des leitfähigen Pulvers durch Zinkstaub zu ersetzen, als Eisenlegierungspulver allein als leitfähiges Pulver in der Schicht zu verwenden, um höhere Korrosionsbeständigkeit zu liefern. Gemäß der Erfindung wird in Hinblick auf die Preßbearbeitungsfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit des bearbeiteten Teils Zinkstaub in einem Verhältnis von 0,2 bis 3,0 mit Eisenlegierungspulver gemischt. Es ist ebenfalls möglich, zum Zweck der Färbung, weiterer Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, etc. eine kleine Menge an Pulver aus Aluminium, Kohlenstoff, Titan, Magnesium oder dergleichen als dritte Komponente hinzuzufügen.
  • Bei der vorliegenden Erfindung können verschiedene Sorten von Zink- oder auf Zink basierenden Überzügen, zum Beispiel ein Überzug aus einer Zinklegierung, wie etwa ein Überzug aus einer Zn-Ni- oder Zn-Fe-Legierung, ein Überzug aus einem Zink-Verbundwerkstoff, wie etwa ein Überzug aus einem Zn-Al-Verbundwerkstoff, ein Mehrschichtenüberzug auf Zinkbasis und Kombinationen daraus als geeigneter korrosionsverhütender Überzug für den Grundstahl verwendet werden, aber unter ihnen ist ein Überzug aus einer Zn-Ni-Legierung hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit, besonders Beständigkeit gegen roten Rost, als bester anzusehen. Durch Verwendung eines derartigen Überzugs aus einer Zn-Ni-Legierung ist es möglich, zum Verbessern des Beschichtungszusammenhalts und der Korrosionsbeständigkeit oder für andere Zwecke der Legierung eine dritte oder vierte Komponente hinzuzufügen. Als solche dritte oder vierte Komponente können Metalle, wie Co, Cr, Fe, Sn, etc., und Nichtmetalle, wie SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, TiO&sub2;, NbO&sub2;, V&sub2;O&sub5;, ZrO&sub2;, Ta&sub2;O&sub5;, etc., verwendet werden. Die Aufbaumasse eines derartigen Überzugs ist bei dieser Erfindung nicht kritisch, aber sie beträgt in Anbetracht der Korrosionsbeständigkeit vorzugsweise nicht weniger als g/m². Jedoch ist eine Auflage über 60 g/m² in der Praxis nicht nötig. Der bevorzugte Bereich des Aufbaus liegt zwischen 5 und 30 g/m².
  • Um für einen guten Zusammenhalt zwischen dem plattierten Stahl und der Schicht zu sorgen, wird vorzugsweise eine Vorbehandlung, wie etwa eine Chrombehandlung, angewendet, um eine Unterschicht zu erzeugen. Eine derartige Chrombehandlung kann entweder mit Beschichtungs- oder mit elektrolytischen Verfahren durchgeführt werden. Der Cr-Gehalt des Chromfilms liegt bei Verwendung von Chromsäure allein vorzugsweise zwischen 1 und 200 mg/m², aber er liegt bei Verwendung eines Gemischs aus Chromsäure und einem leitfähigen Pulver, wie etwa Metallpulver, vorzugsweise zwischen etwa 200 bis 500 mg/m².
  • Das Beschichtungsmaterial, das auf den plattierten Stahl aufgebracht wird, ist ein Gemisch aus dem Eisenlegierungspulver mit einer Sauerstoffkonzentration von höchstens 1,0 Gew.-% und Zinkstaub. Der Gehalt an dabei beigemischtem leitfähigem Pulver ist bei dieser Erfindung nicht besonders definiert; er wird aber hauptsächlich unter Berücksichtigung der Schweißfähigkeit und der Bearbeitungsfähigkeit bestimmt. In der Praxis ist der Gesamtgehalt an leitfähigem Pulver jedoch vorzugsweise etwa 60 bis 80 Gew.-% auf der Grundlage des gesamten nichtflüchtigen Gehalts des Beschichtungsmaterials. Der Beschichtungsträger wird ebenfalls bei dieser Erfindung nicht spezifiziert. Es ist möglich, zum Beispiel synthetische Harze, wie etwa Epoxidharz, Acryl, Urethan, Polyester, Alkyd, Butadien, Vinyl, Phthalsäure, etc., andere natürliche Harze, Ölbindemittel und ihre modifizierten Harze zu verwenden. Die Beschichtungsdicke liegt vorzugsweise zwischen etwa 3 und 20 um.
  • Falls ein Stahlblech mit dem Beschichtungsmaterial unter Verwendung eines Walzenbeschichters beschichtet wird, wird es, wenn die Teilchen des leitfähigen Pulvers grob sind, für das leitfähige Pulver immer schwieriger, in den Beschichtungsfilm einzudringen, wenn die Filmdicke kleiner wird, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Dies führt zu einer entsprechenden Verringerung der Schweißfähigkeit und der Korrosionsbeständigkeit. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten die Beziehung zwischen dem Teilchendurchmesser des leitfähigen Pulvers und der Schichtdicke und der Übergangsrate des leitfähigen Pulvers vom Beschichtungsmaterial in die Schicht und fanden, daß der Teilchendurchmesser des leitfähigen Pulvers folgende Formel erfüllen muß, um eine 100%ige Übergangsrate zu sichern:
  • maximaler Teilchendurchmesser (um) < 1 Beschichtungsdicke (um) Die Übergangsrate ist wie folgt gegeben:
  • Übungsrate = Gehalt an leitfähigem Pulver in der Schicht/ Gehalt an leitfähigem Pulver im Beschichtungsmaterial · 100.
  • Das spezifische Gewicht sowohl des Eisenlegierungspulvers als auch des Zinkstaubs liegt vorzugsweise bei etwa 7. Wenn ihre Teilchengröße groß ist, werden sie sich im Beschichtungsmaterial absetzen. Das leitfähige Pulver sollte aus diesem Grund ebenfalls fein sein. Da die untere Grenze der Beschichtungsdicke bei etwa 30 um liegt, ist in der Praxis der mittlere Teilchendurchmesser des leitfähigen Pulvers günstigerweise etwa 15 um, der maximale Teilchendurchmesser ist vorzugsweise höchstens 30 um.
    • Beispiele
  • Die Wirkung der Ausführungsformen dieser Erfindung in der Praxis wird in den Tabellen 1-5 gezeigt. Bei den gezeigten Ausführungsformen wurde ein vorgefärbter Epoxidlack, hergestellt von Nippon Yushi K.K., als Beschichtungsharz verwendet, und es wurde 60 Sekunden lang bei 250ºC getrocknet. Das beschichtete Stahlblech wurde folgenden Tests unterworfen, um den Zusammenhalt (Kohäsion), die Preßformbarkeit, die Formabnutzung, die Korrosionsbeständigkeit und die Schweißfähigkeit zu bewerten.
    • (1) Zusammenhaltstest (Kohäsionstest)
  • Das beschichtete Stahlblech wurde unter 0 T oder 2 T gebogen, und ein Zellophanklebeband wurde fest an die Schicht geheftet und dann abgezogen. Die verbleibende Schichtmenge wurde gemessen, um den Zusammenhalt zu bewerten.
    • (2) Preßformbarkeitstest
  • Unter Verwendung einer 250 T-Presse wurde ein Modell im Maßstab 1:2 einer realen Autotür geformt, und die Ziehbarkeit des Stahls in die Preßform und die Rißbildung des Stahlblechs unter Druck wurden untersucht.
    • (3) Formabnutzungstest
  • 100 Stücke zylindrischer Schalen mit 50 mm Durchmesser wurden fortlaufend geformt und dann wurde der Abnutzungs- und Fehlergrad der Preßform bestimmt.
    • (4) Korrosionsbeständigkeitstest
  • Der fehlerlose Teil des flachen Blechs, der querdurchschnittene Teil des flachen Blechs und der durch den Wulst gezogene Teil wurden einem Salzsprühtest unterworfen, und der Rostgrad wurde gemessen.
    • (5) Schweißfähigkeitstest
  • Punktschweißen wurde unter Verwendung von Elektroden mit 6 mm Durchmesser unter den Bedingungen einer Preßkraft von 200 kgs, einer Schweißzeit von 10 Zyklen und einem Schweißstrom von 8500 A durchgeführt, und die Anzahl der Teile, die nach und nach punktgeschweißt werden konnten, wurde untersucht.
  • Die Sauerstoffkonzentration des Eisenlegierungspulvers wurde gemäß JIS Z-2613 gemessen. Die Pulverhärte wurde unter Verwendung eines Mikro-Vickers-Härteprüfers mit einer Belastung von 25 g bestimmt. Wie in Tabelle 5 zu sehen ist, ist, falls Zinkstaub allein als leitfähiges Pulver (Vergleichsbeispiel 6) verwendet wird, die Fließgeschwindigkeit des Stahls in die Form hoch (geringe Preßformbarkeit) und weißer Rost kann sich leicht auf dem durch den Wulst gezogenen Teil ausbilden. Die fortlaufende Punktschweißfähigkeit ist ebenfalls nicht zufriedenstellend.
  • Falls gemischtes leitfähiges Pulver mit einer Sauerstoffkonzentration im Eisenlegierungspulver von mehr als 1,0 Gew.-% und einer Vickers-Härte über 200 (Vergleichsbeispiel 4) verwendet wird, kann weißer Rost sich leicht ausbilden, obwohl die Schweißfähigkeit der Schicht verbessert ist. Wegen der hohen Pulverhärte ist auch die Wahrscheinlichkeit zur Verursachung von Druckrißbildung hoch und die Formabnutzung ist auch schlecht. Die Korrosionsbeständigkeit wird durch Verringerung der Sauerstoffkonzentration des Pulvers unter 1,0 Gew.-% außerordentlich verbessert, aber Preßformbarkeit und Formabnutzung werden nicht verbessert (Vergleichsbeispiel 5).
  • Falls die Härte des Eisenlegierungspulvers allein, ausgedrückt in Vickers-Härte, niedriger als 200 (Vergleichsbeispiel 1) eingestellt wird, werden nur Preßformbarkeit und Formabnutzung verbessert. Von diesen Ergebnissen kann gelernt werden, daß die Korrosionsbeständigkeit durch die Sauerstoffkonzentration im Eisenlegierungspulver beeinflußt wird, während Preßformbarkeit und Formabnutzung durch die Härte des Eisenlegierungspulvers beeinflußt werden.
  • Gemäß den Beispielen 1-20 dieser Erfindung, wobei ein Gemisch aus Eisenlegierungspulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser kleiner als 15 um, einem maximalen Teilchendurchmesser kleiner als 30 um, einer Sauerstoffkonzentration von höchstens 1,0 Gew.-% und einer Vickers-Härte von 80 bis 200 und Zinkstaub verwendet wird, wird die Korrosionsbeständigkeit außerordentlich verbessert, und die Preßformbarkeit und die Formabnutzung werden ebenfalls verbessert. Wenn jedoch das Mischverhältnis von Zinkstaub zu Eisenlegierungspulver 3,0 übersteigt (Vergleichsbeispiel 2), steigt die Einzugslänge, und wenn das Mischverhältnis kleiner als 0,2 wird (Vergleichsbeispiel 3), wird die Korrosionsbeständigkeit des durch den Wulst gezogenen Teils verschlechtert.
  • Falls Eisenlegierungspulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 30 um verwendet wurde, bei dem 50% des Pulvers einen Teilchendurchmesser von 30 um hatte, wurde der Eisenlegierungsgehalt, der im Beschichtungsmaterial 30% betrug, auf 15% in der Schicht vermindert und die Schweißfähigkeit verschlechterte sich (Vergleichsbeispiel 7).
  • Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich ist, zeigt der schweißbare beschichtete Stahl gemäß dieser Erfindung ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Preßbearbeitungsfähigkeit, Formabnutzung und Schweißfähigkeit, so daß er vorteilhaft als korrosionsverhütender Stahl für Automobile verwendet werden kann, der hochpräziser Bearbeitung unterworfen und in stark korrodierenden Umgebungen verwendet wird.
  • Die Definitionen der in den folgenden Tabellen verwendeten Symbole sind am Ende der Tabellen aufgelistet. Tabelle 1 Beispiel 1 Überzugszusammensetzung (Gew.-%) (Rest: Zn) Aufbau Chromat elektrolytisches Chromat Beschichtungsdicke (um) Zinkstaub Gehalt in der Schicht (%) Art der Eisenlegierung Härte Sauerstoffgehalt Tabelle 1 (Fortsetzung) Haftvermögen Preßformbarkeit Formabnutzung Korrosionsbeständigkeit fehlerloser Teil des flachen Blechs (3000 Std.) querdurchschnittener Teil des flachen Blechs (3000 Std.) durch den Wulst gezogener Teil (1000 Std.) Schweißfähigkeit Tabelle 2 Beispiel 6 Überzugszusammensetzung (Gew.-%) (Rest: Zn) Aufbau Chromat elektrolytisches Chromat Beschichtungsdicke (um) Zinkstaub Gehalt in der Schicht (%) Art der Eisenlegierung Härte Sauerstoffgehalt Tabelle 2 (Fortsetzung) Haftvermögen Preßformbarkeit Formabnutzung Korrosionsbeständigkeit fehlerloser Teil des flachen Blechs (3000 Std.) querdurchschnittener Teil des flachen Blechs (3000 Std.) durch den Wulst gezogener Teil (1000 Std.) Schweißfähigkeit Tabelle 3 Beispiel 11 Überzugszusammensetzung (Gew.-%) (Rest: Zn) Aufbau Chromat elektrolytisches Chromat Beschichtungsdicke (um) Zinkstaub Gehalt in der Schicht (%) Art der Eisenlegierung Härte Sauerstoffgehalt Tabelle 3 (Fortsetzung) Haftvermögen Preßformbarkeit Formabnutzung Korrosionsbeständigkeit fehlerloser Teil des flachen Blechs (3000 Std.) querdurchschnittener Teil des flachen Blechs (3000 Std.) durch den Wulst gezogener Teil (1000 Std.) Schweißfähigkeit Tabelle 4 Beispiel 16 Überzugszusammensetzung (Gew.-%) (Rest: Zn) Aufbau Chromat elektrolytisches Chromat Beschichtungsdicke (um) Zinkstaub Gehalt in der Schicht (%) Art der Eisenlegierung Härte Sauerstoffgehalt Tabelle 4 (Fortsetzung) Haftvermögen Preßformbarkeit Formabnutzung Korrosionsbeständigkeit fehlerloser Teil des flachen Blechs (3000 Std.) (Blasen) (roter Rost) querdurchschnittener Teil des flachen Blechs (3000 Std.) durch den Wulst gezogener Teil (1000 Std.) Schweißfähigkeit Tabelle 5 Vergl.-beispiel 1 Überzugszusammensetzung (Gew.-%) (Rest: Zn) Aufbau Chromat elektrolytisches Chromat Beschichtungsdicke (um) Zinkstaub Gehalt in der Schicht (%) Art der Eisenlegierung Härte Sauerstoffgehalt Tabelle 5 (Fortsetzung) Vergl.-beispiel 6 elektrolytisches Chromat Tabelle 5 (Fortsetzung) Haftvermögen Preßformbarkeit (Ziehen) (Druckrißbildung) Formabnutzung Korrosionsbeständigkeit fehlerloser Teil des flachen Blechs (3000 Std.) (weißer Rost) querdurchschnittener Teil des flachen Blechs (3000 Std.) (weißer Rost) durch den Wulst gezogener Teil (1000 Std.) (roter Rost) Schweißfähigkeit Tabelle 5 (Fortsetzung) (Ziehen) (weißer Rost)
  • Die in den Tabellen verwendeten Symbole haben folgende Bedeutungen:
    • Zusammenhaltstest (Kohäsionstest)
  • Bewertung Bewertungskriterien
  • Doppelkreis nicht abgelöst
  • Doppelkreis - Einfachkreis abgelöste Fläche von höchstens 1%
  • Einfachkreis abgelöste Fläche von höchstens 5%
  • Dreieck abgelöste Fläche von höchstens 25%
  • Kreuz abgelöste Fläche von mindestens 50%
    • Preßformbarkeitstest
  • Bewertung Bewertungskriterien
  • Doppelkreis ebenso wie der Zustand von kaltgewalztem Stahlblech
  • Dreieck (Ziehen) mindestens 5 mm größere Einzugslänge als die von kaltgewalztem Stahlblech
  • Kreuz (Ziehen) mindestens 10 mm größere Einzugslänge als die von kaltgewalztem Stahlblech
  • Dreieck (Druckrißbildung) beim Preßformen gerissen
    • Formabnutzungstest
  • Bewertung Bewertungskriterien
  • Doppelkreis Abkratzgrad der Form: besser als der von kaltgewalztem Stahlblech
  • Einfachkreis Abkratzgrad der Form: gleich dem von kaltgewalztem Stahlblech
  • Dreieck Abkratzgrad der Form: schlechter als der von kaltgewalztem Stahlblech (kleine Menge von auf der Form beobachteten Kratzern) Kreuz Abkratzgrad der Form: stark verkratzt
    • Korrosionsbeständigkeitstest
  • Bewertung Bewertungskriterien
  • Doppelkreis kein Rost und keine Blasen
  • Doppelkreis - Einfachkreis Fläche mit Rost oder Blasen höchstens 1%
  • Einfachkreis Fläche mit Rost oder Blasen höchstens 5%
  • Einfachkreis - Dreieck Fläche mit Rost oder Blasen höchstens 10%
  • Dreieck Fläche mit Rost oder Blasen höchstens 25%
  • Dreieck - Kreuz Fläche mit Rost oder Blasen höchstens 50%
  • Kreuz Fläche mit Rost oder Blasen mindestens 75%

Claims (8)

1. Schweißbares beschichtetes Stahlblech, welches einen Überzug aus Zink, einer Zinklegierung oder einem Zink- Verbundwerkstoff und ein auf dem Überzug ausgebildetes Beschichtungsmaterial aufweist, wobei das Beschichtungsmaterial ein Gemisch aus mindestens einer Sorte eines Eisenlegierungspulvers mit einem Sauerstoffgehalt von höchstens 1,0 Gew.-%, einer Vickers-Härte von 80 bis 200, einem mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 15 um und einem maximalen Teilchendurchmesser von höchstens 30 um und Zinkstaub aufweist, wobei das Gemisch 0,2 bis 3,0 Teile des Eisenlegierungspulvers bezogen auf ein Teil Zinkstaub enthält.
2. Schweißbares beschichtetes Stahlblech gemäß Anspruch 1, wobei der Gehalt an Eisenlegierungspulver in dem Beschichtungsmaterial zwischen 60 und 80 Gew.-% auf der Grundlage des nichtflüchtigen Materials beträgt.
3. Schweißbares beschichtetes Stahlblech gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Eisenlegierungspulver ein Pulver aus nichtrostendem Stahl ist.
4. Schweißbares beschichtetes Stahlblech gemäß Anspruch 3, wobei der nichtrostende Stahl SUS 410-L oder SUS 304-L ist.
5. Schweißbares beschichtetes Stahlblech gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dicke des Beschichtungsmaterials auf dem Stahlblech nach dem Trocknen 3 bis 20 um beträgt.
6. Schweißbares beschichtetes Stahlblech gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Aufbau des Überzugs aus Zink oder einer Zinklegierung oder des Verbundüberzugs zwischen 5 und 30 g/m² beträgt.
7. Verwendung eines schweißbaren beschichteten Stahlblechs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung einer schweißbaren Struktur.
8. Fahrzeug, welches ein schweißbares beschichtetes Stahlblech gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.
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