DE4411308C2

DE4411308C2 - Metallischer Verbundwerkstoff

Info

Publication number: DE4411308C2
Application number: DE4411308A
Authority: DE
Inventors: Ii Jay F Carey; Mehrooz Zamanzadeh
Original assignee: Louis Berkman Co
Current assignee: Louis Berkman Co
Priority date: 1993-12-30
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2014-04-01
Also published as: FR2714677A1; DE4411308A1; FR2714677B1; JP2850193B2; US5470667A; JPH07207841A; US5401586A

Description

Die Erfindung betrifft einen metallischen Verbundwerkstoff, ins besondere für Dachbeläge, Fassadenverkleidungen und andere Bau materialien, mit einem Basismetall, das mit einer korrosionsbe ständigen Metallbeschichtung versehen ist. Die Erfindung ist be vorzugt auf korrosionsbeständig beschichtete flächige Baumateri alien, wie Bleche, gerichtet, die vom Umweltstandpunkt her unbe denklich sind und sich durch lange Lebensdauer auszeichnen.

Mit korrosionsbeständigen Beschichtungen versehene Metallwerk stoffe bzw. Metallteile sind aus der US-PS 4 987 716, der US-PS 4 934 120 und auch aus der DE-OS 43 09 500 bekannt, deren Offen barungsgehalt zum Inhalt der vorliegenden Erfindungsbeschreibung gemacht wird. Hiernach ist es auch bekannt, Dachbelagwerkstoffe oder sonstige Bauteile im Heißtauchverfahren, d. h. durch Eintau chen in das schmelzflüssige Beschichtungsbad, zu beschichten.

Baumaterialien aus Metall, wie z. B. Dachbeläge oder Fassadenver kleidungen, werden vielfach in verschiedenen Blechstärken als biegsame Metallteile gefertigt, zumeist aus Kohlenstoffstahl, rostfreiem Stahl oder auch Kupfer oder Aluminium. Diese metalli schen Baumaterialien werden üblicherweise mit einer korrosions beständigen Beschichtung versehen, um eine vorzeitige Oxydierung der Metalloberfläche zu verhindern und dadurch die Lebensdauer des Materials zu verlängern.

Eine weit verbreitete korrosionsbeständige Beschichtung für Koh lenstoffstahl und rostfreien Stahl ist die unter der Bezeichnung "Terne" bekannte Blei-Zinnbeschichtung, die vor allem für Dach materialien verwendet wird, da sie verhältnismäßig preiswert ist, sich leicht auf das Basismetall aufbringen läßt und auch ausgezeichnete Korrosionsschutzeigenschaften aufweist. Ein wei terer Vorteil der Ternebeschichtung besteht darin, daß sie bei ihrer Verwitterung eine vielfach geforderte, ansprechende Ver färbung mit grau-erdfarbener Farbgebung annimmt. Die Ternebe schichtung, die in ihrer Legierung etwa 80% Blei und als Rest Zinn enthält, wird normalerweise im Heißtauchverfahren auf die Baumaterialien, also auf die Basismetalle aufgebracht.

Die mit Ternebeschichtung versehenen Baumaterialien sind trotz ihrer weiten Verbreitung und ihrer unbestreitbaren Vorteile neu erdings wegen ihrer hohen Bleigehalte auf erhebliche Umweltbe denken gestoßen und teilweise auch für zahlreiche Anwendungsfäl le, wie z. B. für wasserabführende Dachabdeckungen, verboten wor den. Darüber hinaus besteht auch der Nachteil, daß die frisch aufgetragene Ternebeschichtung sehr stark glänzt und spiegelnd ist. Eine stark reflektierende Beschichtung kann nicht bei Ge bäuden oder Dächern vorgesehen werden, die sich z. B. in der Nähe von Flughäfen oder militärischen Einrichtungen befinden. Zwar verliert die Ternebeschichtung im Laufe der Zeit ihre glänzende, stark reflektierende Oberfläche aufgrund des Desoxidations- bzw. Verwitterungseffektes. Die Zeitspanne für diesen Prozeß beträgt jedoch etwa 1,5 bis 2 Jahre, während der die Ternebeschichtung der Atmosphäre ausgesetzt sein muß. Es ist daher häufig erfor derlich, die ternebeschichteten Metallteile über einen langen Zeitraum vor ihrer eigentlichen Verwendung für die speziellen Anwendungsfälle zwischenzulagern, wobei sich diese Lagerzeit noch weiter verlängert, wenn die ternebeschichteten Materialien in Rollen od. dgl. aufbewahrt werden, die den äußeren Witterungs einflüssen nicht ausgesetzt sind.

Aus der Lebensmittel-Verpackungsindustrie ist es bekannt, Koh lenstoffstahl mit Zinn zu beschichten, um einen Korrosionsschutz zu erhalten. Bei Baumaterialien wurde Zinn bislang praktisch nicht zum Beschichten verwendet. Im allgemeinen wird in der Le bensmittelindustrie die Verzinnung des Kohlenstoffstahls galva nisch vorgenommen, wobei die erreichbare Schichtdicke nur gering ist und im allgemeinen zwischen 3,8×10^-4 bis 20,7×10^-4 mm liegt. Darüber hinaus sind die für das Galvanisieren von Metall werkstoffen benötigten Einrichtungen teuer. Die Kosten für die Herstellung eines galvanischen Zinnüberzugs und die nur geringen erreichbaren Dicken der galvanischen Zinnbeschichtung sind nach teilig und erlauben es nicht, dieses Verfahren auch für die Her stellung von Bau- und Dachdeckmaterialien u. dgl. anzuwenden.

Eine technische Alternative zu dem galvanischen Beschichtungs verfahren ist das sogenannte Heißtauchverfahren, das jedoch den Nachteil hat, daß sich hierbei in der Zinnbeschichtung kleine Fehler oder Unstetigkeitsbereiche einstellen können, wenn das Basismetall nicht richtig vorbehandelt und die Beschichtung nicht ordnungsgemäß auf das Basismaterial aufgetragen wird. Beim Auftreten derartiger Beschichtungsfehler ist ein gleichmäßiger Korrosionsschutz des Baumaterials nicht gegeben. Das Problem tritt vor allem dann auf, wenn das Zinn im Heißtauchverfahren auf nichtrostenden Stahl aufgebracht werden soll. Zinn bietet dem Stahl unter oxydierenden Bedingungen nämlich keinen elek trolytischen Schutz, so daß Fehler oder Unstetigkeiten in der Zinnbeschichtung zur Korrosion des Basismetalls an den nicht-be schichteten Stellen führen kann.

Ein weiterer Nachteil von Zinnbeschichtungen ist deren stark spiegelnde Oberfläche. Die mit einer Zinnbeschichtung versehenen Baumaterialien können daher dort nicht verwendet werden, wo stark spiegelnde Materialien unerwünscht oder unzulässig sind, es sei denn, daß die beschichteten Materialien weiterbehandelt, z. B. mit einem Anstrich versehen werden, oder aber die Zinn schicht durch Langzeiteinwirkung zur Oxydation gebracht wird.

Das Beschichten bzw. Galvanisieren von Baumaterialien mit Zink ist eine andere, weit verbreitete Korrosionsschutzmaßnahme, zu mal Zink vergleichsweise preiswert ist und eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweist. Darüber hinaus ist Zink auch leicht auf das Basismetall aufzutragen, beispielsweise im Heiß tauchverfahren. Ein weiterer Vorteil der Zinkbeschichtung be steht darin, daß Zink auf Stahl eine elektrolytische Schutz schicht unter oxydierenden Bedingungen ausbildet und daher auch verhindert, daß etwaige nicht mit Zink beschichtete Bereiche des Basismetalls korrodieren können. Der elektrolytische Schutz er streckt sich nämlich auch über die Zinkschicht hinaus und er reicht auch nicht-beschichtete Teilbereiche des Basismetalls, z. B. bei Schnittkanten, Kratzern oder anderen Unstetigkeiten in der Beschichtung, sofern diese keinen zu großen Abstand von der Zinkbeschichtung haben.

Obwohl die Verwendung von Zink-bei Baumaterialien viele Vorteile bietet, bestehen auch Nachteile, die das Zink in vielen Anwen dungsfällen ungeeignet machen. Zwar binden Zinkbeschichtungen an verschiedenen Metallarten an, wobei jedoch die Verbindung zwi schen dem Basismetall und der Zinkbeschichtung nicht stabil ist, so daß es zu einem Abblättern der Zinkbeschichtung vom Basisme tall kommen kann. Zink ist auch ein sehr starres und sprödes Me tall und neigt dazu, rissig zu werden oder abzublättern, wenn die Baumaterialien gebogen werden, z. B. beim Zusammenfügen ein zelner Bauteile durch Verbördeln an ihren Verbindungsstellen.

In Anbetracht der bestehenden Umweltbedenken und der weiteren Probleme der korrosionsbeständigen Beschichtungen bei Baumate rialien besteht nach vorstehendem ein Bedürfnis für einen metal lischen Verbundwerkstoff mit einer Beschichtung, die zu Korro sionsschutzzwecken einfach und zuverlässig auf dem Basismaterial aufgebracht werden kann, wobei der Verbundwerkstoff nach seiner Beschichtung tunlichst keine stark reflektierende Oberfläche haben soll und auch noch nach seiner Beschichtung beschädigungs frei verformbar sein soll.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen insbe sondere für Baumaterialien, wie vor allem für Dachbeläge und Fassadenverkleidungen, verwendbaren metallischen Verbundwerk stoff mit einer Korrosionsschutzbeschichtung zu schaffen, die umweltfreundlich ist, wenn überhaupt, so nur einen geringen Bleigehalt aufweist und die auch schnell zu einer wenig reflek tierenden Oberfläche verwittert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen metallischen Verbundwerkstoff gemäß Anspruch 1 mit einer Metallbeschichtung gelöst, die folgende Legierungsbestandteile (in Gewichts-%) aufweist:

Zinn\|15-35%
Zink	65-85%
Wismut	0,0-1,7%
Antimon	0,0-7,5%
Eisen	0,0-0,1%
Blei	0,0-0,05%
Kupfer	0-2%

Die Metallbeschichtung für das Basismetall bzw. den metallenen Trägerwerkstoff weist demgemäß als Hauptlegierungsbestandteil Zink und in demgegenüber kleineren Gewichtsanteil Zinn sowie, wenn überhaupt, nur sehr geringe Anteile an Blei auf, die 0,05 Gew.-% nicht übersteigen und vorzugsweise unter 0,01 Gew.-% liegen. Damit ergibt sich eine aus einer Zinn-Zink-Legierung bestehende 2-Phasen-Beschichtung mit großem Gewichtsanteil an Zink, mit der sich ein sehr guter Korrosionsschutz von Bauma terialien erreichen läßt und die auch eine etwa grau-erdfarbene Farbgebung, ähnlich derjenigen von verwitterte Ternebschich tung, aufweist und im übrigen wenig reflektierend bzw. spiegelnd ist. Da die Beschichtung, wenn überhaupt nur sehr geringe Blei gehalte aufweist, sind die so beschichteten metallischen Ver bundwerkstoffe bzw. die hieraus bestehenden Baumaterialien um weltfreundlich und auch vielseitig verwendbar. Die Lebensdauer von Baumaterialien wird durch die im Rahmen der Erfindung vorge sehene Beschichtung wesentlich verlängert, da die Zinn-Zink- Beschichtung verhindert, daß das Basismetall durch Sauerstoff, Kohlendioxyd od. dgl. oxydiert oder reduziert wird. Obwohl die Zinn-Zink-Beschichtung bei Anwesenheit von verschiedenen Reduk tionsmitteln in der Atmosphäre selbst oxydiert, ist deren Oxy dationsrate wesentlich kleiner als diejenige des eigentlichen Baumaterials. Darüber hinaus bilden die auf der Oberfläche der Beschichtung entstehenden Zinn- und Zinkoxide selbst einen Korrosionsschutz für die Zinn-Zink-Beschichtung, wodurch die Korrosionsbeständigkeit der gesamten Beschichtung weiter ver bessert wird. Die genannten Oxyde verringern darüber hinaus das Reflektionsvermögen der Zinn-Zink-Beschichtung und verfärben diese zu einer erdgrauen Farbtönung, die derjenigen von verwit terter Terne sehr ähnlich ist.

Die im Rahmen der Erfindung vorgesehene Zinn-Zink-Beschichtung kann auf das Basismetall, z. B. auf Metallbleche für Dachbeläge, im Heißtauchverfahren aufgetragen werden. Insbesondere bei ihrem Auftrag auf Materialien aus rostfreiem Stahl empfiehlt es sich, die Beschichtung nach dem in der DE-OS 43 09 500 angegebenen Verfahren aufzubringen. Unter "rostfreier Stahl" ist hier eine Stahllegierung zu verstehen, die neben Eisen zumindest noch Chrom, ggf. aber auch noch weitere Elemente, wie z. B. Nickel, Kohlenstoff, Molybdän, Silizium, Mangan, Titan, Bor, Kupfer, Aluminium, Stickstoff und/oder andere Metalle oder Bestandteile enthalten, wobei einzelne Bestandteile, wie z. B. Nickel auf galvanischem Wege auf die Oberfläche der Chrom-Eisen-Legierung aufgebracht sein können oder direkt in die Chrom-Eisen-Legierung eingebunden sein können. Das in der DE-OS 43 09 500 beschriebene Heißtauchverfahren muß bei Verwendung der im Rahmen der Erfin dung vorgesehenen Beschichtung geringfügig geändert werden, um den hierbei geforderten höheren Temperaturen Rechnung zu tragen. Zinn schmilzt bei etwa 232°C und Blei bei etwa 328°C. Bei dem bekannten Verfahren hat das Beschichtungsmetall einen großen Zinnanteil, so daß seine Schmelztemperatur bei 232°C liegt. Bei dem erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff nimmt Zink den größten Anteil der Beschichtungslegierung ein. Da Zink bei etwa 420°C schmilzt, liegt der Schmelzpunkt der Zinn-Zink-Beschichtung ebenfalls in der Nähe von 420°C, also bei einer wesentlich höheren Temperatur als bei dem Verfahren nach der DE-OS 43 09 500. Um diesen höheren Temperaturen Rechnung zu tragen, muß ein entsprechend temperaturbeständiger Beschichtungstrog verwendet werden. Außerdem kann es notwendig sein, die Zeit zum Abkühlen der Zinn-Zink-Beschichtung zu verlängern.

Das in der DE-OS 43 09 500 beschriebene Heißtauchverfahren kann im übrigen nicht nur zum Aufbringen der Zinn-Zink-Beschichtung auf rostfreien Stahl verwendet werden, sondern auch für die Be schichtung anderer für Baumaterialien verwendeten Basismetalle, wie beispielsweise Kohlenstoffstahl, Aluminium, Kupfer, Bronze usw.

Die Zinn-Zink-Beschichtung für den erfindungsgemäßen Verbund werkstoff kann auch weitere metallische Legierungsbestandteile in geringen Mengen enthalten, womit die physikalischen Eigen schaften der Beschichtung verändert werden können. In bevorzug ter Ausgestaltung der Erfindung sind der Zinn-Zink-Beschichtung Wismut und/oder Antimon als weitere Legierungsbestandteile hin zugefügt, wodurch eine Kristallisation des Zinns auch bei kalter Witterung sicher verhindert wird und die Festigkeit der Be schichtung erhöht wird. Bei Kristallisation des Zinns kann die Haftung zwischen der Zinn-Zink-Beschichtung und dem Basismate rial geschwächt werden, so daß es zu einem Abblättern der Be schichtung kommen kann. Durch die Zugabe von geringen Mengen von Wismut und/oder Antimon kann dies zuverlässig vermieden werden. Wismut und/oder Antimon können auch in größeren Anteilen in der Beschichtung enthalten sein, wodurch deren Härte und Stabilität weiter vergrößert und die Abriebbeständigkeit der Beschichtung verbessert wird. Der Wismutanteil in der Beschichtung liegt im Bereich zwischen 0,0 und 1,7 Gew.-%, während der Anteil an Anti mon zwischen 0,0 und 7,5 Gew.-% beträgt. Vorzugsweise werden Antimon und/oder Wismut in einer Menge zwischen 0,01 und 0,5 Gew.-% der Beschichtung zugesetzt. Diese Mengenanteile reichen aus, um eine Kristallisation des Zinns bei niedrigen Tempera turen zu verhindern. Es wird angenommen, daß der hohe Anteil von Zink in der Beschichtung ebenfalls dazu beiträgt, das Zinn zu stabilisieren und dessen Kristallisation zu unterdrücken. Eine Zugabe von Antimon und/oder Wismut in Mengenanteilen oberhalb 0,5 Gew.-% dient in erster Linie dazu, die metallische Beschich tung zu härten oder zu festigen. Auch geringe Mengen der Metal le Eisen und/oder Kupfer, können der Beschichtung zugesetzt werden, um diese zu festigen oder ihre Biegsamkeit zu verbes ern. Der Anteil dieser anderen Metalle ist nur gering und beträgt für Eisen bis zu 0,1% und für Kupfer nicht mehr als 2 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 1 Gew.-% der Beschichtung.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zu beschichtenden metal lischen Baumaterialien, insbesondere Dachdeckmaterialien, vor dem Aufbringen der im Rahmen der Erfindung vorgesehenen Zinn- Zink-Beschichtung mit einer Nickel-Sperrschicht versehen werden, die sich galvanisch auf das Basismetall aufbringen läßt. Obwohl die Zinn-Zink-Beschichtung einen ausgezeichneten Schutz gegen den Angriff der meisten korrosionsverursachenden Elemente und Verbindungen bietet, können manche Elemente oder Verbindungen, wie z. B. Chlor, die Beschichtung im Einzelfall durchdringen und die Oberfläche des Basismetalls angreifen und oxydieren, wobei die Bindung zwischen Basismetall und Beschichtung geschwächt wird. Es hat sich gezeigt, daß die Nickel-Sperrschicht eine für derartige Elemente oder Verbindungen praktisch undurchdringliche Schutzschicht bildet, auch wenn diese Elemente und/oder Verbin dungen dazu in der Lage sind, die Zinn-Zink-Beschichtung zu durchdringen. Da es nur sehr wenige Verbindungen und/oder Ele mente gibt, die die Zinn-Zink-Beschichtung zu durchdringen in der Lage sind, reicht es aus, wenn die Dicke der Nickel-Sperr schicht nur gering ist. Die Zinn-Zink-Beschichtung und die zwi schen dieser und dem Basismetall angeordnete dünne Nickel-Sperr schicht ergänzen sich ausgezeichnet und bilden zusammen einen besonders guten Korrosionsschutz für das Baumaterial.

Wie erwähnt, kann die Zinn-Zink-Beschichtung für den erfindungs gemäßen Verbundwerkstoff auf viele unterschiedliche Basismetalle aufgebracht werden. Die am meisten verbreiteten und bevorzugt vorgesehenen Metalle sind dabei Kohlenstoffstahl bzw. Baustahl und nichtrostender Stahl. Diese Metalle werden zweckmäßig vor dem Beschichten vorbehandelt, um deren Oberfläche zu reinigen und um Oxide von deren Oberfläche zu entfernen, so daß eine be sonders stabile Verbindung zwischen dem Basismaterial und der Zinn-Zink-Beschichtung erreicht wird. In jedem Fall empfiehlt es sich, das Basismetall bzw. das hieraus bestehende Baumaterial mit der vorgenannten dünnen Nickelschicht zu plattieren, bevor die Zinn-Zink-Beschichtung aufgebracht wird. Vorzugsweise wird die Nickelschicht elektrolytisch aufgebracht, wobei die Dicke der Nickelschicht zweckmäßig nicht mehr als 8 um beträgt und vorzugsweise im Bereich zwischen 1 und 3 um liegt. Die Verbin dung zwischen der Zinn-Zink-Beschichtung und der Nickel-Sperr schicht ist erstaunlich fest und haltbar und verhindert, daß die Zinn-Zink-Beschichtung vom Basismetall abblättert, insbesondere auch dann, wenn dieses bzw. das Baumaterial während seiner Ver arbeitung verformt oder gebogen wird. Das Aufbringen der Nickel- Sperrschicht auf das Baumaterial ist insbesondere auch dann vor teilhaft, wenn das Baumaterial in einer Umgebung eingesetzt wird, wo mit verhältnismäßig hohen Konzentrationen an Fluor, Chlor und/anderen Halogenen gerechnet werden muß. Zwar verrin gert bereits die Zinn-Zink-Beschichtung den Korrosionsangriff von Halogenen bei metallischen Baumaterialien in beträchtlichem Umfang. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieser Korrosionsangriff durch die dünne Nickel-Sperrschicht zwischen dem Baumaterial und der Zinn-Zink-Beschichtung noch weiter deutlich verringert wer den kann.

Das mit der Beschichtung versehene Basismetall, d. h. der erfin dungsgemäße metallische Verbundwerkstoff, wie z. B. ein Dachbe lagblech, kann leicht verformt und geschnitten werden, um die gewünschte Form und Größe zu erhalten und es kann auch leicht an der Baustelle mit anderen Teilen verbunden werden, ohne daß hierbei die Beschichtung aufbricht, abblättert oder absplittert. Mit der Zinn-Zink-Beschichtung versehene erfindungsgemäße Dach belagbleche können zu Dachpfannen od. dgl. vorgeformt werden und beim Dachdecken leicht mittels Preßfalzen oder durch Verlöten zusammengefügt werden, wobei die Nähte oder Falze die wasser dichte Verbindung zwischen den Pfannen sicherstellen. Die Ge fahr, daß bei Verformungsarbeiten od. dgl. vor Ort, d. h. an der Baustelle, die Zinn-Zink-Beschichtung von dem Basismetall ab bricht oder abblättert, besteht nicht. Die Menge an Zink ist im übrigen in der Zinn-Zink-Beschichtung so eingestellt, daß diese nicht zu starr und brüchig ist.

Wie erwähnt, ist die Zinn-Zink-Beschichtung eine 2-Phasen-Me tallbeschichtung von hoher Korrosionsbeständigkeit, die bei einem Zinkanteil von 65 Gew.-% oder mehr in der Legierung deut lich besser ist als bei einer Beschichtung, deren Hauptbestand teil Zinn ist. Die Ursache für diese physikalische Erscheinung der erhöhten Korrosionsbeständigkeit aufgrund der Zugabe von Zink zum Zinn ist unbekannt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß durch die Zugabe von Zink zum Zinn die 2-Phasen-Metallbeschich tung eine Korrosionsbeständigkeit erhält, die über die Bestän digkeit von Zinnbeschichtungen hinausgeht und in manchen Fällen sogar besser ist als die Korrosionsbeständigkeit der Ternebe schichtungen mit großem Bleianteil. Wie erwähnt, können der Zinn-Zink-Beschichtung weitere Metalle oder Legierungsbestand teile in geringen Mengen zugesetzt werden, um die physikalischen Eigenschaften der 2-Phasen-Schutzschicht aus Zinn und Zink zu verändern. Derartige Sekundär-Legierungsmetalle nehmen in erster Linie Einfluß auf die Festigkeit der Beschichtung und haben auf deren Korrosionsbeständigkeit praktisch keinen Einfluß. Die im Rahmen der Erfindung vorgesehene Zinn-Zink-Beschichtung kann gleichermaßen auf Baumaterialien aus Kohlenstoffstahl wie auch aus nichtrostendem Stahl aufgebracht werden, und zwar vorzugs weise durch das an sich bekannte Heißtauchverfahren. Es ist aber auch möglich sich eines anderen Beschichtungsverfahrens zu be dienen, beispielsweise einem Luftbürsten-Streichverfahren oder aber einem Elektroplattierverfahren. Die Zinn-Zink-Beschichtung kann im übrigen auch auf andere Basismetalle, wie z. B. auf Kupfer, Bronze, Zinn, Titan usw. aufgetragen werden. In jedem Fall ist die Verbindung zwischen der Zinn-Zink-Beschichtung und dem Basismetall außergewöhnlich stabil.

Die Oberflächen von metallischen Dachdeckmaterialien und anderen Baumaterialien können vor ihrer Beschichtung vorbehandelt wer den, um die Verbindung zwischen der Zinn-Zink-Beschichtung und dem Basismetall weiter zu verbessern. So ist es z. B. möglich, die Oberfläche von rostfreiem Stahl vorab zu beizen oder zu de kapieren, was zu einer noch besseren Haftung der Beschichtung am rostfreien Stahl führt. Vorzugsweise wird hierzu ein Beizverfah ren verwendet, wie es in der DE-OS 43 09 500 angegeben ist.

Unter einer 2-phasigen Metallbeschichtung ist hier zu verstehen, daß die Beschichtung im wesentlichen aus zwei Hauptlegierungsbe standteilen, nämlich Zink und Zinn besteht. Dabei ist die Zink menge in der metallischen Beschichtung auf höchstens 85 Gew.-% beschränkt, so daß die Beschichtung biegsam bleibt und z. B. auch bei Dachabdeckungen verwendet werden kann, deren einzelne Dach pfannen od. dgl. mittels Pressenfalzen zusammengefügt werden. Es hat sich herausgestellt, daß bei Verwendung der vergleichsweise hohen Gewichtsanteile von Zink die Zinn-Zink-Legierung nicht zu starr oder zu brüchig ist, so daß das damit beschichtete Bauma terial verformt oder gebogen werden kann, ohne daß die Beschich tung bricht oder aufblättert. Bisher wurde angenommen, daß ein Zinkanteil oberhalb 30 Gew.-% in einer Zinn-Zink-Beschichtung diese starr und brüchig machen würde, was zu einem Brechen der Beschichtung bei Verformung des beschichteten Materials führen würde. Umfangreiche Untersuchen haben aber gezeigt, daß auch Le gierungen mit mehr als 30, 50 und sogar mit mehr als 65 Gew.-% Zink und im übrigen Zinn eine ausreichend dehnbare metallische Beschichtung erlauben, die beim Biegen oder sonstigen Verformen des damit beschichteten Materials nicht bricht oder abblättert. Es wird angenommen, daß bestimmte Eigenschaften der metallischen 2-Phasen-Legierung aus Zinn und Zink die Kennwerte von Zink be züglich seiner Streckgrenze, Steifigkeit u. dgl. verändern und so ein Dehnen der Zinn-Zink-Beschichtung bzw. ein Biegen des damit beschichteten Materials möglich wird. Der Zinngehalt liegt, wie erwähnt, zwischen 15 und 35 Gew.-%; er beträgt vorzugsweise etwa 20 Gew.-%.

Zusätzlich zu der überraschenden Dehnbarkeit der im Rahmen der Erfindung vorgesehenen Zinn-Zink-Beschichtung hat sich gezeigt, daß diese Beschichtung dennoch eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist, die vergleichbar ist von anderen Zinn-Zink-Beschich tungen mit größerem Zinnanteil. Darüber hinaus konnte festge stellt werden, daß die erfindungsgemäße Beschichtung mit einem Zinkgehalt von 65 bis 85 Gew.-% eine Farbe annimmt, die der Farbe von verwitterter Terne weitgehend entspricht und die bis lang mit anderen Korrosionsschutzbeschichtungen nicht erreicht werden konnte, sofern das Baumaterial nicht zusätzlich einen Anstrich erhielt. Die erdfarben-graue Oberfläche der Beschich tung des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs hat eine wesentlich geringere Reflektivität als eine Beschichtung, die im wesent lichen aus Zinn besteht oder auch einer noch nicht verwitterten Ternebeschichtung. Die geringe Reflektivität der Oberfläche die ser Beschichtung ermöglicht es, die so beschichteten Baumateri alien praktisch unmittelbar nach ihrer Herstellung, also ohne Zwischenlagerung, auch bei Einrichtungen zu verwenden, die Ma terialien mit nur geringen Reflektionseigenschaften erfordern.

Im folgenden werden einige Zusammensetzungen der für den erfin dungsgemäßen Verbundwerkstoff vorgesehenen 2-Phasen-Zinn-Zink- Metallbeschichtung angegeben:

Wie erwähnt, besteht diese Zinn-Zink-Beschich tung vorzugsweise aus 65 bis 85 Gew.-% Zink, 0 bis 0,5 Gew.-% Antimon, 0 bis 0,5 Gew.-% Wismut, 15 bis 35 Gew.-% Zinn und zweckmäßig weniger als 0,01 Gew.-% Blei.

Die Dicke der Zinn-Zink-Beschichtung kann unterschiedlich ge wählt werden und hängt von der Umgebung ab, in der das Baumate rial verwendet werden soll. Die Zinn-Zink-Beschichtung hat aus gezeichnete korrosionsbeständige Eigenschaften, die besser sind als diejenigen von reinen Zinnbeschichtungen. Die Beschichtung kann in einer Dicke zwischen 0,025 und 1,27 mm aufgetragen wer den. Vorzugsweise wird die Beschichtung im Heißtauchverfahren aufgetragen und hat eine Dicke zwischen 0,025 und 0,05 mm. Es hat sich gezeigt, daß eine derartige Schichtdicke ausreichend ist, um eine Korrosion des erfindungsgemäßen metallischen Bauma terials in praktisch allen Umgebungen wirksam zu verhindern oder deutlich zu vermindern. Beschichtungen mit Dicken, die größer sind als 0,05 mm können bei besonders aggressiven Umgebungen ver wendet werden, um zusätzlichen Korrosionsschutz zu erhalten.

Die Zinn-Zink-Beschichtung kann mit bekannten Bleiloten oder auch mit bleifreien Loten gelötet werden. Vorzugsweise werden bleifreie Lote verwendet, um Bedenken auszuräumen, die bei der Verwendung von Blei bestehen.

Claims

1. Metallischer Verbundwerkstoff, insbesondere für Dachbeläge, Fassadenverkleidungen und andere Baumaterialien, mit einem Basismetall, das mit einer korrosionsbeständigen Metallbe schichtung versehen ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Metallbeschichtung folgende Le gierungsbestandteile (in Gew.%) aufweist: Zinn|15-35% Zink 65-85% Wismut 0,0-1,7% Antimon 0,0-7,5% Eisen 0,0-0,1% Blei 0,0-0,05% Kupfer 0-2%

2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Bleianteil in der Me tallbeschichtung kleiner ist als 0,01 Gew.%

3. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Basismetall Kohlen stoffstahl ist.

4. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Basismetall nicht rostender Stahl ist.

5. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Basismetall aus Kupfer besteht.

6. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Dicke der Metallbeschichtung zwischen 0,025 und 1,27 mm beträgt.

7. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Basismetall und der Metallbeschichtung eine dünne Nickel- Sperrschicht angeordnet ist.

8. Verbundwerkstoff nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Dicke der Nickel-Sperr schicht höchstens 8 µm beträgt.

9. Verbundwerkstoff nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Nickel-Sperrschicht eine galvanisch auf das Basismetall aufgetragene Elektroplattier schicht ist.

10. Verfahren zum Herstellen eines metallischen Verbundwerkstoffs nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Me tallblech in einem die Legierungsbestandteile der Metallbe schichtung enthaltenden Schmelzbad beschichtet wird, da durch gekennzeichnet, daß das Metall blech in dem Schmelzbad, enthaltend mindestens 15 Gew.% Zinn, mindestens 65 Gew.% Zink und höchstens 0,01 Gew.% Blei solange eingetaucht wird, bis seine Metallbeschichtung eine Dicke von mindestens 0,025 bis 1,27 mm beträgt.

11. Verwendung des metallischen Verbundwerkstoffs nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 für metallisches Baumaterial, wobei die Oberfläche der Metallbeschichtung oxidiert ist.