DE69011461T2 - Verfahren zur Herstellung eines Stahlbleches, das beschichtet ist mit Haftung einer Zn-Mg-Legierung, die sowohl einen höheren Plattierungs- als einen höheren Korrosionswiderstand aufweist, und damit plattiertes Stahlblech. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Stahlbleches, das beschichtet ist mit Haftung einer Zn-Mg-Legierung, die sowohl einen höheren Plattierungs- als einen höheren Korrosionswiderstand aufweist, und damit plattiertes Stahlblech.

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her-Stellung eines mit einer Zn-Mg-Legierung beschichteten Stahlblechs. Die Erfindung betrifft ebenfalls solch ein Stahlblech, das sowohl bezüglich der Überzugshaftung als auch der Korrosionsbeständigkeit hervorragend ist, und das zur Verwendung in Automobilen, elektrischen Haushaltsgeräten, Bauwerken usw. geeignet ist.
    • Beschreibung des Standes der Technik
  • Bisher sind Stahlbleche weit verbreitet in Automobilen, elektrischen Haushaltsgeräten, Bauwerken usw. verwendet worden. Herkömmliche Stahlbleche neigen unter gewöhnlicher Verwendung zur Rostbildung. Um dieses Problem zu umgehen, finden beschichtete Stahlbleche einen breiten Anwendungsbereich. Zum Beispiel ist die Beschichtung der Stahlbleche mit Zn seit langer Zeit praktiziert worden. In den vergangenen Jahren sind jedoch verschiedene Überzugslegierungen vom Zn-Typ mit dem Ziel entwickelt und verwendet worden, die Beständigkeit der Stahlbleche gegen Rostbildung zu verbessern.
  • Das Beschichten mit einer Zn-Legierung wird grob in zwei Arten unterteilt, nämlich das Schmelztauchbeschichten mit einer Zn-Fe-Legierung oder Zn-Al-Legierung, und das galvanische Beschichten mit einer Zn-Ni-Legierung oder Zn-Fe-Legierung. Diese Beschichtungsverfahren werden entsprechend dem Verwendungszweck gewählt, aber führen zu keiner zufriedenstellenden Verhinderung des Rostes. Andererseits besteht ein Trend der Verbraucher bezüglich verschiedenartigster Anf orderungen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, und gleichzeitig die Bildung von Rost ausreichend zu verhindern, sind verschiedene Versuche und Untersuchungen durchgeführt worden, um neue Beschichtungstechniken zu entwickeln.
  • Das Beschichten mit einer Legierung, gebildet durch Zugabe von Mg zu Zn, als einer der obengenannten Versuche, hat neuerdings Interesse erweckt. Mg ist ein Element, das den Effekt der Verhinderung von Rost, welchen Zn inhärent besitzt, effektiv verstärkt, und verschiedene Zn-Mg-Legierungen zum Beschichten als auch Verfahren zur Herstellung solcher Legierungen sind vorgeschlagen worden.
  • Das Schmelztauchbeschichten wurde sowohl zuerst als ein Verfahren angesehen, um eine Beschichtung aus einer Zn-Mg-Legierung zu erzeugen, als auch als ein Herstellungsverfahren. Techniken für die Schmelztauchbeschichtung unter Verwendung von Zn-Mg-Legierungen sind z.B. in den offengelegten japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 56-96036, 56-123359, 56-152953 und 56-152956 offenbart. Beim Schmelztauchbeschichten mit einer Zn-Mg-Legierung tritt jedoch das folgende Problem auf. Da Mg einen Schmelzpunkt von 650ºC besitzt, der viel höher als der von Zn mit 419ºC ist, kann Mg dem Zn-Beschichtungsbad nur in einer sehr kleinen Menge zugegeben werden, z.B. weniger als 1 Gew.-%. Zusätzlich beeinflußt die hohe Temperatur des Beschichtungsbades die Eigenschaften des zu beschichtenden Stahlblechs nachteilig, woraus sich Probleme wie z.B. eine Beeinträchtigung der Verarbeitbarkeit des Stahlblechs ergeben.
  • Durch physikalisches Aufdampfen mit Zn-Mg-Legierungen beschichtete Produkte sind in den offengelegten japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 64-17851, 64-17852 und 64-17853 beschrieben. Das physikalische Aufdampfen erfordert jedoch eine Wärmequelle mit großer Ausgangsleistung, um Mg und Zn zu verdampfen, wodurch die Kosten der Ausrüstung zur Herstellung unerwünscht erhöht werden. Zusätzlich führt dieses Beschichtungsverfahren zu keiner hohen Überzugshaftung, und führt zu keiner einwandfreien gleichmäßigen Überzugsschicht.
  • Das Galvanisieren mit einer Zn-Mg-Legierung ist ebenfalls schwierig durchzuführen, wenn eine gewöhnliche wäßrige Lösung verwendet wird, bedingt durch die große elektrochemische Potentialdifferenz zwischen Zn und Mg. Obwohl ein Fluorid-enthaltendes Beschichtungsbad in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 58-144492 beschrieben ist, kann dieses Beschichtungsbad nicht mehr als 1 Gew.-% Mg enthalten.
  • Daher ist es bis jetzt unmöglich gewesen, ein mit einer Zn-Mg-Legierung beschichtetes Stahlblech zu erhalten, das sowohl bezüglich der Überzugshaftung als auch der Korrosionsbeständigkeit hervorragend ist.
    • Aufgaben der Erfindung
  • Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer Zn-Mg-Legierung beschichteten Stahlblechs zur Verfügung zu stellen, das sowohl bezüglich der Überzugshaftung als auch der Korrosionsbeständigkeit hervorragend ist.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, solch ein Stahlblech zur Verfügung zu stellen.
  • Daher wird entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer Zn-Mg-Legierung beschichteten Stahlblechs, das sowohl bezüglich der Überzugshaftung als auch der Korrosionsbeständigkeit hervorragend ist, bereitgestellt, umfassend den Schritt des Galvanisierens wenigstens einer Oberfläche des Stahlblechs unter Verwendung eines Beschichtungsbades aus einer Salzschmelze bei ungefähr 350 bis 500ºC und enthaltend ein Chlorid von Zn, ein Chlorid von Mg und ein, zwei oder mehr Chlorid(e) von Na, K und Li, mit einer Beschichtungsstromdichte im Bereich zwischen ungefähr 20 und 350 A/dm².
  • Entsprechend einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein mit einer Zn-Mg-Legierung beschichtetes Stahlblech, das sowohl bezüglich der Überzugshaftung als auch der Korrosionsbeständigkeit hervorragend ist, bereitgestellt, umfassend eine Überzugsschicht, gebildet auf wenigstens einer Oberfläche davon, in einer Menge von ungefähr 10 bis 60 g/m², wobei die Überzugsschicht ungefähr 1 bis 35 Gew.-% Mg, einen mittleren Wert von ungefähr 0,5 bis 25 Gew.-% Fe und den Rest im wesentlichen Zn und zufällige Einschlüsse enthält.
  • Daher ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung durch die Verwendung einer Salzschmelze gekennzeichnet. Andererseits ist das mit einer Zn-Mg-Legierung beschichtete Stahlblech der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß Fe zusätzlich zu dem Mg in der Überzugsschicht vorliegt, wodurch die Überzugshaftung verbessert wird.
  • Die obengenannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich.
    • Genaue Beschreibung der Erfindung
  • Die Überzugsschicht auf der Basis einer Zn-Mg-Legierung der vorliegenden Ertindung wird bevorzugt durch Galvanisieren mit einem Beschichtungsbad aus einer Salzschmelze gebildet.
  • Damit die Überzugsschicht auf der Basis einer Zn-Mg-Legierung einen merklichen Effekt zur Verhinderung von Rost auf dem beschichteten Stahlblech hervorruft, sollte der Mg-Gehalt in der Legierung größer als ein bestimmter unterer Grenzwert sein. Aufgrund dieser Erkenntnis haben die Erfinder es für möglich gehalten, daß der Ausgangspunkt zur Herstellung eines mit einer Zn-Mg-Legierung beschichteten Stahlblechs mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit die Entwicklung eines Beschichtungsverfahrens ist, mit dem der Mg-Gehalt in der Überzugsschicht maximiert werden kann. Als Ergebnis einer intensiven Studie wurde gefunden, daß diese Anforderung am besten erfüllt werden kann, indem man mit einem Beschichtungsbad galvanisiert, das aus einer Salzschmelze gebildet wird. Wenn eine gewöhnliche wäßrige Lösung verwendet wird, kann die Legierung nur eine Spurenmenge an Mg enthalten, einerseits wegen dem großen Unterschied der Potentiale von Mg und Zn, und andererseits, weil das Potential von Mg extrem basisch (basic) ist. Wenn dagegen eine Salzschmelze als Beschichtungsbad verwendet wird, kann die Menge an Mg in dem Beschichtungsbad erhöht werden, entsprechend der Zunahme der Menge an Mg-Ionen in dem Bad. Zusätzlich ermöglicht ein Beschichtungsbad, das aus einer Salzschmelze gebildet wird, eine höhere elektrische Stromdichte und damit eine höhere Produktivität.
  • Das Galvanisieren mit einer Salzschmelze ermöglicht ebenfalls die Steuerung des Mg-Gehaltes in der Überzugsschicht. Zusätzlich bildet dieses Beschichtungsverfahren einen von der Schichtdicke abhängigen Anstieg/Abfall des Gehaltes an Fe, welches von der Oberfläche des Stahlblechs diffundiert, so daß der Fe-Gehalt progressiv in Richtung der Oberfläche der Überzugsschicht abnimmt, welche dem Stahlblech entgegengesetzt ist. Daher ist das beschichtete Stahlblech, das entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, sowohl bezüglich der Überzugshaftung als auch der Korrosionsbeständigkeit hervorragend.
  • Als Salzschme1ze kann ein Gemisch aus Fluorid oder Nitrat verwendet werden. Die Erfinder haben jedoch gefunden, daß ein Bad auf Chloridbasis am geeignetsten verwendet wird, da solch ein Bad ein Beschichten bei einer vergleichsweisen niedrigen Temperatur ermöglicht, und da eine geringe Gefahr der Explosion und Korrosion besteht. Die Salzschmelze, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, enthält ein, zwei oder mehr Chlorid(e) von Na, K und Li. Die Chloride von Zn und Mg dienen jeweils als Lieferanten für die Zn- und Mg-Ionen, während die Chloride von Na, K und Li dazu dienen, die Leitfähigkeit zu erhöhen oder den Schmelzpunkt herabzusetzen. Die Gehalte der Chloride in dem Beschichtungsbad werden geeigneterweise entsprechend dem Mg-Gehalt bestimmt, der erhalten werden soll, und sind daher nicht beschränkt.
  • Die Galvanisiertemperatur liegt bevorzugt im Bereich von etwa 350 bis 500ºC. Das Galvanisieren kann nicht zufriedenstellend bei einer Badtemperatur durchgeführt werden, die unterhalb von etwa 350ºC liegt, da bei solch einer niedrigen Temperatur das Beschichtungsbad beginnt, sich zu verfestigen. Eine Galvanisiertemperatur oberhalb etwa 500ºC ist ebenfalls nicht bevorzugt, da solch eine hohe Temperatur nicht nur dazu führt, daß das Beschichtungsbad anfängt zu rauchen, sondern auch zu einer erhöhten Diffusion des Fe führt, wodurch der Fe-Gehalt auf einen Wert erhöht wird, der etwa 25 Gew.-% übersteigt, was zu einer Verschlechterung der Eigenschaften des Stahlblechs führt.
  • Die elektrische Stromdichte beim Galvanisieren liegt bevorzugt im Bereich von etwa 20 bis 350 A/dm². Es ist unmöglich, eine zufriedenstellende Überzugsschicht zu bilden, wenn die Stromdichte unterhalb etwa 20 A/din2 liegt. Andererseits erfordert eine Stromdichte beim Galvanisieren, die etwa 350 A/dm² übersteigt, eine übermäßig hohe Spannung. Zusätzlich wird die Badtemperatur durch die durch den elektrischen Widerstand des Stahlblechs entwickelte Wärme unerwünscht erhöht, wenn solch eine hohe Stromdichte angewandt wird. Wenn das Beschichten unter den oben beschriebenen Bedingungen durchgeführt wird, diffundiert Fe aus dem Stahlblech, so daß der mittlere Wert des Fe-Gehaltes in der Überzugsschicht innerhalb des Bereiches von etwa 0,5 bis 25 Gew.-% gesteuert werden kann. Zusätzlich ist es möglich, solch einen Anstieg/Abfall des Fe-Gehaltes zu erhalten, daß der Fe-Gehalt an der Trennfläche zwischen der Überzugsschicht und dem Stahlblech am größten ist und progressiv in Richtung der Oberfläche der Überzugsschicht abnimmt, welche dem Stahlblech entgegengesetzt ist, so daß er an dieser Oberfläche Null ist.
  • Ein mit einer Zn-Mg-Legierung beschichtetes Stahlblech entsprechend der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
  • Die Überzugslegierung, die in der Erfindung verwendet wird, besitzt bevorzugt einen Mg-Gehalt im Bereich von etwa 1 bis 35 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von etwa 5 bis 35 Gew.-%. Jeder Mg-Gehalt unterhalb etwa 1 Gew.-% kann keinen merklichen Effekt bezüglich der Verhinderung der Korrosion hervorrufen, so daß die Überzugsschicht nur solch einen geringen Grad an Korrosionsbeständigkeit verleihen kann, wie er mit einer gewöhnlichen Zn-Überzugsschicht erhalten wird. Ein merklicher Ef fekt bezüglich der Verhinderung der Korrosion wird erzielt, wenn der Mg-Gehalt etwa 1 Gew.-% übersteigt, bevorzugt, wenn der Mg-Gehalt etwa 5 Gew.-% oder mehr beträgt. Andererseits kann der Ef fekt bezüglich der Verhinderung der Korrosion nicht weiter gesteigert werden, wenn der Mg-Gehalt etwa 35 Gew.-% übersteigt. Ein Mg-Zusatz von mehr als etwa 35 Gew.-% ist nicht zu empfehlen, nicht nur vom Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit aus betrachtet, sondern auch, weil die Zugabe solch einer großen Menge an Mg die Überzugsschicht brüchig macht, wodurch die Tendenz der Überzugsschicht zur Rißbildung zunimmt, was zu einer verringerten Korrosionsbeständigkeit führt.
  • Als einer der Gründe für die hervorragende Korrosionsbeständigkeit, die durch die Zn-Mg-Legierung verliehen wird, wird die Tatsache angenommen, daß Mg dazu dient, die Bildung von ZnO zu unterdrücken, welches keinen Effekt bezüglich der Verhinderung der Korrosion besitzt, und die Bildung von Zn(OH)&sub2; und ZnCO&sub3; zu fördern, welche bezüglich der Verhinderung der Korrosion wirksam sind.
  • Die Überzugslegierung, die in dieser Erfindung verwendet wird, enthält einen mittleren Wert von etwa 0,5 bis 25 Gew.-% an Fe. Die Anwesenheit von Fe in der Überzugsschicht verbessert die Haftung oder Affinität zwischen der Überzugsschicht und dem Stahlblech. Um eine merkliche Verbesserung der Überzugshaftung zu erreichen sollte der mittlere Fe-Gehalt nicht unter etwa 0,5 Gew.-% liegen. Andererseits macht ein mittlerer Wert an Fe von mehr als etwa 25 Gew.-% die Überzugsschicht brüchig, was dazu führt, daß die Überzugshaftung bedeutend verschlechtert wird. Die Gegenwart von Fe im Oberf lächenbereich der Überzugsschicht fördert die Bildung von rotem Rost. Es ist deshalb bevorzugt, daß die Überzugsschicht in ihrem Oberflächenbereich im wesentlichen kein Fe enthält. Eine bessere Überzugshaftung und eine bessere Korrosionsbeständigkeit werden erreicht, wenn der Fe-Gehalt solch einen von der Schichtdicke abhängigen Anstieg/Abfall zeigt, daß er am größten an der Trennf läche zwischen der Überzugsschicht und dem Stahlblech ist und progressiv in Richtung der Oberfläche abnimmt, welche dem Stahlblech entgegengesetzt ist.
  • Das Überzugsgewicht auf dem beschichteten Stahlblech der vorliegenden Erfindung beträgt bevorzugt etwa 10 bis 60 g/m². Eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit kann nicht erreicht werden, wenn das Überzugsgewicht weniger als etwa 10 g/m² beträgt. Gewöhnlich steigt mit dem Überzugsgewicht auch die Korrosionsbeständigkeit an. Das Überzugsgewicht sollte jedoch etwa 60 g/m² nicht überschreiten, da solch ein hohes Überzugsgewicht die Kosten für das Produkt mit der geforderten Korrosionsbeständigkeit erhöht, und weil die Schweißbarkeit und Verarbeitbarkeit beeinträchtigt werden.
  • Das Stahlblech entsprechend der vorliegenden Erfindung besitzt selbst eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit. Um jedoch eine höhere Korrosionsbeständigkeit zu erreichen kann die obengenannte Überzugsschicht mit einer Chromatschicht beschichtet werden. Solch eine Chromatschicht schützt das beschichtete Stahlblech vor einer korrosiven Umgebung und verbessert auf diese Weise die Korrosionsbeständigkeit. Die Menge an Chrom in dem Chromat auf der Überzugsschicht beträgt bevorzugt etwa 200 mg/m² oder weniger. Obwohl die Korrosionsbeständigkeit mit einer zunehmenden Menge an verwendetem Chromat erhöht werden kann, ist eine Chrommenge von mehr als etwa 200 mg/m² in dem Chromat nicht bevorzugt, da der Effekt bezüglich der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit nicht erhöht werden kann, dies unwirtschaftlich ist, und weil die Farbe der Überzugsschicht unerwünschterweise nach Gelb umschlägt. Die Chromatschicht kann entsprechend jedem geeigneten bekannten Verfahren gebildet werden, wie z.B. durch Auftragen einer Chromatlösung oder durch ein elektrolytisches Verfahren.
  • Um die Korrosionsbeständigkeit noch weiter zu verbessern kann das beschichtete Stahlblech der vorliegenden Erfindung eine organische Beschichtung aufweisen, die auf der Chromatschicht gebildet wird, und die eine Dicke von nicht mehr als etwa 2 um besitzt, und die nicht mehr als etwa 50 Gew.-% eines Siliciumdioxidsols enthält. Diese Beschichtung mit einer Dicke von nicht mehr als etwa 2 um ist im allgemeinen porös, so daß sie nicht als Schutzschicht gegen korrosive Materialien wirkt, sondern deswegen korrosionsverhindernd wirkt, weil sie korrosive Materialien zurückhält. Eine größere Dicke dieser organischen Beschichtung führt natürlich zu einer höheren Korrosionsbeständigkeit, aber die Schweißbarkeit wird unerwünscht beeinträchtigt, wenn die Dicke dieser Schicht etwa 2 um übersteigt.
  • Das Siliciumdioxidsol hält die korrosiven Produkte zuverlässig zurück und trägt auf diese Weise zur Verhinderung der Korrosion bei. Ein Gehalt an Siliciumdioxidsol von mehr als etwa 50 Gew.-% ist jedoch nicht bevorzugt, da dies die Schweißbarkeit des Stahlblechs beeinträchtigt. Die organische Beschichtung kann durch Auftragen mit einem Walzenbeschichter gebildet werden, gefolgt von Trocknen mit heißer Luft, obwohl andere geeignete Verfahren ebenfalls angewandt werden können.
  • Die Chromatschicht und die organische Beschichtung sind nicht unbedingt erforderlich und können wahlweise entsprechend dem Verwendungszweck des Stahlblechproduktes verwendet werden.
    • Beispiele
  • Im folgenden werden einige Beispiele des mit einer Zn-Mg-Legierung beschichteten Stahlblechs der vorliegenden Erfindung beschrieben, im Vergleich mit einigen Vergleichsbeispielen. Stahlblechproben wurden gewöhnlichen Verfahrensschritten unterworfen, wie z.B. Entfetten, Dekapieren und Trocknen in einer nichtoxidierenden Atmosphäre. Die Stahlblechproben wurden dann auf die Galvanisiertemperatur vorgeheizt und mit einer Zn-Mg-Legierung beschichtet, wobei verschiedene Salz schmelzen A bis E verwendet wurden, die unterhalb gezeigt sind. Einige der auf diese Weise beschichteten Stahlbleche wurden weiterhin chromatbehandelt, mit oder ohne nachträglichem Auftragen des organischen Überzugsmaterials.
    • Beschichtungsbad A
  • ZnCl&sub2; 63,00 Mol%
  • MgCl&sub2; 5,00 Mol%
  • NaCl 30,00 Mol%
  • KCl 2,00 Mol%
    • Beschichtungsbad B
  • ZnCl&sub2; 61,00 Mol%
  • MgCl&sub2; 9,00 Mol%
  • NaCl 26,00 Mol%
  • KCl 4,00 Mol%
    • Beschichtungsbad c
  • ZnCl&sub2; 60,40 Mol%
  • MgCl&sub2; 4,60 Mol%
  • NaCl 28,60 Mol%
  • KCl 1,80 Mol%
  • LiCl 4,60 Mol%
    • Beschichtungsbad D
  • ZnCl&sub2; 55,30 Mol%
  • MgCl&sub2; 16,80 Mol%
  • NaCl 26,20 Mol%
  • KCl 1,70 Mol%
    • Beschichtungsbad E
  • ZnCl&sub2; 66,35 Mol%
  • MgCl&sub2; 0,25 Mol%
  • NaCl 31,40 Mol%
  • KCl 2,00 Mol%
    • Chromatbehandlung
  • Eine Chromatflüssigkeit 4513H, hergestellt von Nippon Parkerizing Kabushiki Kaisha, wurde mit Hilfe eines Umkehrwalzenbeschichters aufgetragen, gefolgt von 20 Sekunden langern Trocknen bei 110ºC.
    • Auftragen des organischen Überzugsmaterials
  • Eine Beschichtungslösung wurde durch Mischen eines organischen Harzes vom Epoxy/Urethan-Typ und Siliciumdioxidsol hergestellt und mit Hilfe eines Umkehrwalzenbeschichters aufgetragen, gefolgt von 30 Sekunden langem Trocknen bei 150ºC.
    • Bewertung der Überzugshaftung
  • Die beschichteten Stahlbleche wurden um 180º gebogen und mit einem Testverfahren mittels eines Klebestreifens getestet. Die Überzugshaftung wurde anhand der Menge des abgelösten Überzugsmaterials bewertet.
    • Bewertungskriterien
  • : kein Ablösen der Schicht
  • : leichtes Ablösen der Schicht
  • X: umfangreiches Ablösen der Schicht
    • Bewertung der Korrosionsbeständigkeit
  • Die Proben wurden einem Salzsprühtest unterworfen, um die Zeit bis zum Auftreten von rotem Rost zu bestimmen.
  • Die Bewertungsergebnisse der Leistungsfähigkeit der beschichteten Stahlblechproben sind in Tabelle 1 gezeigt. Wie aus dieser Tabelle ersichtlich ist, sind die mit einer Zn-Mg-Legierung beschichteten Stahlbleche, die entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, sowohl bezügiich der Überzugshaftung als auch der Korrosionsbeständigkeit hervorragend. Tabelle 1 organische Beschichtung Proben Vorheiztemperatur (ºC) Typ des Beschichtungsbades Badtemperatur (ºC) Stromdichte (A/dm²) Überzugsgewicht (g/m²) Mg-Gealt (Gew.-%) mittlerer Wert des Gehalts an Fe ( Gew.-%) Few-Gehalt an der Oberfläche (Gew.-%) Chromatmenge (Cr mg/m²) Menge (um) Siliciumdioxidsolgehalt (Gew.-%) Überzugshaftung Zeit bis zum Auftreten von rotem Rost (Std.) Beispiel gebildet durch Vakuumaufdampfen * Die Unterstreichungen weisen auf Bedingungen hn, die nicht von den Ansprüchen umfaßt sind.
  • Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich ist, besitzen die mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten mit einer Zn-Mg-Legierung beschichteten Stahlbleche eine hervorragende Überzugshaftung sowie eine hohe Korrosionsbeständigkeit, aufgrund der Gegenwart einer ausreichend großen Menge an Mg und einer mäßigen Menge an Fe in der Überzugsschicht.
  • Es ist ebenfalls ersichtlich, daß der Mg-Gehalt in der Überzugsschicht leicht gesteuert werden kann, da das Galvarisieren in einem Bad aus einer Salzschmelze durchgeführt wird. Dieses Beschichtungsverfahren ermöglicht ebenfalls, daß das Fe aus dem Stahlblech diffundiert werden kann, woraus sich solch ein Anstieg/Abfall des Fe-Gehaltes entwickelt, daß der Fe-Gehalt progressiv in Richtung der Oberfläche der Überzugsschicht abnimmt, die dem Stahlblech entgegengesetzt ist, wodurch eine merkliche Verbesserung der Überzugshaftung und der Korrosionsbeständigkeit der beschichteten Stahlbleche und der Produkte erreicht wird. Eine weitere Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit wird durch Auftragen einer Chromatschicht auf der Überzugsschicht möglich. Eine noch weitere Verbesserung wird ermöglicht, indem eine organische Überzugsschicht, welche ein Siliciumdioxidsol enthält, auf der Chromatschicht gebildet wird.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung eines mit einer Zn-Mg-Legierung beschichteten Stahlblechs, das sowohl bezüglich der Überzugshaftung als auch der Korrosionsbeständigkeit hervorragend ist, umfassend den Schritt des Galvanisierens wenigstens einer Oberfläche eines Stahlblechs unter Verwendung eines Beschichtungsbades aus einer Salzschmelze bei ungefähr 350 bis 500 ºC und enthaltend ein Chlorid von Zn, ein Chlorid von Mg und ein, zwei oder mehr Chlorid(e) der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Na, K und Li, mit einer Beschichtungsstromdichte im Bereich zwischen ungefähr 20 und 350 A/dm²; wobei der Galvanisierungsschritt gesteuert wird, um eine Überzugsschicht von ungefähr 10 bis 60 g/m² zu erzeugen, die 1 bis 35 Gew.-% Mg, einen mittleren Wert von ungefähr 0,5 bis 25 Gew.-% Fe und den Rest im wesentlichen Zn und zufällige Einschlüsse enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Galvanisierungsschritt gesteuert wird, um eine Überzugsschicht mit einem Fe-Gehalt zu erzeugen, welcher an der Trennfläche zum Blech am größten ist und progressiv in Richtung der Oberfläche der Überzugsschicht abnimmt.
3. Zn-Mg-legierungsbeschichtetes Stahlblech, das sowohl bezüglich der Überzugshaftung als auch der Korrosionsbeständigkeit hervorragend ist, umfassend ein Stahlblech mit einer Überzugsschicht, gebildet auf wenigstens einer Oberfläche dieses Stahlblechs in einer Menge von ungefähr 10 bis 60 g/m² und durch Galvanisieren in einem Bad aus einer Salzschmelze, wobei die Überzugsschicht ungefähr 1 bis 35 Gew.-% Mg, einen mittleren Wert von ungefähr 0,5 bis 25 Gew.-% Fe und den Rest im wesentlichen Zn und zufällige Einschlüsse enthält.
4. Zn-Mg-legierungsbeschichtetes Stahlblech nach Anspruch 3, wobei der Fe-Gehalt in dieser Überzugsschicht an der Trennfläche zwischen der Überzugsschicht und diesem Stahlblech am größten ist und progressiv in Richtung der Oberfläche der Überzugsschicht abnimmt, welche dem Stahlblech entgegengesetzt ist, und wobei der Fe-Gehalt an dieser Oberfläche im wesentlichen Null ist.
5. Zn-Mg-legierungsbeschichtetes Stahlblech nach einem der Ansprüche 3 oder 4, des weiteren umfassend eine Chromatschicht, gebildet auf dieser Überzugsschicht, und wobei die Menge der Abscheidung an Chrom bis zu, jedoch nicht mehr als ungefähr 200 mg/m² beträgt.
6. Zn-Mg-legierungsbeschichtetes Stahlblech nach Anspruch 5, des weiteren umfassend eine organische Beschichtung, gebildet auf dieser Chromatbehandlungsschicht, wobei die organische Beschichtung eine Dicke aufweist, die bis zu, jedoch nicht mehr als 2 um beträgt, und wobei die Beschichtung bis zu, jedoch nicht mehr als ungefähr 50 Gew.-% eines Siliciumdioxidsols enthält.
DE69011461T 1989-10-23 1990-10-22 Verfahren zur Herstellung eines Stahlbleches, das beschichtet ist mit Haftung einer Zn-Mg-Legierung, die sowohl einen höheren Plattierungs- als einen höheren Korrosionswiderstand aufweist, und damit plattiertes Stahlblech. Expired - Fee Related DE69011461T2 (de)

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