DE69129180T2 - Flux for use in a dry process for flux treatment of a coating of molten metal and process for the production of steel coated with molten metal. - Google Patents

Flux for use in a dry process for flux treatment of a coating of molten metal and process for the production of steel coated with molten metal.

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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/30Fluxes or coverings on molten baths

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Description

Die Erfindung betrifft ein wasserlösliches Flußmittel, das zur Behandlung von Eisen oder Stahl verwendet wird, die mit geschmolzenem Zink, einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, die außerdem andere Elemente enthält, oder geschmolzenem Aluminium beschichtet werden sollen.The invention relates to a water-soluble flux used for treating iron or steel to be coated with molten zinc, a molten alloy of zinc and aluminum, a molten alloy of zinc and aluminum also containing other elements, or molten aluminum.

Baumaterialien und Konstruktionen aus Eisen oder Stahl, einschließlich Gittermasten und Brücken, werden zum Schutz gegen Korrosion mit geschmolzenem Zink beschichtet. Das zu beschichtende Material wird einer Vorbehandlung nach einem Verfahren unterworfen, das die Schritte Entfetten, Spülen mit Wasser, Beizen, Spülen mit Wasser und Flußmittelbehandlung aufweist. Die Flußmittelbehandlung des zu beschichtenden Stahls wird gewöhnlich nach einem Trockenverfahren mit Eintauchen in eine wäßrige Flußmittellösung und Trocknen ausgeführt; allerdings gibt es auch ein Naßverfahren.Iron or steel building materials and structures, including lattice towers and bridges, are coated with molten zinc to protect them against corrosion. The material to be coated is subjected to pretreatment by a process that includes the steps of degreasing, rinsing with water, pickling, rinsing with water and fluxing. Fluxing of the steel to be coated is usually carried out by a dry process involving immersion in an aqueous flux solution and drying; however, a wet process also exists.

Bisher wurde als Flußmittel gewöhnlich eine wäßrige Lösung verwendet, die Zinkchlorid und Ammoniumchlorid oder nur Ammoniumchlorid enthielt, wie in der Offenlegungsschrift JP-A-136 759/1983 offenbart. Ammoniumchlorid wird bei einer Galvanisierungstemperatur zu Chlorwasserstoff und Ammoniak zersetzt, und das Ammoniak verbindet sich mit Zinkchlorid zu Zinkmonoaminchlorid. Der Chlorwasserstoff und das Zinkmonoaminchlorid sind so aggressiv, daß sie von der Oberfläche des zu beschichtenden Stahls den Rost, der sich auf der Stahloberfläche nach deren Flußmittelbehandlung gebildet hat, und das Zinkchlorid entfernen, das der zu beschichtende Stahl von der Oberfläche eines Zinkbades angezogen hat, als er darin eingetaucht wurde. Sie tragen folglich zur Verbesserung der Benetzung der gereinigten Stahloberfläche mit geschmolzenem Zink bei, um die Ausbildung eines guten Zinküberzugs auf der Stahloberfläche zu ermöglichen.Hitherto, the flux used has usually been an aqueous solution containing zinc chloride and ammonium chloride or only ammonium chloride, as disclosed in JP-A-136 759/1983. Ammonium chloride is decomposed to hydrogen chloride and ammonia at a galvanizing temperature, and the ammonia combines with zinc chloride to form zinc monoamine chloride. The hydrogen chloride and zinc monoamine chloride are so aggressive that they remove from the surface of the steel to be coated the rust that has formed on the steel surface after its flux treatment and the zinc chloride that the steel to be coated has attracted from the surface of a zinc bath when it was immersed in it. They therefore contribute to improving the wetting of the cleaned steel surface with molten zinc. to enable the formation of a good zinc coating on the steel surface.

Die jüngste Entwicklung einer ozeanischen oder Küstenregion hat zur Notwendigkeit der Konstruktion oder Installation von Straßenanlagen, Leitungsbaugruppen und Bauwerken in einer stark korrodierenden Umgebung geführt. Es sind daher verschiedene Versuche unternommen worden, diese Anlagen oder Konstruktionen durch Verzinken oder Aufbringen einer dicken Farbschicht zu schützen, aber keiner dieser Versuche war befriedigend. Das Problem des sauren Regens hat die Notwendigkeit eines wirksamen Rostschutzes von Stahlkonstruktionen verstärkt. In einem Schneegebiet tritt ein anderes Problem auf. Ein Schneeschmelzmittel, wie z. B. Calciumchlorid, verursacht die Korrosion von Stahl. Es bestehen strenge Richtlinien, die den Schutz von Stahlblechen für Kraftfahrzeuge gegen Korrosion durch ein Schneeschmelzmittel verlangen, wie in der Entscheidung eines kanadischen Gerichts dargelegt.The recent development of an oceanic or coastal region has led to the need to construct or install road facilities, pipe assemblies and structures in a highly corrosive environment. Various attempts have therefore been made to protect these facilities or structures by galvanizing or applying a thick layer of paint, but none of these attempts have been satisfactory. The problem of acid rain has increased the need for effective rust protection of steel structures. In a snowy area, another problem arises. A snow-melting agent, such as calcium chloride, causes corrosion of steel. There are strict guidelines requiring the protection of steel panels for motor vehicles against corrosion by a snow-melting agent, as set out in the decision of a Canadian court.

Daher sind sehr viele Forschungsarbeiten durchgeführt worden, um durch Elektroplattieren oder Beschichten mit geschmolzenem Metall eine Beschichtung zu erhalten, die eine höhere Korrsionsbeständigkeit liefert. Unter anderem hat eine geschmolzene Legierung aus Zink und Aluminium Aufmerksamkeit erregt, da sie eine Beschichtung bilden kann, die eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit verleiht und bereits in gewissem Umfang zum Beschichten von Stahlblechen verwendet wird. Sie wird in einem kontinuierlichen Beschichtungsverfahren verwendet, das in einer nichtoxidierenden Atmosphäre ausgeführt wird.Therefore, a great deal of research has been carried out to obtain a coating that provides higher corrosion resistance by electroplating or coating with molten metal. Among others, a molten alloy of zinc and aluminum has attracted attention because it can form a coating that provides very high corrosion resistance and is already used to some extent for coating steel sheets. It is used in a continuous coating process that is carried out in a non-oxidizing atmosphere.

Außerdem ist ein zweistufiges Beschichtungsverfahren bekannt, das zum Beschichten von kleinen Teilen, wie z. B. von Stahldraht und Leitungsbaugruppen, in atmosphärischer Umgebung angewandt wird. Dieses Verfahren weist das Beschichten von Metall mit geschmolzenem Zink und ein sofortiges nochmaliges Beschichten mit einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Alu minium auf, um einen Überzug aus der Legierung zu bilden. Das Verfahren hat jedoch eine Reihe von Nachteilen, zu denen die Notwendigkeit zur Installation eines Bades der geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, die resultierende Erhöhung des Platzbedarfs für die Anlage und der Instandhaltungskosten sowie die durch den wiederholten Beschichtungsvorgang verlängerte Bearbeitungszeit gehören.In addition, a two-stage coating process is known which is used for coating small parts such as steel wire and pipe assemblies in an atmospheric environment. This process comprises coating metal with molten zinc and immediately re-coating it with a molten alloy of zinc and aluminium to form a coating of the alloy. However, the process has a number of disadvantages which include the need to install a bath of the molten alloy of zinc and aluminium, the resulting increase the space required for the system and maintenance costs as well as the extended processing time due to the repeated coating process.

Es ist kaum ein Fall bekannt, wo ein einstufiges Beschichtungsverfahren mit Verwendung von geschmolzenem Zink und Aluminium in atmosphärischer Umgebung ausgeführt wurde, obwohl die Feuerverzinkung stets in einer solchen Umgebung ausgeführt wird. Dies bedeutet, daß es bei Ausführung des Verfahrens in atmosphärischer Umgebung unmöglich war, eine zufriedenstellende Beschichtung mit einer Legierung aus Zink und Aluminium zu erhalten, selbst wenn das in der Offenlegungsschrift JP-A- 136 759/1983 offenbarte Flußmittel verwendet wurde.There is hardly any known case where a one-step coating process using molten zinc and aluminum was carried out in an atmospheric environment, although hot-dip galvanizing is always carried out in such an environment. This means that when the process was carried out in an atmospheric environment, it was impossible to obtain a satisfactory coating with an alloy of zinc and aluminum even when the flux disclosed in JP-A-136 759/1983 was used.

Die Unfähigkeit jedes einstufigen Verfahrens zur Ausbildung einer zufriedenstellenden Beschichtung aus einer ge schmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium in atmosphärischer Umgebung ist auf die selektive Oxidation von Aluminium, die in der Oberfläche des Zinkbades auftritt und jeden befriedigenden Kontakt zwischen dem zu beschichtenden Stahl und den Bestandteilen des Bades verhindert, sowie auf die Tatsache zurückzuführen, daß das Zinkchlorid und das Ammoniumchlorid, die bei der gewöhnlichen Beschichtung mittels Feuerverzinken verwendet werden, den folgenden Reaktionen unterliegen:The inability of any one-step process to form a satisfactory coating from a molten alloy of zinc and aluminium in an atmospheric environment is due to the selective oxidation of aluminium which occurs in the surface of the zinc bath and prevents any satisfactory contact between the steel to be coated and the components of the bath, and to the fact that the zinc chloride and ammonium chloride used in ordinary hot-dip galvanising are subject to the following reactions:

3ZnCl&sub2; + 2Al T 3Zn + 2AlCl&sub3; 6NH&sub4;Cl + 2Al T 2AlCl&sub3; + 6NH&sub4; + 3H&sub2;3ZnCl&sub2; + 2Al T 3Zn + 2AlCl3 6NH4 Cl + 2Al T 2AlCl3 + 6NH4 + 3H2

Diese Reaktionen vermindern die Wirkung des Flußmittels und führen zu einer unbefriedigenden Beschichtung mit blanken Flecken, Rauhigkeit und Klumpigkeit.These reactions reduce the effectiveness of the flux and lead to an unsatisfactory coating with bare spots, roughness and lumpiness.

Es ist zwar bekannt, daß die Verwendung eines Zinkbades, das eine hohe Aluminiumkonzentration enthält, eine Beschichtung mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit liefert, aber das Fehlen eines geeigneten Flußmittels hat es schwierig gemacht, eine befriedigende Beschichtung im großtechnischen Maßstab auszubilden.Although it is known that the use of a zinc bath containing a high concentration of aluminum provides a coating with improved corrosion resistance, the lack of a suitable flux has made it difficult to form a satisfactory coating on a commercial scale.

Die LU-A-75 821 bezieht sich auf eine Flußmittelzusammensetzung zum Gebrauch bei der Beschichtung in einem Bad aus geschmolzenem Zink, wobei die Flußmittelzusammensetzung als unentbehrliche Bestandteile Zinkchlorid, Natriumchlorid und Magnesiumchlorid enthält. In der LU-A-75 821 wird ferner empfohlen, Hexamethylentetramin oder Tetradecylamin der Flußmittelzusammensetzung als Korrosionsschutzmittel zuzusetzen.The LU-A-75 821 relates to a flux composition for use in coating in a bath of molten zinc, the flux composition containing zinc chloride, sodium chloride and magnesium chloride as essential components. LU-A-75 821 also recommends adding hexamethylenetetramine or tetradecylamine to the flux composition as a corrosion inhibitor.

Die WO-A-87 05 337 offenbart eine fluoridfreie Flußmittelzusammensetzung zum Feuerverzinken in aluminiumhaltigen Zinkbädern. Die Flußmittelzusammensetzung enthält Ammoniumchlorid als wesentlichen Bestandteil, und ferner wird empfohlen, der Flußmittelzusammensetzung Hexamethylentetramin oder Tetradecylamin beizufügen.WO-A-87 05 337 discloses a fluoride-free flux composition for hot-dip galvanizing in aluminum-containing zinc baths. The flux composition contains ammonium chloride as an essential ingredient and it is further recommended to add hexamethylenetetramine or tetradecylamine to the flux composition.

Die US-A-3 030 241 bezieht sich auf eine Flußmittelzusammensetzung und -behandlung zum Verzinken. Die Flußmittelzusammensetzung weist Zinkchlorid, Salmiak, ein esterartiges, nichtionisches oberflächenaktives Mittel und ein quartäres Ammoniumsalz in wäßriger Lösung auf.US-A-3 030 241 relates to a flux composition and treatment for galvanizing. The flux composition comprises zinc chloride, ammonium hydroxide, an ester-type, non-ionic surfactant and a quaternary ammonium salt in aqueous solution.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Flußmittel bereitzustellen, das in einem Trockenverfahren für die Flußmittelbehandlung von Stahl verwendet werden kann, um auf dem Stahl die Ausbildung einer Beschichtung mit guter Oberflächengüte aus geschmolzenem Metall, einschließlich einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, die außerdem andere Elemente enthält, und geschmolzenen Aluminiums, durch ein einstufiges, in atmosphärischer Umgebung ausgeführtes Beschichtungsverfahren zu ermöglichen.An object of the present invention is to provide a flux which can be used in a dry process for fluxing steel to enable the formation of a coating with good surface finish on the steel from molten metal, including a molten alloy of zinc and aluminum, a molten alloy of zinc and aluminum also containing other elements, and molten aluminum, by a one-step coating process carried out in an atmospheric environment.

Diese Aufgabe wird durch ein Flußmittel gemäß den Ansprüchen gelöst.This object is achieved by a flux according to the claims.

Vorzugsweise wird ein quartäres Alkylammoniumsalz mit Alkylgruppen mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen verwendet. Die bevorzugten quartären Alkylammoniumsalze sind Alkyltrimethylammoniumchlorid und Dialkyldimethylammoniumchlorid.Preferably, a quaternary alkylammonium salt having alkyl groups with 7 to 18 carbon atoms is used. The preferred quaternary alkylammonium salts are alkyltrimethylammonium chloride and dialkyldimethylammonium chloride.

Eine wäßrige Flußmittellösung weist vorzugsweise in wäßriger Lösung 10 bis 50 Gew.-% mindestens eines der Bestandteile Zinkchlorid und Zinndichlorid, 1 bis 20 Gew.-% eines Alkalimetallchlorids und/oder eines Erdalkalimetallchlorids und 0,1 bis 30 Gew.-% mindestens eines quartären Alkylammoniumsalzes auf, wobei die Alkylgruppen 1 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten.An aqueous flux solution preferably comprises, in aqueous solution, 10 to 50% by weight of at least one of the constituents zinc chloride and tin dichloride, 1 to 20% by weight of an alkali metal chloride and/or an alkaline earth metal chloride and 0.1 to 30% by weight of at least one quaternary alkylammonium salt where the alkyl groups contain 1 to 18 carbon atoms.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von mit geschmolzenem Metall beschichtetem Stahl einschließlich dessen Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Flußmittel bereitzustellen.A further object of the present invention is to provide a process for producing steel coated with molten metal, including its treatment with the flux according to the invention.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.This object is achieved by a method according to the claims.

Das erfindungsgemäße Flußmittel ist besonders wirksam für die Behandlung des Materials, das mit geschmolzenem Zink, einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, die außerdem andere Elemente enthält, oder mit geschmolzenem Aluminium beschichtet werden soll.The flux of the present invention is particularly effective for treating the material to be coated with molten zinc, a molten alloy of zinc and aluminum, a molten alloy of zinc and aluminum further containing other elements, or with molten aluminum.

Bezüglich der einzelnen Bestandteile des Flußmittels ist zu sagen, daß Zinkchlorid oder Zinndichlorid das Oxid, das als dünne Schicht auf der zu beschichtenden Stahloberfläche zurückbleibt, sowie das Oxid löst, das auf der Oberfläche eines geschmolzenen Bades ein dünne Schicht bildet. Wenn der Anteil des Chlorids in Lösung kleiner als 10 Gew.-% ist, hat das Flußmittel kein befriedigendes Auflösevermögen für die Oxide. Ist sein Anteil größer als 50 Gew.-% in Lösung, dann unterliegt das Flußmittel bei niedriger Temperatur einer Kristallisation und ist außerdem zu dickflüssig für eine einfache Verwendung.Regarding the individual components of the flux, zinc chloride or tin dichloride dissolves the oxide that remains as a thin layer on the steel surface to be coated, as well as the oxide that forms a thin layer on the surface of a molten bath. If the proportion of chloride in solution is less than 10% by weight, the flux does not have a satisfactory dissolving power for the oxides. If its proportion is greater than 50% by weight in solution, the flux is subject to crystallization at low temperatures and is also too viscous for easy use.

Das Alkalimetallchlorid oder Erdalkalimetallchlorid hält das Flußmittel in einer Lösung, die bei einer Beschichtungstemperatur einen geeigneten Viskositätsgrad aufweist. Wenn der Anteil des Salzes in Lösung weniger als 1 Gew.-% beträgt, hat das Flußmittel eine zu niedrige Viskosität, um befriedigend an dem zu beschichtenden Material zu haften. Übersteigt der Anteil in Lösung 20 Gew.-%, dann hat das Flußmittel eine so hohe Viskosität, daß eine unerwünscht große Flußmittelmenge an dem zu beschichtenden Material anhaftet.The alkali metal chloride or alkaline earth metal chloride keeps the flux in a solution that has a suitable degree of viscosity at a coating temperature. If the proportion of the salt in solution is less than 1% by weight, the flux has too low a viscosity to adhere satisfactorily to the material to be coated. If the proportion in solution exceeds 20% by weight, then the flux has such a high viscosity that an undesirably large amount of flux adheres to the material to be coated.

Das aliphatische Stickstoffderivat bildet Blasen an der Oberfläche des in ein Schmelzbad getauchten Stahls und entfernt die Flußmittelrückstände von der Stahloberfläche, um die Benetzung der Stahloberfläche mit dem geschmolzenen Metall zu verbessern. Wenn der Anteil des Derivats in Lösung kleiner als 0,1 Gew.-% ist, zeigt das Flußmittel keine derartige Wirkung. Übersteigt der Anteil in Lösung 30 Gew.-%, dann ist das Flußmittel zu teuer und, was schlimmer ist, hinterläßt blanke Flecken auf dem in ein Schmelzbad getauchten Stahl.The aliphatic nitrogen derivative forms bubbles on the surface of the steel immersed in a molten bath and removes the flux residues from the steel surface to facilitate the wetting of the steel surface with the molten metal. If the proportion of the derivative in solution is less than 0.1 wt.%, the flux has no such effect. If the proportion in solution exceeds 30 wt.%, the flux is too expensive and, what is worse, leaves bright spots on the steel immersed in a molten bath.

Wie oben beschrieben, ist das erfindungsgemäße Flußmittel nicht nur für die Behandlung des Materials geeignet, das mit einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, die außerdem andere Elemente enthält, oder mit geschmolzenem Aluminium beschichtet werden soll, sondern kann auch für das gewöhnliche Feuerverzinken eingesetzt werden.As described above, the flux of the present invention is not only suitable for treating the material to be coated with a molten alloy of zinc and aluminum, a molten alloy of zinc and aluminum further containing other elements, or molten aluminum, but can also be used for ordinary hot-dip galvanizing.

Die Behandlung von Stahl mit dem erfindungsgemäßen Flußmittel nach dem Entfetten, Spülen mit Wasser und Beizen des Stahls ermöglicht die Ausbildung einer guten Beschichtung auf der Stahloberfläche durch ein einstufiges Tauchbeschichtungsverfahren, wobei der zu beschichtende Stahl direkt in eine geschmolzene Legierung aus Zink und Aluminium, eine geschmolzene Legierung aus Zink und Aluminium, die außerdem andere Elemente enthält, oder in geschmolzenes Aluminium getaucht wird. Natürlich kann ein einstufiges Tauchbeschichtungsverfahren bei einer gewöhnlichen Feuerverzinkung verwendet werden.Treating steel with the flux of the invention after degreasing, rinsing with water and pickling the steel enables a good coating to be formed on the steel surface by a one-step dip coating process in which the steel to be coated is dipped directly into a molten alloy of zinc and aluminum, a molten alloy of zinc and aluminum which also contains other elements, or into molten aluminum. Of course, a one-step dip coating process can be used in ordinary hot-dip galvanizing.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.

Fig. 1 ein Phasendiagramm einer Legierung aus Zink und Aluminium; undFig. 1 a phase diagram of an alloy of zinc and aluminium; and

Fig. 2 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Beschichtungsgewicht und einer Beschichtungstemperatur darstellt.Fig. 2 is a diagram showing the relationship between a coating weight and a coating temperature.

Das erfindungsgemäße Flußmittel besteht aus mindestens einem Chlorid, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Zinkchlorid und Zinndichlorid besteht, mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Alkalimetallchlorid und einem Erdalkalimetallchlorid besteht, und mindestens einem quartären Alkylammoniumsalz, in dem die Alkylgruppen 1 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen.The flux according to the invention consists of at least one chloride selected from the group consisting of zinc chloride and tin dichloride, at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal chloride and an alkaline earth metal chloride, and at least one quaternary alkylammonium salt in which the alkyl groups have 1 to 18 carbon atoms.

Das Alkalimetallchlorid kann z. B. Lithium-, Natrium- oder Kaliumchlorid sein. Das Erdalkalimetallchlorid kann z. B. Beryllium-, Magnesium-, Calcium-, Strontium- oder Bariumchlorid sein.The alkali metal chloride can be, for example, lithium, sodium or potassium chloride. The alkaline earth metal chloride can be, for example, beryllium, magnesium, calcium, strontium or barium chloride.

Bevorzugte Beispiele der quartären Alkylammoniumsalze sind Alkyltrimethylammoniumchlorid und Dialkyldimethylammoniumchlorid. Mögliche Beispiele der darin enthaltenen Alkylgruppen sind Octyl, Decyl, Dodecyl, Tetradecyl, Hexadecyl, Octadecyl, Octadecenyl und Octadecadienyl.Preferred examples of the quaternary alkylammonium salts are alkyltrimethylammonium chloride and dialkyldimethylammonium chloride. Possible examples of the alkyl groups contained therein are octyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, octadecyl, octadecenyl and octadecadienyl.

Eine wäßrige Flußmittellösung weist vorzugsweise in Lösung 10 bis 50 Gew.-% Zinkchlorid und/oder Zinndichlorid, 1 bis 20 Gew.-% mindestens eines Alkalimetallchlorids oder Erdalkalimetallchlorids und 0,1 bis 30 Gew.-% mindestens eines quartären Alkylammoniumsalzes auf, dessen Alkylgruppen 1 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten.An aqueous flux solution preferably contains in solution 10 to 50 wt.% zinc chloride and/or tin dichloride, 1 to 20 wt.% of at least one alkali metal chloride or alkaline earth metal chloride and 0.1 to 30 wt.% of at least one quaternary alkylammonium salt whose alkyl groups contain 1 to 18 carbon atoms.

Stärker bevorzugt weist die Flußmittellösung in Lösung 30 bis 40 Gew.-% Zinkchlorid oder Zinndichlorid oder beides, 5 bis 10 Gew.-% mindestens eines Alkalimetallchlorids oder Erdalkalimetallchlorids und 1 bis 10 Gew.-% mindestens eines quartären Alkylammoniumsalzes auf, dessen Alkylgruppen 1 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten. Das Flußmittel enthält vorzugsweise zum Beispiel ZnCl&sub2; und NaCl in einem Molverhältnis von 4:1 und ZnCl&sub2; und CaCl&sub2; in einem Molverhältnis von 3:1, wenn es zur Behandlung des zu beschichtenden Materials in einem Bad mit einer Temperatur von 400ºC bis 600ºC verwendet wird, und ZnCl&sub2; und NaCl in einem Molverhältnis von 3:1 und ZnCl&sub2; und CaCl&sub2; in einem Molverhältnis von 2:1, wenn es zur Behandlung des zu beschichtenden Materials in einem Bad mit einer Temperatur von 600ºC bis 700ºC verwendet wird.More preferably, the flux solution comprises in solution 30 to 40 wt.% zinc chloride or tin dichloride or both, 5 to 10 wt.% of at least one alkali metal chloride or alkaline earth metal chloride, and 1 to 10 wt.% of at least one quaternary alkylammonium salt whose alkyl groups contain 1 to 18 carbon atoms. The flux preferably contains, for example, ZnCl₂ and NaCl in a molar ratio of 4:1 and ZnCl₂ and CaCl₂ in a molar ratio of 3:1 when it is used to treat the material to be coated in a bath at a temperature of 400°C to 600°C, and ZnCl₂ and NaCl in a molar ratio of 3:1 and ZnCl₂ and CaCl₂ in a molar ratio of 2:1 when used to treat the material to be coated in a bath with a temperature of 600ºC to 700ºC.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Vorbehandlung des zu beschichtenden Stahls, Behandlung des Stahls mit dem erfindungsgemäßen Flußmittel, seine Beschichtung mit geschmolzenem Metall durch Eintauchen in ein Bad aus geschmolzenem Metall, und Abkühlen. Das Verfahren ist nicht nur auf große Baustahlteile oder -elemente, wie z. B. für Gittermaste, Brücken und Bauwerke, sondern auch auf verschiedene andere Materialien anwendbar, wie z. B. auf Gußoder Schmiedestücke, Stahlbleche für Kraftfahrzeuge und Drähte.The method according to the invention comprises the following steps: pretreatment of the steel to be coated, treatment of the steel with the flux according to the invention, coating it with molten metal by immersion in a bath of molten metal, and cooling. The method is applicable not only to large structural steel parts or elements, such as for lattice masts, bridges and buildings, but also to various other materials, such as cast or Forgings, automotive steel sheets and wires.

Die Vorbehandlung des zu beschichtenden Stahls erfolgt durch 30- bis 60-minütiges Eintauchen des Stahls in eine Alkalilösung, die Natriumhydroxid und Natriumorthosilicat in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 bei einer Konzentration von 10 bis 15% enthält und auf einer Temperatur von 60ºC bis 80ºC gehalten wird, Abspülen des Stahls mit Wasser, 30- bis 60-minütiges Eintauchen in eine 10- bis 15%ige wäßrige Schwefelsäurelösung, die 0,5 bis 0,7% eines Beizinhibitors enthält, und Halten auf einer Temperatur von 50ºC bis 70ºC, um Zunder und Rost von dem Stahl zu entfernen, und Abspülen mit Wasser, wie dem Fachmann bekannt ist.The pretreatment of the steel to be coated is carried out by immersing the steel in an alkali solution containing sodium hydroxide and sodium orthosilicate in a 1:1 weight ratio at a concentration of 10 to 15% and maintained at a temperature of 60ºC to 80ºC for 30 to 60 minutes, rinsing the steel with water, immersing it in a 10 to 15% aqueous sulfuric acid solution containing 0.5 to 0.7% of a pickling inhibitor for 30 to 60 minutes and maintaining at a temperature of 50ºC to 70ºC to remove scale and rust from the steel, and rinsing with water, as is known to those skilled in the art.

Die Flußmittelbehandlung des Stahls erfolgt durch einbis zweiminütiges Eintauchen des Stahls in einen Behälter, der mit dem erfindungsgemäßen Flußmittel gefüllt ist und auf eine geeignete Temperatur erwärmt wird, die mindestens 20ºC beträgt, wodurch auf der Stahloberfläche eine Flußmittelschicht gebildet wird. Die Flußmittellösung kann zwar bei normaler Temperatur eingesetzt werden, wird aber besser auf eine geeignete Temperatur erwärmt, so daß eine geringere Menge der Flußmittellösung auf den behandelten Stahl übertragen wird und eine höhere Ausbeute der Behandlung erzielt werden kann.The flux treatment of the steel is carried out by immersing the steel for one to two minutes in a container filled with the flux according to the invention and heated to a suitable temperature, which is at least 20 ° C, whereby a flux layer is formed on the steel surface. Although the flux solution can be used at normal temperature, it is better to heat it to a suitable temperature so that a smaller amount of the flux solution is transferred to the treated steel and a higher yield of the treatment can be achieved.

Nach Entfernen der Flüssigkeit von dem mit Flußmittel behandelten Stahl wird der Beschichtungsschritt ausgeführt, indem der Stahl eine bis 10 Minuten in ein Bad aus geschmolzenem Metall getaucht wird, wie z. B. aus geschmolzenem Zink, einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, die außerdem andere Elemente enthält, oder aus geschmolzenem Aluminium, wobei das Bad auf einer Temperatur von 400ºC bis 700ºC gehalten wird, wie dem Fachmann bekannt. Dies ist ein einstufiges Beschichtungsverfahren. Die Tauchzeit ist von der Gesamtgröße und der Form des zu beschichtenden Materials sowie von der Dicke des Stahls abhängig, aber eine Zeit von einer bis 10 Minuten ist zu bevorzugen, da eine längere Tauchzeit zur unerwünschten Förderung einer Legierungsreaktion zwischen Eisen, dem Hauptbestandteil von Stahl, und Zink führt.After removing the liquid from the fluxed steel, the coating step is carried out by immersing the steel in a bath of molten metal, such as molten zinc, a molten alloy of zinc and aluminum, a molten alloy of zinc and aluminum also containing other elements, or molten aluminum, for one to ten minutes, with the bath maintained at a temperature of 400°C to 700°C, as is known to those skilled in the art. This is a one-step coating process. The immersion time depends on the overall size and shape of the material to be coated and the thickness of the steel, but a time of one to ten minutes is preferred since a longer immersion time leads to the undesirable promotion of an alloying reaction between iron, the main constituent of steel, and zinc.

Die Schmelzpunkte von Zink, Aluminium und einer Legierung aus Zink und Aluminium haben die durch ein Phasendiagramm in Fig. 1 dargestellten Werte und verändern sich kaum, auch wenn unter Umständen eine geringe Menge eines anderen Metalls zugesetzt wird. Die Temperatur des Schmelzbades ist von dem Material, der Konstruktion und der Wärmekapazität des zu beschichtenden Materials abhängig, ist aber gewöhnlich um mindestens 10ºC höher als der Schmelzpunkt des Metalls oder der Legierung, das bzw. die das Bad bildet. Nach Ablauf einer geeigneten Tauchzeit wird der beschichtete Stahl mit einer geeigneten Geschwindigkeit aus dem Bad gehoben, so daß das flüssige Metall oder die flüssige Legierung davon entfernt werden kann.The melting points of zinc, aluminium and an alloy of zinc and aluminium have the values shown by a phase diagram in Fig. 1 and do not change much even if a small amount of another metal is added. The temperature of the melt bath depends on the material, construction and heat capacity of the material to be coated, but is usually at least 10ºC higher than the melting point of the metal or alloy forming the bath. After a suitable immersion time, the coated steel is lifted out of the bath at a suitable rate so that the liquid metal or alloy can be removed from it.

Schließlich erfolgt die Abkühlung des beschichteten Stahls, indem er eine oder zwei Minuten in Wasser mit einer Temperatur von 30ºC bis 50ºC getaucht oder alternativ der Luft ausgesetzt wird, wenn es sich um ein Blech, Stabmaterial oder anderes Material mit geringer Wärmekapazität handelt. Als Ergebnis wird auf der Stahloberfläche ein gleichmäßiger und schöner Überzug ausgebildet, der keine blanken Flecken, Rauhigkeit oder Klumpen aufweist.Finally, the coated steel is cooled by immersing it in water at a temperature of 30ºC to 50ºC for one or two minutes or, alternatively, exposing it to air if it is a sheet, rod or other material with a low heat capacity. As a result, a uniform and beautiful coating is formed on the steel surface, which has no bare spots, roughness or lumps.

Fig. 2 ist ein Diagramm, das die ermittelte Beziehung zwischen der Schmelzbadtemperatur und dem Beschichtungsgewicht darstellt, wenn Stahlbleche mit jeweils einer Breite von 75 mm, einer Länge von 150 mm und einer Dicke von 4,1 mm, die mit dem erfindungsgemäßen Flußmittel behandelt wurden, durch zweiminütiges Eintauchen in ein Bad aus einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium mit einem Aluminiumgehalt von 5% (5Al-Zn) beschichtet wurden. Die 5Al-Zn-Legierung hat einen Schmelzpunkt von etwa 380ºC, wie in Fig. 1 dargestellt. Daher ist es theoretisch möglich, eine Tauchbeschichtung durchzuführen, wenn das Schmelzbad eine höhere Temperatur als 380ºC und eine niedrigere Temperatur als die Umwandlungstemperatur von Eisen hat. Das Beschichtungsgewicht ist jedoch weitgehend von der Schmelzbadtemperatur abhängig, wie in Fig. 2 dargestellt, und ist für eine industrielle Anwendung zu gering, wenn die Temperatur zu niedrig ist. Für den Zweck der vorliegenden Erfindung wird daher die Temperatur von 400ºC bis 700ºC verwendet. Das Beschichtungsgewicht erreicht den maximalen Bereich, wenn die Temperatur im Bereich von etwa 500ºC bis 530ºC liegt, wie aus Fig. 2 deutlich erkennbar ist. Die Schmelzbadtemperatur und die Tauchzeit müssen daher entsprechend der Dicke des Überzugs gesteuert werden, der auf dem zu beschichtenden Stahl ausgebildet werden soll.Fig. 2 is a graph showing the relationship between the molten bath temperature and the coating weight found when steel sheets each having a width of 75 mm, a length of 150 mm and a thickness of 4.1 mm treated with the flux of the present invention were coated by immersing them in a bath of a molten alloy of zinc and aluminum containing 5% aluminum (5Al-Zn) for 2 minutes. The 5Al-Zn alloy has a melting point of about 380°C as shown in Fig. 1. Therefore, it is theoretically possible to carry out dip coating when the molten bath has a temperature higher than 380°C and a temperature lower than the transformation temperature of iron. However, the coating weight depends largely on the molten bath temperature as shown in Fig. 2 and is too low for industrial application when the temperature is too low. For the purpose of the present invention, therefore, the temperature of 400ºC to 700ºC is used. The coating weight reaches the maximum range, when the temperature is in the range of about 500ºC to 530ºC, as can be clearly seen from Fig. 2. The melt bath temperature and the immersion time must therefore be controlled according to the thickness of the coating to be formed on the steel to be coated.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Beispiele und einiger Vergleichsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail below using some examples and some comparative examples.

BEISPIEL 1EXAMPLE 1

Ein Blech aus STK55-Stahl mit Abmessungen von 150 mm, 100 mm und 12 mm Dicke wurde nach dem Entfetten, Beizen und Abspülen mit Wasser in eine Flußmittellösung getaucht, die 40 Gew.-% ZnCl&sub2;, 10 Gew.-% CaCl&sub2; und 1 Gew.-% Trimethyllaurylammoniumchlorid enthielt und auf 70ºC erwärmt war. Nach einer Minute wurde das Blech aus der Flußmittellösung entnommen und sofort in ein Bad aus einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium getaucht, die 5% Aluminium enthielt und auf 540ºC erhitzt war. Nach einer Minute wurde es aus dem Bad entnommen, eine Minute zum Abkühlen an der Luft belassen und danach in Kühlwasser mit einer Temperatur von 50ºC getaucht, wodurch seine Abkühlung abgeschlossen wurde.A sheet of STK55 steel with dimensions of 150 mm, 100 mm and 12 mm thick, after degreasing, pickling and rinsing with water, was immersed in a flux solution containing 40 wt% ZnCl2, 10 wt% CaCl2 and 1 wt% trimethyllaurylammonium chloride, heated to 70ºC. After one minute, the sheet was removed from the flux solution and immediately immersed in a bath of a molten alloy of zinc and aluminium, containing 5% aluminium and heated to 540ºC. After one minute, it was removed from the bath, left in air for one minute to cool and then immersed in cooling water at a temperature of 50ºC, thus completing its cooling.

Auf der Oberfläche des Blechs konnte ein glänzender und glatter Überzug von silberweißer Farbe und ohne blanke Flecken oder einen anderen Fehler ausgebildet werden.A shiny and smooth coating of silver-white color and without any shiny spots or any other defect could be formed on the surface of the sheet.

BEISPIEL 2EXAMPLE 2

Ein kaltgewalztes Stahlblech mit Abmessungen von 200 mm, 100 mm und 2,3 mm Dicke wurde nach dem Entfetten, Beizen und Abspülen mit Wasser in eine Flußmittellösung getaucht, die 35 Gew.-% ZnCl&sub2;, 5 Gew.-% NaCl und 1 Gew.-% Dimethyldistearylammoniumchlorid enthielt und auf 70ºC erwärmt war. Nach einer Minute wurde das Blech aus der Flußmittellösung entnommen und sofort in ein Bad aus einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium getaucht, die 10% Aluminium enthielt und auf 470ºC erhitzt war. Nach einer Minute wurde es aus dem Bad entnommen, eine Minute zum Abkühlen an der Luft belassen und danach in Kühlwasser mit einer Temperatur von 50ºC getaucht, wodurch seine Abkühlung abgeschlossen wurde.A cold-rolled steel sheet with dimensions of 200 mm, 100 mm and 2.3 mm thick, after degreasing, pickling and rinsing with water, was immersed in a flux solution containing 35 wt% ZnCl2, 5 wt% NaCl and 1 wt% dimethyl distearyl ammonium chloride and heated to 70ºC. After one minute, the sheet was removed from the flux solution and immediately immersed in a bath of a molten alloy of zinc and aluminium containing 10% aluminium and heated to 470ºC. After one minute, it was removed from the bath, left in air for one minute to cool and then immersed in cooling water at a temperature of 50ºC, thus completing its cooling.

Auf der Oberfläche des Blechs konnte ein glänzender und glatter Überzug von silberweißer Farbe und ohne blanke Flecken oder einen anderen Fehler ausgebildet werden.A shiny and smooth coating of silver-white color and without any shiny spots or any other defect could be formed on the surface of the sheet.

VERGLEICHSBEISPIEL 1COMPARISON EXAMPLE 1

Ein Blech aus STK55-Stahl mit Abmessungen von 150 mm, 100 mm und 12 mm Dicke wurde nach dem Entfetten, Beizen und Abspülen mit Wasser in eine Flußmittellösung getaucht, die 30 Gew.-% ZnCl&sub2; und 10 Gew.-% KCl enthielt und auf 80ºC erwärmt war. Nach einer Minute wurde das Blech aus der Flußmittellösung entnommen und sofort in ein Bad aus einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium getaucht, die 5% Aluminium enthielt und auf 540ºC erhitzt war. Nach einer Minute wurde es aus dem Bad entnommen, eine Minute zum Abkühlen an der Luft belassen und danach in Kühlwasser mit einer Temperatur von 50ºC getaucht, wodurch seine Abkühlung abgeschlossen wurde.A sheet of STK55 steel with dimensions of 150 mm, 100 mm and 12 mm thick, after degreasing, pickling and rinsing with water, was immersed in a flux solution containing 30 wt% ZnCl2 and 10 wt% KCl and heated to 80ºC. After one minute, the sheet was removed from the flux solution and immediately immersed in a bath of a molten zinc-aluminium alloy containing 5% aluminium and heated to 540ºC. After one minute, it was removed from the bath, left in air for one minute to cool and then immersed in cooling water at a temperature of 50ºC, thus completing its cooling.

Man erhielt einen Überzug mit vielen blanken Flecken, dessen Oberfläche aus einem Gemisch von glänzenden und nichtglänzenden Abschnitten bestand.A coating with many shiny spots was obtained, the surface of which consisted of a mixture of shiny and non-shiny sections.

VERGLEICHSBEISPIEL 2COMPARISON EXAMPLE 2

Ein kaltgewalztes Stahlblech mit Abmessungen von 200 mm, 100 mm und 2,3 mm Dicke wurde nach dem Entfetten, Beizen und Abspülen mit Wasser in eine Flußmittellösung getaucht, die Gew.-% ZnCl&sub2; und 10 Gew.-% NH&sub4;Cl enthielt und auf 80ºC erwärmt war. Nach einer Minute wurde das Blech aus der Flußmittellösung entnommen und sofort in ein Bad aus einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium getaucht, die 5% Aluminium enthielt und auf 470ºC erhitzt war. Nach einer Minute wurde es aus dem Bad entnommen, eine Minute zum Abkühlen an der Luft belassen und danach in Kühlwasser mit einer Temperatur von 50ºC getaucht, wodurch seine Abkühlung abgeschlossen wurde.A cold-rolled steel sheet with dimensions of 200 mm, 100 mm and 2.3 mm thick, after degreasing, pickling and rinsing with water, was immersed in a flux solution containing 10% by weight of ZnCl2 and 10% by weight of NH4Cl and heated to 80ºC. After one minute, the sheet was removed from the flux solution and immediately immersed in a bath of a molten zinc-aluminium alloy containing 5% of aluminium and heated to 470ºC. After one minute, it was removed from the bath, left in air for one minute to cool and then immersed in cooling water at a temperature of 50ºC, thus completing its cooling.

Es konnte kein glänzender und glatter Überzug ausgebildet werden. Der größere Teil der Blechoberfläche blieb unbeschichtet, und die mit der Legierung beschichteten Teile hat ten rauhe Oberflächen.A shiny and smooth coating could not be formed. The majority of the sheet surface remained uncoated and the parts coated with the alloy had rough surfaces.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Flußmittels, das sich aus mindestens einem Chlorid, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Zinkchlorid und Zinndichlorid besteht, mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Alkalimetallchlorid und einem Erdalkalimetallchlorid besteht, und mindestens einem quartären Alkylammoniumsalz zusammensetzt, dessen Alkylgruppen 1 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten, ermöglicht es, auf einer Stahloberfläche eine gleichmäßige Beschichtung aus einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit ergibt, durch ein einstufiges Tauchbeschichtungsverfahren auszubilden, ohne blanke Flecken zu hinterlassen, obwohl das einstufige Verfahren bisher zum Feuerverzinken benutzt wurde und seine Verwendung zum Beschichten mit einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium als schwierig angesehen wurde. Folglich ist das erfindungsgemäße Flußmittel unter anderem für die Behandlung des mit einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium zu beschichtenden Materials mit Erfolg einsetzbar.The use of the flux according to the invention, which is composed of at least one chloride selected from the group consisting of zinc chloride and tin dichloride, at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal chloride and an alkaline earth metal chloride, and at least one quaternary alkylammonium salt, the alkyl groups of which contain 1 to 18 carbon atoms, makes it possible to form a uniform coating of a molten alloy of zinc and aluminum on a steel surface, which coating provides high corrosion resistance, by a one-step dip coating process without leaving bare spots, although the one-step process has been used for hot-dip galvanizing and its use for coating with a molten alloy of zinc and aluminum has been considered difficult. Consequently, the flux according to the invention can be used successfully for, among other things, the treatment of the material to be coated with a molten alloy of zinc and aluminum.

Das erfindungsgemäße Flußmittel ist außerdem für die Behandlung des mit geschmolzenem Aluminium zu beschichtenden Materials verwendbar, für die üblicherweise ein Naßverfahren zur Behandlung mit einem fluoridhaltigen Flußmittel usw. angewandt wurde. Eine Korrosion des Behälters, der das geschmolzene Aluminium enthält, durch das erfindungsgemäße Flußmittel ist weniger wahrscheinlich, da es hauptsächlich aus Chloriden besteht. Ferner verbessert das Trockenverfahren die Ausbeute der Flußmittelbehandlung.The flux of the present invention is also applicable to the treatment of the material to be coated with molten aluminum, for which a wet method for treatment with a fluoride-containing flux, etc. has been conventionally used. Corrosion of the container containing the molten aluminum by the flux of the present invention is less likely since it consists mainly of chlorides. Furthermore, the dry method improves the yield of the flux treatment.

Das erfindungsgemäße Flußmittel ist natürlich auch für die Behandlung von zu verzinkendem Material verwendbar. Es unterliegt beim Eintauchen des zu beschichtenden Materials in ein Zinkbad keinem wesentliche Abrauchen, da es im Unterschied zum herkömmlichen Flußmittel kein Ammoniumchlorid enthält, und es ermöglicht die Ausbildung einer guten Beschichtung.The flux according to the invention can of course also be used for the treatment of material to be galvanized. It is not subject to any significant fumes when the material to be coated is immersed in a zinc bath, since, unlike conventional flux, it does not contain ammonium chloride, and it enables the formation of a good coating.

Das in dem erfindungsgemäßen Flußmittel enthaltene aliphatische Stickstoffderivat mit Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bildet Blasen an der Oberfläche des zu beschichtenden Stahls, wenn dieser in das Schmelzbad eingetaucht wird. Diese Blasenbildung bewirkt ein schnelles Entfernen der Flußmittelrückstände von der Stahloberfläche und eine bessere Benetzung der Stahloberfläche mit geschmolzenem Metall, um dadurch die Ausbildung einer besseren Beschichtung zu ermöglichen, die fester auf der Stahloberfläche haftet.The aliphatic nitrogen derivative with alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms contained in the flux according to the invention forms bubbles on the surface of the steel to be coated when it is immersed in the molten bath. This blistering causes rapid removal of the Flux residues from the steel surface and better wetting of the steel surface with molten metal, thereby enabling the formation of a better coating that adheres more firmly to the steel surface.

Eine besonders gute Beschichtung kann ausgebildet werden, wenn eine wäßrige Flußmittellösung in Lösung 10 bis 50 Gew.-% Zinkchlorid oder Zinndichlorid oder beides, 1 bis 20 Gew.-% mindestens eines Alkalimetallchlorids oder Erdalkalimetallchlorids und 0,1 bis 30 Gew.-% mindestens eines quartären Alkylammoniumsalzes aufweist, dessen Alkylgruppen 1 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten.A particularly good coating can be formed if an aqueous flux solution contains in solution 10 to 50 wt.% zinc chloride or tin dichloride or both, 1 to 20 wt.% of at least one alkali metal chloride or alkaline earth metal chloride and 0.1 to 30 wt.% of at least one quaternary alkylammonium salt whose alkyl groups contain 1 to 18 carbon atoms.

Das erfindungsgemäße Verfahren einschließlich der Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Flußmittel weist die folgenden Schritte auf: Vorbehandeln des zu beschichtenden Stahls durch Eintauchen des Stahls in ein Alkalibad zum Entfetten, Abspülen mit Wasser und Beizen des Stahls; Behandeln des Stahls durch Eintauchen in eine wäßrige Flußmittellösung, die sich aus mindestens einem Chlorid, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Zinkchlorid und Zinndichlorid besteht, mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Alkalimetallchlorid und einem Erdalkalimetallchlorid besteht, und mindestens einem quartären Alkylammoniumsalz mit Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen in wäßriger Lösung zusammensetzt; Eintauchen des Stahls in ein Bad aus geschmolzenem Metall zur Ausbildung eines Metallüberzugs auf dem Stahl; und Abkühlen des Stahls durch Eintauchen in Wasser oder durch Abkühlenlassen an der Luft. Daher ermöglicht dieses Verfahren die Herstellung von Stahl, der mit einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium oder mit geschmolzenem Aluminium beschichtet ist, durch einen einzigen Tauchvorgang, was bisher als schwierig angesehen wurde. Das Verfahren ist natürlich auch für die Herstellung von Stählen verwendbar, die mit anderen Metallen oder Legierungen beschichtet sind.The method according to the invention including the treatment with the flux according to the invention comprises the following steps: pretreating the steel to be coated by immersing the steel in an alkali bath to degrease, rinsing with water and pickling the steel; treating the steel by immersing it in an aqueous flux solution which is composed of at least one chloride selected from the group consisting of zinc chloride and tin dichloride, at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal chloride and an alkaline earth metal chloride, and at least one quaternary alkylammonium salt having alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms in aqueous solution; immersing the steel in a bath of molten metal to form a metal coating on the steel; and cooling the steel by immersing it in water or by allowing it to cool in air. Therefore, this process enables the production of steel coated with a molten alloy of zinc and aluminium or with molten aluminium by a single dipping operation, which was previously considered difficult. The process is of course also applicable to the production of steels coated with other metals or alloys.

Claims (10)

1. Flußmittel zur Verwendung in einem Trockenverfahren zur Flußmittelbehandlung eines mit geschmolzenem Metall zu beschichtenden Materials, wobei das Flußmittel aus den folgenden Komponenten besteht: (i) mindestens einem Chlorid, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Zinkchlorid und Zinndichlorid besteht, (ii) mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Alkalimetallchlorid und einem Erdalkalimetallchlorid besteht, und (iii) mindestens einem quartären Alkylammoniumsalz, in dem die Alkylgruppen 1 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen.1. A flux for use in a dry process for fluxing a material to be coated with molten metal, the flux consisting of the following components: (i) at least one chloride selected from the group consisting of zinc chloride and tin dichloride, (ii) at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal chloride and an alkaline earth metal chloride, and (iii) at least one quaternary alkyl ammonium salt in which the alkyl groups have 1 to 18 carbon atoms. 2. Flußmittel nach Anspruch 1, wobei das quartäre Alkylammoniumsalz ein quartäres Alkylammoniumsalz mit Alkylgruppen mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen ist.2. The flux of claim 1, wherein the quaternary alkyl ammonium salt is a quaternary alkyl ammonium salt having alkyl groups having 7 to 18 carbon atoms. 3. Flußmittel nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das quartäre Alkylammoniumsalz aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkyltrimethylammoniumchlorid und Dialkyldimethylammoniumchlorid besteht.3. A flux according to claim 1 or claim 2, wherein the quaternary alkyl ammonium salt is selected from the group consisting of alkyltrimethylammonium chloride and dialkyldimethylammonium chloride. 4. Wäßrige Flußmittellösung, bestehend aus dem Flußmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und Wasser, wobei die Flußmittellösung in wäßriger Lösung 10 bis 50 Gew.-% mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Zinkchlorid und Zinndichlorid besteht, und 0,1 bis 30 Gew.-% des quartären Alkylammoniumsalzes aufweist.4. Aqueous flux solution consisting of the flux according to any one of claims 1 to 3 and water, wherein the flux solution comprises in aqueous solution 10 to 50 wt.% of at least one compound selected from the group consisting of zinc chloride and tin dichloride and 0.1 to 30 wt.% of the quaternary alkylammonium salt. 5. Wäßrige Flußmittellösung, bestehend aus dem Flußmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und Wasser, wobei die Flußmittellösung in wäßriger Lösung 1 bis 20 Gew.-% mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Alkalimetallchlorid und einem Erdalkalimetallchlorid besteht, und 0,1 bis 30 Gew.-% des quartären Alkylammoniumsalzes aufweist.5. Aqueous flux solution consisting of the flux according to any one of claims 1 to 3 and water, wherein the flux solution comprises in aqueous solution 1 to 20% by weight of at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal chloride and an alkaline earth metal chloride, and 0.1 to 30% by weight of the quaternary alkylammonium salt. 6. Wäßrige Flußmittellösung, bestehend aus dem Flußmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und Wasser, wobei die Flußmittellösung in wäßriger Lösung 10 bis 50 Gew.-% mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Zinkchlorid und Zinndichlorid besteht, 1 bis 20 Gew.-% mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Alkalimetallchlorid und einem Erdalkalimetallchlorid besteht, und 0,1 bis 30 Gew.-% des quartären Alkylammoniumsalzes aufweist.6. Aqueous flux solution consisting of the flux according to one of claims 1 to 3 and water, wherein the flux solution in aqueous solution contains 10 to 50 wt.% of at least a compound selected from the group consisting of zinc chloride and tin dichloride, 1 to 20 wt.% of at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal chloride and an alkaline earth metal chloride, and 0.1 to 30 wt.% of the quaternary alkylammonium salt. 7. Verfahren zur Herstellung eines mit geschmolzenem Metall beschichteten Stahls, mit den folgenden Schritten:7. A process for producing a molten metal coated steel, comprising the following steps: Vorbehandeln des zu beschichtenden Stahls durch Eintauchen in ein Alkalibad zum Entfetten, Abspülen mit Wasser und Beizen des Stahls;Pretreatment of the steel to be coated by immersion in an alkali bath to degrease, rinsing with water and pickling the steel; Behandeln des Stahls durch Eintauchen in eine wäßrige Flußmittellösung, die aus den folgenden Komponenten besteht: (i) mindestens einem Chlorid, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Zinkchlorid und Zinndichlorid besteht, (ii) mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einem Alkalimetallchlorid und einem Erdalkalimetallchlorid besteht, und (iii) mindestens einem quartären Alkylammoniumsalz mit Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, in wäßriger Lösung;Treating the steel by immersing it in an aqueous flux solution consisting of the following components: (i) at least one chloride selected from the group consisting of zinc chloride and tin dichloride, (ii) at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal chloride and an alkaline earth metal chloride, and (iii) at least one quaternary alkylammonium salt having alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, in aqueous solution; Eintauchen des Stahls in ein Bad aus geschmolzenem Metall, um darauf einen Überzug des Metalls auszubilden; undImmersing the steel in a bath of molten metal to form a coating of the metal thereon; and Abkühlen des Stahls durch Eintauchen in Wasser oder durch Abkühlenlassen an der Luft.Cooling the steel by immersing it in water or by allowing it to cool in air. 8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das quartäre Alkylammoniumsalz ein quartäres Alkylammoniumsalz mit Alkylgruppen mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen ist.8. The process of claim 7, wherein the quaternary alkyl ammonium salt is a quaternary alkyl ammonium salt having alkyl groups having 7 to 18 carbon atoms. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das quartäre Alkylammoniumsalz aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkyltrimethylammoniumchlorid und Dialkyldimethylammoniumchlorid besteht.9. The method of claim 7 or 8, wherein the quaternary alkyl ammonium salt is selected from the group consisting of alkyltrimethyl ammonium chloride and dialkyldimethyl ammonium chloride. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das geschmolzene Metall aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus geschmolzenem Zink, einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, einer geschmolzenen Legierung aus Zink und Aluminium, die außerdem andere Elemente enthält, und geschmolzenem Aluminium besteht.10. The method of any one of claims 7 to 9, wherein the molten metal is selected from the group consisting of molten zinc, a molten alloy of zinc and aluminium, a molten alloy of zinc and aluminium further containing other elements, and molten aluminium.
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