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Die Erfindung betrifft ein eisenhaltiges Produkt mit einer
Metallbeschichtung, die eine weit höhere
Korrosionsbeständigkeit als ein herkömmliches galvanisiertes Produkt hat.
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Der Schutz eines eisenhaltigen Produkts gegen Korrosion wird
auf verschiedene Weise realisiert. Die älteste und
preiswerteste ist das Verzinken und insbesondere das Feuerverzinken
in einem Legierungsbad aus flüssigem Zink.
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Nan hat versucht, den solchermaßen erlangten Schutz zu
verbessern, indem man die Zusammensetzung der Badflüssigkeit
hauptsächlich durch den Zusatz von Aluminium änderte. Was
Legierungen betrifft, die weniger als 10% Aluminium in dem Zink
enthalten, gibt es zahlreiche Zusammensetzungen von
Galvanisierungsbädern, die die Haftung der Beschichtung an dem
Substrat oder das Aussehen der Oberfläche betreffend alle
ihre spezifischen Eigenschaften haben. Was dagegen die
Korrosionsbeständigkeit anbelangt, so unterscheiden sie sich kaum
von einem Bad aus Zink allein, weil einerseits das Zink in
der Zusammensetzung der Beschichtung weiterhin weitgehend
dominiert und weil zum anderen die Strukturen der Beschichtung
heterogen sind und Zonen haben, die reich an zugesetztem
Aluminium sind, und andere Zonen, die reich an Zink sind, das in
unlegiertem Zustand bleibt.
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Man hat auch Legierungen vorgeschlagen, in welchen der
Aluminiumanteil zwischen 20 bis 50% und sogar mehr beträgt. Der
Korrosionsschutz der mit dieser Legierung beschichteten
Oberflächen ist deutlich besser. Dennoch haben diese Legierungen
verschiedene Nachteile: der Energieverbrauch für ihre
Aufbringung ist höher als beim Galvanisieren; die
Opfereigenschaft der Beschichtung ist schlecht, so daß sich an den
Schnittflächen des Substrats Korrosion bildet, die sich
langsam zur Grenzfläche zwischen Beschichtung und Substrat
ausbreitet; je höher der Aluminiumanteil ist, desto mehr zeigt
die Beschichtung Mängel wie zum Beispiel unbedeckte Stellen.
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Schließlich präsentiert sich der Großteil dieser Legierungen
mit hohem Aluminiumgehalt in der Beschichtung in Form von
heterogenen zweiphasigen Strukturen sowohl an der Oberfläche
als auch in der Beschichtungsmasse. Dies bedingt:
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- eine Behandlung mit dem Ziel der Betreibung einer feinen
Rekristallisation, um zu versuchen, eine intergranularen
Korrosion zu vermeiden;
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- eine Behandlung der äußeren Erscheinung dahingehend, daß
das Produkt für den Auftrag eines Anstrichs geeignet ist. Man
weiß, daß diese Behandlungen in der Durchführung kompliziert
sind und Zufallsergebnisse erzielen und daß, selbst mit hohen
Kristallisationsgeschwindigkeiten, die Heterogenitäten ohne
Ordnung vorhanden sind, die für den Schutz des Substrats
günstig sein könnte.
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Um die Blumen einer Zinkbeschichtung zu unterdrücken, wird
eine Wärmebehandlung zur Diffusion des Eisens in dem Zink
durchgeführt. Der unter der Bezeichnung "Galvannealing"
(Wärmebehandlung nach dem Verzinken) bekannte Vorgang
verleiht der Legierung ein seidiges Aussehen und dadurch gute
Eigenschaften dahingehend, daß sie einen Anstrich aufnehmen
und/oder geschweißt werden kann. Es ist bekannt, daß die
Bildung dieser Eisen-Zink-Legierung behindert wird, wenn die
Beschichtung Aluminium enthält. Zahlreiche Dokumente berichten
über dieses Merkmal: a) Haugton (M.A) in Sheet Metal
Industries, 1958, Seite 453-38, b) Bablik (H) et al. in
Korrosion und Metallschutz 21 (1945), Seite 1/9 Z.F. Metallkunde
(1949), Seiten 141 und 176, c) Belgisches Patent Nr.
897788, d) US-Patent Nr. 3 190 768. Es scheint, zumindest
nach dem vorstehend genannten US-Patent, daß die ternäre
Legierung Fe-Zn-Al an der Grenzfläche blockiert ist und eine
Barriere für die Diffusion des Eisens in das Zink bildet.
Dennoch ist das in dem Zink - in einer geringen Menge von
0,15 bis 0,30% - vorhandene Aluminium von Nutzen, aus eben
dem Grund dieser Blockade, da diese die Bildung einer sehr
spröden und die Hauptursache für eine mögliche Rißbildung in
der Beschichtung darstellenden Fe-Zn-Legierung an der
Übergangsfläche verhindert.
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Diese Charakteristiken haben von jeher ein ungünstiges
Vorurteil gegen die Wirksamkeit einer einfachen
Diffusionsbehandlung einer Beschichtung aus einer Zn-Al-Legierung entstehen
lassen, obwohl es einige Dokumente gibt, die ausführlich über
Erfahrungen im Labor berichten oder sich mit einfachen
Theorien zu der Möglichkeit befassen, die Korrosionsbeständigkeit
einer Zn-Al-Beschichtung zu verbessern, indem man letztere
einem Diffusionsverfahren unterzieht.
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Deshalb wird in dem Dokument JP-52 131 934 vorgeschlagen, ein
mit einer Zn-Al-Legierung beschichtetes Produkt einer
Wärmebehandlung zu unterziehen, wobei der Aluminiumanteil zwischen
3 und 22% und die Temperatur zwischen 550 und 700ºC beträgt.
Diesem Dokument zufolge hat das Produkt, das man erhält, ein
silbergraues Aussehen, was zu beweisen versucht, daß die
Oberflächenschicht im wesentlichen aus Zink besteht. Das
einzige beschriebene Ausführungsbeispiel (Aluminiumgehalt 10% -
Dauer der Beibehaltung einer Temperatur von 600ºC: 60
Sekunden) und die zusammenfassenden Korrosionsbeständigkeitstests
zeigen deutlich, daß das Produkt nicht wirklich
zufriedenstellend war. Es ist deshalb wahrscheinlich, daß die
Korrosionsbeständigkeit nicht bedeutend war, wenn man die an der
Oberfläche vorhandene beinahe reine Zinkschicht (silbergraue
Farbe) bedenkt. Wahrscheinlich hat sich das Aluminium an der
Grenzfläche zwischen Substrat und Beschichtung konzentriert
und dabei die Diffusion blockiert, und dies umso mehr als die
Wärmebehandlung nach dem Erstarren und Abkühlen der
Beschichtung erfolgte, das heißt bei einer für eine stärkere
Diffusion wenig zugänglichen Struktur.
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Das Dokument JP-59 193 258 macht seinerseits deutlich, daß
eine Behandlung eines eisenhaltigen Legierungssubstrats, das
mit einer Zn-Al-Legierung beschichtet ist, sehr schwierig
ist. Um diese technische Schwierigkeit zu überwinden, wird in
diesem Dokument eine mechanische Behandlung (Bürsten) der
Übergangsfläche vor ihrem Eintauchen in die Badf lüssigkeit
vorgeschlagen, so daß die Bildung einer intermetallischen
Legierung begünstigt wird, die folglich bei der anschließenden
Wärmebehandlung diffundieren kann. Das in der Badflüssigkeit
vorhandene Aluminium ist nach diesem Dokument derjenige
Faktor, der einer Diffusion des Eisens in der
Beschichtungslegierung entgegensteht.
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Schließlich wird das Dokument BE-A-897 788 genannt, das eine
Beschichtung auf Eisen-Zink-Aluminiumbasis betrifft, jedoch
dem Fachmann keine nachvollziehbare Lehre vermittelt. Eine
erste Ausführungsform dieser Beschichtung besteht darin, daß
man das zu beschichtende Substrat in ein
Eisen-Zink-Aluminium-Schmelzbad taucht, das bis zu 25% an Eisen enthalten
kann, wodurch eine Temperatur der Badflüssigkeit bedingt
wird, die zu halten im industriellen Maßstab völlig unmöglich
ist. Eine vom herstellungstechnischen Standpunkt gesehen
ebensowenig realistische Ausführungsform besteht darin, daß
man das Metallband zwei aufeinanderfolgende Bäder durchlaufen
läßt, wowon das erste weniger als 0,5% Aluminium enthält,
damit man an der Übergangsfläche nicht auf die vorstehend
erläuterten, durch einen zu hohen Aluminiumanteil in der
Legierung verursachten Schwierigkeiten trifft, und wovon das
zweite Bad einen deutlich höheren Aluminiumgehalt aufweist. Diese
Ausführungsformen können nicht dazu beitragen, daß man der
Lehre dieses Dokuments Glauben schenken kann, zumal es keine
praktischen Beispiele enthält, aus denen die Struktur und die
Charakteristiken der so hergestellten Beschichtung
hervorgehen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein eisenhaltiges Produkt
mit einer Metallbeschichtung wie in Anspruch 1 definiert und
mit einer erstaunlichen Korrosionsbeständigkeit, vor allem,
wenn es mit einer organischen Beschichtung versehen ist, zum
Beispiel mit einer oder mehreren Farbschichten.
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Die erfindungsgemäße Beschichtung ist insofern bemerkenswert,
als sie sich schichtförmig mit Warzen aus einer
Fe-Al-Zn-Verbindung, die zwischen 60 und 70% Eisen, 20 bis 25% Aluminium
und für den Rest Zink enthält, in einer 10 bis 15% Eisen und
weniger als 3% Aluminium enthaltenden Eisen-Zink-Aluminium-
Matrix präsentiert.
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Die Warzen befinden sich an der Beschichtungsoberfläche, um
eine sehr rauhe Oberflächenschicht zu bilden, die über
ausgezeichnete Voraussetzungen für die Haftung eines Anstriches,
den sie erhalten soll, verfügt.
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Es ist auch Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung dieser Beschichtung bereitzustellen, das darin besteht,
ein eisenhaltiges Substrat im Tauchverfahren in einer
Legierungsbadflüssigkeit, die zwischen 85 und 97 Gewichtsprozent
Zink und für den Rest Aluminium enthält, mit einem Überzug zu
versehen, die Dicke der auf dem Substrat gebildeten
Legierungsschicht zu regulieren, das solchermaßen überzogene
Substrat zu erwärmen, während der Überzug noch nicht erstarrt
ist, das Produkt über eine Zeitspanne, die umgekehrt
proportional zur Temperatur ist, auf Temperatur zu halten und das
auf diese Weise behandelte Produkt zu kühlen.
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Dieser Behandlungszyklus unmittelbar am Ausgang des
Galvanisationsbades ermöglicht die Herstellung des oben
beschriebenen Produkts. Das Ganze scheint stattzuf inden, als ob bei
noch flüssiger Beschichtung die Thermodiffusionsbehandlung
eine Migration des Aluminiums zur Übergangsfläche zwischen
Substrat und Beschichtung bewirken würde. Die am meisten
wahrscheinliche Annahme ist, daß sich dort Warzen aus einer
Fe-Al-Zusammensetzung bilden, die, da sie stark
eisenanziehend sind, zunächst dem Zink das Eisen entziehen, das es zur
Bildung einer Zink-Eisen-Legierung benötigt. Diese Warzen
verfügen jedoch über eine begrenzte Austauschkapazität, so
daß einerseits das in dem Zink vorhandene Aluminium nicht
vollständig mit dem Eisen verbunden wird und ein restlicher
Bruchteil davon in der Zink-Matrix verbleibt und andererseits
das eisenanziehende verarmte Zink die Diffusion des Eisens
zwischen den Warzen bewirkt. Die zu diesem Zeitpunkt
gebildete Eisen-Zink-Zusammensetzung ist eine Zusammensetzung δ,
die durch ihre Kristallisation die Warzen von der
Übergangsfläche löst und sie zur Oberfläche zurückdrängt.
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Vorzugsweise wird die Behandlungstemperatur des beschichteten
Materials auf einem Wert zwischen 580ºC und 670ºC gehalten,
obwohl diese Grenzwerte nicht unantastbar sind und ein
darunterliegender Wert als Tiefstwert gewählt werden kann, wenn
man die Verweildauer verlängert, und ein darüberliegender
Wert als Höchstwert, wenn man die Verweildauer des Bandes in
dem Behandlungsbehälter verkürzt.
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Die Diffusion sollte vorzugsweise erfolgen, während sich die
Beschichtung noch in flüssigem Zustand befindet, da ein
zwischenzeitliches Erstarren der aluminiumreichen Zonen die
Diffusion während des Glühens erheblich verzögert, was zu
Heterogenitäten in der Beschichtungsoberfläche führt.
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Die Verweildauer des Bandes in dem
Wärmenachbehandlungsbehälter ist abhängig von der Temperatur dieses Behälters. Bei
einer Temperatur zwischen 600 und 650ºC auf der
Temperaturhaltestufe des Steges liegt die Verweildauer in der
Größenordnung von zehn bis dreißig Sekunden und eher bei den niedrigen
Werten dieses Bereiches, wenn die Erwärmung durch Induktion
erfolgt. Eines der Kriterien, anhand derer man beurteilen
kann, ob die Verweildauer ausreicht oder gegebenenfalls
nacheingestellt werden muß, ist die Farbe der
Beschichtungsoberfläche am Ausgang des Behandlungsofens. Dieses Band muß
ein tiefgraues, mattes Aussehen haben als Zeichen für eine
gute Transformation der Beschichtung, deren Oberfläche
aufgrund der Warzen, die sie aufweist, eine feine Rauhigkeit
bekommen hat, die ihr die Spiegelung nimmt und ein mattgraues
Aussehen verleiht.
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Damit in der Produktionsstraße kein Stau auftritt, sollte der
Erwärmungsteil des Wärmezyklus so rasch wie möglich
abgewikkelt werden. Die Temperaturhaltezeit beansprucht den größten
Teil der Verweildauer des Bandes in dem
Diffusionsbehandlungsbehälter,
während die Abkühlung auf natürlichem Wege
oder zwangsmäßig erfolgen kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der
nachstehenden Beschreibung der Struktur der erfindungsgemäßen
Beschichtung, des Verfahrens, das die Nachbildung zahlreicher
Beispiele ermöglicht hat, und der Versuche und Tests, die man
bezüglich der Korrosionsbestandigkeit an erfindungsgemäß
beschichteten und an einfach galvanisierten Proben parallel
durchgeführt hat.
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Dabei wird auf die anliegenden Zeichnungen bezug genommen.
Darin zeigt:
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Figur 1 eine Fotografie einer Schnittfläche der
erfindungsgemäßen Beschichtung;
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Figur 2 ein Diagramm der Massenzusammensetzung der
Beschichtung von Figur 1 abhängig von der
Tiefe des Analysepunktes, wobei dieses
Diagramm auf der Basis einer Analyse mit
einem Rasterelektronenmikroskop erstellt
wurde;
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Figur 3 ein Diagramm, das die Temperatur des
Steges während der Behandlung gemäß mehreren
Erwärmungs-Protokollen zeigt;
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Figur 4 bis 6 jeweils eine schematische Darstellung der
verschiedenen Einrichtungen, deren Betrieb
jeweils zu den verschiedenen
Temperaturkurven von Figur 3 geführt hat;
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Figur 7 bis 10 jeweils Außenansichten der verschiedenen
Resultate, die man während der
Korrosionsbeständigkeitstests, die in einem
Salzsprühnebel durchgeführt wurden,
beobachtet hat;
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Figur 11 bis 14 jeweils Außenansichtenansichten der
Resultate, die man an Proben beobachtet hat,
die man einer korrosiven, eine wässrige
Ammoniaklösung enthaltenden Atmosphäre
ausgesetzt hatte;
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Die Figuren 1 und 2 zeigen die Struktur der erfindungsgemäßen
Beschichtung sowie ihre Zusammensetzung. In der Figur erkennt
man vier verschiedene Zonen:
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- auf der linken Seite der Figur das Substrat (Zone 1), das
aus Stahl besteht;
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- dann, nach rechts gehend, eine Zone 2, die eine
Kristallisation in Form von Stäbchen zeigt und die im wesentlichen
eine Eisen-Zink-Aluminiumlegierung mit einem Eisenanteil von 10
bis 15%, einem Aluminiumanteil von weniger als 3% und einem
Restanteil Zink aufweist;
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- eine Zone 3, in der man feststellt, daß im wesentlichen
kugelförmige Warzen vorhanden sind, die zunächst in die
vorhergehende Zone eingebettet sind, deren Analyse mit dem
Rasterelektronenmikroskop eine Eisen-Aluminiumlegierung mit etwa
60% Eisen und 25% Aluminium und dem Rest Zink erkennen läßt;
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- die Zone 4 ist lediglich die Harzschicht, die an der
Oberfläche der Proben vorgesehen ist, um die mikrographische
Analyse zu ermöglichen.
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Figur 2 zeigt die Entwicklung der Konzentration der drei
Legierungsbestandteile von dem Basissubstrat bis zur
Oberfläche. Die Kurve Zn zeigt die Entwicklung der
Zink-Konzentration von dem Substrat bis zur Oberfläche. An der Kurve Fe
läßt sich jene des Eisens und an der Kurve Al jene des
Aluminiums
ablesen. Die Dicke der Beschichtung in Meßhöhe liegt in
der Größenordnung von 12 bis 13u.
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In Figur 3 sind verschiedene Wärmekurven gezeigt, die den
Wärmezyklus der verschiedenen, mit den Einrichtungen der
Figuren 4, 5 und 6 realisierten erfindungsgemäßen Proben
darstellen. Die Kurve 5 zeigt einen mit der Einrichtung von
Figur 4 erreichten Wärmezyklus. Diese Einrichtung umfaßt am
Ausgang des Galvanisationsbades und hinter den
Trocknungsdüsen 6 für das Band 7 einen ersten Induktor 8 und einen
zweiten Induktor 9, eine Manschette 10 zum Halten der Temperatur
und eine Kühlvorrichtung 11. Diese experimentelle Einrichtung
behandelt ein Metallband von 140 mm Breite. Die beiden
Induktoren sind 700 mm lang und durch einen Abstand in der
Größenordnung von 300 mm voneinander getrennt. Im Verlauf des
Experiments wurde bemerkt, daß die dem Band dargebotene Energie
nicht ausreichend war, und man hat am Ausgang des zweiten
Induktors auch eine Manschette 11 zum Halten der Temperatur des
Bandes angefügt.
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Die Kurve 5 hat also einen ersten Abschnitt 5a, der dem
Temperaturanstieg des Steges 7 auf etwa 650ºC in dem ersten
Induktor 8 entspricht. Der zweite Induktor 9 sorgt dafür, daß
das Band auf dieser Temperatur von 650ºC gehalten wird, was
dem zweiten Abschnitt 5b der Kurve 5 entspricht. Da man bei
den ersten Experimenten nicht über Induktoren mit
ausreichender Länge und Leistung verfügte, mußte man die Stufe zum
Halten der Temperatur des Bandes mit Hilfe einer
Isoliermanschette 10 künstlich verlängern, um die Abkühlung des Steges
zu verzögern. Die Entwicklung der Temperatur des Bandes ist
durch den Abschnitt 5c der Kurve 5 dargestellt. Der Abschnitt
5c dieser Kurve zeigt die Entwicklung der Temperatur des
Bandes in der Kühlvorrichtung 11. Die Probe von Figur 1 ist das
Ergebnis einer Wärmebehandlung, die der anhand der Kurve 5
gezeigten Art entspricht.
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Die Kurven 12, 13 und 14 von Figur 3 wurden in der
Einrichtung von Figur 5 erzielt, in der der zweite Induktor 15 eine
Länge von 1,25 m hat. Durch diesen Induktor 15 verfügt man
über eine Temperaturhaltestufe mit ausreichender Länge, so
daß die Manschette entbehrlich ist. Das Halten der Temperatur
erfolgt in einer Zone zwischen 580 und 670ºC, und
anschließend erfährt das Band eine natürliche Abkühlung (gemeinsamer
Abschnitt 16 aller Kurven 12, 13 und 14). Die Produkte aus
dieser Herstellungsversuchsreihe haben eine Struktur, die
gleich der in Figur 1 dargestellten Struktur ist.
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Schließlich wurden versuche der Behandlung des Bandes
durchgeführt, die anhand der Temperaturkurve 17 dargestellt sind,
welche einer Erhöhung der Temperatur durch den ersten
Induktor 8 und einer Isolierung und einer Verzögerung der
Abkühlung durch den zweiten Induktor 15HS (Figur 6) entspricht,
der nicht in Betrieb genommen wurde. Die Temperaturhaltestufe
war in diesem Fall weniger perfekt, und die Struktur der
Beschichtung war wenig gekennzeichnet. All dieses scheint
darauf hinzuweisen, daß sich unter der Wirkung der
Wärmebehandlung, die mehr oder weniger vollständig ist, abhängig davon,
ob die Temperatur mehr oder weniger gut gehalten wird oder
mehr oder weniger ausreichend ist, eine Umwandlung der
Beschichtung ergibt.
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Der Nutzen der erfindungsgemäß realisierten Produkte liegt in
der Verbesserung ihrer Korrosionsbeständigkeit, insbesondere,
wenn sie mit einem Anstrich versehen werden sollen. Versuche
bezüglich der Korrosionsbeständigkeit wurden parallel an
Proben erfindungsgemäß hergestellter Produkte und an Proben
üblich galvanisierter Produkte durchgeführt. Über diese
Versuche wird nachstehend berichtet.
A) KORROSIONSVERSUCHE IN EINER SALZSPRÜHNEBEL-ATMOSPHÄRE
Erfindungsgemäße Proben:
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Sie entstammen einer Pilot-Produktionsanlage einer Breite von
140 mm. Ihre Oberfläche wurde anschließend in derselben
Pilotanlage oder im Labor kontinuierlich und in der gleichen
Weise wie die heißgalvanisierten Produkte vor dem Anstrich
behandelt. Schließlich wurde eine Polyesterfarbe von 15 bis
18u auf jede Seite der Probe aufgetragen.
Vergleichsprobe:
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Diese entstammt einer Produktionsanlage, in welcher sie in
einer Breite von etwa 1 m hergestellt und zur Aufnahme eines
Anstriches oberflächenbehandelt wird. Wie bei den vorstehend
angeführten Proben erfolgt der Farbauftrag im Labor.
Vorbereitung der Versuche:
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Von jedem Produkt wird eine Platte ausgeschnitten und in
einem Winkel von 90º gebogen. Drei ihrer Randstreifen werden
gegen jeglichen Kontakt mit der Atmosphäre zum Beispiel durch
eine Klebefolie hermetisch geschützt. Die Figuren 7 bis 10
zeigen zwei dieser Proben in unterschiedlichen Stadien der
Korrosion. Dabei entstammt die Probe A der klassischen
Galvanisation, während die Probe B jene der Erfindung ist. Die
geschützten Ränder dieser Proben sind mit den Bezugsziffern 20,
21 und 22 gekennzeichnet. Alleine der Rand 23 ist der
Außenatmosphäre ausgesetzt.
Durchführung der Versuche:
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Die Proben werden in einen Trocknungsofen mit Salzsprühnebel
gegeben. Ein solcher Ofen und der Versuchsablauf entsprechen
der Norm AFNOR X41002. Demzufolge beträgt die
Versuchstemperatur 35ºC, der Feuchtigkeitsgehalt 85-90% und die
Natriumchloridkonzentration 5%.
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In bestimmten Zeitabständen werden die Proben zur Prüfung aus
dem Ofen genommen. Zu diesem Zweck werden sie mit
gewöhnlichem Wasser gespült und getrocknet. Die Prüfung besteht
darin, daß man jede Probe fotografiert. Die Figuren 7 bis 10
sind Zeichnungsmuster, die man auf der Grundlage dieser
Fotografien angefertigt hat (A gilt für das galvanisierte
Vergleichsmuster, B für die erfindungsgemäße Probe). Die Proben
werden anschließend wieder in den Trocknungsofen eingeführt,
um einer erneuten Behandlungsperiode unterzogen zu werden.
Observationsbericht:
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Nach 100 Stunden der Ofentrocknung (Figur 7) beobachtet man
bei Probe A eine beginnende Korrosion in der Nähe der
ungeschützten Schnittfläche 23. Es handelt sich um weißen Rost in
einem Ausmaß von 1 oder 2 mm (Zone 24). Dieser weiße Rost
(Zinkoxide und -hydroxide) versucht, die Farbschicht
anzuheben, wodurch sich die Korrosion unter der Farbschicht
fortsetzen kann. Probe B zeigt keinerlei Anzeichen für eine
Korrosion.
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Nach 300 Stunden (Figur 8) ist Probe A in einer 8 mm breiten
Zone 25 ab dem ungeschützen Rand 23 angegriffen; hier und da
zeigen sich Rostnarben, von denen 1% der Oberfläche betroffen
ist. Probe B zeigt einige Rostnarben 26.
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Nach 1300 Stunden Behandlungsdauer (Figur 9) erreicht die
befallene Zone 27 von Teil A etwa 20% seiner Oberfläche. An der
ungeschützten Randseite zeigt sich roter Rost (Oxidation des
Substrats). Bei Teil B hat sich die Zahl der Rostnarben 26
etwas erhöht.
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Nach 3500 Stunden der Ofentrockung (Figur 10) ist Teil A
schließlich an der Randseite 23 durchbrochen (Zone 28), und
praktisch die gesamte Oberfläche ist von Rost befallen. Teil
B zeigt noch mehr Rostnarben und eine beginnende Korrosion 29
am ungeschützten Rand sowie an der Knickstelle, wobei das
Ausmaß der Korrosion jenem des Teils A nach 100 Stunden
gleicht.
B) KORROSIONSVERSUCHE IN EINER ATMOSPHÄRE WÄSSRIGER
AMMONIAKLÖSUNG
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Die erfindungsgemäßen Proben und die Vergleichsproben werden
wie vorstehend beschrieben vorbereitet.
Vorbereitung der Versuche:
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Die Atmosphäre wird in einer geschlossenen Umgebung
hergestellt, in deren Innerem sich ein Behälter mit verdünnter
wässriger Ammoniaklösung befindet. Der obere Teil des
Behälters ist offen und trägt ein Gitter, auf welchem die Proben
angeordnet werden. Präziser ausgedrückt die Teile, die eine
V-Form haben, werden durch die parallelen Gitterelemente
gehalten, wobei die Spitze der V-Form nach unten gekehrt ist,
das heißt direkt den aus dem Behälter entweichenden Dämpfen
der wässrigen Ammoniaklösung ausgesetzt ist. Es handelt sich
hier um Benutzungsanforderungen für Materialien, die jenen
von Aufzuchtgebäuden verwandt sind.
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Ebenso wie bei den vorhergehenden Versuchen werden die Proben
in festen Zeitabständen entnommen, gewaschen und
fotografiert.
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Die Beobachtungen, die man gemacht hat, sind die folgenden
und sind Gegenstand einer schematischen Darstellung in den
Figuren 11 bis 14 (wobei die Probe C die Vergleichsprobe und
die Probe D jene der Erfindung ist).
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Nach 140 Stunden der Behandlung (Figur 11) zeigt sich an der
Knickstelle im Bereich 30 der Probe C eine beginnende
Korrosion (weißer Rost) mit sich abhebender Farbe. Auch an Teil D
stellt man eine leichte Tendenz zur Bildung von weißem Rost
in den Bereichen 31 fest.
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Nach 950 Stunden der Behandlung (Figur 12): Teil C zeigt in
den Bereichen 32 eine Blase im Anstrich und in den Bereichen
33 ein Abheben des Anstriches, während Teil D gegenüber der
vorhergehenden Entnahme kein Zeichen einer spürbaren
Entwicklung erkennen läßt.
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Die nach 2700 Behandlungsstunden (Figur 13) erfolgte Entnahme
zeigt eine starke Korrosion an Teil C (mehr als 40% der
Oberfläche sind von weißem und rotem Rost befallen). Teil D zeigt
einige Stellen 34, an denen sich die Farbe gelöst hat.
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Nach 4400 Stunden schließlich (Figur 14) erreicht die
korrodierte Zone 35 des Teils C mehr als 60% seiner gesamten
Oberfläche, während Teil D keine bedeutsame
Korrosionsentwicklung erkennen läßt.
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Es scheint, daß die erfindungsgemäße Beschichtung einen
sicheren Vorteil in dem Fall bietet, in dem das Produkt
gestrichen oder lackiert werden soll.
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Man wird auch feststellen, daß die Umwandlung der
Beschichtung während ihrer Diffusionsbehandlung aufgrund der
Diffusion des Eisens in die Legierung die Dicke der Beschichtung
vergrößert. Wenn man zum Beispiel eine doppelseitige
Beschichtung von 140 g/m² vorgenommen hat, entspricht das
Produkt nach der Behandlung einem Auftrag von 180 g/m².