DE69706387T2

DE69706387T2 - Aluminisiertes Blech mit schwacher Wärmeabstrahlung und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69706387T2
Application number: DE69706387T
Authority: DE
Inventors: Pierre Jean Krauth; Jean Philippe
Original assignee: Sollac SA; Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
Current assignee: Sollac SA
Priority date: 1996-10-10
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 2002-06-13
Anticipated expiration: 2017-09-20
Also published as: US6207299B1; ES2162216T3; PT835947E; CA2218445C; CA2218445A1; FR2754544A1; EP0835947A1; EP0835947B1; FR2754544B1; ATE204926T1; DE69706387D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der aluminierten Bleche.
Sie betrifft insbesondere aluminierte Bleche, deren Überzug aus einer Aluminium-Silizium-Legierung besteht und die zum Beispiel zur Herstellung von Wärmeschilden für Auspuffleitungen in Kraftfahrzeugen verwendet werden.
Das Ziel eines Wärmeschilds ist es, die hinter ihm befindlichen Teile der Wärmequelle zu isolieren, die sich vor ihm befindet. Daher muss ein Wärmeschild in der Lage sein, möglichst wenig Energie zu absorbieren, oder in anderen Worten möglichst viel zurückzustrahlen. Dies äußert sich durch ein geringes Emissionsvermögen des Materials, aus dem der Schild besteht, oder in anderen Worten in einem erhöhten Reflexionsvermögen.
Wärmeschilde sind daher aus Materialien gebildet, die einerseits ausreichende mechanische Eigenschaften, eine gute Formbarkeit und eine gute Korrosionsbeständigkeit und andererseits ein geringes Emissionsvermögen aufweisen.
Es ist bekannt, Wärmeschilde aus aluminierten Blechen herzustellen, deren Überzug aus einer Aluminium-Silizium- Legierung besteht.
Ein derartiges Blech ist zum Beispiel ein Blech aus weichem Stahl, das an seinen beiden Hauptseiten mit einer Aluminium- Silizium-Legierung beschichtet wird, und zwar mittels Durchlauf durch ein schmelzflüssiges Tauchbad aus der obengenannten Legierung.
Beim Durchlauf des Blechs durch das Aluminierungsbad entwickelt sich eine Eisen-Aluminium-Silizium- Legierungsschicht.
Daher weist der Überzug im metallographischen Schnitt folgende Struktur auf:
- Eine Oberflächenschicht, deren Zusammensetzung derjenigen des Bades nahe ist;
- eine darunterliegende Schicht aus einer Dreistoff- Legierung mit folgender Zusammensetzung: Fe&sub3;Si&sub2;Al&sub1;&sub2;.
Diese aluminierten Bleche weisen einen geringen Gesamtemissionsgrad von unter 0,2 und somit einen hohen Reflexionsgrad von über 80% auf.
Diese Eigenschaft bleibt bis 450º bestehen.
Dieses Material ist daher sehr interessant und wird häufig verwendet für Innenwände von Industrie- oder Haushaltsöfen, Wärmereflektoren für alle Haushalts-Heizgeräte oder zur Herstellung von Wärmeschilden für die am wenigsten heißen Teile der Auspuffleitungen von Kraftfahrzeugen.
Es ist bekannt, die Eigenschaften dieses Materials durch einen Durchlauf durch ein Glättwalzwerk mit glatten Walzen, "skin-pass" genannt, zu verbessern; diese Verbesserung ermöglicht es zwar, das Emissionsvermögen des Materials leicht zu verringern, sie erlaubt es ihm aber nicht, seine Eigenschaften für Anwendungen bei sehr hohen Temperaturen beizubehalten.
Das Dokument WO 85/00386 beschreibt eine Legierungsbehandlung eines aluminierten Stahls bei einer hohen Temperatur während einer sehr langen Zeit.
Das Dokument JP 55085623 beschreibt eine Alterungsbehandlung eines aluminierten Stahls bei einer Temperatur, die unter der Schmelztemperatur des Überzugs liegt.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, dieses Hindernis zu beseitigen, indem sie ein aluminiertes Blech zum Gegenstand hat, dessen Überzug aus einer Aluminium-Silizium- Legierung besteht, wobei dieses Blech ein geringes Emissionsvermögen aufweist und für Wärmeschilde für Wärmequellen verwendet werden kann, deren Temperatur über 500ºC beträgt, wie zum Beispiel die heißesten Teile der Auspuffleitungen von Kraftfahrzeugen.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Stahlblech, das an mindestens einer seiner Hauptseiten mit einem Überzug beschichtet ist, der aus einer Legierung auf Aluminiumbasis besteht, die Aluminium und Silizium mit weniger als 11 Gew.-% Silizium enthält und im wesentlichen von dem Typ ist, der zwischen 7 und 11 Gew.-% Silizium und zwischen 87 und 93 Gew.-% Aluminium enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die beschichtete Seite einen spektralen Emissionsgrad von unter 0,15 für alle Wellenlängen zwischen 1,5 und 15 Mikrometer aufweist.
Gemäß einem anderen Merkmal weist die beschichtete Seite einen spektralen Emissionsgrad von unter 0,10 für alle Wellenlängen zwischen 5 und 15 Mikrometer und einen spektralen Emissionsgrad zwischen 0,10 und 0,15 für alle Wellenlängen zwischen 1,5 und 5 Mikrometer auf.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Stahlblechs, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:
- Erzeugung eines Stahlblechs, das an mindestens einer seiner Hauptseiten mit einem Überzug im festen Zustand beschichtet ist, der aus einer Legierung auf Aluminiumbasis besteht, die Aluminium und Silizium mit weniger als 11 Gew.-% Silizium enthält und von dem Typ ist, der zwischen 7 und 11 Gew.-% Silizium und zwischen 87 und 93 Gew.-% Aluminium enthält;
- Erhitzung des Überzugs bis auf eine Temperatur T1, die höher als die Schmelztemperatur T2 des genannten Überzugs ist;
- Halten des Überzugs auf diesem Temperaturniveau über der Schmelztemperatur des Überzugs während eines Zeitraums zwischen 0 und 100 Sekunden, vorzugsweise zwischen 0 und 10 Sekunden;
- Abkühlung des Blechs bis auf eine Temperatur, die mindestens gleich der Temperatur des Endes der Legierungsbildung zwischen dem Überzug und dem Stahl ist, vorzugsweise auf Umgebungstemperatur.
Gemäß anderen Merkmalen:
- liegt die Erhitzungstemperatur T1 zwischen der Schmelztemperatur des Überzugs und 650ºC;
- ist die Temperatur T1 um 10 bis 15ºC höher als die Schmelztemperatur des Überzugs;
- wird die Erhitzung des Überzugs mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 100ºC pro Sekunde ausgeführt;
- ist die Abkühlung des Blechs eine natürliche Abkühlung durch freie Luft oder eine Fremdkühlung durch Strahlung;
- ist die Abkühlung des Blechs eine Fremdkühlung durch Luft;
- erfolgt die Abkühlung des Blechs in mindestens zwei Schritten, umfassend:
- eine natürliche Abkühlung bis auf die Schmelztemperatur T2 des Überzugs;
- dann eine Fremdkühlung durch Luft auf die Temperatur des Endes der Legierungsbildung zwischen dem Überzug und dem Stahl;
- wird das Stahlblech, das auf mindestens einer seiner Hauptseiten mit einem Überzug im festen Zustand beschichtet ist, der aus einer Legierung auf Aluminiumbasis des Typs besteht, der Aluminium und Silizium mit weniger als 11 Gew.-% Silizium enthält, erzeugt durch Eintauchen eines Stahlsubstrats in ein schmelzflüssiges Bad, das zwischen 9 und 10% Silizium und etwa 3% Eisen enthält, wobei der Rest Aluminium ist, und durch Abkühlung bis auf eine Temperatur unter, der Schmelztemperatur des Überzugs.
Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Wärmeschild, das aus einem solchen Blech hergestellt ist.
Die Eigenschaften und Vorteile werden besser ersichtlich aus der folgenden Beschreibung, die einzig als Beispiel gegeben wird und bei der auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
- Fig. 1 eine Kurve ist, die den spektralen Emissionsgrad eines erfindungsgemäßen aluminierten Blechs B und eines aluminierten Blechs A nach dem Stand der Technik darstellt;
- Fig. 2 und 3 Kurven sind, die die Auswirkung der Erhitzung eines erfindungsgemäßen aluminierten Blechs auf sein Emissionsvermögen darstellen.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, liegt die Haupteigenschaft des aluminierten Stahlblechs, das an mindestens einer seiner Hauptseiten mit einem Überzug beschichtet ist, der aus einer Legierung auf Aluminiumbasis des Typs besteht, der Aluminium und Silizium mit weniger als 11 Gew.-% Silizium enthält, gemäß der Erfindung darin, dass die beschichtete Seite einen spektralen Emissionsgrad von unter 0,15 für alle Wellenlängen zwischen 1,5 und 15 Mikrometer aufweist.
Genauer weist die beschichtete Seite einen spektralen Emissionsgrad von unter 0,10 für alle Wellenlängen zwischen 5 und 15 Mikrometer und einen spektralen Emissionsgrad zwischen 0,10 und 0,15 für alle Wellenlängen zwischen 1,5 und 5 Mikrometer auf.
Der Begriff spektraler Emissionsgrad ist zu verstehen als das Verhältnis zwischen der Leuchtdichte des betreffenden Materials, betrachtet bei einer gegebenen Wellenlänge, und der Leuchtdichte eines schwarzen Körpers bei der gleichen Wellenlänge und bei der gleichen Temperatur.
Ein solches erfindungsgemäßes aluminiertes Blech wird in mehreren Schritten hergestellt.
Ein erster Schritt besteht darin, ein Stahlblech zu erzeugen, das an mindestens einer seiner Hauptseiten mit einem Überzug im festen Zustand beschichtet ist, der aus einer Legierung auf Aluminiumbasis besteht, die Aluminium und Silizium mit weniger als 11 Gew.-% Silizium enthält und von dem Typ ist, der zwischen 7 und 11 Gew.-% Silizium und zwischen 87 und 93 Gew.-% Aluminium enthält,
Ein zweiter Schritt besteht darin, den Überzug bis auf die Temperatur T1 zu erhitzen, die höher ist als die Schmelztemperatur T2 des genannten Überzugs.
Unter Schmelztemperatur T2 ist die Temperatur zu Beginn des Schmelzens des Überzugs zu verstehen. D. h. ein Überzug auf Aluminiumbasis, wie der oben beschriebene, liegt in Form von Aluminiumdendriten mit einer interdendritischen und einer dendritischen Phase vor. Die interdendritische Phase schmilzt bei einer niedrigeren Temperatur als die dendritische, und die Temperatur T2, von der die Rede ist, ist die Schmelztemperatur dieser interdendritischen Phase.
In einem dritten Schritt hält man den Überzug während eines Zeitraums zwischen 0 und 100 Sekunden, vorzugsweise in der Größenordnung von 2 bis 10 Sekunden, auf dieser Temperatur T1, oder jedenfalls über T2.
Der letzte Schritt besteht schließlich darin, das Blech bis auf eine Temperatur abzukühlen, die zumindest gleich der Temperatur des Endes der Legierungsbildung zwischen dem Überzug und dem Stahl ist, vorzugsweise bis auf eine Temperatur gleich der Umgebungstemperatur.
Dieses Herstellungsverfahren ermöglicht es, den aluminierten Überzug umzuschmelzen.
Die dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechende Erzeugung des Stahlblechs, das an mindestens einer seiner Hauptseiten mit einem Überzug im festen Zustand beschichtet ist, der aus einer Aluminium-Silizium-Legierung von dem Typ besteht, der zum Beispiel zwischen 7 und 11 Gew.-% Silizium und zwischen 87 und 93 Gew.-% Aluminium enthält, kann durch Eintauchen eines Stahlsubstrats in ein schmelzflüssiges Bad, das zwischen 9 und 10% Silizium und etwa 3% Eisen enthält, wobei der Rest Aluminium ist, und Abkühlung bis auf eine Temperatur unter der Schmelztemperatur des Überzugs erfolgen.
Es ist sehr wichtig, dass das im ersten Schritt des Verfahrens erzeugte aluminierte Stahlblech einen Überzug im festen Zustand aufweist, d. h. dass es bis auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Überzugs abgekühlt wurde.
Zur Erzielung der Eigenschaften des erfindungsgemäßen Blechs hinsichtlich seines Emissionsvermögens ist es unerheblich, ob diese Temperatur die Schmelztemperatur des Überzugs minus einige Grad, zum Beispiel minus 5 oder 10ºC, oder die Umgebungstemperatur ist.
Die Temperatur T1, die vom Blech während der Erhitzung erreicht wird, die im zweiten Schritt des Verfahrens durchgeführt wird, muss unbedingt über der Schmelztemperatur T2 des Überzugs liegen, um ein Umschmelzen des Überzugs zu gewährleisten, um die geforderten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Blechs hinsichtlich seines Emissionsvermögens zu erzielen.
Vorzugsweise liegt diese Temperatur T1 zwischen der Schmelztemperatur des Überzugs und 650ºC.
Diese Grenze von 650ºC ermöglicht es einerseits, die Kosten des zweiten Schritts zu begrenzen, andererseits hat sie eine günstige Wirkung auf die Begrenzung des Legierungsbildungsphänomens zwischen dem Überzug und dem Stahl.
Um sicherzustellen, dass der Überzug in jedem Punkt umgeschmolzen ist, wird das Blech vorzugsweise bis zu einer Temperatur T1 erhitzt, die zwischen der Schmelztemperatur T2 des Überzugs plus 1000 und der Schmelztemperatur T2 des Überzugs plus 15ºC liegt.
Dieses Merkmal ermöglicht es nämlich, mögliche Erscheinungen leichter Temperaturheterogenitäten zu beseitigen, die zum Beispiel auf Beterogenitäten in der Dicke des Überzugs oder auf das eingesetzte Erhitzungsverfahren zurückzuführen sind.
Es ist wichtig, dass diese Temperatur T1 rasch erreicht wird, um die Legierungsbildungsphänomene zwischen dem Überzug und dem Stahl des Substrats einzuschränken. Daher beträgt die Erhitzungsgeschwindigkeit vorteilhafterweise zwischen 20 und 100ºC/Sekunde.
Falls die Temperatur des Überzugs des während des ersten Schritts hergestellten Blechs nahe der Schmelztemperatur T2 des Überzugs liegt, kann man eine Erhitzungsgeschwindigkeit zwischen 20 und 30ºC/Sekunde wählen, denn in diesem Fall muss die Temperatur des Blechs nur um einige zehn Grad, in der Größenordnung von 20 bis 50ºC, angehoben werden.
Falls die Temperatur des Überzugs des während des ersten Schritts hergestellten Blechs hingegen nahe der Umgebungstemperatur ist, wählt man eine Erhitzungsgeschwindigkeit zwischen 90 und 100ºC/Sekunde, denn in diesem Fall muss die Temperatur des Blechs nur um einige hundert Grad, in der Größenordnung von 500 bis 600ºC, angehoben werden.
Der dritte Schritt des Verfahrens besteht darin, den Überzug während eines Zeitraums zwischen 0 und 5 Sekunden auf dieser Temperatur T1 zu halten.
Es ist möglich, die Abkühlung des Blechs (letzter Schritt des Verfahrens) vorzunehmen, unmittelbar nachdem der Überzug in jedem Punkt eine Temperatur T1 über der Schmelztemperatur des genannten Überzugs erreicht hat.
Falls die Temperatur T1, die vom Überzug beim Erhitzungsschritt (zweiter Schritt des Verfahrens) erreicht wird, zum Beispiel zwischen der Schmelztemperatur des Überzugs plus 10ºC und der Schmelztemperatur des Überzugs plus 15ºC liegt, ist es durchaus möglich, keine Stufe des Haltens auf dieser Temperatur T1 vorzusehen. Doch die Tatsache, dass der Überzug auf dieser Temperatur T1 gehalten wird, schadet der Erfindung nicht, soferne diese Stufe des Haltens nicht länger als etwa hundert Sekunden dauert.
D. h. der Anmelder hat festgestellt, dass, wenn man diese Temperatur T1 während eines Zeitraums von über 100 Sekunden aufrecht hält, das Emissionsvermögen des Überzugs zu hoch für ein Substrat aus Standardstahl oder aus IF-Titanstahl ist, wobei dieses ab 10 Sekunden zu steigen beginnt. Im Fall von renitrierten Stählen, bei denen das Auftreten des Legierungsbildungsphänomens aufgrund der Gegenwart von Stickstoff verzögert ist, ist das Emissionsvermögen noch nicht erhöht, es ist jedoch ein oxidierter Oberflächenzustand festzustellen, wodurch das aluminierte Blech ein weißliches und dann gelbliches Aussehen aufweist.
Dieses Phänomen ist besonders gut in Fig. 2 zu erkennen, die die Kurve des Gesamtemissionsgrads des Überzugs in Abhängigkeit von seiner Temperatur darstellt.
Diese Kurve wurde von einem aluminierten Blech erstellt, das aus einem Substrat aus IF-Titanstahl mit einer Dicke gleich 0,3 mm gebildet ist, das mit einem Überzug mit 9,5% Silizium, 3% Eisen und dem Rest Aluminium beschichtet ist, dessen Dicke gleich 20 Mikrometer beträgt.
Dieses Umgebungstemperatur aufweisende aluminierte Blech wurde erhitzt, um die Temperatur T1 des Überzugs auf 600ºC zu bringen, was über der Schmelztemperatur T2 des Überzugs liegt, die in diesem Beispiel 480ºC beträgt, und auf 600ºC gehalten.
Während der gesamten Erhitzungsphase und der Phase des Haltens auf 600ºC wurde der Gesamtemissionsgrad des Überzug in Echtzeit für die Wellenlängen zwischen 1,5 und 14,5 Mikrometer mittels eines Spektroradiometers gemessen.
In dieser Kurve sieht man sehr gut, dass das Emissionsvermögen des Überzugs ab der Schmelztemperatur des genannten Überzugs sinkt und dann nach etwa zehn Sekunden Halten auf 600ºC langsam zu steigen beginnt, ab 100 Sekunden Halten auf 600ºC steigt es dann rascher.
Der Anmelder hat auch festgestellt, dass dieser allmähliche Anstieg des Emissionsvermögens einzig mit der Dauer des Haltens des Überzugs auf der Temperatur T1 zusammenhängt.
Wie in Fig. 2 festzustellen ist (punktierte Linien), ermöglicht es das Abkühlen des Überzugs, die Erhöhung des Emissionsvermögens des Überzugs zu stoppen.
Die in Fig. 3 dargestellte Kurve ermöglicht es, die bekannte Wirkung des Stickstoffs auf das Legierungsbildungsphänomen des Überzugs darzustellen.
Diese Kurve wurde von einem, aluminierten Blech erstellt, das aus einem Substrat aus renitriertem Stahl gebildet ist, der einen höheren Stickstoffgehalt als der obengenannte IF- Titanstahl aufweist. Der Überzug und die durchgeführte Wärmebehandlung sind mit den oben beschriebenen identisch.
In dieser Kurve sieht man sehr gut, wenn man sie mit der Kurve von Fig. 2 vergleicht, dass das Emissionsvermögen des Überzugs erst ab 120 Sekunden zu steigen beginnt.
Der letzte Schritt des Verfahrens besteht somit darin, das Blech bis auf eine Temperatur abzukühlen, die mindestens gleich der Temperatur des Endes der Legierungsbildung zwischen dem Überzug und dem Stahl ist, vorzugsweise bis auf Umgebungstemperatur.
Diese Abkühlung kann eine natürliche Abkühlung durch freie Luft, eine Fremdkühlung durch Strahlung oder eine Fremdkühlung durch Luft sein.
Vorzugsweise erfolgt die Abkühlung des Blechs in mindestens zwei Schritten, umfassend:
- eine natürliche Abkühlung auf eine Temperatur zwischen der Temperatur T1 und der Schmelztemperatur des Überzugs;
- eine Fremdkühlung durch Luft auf eine Temperatur zwischen der Schmelztemperatur des Überzugs und der Temperatur des Endes der Legierungsbildung zwischen dem Überzug und dem Stahl.
Um eine Beeinträchtigung der Emissionsfähigkeitseigenschaften des Überzugs zu vermeiden, ist es nämlich vorzuziehen, zuerst eine Abkühlung bis auf die Schmelztemperatur des Überzugs ohne Kontakt mit dem noch in geschmolzenem Zustand befindlichen Überzug vorzunehmen.
Eine natürliche Abkühlung durch Luft oder eine Fremdkühlung durch Strahlung, bei der der Überzug in der Nähe einer gekühlten Wand durchläuft, ist für diesen ersten Schritt der Abkühlung perfekt geeignet.
Die Durchführung einer Fremdkühlung, zum Beispiel durch Luft, auf mindestens eine Temperatur zwischen der Schmelztemperatur des Überzugs und der Temperatur des Endes der Legierungsbildung zwischen dem Überzug und dem Stahl ermöglicht es, dieses Legierungsbildungsphänomen zu begrenzen.
Je kürzer der Zyklus Erhitzung/Halten auf der Temperatur/Abkühlung ist, desto besser ist das aluminierte Blech gemäß der Erfindung, denn mit einem kurzen Zyklus begrenzt man die Zeit, die das aluminierte Bleich bei einer Temperatur verbringt, die höher ist als die Temperatur der Legierungsbildung zwischen dem Überzug und dem Stahl des Substrats. Man begrenzt somit das Wachstum der Dreistoff- Legierung, die sich zwischen dem Substrat und der Oberflächenschicht entwickelt.
Der Anmelder hat festgestellt, dass das mit diesem Verfahren erzielte Blech nicht nur einen geringeren Gesamtemissionsgrad als ein herkömmliches aluminiertes Blech, wie es aus dem ersten Schritt des Verfahrens hervorgeht, aufweist, sondern auch einen spektralen Emissionsgrad besitzt, der für alle Wellenlängen zwischen 1,5 und 15 Mikrometer annähernd gleich ist.
Diese Eigenschaft ist aus Fig. 1 perfekt ersichtlich, die den spektralen Emissionsgrad eines erfindungsgemäßen aluminierten Blechs B und eines aluminierten Blechs A nach dem Stand der Technik darstellt.
Die erste Kurve, die den spektralen Emissionsgrad eines aluminierten Blechs A nach dem Stand der Technik darstellt, wurde von einem aluminierten Blech erstellt, das aus einem Substrat aus IF-Titanstahl mit einer Dicke gleich 0,3 mm gebildet ist, das mit einem Überzug mit 9,5% Silizium, 3% Eisen und dem Rest Aluminium beschichtet ist, der eine Dicke von gleich 20 Mikrometer aufweist.
Es wurde das Emissionsvermögen dieses aluminierten Blechs für alle Wellenlängen zwischen 1,3 und 15 Mikrometer gemessen, was den charakteristischen Wellenlängen des Infrarotbereichs entspricht.
Wie man feststellen kann, beträgt der spektrale Emissionsgrad dieses Blechs für alle Wellenlängen zwischen 2 und 3,6 Mikrometer über 0,35, und beträgt nur für die Wellenlängen von über 7,5 Mikrometer unter 0,15, wobei er jedoch über 0,07 bleibt.
Daher ist ein Wärmeschild aus einem solchen aluminierten Blech perfekt zur Isolierung von Wärmequellen geeignet, deren maximale Emissionsstrahlungsenergie die Wellenlängen über 7,5 Mikrometer betrifft, die für die grauen Körper, denen man die Auspuffleitungen zuordnen kann, Temperaturen von unter 500ºC ent sprechen.
Die Wärmeschildwirkung ist jedoch beeinträchtigt im Fall von Quellen, deren ausgestrahlte Wellenlängen unter 7,5 Mikrometer betragen, die bei Auspuffleitungen Temperaturen von über 500ºC entsprechen, d. h. den heißesten Temperaturen, wie z. B. die des Katalysators.
Die zweite Kurve, die den spektralen Emissionsgrad eines erfindungsgemäßen aluminierten Blechs B darstellt, wurde von einem aluminierten Blech erstellt, das aus einem Substrat aus IF-Titanstahl mit einer Dicke gleich 0,3 mm gebildet ist, das mit einem Überzug mit 9,5% Silizium, 3% Eisen und dem Rest Aluminium beschichtet ist, der eine Dicke von gleich 20 Mikrometer aufweist. Dieses aluminierte Blech, das bis auf Umgebungstemperatur abgekühlt wurde, wurde auf 600ºC erhitzt, 5 Sekunden lang auf dieser Temperatur gehalten und dann auf natürliche Weise bis auf Umgebungstemperatur abgekühlt.
Man hat auch das Emissionsvermögen dieses aluminierten Blechs für alle Wellenlängen zwischen 1,3 und 15 Mikrometer gemessen.
Wie festzustellen ist, beträgt der spektrale Emissionsgrad dieses erfindungsgemäßen aluminierten Blechs für allen Wellenlängen zwischen 1,5 und 15 Mikrometer unter 0,15, genauer zwischen 0,10 und 0,15 für die Wellenlängen zwischen 1,5 und 4,5, zwischen 0,07 und 0,10 für die Wellenlängen zwischen 4,5 und 6,5 und unter 0,7 für die Wellenlängen von über 6,5.
Daher ist ein Wärmeschild aus einem solchen erfindungsgemäßen aluminierten Blech perfekt zur Isolierung von Wärmequellen geeignet, deren maximale Emissionsstrahlungsenergie die Wellenlängen zwischen 1,5 und 15 Mikrometer betrifft, d. h. für das gesamte Spektrum, das dem Infrarotbereich entspricht.
Ein solches erfindungsgemäßes aluminiertes Blech ist daher perfekt zur Bildung von Wärmeschilden geeignet, gleich, wie hoch die Temperatur ist, die von der zu isolierenden Wärmequelle erreicht wird, und daher im Fall von Auspuffleitungen für alle Teile einer solchen Leitung, selbst den heißesten, geeignet.
Dieses erfindungsgemäße aluminierte Blech weist bezüglich Emissionsvermögen Werte auf, die kaum höher als die von Aluminium sind, und zwar um etwa 0,02 bis 0,03 höher für Wellenlängen zwischen 5,5 und 15 Mikrometer und um etwa 0,03 bis 0,05 höher für Wellenlängen zwischen 1,5 und 5,5 Mikrometer.

Claims

1. Stahlblech, das an mindestens einer seiner Hauptseiten mit einem Überzug beschichtet ist, der aus einer Legierung auf Aluminiumbasis von dem Typ besteht, der Aluminium und Silizium mit weniger als 11 Gew.-% Silizium enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die beschichtete Seite einen spektralen Emissionsgrad von unter 0,15 für alle Wellenlängen zwischen 1, 5 und 15 Mikrometer aufweist.

2. Beschichtetes Stahlblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beschichtete Seite einen spektralen Emissionsgrad von unter 0,10 für alle Wellenlängen zwischen 5 und 15 Mikrometer und einen spektralen Emissionsgrad zwischen 0,10 und 0,15 für alle Wellenlängen zwischen 1,5 und 5 Mikrometer aufweist.

3. Beschichtetes Stahlblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug aus einer. Legierung auf Aluminiumbasis besteht, die zwischen 7 und 11 Gew.-% Silizium und zwischen 87 und 93 Gew.-% Aluminium enthält.

4. Verfahren zur Herstellung eines Stahlblechs, das an mindestens einer seiner Hauptseiten mit einem Überzug beschichtet ist, der aus einer Legierung auf Aluminiumbasis von dem Typ besteht, der Aluminium und Silizium mit weniger als 11 Gew.-% Silizium enthält, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:

- Erzeugung eines Stahlblechs, das an mindestens einer seiner Hauptseiten mit einem Überzug im festen Zustand beschichtet ist, der aus einer Legierung auf Aluminiumbasis von dem Typ besteht, der Aluminium und Silizium mit weniger als 11 Gew.-% Silizium enthält,

- Erhitzung des Überzugs bis auf eine Temperatur (T1), die höher als die Schmelztemperatur (T2) des genannten Überzugs ist,

- Halten des Überzugs auf diesem Temperaturniveau über der Schmelztemperatur (T2) des Überzugs während eines Zeitraums zwischen 0 und 100 Sekunden, vorzugsweise zwischen 0 und 10 Sekunden,

- Abkühlung des Blechs bis auf eine Temperatur, die mindestens gleich der Temperatur des Endes der Legierungsbildung zwischen dem Überzug und dem Stahl ist, vorzugsweise bis auf Umgebungstemperatur.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzungstemperatur (T1) zwischen der Schmelztemperatur (T2) des Überzugs und 650ºC liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzungstemperatur (T1) um 10 bis 15ºC höher als die Schmelztemperatur (T2) des Überzugs ist.

7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung des Überzugs mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 100ºC pro Sekunde ausgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung des Blechs eine natürliche Abkühlung durch freie Luft oder eine Fremdkühlung durch Strahlung ist.

9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung des Blechs eine Fremdkühlung durch Luft ist.

1510. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkühlung des Blechs in mindestens zwei Schritten erfolgt, umfassend:

- eine natürliche Abkühlung bis auf die Schmelztemperatur des Überzugs,

- dann eine Fremdkühlung durch Luft auf die Temperatur des Endes der Legierungsbildung zwischen dem Überzug und dem Stahl.

11. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlblech, das auf mindestens einer seiner Hauptseiten mit einem Überzug im festen Zustand beschichtet ist, der aus einer Legierung auf Aluminiumbasis des Typs besteht, der Aluminium und Silizium mit weniger als 11 Gew.-% Silizium enthält, erzeugt wird durch Eintauchen eines Stahlsubstrats in ein schmelzflüssiges Bad, das zwischen 9 und 10% Silizium und etwa 3% Eisen enthält, wobei der Rest Aluminium ist, und durch Abkühlung bis auf eine Temperatur unter der Schmelztemperatur (T2) des Überzugs.

12. Wärmeschild, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Schnittteil aus einem Blech nach einem der Ansprüche 1 bis 3 hergestellt ist.