FI66655C - Vaermebehandlad metallbeklaedd jaernbaserad produkt och foerfarande foer framstaellning av denna produkt - Google Patents
Vaermebehandlad metallbeklaedd jaernbaserad produkt och foerfarande foer framstaellning av denna produkt Download PDFInfo
- Publication number
- FI66655C FI66655C FI803455A FI803455A FI66655C FI 66655 C FI66655 C FI 66655C FI 803455 A FI803455 A FI 803455A FI 803455 A FI803455 A FI 803455A FI 66655 C FI66655 C FI 66655C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- coating
- zinc
- aluminum
- rich
- product
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 64
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 57
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 45
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 44
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- FJMNNXLGOUYVHO-UHFFFAOYSA-N aluminum zinc Chemical compound [Al].[Zn] FJMNNXLGOUYVHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 21
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 21
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 39
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 39
- 239000000047 product Substances 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 229910018137 Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910018573 Al—Zn Inorganic materials 0.000 description 11
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000002051 biphasic effect Effects 0.000 description 3
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 2
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 2
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N iron zinc Chemical compound [Fe].[Zn] KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING 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
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/12—Aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING 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
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING 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
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
- C23C2/29—Cooling or quenching
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
1 66655 Lämpökäsitelty, metallilla päällystetty, rautapohjainen tuote ja menetelmä tämän tuotteen valmistamiseksi 5 Tämä keksintö koskee yleisesti lämpökäsiteltyä, me tallilla päällystettyä tuotetta ja menetelmää tuotteen valmistamiseksi. Keksintö koskee tarkemmin sanottuna jatkuvaa, teräsnauhaa tai alumiini-sinkkilejeeringillä päällystettyä levyä, joka on liuoskäsitelty sen korroosionkestoisuuden pa-10 rantamiseksi.
Aina siitä asti, kun keksittiin metallipäällysteiden käyttö rautatuotteiden pinnalla keinona poistaa alla olevan perusmateriaalin korroosio, tutkijat ovat jatkuvasti yrittäneet täydellistää parannuksia päällystettyihin tuotteisiin 15 niiden eliniän pidentämiseksi tai niiden käyttöalueen laajentamiseksi. Tällaiset parannusyritykset ovat noudattaneet monia reittejä. Eräs huomattavimmista metallipäällysteistä on sinkki, josta esimerkkinä on galvanoidun teräksen laajalle levinnyt käyttö.
20 Galvanoitua terästä tuotetaan useissa eri muodoissa, nimittäin seostamattomana, osittain seostettuna tai täysin seostettuna ja lukuisilla erilaisilla teräsperusaineen pinta-viimeistelyillä. Kaikki tällaiset muunnokset ja/tai pinnanlaadut olivat seurausta keksijöiden yrityksistä löytää paran-25 nuksia päällystetylle tuotteelle.
Esimerkiksi US-patentissa nro 2 110 893 on esitetty jatkuva galvanointiprosessi, jossa johdetaan teräsnauha korkeassa lämpötilassa olevan hapetusuunin läpi ohuen oksidikal-vopäällysteen muodostamiseksi teräsnauhalle. Nauha johdetaan 30 sitten toisen uunin läpi, joka sisältää pelkistävän atmosfäärin, joka aiheuttaa teräsnauhan pinnalla olevan oksidikerrok-sen pelkistymisen ja tiukasti tarttuneen epäpuhtauksista vapaan rautakerroksen muodostumisen teräsnauhalle. Nauha pysyy pelkistävässä atmosfäärissä, kunnes se upotetaan sulaan sink-35 kikylpyyn, jota pidetään n. 456°C:n lämpötilassa. Nauha jäähdytetään sitten ilmalla, mikä johtaa kirkkaaseen, lehtimäiseen pintaan. Päällysteelle on luonteenomaista ohut rauta-sinkki- 2 66655 metallivälikerros teräspohjan ja suhteellisen paksun vapaan sinkki päällysteen välissä. Näin päällystetty tuote ori muokattavissa, mutta edustaa pintaa, joka ei sovellu maalaukseen johtuen sinkkilehtien läsnäolosta.
5 Ei-lehtimäisen pinnan muodostamiseksi, joka on helpos ti maalattavissa, kehitettiin prosessi, joka tunnetaan tuli-sinkityksenä ja sitä kuvataan US-patenteissa nro 3 322 558 ja 2 056 694. Tulisinkitysprosessissa sinkillä päällystetty nauha kuumennetaan heti sen jälkeen, kun teräsnauha on upotettu 10 sinkkipäällystyskylpyyn, sinkin sulamispisteen yläpuolelle, ts. n. 421°C:seen sinkin reaktion kiihdyttämiseksi pohjate-räksen kanssa. Tämä johtaa metallivälikerroksen kasvuun te-räsalustalta päällysteen pinnalle. Näin ollen tulisinkityn nauhan ominaispiirre on täysin seostettu päällyste ja sinkki-15 lehtien puuttuminen.
US-patentit nro 3 297 499, 3 111 435 ja 3 028 269 kohdistuvat kaikki teräspohjan muovattavuuden parantamiseen jatkuvassa galvanoidussa teräksessä lämpökäsittelemällä galvanoitua nauhaa pohjateräksen muokattavuuden parantamiseksi.
20 Parannettua teräspohjan muovattavuutta alumiinilla verhotulle teräspohjalle kuvataan US-patentissa nro 2 965 963, jossa neuvotaan kuumentamaan alumiinilla verhottua terästä lämpötilassa välillä 371-577°C. Ominaispiirteenä näin ollen näiden patenttien prosesseille, jotka kohdistuvat päällystetyn 25 tuotteen jälkilämpökäsittelyyn, on aikaansaada muutoksia poh-jateräksessä ilman mitään havaittavaa metallurgista vaikutusta itse päällysteeseen tai mihinkään sen parannuksiin.
Alumiini-sinkkilejeeringillä päällystettyä terästä kuvataan esimerkiksi US-patenteissa nro 3 343 930, 3 393 089, 30 3 782 909 ja 4 053 663. Näiden patenttien alumiini-sinkkile- jeerinkipäällysteelle on luonteenomaista metallivälikerros ja ulommainen kerros, jolla on pikemminkin kaksifaasinen kuin yksifaasinen rakenne. Erityisesti ulommaisen kerroksen tutkiminen paljasti ytimen omaavien alumiinirikkaiden dendtrlit-35 tien ja sinkkirikkaiden dendtriittien välisten aineosien muodostaman matriisin. Pohjamateriaalille ja sen päällä olevalle 3 66655 päällysteelle ei suoritettu korkean lämpötilan käsittelyä näissä patenteissa sen jälkeen, kun päällyste on levitetty pohjamateriaalille.
Ongelma, jota tämä keksintö koskee, on pitää pitää 5 pohjateräs vahingoittumattomana parantamalla teräksen vastustuskykyä korrodoivia aineita vastaan parannetun alumiini-sinkkilejeerinkipäällysteen avulla, jolloin parannus aikaansaadaan metallivälikerroksen ainutlaatuisella vuorovaikutuksella eli yhdistelmästä alumiinirikkaan matriisin ja 10 sinkkirikkaiden dendriittien välisten aineosien kanssa.
Keksinnön kohteena on lämpökäsitelty, metallilla päällystetty rautaperustainen tuote, jonka päällysteen koostumus on 25-70 paino-% alumiinia, pieni määrä piitä ja loput oleellisesti sinkkiä ja joka käsittää sinkkirikkaan 15 ja alumiinirikkaan faasin, jolloin päällysteen ja rauta-pohjan välillä on ohut intermetallinen kerros.
Keksinnölle on tunnusomaista, että päällysteen struktuuri koostuu sinkkirikkaan faasin materiaalin hienojakoisesta, epäjatkuvasta dispersiosta alumiinirikkaan faasin 20 materiaalia olevassa matriisissa.
Keksinnön kohteena on myös tapa valmistaa lämpökäsitelty, metallilla päällystetty rautaperustainen tuote tarkoituksena parantaa päällysteen korroosionkestävyyttä, jolloin rautaperustaisen tuotteen alumiini-sinkkipäällys-25 teen koostumus on 25-70 paino-% alumiinia, pieni määrä piitä ja loput oleellisesti sinkkiä, ja jolloin päällysteellä on kaksifaasistruktuuri.
Keksinnön mukaiselle tavalle on tunnusomaista, että päällystettyä rautatuotetta kuumennetaan alumiini-sinkki-30 lejeeringin toisen faasistruktuurin liukenemislämpötilassa riittävän pitkän ajan päällysteen liuoskäsittelemiseksi, ja että jäähdytetään hitaasti vähintään 77°C:seen päällysteen sellaisen struktuurin aikaansaamiseksi, joka koostuu sinkkirikkaan faasin hienojakoisesta, epäjatkuvasta disper-35 siosta alumiinirikkaassa matriisimateriaalissa.
4 66655
On edullista saattaa rautanauha, joka on päällystetty alumiini-sinkkilejeeringillä, liuoskäsittelyyn edullisesti lämpötilassa noin 343-399°C riittävän pitkäksi ajaksi sinkkirikkaiden dendriittien välisten aineosien liukenemi-5 sen aiheuttamiseksi ja jäähdyttää hitaasti vähintään 172°C: seen päällysterakenteen kehittämiseksi, joka koostuu sinkkirikkaiden faasien (beta-sinkki) hienojakpisesta dispersiosta alumiinirikkaassa matriisissa (alfa-alumiini).
Keksinnön tarkoitukset ja edut käyvät ilmi seuraavasta 10 selostuksesta ajateltuna yhdessä liitteenä olevien piirrosten kanssa, joissa:
Kuvio 1 on osittainen faasidiagrammi binääriselle alu-miini-sinkkilejeeringeille, joka esittää kuumennuslämpötilo-jen aluetta (yksifaasinen oc-alue) tämän keksinnön toteuttami-15 selle.
Kuvio 2 on piirros poikkileikkauksen mikroskooppivalokuvasta 1 000-kertaisella suurennuksella koskien valettuna kylmävalssattua alumiini-sinkkilejeeringillä päällystettyä teräslevyä sen jälkeen, kun se on saatettu alttiiksi teolli-20 selle ympäristölle 22 kuukauden ajaksi;
Kuvio 3 on piirros poikkileikkauksen mikroskooppiva-lokuvasta 1 000-kertaisella suurennuksella koskien kylmävalssattua alumiini-sinkkilejeeringillä päällystettyä teräslevyä sen jälkeen, kun se on saatettu alttiiksi teollisuusympäris-25 tölle 22 kuukauden ajaksi; ja
Kuvio 4 on kaavamainen esitys jatkuvasta kuumakasto-päällystyslinjasta, johon liittyy liuoskäsittelylaite tämän keksinnön toteuttamiseksi.
Tätä keksintöä kuvataan alumiini-sinkkilejeeringillä 30 päällystetyn rautatuotteen suhteen, jollainen valmistetaan teräsnauhan jatkuvalla kuumakastopäällystyksellä, jossa tämän tuotteen korroosionkestoisuuskäyttäytymistä ulkoilmassa parannetaan lejeerinkipäällysteen liuoskäsittelyllä. Tämän keksinnön myönteisten vaikutusten arvioimiseksi saattaa olla 35 hyödyllistä silmäillä alumiini-sinkkilejeeringillä päällys- 5 6 6 6 5 5 tetyn teräksen korroosioprosessin mekanismia ja morfologiaa ulkoilmassa. Sanonnan alumiini-sinkkilejeerinkipäällysteet käyttöön tarkoitamme sisältyvän yllä mainittujen US-patent-tien nro 3 343 930, 3 393 089, 3 782 909 ja 4 053 663 pääl-5 lysteet. Alumiini-sinkkilejeerinkipäällysteet sisältävät 25-70 paino-% alumiinia, piitä vähintään 0,5 paino-%:n määrän alumiinisisällöstä ja loput oleellisesti sinkkiä. Niistä monista päällysteyhdistelraistä, joita näillä alueilla on käytettävissä, suositeltava päällystekoostumus useimpiin 10 käyttötarkoituksiin on sellainen, joka sisältää n. 55 % alumiinia, n. 1,6 % piitä, lopun ollessa sinkkiä, mistä jäljempänä käytetään nimitystä 55 Al-Zn.
55 Al-Zn -päällysteen tutkiminen paljastaa peitteen, jossa on matriisi, joka koostuu ytimen omaavista alumiini-15 rikkaista dendriiteistä, jossa on sinkkirikkaita dendriitti-en välisiä aineosia, ja alla olevan metallivälikerroksen.
55 Al-Zn -päällysteiden korroosiokäyttäytymisen tutkimiseksi ulkoilmassa suoritettiin kiihdytetty laboratoriotutkimus tämän käyttäytymisen simuloimiseksi.
20 Korroosiopotentiaalin aikariippuvuus 55 Al-Zn -pääl lysteillä, jotka on saatettu laboratoriossa alttiiksi kloridi- tai sulfaattiliuoksille, heijastaa kahta selvästi erottuvaa tasoa tai vaihetta. Ensimmäisen upotuksen jälkeen päällysteellä on korroosiopotentiaali, joka on lähellä sinkki-25 päällysteen vastaavaa altistettuna identtisiin olosuhteisiin. Tämän ensimmäisen vaiheen aikana päällysteen sinkkirikas osa kuluu pois tarkan ajan riippuessa päällysteen paksuudesta (käytettävissä olevan sinkin massa) ja ympäristön ankaruudesta (sinkin korroosionopeus). Sinkkirikkaan jakeen loppuun ku-30 lumisen jälkeen korroosiopotentiaali nousee ja saavuttaa alu-miinipäällysteen potentiaalin. Tämän toisen vaiheen aikana päällyste käyttäytyy, kuten alumiinipäällyste ollen passiivinen sulfaattiympäristössä, mutta anodinen teräkselle kloridi-ympäristöissä. 55 Al-Zn -päällysteen käyttäytyminen ulkoil-35 ma-altistuksen aikana näyttää sujuvan analogisella tavalla , 66655 6 näissä laboratoriolluokeissa havaittuun nähden, vaikka aikaskaala pitenee suuresti. Päällysteen sinkkirikas dendriittien välinen osa korrodoituu ensisijaisesti. Tämän ensisijaisen sinkin korroosiojakson aikanapäällyste uhrautuu teräksen hy-5 väksi ja ohuen teräslevyn leikatut reunat tulevat galvani-sesti suojatuksi. 55 Al-Zn -päällysteen kokonaiskorroosio-nopeus alussa on pienempi kuin galvanoidulla päällysteellä johtuen alttiinaolevan sinkin suhteellisen pienestä pinta-alasta.
10 Kun päällysteen sinkkirikas osa vähitellen korrodoi tuu, dendriittien väliset tilat tai huokoset täyttyvät sinkin ja alumiinin korroosiotuotteista. Päällyste muuttuu täten yhdistelmärakenteeksi, joka koostuu alumiinirikkaasta matriisista sinkin ja alumiinin korroosiotuotteiden ollessa mekaa-15 nisesti kytkeytyneet dendriittien väliseen labyrinttiin. Sinkin ja alumiinin korroosiotuotteet tarjoavat jatkuvan suojan fysikaalisena esteenä syövyttävien aineiden pääsylle alla olevaan teräspohjaan.
Alumiini-sinkkilejeerinkipäällysteen rakenne valettu-20 na valmistettuna US-patentin nro 3 782 909 kiihdytetyllä jäähdytyskäytännöllä on hieno, epätasapainoinen rakenne, jossa on ytimellä varustettuja alumiinirikkaita dendriittejä ja sinkkirikkaita dendriittien välisiä aineosia. Tämän keksinnön käytäntö modifioi US-patentin nro 3 782 909 menetelmällä saa-25 dun valetun rakenteen tuottaen beta-Zn:n hienon dispersion alfa-Al:n matriisiin. Tätä voidaan selventää viittaamalla kuvioon 1. Kuvio 1 on osittainen tasapainofaasidiagrammi alu-miini-sinkkisysteemistä. Diagrammin alumiinirikkaalle päälle on ominaista leveä yksifaasinen alfa-alue, jota merkitään 30 tunnuksella QC. On keksitty, että valetussa tilassa olevan alumiini-sinkkipäällysteisen teräksen kuumentaminen alfa-alueella olevaan lämpötilaan aiheuttaa dendriittien välisten sinkkirikkaiden aineosien liukenemisen ja jos sitä seuraa hidas jäähdytys, ts. uunijäähdytys, se johtaa beta-sinkkisakko-35 jen hienoon dispergoitumiseen. Vastakohtana valetussa tilassa 7 66655 olevalle rakenteelle sinkkirikas faasi liuoskäsitellyssä rakenteessa ei ole enää jatkuva päällysteen pinnalta alla olevaan metallien väliseen kerrokseen. Tällä liuoskäsittelyllä muutetaan alumiini-sinkkilejeeringillä päällystetyn teräksen 5 korroosiokäyttäytymistä ulkoilmassa. Korroosionopeusvertai-lussa, jossa altistettiin maaseudun ilmastolle 55 Al-Zn -pääl-lysteinen teräs (valetussa tilassa) ja 55 Al-Zn -päällystei-nen teräs, jota oli käsitelty tämän keksinnön mukaisesti, havaittiin 20 %:n pieneneminen tämän keksinnön mukaisesti käsi-10 tellyn päällysteen painohäviössä 5 1/2 vuoden altistuksen jälkeen maaseudun koepaikalla.
Valetussa tilassa olevalle alumiini-sinkkilejeeringil-lä päällystetylle teräkselle voidaan suorittaa kylmävalssaus-vaihe päällystyksen jälkeen. Kaupalliselle tuotteelle, jota on 15 ohennettu n. kolmanneksella, on luonteenomaista vetolujuus yli 5600 kp/cm2 lähtien arvosta n. 3200-3500 kp/cm2 ja tasainen lehdetön päällyste. Kylmävalssauksen aikana kerrokseen kehittyy hienoja halkeamia. Vaikka tämän keksinnön liuoskäsittely ei paranna metallien välisessä kerroksessa olevia hienoja halkeamia, 20 on keksitty, että tällainen käsittely poistaa helpon korroo-siotien metallien väliseen kerrokseen eliminoimalla sinkki-rikkaan verkkorakenteen. Tätä piirrettä kuvataan vertaamalla kuviota 2 kuvioon 3. Kuvio 2 on mikroskooppivalokuvaesitys (9 000-kertainen) alan aikaisemmasta valetussa tilassa ole-25 vasta, kylmävalssatusta 55 Al-Zn -päällysteisestä teräksestä, joka kuva on otettu näytteestä, joka on altistettu teolli-suusympäristölle 22 kuukaudeksi. Päällyste 1 koostuu ohuesta metallien välisestä kerroksesta 2 ja peitteestä 3. Peitteelle 3 on luonteenomaista huokosten 4 verkosto, jotka olivat ai-30 kaisemmin sinkkirikkaita dendriittien välisiä aineosia ja jotka ovat seurausta tällaisten sinkkirikkaiden dendriittien välisten aineosien ensisijaisesta korroosiosta. Tämä helppo korroosiotie metallien väliseen kerrokseen on eliminoitu tämän keksinnön liuoskäsittelyllä, kuten kuviossa 3 on esitet-35 ty. Tämä kuvio on samanlainen kuin kuvio 2 paitsi, että näyte 66655 8 on päällystetystä, kylmävalssatusta teräslevystä, jota on liuoskäsitelty 399°C:ssa 16 tuntia ja uunijäähdytetty ennen altistusta. Tässä keksinnössä kuvattu liuoskäsittely johti sinkkirikkaiden dendriittien välisten aineosien liukenemiseen 5 alumiini-sinkkilejeeringillä päällystetyn rakenteen paljastamiseksi, joka koostui sinkkirikkaiden faasien 5 hienosta dispersiosta (esitetty pisteinä kuviossa 3) alumiinirikkaassa matriisissa 6. Vaihtoehtoinen, mutta kuitenkin tehokas tapa parantaa korroosionkestoisuutta kylmävalssatussa päällyste-10 tyssä tuotteessa on saattaa valetussa tilassa oleva, liuos-käsitelty alumiini-sinkkilejeeringillä päällystetty tuote poikkileikkauksen pienennysvaiheeseen, ts. muuttaa ohennus-vaihe liuoskäsittelyn edeltä sen jälkeen.
Tarkastelemalla kuviota 1 käy ilmi, että kuumennusläm-15 pötilojen alue vaihtelee riippuen alumiini-sinkkipäällysteen koostumuksesta. Optimi lämpötila 55 Al-Zn:lle on yli 343°C ja mieluummin välillä n. 343-399°C. Pitoaika näissä lämpötiloissa on suhteellisen lyhyt. Vaikka normaalisti vain joitakin minuutteja ko. lämpötilassa tarvitaan aikaansaamaan dendriit-20 tien välisten sinkkirikkaiden aineosien liukeneminen, 24 tunnin ajat eivät ole haitallisia haluttujen tulosten saavuttamiseen. Sinkin saostamiseksi ylikyllästetystä kiinteästä liuoksesta, mikä voi aiheuttaa erkautumiskarkenemista, jäähdytysnopeus kaksifaasisen (alfa + beta) alueen läpi ei saisi ylittää n.
25 83°C/min vähintään 177°C:n lämpötilaan saakka. Erkautumiskarke-nemiseen liittyvä ongelma, esim. huonontunut muokattavuus, on aiheena samanaikaisesti jättämällemme hakemukselle otsikolla "Thermally Treated Metallic Coated Ferrous Base Produkct Having Improved Ductility and Method of Making the Product".
3° Edellä oleva selostus on käsitellyt tämän keksinnön liuoskäsittelyvaihetta panoskäsittelyn suhteen. Toisin sanoen tämä panoskäsittely tapahtuu ajankohtana, joka on päällystyksen, ts. nauhan upotuksen jälkeen sulaan alumiini-sinkkipääl-lystyskylpyyn, mitä seuraa päällysteen jähmettäminen ja jääh-35 dytys ympäristön lämpötilaan. Kuitenkin, koska minimiaika 9 66655 liuoskäsittelylämpötilassa on suhteellisen lyhyt, linjassa olevaa tai jatkuvaa käsittelyä voidaan käyttää. Keksinnön tätä piirrettä voidaan arvioida tarkastelemalla ja ymmärtämällä kaupallista käytäntöä alumiini-sinkkilejeeringillä pääl-5 lystetyn teräksen valmistamiseksi. Tämän käytännön kattaa US-patentti nro 3 782 909. US-patentin nro 3 782 909 käytäntöä modifioituna tämän keksinnön opetuksilla kuvataan kaavamaisesti kuviossa 4. Tämä modifioitu käytäntö käsittää vaiheet, joissa valmistellaan teräsnauha-alusta sulan alumiini-sinkki-10 lejeerinkipäällysteen vastaanottamiseksi kuumentamalla n.
690°C:n lämpötilaan uunissa 10, minkä jälkeen pidetään sanottua teräsnauhaa pelkistävissä olosuhteissa (pidätys- ja jääh-dytysvyöhyke 12) ennen päällystystä. Kun nauha poistuu vyöhykkeestä 12, se kastetaan välittömästi sulaan alumiini-sink-15 kilejeerinkiä olevaan päällystyskylpyyn 14. Tultuaan ulos päällystyskylvystä 14 nauha kulkee päällysteen painon tarkis-tussuuttimien 16 välistä ja kiihdytettyyn jäähdytysvyöhykkee-seen 18, jossa alumiini-sinkkilejeerinkipäällystettä jäähdytetään oleellisesti koko sanotun päällysteen jähmettymisen 20 ajan vähintään nopeudella ll°C/s. 55 Al-Zn -päällysteellä kiihdytetyn jäähdytyksen lämpötila-alue on n. 593-371°C. Kun on saavutettu täyden jähmettymisen lämpötila tai juuri täyden jähmettymisen jälkeen, jotta varmistettaisiin, että teräsnau-hassa oleva jäännöslämpö ei kuumenna päällystettä uudelleen 25 sanotun jähmettymisalueen yli, jähmettyneen päällysteen ja teräsalustan jäähdytysnopeus pysäytetään. Toisin sanoen tälle päällystetylle teräsalustalle suoritetaan liuoskäsittely uunissa 20, jossa päällystettyä tuotetta pidetään or-iämpötila-alueella olevassa lämpötilassa, tyypillisesti 371-343°C:ssa 30 riittävä aika alumiini-sinkkilejeerinkipäällysteen liuoskä-sittelyn sallimiseksi yllä kuvatulla tavalla. Päällysteen liuoskäsittelyn jälkeen päällystetty nauha jäähdytetään hitaasti vähintään 177°C:seen esimerkiksi ilmajäähdytyksellä 22 ja kelataan kohdassa 24. Tällä jatkuvalla tai linjassa ole-35 valla käsittelyllä on se ilmeinen etu, että se eliminoi aikaisemmin mainitun panoskäsittelyn.
Claims (5)
1. Lämpökäsitelty, metallilla päällystetty rau-taperustainen tuote, jonka päällysteen koostumus on 5 25-70 paino-% alumiinia, pieni määrä piitä ja loput oleellisesti sinkkiä ja joka käsittää sinkkirikkaan ja alumiinirikkaan faasin, jolloin päällysteen ja rautapohjan välillä on ohut intermetallinen kerros, tunnettu siitä, että päällyste koostuu 10 sinkkirikkaan faasin hienojakoisesta, epäjatku vasta dispersiosta alumiinirikasta faasia olevassa matriisissa.
2. Tapa valmistaa lämpökäsitelty, metallilla päällystetty rautaperustainen tuote tarkoituksena pa- 15 rantaa päällysteen korroosionkestävyyttä, jolloin rau- taperustaisen tuotteen alumiini-sinkkipäällysteen koostumus on 25-70 paino-% alumiinia, pieni määrä piitä ja loput oleellisesti sinkkiä, ja jolloin päällysteellä on kaksifaasistruktuuri, tunnettu siitä, että pääl-20 lystettyä rautatuotetta kuumennetaan alumiini-sinkki- lejeeringin toisen faasistruktuurin liukenemislämpötilassa riittävän pitkän ajan päällysteen liuoskäsittele-miseksi, ja että jäähdytetään hitaasti vähintään 177°C: seen päällysteen sellaisen struktuurin aikaansaamiseksi, 25 joka koostuu sinkkirikkaan faasin hienojakoisesta, epäjatkuvasta dispersiosta alumiinirikkaassa matriisimate-riaalissa.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että jäähdytysnopeus liuoskäsittely- 30 lämpötilasta vähintään noin 177°C:n lämpötilaan ei ole yli noin 83°C/min.
4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen tapa, tunnettu siitä, että kuumennuslämpötila on yli noin 343°C.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tapa, tun nettu siitä, että kuumennuslämpötila on noin 343-399°C.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US9278779 | 1979-11-08 | ||
| US06/092,787 US4287009A (en) | 1979-11-08 | 1979-11-08 | Method of producing an aluminum-zinc alloy coated ferrous product to improve corrosion resistance |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI803455L FI803455L (fi) | 1981-05-09 |
| FI66655B FI66655B (fi) | 1984-07-31 |
| FI66655C true FI66655C (fi) | 1984-11-12 |
Family
ID=22235158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI803455A FI66655C (fi) | 1979-11-08 | 1980-11-05 | Vaermebehandlad metallbeklaedd jaernbaserad produkt och foerfarande foer framstaellning av denna produkt |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4287009A (fi) |
| EP (1) | EP0028822B1 (fi) |
| JP (1) | JPS5687655A (fi) |
| KR (1) | KR850001323B1 (fi) |
| AR (1) | AR226326A1 (fi) |
| AT (1) | ATE7517T1 (fi) |
| AU (1) | AU540960B2 (fi) |
| BR (1) | BR8007253A (fi) |
| CA (1) | CA1129264A (fi) |
| DE (1) | DE3067891D1 (fi) |
| ES (1) | ES496639A0 (fi) |
| FI (1) | FI66655C (fi) |
| IN (1) | IN153015B (fi) |
| MX (1) | MX158101A (fi) |
| ZA (1) | ZA806907B (fi) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR8206921A (pt) * | 1981-12-02 | 1983-10-04 | Uss Eng & Consult | Processo para producao de revestimento resistente a corrosao e produto revestido |
| DE3206262C2 (de) * | 1982-02-20 | 1986-02-13 | Doduco KG Dr. Eugen Dürrwächter, 7530 Pforzheim | Verfahren zur Herstellung von galvanisch selektiv mit Edelmetall beschichteten Bändern als Halbzeug für elektrische Kontakte |
| US4401727A (en) * | 1982-06-23 | 1983-08-30 | Bethlehem Steel Corporation | Ferrous product having an alloy coating thereon of Al-Zn-Mg-Si Alloy, and method |
| GB2122650B (en) * | 1982-06-28 | 1986-02-05 | Nisshin Steel Co Ltd | Aluminum coated sheet and process for producing the same |
| FR2546534B1 (fr) * | 1983-05-24 | 1989-04-21 | Usinor | Procede et installation de fabrication en continu d'une bande d'acier survieillie portant un revetement de zn, al ou d'alliage zn-al |
| FR2548216B1 (fr) * | 1983-06-28 | 1988-10-21 | Fical Fils Cables Acier Lens | Fil d'acier a revetements superposes resistant a la corrosion |
| US4721656A (en) * | 1984-09-17 | 1988-01-26 | Eltech Systems Corporation | Electroplating aluminum alloys from organic solvent baths and articles coated therewith |
| AU623003B2 (en) * | 1989-04-24 | 1992-04-30 | John Lysaght (Australia) Limited | Method of enhancing the ductility of aluminium-zinc alloy coatings on steel strip |
| US6596398B1 (en) | 1998-08-21 | 2003-07-22 | Atofina Chemicals, Inc. | Solar control coated glass |
| US20050281953A1 (en) * | 2004-06-21 | 2005-12-22 | Carroll Kevin R | Coating apparatus and method |
| CN100362123C (zh) * | 2006-02-16 | 2008-01-16 | 无锡麟龙铝业有限公司 | 一种镀锌钢板的镀覆材料及其生产方法 |
| BRPI0711907B1 (pt) * | 2006-05-24 | 2018-10-30 | Bluescope Steel Ltd | métodos de tratamento e para produzir um produto revestido com liga à base de a1/zn e produto revestido resultante |
| JP6704669B1 (ja) * | 2019-08-29 | 2020-06-03 | Ｊｆｅ鋼板株式会社 | 加工部耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板およびその製造方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3297499A (en) * | 1964-04-02 | 1967-01-10 | Nat Steel Corp | Method for heat treating steel strip |
| US3325282A (en) * | 1965-04-27 | 1967-06-13 | Bethlehem Steel Corp | Method of forming a zinc-aluminum coating on a ferrous base |
| US3782909A (en) * | 1972-02-11 | 1974-01-01 | Bethlehem Steel Corp | Corrosion resistant aluminum-zinc coating and method of making |
| SE393403B (sv) * | 1972-08-09 | 1977-05-09 | Bethlehem Steel Corp | Sett att overdraga ytan av en jernstreng med en al-zn-legering |
| AU474075B2 (en) * | 1972-10-10 | 1975-04-10 | John Lysaght (Australia) Limited | Heat resistant coating of ferrous metal articles |
| GB1397258A (en) * | 1972-11-03 | 1975-06-11 | British Steel Corp | Method of providing an aluminium coating on a steel substrate |
| US3860438A (en) * | 1974-03-11 | 1975-01-14 | Bethlehem Steel Corp | Flux and method of coating ferrous article |
| US3952120A (en) * | 1974-05-31 | 1976-04-20 | Bethlehem Steel Corporation | Aluminum-zinc coated low-alloy ferrous product and method |
| JPS51143534A (en) * | 1975-06-05 | 1976-12-09 | Kawasaki Steel Co | Steel plate coated with aluminummdispersed zinc by composite plating |
| US4140552A (en) * | 1976-12-23 | 1979-02-20 | Armco Steel Corporation | Method of treating aluminum-killed and low alloy steel strip and sheet surfaces, in sulfur-bearing atmosphere, for metallic coating |
| DE2909418C3 (de) * | 1978-03-10 | 1982-04-08 | Furukawa Aluminium Co., Ltd., Tokyo | Verfahren zur Herstellung von mit Aluminium oder Aluminiumlegierungen plattiertem Stahlblech |
-
1979
- 1979-11-08 US US06/092,787 patent/US4287009A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-10-08 CA CA361,857A patent/CA1129264A/en not_active Expired
- 1980-11-05 FI FI803455A patent/FI66655C/fi not_active IP Right Cessation
- 1980-11-06 IN IN1259/CAL/80A patent/IN153015B/en unknown
- 1980-11-07 ZA ZA00806907A patent/ZA806907B/xx unknown
- 1980-11-07 BR BR8007253A patent/BR8007253A/pt not_active IP Right Cessation
- 1980-11-07 AT AT80106877T patent/ATE7517T1/de not_active IP Right Cessation
- 1980-11-07 MX MX8871A patent/MX158101A/es unknown
- 1980-11-07 EP EP80106877A patent/EP0028822B1/en not_active Expired
- 1980-11-07 KR KR1019800004288A patent/KR850001323B1/ko active
- 1980-11-07 AU AU64177/80A patent/AU540960B2/en not_active Expired
- 1980-11-07 JP JP15600680A patent/JPS5687655A/ja active Granted
- 1980-11-07 DE DE8080106877T patent/DE3067891D1/de not_active Expired
- 1980-11-07 ES ES496639A patent/ES496639A0/es active Granted
- 1980-11-14 AR AR283253A patent/AR226326A1/es active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0028822A1 (en) | 1981-05-20 |
| BR8007253A (pt) | 1981-05-19 |
| FI66655B (fi) | 1984-07-31 |
| KR850001323B1 (ko) | 1985-09-14 |
| AU540960B2 (en) | 1984-12-13 |
| ZA806907B (en) | 1981-10-28 |
| DE3067891D1 (en) | 1984-06-20 |
| EP0028822B1 (en) | 1984-05-16 |
| US4287009A (en) | 1981-09-01 |
| ES8203106A1 (es) | 1982-02-16 |
| AR226326A1 (es) | 1982-06-30 |
| FI803455L (fi) | 1981-05-09 |
| JPS5687655A (en) | 1981-07-16 |
| JPS6128749B2 (fi) | 1986-07-02 |
| IN153015B (fi) | 1984-05-19 |
| ATE7517T1 (de) | 1984-06-15 |
| KR830004427A (ko) | 1983-07-13 |
| ES496639A0 (es) | 1982-02-16 |
| CA1129264A (en) | 1982-08-10 |
| MX158101A (es) | 1989-01-09 |
| AU6417780A (en) | 1981-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI66207B (fi) | Vaermebehandlad metallbeklaedd jaernbaserad produkt med foerbaettrad formbarhet och foerfarande foer framstaellning av denna produkt | |
| FI70254C (fi) | Zink-aluminiumbelaeggningar och foerfarande foer deras aostadkommande | |
| KR0176301B1 (ko) | 우수한 내식성과 내열성을 가지는 용융 알루미늄 코팅 강판과 그의 제조 방법 | |
| FI66655B (fi) | Vaermebehandlad metallbeklaedd jaernbaserad produkt och foerfarande foer framstaellning av denna produkt | |
| CA1064782A (en) | Zinc-aluminum alloy coating resistant to inter-granular corrosion and method of hot-dip coating | |
| KR101994989B1 (ko) | 평탄형 강 제품의 용융 도금 방법 | |
| De Abreu et al. | Study of zinc coatings on steel substrate attained by two different techniques | |
| JPS61201767A (ja) | 二段めつき方法 | |
| US4350540A (en) | Method of producing an aluminum-zinc alloy coated ferrous product to improve corrosion resistance | |
| JPH06256903A (ja) | プレス加工性と耐めっき剥離性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 | |
| CN104136649A (zh) | 高锰热轧镀锌钢板及其制造方法 | |
| US4350539A (en) | Method of improving the ductility of the coating of an aluminum-zinc alloy coated ferrous product | |
| US4150179A (en) | Hot dip aluminizing of steel strip | |
| Inagaki et al. | Iron–Zinc Alloying Reaction on Interstitial Free Steels | |
| Lin et al. | Growth behavior and corrosion resistance of 5% Al-Zn coating | |
| EP0048270A1 (en) | ZINC ALUMINUM COATINGS. | |
| CA2554062A1 (en) | Effect of ternary additions on the structure and properties of coatings produced by a high aluminum galvanizing bath | |
| JPH0394050A (ja) | 溶融Ｚｎ―Ａｌ合金めっき用フラックス | |
| KR850001322B1 (ko) | 내식성이 우수한 알루미늄-아연 합금 피복 철금속제품의 제조방법 | |
| JPH05287492A (ja) | 耐食性、耐熱性に優れた合金化溶融アルミめっき鋼板 | |
| KR100685034B1 (ko) | 고강도 합금화 용융아연도금강판의 제조방법 | |
| JP2841898B2 (ja) | 表面平滑性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 | |
| JPS62196364A (ja) | 合金化亜鉛めつき鋼板の製造方法 | |
| JPS61213364A (ja) | 溶融Ｚｎめつき鋼板の耐腐蝕剥離性を向上させる方法 | |
| JPH04263054A (ja) | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MA | Patent expired |
Owner name: BETHLEHEM STEEL CORPORATION |