FI91889C

FI91889C - Menetelmä jaloteräksen sinkitsemiseksi

Info

Publication number: FI91889C
Application number: FI893977A
Authority: FI
Inventors: Gerald Maresch; Ulrich Krupicka
Original assignee: Andritz Ag Maschf
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1989-08-24
Publication date: 1994-08-25
Also published as: ATA225788A; FI91889B; JP2691368B2; FI893977A0; AT392089B; FI893977A; JPH02107797A

Description

91689

MENETELMÅ JALOTERÅKSEN SINKITSEMISEKSI

Keksinnon kohtena on menetelmå jaloteråksen 5 yksi- ja molemminpuoliseksi elektrolyyttiseksi sinkit-semiseksi, jossa menetelmåsså jaloterås kytketåån jalo-teråsnauhan muodossa katodiksi galvaanisessa kennossa, ja sinkkisuolan vesiliuoksesta, jolla on pH-arvo 1,0 - 2,5, edullisesti 1,5 - 2,0, erotetaan metallinen sinkki 10 jaloteråsnauhan pintaan.

Menetelmåt teråsnauhojen elektrolyyttiseksi sinkitsemiseksi ovat olleet monien vuosien ajan tunnet-tuja ja niitå on kuvattu kirjallisuudessa seikkaperåi-sesti monina sovellutuksina.

15 Sitåvastoin jaloteråsnauhojen elektrolyytti- sestå sinkityksestå tunnetaan tåhån mennesså hyvin våhån. Syy tåhån on siinå, ettå - kuten yritykset ovat osoittaneet - vain hyvin kapea alue edellytyksistå on tållaisissa kokeissa kåytettåvisså.

20 Teråsnauhoille tavalliset menetelmåt toimivat pH-alueella alle l:stå - n. 4:ån låmpotiloissa 40 - 70 °C ja virtatiheyksillå 200 A/dm2 asti. Tåtå aluetta tåytyy nyt jaloteråksen menetelmåsså voimak-kaasti rajoittaa.

25 Jos kåytetåån happokonsentraatiota, jolla on pH-arvo alle 1,5, syopyy jaloteråsnauha haposta ja tulee sen seurauksena himmeåksi, ja rasterielektroni-mikroskooppikuvista on tunnistettavissa selvå pis-tesyopymiskorroosio. pH-arvoilla yli 2,5 saavutetaan 30 sitåvastoin hyvin huono sinkin pysyvyys jaloteråksesså ja påållystys voidaan vetåå pois kuin kalvo. Lisåksi jaloteråksen erilaisilla lejeerinkiosilla on epåtoivot-tu ominaisuus heikentåå pysyvyyttå.

Lopuksi jaloteråksen pienemmån ominaisjohta-35 vuuden, joka on vain noin viidesosa teråksen vastaavas-ta, takia ovat myos erotusvirtatiheydet taloudellisista syistå rajoitetut.

91889 2

Julkaisu ΕΡ-Α-0 269 208 kuvaa menetelmåå sink-kikerroksen tai sinkki-nikkeli-seoksen yksipuoliseksi påållyståmiseksi teråksisen kappaleen påålle pH-arvol-la, joka on pienempi kuin 3,5. Kappaleen påållyståmåt-5 tomån puolen suojaus tapahtuu levittåmållå suojakerros, joka on påållystyksen jålkeen uudelleen poistettava. Erityisen pysyvån påållysteen aikaansaamista ja/tai yksinkertaista ja siitå huolimatta yksipuolista påål-lystystå ei tåmå julkaisu sisållå.

10 Keksinnon tarkoituksena on luoda menetelmå jaloteråksen sinkitseraiseksi, erityisesti autoteolli-suutta vårten, joka ratkaisee yllå kuvatut ongelmat ja selvåsti paremmalla sinkkipåållysteen tartuntalujuudel-la eståå kosketuskorroosion sinkitetyn pellin kanssa.

15 Tåmå tarkoitus ratkaistaan kuvatun menetelmån avulla keksinnon mukaisesti siten, ettå erotetun sink-kikerroksen tartuntalujuutta kohotetaan sinånså tunne-tulla seuraavalla låmpokåsittelyllå, joka edullisesti suoritetaan låmpotilassa 100 - 400 °C, erityisesti 20 låmpotilassa 200 - 300 °C, 1-30 min keston ajan, jol-loin jaloteråsnauha kuumennetaan låmmonlåhteellå ja pidetåån låmpotilassa. Låmpokåsittelyn ajallinen kesto on yhteydesså kåytettåvåån låmpotilaan ja on alueella, joka on 30 minuutin, edullisesti raja-alueen alemmilla 25 kåsittelylåmpotiloilla, ja 1 minuutin, edullisesti raja-alueen ylemmillå kåsittelylåmpotiloilla, vålillå. Kåsittelyn keston arvot voivat kuitenkin vaihdella elektrolyyttisesså sinkityksesså valittujen parametrien mukaisesti vielå annettujen arvojen sisållå.

30 Edelleen keksinnon eråån tunnusmerkin mukaan påållystys suoritetaan vakiolla virrantiheydellå. Tåmå toimenpide tuo sen edun, ettå prosessin kestoaikaa voidaan lyhentåå olennaisesti, koska esikåsittely mata-lammalla virranvoimakkuudella ei ole tarpeellinen.

35 Sitåpaitsi galvanoimislaitoksen koko pysyy pienenå, koska esikåsittelyosasto jåå pois.

Keksinnon mukaisessa menetelmåsså ovat virran- li 91889 3 tiheydet yksipuolista påållystystå vårten vålillå 25 -200 A/dm2, edullisesti vålillå 50 - 150 A/dm2, ja mo-leraminpuolista påållystystå vårten vålillå 10 - 100 A/dm2, edullisesti vålillå 25 - 75 A/dm2.

5 Keksinnon mukaisen menetelmån eråån tunnusmer- kin mukaisesti voi sinkkisuola olla myos sinkkisulfaat-tia, jolloin liuokseen vapautuneiden sinkki-ionien konsentraatio liuoksessa on 20 - 150 g/1, edullisesti 100 - 130 g/1.

10 Elektrolyytin låmpotila on 20 - 90 °C, edul lisesti 45 - 60 °C.

Elektrolyytin nouseviin låmpotila-arvoihin liittyy kyllåkin myos lisååntynyt pistesyopymiskor- roosion esiintyminen, erityisesti pH-arvoilla, jotka 15 ovat låhellå mainitun alueen alarajaa.

Keksinnon mukaisen menetelmån eråån lisåtun-nusmerkin mukaisesti anodina kåytetåån liukenematonta anodia, joka koostuu lyijystå, lyijylejeeringistå tai jalometallipåållysteisestå titaanista.

20 Seuraavassa keksinnon mukaisen menetelmån yksityiskohtia tai etuja selostetaan kåyttoesimerkkien yhteydesså:

Esimerkki 1: 25 Ferriittisestå kylmånå valssatusta jaloterås- nauhasta, laatua AISI 409, penkkihehkutuslaitoksesta poistettiin rasva molemminpuolisesti ja puhdistettiin, minkå jålkeen påållystettåvå puoli peitattiin, huuhdel-tiin ja tuotiin elektrolyyttiseen sinkityslaitokseen, 30 joka toimii graviteelijårjestelmån kennoissa. Anodina påållystystå vårten kåytettiin titaanirunkomateriaalin påållå olevaa liukenematonta jalometallianodia, elekt-rolyyttinå oli sinkkisulfaatin vesiliuos, jolloin vapautuneiden sinkki-ionien konsentraatio liuoksessa oli 35 125 g/1. Virrantiheydellå 70 A/dm2, elektrolyytin låm- potilassa 60 °C ja elektrolyytin pH-arvolla 1,2 jalome-tallinauha påållystettiin yksipuolisesti 15 μτη:η pak- 91889 4 suisella sinkkikerroksella.

Tuotetun materiaalin loppuanalyysi suoritettiin DIN 50101, osa 1 mukaisen Erichsen-kokeen mukaisesti. Tåmå 5 koostuu nauhan deformoimisesta såroon asti, mitå seuraa låpinåkyvån liimakalvon liimaaminen deformoidun kohdan påålle ja kalvon nopea irrottaminen. Kåytetyn kerroksen tarttuvuutta arvosteltiin neljållå tasolla:

Tarttuvuus erittåin hyvå: ei mitåån sinkkikerroksen 10 osia tarttuneena lii- manauhaan

Tarttuvuus pienentynyt: våhemmån kuin 5% sinkkiker roksen pinta-alasta lii-manauhassa 15 Tarttuvuus heikko: enemmån kuin 5% sinkkiker roksen pinta-alasta lii-manauhassa

Ei tarttuvuutta kåytån- nollisesti katsoen: sinkkikerros irtoaa låhes 20 tåysin

Sinkkikerroksen tarttuvuus oli yllåannetuilla paramet-reilla erittåin hyvå, nauhan påållyståmåttomålle puo-lelle syntyi kuitenkin heikko pistesyopyminen, joka ei 25 tåysin håvinnyt laskettaessa elektrolyytin låmpotilaa 50°C:een.

Samanlaiset tulokset saatiin - tarkalleen samanlaisilla edellytyksillå - myos laatua AISI 430 olevalla nauhal-30 la.

Esimerkki 2 :

Jaloteråsnauhalla laatua AISI 410 Cb todettiin samanlaisissa olosuhteissa kuin esimerkisså 1 yllåttå-våsti sinkkikerroksen heikentynyt tarttuvuus.

35

Esimerkki 3:

Esimerkin 2 sinkitty nauha altistettiin termi- * 91889 5 seile jålkikåsittelylle 220 °C:n låmpotilassa 20 minuu-tin ajan infrapunauunissa. Sen jålkeen voitiin todeta Erichsen-testilla sinkkikerroksen tarttuvuuden parantu-minen erittåin hyvåksi.

5

Esimerkki 4:

Muuten analogisissa olosuhteissa kuin esimer-keisså 1-3 kohotettiin pH-arvoa arvoon 1,7, mikå kummassakin låmpotilassa johti pistesyopymisen tåydel-10 liseen håipymiseen. Sinkkikerroksen tarttuvuudelle voitiin riippumatta jaloteråksen laadusta saada samat tulokset kuin esimerkeisså 1-3 saatiin, so. laadulle AISI 410 Cb saatiin vasta esimerkin 3 mukaisen termisen jålkikåsittelyn jålkeen erittåin hyvå tarttuvuus.

15

Esimerkki 5:

pH-arvon kohotus edelleen arvoon 2,2 muuten identtisillå parametreillå kuin esimerkeisså 1 ja 2 antoi kummallakin låmpotilalla (60°C ja 50°C) sinkki-20 kerroksen tarttuvuuden heikentymisen. Laaduilla AISI

409 ja 430 oli tarttuvuus heikentynyt ja laadulla AISI

410 Cb vain enemmån heikko.

Esimerkki 6: 25 Esimerkin 5 nauhat altistettiin termiselle jålkikåsittelylle 300°C:ssa 1 minuutin ajan, jolloin kaikilla laaduilla voitiin Erichsen-kokeella osoittaa erittåin hyvå sinkkikerroksen tarttuvuus.

30 Esimerkki 7:

Kohotettaessa sinkkielektrolyytin pH-arvoa jaloteråksen påållystyksen aikana kaikilla laaduilla jaloteråsnauhan sinkkikerros voitiin tåydellisesti vetåå irti kuin kalvo. Tarttuvuutta ei kåytånnollisesti 35 katsoen ollut ollenkaan.

Esimerkki 8: 91889 6

Termisellå jålkikåsittelyllå 300°C:ssa 30 minuutin ajan voitiin esimerkin 7 nauhoilla saavuttaa sinkkikerroksen tarttuvuuden paraneminen erittåin hy-våån tarttuvuuteen.

5

Esimerkki 9:

Sinkityslaitos muutettiin nyt molemminpuoli-seen kåyttoon ja jaloteråsnauhat, laatua AISI 409, 430 ja 410 Cb, påållystettiin molemminpuolisen identtisen 10 esikåsittelyn, kuten esimerkisså 1, jålkeen myos molem-minpuolisesti 7,5 μτα paksulla sinkkikerroksella. Vir-rantiheys oli 35 A/dm2 ja sinkki-ionikonsentraatio puolestaan 125 g/1. Niin pH-arvolla 1,2 kuin myos 1,7 olivat valmistetut koekappaleet låmpotiloissa 50 °C ja 15 60 °C moitteettomat påållysteen erinomaisella tarttu- vuudella laaduilla AISI 409 ja 430, kuntaas laadulla AISI 410 Cb voitiin havaita pienentynyt tarttuvuus.

Esimerkki 10: 20 Sinkkikerroksen tarttuvuutta laadun AISI 410 Cb jaloteråsnauhalla voitiin parantaa termisellå jålkikåsittelyllå låmpotilassa 220°C 20 minuutin ajan - kuten kaikissa tåhån asti mainituissa kåsitte-lyisså infrapunauunissa - erittåin hyvåån tarttuvuu-25 teen.

Esimerkki 11:

Muuten identtisillå edellytyksillå esimerkin 9 suhteen pH-arvolla 2,2 ja elektrolyytin låmpotilalla 30 50°C saavutettiin myos identtiset tulokset sinkkiker roksen tarttuvuudelle, jolloin laadulle AISI 410 Cb termisen jålkikåsittelyn, kuten esimerkisså 9, jålkeen i havaittiin edelleen parannus erittåin hyvåån tarttuvuuteen .

35

Esimerkki 12: Låmpotilassa 60°C saatiin pH-arvolla 2,2 laa- ti 91889 7 duille AISI 409 ja 430 heikentynyt ja laadulle AISI 410 Cb vielå heikompi tarttuvuus Erichsen-kokeessa.

Esimerkki 13: 5 Termisellå jålkikåsittelyllå låmpotilassa 300°C 1 minuutin ajan voitiin kaikilla esimerkin 12 nauhoilla ja laaduilla saada elektrolyyttisesti pinnoi-tetun sinkkikerroksen tarttuvuuden parantuminen erit-tåin hyvåån tarttuvuuteen.

10

Esimerkki 14:

Sen jålkeen kun sinkkielektrolyytin pH-arvoa oli korotettu arvoon 3,2 saatiin sekå låmpotilalla 50°C ettå 60°C kaikilla laaduilla samat tulokset tarttuvuu-15 delle kuin esimerkisså 12.

Esimerkki 15:

Esimerkin 13 mukaisella termisellå jålkikåsittelyllå voitiin kaikilla jaloteråslaaduilla saavuttaa 20 myos samat parannukset tarttuvuudessa kuin esimerkisså 13 .

Claims

91889 PATENTTIVAATIMUKS ET
1. Menetelma jaloteråksen yksi- ja molemmin-puoliseksi elektrolyyttiseksi sinkitsemiseksi, jossa 5 menetelmåsså jaloterås kytketåån jaloteråsnauhan muo-dossa katodiksi galvaanisessa kennossa, ja sinkkisuolan vesiliuoksesta, jolla on pH-arvo 1,0 - 2,5, edullisesti 1,5 - 2,0, erotetaan metallinen sinkki jaloteråsnauhan pintaan, tunnettu siitå, ettå erotetun sinkki-10 kerroksen tartuntalujuutta kohotetaan sinånså tunnetul-la seuraavalla låmpokåsittelyllå, joka edullisesti suoritetaan låmpotilassa 100 - 400 °C, erityisesti låmpotilassa 200 - 300 °C, 1-30 min keston ajan, jol-loin jaloteråsnauha kuumennetaan låmmonlåhteellå ja 15 pidetåån låmpotilassa.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunn ettu siitå, ettå påållystys suoritetaan vakiolla virrantiheydellå.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmå, 20 tunnettu siitå, ettå virrantiheydet ovat yksi- puolista påållystystå vårten vålillå 25 - 200 A/dm2, edullisesti vålillå 50 - 150 A/dm2, ja molemminpuolista påållystystå vårten vålillå 10 - 100 A/dm2, edullisesti vålillå 25 - 75 A/dm2.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå sinkkisuola on sinkkisul-faattia, jolloin liuokseen vapautuneiden sinkki-ionien konsentraatio liuoksessa on 20 - 150 g/1, edullisesti 100 - 130 g/1.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå elektrolyytillå on låmpo-tila 20 - 90 °C, edullisesti 45 - 60 °C.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmå, tunnettu siitå, ettå anodina kåytetåån liukene-35 matonta anodia, joka koostuu lyijystå, lyijylejeerin-gistå tai jalometallipåållysteisestå titaanista.
91 Sb9