NL8003962A - Werkwijze en inrichting voor het aanbrengen van deklagen van corrosiebestendige nikkel-zink-legeringen op staal, alsmede voortbrengselen die aldus bekleed zijn. - Google Patents

Description

* <

Werkwijze en inrichting voor het aanbrengen van deklagen van corrosiebestendige nikkel-zink-legeringen op staal, alsmede voortbrengselen die aldus bekleed zijn.

De uitvinding heeft betrekking op verbeteringen in corrosiebestendigheid van staaloppervlakken en meer in het bijzonder op de bescherming van zulke oppervlakken door de rechtstreekse elektrolytische gelijktijdige afzetting van nikkel-zink-5 legeringen daarop.

De geneigdheid van ijzer- of staal-oppervlakken te corroderen is algemeen bekend. Zink is een van de meest toegepaste metallische deklagen, aangebracht op staaloppervlakken, om deze te beschermen tegen corrosie. In het verleden waren de 10 belangrijkste methoden voor het aanbrengen van zulke deklagen hete dompeling, ook bekend als galvaniseren; en het elektrolytisch aanbrengen van een zinklaag op het staal. De hete dompelmethode, ofschoon goedkoop en gemakkelijk uit te voeren, resulteerde in een deklaag met een dikte van 0,0254 mm of meer. Deze deklagen hebben 15 bij de aanbrengingstemperaturen de neiging gedeeltelijk te legeren aan het tussenvlak met het staal-substraat. De tussenvlak-legeringen zijn bros en bijgevolg zijn aldus beklede materialen niet geschikt voor veel vormings- en verdere verwerkingsbehande-lingen.

20 Elektrolytisch afgezet zink geeft dunnere dekla gen, ongeveer een tiende van de dikte van de door hete dompeling verkregen deklagen, en wordt bij lagere temperaturen aangebracht, veroorzaakt weinig of geen legering aan het tussenvlak tussen het door elektrolyse afgezette zink en het staal-substraat.

25 Wanneer ingrijpende vormgevings- en afwerkingsstappen vereist zijn, zoals heet of koud trekken, verdient het de voorkeur de 8003962 2 corrosiebestendige deklaag aan te brengen langs elektrolytische weg.

Zink is elektrolytisch aangebracht op de staal-oppervlakken vanuit diverse bekledingsbaden, bij voorkeur uit 5 zure bekledingsbaden, voor het verschaffen van bescherming aan staal-oppervlakken voor diverse toepassingen. Het elektrolytisch beklede staal wordt voor zo vele gevarieerde doeleinden gebruikt dat het zink gewoonlijk wordt aangebracht op continue staal-stroken welke na te zijn bekleed vervolgens worden verwerkt tot 10 de uiteindelijke produkten door de conventionele snij-, pons-, trek-, vorm- en afwerk-behandelingen. Zuiver zink verschaft, indien zeer dun aangebracht op staal, echter slechts minimale corrosiebescherming.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 2.419.231 15 van de rechtsvoorganger van aanvrager is bekend de corrosiebesten-digheid van de bekledingslaag te verbeteren door voor de deklaag een legering te gebruiken die veel zink en weinig nikkel bevat. Deze legering wordt gelijktijdig afgezet uit het elektrolytische bekledingsbad op het staal-substraat. De gelijktijdige afzetting 20 van de legering van veel zink en weinig nikkel wordt verschaft door de toevoeging van nikkelzouten aan een zuur zink-bekledings-bad en daarna uitvoeren van de bekleding bij stroomdichtheden van meer dan ongeveer 2,7 A/dm . Opgemerkt werd dat een dergelijke afgezette deklaag op staal superieure corrosiebestendigheid ver-25 schaft in vergelijking met die van zuiver zink alleen.

De nikkel/zink-legeringssamenstellingen voorgesteld in het genoemde Amerikaanse octrooischrift lopen van 10 tot 24 % nikkel en de rest zink. Om de hechting van deze nikkel-zink-legeringen van 10 tot 24 % nikkel, bij voorkeur 11 tot 18 % nikkel, 30 te bevorderen wordt in het genoemde octrooischrift aanbevolen het staaloppervlak eerst te gronden met een dunne deklaag van nagenoeg zuiver nikkel, met een dikte van 0,000635 tot 0,00254 mm. Naast de verbeterde hechting van de afgezette legering postuleert het genoemde octrooischrift dat enige mate van bescherming tegen corro-35 sie wordt verschaft door de grondlaag van zuiver nikkel, daar nikkel elektronegatief is voor staal en waarschijnlijk op zijn minst 800 3 9 62 * 1 3 de elektrolytische werking tussen de anodische legering en het basismetaal verlangzaamt wanneer dit laatste wordt blootgesteld.

Gedurende vele jaren werd de co-depositie-procedure volgens het genoemde Amerikaanse octraxschrift 2.419.231 gevolgd, gewoonlijk 5 zonder de nikkel-grandlaag.

Een verbetering van de procedure volgens het genoemde octrooischrift werd verschaft door het Amerikaanse octrooi-schrift 3.420.754, waarin werd aangegeven dat het legeringsproject, gebruikt in het Amerikaanse octrooischrift 2.419.231 voor corrosie-10 bestendigheid een legering was welke behalve dat zij slecht hechtte tevens onvoldoende ductiel was. Continue staalstrook, met legering bekleed volgens het Amerikaanse octrooischrift 2.419.231 vormt bij onderwerping aan vormgevings- en afwerkingsbehandelin-gen barsten in de deklaag ten gevolge van de brosheid van de le-15 gering. De betrekkelijk hoge inwendige spanning ervan was de gepostuleerde reden. In het Amerikaanse octrooischrift 3.420.754 werd voorgesteld deze tekortkoming van de legering volgens het Amerikaanse octrooischrift 2.419.231 te verhelpen door de gelijktijdige afzetting te beperken tot legeringen die minder dan 10 % 20 nikkel bevatten. Volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.420.754 waren de afgezette legeringsdeklagen met minder dan 10 % nikkel in de legering ductieler en derhalve verschafte de verminderde spanningsconcentratie een meer geschikte staalstrook voor vormgevings- en trekbehandelingen.

25 Volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.558.442 kan een verbetering in corrosiebestendigheid van de legering met een laag nikkelgehalte volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.420.754 worden verkregen indien het nikkelgehalte van de elek-trolytisch afgezette legering iets wordt verhoogd, tot maximaal 30 ongeveer 12,5 % nikkel, indien afgezet uit een legeringsafzettings-bad dat binnen een specifiek pH-traject wordt gehouden. Deze legering, afgezet uit zulke baden, zou nog steeds rechtstreeks hechten aan het staal-substraat en zou corrosiebestendige legerings-deklagen verschaffen op het staal met voldoende ductiliteit om 35 conventionele vormgeving- en afwerkingsbehandelingen mogelijk te maken. In het Amerikaanse octrooischrift 3.558.442 wordt gepostu- on/uOfi? 4 leerd dat ofschoon de corrosiebestendigheid op de gespannen monsters iets verminderd was ten gevolge van het hogere nikkel-gehalte de "afzettingsspanning" binnen de aanvaardbare grens zou blijven die te voren niet haalbaar was voor dezelfde legeringen 5 afgezet uit andere baden met andere samenstellingen en onder afwijkende pH-omstandigheden.

De bovengenoemde Amerikaanse octrooischriften 3.420.754 en 3.558.442 zijn de industriële standaards geweest voor het verschaffen van nikkel-zink-legering-corrosiebescherming 10 aan continue staalstrook en andere staalsubstraten.

Echter, zoals in alle materie die betrekking heeft op corrosiebestendigheid, elk middel dat de corrosiebestendigheid van het voortbrengsel verlengt is een wenselijke verbetering.

Opgemerkt is dat aanzienlijke variaties in de 15 samenstelling van de afgezette legering zijn opgemerkt. Kennelijk worden deze veroorzaakt door variaties van de stroomdichtheid tijdens de afzettingsbehandeling.

Verder is er bij zeer hoge afzettingsstroomdicht-heden een neiging van de legeringsafzetting een ''gebrande" textuur 20 of kwaliteit aan te nemen.

Bij toepassing van de baden volgens de stand van de techniek onder de in het Amerikaanse octrooischrift 3.558.442 aanbevolen omstandigheden werd ook gevonden dat zich bij elke onderbreking in de "continue" bekledingsoperatie of bij dompe-25 ling van de strook in de bekledingsbaden zonder bekledingsstroom of indien de beklede strook, bevochtigd met het bad, werd blootgesteld aan lucht, een donkere verkleuring vormde, waarschijnlijk toe te schrijven aan een dompelingsafzetting van geoxydeerde nik-kelzouten op het legeringsoppervlak. Ofschoon deze onder normale 30 lopende omstandigheden geen ernstig probleem vormden, vormden zich echter bij stoppen van de bekledingslijn ten gevolge van produktie-contingenties snel een ongewenste verkleuring welke het resulterende produkt in waarde deed verminderen.

De in de bovengenoemde stand van de techniek ge-35 bruikte baden bevatten 52 tot 67 g nikkel (als metaal) per liter, volgens het Amerikaanse octrooischrift 2.419.231, en van 30 tot 800 3 9 62 5 » 1 37 g nikkel per liter volgens de Amerikaanse octrooischriften 3.420.754 en 3.558.442. Daarnaast was volgens het Amerikaanse oc-trooischrift 2.419.231 een totaal maximaal metaalgehalte (nikkel plus zink) aanwezig van 135 g/1, terwijl in de Amerikaanse octrooi-5 schriften 3.420.754 en 3.558.442 het totale metaalgehalte liep van 105 tot 112 g/1. De verhouding van nikkel tot zink volgens het Amerikaanse octrooischrift 2.419.231 was van 0,77:1 tot 1,3:1.

De Amerikaanse octrooischriften 3.420.754 en 3.558.442 bevelen verhoudingstrajecten van 0,40:1 tot 0,625:1 resp. van 0,44:1 10 tot 0,7 aan.

Een doel van de onderhavige uitvinding is verbeterde corrosiebestendige samengestelde materialen te verschaffen, bestaande uit substraten van ijzer, bij voorkeur staal, bekleed met corrosie-bestendige legeringscomposieten.

15 Een verder doel van de uitvinding is samenstel lingen te verschaffen waaruit geschikte gelijkmatige legerings-materialen voor de voornoemde composieten kunnen worden afgezet, omdanks variaties in stroomdichtheid waarbij de composieten worden afgezet.

20 Een verder doel van de uitvinding is nieuwe me thoden en bekledingssamenstellingen te verschaffen waarmee gelijkmatige composieten kunnen worden afgezet welke vrij zijn van "gebrande" gebieden welke verbroosde gebieden van ruwe of poederige legeringsafzettingen zijn.

25 Nog een doel van de uitvinding is bekledingsbaden te verschaffen welke verkleuring van de afzettingen tijdens stroom-onderbrekingen of niet gelijkmatige bekledingsomstandigheden zullen verminderen.

Een verder doel van de uitvinding is apparatuur 30 en bekledingsbaden daarvoor te verschaffen waarmee economische procedures kunnen worden in praktijk gebracht bij de verkrijging van de gewenste corrosiebestendige composieten volgens de uitvinding.

Deze en andere doeleinden worden verwezenlijkt door 35 de onderhavige uitvinding welke hierna vollediger zal worden beschreven, in samenhang met zowel de algemene beschrijving, de ROfl 3 9 62 - / 6 voorbeelden en de tekening, waarin figuur 1 een curve is die de gemengde samenstelling van de afgezette legering weergeeft als functie van de katho-destroomdichtheid in A/dm ; en 5 figuur 2 een schematisch diagram is van een con tinue bekledingslijn voor gebruik bij de praktijk van de onderhavige uitvinding, waarbij stalen strook eerst wordt bekleed met een nikkelgrondlaag en daarna verder wordt bekleed met een lege-ringssamenstelling die in hoofdzaak uit nikkel en zink bestaat bin-10 nen aangegeven verhoudingen uit de bekledingsbaden volgens de uitvinding .

De bovengenoemde en andere doeleinden van de onderhavige uitvinding worden bereikt door een nieuwe methode voor het beschermen van staaloppervlakken met een verbeterde corrosiebe-15 stendige nikkel-zink-legeringsdeklaag welke bestaat in het afzet-ten van de genoemde legeringsdeklaag, waarbij men het oppervlak van ijzer of staal dat beschermd moet worden dompelt in een waterig bekledingsbad met een pH van ongeveer 3 tot ongeveer 4 waarin oplosbare nikkel- en zinkzouten zijn opgelost in hoeveelheden 20 om per liter bad een gehalte aan zinkmetaal te verschaffen equivalent aan ongeveer 75 tot ongeveer 150 g en een gehalte aan nik-kelmetaal equivalent aan ongeveer 15 tot ongeveer 30 g. De verhouding van nikkel tot zink moet in het traject van 0,2:1 tot 0,45:1 zijn en het totale gecombineerde metaalgehalte aan nikkel 25 en zink dient meer dan 105 g/1 te zijn. Het oppervlak van ijzer of staal wordt kathodisch gemaakt in het bekledingsbad waarbij de elektrolytische bekledingsstroomdichtheid wordt gehouden op 1,61 tot 11,82 A/dm om zo een nikkel-zink-legeringsdeklaag af te zetten op het ijzersubstraat. De nikkel-zink-legering heeft een 30 nikkelconcentratie van 9,5 tot 13 gew.%, waarbij zink de rest vormt. De legeringsdeklaag is hechtend, bewerkbaar en heeft een corrosie-bestendigheid die tenminste gelijk is aan die resulterend uit deklagen afgezet uit baden met lagere totale, metaalgehalten, lagere zinkgehalten en een lagere pH. Gevonden is dat deze nieuwe baden 35 een geringere neiging hebben tot verkleuring van de afzettingen of tot de vorming van "gebrande1’ afzettingen.

800 3 9 62 7

Volgens een ander aspect van de uitvinding is gevonden dat de corrosiebestendigheid van het staaloppervlak aanzienlijk kan worden verbeterd, zoals gemeten door de standaard-zoutsproei-corrosietest, indien de bovengenoemde legering wordt 5 afgezet uit de nieuwe baden volgens de nieuwe werkwijze als hier boven vermeld, op het substraat dat te voren is bekleed met een dunne nikkellaag met een dikte van 0,000127 tot 0,00127 mm in de vorm van een nikkel-grondlaag. Bij voorkeur wordt een dergelijke grondlaag gevormd door elektrolytische afzetting. Andere methoden 10 omvatten stroomloze baden of dampafzetting kan worden toegepast voor het aanbrengen van deze laag.

Aanvrager heeft gevonden dat door afzetting van de legering op een dergelijk gegrond oppervlak de corrosiebesten-digheidstijd, zoals gemeten in de zoutsproeitest, tenminste wordt 15 verdubbeld.

Volgens een ander aspect van de uitvinding is gevonden dat de voornoemde lagen continu kunnen worden afgezet op staalstrook, hetzij in de vorm van de corrosiebestendige lege-ringslaag alleen hetzij met de corrosiebestendige laag afgezet 20 nadat de grondlaag is aangebracht op de staalstrook. Volgens de nieuwe werkwijze volgens de uitvinding kunnen deze afzettingen continu worden aangebracht terwijl de staalstrook continu voortgaat met een gelijkmatige snelheid door de nieuwe inrichting volgens de uitvinding.

25 Ook is gevonden dat als resultaat van de nieuwe baden die de totale hoeveelheden gecombineerde metalen bevatten bij de nieuwe verhoudingen van nikkel tot zink, bij de voornoemde pH-trajecten, gelijkmatige afzetting van de legeringssamenstel-ling verschaffen zelfs bij bedrijf bij stroomdichtheidstrajecten 30 van niet meer dan 1,61 A/dm . Bij bekende bekledingsbadsamenstét- lingen was het moeilijk legeringssamenstellingen te verkrijgen die minder dan 15 % nikkel bevatten wanneer de baden werden gebruikt beneden de stroomdichtheden van 4,30 A/dm als aanbevolen in de stand van de techniek.

35 Ofschoon de stroomdichtheden beneden ongeveer 2 4,30 A/dm lager zijn dan die welke algemeen worden toegepast in 800 3 9 62 8 de commerciële praktijk in een continue strookbekledingslijn, wordt de strook bij zijn gebruikelijke doorgang door de legerings-bekledingsbaden die werden verschaft blootgesteld aan gebieden van zeer lage stroomdichtheden terwijl hij door de lijn reist.

5 In zulke gebieden van lage stroomdichtheden in de baden volgens de stand van de techniek resulteerden vaak nikkel-rijke legerings-insluitingen die de kwaliteit van de resulterende bekleding ernstig aantasten. Het staat vast dat afzettingen of insluitingen in de legeringslaag waarin het nikkelgehalte hoger dan ongeveer JO 18 % is ertoe neigen spanningsconcentraties te veroorzaken, derhalve bros worden, en een legeringsafzetting met insluitingen met een hoog nikkelgehalte is derhalve ongewenst.

Uit figuur 1 blijkt duidelijk dat het bad volgens de uitvinding, bij bedrijf op de stroomdichtheden boven ongeveer 2 15 1,61 A/dm , een gelijkmatige legeringssamenstelling verschaft in het traject van 9,5 tot 12 % nikkelgehalte. Dit valt volledig binnen de wenselijke parameter voor geoptimaliseerde corrosiebesten-digheid met adequate bewerkbaarheid voor verdere vormgevingsbehan-delingen op de staalstrook.

20 Ook is bekend dat bij zeer hoge stroomdichtheden nikkelbekledingsbaden en in het bijzonder baden van de nikkel-zink-legering een "gebrande" legeringsafzetting opleveren. Deze gebrande afzetting is een gebied van een poederachtige, ruwe en verkleurde afzetting. Zulke gelokaliseerde gebrande gebieden wor-25 den veroorzaakt door de uitputting van de metaalionen in de elektrolyt nabij de kathode. Vroeger zijn pogingen gedaan deze tekortkomingen te corrigeren door de temperatuur van het bekledingsbad te verhogen om de beweeglijkheid van de ionen te verhogen; of door intensiever te roeren ter verschaffing van meer gelijkmatige 30 metaalionconcentraties in het bad. De nieuwe badsamenstellingen volgens de uitvinding verschaffen een hogere totale metaal-ion-concentratie en maken tevens een hogere bedrijfstemperatuur mogelijk.

Een andere oorzaak van deze minder goede afzet-35 tingen bij hoge stroomdichtheid is de stijging van de pH van de oplossing in de film grenzend aan de kathode. Omdat de waterstof 800 3 9 62 9 in staat van wording, gevormd in deze film, het metaal chemisch reduceert, in plaats van de elektrolytische afzetting ervan toe te laten, precipiteert het gereduceerde metaal in plaats van dat het zich als een laag afzet op de kathodische strook. Zulke 5 geprecipiteerde metaaldeeltjes worden ingevangen binnen de afgezette laag en veroorzaken daardoor de ongewenste ruwheid. Het nieuwe bad volgens de uitvinding werkt bij een aanzienlijk lager pH-traject en derhalve wordt de stijging in pH van de kathodische film die dit probleem veroorzaakt vermeden.

10 Bij continue strook-bekleding is opgemerkt dat zeer hoge stroomdichtheden optreden aan de randen van de strook. Bij rek-bekleding worden zulke hoge stroomdichtheden beïnvloed door de geometrie van het te bekleden onderdeel en de geometrische configuratie van de tussenruimte tussen de anode en de 15 kathode. Een gebruikelijke test voor de evaluatie van de "brand"-capaciteiten van bekledingsbaden is door toepassing van de Hull-cel. Dit is een algemeen bekende laboratoriumtechniek waarbij het oppervlak van een paneel wordt blootgesteld aan een variabele stroomdichtheid over de breedte van het paneel dat be-20 kleed wordt. De geometrie van de cel brengt dit effect teweeg.

Het stroomtrajeet binnen de Hull-cel loopt vanaf de hoogste geteste stroom naar de laagste stroom, die vaak tot een stroomdichtheid van nul nadert in bepaalde gebieden. De Hull-testcel wordt beschreven in "Metal Finishing Guidebook" (ASM), editie 1968, 25 blz. 419. De Hull-cel is beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift 2.149.344.

Een reeks tests werd voorbereid waarbij de Hull-cel werd gevuld met monsters van de bekledingselektrolyten volgens de bovengenoemde stand van de techniek en volgens de uitvin-30 ding. In de cellen waarin de elektrolyten volgens de stand van de techniek werden toegepast werd een nodulair boomvormingseffect opgemerkt aan de randen van de monsters in gebieden met de hogere stroomdichtheden. Er was ook een duidelijke blijk van verbranding. De baden volgens de uitvinding echter vertoonden duidelijk weinig 35 of geen verbranding bij vergelijkbare stroomdichtheden en in het bijzonder binnen de voorkeur verdienende en gewoonlijk optredende 800 3 9 62 10 bekledingsomstandigheden zoals worden aangetroffen bij of nabij de randen van continue beklede stroken. Derhalve vermindert het bad volgens de uitvinding de neiging tot "branden" aan de randen van de continu beklede stroken en derhalve verschaft de nieuwe 5 werkwijze volgens de uitvinding een gelijkmatiger produkt.

Opgemerkt is dat legeringsstroken zeer snel bedekt worden met een donkere verkleuring indien de stroken worden blootgesteld aan de lucht terwijl ze nat zijn met bekledingsoplos-sing. Dezelfde verkleuring wordt ook opgemerkt wanneer de strook 10 wordt gedompeld in het bad zonder of met een zeer lage bekledings-stroom. Enige tijd geleden werd bepaald dat de actieve middelen bij het veroorzaken van de verkleuring de nikkelzouten waren die aanwezig zijn in het bekledingsbad en dat kennelijk de verkleuring een dompelingsafzetting van donker gekleurd nikkel op de met lege-15 ring beklede oppervlakken is. Aanvrager heeft gevonden dat bij gebruik van het nieuwe bad volgens de uitvinding de mate van verkleuring aanzienlijk wordt verminderd en vaak niet meer op het oog is te zien. Daar het onderhavige nieuwe bekledingsbad aanzienlijk minder nikkel in oplossing bevat dan aanwezig was in de eer-20 der gebruikte baden en daar de verhouding van nikkel tot zink nu veel lager is is er minder lokale afzetting van het gekleurde dompelingsnikkel en derhalve verminderen de nieuwe bekledingsba-den volgens de uitvinding de hoeveelheid verkleuring van de beklede strook en andere beklede composieten tot binnen aanvaardbare 25 grenzen.

Daarnaast is volgens een ander aspect van de uitvinding gevonden dat wanneer stalen objecten worden gedompeld in het nieuwe bekledingsbad volgens de uitvinding en wanneer de objecten kathodisch worden gemaakt in een dergelijk bad bij een 2 30 zeer lage stroomdichtheid, beneden ongeveer 1,075 A/dm , nagenoeg zuiver nikkel wordt afgezet op het substraat uit de baden volgens de uitvinding. Zo is het mogelijk met de nieuwe elektrolytische bekledingsbaden volgens de uitvinding eerst de zeer dunne nikkel-grondlaag af te zetten die de corrosiebestendigheid van de daarna 35 afgezette legering van nikkel en zink verbetert, en daarna, nadat de grondlaag van voldoende dikte is afgezet, de stroomdichtheid 800 3 9 62 π te verhogen en vervolgens uit het bad met dezelfde samenstelling de nikkel-zink-legering van de gewenste samenstelling af te zetten; dat wil zeggen minder dan 13 % nikkel bevattend, waarbij de rest zink is.

5 Dit is een extra voordeel, daar het de behoefte aan twee afzonderlijke bekledingsoplossingen vermindert; namelijk enerzijds een nikkel grondlaag aanbrengingsoplossing en anderzijds de oplossing waaruit de legering van nikkel en zink wordt afgezet.

10 Volgens dit aspect van de uitvinding wordt een methode verschaft voor het bekleden van een staalstrip met een nikkel-zink-legering-deklaag, waaronder zich een nagenoeg zuivere nikkelgrondlaag bevindt, waarbij men de strook tenminste ëén waterig bekledingsbad met een pH van ongeveer 3 tot 4 laat door-35 lopen waarin de oplosbare nikkelzouten zijn opgelost in hoeveelheden per liter bad voldoende om een opgelost zinkmetaalgehalte van ongeveer 75 tot 150 g per liter te hebben en een opgelost nikkelgehalte van ongeveer 15 tot ongeveer 30 g per liter. De nikkel- en zinkgehalten zijn in het bad aanwezig in een gewichts-20 verhouding lopend van ongeveer 0,1:1 tot ongeveer 0,45:1. De strook doorloopt een eerste stuk van het waterige bad waarin de genoemde strook kathodisch is en de stroomdichtheid wordt gehou- 2 den in dit eerste stuk beneden een waarde van ongeveer 1,07 A/dm , waardoor uit het bad nagenoeg zuiver nikkel wordt afgezet voor 25 de grondlaag. Het aanbrengen van de grondlaag wordt voortgezet tot de nikkellaag een dikte van ongeveer 0,000127 tot ongeveer 0,00127 mm heeft. Vervolgens wordt de strook voortgeschoven naar een tweede deel van het bad waarin de kathodische strook wordt bbotgesteld aan een elektrolytische bekledingsstroomdichtheid van 30 meer dan 1,61 A/dm om zo op de nikkelgrondlaag een deklaag van nikkel-zink-legering af te zetten met een dikte van ongeveer 0,00508 mm, welke voor 9,5 tot 13 % uit nikkel en voor de rest uit zink bestaat. De staal-strook wordt zo voorzien van een hechtende tweelagige corrosiebestendige bekleding, waarbij de 35 eerste laag in hoofdzaak bestaat uit nikkel met een dikte tot ongeveer 0,00127 mm en de tweede daaroverheen aangebrachte laag uit 800 3 9 62 , 12 nikkel-zink-legering, tot een dikte van ongeveer 0,0127 mm. De gecombineerde deklaag is hechtend, geschikt voor vormgevingsbe-handelingen en heeft een corrosiebestendigheid, gemeten door middel van de zoutsproeitest, die tenminste tweemaal zo groot is 5 dan die verkregen met deklagen die in hoofdzaak uit de nikkel-zink-legering alleen bestaan.

Alle bovengenoemde voordelen, welke voortvloeien uit de onderhavige uitvinding, zijn het resultaat van de werkwijze voor het afzetten van een deklaag uit de nieuwe samenstelling van 10 het onderhavige legerings-afzettingsbad, waarin de zink- en nikkel-metaalionconcentraties afwijken van die volgens de stand van de techniek. Het onderhavige bad heeft een hogere zinkconcentratie en een veel lagere nikkelconcentratie. Tevens verschaft het een hogere totale metaalconcentratie (nikkel plus zink). Deze ver-15 schillen ten opzichte van de stand van de techniek maken hogere bedrijfstemperaturen mogelijk tijdens het bekleden, verschaffen een meer gelijkmatige legering afgezet tijdens en door variërende stroomdichtheden heen en maken het gemakkelijker de samenstelling van het bad te beheersen tijdens het continue gebruik ervan in 20 de continue strook-bekledingslijn.

De nieuwe bekledingselektrolyten volgens de uitvinding omvatten zink- en metaal-zouten, opgelost in water. Kleine hoeveelheden azijnzuur worden toegevoegd aan deze bekledings-elektrolyt als modificerende buffer. De pH van het bad wordt inge-25 steld in het traject van 3 tot 4,5 door daaraan sterke zuren toe te voegen, zoals zoutzuur of zwavelzuur. De keuze van het instellende zuur is enigszins, maar niet noodzakelijkerwijs, afhankelijk van de specifieke nikkel- en zink-zouten die men gebruikt. Daarnaast kan de elektrolyt elk van de gewoonlijk voor zulke doel-30 einden in metaalbekledingsbaden gebruikte bevochtigingsmiddelen en anti-putvormingsmiddelen bevatten. Dit zijn gewoonlijk an-ionische bevochtigingsmiddelen en kunnen ook, zoals de voorkeur verdient voor anti-putvormings-oppervlakte-actieve middelen, diverse langketenige koolhydraat-gemodificeerde derivaten omvatten. 35 Tenzij anders aangegeven is de hoeveelheid zouten toegevoegd aan de baden, zoals in de onderhavige aanvrage aange- 800 3 9 62 13 geven, in termen van het metaalion equivalentgewicht per liter be-kledingselektrolyt. In het algemeen verdient het de voorkeur de meer oplosbare nikkel- en zink-chloriden te gebruiken maar de nikkel- en zink-sulfaten of andere oplosbare zouten kunnen in 5 equivalente hoeveelheden worden gebruikt, Het is ook mogelijk de nikkel- en zinkchloriden te mengen met de nikkel- en zink-sulfaten. De keuze van het specifieke zout wordt beheerst door economische overwegingen en heeft weinig of geen invloed op de be-kledingscapaciteit van de baden volgens de uitvinding mits de 10 totale nikkel- en zink-gehalten en de verhoudingen van nikkel-tot zink-equivalenten aanwezig zijn zoals aangegeven.

De bekledingsbaden volgens de uitvinding dienen een totaal metaalequivalentiongehalte van 75 tot 188 g totaal metaal per liter elektrolyt te bevatten. Het voorkeurstrajeet 15 van metaal is van 104,9 tot 179,8 g/1, met een optimaal bedrijfs- traject van 112,4 tot 149,8 g/1. Daar de concentratie van de metaalionen in de elektrolytische bekledingsoplossing varieert met de bekledingssnelheid, de oplossnelheid van de oplosbare metaal-anoden en de aanvullingsintervallen worden deze concentraties 20 binnen het voorkeurstrajeet en het optimum traject gehouden door zorgvuldige beheersing van de bekledingsstroom, de pH van het bad en periodieke toevoeging van metaalzouten als vereist. Om het bad juist en over het gehele traject van bruikbare stroomdichtheden te doen werken dient het nikkelgehalte van het bad in het alge-25 mene traject van 10,5 tot 33,0 g/1 elektrolyt te worden gehouden, met een voorkeurstraject van 15 tot 30 g nikkel per liter en een optimum traject van 18,7 tot 26,2 g/1. De zinkconcentratie wordt gehouden tussen ongeveer 59,9 en ongeveer 157,3 g/1 elektrolyt, waarbij de verhouding wordt ingesteld als hieronder aangegeven.

30 Het is belangrijker voor het juiste bedrijf van de baden volgens de uitvinding dat de verhouding van nikkel tot zink binnen de totale metaalconcentratie van de elektrolyt is gelegen in het algemene traject van 0,1:1 tot 0,4:1 en bij voorkeur dient de verhouding te worden gehouden in het traject van 0,2:1 tot 35 0,35:1, waarbij het optimale traject van 0,2:1 tot 0,-3:1 is. Bin nen de hierboven beschreven verhoudingsparameter wordt de meest 800 3 9 62 14 gelijkmatige legering afgezet. Deze afzetting is bestendig tegen branden bij hoge stroomdichtheden en verkleuren in het geval dat het met elektrolyt beklede voorwerp wordt blootgesteld aan lucht in afwezigheid van een bekledingsstroom.

5 Om gelijkmatige oplossing van de oplosbare metaal- anoden te handhaven en in het bijzonder voor het handhaven van de nikkelconcentratie in de elektrolyt dient de pH van de elektrolyt te worden ingesteld in het traject van 2,3 tot 4,5 door zorgvuldige toevoeging van hetzij zwavelzuur hetzij zoutzuur, waarbij 10 zoutzuur de voorkeur verdient. Het verdient in het algemeen de voorkeur dat het bad wordt gebruikt bij een pH van 3 tot 4. Als buffer om het handhaven van de pH tijdens de normale variaties die zich in de bekledingsoperaties voordoen wordt azijnzuur toegevoegd aan het bad in concentraties binnen het algemene traject van J5 0,6 tot 2,4 vol.% van het bad. Bij voorkeur is azijnzuur aanwezig in het concentratietraject van 1,0 tot 2 %, waarbij de optimale concentratie ongeveer 1,5 vol.% azijnzuur in het bad is. De concentratie van azijnzuur dat eenmaal toegevoegd is zal niet sterk variëren daar de azijnzuurconcentratie betrekkelijk onbeïnvloed is 20 door de hier gebruikte bekledingsstromen. De voornaamste verliezen van azijnzuur vinden plaats door langzame verdamping bij de bedrijf stemperatuur van het bad.

De concentratie aan bevochtigings- en anti-put-vormingsmiddelen in het bad dient in het algemeen te worden gehou-25 den in de door de industrie bevoorkeurde trajecten; dat wil zeggen 0,5 tot 3,2 vol.% van de elektrolyt. Dit is het algemeen aanvaarde traject voor zulke middelen bij het bekleden van elektrolyten, maar het varieert met de specifiek gebruikte middelen.

De als bron van nikkel- en zinkionen voor het af-30 zetten van de legering gebruikte nikkel- en zinkzouten zijn hetzij het nikkelsulfaat (NiSO^.ó^O) hetzij nikkelchloride (NiC^.ö^O) resp. zinkchloride (ZnC^) of zinksulfaat (ZnSO^.J^O). Naast deze betrekkelijk goedkope nikkel- en zinkzouten is het mogelijk elk van de andere in water oplosbare ioniseerbare nikkel- en zink-35 zouten gebruikt bij elektrolytisch bekleden te substitueren ter verschaffing van bronnen van deze metaalionen.

800 3 9 62 15

Er is, naast de voornoemde voordelen van de onderhavige uitvinding, een economisch voordeel, afgeleid van het feit dat de concentratie aan nikkelzouten in het elektrolytische be-kledingsbad laser is dan in de tot nu toe gebruikte baden.

5 Daar de nikkelzouten duurder zijn dan de zinkzouten verschaft de lagere concentratie daarvan in het aanvankelijke bad een economisch voordeel, daar deze baden gewoonlijk in grote hoeveelheden worden bereid voor continu bedrijf in continue staal-strook-bekleding.

10 Ofschoon het mogelijk is, zoals hierboven vermeld, zowel de nikkel-grondlaag als de nikkel-zink-legeringen af te zetten uit een enkel bad verdient het in het algemeen de voorkeur de nikkel grondlaag af te zetten uit de zeer doeltreffende Watt-nikkelbekledingsbaden. Deze baden zijn zeer doeltreffend ge-15 bleken en hebben een eoed dekvermogen (''throwing power"). Typische samenstellingen vallen binnen de in onderstaande tabel A aangegeven voorkeurs- en optimum-trajecten.

Tabel A

Traject Typisch 20 Nikkelsulfaat (NiSQ4-6H20) 225-375 g/1 330 g/1

Nikkelchloride (NiCl2-6H20) 30-60 g/1 45 g/1

Boorzuur 25 (H3B03) 30-40 g/1 37 g/1

Temperatuur 45°-65°C 60°C

pH 1,5-4,5 3-4

Deze Watt-baden bevatten gewoonlijk tevens opper-vlakte-actieve middelen van een bepaald merk waarvan het primaire 30 doel is putvorming te verminderen en tevens de bevochtiging van de staalstrook door de bekledingsoplossing te verbeteren.

In het algemeen worden op grond van hun superieure dekvermogen de in tabel A aangegeven Watt-nikkelbadsamenstellin-gen gebruikt, maar elk van de diverse algemeen bekende nikkel-35 bekledingsbaden is eveneens bevredigend. Een enkel chloride bevattend nikkelbad is gebruikt maar verschaft geen voordelen in vergelijking met het Watt-nikkelbekledingsbad. (Stroomloze nikkel- 80039 62 J6 bekledingsbaden kunnen eveneens worden toegepast maar verdienen niet de voorkeur. Dampfase- of vacuumafzetting van de nikkel grondlaag op het substraat kan eveneens worden toegepast.).

Het elektrolytisch te bekleden voortbrengsel, dat 5 wilzeggen de staal-strook of ander ijzer- of staaloppervlak dat beschermd moet worden, wordt blootgesteld in het bad aan een geschikte stroomdichtheid en gedurende een tijd voor het opbouwen van de gewenste dikte van de nikkel grondlaag volgens de parameters hieronder aangegeven in tabel B.

10 Tabel B

Stroomdichtheid Gewenste dikte van de 2 (A/dm )_ _nikkellaag____ 0,000254 mm 0,000508 mm 0,00127 mm 6,87 11,8 sec. 23,5 sec. 58,7 15 5,89 13,7 sec. 27,4 sec. 68,4 4,90 16,4 sec. 32,9 sec. 82,2 3,92 20,5 sec. 41,1 sec. 102,7 2,95 27,4 sec. 54,8 sec. 136,9 1,97 41,0 sec. 82,0 sec. 204,9 20 De bekledingssnelheden aangegeven in tabel B zijn gebaseerd op de normale rendementen voor Watt-nikkelbekledings-baden.

Zoals hierboven aangegeven dient de nikkel grondlaag in hoofdzaak 0,000127 tot 0,00127 mm dik te zijn en bij voor-25 keur van 0,000254 tot 0,00127 mm dik, met een optimale dikte van ongeveer 0,000508 mm. Bij een dergelijke dikte wordt een min of meer continue laag nikkel afgezet op het staal-substraat. Gevonden is dat het de voorkeur verdient dat deze nikkellaag continu is met een minimum aan blootgestelde plekken van staal. Wanneer 30 echter de discontinuïteiten in de nikkel deklaag slechts van ondergeschikte of microscopische aard zijn hebben zulke ondergeschikte discontinuïteiten weinig of geen invloed op de totale verbeterde corrosiebestendigheid van de uiteindelijke composiet.

Het stalen voorwerp kan na afzetting van de 35 nikkel grondlaag worden gespoeld voorafgaand aan het bekleden met de nikkel-zink-legering-laag van de gewenste dikte. Beide of één 800 3 9 62 17 van de elektrolytische bekledingsoperaties kan worden uitgevoerd hetzij in statische baden hetzij in continue strookbekledings- opstellingen. De nikkel-zink-legering wordt afgezet uit bekle- dingsbaden samengesteld volgens tabel C.

5 Tabel C

Component Algemeen traject Voorkeurs traj eet Optimum

Ni ++ 10,5-33,0 g/1 15,0-30,0 18,7-26,2

Zn ++ 59,9-149,8 g/1 74,9-127,3 82,4-112,4

Azijnzuur 0,6-2,5 % 1-2 % 1,5 % 10 pH 2,3-4,2 3-4 3,5

Bevochtigings- 0,5-3,2% 0,6-2,5 % 1,5 %X

middel x McGean's Non-Foam 30 (0,8 %) 15 of Udylite Non-Pitter // 22 (0,2 %).

In het algemeen dient bij gebruik van het bad volgens tabel C voor het bereiken van de diverse dikten van de nikkel-zink-legering het ijzer- of staal-substraat te worden blootgesteld aan het bad bij de gewenste stroomdichtheden gedu-20 rende de in tabel D aangegeven perioden.

Tabel D

Stroom- _Dikte van nikkel/zink-legeringslaag_ dichtheid (A/dm2) 0,001905 mm 0,00254 mm 0,00381 mm 0,00508 mm 25 11,8 51,2 sec 68,2 sec 102,3 sec 136,4 sec 10,7 56,3 sec 75,0 sec 112,5 sec 150,0 sec 9,7 62,5 sec 83,3 sec 125,0 sec 166,7 sec 8,6 70,4 sec 93,8 sec 140,7 sec 187,6 sec 7,5 80,3 sec 107,1 sec 160,7 sec 214,2 sec 30 6,4 93,8 sec 125,0 sec 187,5 sec 250,0 sec 5,4 112,5 sec 150,0 sec 225,0 sec 300,0 sec 4,3 140,6 sec 187,5 sec 281,3 sec 375,0 sec 3,2 187,5 sec 250,0 sec 375,0 sec 500,0 sec 2,1 281,3 sec 375,0 sec 562,5 sec 750,0 sec 35 Wat betreft het inrichtingsaspect van de onder- . havige uitvinding verdient het dejroorkeur staalstrook te bekleden op de continue bekledingslijn 1 als weergegeven in figuur 2.

800 3 9 62 18

De continue bekledingslijn 1 bestaat uit uit staalstrookwikkel 5, aangebracht op een afwikkelinrichting 6, voorzien van een spanningsinrichting 8 welke strook 5 via geleidings-rollen 11 leidt in het alkalische reinigingsbad 10. De strook 5 5 wordt gedompeld onder het oppervlak van het alkalische reinigingsbad 10 via de dompelrol 12. Om een goede reiniging te verzekeren verdient het de voorkeur strook 5 anodisch te maken door conventionele apparatuur (niet getoond). Na doorloping van het alkalische reinigingsbad 10 verlaat strook 5 het bad via een stel 10 knijprollen 13 welke er voor zorgen dat zo weinig mogelijk alkalisch reinigingsbad aan de strook 5 blijft hangen. Strook 5 wordt vervolgens via geleidingsrollen 16a en 16b en dompelrol 17 geleid in waterspoelbad 15 om eventuele sporen van de alkalische reini-gingsbadoplossing te verwijderen. Bij uitkomen uit het waterspoel-15 bad verschaft een stel waterstralen 18a en 18b een laatste spoeling van de strook.

De strook 5 gaat vervolgens door een stel knijprollen 19 om het spoelwater te verwijderen naar zuur-dompelbad 20, waarin de strook wordt geleid door geleidingsrollen 21 en dompel-20 rol 22. In het zuur-dompelbad wordt het oppervlak van strook 5 gereinigd, afgebeten en/of licht geëtst door de werking van het zuur. De strook 5 verlaat het zuur-dompelbad 20 via een stel knijprollen 29, gevolgd door een stel waterspoelstralen 28a en 28b, die boven en onder het oppervlak van strook 5 zijn opgesteld, om verwijde-25 ring van eventueel achtergebleven zuur te verzekeren.

Strook 5 wordt vervolgens geïntroduceerd in nikkel grondlaag-aanbrengingsbad 30 via geleidingsrollen 31 en een eerste dompelrol 32a. Metallische geleidingsrollen 31 in contact met strook 5 zijn verbonden met de negatieve pool van een gelijk-30 stroombron (niet getoond) en maken derhalve strook 5 kathodisch terwijl deze zich door het nikkelbad 30 beweegt. Het nikkelbekle-dingsbad 30 is voorzien van metallische nikkelanoden 33a, 33b, 33c en 33d. Dit zijn de nikkelaanvullingsanoden van het bad en zij zijn verbonden met de positieve pool van de gelijkstroomgene-35 rator (niet getoond). Na doorloping van de lengte van het nikkel-bekledingsbad 30 gaat de staalstrook 5 vervolgens langs dompel- 800 3 9 62 19 rol 32b en verder naar geleidingsrol 31b en gaat door knijprollen 37a en 37b bij verlating van het bad. Deze knijprollen 37a en 37b zorgen er voor dat een minimum van de bekledingsbadelektrolyt aan de strook hecht. Eventueel achterblijvende nikkelelektrolyt 5 wordt van de boven- en onderoppervlakken van de strook 5 afgewassen door waterspoelstralen 38a en 38b. Vervolgens doorloopt de strook de knijprollen 39a en 39b om eventueel achtergebleven water te verwijderen.

Strook 5 gaat vervolgens naar het nikkel-zink-10 legeringbekledingsbad 40 via geleidingsrollen 41a en dompelrol 42b. De geleidingsrollen 41 zijn verbonden met de negatieve pool van een gelijkstroomgenerator (niet getoond). De derhalve katho-dische strook 5 wordt gedompeld onder het oppervlak van het le-geringsbekledingsbad via dompelrol 42a. Tijdens het doorlopen van 15 het bekledingsbad 40 wordt de strook 5 onder het oppervlak van de elektrolyt in bad 40 en op een juiste afstand van de oplosbare zink- en nikkel-anoden 43a en 43b, welke alle zijn verbonden met de positieve pool van de gelijkstroomgenerator,' gehouden, door dompelrollen 42a en 42b. Oplosbare nikkel- en zink-anoden, welke 20 verbonden zijn met de positieve pool van de gelijkstroomgenerator zijn opgesteld en verdeeld in geschikte posities door het gehele legeringsbekledingsbad 40 om een nagenoeg constante en gebalanceerde metaalionsamenstelling van bad 40 te handhaven. De afstanden tussen de staalstrook 5 en de oplosbare anoden 43 wordt inge-25 steld ter verschaffing van een nagenoeg gelijkmatige stroomdichtheid op het oppervlak van de strook 5 terwijl deze het legerings-bekledingsbad 40 doorloopt. Na doorloping van het bekledingsbad wordt strook 5 via dompelrol 42b geleid naar de met de kathode verbonden geleidingsrol 41b en verlaat het bad om door het stel 30 knijprollen 49a te gaan. Na de knijprollen 49a wordt strook 5 onderworpen aan waterspoelstralen 48a en 48b om eventueel achtergebleven legeringsbekledingselektrolyt te verwijderen en vervolgens gaat hij via knijprollen 49b naar drooginrichting 50 waar de gewassen, met composiet beklede strook 5 wordt gedroogd en 35 van waaruit deze wordt geleid naar de heropwikkelinrichting 9.

Als voorbeeld van het bedrijf van de continue 800 3 9 62 20 bekledingslijn 1 ter verkrijging van een continue strookbekle-dingscomposiet met een optimum nikkelonderlaag van ongeveer 0,000508 mm dik en een nikkel-zink-legering-bekledingsdeklaag op de nikkelonderlaag met een gewenste dikte van 0,00254 mm dient de 5 lengte van strook 5 te worden blootgesteld aan nikkelbekledings-bad 30 bij een stroomdichtheid van 4,90 A/dm gedurende 32,9 sec. Daar de blootgestelde lengte van de strook in de inrichting 5,56 m is is de lijnsnelheid van strook 5 ongeveer 10,06 m per minuut. Daar het bedrijf continu is moeten de doorvoersnelheden 10 van de strook gelijk zijn in de nikkelbekledingsstap enerzijds en de legeringsbekledingsstap anderzijds. De stroomdichtheid kan echter in elk van de baden, het nikkelbekledingsbad 30 enerzijds en het legeringsbekledingsbad 40 anderzijds, worden gevarieerd om te voldoen aan de gewenste diktevereisten van de tweeledige l5 deklaag.

Om dezelfde elektrolyt te gebruiken in zowel het nikkelbekledingsbad 30 als wordt gebruikt in legeringsbekledingsbad 40, in overeenstemming met een van de facultatieve aspecten van de onderhavige uitvinding, is het mogelijk het nikkelbekle-20 dingsbad zodanig te verlengen dat de strook 5 het bad kan doorlopen bij lagere stroomdichtheden gedurende een langere periode om de bekledingsomstandigheden te houden beneden ongeveer 1,07 A/dm om te zorgen voor een nagenoeg zuivere afzetting van nikkel uit hetzelfde nieuwe bad als wordt gebruikt voor legeringsafzet- 2 25 ting bij hogere stroomdichtheden, boven ongeveer 3,22 A/dm .

Het onderstaande voorbeeld I verschaft een voorbeeld van de voorkeursuitvoeringsvorm onder toepassing van het nieuwe legeringsbekledingsbad 40 als hierboven beschreven en onder de voorkeur verdienende procesparameters beschreven in samenhang 30 met de afzetting van de nikkelonderlaag via een Watt-nikkel-bekledingsbad in nikkelbekledingsbad 30.

Voorbeeld I

In de continue bekledingsrichting volgens figuur 2 werd de staalstrook eerst gebracht in het alkalische reinigings-35 bad dat ongeveer 7571 liter van een alkalisch reinigingsmiddel bevatte, bestaande uit 44,9 g/1 van een alkalische reinigingsverbin- 800 3 9 62 21 ding (Gillite 0239 Alkaline cleaner) die 9,36 g/1 natriumhydroxide bevatte, gehouden op 88°C. De strook werd door het bad gevoerd met een snelheid van 10,06 m per minuut. De ondergedompelde strook-lengte ervan was 5,18 m. De reinigende werking werd versterkt 5 door de strook anodisch te maken bij een stroomdichtheid van 2,15

O

tot 3,22 Af dm. . Uit dit bad werd de strook na een geschikte wassing en spoeling vervolgens geïntroduceerd in het zuurafbijtbad met een volume van ongeveer 3785 liter. Het bad bevatte 5 vol.% zwavelzuur bij een temperatuur van ongeveer 66°C. De strook doorliep 10 het bad, uiteraard, met een snelheid van 10,06 m per minuut. De ondergedompelde strooklengte ervan was 3,96 m.

Na een geschikte spoeling werd de gereinigde strook geïntroduceerd in het nikkel-grondlaag-bad met een volume van 11.356 liter, gehouden op 60°C. De anode-bedlengte, dat wil zeg-15 gen de effectieve elektrolytisch blootgestelde lengte van de strook, was 5,56 m. Een nikkelgrondlaag van ongeveer 0,000508 mm 2 dikte werd afgezet bij een stroomdichtheid van 4,90 A/dm in de 32,9 seconden blootstelling van de strook aan de anodebedlengte.

Dit bad bevatte 330 g/1 nikkelsulfaat, 45 g/1 nikkelchloride, 20 37,5 g/1 boorzuur en 0,8 gew.% McGeans Non-Foam-30 (bevochtigings- middel), alle opgelost in water.

Na voltooiing van de aanbrenging van de nikkelgrondlaag, gevolgd door geschikte spoeling van het grondbad van de strook, werd de strook geïntroduceerd in het nikkel-zink-bad, 25 gehouden op 54 tot 63°C. De nikkel-zink-bekledingshouder heeft een volume van ongeveer 41.640 liter en de lengte ervan is ongeveer 30,5 m. De effectieve anodebedlengte waaraan de strook wordt blootgesteld is ongeveer 19,8 m. De strook werd door het bed gevoerd bij de vastgestelde snelheid van 10,06 m per minuut en de 30 nikkel-zink-legering werd afgezet op de met nikkel beklede strook 2 tot een dikte van 0,00254 mm bij een stroomdichtheid van 6,10 A/dm gedurende 118,2 seconden.

Na wassen en drogen van de met een samengestelde laag beklede strook werden teststukken uitgesneden en onderworpen 35 aan de standaard Neutral Salt Spray Test uigens ASTM BI17. De corrosiesnelheid van de nikkel-zink-legeringslaag in de grondlaag 8Θ0 3 9 62 _6 22 omvattende composiet was 1,28 uren per 25,4 x 10 mm legerings-dikte. Standaardnikkel-zink-legeringslagen aangebracht rechtstreeks op staalsubstraten getest in de corrosiekamer op dezelfde “6 tijd vertoonden corrosiesnelheden van 0,56 uren per 25,4 x 10 mm. 5 De produkten volgens de onderhavige werkwijze vertoonden derhalve een tenminste tweemaal zo grote corrosiebestendigheid als de produkten verkregen uit dezelfde legeringsbekledingsbaden zonder de nikkel grondlaag.

Het is duidelijk dat veranderingen binnen de aan-10 gegeven parameters kunnen worden aangebracht in de voorkeursmetho- t de en in de samenstellingen en behandelingsomstandigheden en van produkten als beschreven zonder buiten het kader van de uitvinding te komen.

15 80039 62

Claims (17)

1. Werkwijze voor het aanbrengen van een beschermende corrosiebestendige deklaag op ijzer- of staal-substraten, met het kenmerk, dat men het substraat dompelt in een beHedings-5 badoplossing met een gecombineerd opgelost metaalgehalte, bestaande uit nikkel en zink, van 74,9 tot 187,2 g/1 bekledingsbad; waarbij de verhouding van nikkel tot zink in het bad van 0,1:1 tot 0,4:1 is; het nikkelgehalte van het bad van 10,5 tot 33,0 g/1 is, waarbij de rest van het metaal bestaat uit opgelost zink 10 dat in de bekledingsbadoplossing aanwezig is in een hoeveelheid van 62,9 tot 157,3 g/1; waarbij het bad een pH van 2,3 tot 4,5 heeft; welk bad wordt gehandhaafd op een temperatuur van 57-63°C; en het ijzer-substraat onderwerpt aan een kathodische bekledings- 2 stroomdichtheid van 3,22 tot 12,9 A/dm totdat de op het substraat 15 aangebrachte nikkel-zink-legering een dikte van 0,00127 tot 0,0127 mm heeft; welke legering een nikkelgehalte van 10 tot 15 % heeft, waarbij de rest zink is, en waarbij de deklaag een corro-siebestendigheid van meer dan 0,5 uur per 2,54 x 10 mm nikkel-zink-legering verschaft aan het substraat, volgens de zout-20 sproei-test.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gecombineerde gehalte aan nikkel en zink is van 104,9 tot 149,8 g/1, waarbij de verhouding van nikkel tot zink van 0,2:1 tot 0,35:1 is; het nikkelgehalte van het bad van 1,50 tot 25 30,0 g/1 is; de pH van 3,0 tot 4,0 is en de kathodische stroom- ? dichtheid van 4,30 tot 11,82 A/dm is.

3. Werkwij ze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gecombineerde gehalte aan nikkel en zink in het bekledingsbad van 112 tot 135 g/1 is bij een verhouding van nikkel tot 30 zink van 0,2:1 tot 0,3:1 en dat het nikkelgehalte van het bad van 18,7 tot 26,2 g/1 is, waarbij de pH van het bad is ingesteld op ongeveer 3,5 bij een temperatuur van ongeveer 60°C en het bekleden wordt uitgevoerd bij een stroomdichtheid van 5,93 tot 8,06 A/dm ; het nikkel in de legering aanwezig is in een hoeveelheid 35 van 10 tot 13 gew.% van de legering; en de legering wordt afgezet gedurende een tijd voldoende om een dikte van 0,001905 tot 800 3 9 62 0,00635 mm te bereiken.

4. Werkwijze voor het aanbrengen van beschermende corrosiebestendige lagen op ijzer- of staalsubstraten volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de nikkel-zink-legeringsdeklaag 5 is onderlegd met een nagenoeg zuivere nikkelgrondlaag met een dikte van 0,000127 tot 0,00127 mm, waardoor de genoemde samengestelde corrosiebestendige deklaag een corrosiebestendigheid voor zoutsproei heeft van tenminste tweemaal die van het beklede substraat in afwezigheid van de nikkel grondlaag. J0 5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat men corrosiebestendige composieten vervaardigt, bestaande uit een ijzer-substraat, bekleed met een nikkel grondlaag en een corrosiebeschermende laag van nikkel-zink-legering, waarbij de dikte van de nikkel grondlaag van 0,000254 tot 0,00127 mm is.

6. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de dikte van de nikkellaag van 0,000254 tot 0,000508 mm is.

7. Werkwijze voor het bekleden van een staalstrook met een nikkel-zink-legeringsdeklaag volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men de strook dompelt in een bekledingsoplossing vol- 20 gens conclusie 1 en de genoemde oplossing doorloopt met de genoemde strip gedurende een tijd en bij een stroomdichtheid in overeenstemming met conclusie 1 voldoende om de strip te voorzien van een laag legering met een dikte van 0,00127 tot 0,0127 mm.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, 25 dat de legeringslaag een dikte van 0,001905 tot 0,00508 mm heeft.

9. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de legeringslaagdikte van 0,00254 tot 0,00381 mm is.

10. Werkwijze voor het aanbrengen van een beschermende corrosiebestendige laag op een staalstrook volgens conclu- 30 sie 7, met het kenmerk, dat men de strook een bekledingsoplossing laat doorlopen met een gecombineerd metaalgehalte van nikkel en zink van 112,4 tot 134,8 g/1, waarbij de verhouding van nikkel tot zink van 0,2:1 tot 0,3:1 is en het nikkelgehalte van het bad van 18,7 tot 26,2 g/1 is, waarbij de rest van het metaal uit op- 35 gelost zink bestaat; waarbij het bad een pH van ongeveer 3,5 heeft; waarbij het aanbrengen wordt uitgevoerd bij een temperatuur van 800 3 9 62 ongeveer 60°C en bij een stroomdichtheid van 5,91 tot 8,06 A/dm^ totdat de dikte van de corrosiebestendige nikkel-zink-laag 0,00254 tot 0,00381 mm is.

11. Werkwijze voor het bekleden van ijzersubstra-5 ten met een nikkel-zink-legering-deklaag van verbeterde corrosie- bestendigheid, met het kenmerk, dat men het ijzersubstraat grondt met een nagenoeg zuivere nikkel deklaag en vervolgens het gegronde substraat bekleedt volgens de werkwijze van conclusie 1.

12. Werkwijze voor het bekleden van ijzersubstra-10 ten volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de nagenoeg zuivere nikkelgrondlaag wordt afgezet door stroomloos bekleden.

33. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de nagenoeg zuivere nikkel grondlaag wordt afgezet door dampfasebekleding.

14. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de nagenoeg zuivere nikkel grondlaag wordt afgezet door elek-trolytische afzetting uit een nikkelhoudende elektrolyt.

15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het ijzersubstraat wordt bekleed met een primaire deklaag van 20 nagenoeg zuiver nikkel door nikkel af te zetten uit een nikkelhoudende elektrolyt tot een dikte van ongeveer 0,000127 tot 0,00127 mm.

16. Werkwijze voor het afzetten van beschermende corrosiebestendige deklagen volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de werkwijze continu is en het ijzersubstraat een staalstrook 25 is, waarbij men deze strook een eerste sectie laat doorlopen die een waterig nikkelzout-houdend bad omvat, waarin de strip katho-disch is gemaakt terwijl het dit bad doorloopt; waarbij een elek-trolytische bekledingsstroomdichtheid naar de kathodische strip in de eerste sectie wordt gehandhaafd die voldoende is om uit het 30 bad een nagenoeg zuivere nikkel grondlaag met een dikte van 0,000127 tot 0,00127 mm af te zetten; vervolgens de strip dompelt in een tweede sectie die een legeringsafzettingsoplossing bevat welke een gecombineerd ppgelost metaalgehalte van nikkel en zink heeft van 74,9 tot 187,2 g/1 en waarin de verhouding van nikkel tot 35 het zink in de oplossing loopt van 0,1:1 tot 0,4:1 en het nikkel-gehalte van het bad van 10,5 tot 33,0 g/1 is; welk bad een pH heeft 800 39 62 van 2,3 tot 4,5; en vervolgens elektrolytisch bekleedt bij een temperatuur van 57 tot 63°C ter afzetting van een legeringslaag met een dikte van 0,00127 tot 0,0127 mm bij een stroomdichtheid 2 van 4,30 tot 11,82 A/dm .

17. Inrichting voor het continu uitvoeren van de werkwijze van conclusie 16 op een baan van staal, gekenmerkt door een in serie opstelling van reinigings- en bekledingshouders en strookvoortstuwings- en transportorganen; welke opstelling bestaat uit eerste en tweede reinigingshouders, waarbij de eerste 10 houder een alkalisch reinigingsmiddel en middelen voor het anodisch maken van de strook daarin omvat en de tweede houder een zuuraf-bijtoplossing bevat; een eerste nikkelbekledingssectie, uitgerust met nikkelanoden en gevuld met een nikkel-ion-houdende elektrolyt en middelen voor het kathodisch maken van de strook om een nage-15 noeg zuivere nikkel grondlaag op de strook af te zetten, en een tweede legeringsafzettingssectie, voorzien van zink- en nikkelanoden en gevuld met een elektrolyt, gehouden op een temperatuur-traject van 57 tot 63°C, welke elektrolyt nikkel- en zink-ionen bevat, waarbij het gecombineerde metaaliongehalte van nikkel en 20 zink in de elektrolyt van 74,9 tot 187,2 g/1 is, de verhouding van nikkel tot zink in de elektrolyt van 0,1:1 tot 0,4:1 is en het nikkeliongehalte van 10,5 tot 33,0 g/1 is, waarbij de legeringsafzettingssectie middelen omvat om de strook kathodisch te maken en een kathodische stroomdichtheid aan de strook van 3,22 tot 25 12,9 A/dm te verschaffen; waarbij de strook na alkalische reini ging en zuurafbijting wordt getransporteerd door de voortstuwings-organen naar de eerste nikkelbekledingssectie voor het aanbrengen van een nikkel grondlaag en vervolgens naar de tweede sectie wordt getransporteerd waar de gegronde strook vervolgens wordt bekleed 30 met een corrosiebestendige door elektrolytisch afzetten verkregen laag van een nikkel-zink-legering met een gehalte van 10 tot 14 % nikkel, waarbij de rest zink is.

18. Werkwijzen, voortbrengselen en inrichtingen in hoofdzaak als beschreven in de beschrijving en/of zoals weer-35 gegeven in de tekening. 8003982