SE439934B - Ytbelagt stalmaterial - Google Patents

Description

_ 7904788-2 effekten hos zink (eller zinklegering) baserat på dess natur att den är elektrokemiskt mera oädel än järn, nämligen beroende på dess offeranodeffekt, icke kan upprätthållas om det korroderande mediet är mycket kraftigt och upplösningen av zink är snabb.

Med hänvisning t.ex. till ett färgat galvaniserat järn, som har funnit stor användning som byggnadsmaterial, an- vändes en zinköverdragen eller legerad zinköverdragen stálplåt.

Emellertid innehåller den miljö, för vilken den zinköverdragna eller legerade zinköverdragna stålplåten exponeras, vanligen korroderande medier, som t.ex. vatten, syre och salter, så att den belagda zinken upplöses under mycket kort livslängd, varigenom sålunda röd rost framkallas beroende på korrosionen av den underliggande stålplåten, och ytterligare befränüar korro- sionen av själva den underliggande stålplåten. Sålunda användes zinköverdragen stålplât sällan inom detta område utan någon ytter- liggare ytbehandling.

Det zinköverdragna stâlmaterialet utsättes sålunda vanligen för en ytomvandlingsbehandling, som t.ex. kromateríng och fosfatering, som är lämpligt för zink, efter att zinkbelägg- ningen anbringats, och utsättes vidare för organiska belägg- ningar som är förenliga med ytomvandlingsbehandlingen med ända- målet att förbättra korrosionsbeständigheten och med tanke på det estetiska utseendet. Även då ett stålmaterial överdrages med en sammansatt beläggning av zinkbeläggning, omvandlingsbelägg~ ning och organisk beläggning, angripes emellertid den belagda zinken först lättare genom den korroderande substansen, som t.ex. vatten, syre och salter, vilka genomtränger den organiska beläggningen, och därefter föreligger en benägenhet hos den organiska beläggningen att lätt förstöras genom de substanser, som bildas genom korrosionen av zinkbeläggningen. Vid det fall där omvandlingsbehandlíngen, t.ex. kromateringen, utföres med ändamålet att förbättra vidhäftningen med en organisk beläggning, föreligger vidare ett problem med miljöförorening beroende på den sexvärda kromjonen, som är närvarande i kromatfilmen. Så- lunda har starka krav ställts på utveckling av en ytbehandlad stålplåt med förbättrad korrosionsbeständighet i jämförelse med de konventionella materialen.

Som nämnts ovan, i det fall då zinköverdragna stål- material med en organisk beläggning på zinkbeläggningen föreligger, J 7904788-2 är korrosionsbeständigheten hos själva zinkbeläggningen mycket betydelsefull, precis som då det zinkbelagda stålmaterialet an- vändes utan någon organisk beläggning därpå, och av detta skäl har på senare tid tekniken ínriktats mot att förhindra den offeranodiska effekten hos den överdragna zinken och kommersi- ella försök har gjorts att på konstgjord väg göra så att den galvaniska elektrodpotentialen för zinkbeläggningen närmar sig värdet för järn genom att zinkbeläggningen regleras med järn, aluminium, nickel, molybden, kobolt etc., vilket resulterar i utveckling av stålprodukter överdragna med Zn-Fe-legering, Zn-Al- legering eller Zn-Mo-Co-legering, vilka nu föreligger på mark- naden.

Sådana legerade zinkbeläggningar säges uppvisa en korrosionsbeständighet, som är två eller flera gånger bättre än för den konventionella zinkbeläggningen, men för Zn-Fe-1egerings- beläggning uppstår problem vid bearbetning, Zn-Al-legerings- beläggningen uppvisar problem ifråga om bearbetbarhet, svetsbar- het och målningsbarhet, varigenom man sålunda misslyckas med erhållande av ett belagt material med tillfredsställande inte- grerade egenskaper, och även om Zn-Mo-Co-legeringsbeläggningen synes ge de önskade integrerade egenskaperna, är det mycket svårt att åstadkomma legeringsbeläggningen med homogen samman- sättning, eftersomwardera av de ingående metallerna uppvisar olika elektroutfällningshastigheter beroende på elektropläterings- betingelserna.

Pâ senare tid har sålunda starka krav ställts inom olika områden på material med balanserade egenskaper, nämligen för en kommersiell utveckling av ett ytbelagt stålmaterial med utmärkt bearbetbarhet och svetsbarhet såväl som tillfredsställan- de målningsbarhet och anpassningsbarhet till kemiska omvandlinge- behandlingar, men hittills har icke något sådant ytbehandlat stålmaterial funnits, som kan uppfylla ovanstående krav.

För förbättring av korrosionsbeständigheten för ett stålmaterial genom överdragning av stålmaterialet med andra metaller och utnyttjande av korrosionsbeständigheten hos de anbringade metallerna, föreligger två grupper av beläggnings- metoder, klassificerade elektrokemiskt, nämligen den första gruppen, där en metall ädlare än järn anbringas, t.ex. krom- plätering, och den andra gruppen, där en metall, som är mera 790lr788-2 oädel än järn anbringas, t.ex. zinkplätering. För den första gruppen av metoder har många undersökningar gjorts och många tekniker har framtagits. Då emellertid själva metallbeläggningen uppvisar gropfrätningshål, eller då tjockleken för en beläggning ökar, är beläggningen känslig för sprickning, som kan ses vid krombeläggning. I båda fallen har metallbeläggningen en defekt del, så att stålsubstratet först angripes på grund av att järn är elektrokemiskt mera oädel än den anbringade metallen, i mot- sats till vid zinkbeläggningen, så att gropfrätningskorrosíon kan inträffa, varigenom tillförlitligheten hos de belagda stål- materialen försämras.

Med tanke på ovannämnda fakta, kan slutsatsen dragas att en metall, som t.ex. zink, vilken uppvisar den offer- anodiska effekten, är mera fördelaktig för att skydda stål- material från korrosion. Vid föreliggande uppfinning har systema- tiska undersökningar gjorts med tanke på ovanstående tekniska synpunkter, och det har visat sig att bland olika belagda stål- material uppvisar ett manganbelagt stålmaterial med en hydrati- serad manganoxid bildad därpå den bästa korrosionsbeständigheten.

Som klart framgår av den galvaniska serien för metaller i en vattenlösning, eftersom mangan är elektrokemiskt mera oädel än zink, kunde man otvivelaktigt förvänta sig att mangan har sämre korrosionsbeständighet vid jämförelse med zink.

Beträffande elektroutfällning av mangan har många olika undersökningar gjorts, inklusive "Electrolytic Manganese and Its Alloys" av R.S. Dean, publiserad av the Ronald Press Co., 1952; "Modern Electroplatíng" av Allen G. Gray, publiserad av John Willey & Sons Inc., 1953; "Electrodeposited Metals Chap.II, Manganese" av W.H. Safranek, publiserad av American Elsevier Pub.Co., 1974, och "Electrodeposition of Alloys", Vol.2 "Electrodepositions of Manganese Alloys" av A. Brenner, publiserad av Academic Press, 1963.

Enligt R.S. Dean, fungerar elektroutfällningen av mangan och dess legeringar självoffrande anodiskt liksom zink och kadmium ifråga om rostförhindrande, och en stålplåt med en '12,5 Pm tjock manganbeläggning kan väl motstå atmosfärísk expone- ring under 2 år, och Allen G.Gray rapporterade genom att citera "Sheet Metal Industry", 29, sid. 1007 (1952) att en tillfreds- ställande skyddseffekt kan erhållas genom en tjock 790l+788~ manganbeläggning och att det elektrolytiska manganet blir svart 2 då det exponeras för luft, men detta kan förhindras genom en ned- sänkningsbehandling i en kromatlösning.

Enligt N.G. Gofman, såsom rapporteras i "Electrokhim Margantsa" H, sid. 125-141 (1969), korroderar det elektroutfällda manganet i havsvatten med en hastighet som är 20 gånger större än för zink, men korrosionshastigheten för mangan kan minskas då en kromatfilm anbringas på manganet.

' Desto mera intressant är vad som rapporteras av A. Brenner, som påpekade att följande tre defekter hos manganet eller dess legeringsbeläggningar kan förekomma, även om han nämnde en skyddsfilm för stål eller låglegerade stål som en av de förväntade tillämpningarna av mangan eller manganlegerings- beläggníngar, nämligen (1) Sprödhet (2) Kemisk reaktivitet (en kort livslängd i en vattenlösning eller utomhus) (3) Mörk färg för korrosionsprodukter (olämpligt för estetiska ändamål men lämpligt för en skyddsbeläggning).

Med avseende på sprödheten uppvisar mangan, som elektroutfällts från ett ordinärt pläteríngsbad, en kristall- vidare struktur av Y eller a, och T-strukturen, som är mjukare, omvandlas till u-strukturen då den får stå i luft under flera dagar till flera veckor. Sålunda måste i praktiken hänsyn tagas till a- manganet. I detta fall säges hårdhet och sprödhet vara liknande värdena för krom, dvs. H30-1120 kg/mm2, uttryckt i mikrohårdhet enligt W.H. Safranke.

Med avseende på den kemiska reaktiviteten rappor- terade A. Brenner att manganet eller dess legeringar kan stabili- seras genom en passiveringsbehandling i en kromatlösning, och det sålunda stabilíserade manganet eller dess legeringar kan för- bli tillfredsställande stabilt under en lång tidsperiod i inomhus- atmosfär, men han påpekade att för utomhustillämpningar bör en eutektoid med en metall ädlare än mangan användas.

Med utgångspunkt från att en zinkbelagd stålplât med en zinkbeläggning av 500 g/m2 genom varmdoppning kan skydda stålplåten mot korrosion under 30-H0 âr, kan sålunda en zinkbe- läggning av 90 g/m2 genom varmdoppning, som motsvarar en mangan- beläggning av 12,5}mn förutsägas motstå atmosfärisk korrosion _ 7904788-2 minst under 5-6 år, och sålunda kan en manganbeläggning, som kan motstå atmosfärisk korrosion under endast 2 år, icke sägas upp- visa en bättre korrosionsbeständighet än en konventionell ytbe- handlad stålplåt. _ Hittills har inga försök eller undersökningar gjorts att förbättra korrosionsbeständigheten för ett stålmaterial genom en manganbeläggning därpå, förutom den uppfinning som beskrives i japanska utläggningsskrifterna Sho 50-136 243 och Sho 51-75 979.

Föreliggande uppfinning hänför sig till ett belagt stålmaterial med utmärkt korrosionsbeständighet, som kännetecknas av att det innefattar en manganbeläggning och hydratiserad mangan- oxid bildad på manganbeläggningen, som är belagd på stålunderla- gets yta, och är klart särskild från dessa uppfinningar genom föl- jande punkter.

Den japanska utläggningsskriften Sho 50-136 243 be- skriver ett ytbehandlat stålsubstrat för organiska beläggningar, som erhålles genom elektroplätering av 0,2-7 fmlmanganbeläggning på stålmaterialet, och genom att det manganbelagda stâlmaterialet utsättes för en kromatbehandling eller en katodisk elektroomvand- lingsbehandling i ett bad av aluminiumvätefosfat eller magnesium- vätefosfat eller bådadera. Det tekniska ändamålet hos denna tidiga- _re teknik är att underlätta omvandlingsbehandlingarna genom anbrin- gande av mangan, eftersom det är svårt att anbringa som utbyte för zinkbeläggningsomvandlingsbehandlingar, som t.ex. kromatbehandling och aluminiumvätefosfat- och magnesiumvätefosfatbehandlingar di- rekt på stålmaterialet, och vidare är ändamålet att förbättra mål- ningsbarheten och även korrosionsbeständigheten.

Den japanska utläggningsskriften Sho 51-75 975 beskri- ver en korrosionsbeständig överdragen stålplåt för bilar, vilken innefattar ett stålsubstrat innehållande 0,2-10% krom och minst ett skikt av en beläggning av zink, kadmium, mangan eller deras legeringar i en total tjocklek av 0,02-2,0 pm. Denna tidigare tek- nik baseras på att då kromhalten överstiger 0,5%, blir kristall- bildningen på ytan i ökande utsträckning spridd under t.ex. fos- fatbehandlingen, och då 3% eller mera av krom ingår, bildas icke några fosfatkristaller, så att en utmärkt korrosionsbeständighet för ett stålsubstrat kan erhållas, och att det är effektivt att anbringa endast på stålytan ett enkelt skikt eller multipla skikt av beläggning av zink, kadmium, mangan eller deras legeringar, vil- ka är mycket reaktiva för omvandlingsbehandlingarna.

Som förklarats ovan utnyttjades vid ovannämnda 7 79Û4788~2 tidigare tekniker naturen hos mangan, nämligen att det uppvisar en starkare kemisk reaktivitet än zink för förbättring av lämp- ligheten hos ett stålmaterial för kemiska omvandlingsbehand~ lingar, och âstadkommande av ett stålsubstrat för färgbeläggning.

Sålunda behandlar dessa tidigare tekniker icke korrosionsbestän- digheten hos den hydratiserade manganoxiden, som bildas på manganbeläggningen.

Skälet till att manganbeläggningen uppvisar utmärkt korrosionsbeständighet är att det tunna skiktet av den hydratiserade manganoxiden, som bildas på den metalliska mangan- beläggningen, är svår att upplösa i vanan, och fungerar som ett slags passiverad film och bidrager till korrosionsbeständigheten i motsats till en ren manganmetall, som är mycket reaktiv.

Sålunda då metalliskt mangan elektokemiskt ut- fälles med användning av ett sedvanligt sulfatbad, reagerar det metalliska manganet med syre i luften, och manganhydroxid, som bildas i en tunn film under elektropläteringen, oxideras genom luften och den syrehaltiga manganföreningen bildas i enlighet med följande formler (1) och (2). 2Mn(oH>2 + 02 2 2H2Mno3.....................(1> Hznnoa + Mn Denna syrehaltiga manganförening är svärlöst i en neutral saltlösning eller i vatten och ger en mycket stabil korrosionsbeständig film, som är helt skild från det metalliska manganet.

En syrehaltig metallförening, som t.ex. den syre- haltiga manganförenigen, är känd att bidraga till korrosions- beständighet på samma sätt som ett rostfritt stål uppvisar ut- märkt korrosionsbeständighet på grund av sin passiverade ytfilm av en hydratiserad oxid innehållande 20-30% vatten, och ett tunt krombelagt tennfritt stål uppvisar utmärkt korrosionsbe- ständighet och utmärkt mälningsbarhet beroende på sin oxihydra- tiserade kromföreningsfilm innehållande ca 20% vatten. Det är även känt att rost på stål, exponerat för luften under en lång tidsperiod, innehåller icke-krístallin oxihydratiserad järnföre- ning, Fe0OH, och att rostskíktet för ett stål beständigt gentemot atmosfärisk korrosion, som uppvisar utmärkt beständighet gentemot denna korrosion, innehåller stor mängd av sådan oxihydratiserad järnförening. ...,,....=~~n-w..t-«. ....._.._......___._._-_-_...__e_., ,. , _..._-_.._.-_._.~_...__...... m* W.__ e,_...._.___.e..>_....- .__ ...._.l_._... ___ _ _ 7904788-2 Såsom beskrivits ovan, anses även vid fallet av män* ganfitt den vattenhaltiga syreföreningen i filmen uppvisar en an- märkningsvärd effekt på korrosionsbeständigheten, och är särskilt fördelaktig i de korroderande miljö, som t.ex. den marina stänkzonen, där Cl'-jon är en huvudsaklig korrosionsfaktor, och på motorvägar där salter sprutas med ändamålet att förhindra frysning, såsom tillämpas i USA, Kanada och Europa, eftersom Cl--jon har benägenhet att befrämja omvandlingen av Mn.Mn03 till Mn00H med bättre korrosionsbeständighet.

Den tidigare teknik som beskrivits i japanska ut- läggningsskrifterna Sho 50-136243 och Sho 51-75975 tog icke någon hänsyn till den hydratiserade manganoxiden, som bildats på manganbeläggningen, eller betraktade dennasom en korrosione- produkt, vilken skadar det estetiska värdet. Vid föreliggande uppfinning bildas för första gången denna hydratiserade mangan- oxid med avsikt på manganbeläggningen och dess egenskaper ut- nyttjas fördelaktigt.

Nedan följer en detaljerad beskrivning med hänvis- ning till korrosion av stål i marina miljöer.

Stålmaterial har sålunda funnit stor användning inom marina konstruktioner på grund av deras låga kostnad och lättheten att bearbeta dessa. Emellertid är den marina miljön helt annorlunda från ordinära miljöer och den är mycket kraftigt korroderande på stålmaterialen på grund av saltet, och speciella hänsyn gentemot havsvattenkorrosion måste tagas.

Korrosionen av en stor stâlkonstruktion, som sträcker sig kontinuerligt från havsbotten uppåt över havsytan visas schematiskt i fig. 8, varav framgår att den kraftigaste korrosionen uppkommer i den s.k. "stänkzonen" och delen strax under lågvattenlinjen.

Skälen till att korrosionen är kraftig i stänkzonen anses vara att havsvattnet intermittent stänker över struk- turen och stålet uppvärmes genom solen till en avsevärt hög temperatur, så att stålet exponeras för alternativt upprepad torkning och vätning under uppvärmt tillstånd och att korrosionen befrämjas så snabbt att korrosionshastigheten per år kan uppgå till 0,3-0,5 mm i genomsnitt.

Vidare anses skälen till den kraftiga korrosionen av stålet i området strax under lågvattenlinjen vara att området 7904788-2 över lågvattenområdet förses med mer syre än området under havs- ytan, så att en s.k. galvanisk cell bildas mellan området strax under havsytan och området strax ovanför havsytan, och området strax under havsytan angripes mera medan området ovanför havs- ytan angripes mindre, och den förstnämnda korrosionshastigheten uppgår till så mycket som 0,1-0,3 mm/år jämfört med 0,1 mm eller mindre per âr för den sistnämnda korrosionen.

Korrosionen av stålmaterialet, något djupare i havet, är 0,05-0,1 mm/år, beroende på sådana faktorer som det i havsvattnet upplösta syret, havsvattentemperaturen, rörligheten hos havsvattnet, kvaliteten hos havsvattnet, och bakterierna i havsvattnet etc.

Vidare är korrosionen av stålmaterial i havsbotten mycket mindre eftersom dispersionen av det upplösta syret är mest långsamt.

Såsom beskrivits ovan varierar korrosionen av stål- material i marina miljöer beroende på den position, där stål- materialen användes, och skyddsåtgärder gentemot korrosion i stänkzonen har betraktas som de viktigaste vid marina tillämp- ningar.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är sålunda erhållande av ett belagt stålmaterial med utmärkt korrosions- beständíghet, bearbetbarhet och svetsbarhet, varvid det belagda stålmaterialet innefattar en manganbeläggning på det under- liggande stàlmaterialet och en film av hydratiserad manganoxid bildad på manganbeläggnigen.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är erhållande av olika belagda stålmaterial framställda från de ovannämnda belagda stålmaterialen, t.ex. stâlmaterial lämpliga för marina tillämpningar och odlingsplattor lämpliga för unga plantor.

För uppnående av ovannämnda ändamål kännetecknas föreliggande uppfinning av: (1) ett korrosionsbeständigt belagt stålmate- rial innefattande en manganbeläggning belagd på stålet och en film av hydratiserad manganoxid bildad på manganbeläggningen, '7904788-2 10 (2) ett belagt stålmaterial lämpligt för marina tillämpningar innefattande en manganbeläggning i en tjocklek av 2,8-11 }mn med en film av hydratiserad manganoxid i en tjocklek av 400-1000Å, (3) ett belagt stålmaterial lämpligt för marina tillämpningar, innefattande en manganbeläggning i en tjocklek av 2,8-11 /im, med en film av hydratiserad manganoxid i en tjocklek av H00-1000Ä, ett skikt av zinkrik färg i en tjocklek av 50-100 pm anbringat på filmen av hydratiseradmanganoxid, och ett skikt i en tjocklek av 200-900lpm av harts valt från gruppen bestående av epoxi, tjära-epoxi, uretan, vinyl och fenol anbringad på den zinkrika färgbeläggningen, (R) ett belagt stålmaterial lämpligt för marina tillämpningar, innefattande en manganbeläggning i en tjocklek av 2,8-11 Pm, med en film av hydratiserad manganoxid i en tjocklek av H00-1000Å, och en film av roststabiliserande beläggning huvud- sakligen bestående av polyvinylbutyral i en tjocklek av 20-Sülnm, (5) en belagd stålplatta för odling av unga plan- tor innefattande en kallvalsad stâlplatta av tjockleken 50-150 pm, en manganbeläggning i en tjocklek av 0,2-1 Pn1næd en film av hydratiserad manganoxid i en tjocklek av H00-1000Å.

Andra ändamål med och egenskaper hos föreliggande uppfinning framgår av följande detaljerade beskrivning.

På bifogade ritningar visar fig. 1-3 schematiskt en anordning för framställning av det belagda stålmaterialet en- ligt föreliggande uppfinning, fig. 4-7 visar en specifik utförings- form av anordningen för framställning av det belagda stål- materialet enligt föreliggande uppfinning och fig, 8 visar korrosionsfördelningen i en marin stålstruktur i en marin miljö, samt fig. 9 visar en odlingsplatta för ett ungt träd, tillverkad av det belagda stålmaterialet enligt föreliggande uppfinning.

Filmen av hydratiserad manganoxid på stålmaterialet enligt uppfinningen bildas i en tjocklek som är tillräcklig för att motstå efterföljande steg, som t.ex. upprullning och stap- ling, momentant genom oxidationsupphettning vid en temperatur i området 40 - 260°C till en sådan grad, att en inteferens- färg kan iakttagas med blotta ögat, och denna film utnyttjas avsiktligt, varigenom sålunda nödvändigheten av en kromatbe- handling, en aluminiumvätefosfat- eller magnesiumvätefor- fatbehandling och en fosfat(zink)-fosfatbehandling som ofta 79011788-2 11 användes inom bilindustrin, elimineras.

Det har sålunda visat sig vid föreliggande uppfin- ning att den på den metalliska manganbeläggningen bildade hyd- ratiserade manganoxiden liksom även den metalliska manganbe- läggningen upplöses under ovannämnda omvandlingsbehandlingar, och det är fördelaktigt att utnyttja den hydratiserade mangan- oxiden liksom även den metalliska manganbeläggningen ensamma utan efterföljande omvandlingsbehandlingar med tanke på mate- rial- och energiinbesparing.

Den hydratiserade manganoxiden, som bildas på den metalliska manganbeläggningen, är en icke-kristallin substans och innehåller vatten, så att den visar utmärkt vidhäftning med en organisk beläggning, då beläggningen anbringas direkt därpå, och erfordrar icke någon omvandlingsbehandling, som t.ex. en kromatbehandling och en fosfatbehandling, vilket erfordras av ett zinkbelagt stålmaterial för förbättring av färgvidhäft- ningen.

För det belagda stålmaterialet enligt föreliggande uppfinning kan sålunda omvandlingsbehandlingen uteslutas och det är sålunda mycket ekonomiskt och tekniskt fördelaktigt.

Såsom beskrhfiis ovan bildas vid framställning av föreliggande stålmaterial en kompakt film av hydratiserad man- ganoxid snabbt genom oxidaticnsupphettning på den metalliska manganbeläggningen, varigenom den rostförhindrande effekten hos mangan markant förbättras.

Denna idé kan tillämpas, då mangan anbringas elekt- rolytiskt, för alla metaller som är elektrokemiskt ädlare än mangan, förutom för alkalimetaller och jordalkalimetaller, vilka är elektrokemiskt mera oädla än mangan.

Det stålmaterial, på vilket manganbeläggningen an- bringas och filmen av hydratiserad manganoxid bildas, kan inne- fatta ordinära varm- eller kallvalsade stålmaterial i olika former, som t.ex. plåt, trådbch sektioner, oberoende av deras hållfasthet och korrosionsbeständighet.

Manganbeläggningen och filmen av hydratiserad man- ganoxid bildad därpå är företrädesvis i följande tjockleksom- råden. 7904788-2 12 I Med avseende på manganbeläggningen föredrages den tjockare beläggningen med tanke på den förväntade korrosions~ beständigheten. Emellertid är den viktiga rollen hos manganbe- läggningen, som förväntas vid föreliggande uppfinning, att själv- offrande och kontinuerligt åstadkomma den hydratiserade mangan- oxiden, vilken är anmärkningsvärt korrosionsbeständig genom reaktion med korroderande substanser, som t.ex. vatten och syre i korroderande miljöer. Det är sålunda nödvändigt att mangan- beläggningen, då den anbringas direkt på det underliggande stålet, bildas i den tjocklek som är tillräcklig för att överdraga det underliggande stålet, och dess tjocklek kan bestämmas med tanke på den erfordrade korrosionsbeständigheten. Som illustreras i nedan angivna exempel föredrages att manganbeläggningen bildas i en tjocklek av minst ca 0,6 Pm.

Vidare sättes den övre gränsen för manganbelägg- ningens tjocklek till 8 pm, på grund av att då beläggningen över- stiger 8 pm blir hårdheten för hög och försämrar bearbetbarheten, isynnerhet då en kraftig bearbetning utföres på en kallvalsad stâlplåt.

Med avseende på tjockleken för filmen av hydrati- serad manganoxid, som bildas på manganbeläggningen, varierar _denna beroende på betingelserna för elektroutfällningen, graden av oxidation genom luft, men som.avslöjas genom elektronspektro- skopiska mätningar för kemisk analys eller andra metoder kommer den icke att överstiga 1000Å, och är icke mindre än 200Å. Vid föreliggande uppfinning är sålunda det föredragna tjockleksområ- det för filmen av hydratiserad manganoxid i området 200-1000Å.

En annan mycket fördelaktig egenskap hos det belagda stålmaterialet med manganbeläggningen uppvisande filmen av hydratiseraimanganoxid bildad därpå är dess utmärkta punkt- svetsbarhet. Vid fallet av ett ordinärt zinkbelagt stålmaterial, då zinkbeläggningen är ca 30 g/m2 (ca1+}mO eller större, sjunker punktsvetsbarheten och elektrodlivslängden jämfört med kallvalsat stålmaterial utan zinkbeläggning. Emellertid kan det belagda stålmaterialet enligt föreliggande uppfinning punktsvetsas under samma betingelser som det ordinära kallvalsade stålmateria- let. Med tanke på punktsvetsbarheten är den övre tjockleksgränsen för manganbeläggningen 8 fmn vilket är identiskt med värdet för korrosionsbeständigheten och bearbetbarheten. Sålunda uppfyller tjockleksområdet för manganbeläggningen, såsom det definieratse 7904788-2 13 ovan, kravet på korrosionsbeständighet, bearbetbarhet och svetsbar- het.

Det är allmänt känt att då en stålplåt utsättas för formning, som t.ex. sträckning och dragpressning, föreligger större benägenhet till sprickbildning då tjockleken för belägg- ningen ökas, och vid fallet av en zinkbeläggning anbringad genom varmdoppning, uppkommer sprickor lätt från järn-zink-legeringen under formningen även då zinkbeläggningen icke är så tjock.

Det belagda stålmaterialet med manganbeläggningen uppvisande filmen av hydratiserad manganoxid i enlighet med före- liggande uppfinning uppvisar utmärkt förmåga att adsorbera smörj- medel (t.ex. petroleumsmörjmedel såsom paraffin, och natrium- och icke-petroleumsmörjmedel såsom animaliska och vegetabiliska oljor samt syntetiska oljor), vilka användes vid formníngssteget, så att icke endast formningen, t.ex. dragpressning, markant under- lättas, utan även elektrodföroreningen vid den efterföljande punktsvetsningen kan effektivt förhindras, och andra hanterings- steg såsom upprullning och stapling kan utföras med lätthet.

Ovannämnda smörjmedel anbringas i en mängd i området 0,5-5 g/m2. Även då manganbeläggningen med filmen av hydrati- serad manganoxid bildad därpå anbringas endast på ena sidan av det underliggande stålmaterialet, utnyttjas den andra sidan som en icke-belagd stålyta. Detta medför en fördel genom att den icke-belagda stålytan uppvisar utmärkt målningsförmåga och svetsbarhet, så att en vidare tillämpning av svetsning och be- arbetning kan genomföras, jämfört med de konventionella ytbe- lagda stàlplâtarna, och då denna entydigt belagda stålplåt användes som bilplåt och för elektriska apparater där utsidan på stålplåtarna målas av estetiska skäl, kan stora fördelar erhållas. I detta fall kan den icke-belagda sidan förses med rostskyddsoljor, säsom specificeras genom JIS NP3.

Då det belagda stâlmateríalet enligt föreliggande uppfinning vidare jämföras med ett zinkbelagt stålmateríal med avseende på resultaten av saltspruttest (JIS-Z-2371) som mycket liknar tillståndet för "stänkzonen" för en marin konstruktion, såsom nämnts ovan, framgår att korrosionshastigheten för det belagda stålmaterialet enligt föreliggande uppfinning är endast ca 8 mg/m2/timme, vilket är ca 1/125 av korrosionshastigheten (1 g/m2/timme) för det zinkbelagda stâlmaterialet. 7904788-2 14 Sålunda visar det belagda stålmaterialet enligt föreliggande uppfinning en överraskande korrosionsbeständighet i “stänkzonen".

Vid saltspruttesten, då förlusten av mangan är i linjärt samband med testtiden, är det underförstått att korro- sionsbeständigheten ökar då tjockleken för manganbeläggningen och den hydratiserade manganoxiden ökar, så att tjockleken för beläggningen kan bestämmas i motsvarighet till den förväntade livslängden.

Såsom beskrivits ovan kan en tillfredsställande beständighet gentemot korrosionen i stänkzonen för marina konstruktioner uppnås genom den hydratiserade manganoxiden och manganbeläggningen i en tjocklek av flerawpm. Då emellertid en bättre korrosionsbeständighet önskas, kan en organisk beläggning, lämplig för specifika marina miljöer, anbringas på manganbelägg- ningen med den hydratiserade manganoxiden bildad därpå, och av detta skäl anbringas betande grundfärg eller zinkrika färger i enlighet med rekommendationerna från NACE och därefter anbringas en epoxi-, vinyl- eller krolinerad gummifärg i en mängd av ca 250 Pm. På detta sätt kan en tillfredsställande korrosionsbestän- dighet i stänkzonen uppnås för marina konstruktioner, som t.ex. oljeborrningsriggar, med en livslängd av ca 10 år.

I enlighet med resultaten som erhållits vid före- liggande uppfinning kan mycket utmärkt korrosionsbeständighet gentemot korrosionen i marina miljöer, isynnerhet i stänkzonen, erhållas genom ytterligare anbringande av en sammansatt organisk beläggning bestående av ett basskikt av polyvinylbutyral, ett fat och zink~ kromat, och ett övre skikt av ett akrylharts, såsom beskrives mellanliggande skikt av en av järnoxid, zinkfos i japanska patentskriften Sho 53-22530, på manganbeläggningen med det hydratiserade manganoxiden bildad därpå. ~ Nedan beskrives tjocklekskraven för manganbelägg- ningen och den hydratiserade manganoxiden samt tjocklekskraven för den organiska beläggningen, som anbringas för rostskydds- ändamål i förbindelse med marina tillämpningar.

Den hydratiserade manganoxiden bildas genom en forcerad oxidation efter tvättning efter manganpläteringen, och dess tjocklek beror på elektropläteringsbetingelserna och graden 7904788-2 15 av luftoxídation. Då manganpläteringen utföres i ett ordinärt sulfatbad, och den forcerade oxidationen genomföres vid en tem- peratur i området 40-260°C efter tvättningen, uppvisar den hydratiserade manganoxiden en ínterferensfärg då tjockleken är i området H00-1000Å, och kommer att vara icke-homogen då tjock- leken är mindre än HOOÅ, och kommer att vara mycket känslig för avflagning underbearbetning, transport eller genom mekaniska stötar då tjockleken överstiger 1000Å. Vidare erhålles en till- fredsställande korrosionsbeständighet av en tjocklek av högst 1000Ã. Tjockleksomrâdet för den hydratiserade manganoxiden är sålunda 400-1000Å.

Som nämnts ovan upprätthåller manganbeläggningen korrosionsbeständigheten genom självkomplementär tillförsel till den hydratiserade manganoxiden i respons till dess gradvisa korrosion i en korroderande miljö. Ur teoretisk synpunkt erford- ras sålunda att manganbeläggningen åtminstone homogent och kontinuerligt täcker stålytan och för detta ändamål är endast ca 0,3}m\manganbeläggning tillräcklig. För ändamålet att upp- rätthâlla korrosionsbeständighet föredrages emellertid en tjockare manganbeläggning. Om man antager att det belagda stålmaterialet enligt föreliggande uppfinning användes för en marin konstruktion med förväntad hållbarhet av 20-50 år, är den undre gränsen för manganbeläggningen 2,8}m1medan den övre gränsen är 11 Pm av ovan angivna skäl. Sålunda är tjockleksområdet för manganbelägg- ningen 2,8-11 Fm för marina tillämpningar.

Med avseende på den organiska beläggningen, då 50- 100 Pm zínkrik färg som underskikt och 200-900 Fm av en av epoxi-, tjära-epoxi-, uretan-, vinyl- och fenolhartser som över- skikt är anbringade på ovannämnda manganbelagda stålmaterial, kan hållbarheten förlängas med 8-10 år. Även då en polyvinylbutyral- beläggning anbringas på ovannämnda manganbelagda stâlmaterial är 20-60 Pm av beläggningen tillräckligt för korrosionsbeständighet under ca 10 år.

De ovannämnda organiska beläggningarna, manganbe- läggningen och den hydratiserade manganoxiden kan anbringas oberoende av hållfastheten, segheten, svetsbarheten och korro- sionsbeständigheten hos det underliggande stålmaterialet, och oberoende av formen för det underliggande stålmaterialet, och är 79Ûl§788-2 16 sålunda användbart för alla kvaliteter och former av stål- material. Exempelvis manganpläteras en stålplåt med tjockleken 25-150 mm, som vanligen användes för marina konstruktioner, i ett sulfatbad, tvättas, torkas, skäres i storlek, svetsas, parti- ellt manganpläteras endast på de svetsade delarna genom en bärbar elektropläteringsmaskin, och hydratiserad manganoxid bildas på de svetsade delarna genom en varmlufttork liksom på den under- ligande ståldelen.

Det torde icke vara nödvändigt att nämna att det är möjligt att framställa den hydratiserade manganoxiden och mangan- beläggningen lätt genom en bärbar elektropläteringsmaskin och en uppvärmningsanordning efter formning, svetsning och hopmontering.

Vidare har det vid föreliggande uppfinning visat sig att manganbelagt stålmaterial med en film av hydratiserad manganoxid bildad på manganbeläggningen är mycket lämplig för odling av unga plantor.

För trädplantering planteras unga plantor i mitten på en enkelt konstruerad skydds- och avskärmningsplåt, vanligen benämnd "odlingsplatta" som visas i fig. 9, tillverkad av papp, plast eller en färgöverdragen stålplåt så att de unga växterna skyddas från ogräs och djur under flera år tills de växt till tillräddig storlek.

Odlingsplattan är avsedd att skydda de unga träden under 5-6 år tills de växt sig tillräckligt stora, och säunda är det mycket önskvärt att odlingsplattan korroderar bort på 5-6 år med tanke på inbesparande av arbetskraft, som erfordras för att avlägsna de använda odlingsplåtarna, samt även med tanke på att hålla skogar och berg rena. Å andra sidan är det känt att korrosionshastigheten för ordinärt kolstål på fält, berg och skogar är mycket kraftig under de första 4 åren, och modereras något därefter, med en genomsnittlig korrosionshastighet av 100 mg/omg under 6 år, vilket motsvarar en tjocklek av 0,13 mm för stålplåten.

Ovannämnda korrosionshastighet är ett genomsnitts- värde och vanligen fortskrider korrosionen av stålet lokalt i de svaga delarnaav stålet, vilket förorsakar gropfrätning och lokal korrosion, och gropfrätnigen fortskrider med en hastighet som är 3-5 gånger högre än den genomsnittliga korrosionshastigheten. Då 7904788-2 17 en hållbarhet av 6 år förväntas erfordras sålunda en tjocklek av 0,39-0,65 mm för stålet. Sålunda är en kallvalsad stålplåt av tjockleken 0,5-0,6 mm tillfredsställande för odlingsplattan. Hed tanke på ínbesparing av järnkällan och kostnader, samt även med tanke på arbetskraften som erfordras för transport av odlingsplat- torna, är det emellertid önskvärt att minska tjockleken för den kallvalsade stålplâten i kombination med ytbehandlingar, och er- hålla en homogen korrosion av plåten utan lokal korrosion.

Vid föreliggande uppfinning har det visat sig att ovanstående krav kan uppfyllas genom en kallvalsad stålplåt av tjockleken 50-150 Pm belagd med 0,2-1 Pm manganbeläggning och H00-1000Å hydratiserad manganoxidfilm bildad på manganbelägg- ningen.

Nedan beskrives en anordning för framställning av det belagda stålmaterialet enligt föreliggande uppfinning med hänvisning till bifogade ritningar.

I fig. 1 är en manganplteríngsanordning 1, en tvättanordning 2 och en uppvärmningsanordning 3 successivt an- ordnade så att de bildar en kontinuerlig beläggningsanordnings- linje. Denna linje kan anordnas horisontellt, vertikalt eller i kombination därav.

Det är önskvärt att manganpläteringsanordningen är försedd med en tillförselanordníng för mangankälla och att detta tillförselsystem liksom även ett upplösningssystem för mangan- material förses med en automatisk kontrollmekanism, som igång- sättes genom detekterade värden, som t.ex. mangankoncentrationen i pläteringsbadet, pH-värdet för badet och mängden av elektrolyt.

Med avseende på andra konstruktionsmässiga krav är det önskvärt att anoderna, som är motsatta mot motsvarande sidor av stålmateríalet, är variabla oberoende i sin strömtäthet så att beläggningstjckleken på båda sidor av stålmaterialet kan ändras, och att endast en elektrod är oberoende i drift genom strömpassage så att ensidig pläteríng av stålmaterialet möjlig- göres. Elektrolyten cirkuleras mellan lagringsbehållaren och pläteringsbehâllaren försedd med elektroderna med en hastighet, som kan undvika ogynnsamma effekter på kvaliteten hos belägg- ningen genom luftskum alstrade på ytorna av stålmaterialet och elektroden. Vid fallet av en horisontell anordning är det önsk- 79Ûlf788-2 18 värt att det är möjligt att reglera cirkulationshastigheten för elektrolyten, så att den övre elektroden exponeras ovanför elektrolytytan för uppnående av ensidig plåtering.

Tvättanordningen 2, placerad efter pläteringsbe- hâllaren 1, fungerar så att den tvättar av nästan fullständigt elektrolyten som medföres av stålmaterialet från föregående pläteringssteg, och tvättningen genomföres med kallt eller varmt vatten genom sprutning eller nedsänkning. Om så erfordras kan en borstanordning etc. användas i kombination med tvättanordningen.

Uppvärmnings- och torkningsanordningen eller ugnen, placerad efter tvättanordningen 2, fungerar så att den bildar en kompakt film av hydratiserad manganoxíd på manganbeläggningen, och är utformad så att upphettningstemperaturen kan regleras så att stâlmaterialet uppvärmes till en förutbestämd temperatur även då förflyttningsperioden för stålmaterialet genom anordningen förändras på grund av exempelvis linjehastigheten.

En oxiderande atmosfär innehållande syre i en tillräcklig mängd för att bilda den kompakta hydratiserade mangan- oxiden upprätthålles i upphettnings- och torkningsugnen. För upp- värmningen kan vilken typ av upphettning som helst användas, t.ex. gasuppvärmning, elektrisk uppvärmning och uppvärmning med värmestrâlar.

En modifikation av anordningen visas i fig. 2, där en organisk beläggníngsanordning U för anbringande av en vattenlöslig färg eller en färg av vattendispersionstyp är an- ordnad efter tvättanordningen 2, och denna organiska beläggnings- anordning kan vara av spruttyp, valsbeläggningstyp, nedsänknings- typ eller elektroutfällníngstyp, och är i stånd att överdraga det våta stålmaterialet omedelbart efter att det tvättats i tvättanordningen 2.

Uppvärmnings- och torkningsanordningen eller ugnen 3, som är placerad efter den organiska beläggningsanordningen 4, är utformad så att den bildar kompakt hydratiserad manganoxid på manganbeläggningen, som anbringats i pläteringsbehållaren, och på samma gång fullföljes bildningen av den organiska beläggníngen. '7904788-2 19 Härdningstemperaturen för den organiska belägg- ningen varierar vanligen i området 80-260°C, beroende på naturen hos de använda färgerna, och detta temperaturområde är nästan detsamma som temperaturområdet för framställning av den kompakta hydratiserade manganoxiden.

Uppvärmningsanordningen H är sålunda utformad så att den är i stånd att reglera ugnstemperaturen i motsvarighet till rörelsehastigheten för stålmaterialet genom ugnen. Upphett- ningen kan bestå av gasuppvämning, elektrisk uppvärmning eller genom värmestrâlar.

En annan modifikation av anordningen visas i fig. 3, där en oljebeläggningsanordning 5 är anordnad efter torknings- anordningen 3, och denna oljebeläggningsanordning anbringar kontinuerligt smörjmedel, som t.ex. petroleum- och icke-petroleum- smörjmedel genom dimsprutning eller elektrostatisk överdragning.

I denna modifíkation anbringas oljebeläggningen selektivt på filmen av hydratiserad manganoxid eller på den organiska beläggningen på filmen av hydratiserad manganoxid, och för detta ändamål tömmes den organiska beläggningsanordningen U då oljebeläggningen skall genomföras på den hydratiserade mangan- oxiden, och om den organiska beläggningsanordningen är av sprut- typ, stoppas besprutningen, och om anordningen är av valsbelägg- ningstyp skiljes beläggningsanordningen från stàlmaterialet, och om anordningen är av nedsänkningstyp är den utformad så att stål- materialet uttages från en behandlingsbehàllare till en lagrings- behållare.

Mera detaljeradebeskrivningar av anordningen, som visas i fíg. 1, anges nedan med hänvisning till fig. H. üåwæm@:H üfiüesgawmvæsæma12ien elektrisk manganpläteringsbehållare 13, där en icke-löslig elekt- rod är anordnad i ett plan parallellt med stålbandet. Den icke- lösliga elektroden kan bestå av Pb, C, Ti eller Pt, men då ett sulfatbad användes för manganpläteringen är en Pb-elektrod inne- hållande flera procent Sn och Sb mera stabil och är effektiv inom ett bredare badtemperaturområde än en ren Pb-elektrod. Elektrolyten cirkuleras från lagringsbehållaren 14 genom en pump P1 till pläteringsbehällaren 13 och till lagringsbehållaren 1H. Om pläteringen utföres kontinuerligt under en lång tidsperiod upp- står en brist på Mn+2-jon i den cirkulerande elektrolyten. Så- lunda kompletteras Mn+2~jon genom tillförsel av en mangankälla 16, 790l+788~2 20 som t.ex. metalliska manganpartiklar eller mangankarbonatpulver, till elektrolyten i en upplösningsbehållare, där mangankällan upplöses i elektrolyten under omröring. Sålunda påvisas koncentrationen av mangan i elektrolyten, pH-värdet för elektro- lyten och nivån av elektrolyten för reglering av mängden av elektrolyt i lagringsbehållaren 14 genom detekterimselement. Då bristen på Mn+2 påvisas, igångsättes pumpen P2 automatiskt genom en regleringsmekanism så att elektrolyt levereras från lagrings- behållaren 14 till upplösningsbehâllaren 15, där elektrolyten upplöser mangankällan 16, t.ex. metalliska manganpartiklar el- ler mangankarbonatpulver, och inmatas i behållaren så att en elektrolyt erhålles innehållande en hög koncentration av Mn+2- jon och sålunda återföres kompletterad elektrolyt till lagrings- behållaren 14. Mängden av manganbeläggning, som skall anbringas på stålbandet, regleras genom reglering av mängden av ström som levereras till valsarna 12 och elektroden i motsvarighet till línjehastigheten med hjälp av en regleringsanordning 19. Andra faktorer, som vanligen kontrolleras vid en elektrolytisk pläte- ring, regleras genom lämpliga kontrollmekanismer.

Stålbandet, på vilket manganbeläggníngen åstadkom- mits, befrias från vidhäftande överskottselektrolyt genom kläm- rullar och införes i sköljbehâllare 17, där tvättning med kallt eller varmt vatten genomföres genom sprutning eller nedsänkning, och eventuellt användes en borstanordning. Därefter befrias stålbandet åter från överskott av sköljvatten genom klämrullar och införes i uppvärmnings- och torkningsugn 18, där eventuellt kvarvarande vatten på ytan av manganbeläggningen avdunstas och framkallar en visuell Uppvärmníngs- och tork- bandet upphettas till temperaturer, som inteflèrensfärg på manganbeläggningen. ningsanordningen 18 har en uppvärmningskapacitet så att bandet uppvärmes till en temperatur mellan H0 och 260°C vid högsta linjehastighet, under ovannämnda uppvärmnings~ och torknings- betingelser, så att en film av stabil och kompakt hydratiserad manganoxid bildas på manganbeläggningen.

Nedan beskrives en anordning för användning vid beläggmng av skyddsräcken med hänvisning till fig. 7.

Ett rengjort skyddsräcke 11' nedsänkes i en elektrolytisk manganpläteringsbehållare 13 försedd med en mång- fald icke-lösliga plattelektroder 13' i ett plan parallellt med 79Û¿+788~2 21 det upphängda skyddsräcket, ström bringas att passera under en förutbestämd tid för erhållande av en önskad tjocklek av mangan- beläggmng på skyddsräcket, och skyddsräcket lyftes upp och in- föres i en tvättbehâllare 17. Sköljvätskan cirkuleras mellan tvättbehâllaren 17 och en lagringsbehållare 17' genom en pump P3, och då vätskan blir förorenad avlägsnas en del därav och komplet- teras med färsk vätska för upprätthållande av önskad renhet.

Efter tvättning införes skyddsräcket i en uppvärm- nings- och torkningsugn 18, där många skyddsräck samtidigt upp- hettas med förbränningsgas under en förutbestämd tid för bildning av en kompakt film av hydratiserad manganoxid. Om badtempaturen för manganpläteringen eller temperaturen för sköljvätskan upp- rätthålles vid en temperatur av ca H0-70°C kan sköljvätskan fullständigt torkas och en kompakt film av hydratiserad mangan- oxid kan framställas även utan uppvärmning och torkning i upp- värmnings- och torkningsugnen eftersom tunga stålprodukter, som t.ex. skyddsräcken, uppvisar en stor värmekapacitet och sålunda kan uppvärmnings- och torkningsugnen uteslutas.

Den första modifikationen av anordningen beskrives nedan mera detaljerat med hänvisning till fig. 5.

Denna modifierade anordning är avsedd att kontinu- erligt anbringa en vattenlöslig eller vattendispersionsfärg på filmen av hydratiserad manganoxid och innefattar en elektrolytisk manganpläteringsanordning 13, en tvättanordning 17, en organisk beläggningsanordning 20 och en uppvärmnings- och torkningsanord- ning 18 successivt anordnade i den angivna ordningen.

I motsats till pläteringsanordningen, som visas i fig. H, är manganpläteringsanordning 13 försedd med en tillför- selanordning för mangankälla och är i stånd att detektera koncentrationen av Mn+2-jon i elektrolyten. För upplösning av mangankällan i tillförselanordningen sändes returen av elektrolyt från pläteringsbehållaren direkt till elektrolytlagringsbehål- laren eller införes i mangantillförselanordningen med hjälp av ett omkopplingsrör, istället för en förbicirkulation från elektrolytlagringsbehâllaren.

Med avseende på den organiska beläggningen, som skall kontinuerligt anbringas, användes en vattenlöslig eller vattendispergerad färg, som är gynnsam för arbetsmiljön, och då dessa färger kan anbringas på stâlbandytan då den fortfarande 7904788-2 22 är fuktad med vatten, kan anordningen av den organiska belägg- ningsanordningen 20 vara på samma sätt som beskrivits ovan.

Den organiska beläggningsanordningen kan vara en sådan av valstyp eller med ridâflöde. Då beläggningen skall ske genom elektroutfällning är emellertid valsar och elektroder an- ordnade inuti och tvättbehållaren är anordnad efter elektrout- fällningsbehållaren. Stålbandet belagt med en färg införes i en uppvärmnings- och torkningsugn 18 där den torkas och härdas.

Uppvärmningskapaciteten hos ugnen 18 måste vara tillräcklig för att fullständigt torka och härda färgbeläggningen, men det är tillräckligt att uppvärma stålbandet till ca 260°C vid högsta linjehastighet. Såsom angivits ovan fullföljes bildningen av filmen av hydratiserad manganoxid genom denna torkningsprocedur.

Den andra modifikationen av anordningen beskrives med hänvisning till fig. 6.

Denna modifikation illustrerar en manganpläterings- anordning av vertikal typ. De icke-lösliga elektroderna är anordnade i fyra linjer parallellt med stâlbandet, som skall pläteras. Elektrolyten tillföres till pläteríngsbehållaren från dess undre del genom en pump, och då elektrolyten fyller behål- laren strömmar överrinningen ned till lagringsbehållaren. I denna modifikation är oljebeläggningsanordningen 21 för an- bringande av smörjmedlet på den översta ytan av det kontinuer- ligt belagda stâlbandet anordnad vid den sista änden på anord- ningslinjen, såsom visas i fig. 1 och 2. Smörjmedlet, som an- bringas genom denna oljebeläggningsanordning, kan vara ett sed- vanligt petroleum-(paraffin eller naften) eller icke-petroleum- (animalisk, vegetabilisk eller syntetisk olja) smönjmedel och anordningen kan vara av ordinär typ, som t.ex. av dimsprutnings- typ eller elektrostatisk beläggningstyp.

Uppfinningen förklaras närmare med hänvisning till följande exempel.

Exempel 1 Kallvalsade stålband av tjockleken 0,8 mm mangan~ pläterades i olika tjocklekar i ett elektrolytiskt bad (pH 4,2) av 100 g/1 mangansulfat, 75 g/l ammoniumsulfat och 60 g/l ammoniumtiocyanat, vid en badtemperatur av 25°C, en strümtäthet av 20 A/dmz och med en blyelektrod. Efter elektropläteringen tvättades det belagda bandet med vatten, utsattes för en snabb oxidation vid ca 80°C (bandtemperatur) under 1-5 sekunder genom ¿'fi=??Q#?§a'2 23 varmlufttorkning för erhållande av en kompakt film av hydrati- serad manganoxid med en synlig ínterferensfärg på manganbelägg- ningen.

För jämförelse överdrogs liknande stålband med zink, Fe-Zn-legering och med ett sammansatt material av järn- molybden-kobolt i olika tjocklekar, och saltspruttest (JIS Z 2371) utfördes för bestämning av korrosionsbeständigheten hos de be- lagda stålsubstraten. Testresultaten visas i tabell 1, där tes- styckena markerade med GQ representerar de belagda stàlen enligt föreliggande uppfinning. Det framgår klart att stålmaterial med minst ca 0,6 Pm manganbeläggning och filmen av hydratiserad manganoxid bildad därpå uppvisar mycket utmärkt korrosionsbestän- dighet under långtidstest som varar 2000 timmar.

Exempel 2 Kallvalsade stålband med tjockleken 0,8 mm mangan- pläterades och en kompakt film av hydratiserad manganoxid bildades på manganbeläggningen under en snabb uppvärmning och oxiderande betingelser på samma sätt som i exempel 1, varpå viktest utfördes för att bestämma avflagningen av manganbelägg- ningen och filmen av hydratíserad manganoxid vid de vikta delarna i jämförelse med samma belagda jämförelsestålmaterial som använ- des i exempel 1. Testresultaten visas i den högra kolumnen i tabell 1, varav klart framgår att tillfredsställande bearbetbar- het tillförsäkras genom de belagda stâlmaterialen enligt före- liggande uppfinning upp till en tjocklek av ca âlpm för mangan~ beläggningen och fflmen av hydratiserad manganoxid.

Exempel 3 Kallvalsade stâlband med tjockleken 0,8 mm över- drogs med en manganbeläggning med en kompakt film av hydratiserad manganoxid i en tjocklek av 0,2-0,8 pm under samma betingelser som i exempel 1 och deras punktsvetsbarhet testades under mycket stränga betingelser. Sålunda genomfördes en enkel punktsvetsning på två plåtar med användning av en elektrod av diametern 4,5 mm motsvarande RWMA klass 2 material med ett tryck av 200 kg och 10 cykler av strömpassage. Vid punktsvetsningstestet är det vik- tigt att fastställa hur många punkter sonkan svetsas innan hållfastheten hos delarna, som skall punktsvetsas, försvagas.

Sålunda jämfördes punktsvetsbarheten genom användning av antalet punkter, som kontinuerligt kunde svetsas. Framställningen av 7904788-2 24 teststyckena gjordes i enlighet med JIS Z3136. Testresultaten visas i tabell 2.

Som klart framgår av testresultaten visar stål- materialet belagt med mangan och hydratiserad manganoxid enligt föreliggande uppfinning mycket bättre svetsbarhet än de zink- belagda stålmaterialen. Då vidare 0,3-3 g/m2 av en rostskyddsolja (JIS NP3) anbringades genom en valsbeläggningsanordning kan den s.k. elektrodföroreningen i anmärkningsvärd grad förhindras och svetsegenskaper, som är lika goda som för en ordinär kallvalsad stålplåt, kan erhållas.

Exempel 4 Kallvalsade stålband av tjockleken 0,8 mm utsattes för samma manganplätering och den snabba uppvärmnings- och oxidationsbehandlingen såsom i exempel 1 för bildning av ca 600Å tjock manganbeläggning med hydratiserad manganoxid därpå, och överdrogs ytterligare med akrylhartsfärger för bestämning av egenskaperna hos stålmaterialen med en sammansatt beläggning.

Akrylhartsfärgen anbringades genom en nedsänkningsmetod och härdades vid 20500 under 10 minuter. Tjockleken för färgbelägg- ningen reglerades genom reglering av mängden, som skall an- bringas, med användning av ett förtunningsmedel.

Testen utfördes genom användning av en saltsprut- testningsmetod (JIS Z2371), som varar under 1000 timmar, och teststyckena försågs med korsskärning för iakttagande av korro- sion under färgbelägningen. Testresultaten visas i tabell 3.

Genom resultaten visade det sig att det belagda stålmaterialet a med färgbeläggning i en tjocklek av minst 0,1 Pm.kan uppvisa utmärkta egenskaper.

Exempel 5 Stålplattor med tjockleken 50 mm för svetskonstruk- tioner överdrogs med mangan i olika tjocklek i ett ordinärt sulfatbad (mangansulfat 120 g/1, ammoniumsulfat 75 g/l, "Rhodan"- ammonium 60 g/1) vid en badtemperatur av 3000, en strömtäthet av 25 A/dmz med användning av en Pb-Sn (5%) elektrod, tvättades med vatten och upphettades och torkades vid en temperatur mellan 40 och 260°C för bildning av hydratiserad manganoxid på mangan- beläggningen. Vidare anbringades olika färgbeläggningar och ut- sattes för ett saltspruttest (JIS Z2371) och en exponeringstest 7904788-2 25 för marina miljöer (Higashihama, Hirohata, Japan) för bestämning av deras korrosionsbeständighet i jämförelse med olika icke- belagda och belagda konstruktionsstålmaterial. Testresultaten visas i tabell 4. Resultaten avslöjer klart att det belagda stålmaterialet enligt föreliggande uppfinning uppvisar mycket utmärkt korrosionsbeständighet vid saltspruttest som varar under 2000 timmar och exponeringstesten under 5 år.

Exempel 6 (Odlingsplatta för unga plantor) Mydet tunna kallvalsade stålplåtar av tjockleken 0,1 mm (100 pm) överdrogs med mangan i olika tjocklekar i ett elektrolytiskt bad (pH 4,2) bestående av mangansulfat 100 g/1, ammoniumsulfat 75 g/1, ammoniumtíocyanat 60 g/1, vid en bad- temperatur av 2500, en strömdensitet av 20 A/dmz med användning av en Pb-Sn (5%) elektrod, tvättades med vatten och torkades genom varmluftblåsning för bildning av hydratiserad manganoxid på manganbeläggningen. De sålunda erhållna belagda stålplåtarna utsattes för saltspruttest (JIS Z2371) för bestämning av deras korrosionsbeständighet i jämförelse med stâlplåtar med zinkbe- läggningar i olika tjocklekar eller organiska beläggningar i olika tjocklekar, varvid resultaten visas i tabell 5. De belagda stålplåtarna markerade med C) i tabellen representerar före- liggande uppfinning och uppvisar vida bättre korrosionsbeständig~ het än de zínkbelagda stålplåtarna, och någon rost iakttages icke efter 250 timmars saltspruttest då beläggningen av mangan och hydratiserad manganoxid är 0,5 Pn1tjock och någon röd rost iakttages icke efter 500 timmars saltspruttest då beläggningen är 1 fmxtjock, vilket sålunda visar att korrosionsbeständigheten är lika god som de färgade galvaniserade jämförelseplåtarna, som framställdes genom anbringande i en tjocklek av 25 pm av epoxi- grundfärg och silikonpolyester på de ensidigt galvaniserade (137 g/m2) plåtarna. _ Û 0 Û Ü O Oxw I I O © o o o o o - __ 2 @I o o o o o š - _. 2 @_ o o o o o - ._ J ©| _ U O x x < Q S; QS | __ x p F O xx xx x O om: :no ._ ._ h. _ .fimwmmvmëflmvm Ö xxx xx x x owm w.o | . Pøwmfivfima/wncz H wmåmfimvm :wmmfifl :v96 .fimwfioßmë w Pvmwnmaëmm O xxx xx x x .. .. ooloznaw oonozlnm vw: m x xxx xx x x n .. m mmucx ._ w fiwflfiwvw M cmmmnunwxwm. wcfifimmmfi x xxx xx x x | .. w omucw nwmncw nøz .m A __ __ v 4 xxx xxx xx xx m .. cw :N _. m f. Pmamflmvm :om wcxcwmflmx/m MHmÛ < xxx xxx xx xx | .. :N :mfiwfiwåwncm A . vmmmovëfim> Q G xxx xxx xx xx .. u r ax ._ o G xxx xxx xx xx ._ | m :N vwfimamvw AL vmnmmflcmxfflmw m xxx xxx xxx xxx | 1 | vwflmflmvm AW O vmflmšxmx < ...W .aflåoox .efiöoor ...S33 .EÉSN SC Bxo :så Ä AU .Hmfimn mwxx> :cmwnmë var» wnflc AE v GJ V; mcxcwwøflwn nmmfivmfiuæs :mwwamn xmflxoof. 7.. xm wcwcwmww>< vwmvusfimmvfimw .Hmm 1:2 .Hmm umwcfic . xmfixoowe xwfixuowæ amwmflwm cwxoxwmvwwm. .íšàåpwßämwx x Sèmwšàxmw pmfifišmmpflmwv »Éwfiuampwwfimmofiwofifiox f S092.

Tabell 1 (forts.) Anm.: <3 XX XXX 27 god : mindre än 10% rostbildning : mindre än 30% rostbildníng : mindre än 60% rostbildning : rostbildning över hela ytan _19oq?aa¿2 28 79011788-2 oQm.mv omm o.N 1 _. o nu : OOæ On m I : Z © = CNN 0.: 1 _. z mv = omm Q.f 1 = N nu = oo: @^0 1 ._ N mv = om: 1,0 1 = N mnwe p@HN@ QoQ.mf QNN N10 1 pmflmflwvw Gwmmfiufiw>m1cz H 000.0? 1 1 N ou1oz1=N pmflaflwvm =@møpvQ»>@ amflhovmfi oozoz |:N vvmwcmëämm flwï m QQQ.Qf 1 1 N @m1=N = = w ooo.Nf 1 1 w wm1=N pwfißfiwvm :wNmnvn@>@ wnN@MN1wN1=N vw: N QQN.N 1 1 ON :N = = N @QN.N 1 1 jr :N pwflmfiwpm =mwmnvnw>@ 1:N flmmmovEfim> Q OQO n w I 1. +_ GN : : O Q@@.m 1 1 N :N vwfia Äfimvm UM9NmflCM>HMO m mama fimfiflw QQ@,mf 1 1 1 Pwflafiwpm umwNm>NNmN < ^ nwxocmwcmë A59» Añzæ vmnømfivmnvæn wcflawmmflwnncz nmwcwcwwmflwn @mwN@>m Hm~c< fißw xmfixuofiß pmm gwflxoofifi ämm xwflguoflæ :@¥@>~mNw@N vm:hmAmww>wPxcøm N Hflmnmæ 'xffâßßvßß-z 2 9 Tabell 3 Komposítlon för kompositmaterial- Saltspruttest beläggning 1,000 tim. 1,gu Mn-beläggning BOOÅ + fär-gbelägg- Lätt rödrost hydratiserad ning magnesíumoxid 0,0§nm @ B " 0 fl/um Ingen rost @ C u 0 , 5 /um n @ D v! 1 , Oflm n @ E n 3 , Û/um n @ F n 5 a O/um u @ G II 1 II @ H ~- 15,,m -- <:> I " Zqum " @ J 'f a alm " K Färgad galvaniserad plåt Svällning upder (2 skikt, 1 härdning) färgbeläggnlng L " (2 skikt, 2 härdningar) " M “ (3 skikt, 3 härdningar) Ingen svällning N u II W Hfiwpmß E- © © © @ q š så __ w © \ _. 2 w E @ @ © E. _. __ r © @ @ @ w. oow Exxm _. .m @ _. __ 2 d n _ @ w G w. cow En» _. __ m ...__ .m _ nu nu nu < ww, w 0 xonm *__ _ Umnwmfl :ME .k Hmvm à < .Pmfiuæn E m wcficmwmfimnuc: Pmwmfiunwxfmnaz m w X . 4 Û .n om: øflxocmmnmE umn w. x nwmflvmfiflæz EK.. .mcflcmwmåwßnnz X X . : ß O. .w x x 4 m4 omm s\ . oflxøcmmcmE omš __ m" ï | mwvmkvæß E w o wcflcwwmflmnnnz .fimuw m” .nu x x umwmnufim>mncz m m ...m O Û .m4 .fiWPm .vv-ü xx xxx xx x EK vmwmfinfim>mafl< m m Q» :N Hmym pmm æ xx xxx xxx o . d . . nmfiunmšwnxaww 1 :N O; om Oluf O w xwflmn W lflox wa æpvevnwvmwc.. xx xxx xxx s n . . vwfimmmmmxm m xx xxx xxx om onfizm ann: o uwammmmoxm N PwHflHfl>¥ PMHA fiamwwv ,m~mEosfim ~ss\w¥ Om >m Hwvw :z|fiw |w=oflpx:n»m=ox r msmzflsmmwfl w wmflfle cflßmamw .sfipooow .eflpooøf .aflpoom _ umwvw :flnmcomxu mfim vmmwvsnmwvfimw >.m E wmuäflmmm nommxmcwwm awxoæwwwwwa .oz spuaas-2 mon Unn wow cm whflcfiñ . u xxx vmon Umm wow am wnvnfls _ xx vwon Unn æof cm wfivnwë N x mnficuflwnvmofi vpwfl " < vom "Av now Pmxnàn "ÖV ".En< © @ @ @ såm Ûbmxmxum» fio w. åssswv wsmwfimšvønflmsflïflom __ .á ..._ © @ @ @ såå wswfiosfi + __ _. 2 .m © © @ @ ssåom wsmwïsfl, + __ _. NN m. w © @ © © såå wswwsmvws: + __ _. 3 . P @ søåom w © @ @ wswwsxomwfmsm? + __ _. ä .w wflficmwwfi w. :mn xwwflmwüo W noo wcwcwmmfl 1 flw AU ñv AU säxoom mnwwfixom + umnnnz UNE Hwuw Q 3 _ E wß mnmw xwfi|cN lmcowvxøfivmflom mf W Û x Û @ såm Cbnxmxuwp så m ü nwcøfiwv whmmHmfi>v:Qa>cfl>>Hom : mf W w. < x Û © så? wsmfioswu., + __ ._ i .m < x Û © såå wsmuïs? + __ __ 3 w. Û x Û © såå wfiüsmsws: + __ __ 3 w © ss\ Dä m x X AU mfimwfixomwnmfimww + = _. :w M. wawcwmmflwn xmflfi W x X ÖV AW Enæom wßmmflxomw + nmmfio flmä awvm Ezwß wfimm xwfincm umcofipxflfipwcox mf Dra n Éflmmmsmwmwmwwm .sfitëå .sÉQQÉ .E33 mmfiflë cfifimë fl vmmu nmwcwmwcomxw mmw m uwwvvsnmmpflmm >m Pmvfldwwm hwmmxmcwwm coxuävwvwmh .oz ^.mwfiOMV w Hflwßmß .cwvh mawß hw>@ mcwcvfiflnvwofi 0 xxx 1:. Pwofi wow cm wßflcflë n xx »mon wow cw mfivcwë Hx uwon wow cw mnwcwa n < nom n nu “.Ec< ,1 _ wcficwwwfl , xx Av AV AU ._ 1mn xmficmwfio fiuo U _ ._13 1 1 1 wnfinocmswßpmwwox W fimmwmaomnox _ 1wHflm+axomw _ . wflmfifi _ AU AU AU AU N 1wmwHmA xmwflmwfio w mcfifl :oo wcwcwwmfiwn N. 1o:m§onvmmA%m 1 1 Eqæw :N 1cN vmmmouEfim> E ww wcwcwmwflwn fimvmmæflomaox xmwcmwfio wmñ xxx xx x AU 1fiflwm+fixomm 1 vmflmflmvm nmwHm>Hflmx M < Û Û Û 1 kmoá Äoå .. ._ h. @ < O O Ü 1 iaá kwá 1 _. H © n x Û Û Ö 1 åoá inc 1 _. m @ x < Û Û .. :få :æá .. »man 1Hmvm cmwmfiUfim>m1:S AU Enm vmamflmvw :ummfiflfim>æ xx x AU AU 1 1 1 um1cN w:«QmwwH|mm1nN vwz m xxx xx AU AU 1 1 1 Eiæw :N = vmflmflmvm Gwmmnu JL xxx xx AW AV 1 1 1 äkff :N 1fim>m1cN vmmaovEnm> a xxx xxx xxx xx 1 1 1 Ear cm = nu xxx xxx xxx xx 1 1 1 En» :N Pwflm .ß Åmvm vmfimmflcm>flmw .mm xxx xxx xxx xx 1 1 1 1 vwflmflmvm wmmflm>flHmx ”W .eÛoS .efipoå éÉEï .sÜöm ëøwcmsnwwm W 1mmflvmfin>n wcwcwmmfimn wcflcwwwfl wcääfiwp på Lš på -E på pwwppøpxwpxmm xmfi=mmfio xwflxuomß xwfixuømæ xwfixuofifi wxvxvwpwwfi ~\~n¶1n1n4w, QwmpawæzwAøcwvnøqwaoflfluuuox wucmnnwafw m aflwnm»

Claims (6)

79014788-'2 33 Patentkrav

1. Belagt stålmaterial med utmärkt korrosionsbcstëndighet, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar en manganbelëgq- ning och hydratiserad manganoxid bildad på manganbeläggningcn, som är belagd på stålunderlagets yta. av att

2. Stälmaterial enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t manganbeläggningen är i ett tjockleksomrâde av 0,5 - 10 pm, och 'ß den hydratiserade manganoxiden är i en filmtjocklek av 400-1000 n.

3. k ä n n e t e c k n a t av att manganbeläggningen uppvisar en tjocklek i området 2,8 - 11 hm Stålmaterial enligt krav 1, och den hydratiserade manganoxiden uppvisar en filmtjocklek av 400-1000 Å, och att det är användbart för marina konstruktioner. att 50 -

4. Stâlmaterial enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av det vidare innefattar en zinkrik beläggning i en tjocklek av 100 pm och en färgbeläggning av ett av materialen valda från grup- pen bestående av epoxifärg, tjära-epoxifärg, uretanfärg, vinyl- färg och fenolfärg i en tjocklek av 200 - 900lpm anbringat på den zinkrika färgbeläggningen.

5. Stålmaterial enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att det vidare innefattar en roststabiliseringsfärgheläggning beståen- de i huvudsak av polyvinylbutyral i en tjocklek av 20 - 60 pm.

6. k n a t av att en kallvalsad stålplåt med tjockleken 50 ~ 150 pm är belagd Stâlmaterial enligt krav 1, k ä n n e t e c med manganbeläggningen i en tjocklek av 0,2 ~ 1 pm och den hydra- tiserade manganoxiden uppvisar en filmtjocklek av 400 - 1000 Å, och att det är mycket lämpligt för odling av unga plantor.