SE457643B - Kontinuerligt foerfarande foer framstaellning av belagd foerzinkad staalplaat - Google Patents

Description

457643 detta brittiska patent. sågs mindre fördelaktiga beträffande vilket emellertid därefter andra åsikter framträtt.

För vissa användningar, exempelvis till de nedre delarna av i synnerhet sådana som utsättes för den skadliga effekten av instängd fukt och det salt som i ökande grad användes för att hålla vägar isfria förefaller dessutom automobilkarosser, hittillsvarande ståndpunkt.

Behovet av ytterligare skydd av förzinka d plåt beror väsent- ligen på två faktorer: korrosionsprodukterna av zinken, som ger offerverkan i förhållande till järnsubst sammanhållning (är inkoherenta) och orsak av den överliggande färgfilmen, ningen är dålig i den blandade f det galvaniska paret zink- ratet, har dålig ar sålunda lösbrytning för det andra kommer där luft- ogen eller i närheten av ritsar järn under färgen att orsaka lokal alkalinisering som förtvålar färgen, vilken flagar'bort och så- lunda förvärrar skadan.

Dessa olägenheter undvikes genom att man täcker zinkbelägg- ningen med krom, men av kostnadsskäl är krombeläggningen ytterst tunn och under kända beläggningsbetin gelser förekommer den i form av förhållandevis stora partikla r, med medeldimensioner runt 0,1 pm, som lämnar förhållandevis s tora områden av zink obetäckta. Ändamålet med det ytterligare skiktet av kromoxider är att täcka både kromen och dessa bara fläckar. Emellertid kommer r detta skikt av ängande eller inkoherent inom ramen för kända beläggningsbetingelse kromoxider att i vissa fall vara osammanh 457643 och diskontinuerligt, och i synnerhet förhållandevis lösligt i alkalier. Om därför blandfogbetingelser uppträder med därav följande alkalinisering av omgivningen är därför detta ytter- ligare skyddskikt icke mycket effektivt. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att eliminera dessa svårigheter genom att åstadkomma optimala processbetingelser som gör det möjligt att erhålla förzinkad plåt som dess- utom är skyddad med en yttre pâförd beläggning av krom och hydratiserade oxider av krom, innehållande endast en begränsad total mängd av krom, så att kostnaderna hållas acceptabla varvid morfologin av detta skikt av krom och oxider av krom är sådan att bättre korrosionsbeständighet än hos likartade belägg- ningar som beskrives i litteraturen säkerställes.

Enligt denna uppfinning kännetecknas det förbättrade förfarandet för pâföring av ett skyddande skikt av metallisk krom och oxider av krom på en förzinkad stâlplât av följande sekvens av steg: - Kontinuerlig døppning av den förzinkade Stålplåten i en vattenlösning innehållande från llO-170 g/l CrO2_-joner, från 0,7-1,4 g/1 SOâ_-joner, från 0,4-l g/1 Cr3 -joner, från 0,5-l,l g/l F -joner och från 0,01-2 g/l BF4-joner, varvid lösningen hàlles vid en temperatur av mellan 40 och 55°C och ett pH av mellan 0,3 och l, - upprätthåller en relativ hastighet av mer än 0,5 m/s, före- trädesvis mellan l m/s och 3 m/s, mellan plåten och lös- ningen, - pålägger en katodisk strömtäthet av mellan 40 och 80 A/dm2 på plåten under en tidrymd mellan Z och 6 s, - uttager plåten från badet, avlägsnar maximalt möjliga mängd av vidhäftande lösning, - kontinuerligt doppar den på detta sätt erhållna plåten i en andra vattenlösning innehållande från 33-52 g/l Cr0â_-joner, från 0,4-l g/1 Cr?+-joner, från 0,6-l,6 g/1 S04--joner, från 0,5-l,l g/l F--joner och från 0,01-2 g/l BF;-joner, varvid lösningen hålles vid en temperatur av mellan 20 och 35°C och ett pH mellan 3 och 4,5, 457643 - bibehåller en relativ hastighet av mer än_0,5 m/s, före- trädesvis mellan 0,5 och 2 m/s, mellan plåt och lösning, - pålägger en katodströmtäthet av mellan 10 och 25 Ä/dmz på plåten under en tidrymd av mellan 5 och 20 s, - uttager, sköljer och torkar plåten. Ämnena i lösning anges uttryckt i joner som deltager i reak- tionen och icke såsom föreningar eftersom kostnaderna och tillgängligheten för lämpliga kemiska föreningar kan variera avsevärt från plats till plats och från tid till annan. Pâ detta sätt kan kostnaden för lösningarna hållas vid ett mini- mum utan att bindas till en speciell formel. Andra joner när- varar givetvis i lösningarna men dessa spelar icke någon spe- cifik roll och därför nämnes de icke.

Med de restriktiva arbetsbetingelser som nämnes ovan erhålles en produkt med mycket god korrosionsbeständighet.

Den zinkbelagda plåt som behandlas på detta sätt har ett yttre Skyddande skikt innehållande från o,2 till 1,o g/m2 total krom, typiskt från 0,4 -0,6 g/m2, med mellan 80 och 90 % metallisk krom, varvid återstoden föreligger i form av kromen i oxiderna.

De mycket goda korrosionsbeständighetsegenskaperna kan hän-1 föras till det förhållandet att, under de ovan angivna process- betingelserna, avsättas den metalliska kromen såsom mycket fina partiklar med medeldimensioner av cirka 0,03 um, varvid minst 40 % av den metalliska kromen föreligger i form av par- tiklar med en maximistorlek av mindre än 0,02 um. På detta sätt säkerställas i det närmaste perfekt täckning av zinken eftersom medelstorleken av de områden som förblir obelagda är mindre än 0,02 um, under det att den totala som förblir obelagd är mindre än 0,1 % av den t Detta värde har fastst ytan av zinken otala ytan. I ällts genom inspektion under transmissions- elektronmikroskop av det metalliska kromsk ikt som frigjorts från zinksubstratet.

Inga brott i beläggningen kan ses vid en förstoringsgrad av 60.000 gånger. ' 457643 Skiktet av kromoxider som påförts i kolloidal amorf form spelar en betydelsefull roll för att säkerställa korrosions- beständigheten hos produkten. Detta beror på att det kolloi- dala skiktet ger i det närmaste perfekt täckning av hela ytan av bandet och närvarar även i de mycket små zoner som gömmes av kanterna av partiklarna av metallisk krom. Vidare förhåller det sig även så att en kort tidrymd efter det att behandlingen fullbordats blir detta skikt av kromoxider i det närmaste olös- ligt i vatten och alkalier samt endast mycket ringa lösligt i syror.

Den exakta naturen av denna beläggning är fortfarande okänd eftersom den kvantitet som bildas är så ringa att den icke kan karaktäriseras helt på kemisk väg, och eftersom den är amorf kan fysikaliska analysmetoder, såsom röntgendiffraktion, icke användas. Fysikaliska metoder för kemisk mikroanalys, såsom mikro-sond och liknande är lika litet tillämpbara på grund av beläggningens ringa tjocklek, som medför att de underliggande skikten stör. Skiktet innehåller emellertid icke-metallisk krom och, med beaktande av det förhållandet att det är olösligt i vatten och alkalier och endast mycket ringa lösligt i syror, antages att det utgöres väsentligen av en partiellt hydratiserad form av Cr203.

Den produkt som erhålles med det förbättrade förfarandet som utgör föremålet för föreliggande uppfinning har erhållit mycket god korrosionsbeständighet, såsom nämnts i det före- gående. En serie provstycken, omålade, målade och X-ritsade samt målade och djupdragna (Eriksen) underkastades saltsprut- provning (5 % NaCl) i dimkammare i enlighet med metod ASTM B 117. På 5 % av de omålade provstyckena uppträdde de första rostmärkena efter 900 timmar, på 20 % efter 1200 timmar, under det att efter 1500 timmar 40 % av dessa fortfarande icke visade något tecken på rost. Ifrâga om de kataforetiskt målade prov- styckena med en X-rits eller djupdragning erhölls inget spår på rost ännu efter 2000 timmar. Det förekom skenbart eller så gott som ingen lyftning av färgen vid kanterna av ritsen, under det att ingen blåsbildning uppträdde i områden längre bort. 457643 Jämförelseförsök genomförda med metod ASTM B 117, med använd- ning av plåt behandlad enligt kända processer visade att de omålade provstyckena började rosta efter mellan 20 och 100 timmar under det att de målade, ritsade provstyckena uppvisade spår av rost efter 800-1800 timmar, liksom frekventa eller rikliga små färgblâsor.

Elektrokemiska provningar av galvaniska par mellan plåtar be- lagda i enlighet med föreliggande uppfinning och nakna eller obelagda stâlplâtar har visat att sådana skenbarligen icke existerar vilket innebär att problemet med b landad fog har praktiskt taget eliminerats.

Claims (3)

457643 PATENTKRAV

1. Kontinuerligt förfarande för framställning av belagd förzinkad stålplåt genom påföring på den förzinkade stålplåten av ett skyddsskikt innehållande krom och oxider av krom, var- vid man i två steg underkastar plåten behandling i en första och en andra kromathaltig vattenlösning med upprätthållande av katodisk strömtäthet och vid uttagningen av plåten från den första lösningen avlägsnar större delen av den vidhäftande lösningen före behandlingen i den andra lösningen samt att man vid uttagningen av plåten från den andra lösningen underkastar plåten sköljning och torkning, k ä n n e t e c k n a t av att den första lösningen innehåller ll0-170 g/l CrO 2--joner, 0,7-1,4 g/l so42'~j°ner, 0,4-1,0 g/1 cr3 F -joner och 0,01-2 g/l BF4 vid en temperatur av mellan 40 och 55°C och ett pH av mellan + _ 4 -joner, 0,5-l,l g/l _-joner, varvid lösningen hålles 0,3 och l, samt att man upprätthåller en relativ hastighet av mer än 0,5 m/s mellan plåten och lösningen och pålägger en katodisk strömtäthet av mellan 40 och 80 A/dm” på plåten under en tidrymd av mellan 2 och 6 s i den första lösningen, samt att den andra lösningen innehåller 33-52 g/l Cr042_-joner, 0,4-1,0 g/1 cr3*-joner, 0,6-1,6 g/1 so42*-joner, o,s-1,1 g/1 F--joner och 0,01-2 g/l BF4_-joner, varvid lösningen hàlles vid en temperatur av mellan 20 och 35°C och ett pH mellan 3 och 4,5, och att man upprätthåller en relativ hastighet av mer än 0,5 m/s mellan plåt och lösning samt pålägger en katodisk strömtäthet av mellan 10 och 25 A/dm' på plåten under en tid- rymd av mellan 5 och 20 s i den andra lösningen.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att i den första lösningen den relativa hastig- heten mellan plåt och lösning är mellan l och 3 m/s.

3. Förfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att i den andra lösningen den relativa hastig- heten mellan plåten och lösningen är mellan 0,5 och 2 m/s.