WO2009129783A2 - Verfahren zum schützen eines metalls vor korrosion - Google Patents

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WO2009129783A2
WO2009129783A2 PCT/DE2009/000516 DE2009000516W WO2009129783A2 WO 2009129783 A2 WO2009129783 A2 WO 2009129783A2 DE 2009000516 W DE2009000516 W DE 2009000516W WO 2009129783 A2 WO2009129783 A2 WO 2009129783A2
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Christine Breyer
Stefan Goedicke
Stefan Sepeur
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Nano-X Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for protecting a metal from corrosion.
  • Another approach to protecting metals from corrosion is to apply metallic coatings to the metal, such as by electroplating chrome, nickel, brass, etc. This creates good corrosion-resistant materials that are also visually appealing. However, this corrosion protection has no high temperature resistance and the materials are also poor or not deformable.
  • metal can be protected from corrosion by zinc paints, zinc dust coatings, galvanic zinc, but the zinc coating is not hard and not high temperature resistant.
  • JP 62-103305 A describes the application of nickel and cobalt powder with an organic binder and the subsequent sintering thereof. According to EP 0 459 637 B1, it is known to bind metal particles with an organic polymer and then sinter them.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for protecting a metal from corrosion, with the good ductility and high temperature resistance of the corrosion-protected metal can be achieved.
  • a coating material which a. low-melting metal pigments whose melting point is less than 1000 ° C, b. one or more alloying elements and c.
  • the coating material is subjected to a temperature treatment at temperatures above the softening point of the metal pigment used, whereby the metal pigments combine with the alloying constituent (s) to form a new alloy.
  • the formation of alloy results in a change in the melting point and in the boiling point of the metal pigment used, the aim being predominantly to increase the melting point and boiling point "in situ.”
  • the alloy can also be formed as a gradient in the edge region of the pigments used.
  • the metal is steel or iron.
  • the coating material is applied by wet-chemical method or powder coating on the metal.
  • the electrochemical potential of the layer is less noble than the electrochemical potential of the metal, resulting in cathodic corrosion protection.
  • aluminum is included as a low melting point metal in the layer.
  • Aluminum has a higher melting point and is less noble than zinc, but aluminum is not suitable as a sacrificial element for cathodic corrosion protection of steel. This is related to the passivation of aluminum, which leads to the fact that the reaction rate of the oxidation of aluminum is so severely limited already after the coating with a dense monomolecular oxide skin that a further reaction practically does not take place.
  • a suitable alloying element it is possible to produce layers in which the passivation is eliminated and thus have both the good high-temperature resistance known from aluminum layers on steel and active cathodic protection against corrosion.
  • the low-melting metal pigments are selected from the group consisting of zinc, tin, lead, aluminum, magnesium, calcium, strontium, barium, sodium, potassium, lithium, bismuth, indium, cerium, tellurium, silver, Brass, bronze, nickel silver, mercury or mixtures thereof.
  • Pigments are understood as meaning particles having a particle size of from 100 ⁇ m to 500 ⁇ m, in particular from 1 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the invention further includes that the alloying elements salts or nanoparticles of refractory metals (which melt due to the nanoparticulate again at lower temperatures), such as copper, iron, beryllium, cobalt, nickel, chromium, niobium, vanadium, molybdenum, manganese, tantalum, Osmium, tungsten, titanium, zirconium, gold, platinum or mixtures thereof.
  • alloying elements salts or nanoparticles of refractory metals (which melt due to the nanoparticulate again at lower temperatures), such as copper, iron, beryllium, cobalt, nickel, chromium, niobium, vanadium, molybdenum, manganese, tantalum, Osmium, tungsten, titanium, zirconium, gold, platinum or mixtures thereof.
  • the alloying elements During the softening of the low-melting metal pigments, the alloying elements increasingly diffuse deep into their surface with increasing temperature and lead to alloy formation starting at the surface of the particles up to complete penetration of the particles with sufficient treatment temperature and time.
  • the resulting alloys are composed of the corresponding high and low melting alloy components.
  • the compositions of some of the emerging alloys fall under the well-known names bronze, brass, hydronalium, titanium zinc, nickel silver, Tombak, etc., others are previously known under no name designation.
  • the binder comprises organic-inorganic compounds, in particular oligo- and polysiloxanes, from hydrolysis and condensation of alkylalkoxysilanes or alkoxysilanes or mixtures thereof, silicones or silicone resins, organically modified silicone resins or inorganic compounds, in particular silicates, polyphosphates, aluminosilicates, Metals, metal alkoxides and their condensation products; Contains or consists of metal oxides or metal salts.
  • the present invention is thus characterized in that no purely organic binders are used as in the prior art, but inorganic binders. It is not necessary to burn out the binder completely. Likewise, there is no sintering process after the expulsion of the binder.
  • the process of the present invention can be used to produce high temperature resistant anticorrosion coatings in the field of protection against scaling and corrosion of semi-finished products such as steel billets, billets, wires and tapes during and after manufacture and processing, anti-scaling in sheet and bulk warm and warm forging, e.g. Tempering or forging, the scale and corrosion protection of steel parts and semi-finished products during and after the tempering, e.g. Air, oil and water curing can be used.
  • semi-finished products such as steel billets, billets, wires and tapes during and after manufacture and processing
  • anti-scaling in sheet and bulk warm and warm forging e.g. Tempering or forging
  • the scale and corrosion protection of steel parts and semi-finished products during and after the tempering e.g. Air, oil and water curing can be used.
  • Zinkflake AT for example standard Zinkflake AT, from Eckart
  • 100 g of zinc particles are made up with 300 g of 20% strength copper (H) nitrate solution in l% aqueous sulfuric acid while stirring uniformly.
  • the addition of the copper (II) nitrate solution takes place slowly and in portions due to the strong heat of reaction.
  • the uniform stirring ensures that the entire zinc surface is evenly covered by copper. It is stirred for another 30 min. Thereafter, the supernatant solution is decanted off and the metal powder is dried in a circulating air oven at 100 ° C. for approx.
  • tetrabutyl orthotitanate 100 g are added with stirring to the dried metal particles and stirring is continued until a homogeneous particle distribution is achieved.
  • dilute with a suitable organic solvent e.g., ethanol.
  • the mixture is applied by means of a compressed air spray gun in the wet film on a steel sheet and baked for 10 min at 250 ° C as a layer.
  • the metal particles are transformed into an alloy of zinc and copper, which is also reflected in a brass-like hue of the layer after cooling to room temperature.
  • the metallic hybrid layer provides corrosion protection for the coated steel sheet.
  • the coating solution is applied by means of a Drucklufit spray gun in a wet film on a steel plate and baked for 10 min at 25O 0 C as a layer.
  • the metal particles are transformed into an aluminum-nickel alloy, which by Burning out the organic constituents of the silicone resin remaining SiO 2 matrix is attached to the steel substrate.
  • the hybrid layer formed provides corrosion protection for the coated steel sheet.
  • aluminum paste for example Stapa Metallux 2000, Eckart
  • 50 g of 1-butanol and homogeneously dispersed after addition of 150 g of tetrabutyl orthotitanate 100 g of aluminum paste (for example Stapa Metallux 2000, Eckart) are pasted with 50 g of 1-butanol and homogeneously dispersed after addition of 150 g of tetrabutyl orthotitanate.
  • 10 g of tetra-n-tin-butylate with stirring.
  • the aluminum pigments are held in suspension by continuous gentle stirring and applied to a steel tube with a brush in a covering layer.
  • the layer is dried for about 2 h at room temperature.
  • the coated steel tube is heated in an induction furnace under nitrogen atmosphere to about 800 ° C, held for 5 min at 800 ° C and then cooled back to room temperature.
  • the resulting metal-non-metal hybrid layer contains particles of an aluminum-tin alloy and protects the steel pipe from corrosion up to temperatures of> 500 ° C.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schützen eines Metalls vor Korrosion. Um ein Verfahren zum Schützen eines Metalls vor Korrosion zu schaffen, mit dem eine gute Verformbarkeit und hohe Temperaturbeständigkeit des korrosionsgeschützten Metalls erreichbar ist, wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, daß • auf das Metall ein Beschichtungsmaterial aufgetragen wird, welches a. niedrigschmelzende Metallpigmente, deren Schmelztemperatur weniger als 1.000°C beträgt, b. ein oder mehrere Legierungselemente und c. Bindemittel enthaltend organisch-anorganische Verbindungen, insbesondere Oligo- und Polysiloxane, aus Hydrolyse und Kondensation von Alkylalkoxysilanen bzw. Alkoxysilanen bzw. Mischungen hieraus, Silikone oder Silikonharze, organisch modifizierte Silikonharze oder anorganische Verbindungen, insbesondere Silikate, Polyphosphate, Aluminosilikate, Metalle, Metallalkoxide und deren Kondensationsprodukte; Metalloxide oder Metallsalze, enthält, • das Beschichtungsmaterial einer Temperaturbehandlung bei Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des eingesetzten Metallpigmentes unterzogen wird, wobei sich die Metallpigmente mit dem bzw. den Legierungsbestandteilen zu einer neuen Legierung verbinden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt durch die Legierungsbildung eine Veränderung des Schmelzpunktes und des Siedepunktes des eingesetzten Metallpigmentes, wobei überwiegend eine „in situ" Schmelzpunkt- und Siedepunkterhöhung angestrebt wird. Die Legierung kann auch als Gradient im Randbereich der eingesetzten Pigmente entstehen.

Description

BESCHREIBUNG
Verfahren zum Schützen eines Metalls vor Korrosion
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schützen eines Metalls vor Korrosion.
Insbesondere im Temperaturbereich von 450 bis 1.100°C besteht eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten für Normalstahl. Da Normalstahl gerade bei diesen erhöhten Temperaturen der Korrosion unterliegt, jedoch kein aktiver Korrosionsschutz für Normalstahl bekannt ist, weicht man häufig auf Edelstahl aus, beispielsweise im Maschinenbau oder bei Auspuffanlagen. Dieser ist jedoch relativ schwer verformbar und zudem teuer.
Ein anderer Ansatz, Metalle vor Korrosion zu schützen, besteht darin, metallische Überzüge auf dem Metall aufzubringen, beispielsweise durch galvanisches Aufbringen von Chrom, Nickel, Messing, usw. Hierdurch werden gut korrosionsbeständige Werkstoffe geschaffen, die zudem optisch ansprechend sind. Allerdings weist dieser Korrosionsschutz keine hohe Temperaturbeständigkeit auf und die Werkstoffe sind ebenfalls schlecht oder nicht verformbar.
Weiterhin kann Metall durch Zinkfarben, Zinkstaubbeschichtungen, galvanisches Verzinken vor Korrosion geschützt werden, wobei jedoch die Zinkbeschichtung nicht hart und nicht hochtemperaturfest ist.
Aus der DE 24 48 738 Al ist ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundwerkstoffes auf einem metallischen Träger bekannt, bei dem feinteiliges Metallpulver mit mindestens einer weiteren metallischen Ausgangskomponente überzogen wird und das überzogene Metallpulver in einem organischen Bindemittel angeteigt und nach dem Austreiben des Bindemittels gesintert und verformt wird.
Die JP 62-103305 A beschreibt das Auftragen von Nickel und Kobaltpulver mit einem organischen Bindemittel und das anschließende Sintern derselben. Gemäß der EP 0 459 637 Bl ist es bekannt, Metallpartikel mit einem organischen Polymer zu binden und anschließend zu sintern.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Verfahren zum Schützen eines Metalls vor Korrosion zu schaffen, mit dem eine gute Verformbarkeit und hohe Temperaturbeständigkeit des korrosionsgeschützten Metalls erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
• auf das Metall ein Beschichtungsmaterial aufgetragen wird, welches a. niedrigschmelzende Metallpigmente, deren Schmelztemperatur weniger als 1.0000C beträgt, b. ein oder mehrere Legierungselemente und c. Bindemittel enthaltend organisch-anorganische Verbindungen, insbesondere Oligo- und Polysiloxane, aus Hydrolyse und Kondensation von Alkylalkoxysilanen bzw. Alkoxysilanen bzw. Mischungen hieraus, Silikone oder Silikonharze, organisch modifizierte Silikonharze oder anorganische Verbindungen, insbesondere Silikate, Polyphosphate, Aluminosilikate, Metalle, Metallalkoxide und deren Kondensationsprodukte; Metalloxide oder Metallsalze, enthält,
• das Beschichtungsmaterial einer Temperaturbehandlung bei Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des eingesetzten Metallpigmentes unterzogen wird, wobei sich die Metallpigmente mit dem bzw. den Legierungsbestandteilen zu einer neuen Legierung verbinden.
Aus Untersuchungen zu Korrosionsschutzbeschichtungen bei Raumtemperatur ist bekannt, daß durch die Umhüllung von Metallpartikeln wie Zink mit anorganischen Matrices wie etwa Titanoxid (TiO2) deutlich bessere Ergebnisse im Korrosionsschutz als mit reinen Zinkschichten erzielt werden können. Um dieses Grundprinzip auf den Hochtemperaturbereich zu übertragen, ist es notwendig, eine temperaturbeständige anorganische Schutzschicht auf den Metallpartikeln abzuscheiden und nicht etwa wie im Fallen von pulvermetallurgischen Schichten das organische Matrixmaterial komplett herauszubrennen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt durch die Legierungsbildung eine Veränderung des Schmelzpunktes und des Siedepunktes des eingesetzten Metallpigmentes, wobei überwiegend eine „in situ" Schmelzpunkt- und Siedepunkterhöhung angestrebt wird. Die Legierung kann auch als Gradient im Randbereich der eingesetzten Pigmente entstehen.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß das Metall Stahl oder Eisen ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Beschichtungsmaterial durch naßchemische Verfahren oder Pulverlackierung auf das Metall aufgetragen wird.
hi einer besonderen Ausführungsform ist das elektrochemische Potential der Schicht unedler als das elektrochemische Potential des Metalls, so daß sich ein kathodischer Korrosionsschutz ergibt.
Das bedeutet am Beispiel von Zink, daß ein Zinkpartikel durch Wärmebehandlung der bis dahin nicht „fertigen" Schicht mit einem höher schmelzenden Metall wie z.B. Kupfer eine Legierung eingeht, die je nach Temperatur und Dauer der Temperatureinwrrkung nur an der Oberfläche des Zinkpartikels vorliegt oder diesen vollständig durchdringt. Die Metallegierung hat einen höheren Schmelz- und Siedepunkt als das Zink, was dazu führt, daß das Zink nicht wie in Form von reinem Zink bei 908°C verdampft, sondern als Legierung eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweist. Dadurch wird die mögliche Verarbeitungs- und Gebrauchstemperatur der während der Wärmebehandlung in ihren Endzustand überführten Schicht erhöht und somit deren Anwendungsmöglichkeiten erweitert. Soll, wie am Beispiel von Zink, die Schicht nach der Wärmebehandlung als Beschichtung auf Stahl einen aktiven kathodischen Korrosionsschutz aufweisen, so darf der Anteil eines edleren Legierungselements, wie z.B. Kupfer, eine bestimmte Menge nicht überschreiten, so daß das elektrochemische Standardpotential der Legierung nicht höher wird als das des Redox-Paares Fe2+/Fe. In einem anderen Beispiel ist Aluminium als niedrig schmelzendes Metall in der Schicht enthalten. Aluminium hat einen höheren Schmelzpunkt und ist unedler als Zink, aber dennoch eignet sich Aluminium nicht als Opferelement für einen kathodischen Korrosionsschutz von Stahl. Dies hängt mit der Passivierung von Aluminium zusammen, die dazu fuhrt, daß die Reaktionsgeschwindigkeit der Oxidation von Aluminium bereits nach der Belegung mit einer dichten monomolekularen Oxidhaut so stark eingeschränkt ist, daß eine weitere Reaktion praktisch nicht stattfindet. Durch Legierung mit einem geeigneten Legierungselement können Schichten erzeugt werden, in denen die Passivierung aufgehoben wird und die somit sowohl die von Aluminiumschichten auf Stahl bekannte gute Hochtemperaturbeständigkeit als auch aktiven kathodischen Korrosionsschutz aufweisen.
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, daß die niedrigschmelzenden Metallpigmente ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Zink, Zinn, Blei, Aluminium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Natrium, Kalium, Lithium, Wismut, Indium, Cer, Tellur, Silber, Messing, Bronze, Neusilber, Quecksilber oder Mischungen hiervon.
Besonders geeignet sind Zink, Aluminium, Zinn, Magnesium oder Mischungen hiervon. Unter Pigmenten werden Partikel einer Partikelgröße von 100 im bis 500 μm, insbesondere im Bereich von 1 μm bis 100 μm verstanden.
Zur Erfindung gehörig ist weiterhin, daß die Legierungselemente Salze oder Nanopartikel von hochschmelzenden Metallen (welche aufgrund der Nanopartikularität wieder bei niedrigeren Temperaturen schmelzen), wie Kupfer, Eisen, Beryllium, Kobalt, Nickel, Chrom, Niob, Vanadium, Molybdän, Mangan, Tantal, Osmium, Wolfram, Titan, Zirkonium, Gold, Platin oder Mischungen hiervon sind.
Bevorzugt werden Kupfer-, Eisen-, Nickel-, Chrom-, Titan- und Zirkoniumnanopartikel verwendet.
Die Legierungselemente diffundieren bei der Erweichung der niedrig schmelzenden Metallpigmente mit steigender Temperatur zunehmend tief in deren Oberfläche ein und fuhren zu einer Legierungsbildung beginnend an der Oberfläche der Partikel bis hin zur vollständigen Durchdringung der Partikel bei ausreichender Behandlungstemperatur und -zeit. Die resultierenden Legierungen setzen sich zusammen aus den entsprechenden hoch- und niedrigschmelzenden Legierungsbestandteilen. Die Zusammensetzungen einiger der neu entstehenden Legierungen fallen dabei unter die bekannten Bezeichnungen Bronze, Messing, Hydronalium, Titanzink, Neusilber, Tombak, usw., andere sind bisher unter keiner Namensbezeichnung bekannt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Bindemittel organisch-anorganische Verbindungen, insbesondere Oligo- und Polysiloxane, aus Hydrolyse und Kondensation von Alkylalkoxysilanen bzw. Alkoxysilanen bzw. Mischungen hieraus, Silikone oder Silikonharze, organisch modifizierte Silikonharze oder anorganische Verbindungen, insbesondere Silikate, Polyphosphate, Aluminosilikate, Metalle, Metallalkoxide und deren Kondensationsprodukte; Metalloxide oder Metallsalze enthält oder aus diesen besteht. Die vorliegende Erfindung ist somit dadurch gekennzeichnet, daß keine rein organischen Bindemittel wie im Stand der Technik verwendet werden, sondern anorganische Bindemittel. Es ist nicht erforderlich, das Bindemittel vollständig auszubrennen. Ebenfalls erfolgt kein Sintervorgang nach dem Austreiben des Bindemittels.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum Herstellen von hochtemperaturbeständigen Korrosionsschutzschichten im Bereich des Schutzes vor Verzunderung und Korrosion von Halbzeugen wie Stahlknüppeln, -Brammen, -Drähten, und -Bändern während und nach der Herstellung und Verarbeitung, des Verzunderungsschutzes bei der Blech- und Massivwarmund Halbwarmumformung, z.B. Formhärten oder Schmieden, des Zunder- und Korrosionsschutzes von Stahlteilen und -halbzeugen bei und nach der Vergütung, z.B. Luft-, Öl- und Wasserhärtung verwendet werden. Weitere Einsatzgebiete liegen im Korrosionsschutz von Stahl und Stahlbauteilen bei dauerhafter Temperaturbelastung wie beispielsweise in Verbrennungsmotoren, im Abgasstrang von Verbrennungsmotoren aller Art in Fahrzeugen, Schiffen und Fluggeräten, in Brennräumen sowie Abgasanlagen von Öfen, Heizanlagen, Müll- und sonstigen Verbrennungsanlagen sowie Kraftwerken sowie auf Stahlteilen in der Peripherie solcher Anlagen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. Beispiele 1 :
100 g Zinkpartikel (z.B. Standard Zinkflake AT, Fa. Eckart) werden unter gleichmäßigem Rühren mit 300 g 20%iger Kupfer(H)-Nitratlösung in l%iger wässriger Schwefelsäure angepastet. Die Zugabe der Kupfer(II)-Nitratlösung erfolgt aufgrund der starken Reaktionswärme langsam und portionsweise. Durch das gleichmäßige Rühren wird sichergestellt, daß die gesamte Zinkoberfläche gleichmäßig von Kupfer bedeckt wird. Es wird noch 30 min weitergerührt. Danach wird die überstehende Lösung abdekantiert und das Metallpulver ca. Ih im Umluftofen bei 100°C getrocknet.
Zu den getrockneten Metallpartikeln wird unter Rühren 100 g Tetrabutylorthotitanat gegeben und so lange weitergerührt, bis eine homogene Partikelverteilung erreicht wird. Gegebenenfalls wird mit einem geeigneten organischen Lösemittel (z.B. Ethanol) verdünnt. Die Mischung wird mittels einer Druckluft-Lackierpistole im Naßfilm auf ein Stahlblech aufgetragen und 10 min bei 250°C als Schicht eingebrannt.
Bei einer nachfolgend durchgeführten 30-minütigen Wärmebehandlung bei 700°C wandeln sich die Metallpartikel in eine Legierung aus Zink und Kupfer um, was sich auch in einem messingartigen Farbton der Schicht nach Abkühlen auf Raumtemperatur widerspiegelt. Die metallische Hybridschicht bietet einen Korrosionsschutz für das beschichtete Stahlblech.
Beispiel 2:
100 g Aluminiumpulver (z.B. MEP 103, Fa. Mepura) werden in 150g 1-Butanol dispergiert. Zu der Dispersion werden 20 g Nickel(II)-nitrat unter Rühren zugegeben und ca. Ih gleichmäßig gerührt. Zu der Reaktionsmischung werden 200 g Silikonharzbindemittel Silres HK 46 (Fa. Wacker) gegeben und durch 2h weiteres Rühren eine homogene Beschichtungslösung hergestellt.
Die Beschichtungslösung wird mittels einer Drucklufit-Lackierpistole im Naßfilm auf ein Stahlblech aufgetragen und 10 min bei 25O0C als Schicht eingebrannt. Bei einer nachfolgend durchgeführten 5-minütigen Wärmebehandlung bei 900°C wandeln sich die Metallpartikel in eine Aluminium-Nickel-Legierung um, welche durch die nach Herausbrennen der organischen Bestandteile des Silikonharzes verbleibenden SiO2-Matrix an den Stahluntergrund angebunden wird.
Die gebildete Hybridschicht bietet einen Korrosionsschutz für das beschichtete Stahlblech.
Beispiel 3:
100 g Aluminiumpaste (z.B. Stapa Metallux 2000, Fa. Eckart) werden mit 50 g 1-Butanol angepastet und nach Zugabe von 150g Tetrabutylorthotitanat homogen dispergiert. Zu dem Ansatz werden 10 g Tetra-n-Zinnbutylat unter Rühren zugegeben. Die Aluminiumpigmente werden durch stetiges leichtes Rühren in der Schwebe gehalten und mit einem Pinsel in einer deckenden Schicht auf ein Stahlrohr aufgetragen. Die Schicht wird ca. 2 h bei Raumtemperatur angetrocknet. Anschließend wird das beschichtete Stahlrohr in einem Induktionsofen unter Stickstoffatmosphäre auf ca. 800°C erwärmt, 5 min bei 800°C gehalten und anschließend auf Raumtemperatur rückgekühlt.
Die dabei gebildete Metall-Nichtmetall-Hybridschicht enthält Partikel aus einer Aluminium- Zinn-Legierung und schützt das Stahlrohr bis zu Temperaturen von >500°C vor Korrosion.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Schützen eines Metalls vor Korrosion, dadurch gekennzeichnet, daß
• auf das Metall ein Beschichtungsmaterial aufgetragen wird, welches a. niedrigschmelzende Metallpigmente, deren Schmelztemperatur weniger als 1.0000C beträgt, b. ein oder mehrere Legierungselemente und c. Bindemittel enthaltend organisch-anorganische Verbindungen, insbesondere Oligo- und Polysiloxane, aus Hydrolyse und Kondensation von Alkylalkoxysilanen bzw. Alkoxysilanen bzw. Mischungen hieraus, Silikone oder Silikonharze, organisch modifizierte Silikonharze oder anorganische Verbindungen, insbesondere Silikate, Polyphosphate, Aluminosilikate, Metalle, Metallalkoxide und deren Kondensationsprodukte; Metalloxide oder Metallsalze, enthält,
• das Beschichtungsmaterial einer Temperaturbehandlung bei Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des eingesetzten Metallpigmentes unterzogen wird, wobei sich die Metallpigmente mit dem bzw. den Legierungsbestandteilen zu einer neuen Legierung verbinden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Stahl ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial durch naßchemische Verfahren oder Pulverlackierung auf das Metall aufgetragen wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das elektrochemische Potential der Schicht unedler als das elektrochemische Potential des Metalls, so daß sich ein kathodischer Korrosionsschutz ergibt.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigschmelzenden Metallpigmente ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Zink, Zinn, Blei, Aluminium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Natrium, Kalium, Lithium, Wismut, Indium, Cer, Tellur, Silber, Messing, Bronze, Neusilber, Quecksilber oder Mischungen hiervon.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungselemente Salze oder Nanopartikel von hochschmelzenden Metallen, wie Kupfer, Eisen, Beryllium, Kobalt, Nickel, Chrom, Mob, Vanadium, Molybdän, Mangan, Tantal, Osmium, Wolfram, Titan, Zirkonium, Gold, Platin oder Mischungen hiervon sind.
7. Verwendung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 zum Herstellen von hochtemperaturbeständigen Korrosionsschutzschichten im Bereich des Schutzes vor Verzunderung und Korrosion von Halbzeugen, insbesondere Stahlknüppeln, -Brammen, - Drähten, und -Bändern während und nach der Herstellung und Verarbeitung, des Verzunderungsschutzes bei der Blech- und Massivwarm- und Halbwarmumformung, inbesondere Formhärten oder Schmieden, des Zunder- und Korrosionsschutzes von Stahlteüen und -halbzeugen bei und nach der Vergütung, insbesondere Luft-, Öl- und Wasserhärtung, des Korrosionsschutzes von Stahl und Stahlbauteilen bei dauerhafter Temperaturbelastung, insbesondere in Verbrennungsmotoren, im Abgasstrang von Verbrennungsmotoren aller Art in Fahrzeugen, Schiffen und Fluggeräten, in Brenriräumen sowie Abgasanlagen von Öfen, Heizanlagen, Müll- und sonstigen Verbrennungsanlagen sowie Kraftwerken sowie auf Stahlteilen in der Peripherie solcher Anlagen.
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