WO2011036306A2 - Corrosion protection based on a zinc-alloy - Google Patents

Corrosion protection based on a zinc-alloy Download PDF

Info

Publication number
WO2011036306A2
WO2011036306A2 PCT/EP2010/064368 EP2010064368W WO2011036306A2 WO 2011036306 A2 WO2011036306 A2 WO 2011036306A2 EP 2010064368 W EP2010064368 W EP 2010064368W WO 2011036306 A2 WO2011036306 A2 WO 2011036306A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
corrosion protection
zinc
steel
protection layer
layer
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/064368
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2011036306A3 (en
Inventor
Hermann Kronberger
Alexander Tomandl
Original Assignee
Voestalpine Stahl Gmbh
Technische Universität Wien
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102009045074A external-priority patent/DE102009045074A1/en
Priority claimed from DE102009045076A external-priority patent/DE102009045076A1/en
Application filed by Voestalpine Stahl Gmbh, Technische Universität Wien filed Critical Voestalpine Stahl Gmbh
Publication of WO2011036306A2 publication Critical patent/WO2011036306A2/en
Publication of WO2011036306A3 publication Critical patent/WO2011036306A3/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/565Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of zinc

Definitions

  • the invention relates in particular to electrolytically produced anticorrosion coatings, in particular those based on zinc, for metallic substrates.
  • steel is electrolytically coated with a layer of zinc or a zinc alloy-based alloy in the art, the less noble zinc acting as a surface sacrificial anode in the event of corrosive attack.
  • the electrolytic coating process or in other chemical reactions during steel processing such.
  • an unavoidable chemical side reaction namely the hydrogen formation on the steel surface.
  • electrolytic zinc galvanizing can only be reduced by optimizing the process parameters, the hydrogen formation, but never completely ⁇ prevented from a thermodynamic point of view.
  • This atomic water present ⁇ material able to diffuse into the steel work into and partly preferably store therein at defects, grain boundaries and interstitial sites of the steel grid.
  • EP discloses 0566121 Bl a process for producing a with a zinc-chromium alloy electroplated steel sheet having excellent adhesiveness to the protective layer and elekt ⁇ rolytisch prepared Corrosion resistant ⁇ ness, which (using an acidic electrolytic bath, the addition of a nonionic organic additive zinc ions Zn 2+ ) and chromium ions (Cr 3+ ) in a molar concentration ratio of 0.1 ⁇ Cr 3+ / (Zn 2+ + Cr 3+ ) ⁇ 0.9 in a total amount of at least 0.5 mol / l.
  • a corrosion-resistant electromagnetic ⁇ lytic coated steel strip which consists of the sub ⁇ strat and comprises at least one basic coating ⁇ layer which is formed on at least one surface side of the steel strip substrate which a simultaneous electrolytic plating on Zinc-chromium-based alloy includes chromium in an amount of 5 wt .-% to 40 wt .-%, the balance being zinc.
  • EP 0607452 Al discloses a steel sheet coated with a zinc-chromium alloy having different phases ⁇ compositions.
  • Zinc-nickel-based anti-corrosion layers are further likely to be limited in the future due to carcinogenic properties of Ni-dusts only applications where no dust generating Nachbear ⁇ processing, eg, carried out by grinding.
  • the hydrogen absorption has a particularly disturbing effect on Zn-based electrolytic plating of high-strength and high-strength steel materials because, unlike conventional steel, it can lead to delayed crack formation there.
  • Zn-based corrosion protection coatings As a guideline for the maximum strength which steels may have for the electrolytic coating, the DIN 50969 specifies 1,000 MPa.
  • the risk of hydrogen embrittlement is too high.
  • Steels must be coated electrolytically ⁇ table with higher strength than 1,000 MPa, so 50969 consuming heat treatments are carried out according to DIN.
  • the steel is coated in the first step with a thin Zn layer ( ⁇ 2ym). This thin-layer Zn allowed by their porosity the off ⁇ drive of the hydrogen introduced through a subsequent thermal treatment. Thereafter, the required layer thickness is adjusted with a new electrolytic coating. This process is very complex and practically impractical in the electrolytic coating of strip steel.
  • the object of the present invention is to provide a corrosion protection layer ⁇ to provide zinc-based, which bility improves the paint and lacquer in particular avoids craters and blisters.
  • Such a hydrogen permeable corrosion protection layer is achieved with the zinc-chromium alloy system.
  • the inventors have found that electrolytically deposited zinc-chromium alloy layers are permeable to hydrogen even at chromium contents of greater than 1%. This is quite überra ⁇ prevalent, since it is known from the prior art that greater than 10%, there is a phase change only with chromium contents. Up to a content of 10%, the electrolytic burn ⁇ different zinc-chromium layer is located as well as a layer of pure zinc present in a hexagonal phase. The phases which are produced via an electrodeposited path differ markedly from the thermodynamically stable phases with the same composition.
  • the hexagonal zinc lattice can also be altered by alloying chromium so that it is permeable to hydrogen.
  • the ratio of the lattice parameters c / a ⁇ 1.75 must be set, which is already the case in the case of an electrolytic coating with chromium content> 1%. It is assumed that the zinc-chromium alloy according to the invention is permeable to hydrogen when the hexagonal lattice is changed such that the ratio of c / a shifts from 1.86 (as in the case of Reinzink) to less than 1.75.
  • a significant advantage of the invention is that for the first time high-strength and high-strength steel materials can be coated electrolytically ⁇ table with a corrosion protection layer based on zinc-chromium, without risking the risk of hydrogen embrittlement.
  • the proportion of chromium in the alloy layer changes the lattice parameters of the hexagonal phase, which is called the delta phase.
  • the delta phase In order to obtain a hydrogen-permeable layer, it is not necessary to deposit a cubic ⁇ - (Zn, Cr) phase, but it is sufficient to set the chromium content just high enough so that the ratio of the lattice parameters in the hexagonal lattice is c / a ⁇ 1.75.
  • the coating is carried out by conventional coating methods such as electrolytic coating with a corrosion protection layer which is permeable to hydrogen.
  • This hydrogen permeability ensures that hydrogen diffused into the material can escape through the alloy layer as far as possible before painting, so that a subsequently applied lacquer layer is not damaged by breaking the anti-corrosion layer. In this way, a Lackkrater- or blistering can be effectively prevented.
  • the concentra ⁇ onshunt of zinc and chromium ions is adjusted such that respect. Chromium supersaturated alloy phases form, the befin outside of thermodynamic equilibrium are the and the processing properties and the corrosion protection in the optimal ratio for use ⁇ .
  • the invention particularly relates to a corrosion protection ⁇ layer comprising primarily zinc, especially for steel ⁇ materials, said corrosion protective layer has a crystalline structure which is permeable to hydrogen.
  • the invention particularly relates to a corrosion- ⁇ onstik für that contains as an alloy component with chromium ei ⁇ nem chromium content> 1%.
  • the invention relates in particular to a corrosion ⁇ protective layer consisting wholly or partially of a hexagonal phase, the ratio of the lattice parameter c / a ⁇ 1.75 is.
  • the invention relates in particular to a corrosion protection layer which contains a zinc gamma phase in addition to the hexagonal phase.
  • the invention further particularly relates to a corrosion ⁇ protective layer is applied electrolytically or by Schmelztauchbe ⁇ layers.
  • the invention furthermore relates, in particular, to a steel component with a corrosion protection layer according to the invention.
  • the invention particularly applies to the use ⁇ dung of a steel component according to the invention for outer skin panels of automobiles.
  • the invention relates in particular to a method for producing a steel component according to the invention, in particular an outer skin sheet, wherein in a first step on the steel electrolytically or by hot dip coating a corrosion protection layer according to the invention is applied and then in a second step by conventional La ⁇ ckiermethoden a one or multilayer paint system is applied.
  • the invention particularly relates to a high- and hö ⁇ herfestes steel component with a corrosion protective layer according to the invention ⁇ .
  • the invention further relates to the use of a steel component fiction, contemporary ⁇ for particularly stressed parts of Au ⁇ tomobilen.
  • the invention further relates, in particular, to a process for producing a high-strength and high-strength steel component according to the invention with an anticorrosive layer of the invention applied electrolytically to the steel.
  • Figure 1 is a pure zinc layer (one side) is applied to a steel substrate, wherein the non-coated Be ⁇ te 10 min long loaded with a current density of 42 mA / cm 2;
  • FIG. 2 shows the zinc-chromium layer according to the invention (one-sided) on a steel substrate, wherein the uncoated side was charged for 25 minutes with a current density of 42 mA / cm 2 ;
  • Figure 3 the zinc-chromium layer of the invention on a
  • Figure 4 the inventive zinc-chromium layer of Figure 3 with an over-galvanized 7 ⁇ thick layer of pure zinc and then re-loading for 20 minutes the uncoated side with a current density of 42 mA / cm 2 .
  • Figure 1 shows a 10 min loaded with pure zinc layer with egg ⁇ ner current density of 42 mA / cm 2 steel sample. In addition to the fine-grained, original origina To see the zinc surface structure 3 the newly added many small bubbles 1.
  • FIG. 2 shows a steel sample coated with the zinc-chromium layer according to the invention and then loaded for 25 minutes with a current density of 42 mA / cm 2 . It is shown here that even at 15 minutes of charging time longer than that of the pure zinc layer, the zinc-chromium layer has no bubbles, son ⁇ countries retains its coarse surface structure. 4
  • Figure 3 shows the zinc-chromium layer of the invention on egg ⁇ ner steel sample, not loaded the Part A and Part B is loaded with egg ⁇ ner current density of 42 mA / cm 2. There are no differences in the surface condition between part A and part B.
  • the steel sample with the zinc-chromium layer according to the invention from FIG. 3 is provided with a 7 ⁇ m thick and thus hydrogen-impermeable zinc layer and then again with a current density of 42 mA for 20 minutes. cm 2 loaded.
  • a considerable number of lacquer craters 2 which only occur in part B '(loaded part), can be seen. It can be concluded indirectly that he ⁇ -making contemporary zinc-chromium layer for hydrogen must and it is not damaged for this reason be transparent. The damage only occurs in the case of the water-permeable zinc layer.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

The invention relates to an anti-corrosion layer containing predominantly zinc, in particular for steel materials. Said anti-corrosion layer is permeable to hydrogen. The invention also relates to a steel component comprising said layer and to a method for producing the steel component.

Description

Korrosionsschutz auf Zink-Legierungsbasis  Corrosion protection based on zinc alloy
Die Erfindung betrifft insbesondere elektrolytisch erzeugte Korrosionsschutzschichten, insbesondere solche auf Zinkbasis, für metallische Untergründe. The invention relates in particular to electrolytically produced anticorrosion coatings, in particular those based on zinc, for metallic substrates.
Stahl wird in der Technik zur Verbesserung seiner Beständigkeit gegenüber Korrosion elektrolytisch mit einer Schicht aus Zink bzw. einer Legierung auf Zinklegierungsbasis überzogen, wobei das unedlere Zink bei korrosivem Angriff als flächige Opferanode fungiert. Beim elektrolytischen Beschichtungspro- zess oder auch bei anderen chemischen Reaktionen während der Stahlverarbeitung, wie z. B. dem Rekristallisationsglühen in Wasserstoffatmosphäre, tritt neben dem jeweiligen erwünschten Effekt auch stets eine unvermeidbare chemische Nebenreaktion auf, nämlich die der Wasserstoffbildung auf der Stahloberfläche. Insbesondere beim elektrolyt ischen Verzinken kann durch Optimierung der Prozessparameter die Wasserstoffbildung lediglich verringert, jedoch aus thermodynamischer Sicht nie voll¬ ständig verhindert werden. Dieser atomar vorliegende Wasser¬ stoff vermag in das Stahlwerkstück hinein zu diffundieren und sich dort teilweise bevorzugt an Fehlstellen, Korngrenzen und Zwischengitterplätzen des Stahlgitters einzulagern. In order to improve its resistance to corrosion, steel is electrolytically coated with a layer of zinc or a zinc alloy-based alloy in the art, the less noble zinc acting as a surface sacrificial anode in the event of corrosive attack. In the electrolytic coating process or in other chemical reactions during steel processing, such. As the recrystallization annealing in a hydrogen atmosphere, occurs in addition to the respective desired effect always an unavoidable chemical side reaction, namely the hydrogen formation on the steel surface. In particular, in electrolytic zinc galvanizing can only be reduced by optimizing the process parameters, the hydrogen formation, but never completely ¬ prevented from a thermodynamic point of view. This atomic water present ¬ material able to diffuse into the steel work into and partly preferably store therein at defects, grain boundaries and interstitial sites of the steel grid.
Um Stahlwerkstoffe gegen Korrosion zu schützen und insbesonde¬ re um der Wasserstoffversprödung bei Stahlwerkstoffen mit Kor- rosionsschutzschichten entgegenzuwirken, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Lösungsansätze bekannt. To protect steel materials against corrosion and insbesonde ¬ re to hydrogen embrittlement in steel materials with corrosion To counteract rosionsschutzschichten, various approaches are known from the prior art.
So offenbart die EP 0566121 Bl ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer Zink-Chrom-Legierung elektrolytisch beschichteten Stahlblechs mit hervorragender Haftfähigkeit der elekt¬ rolytisch hergestellten Schutzschicht und Korrosionsbeständig¬ keit, welches unter Verwendung eines sauren Elektrolytbads, das neben eines nichtionischen organischen Zusatzes Zinkionen (Zn2+) und Chromionen (Cr3+) in einem molaren Konzentrationsverhältnis von 0,1 < Cr3+ / (Zn2+ + Cr3+) < 0,9 in einer Gesamtmenge von mindestens 0,5 Mol/1 enthält. Thus, EP discloses 0566121 Bl a process for producing a with a zinc-chromium alloy electroplated steel sheet having excellent adhesiveness to the protective layer and elekt ¬ rolytisch prepared Corrosion resistant ¬ ness, which (using an acidic electrolytic bath, the addition of a nonionic organic additive zinc ions Zn 2+ ) and chromium ions (Cr 3+ ) in a molar concentration ratio of 0.1 <Cr 3+ / (Zn 2+ + Cr 3+ ) <0.9 in a total amount of at least 0.5 mol / l.
In der EP 0 285 931 AI wird ein korrosionsbeständiges elektro¬ lytisch beschichtetes Stahlband beschrieben, das aus dem Sub¬ strat besteht und zumindest eine grundsätzliche Überzugs¬ schicht umfasst, die auf zumindest einer Oberflächenseite des Stahlbandsubstrates ausgebildet ist, die einen gleichzeitigen elektrolytischen Überzug einer auf Zink-Chrom basierenden Legierung umfasst, Chrom in einer Menge von 5 Gew.-% bis 40 Gew.-% enthält, wobei der Rest aus Zink besteht. In EP 0285931 Al a corrosion-resistant electromagnetic ¬ lytic coated steel strip is described which consists of the sub ¬ strat and comprises at least one basic coating ¬ layer which is formed on at least one surface side of the steel strip substrate which a simultaneous electrolytic plating on Zinc-chromium-based alloy includes chromium in an amount of 5 wt .-% to 40 wt .-%, the balance being zinc.
Die EP 0 607 452 AI offenbart ein Stahlblech, das mit einer Zink-Chrom-Legierung beschichtet ist, die verschiedene Phasen¬ zusammensetzungen aufweist. EP 0607452 Al discloses a steel sheet coated with a zinc-chromium alloy having different phases ¬ compositions.
Eine Möglichkeit der Beschichtung auf Zn-Basis von hoch- und höherfesten Stahlwerkstoffen ist aus der US 2008/0131721 AI bekannt, bei der ein Korrosionsschutz auf Zink-Nickel-Basis vorgeschlagen wird. Die Zink-Nickel-Schicht weist eine decken¬ de und zugleich poröse Natur auf, so dass sie einerseits vor Korrosion schützt und andererseits in Folge der Wasserstoff¬ durchlässigkeit eine geringe Neigung zur Wassers toffversprö- dung der hoch- und höherfesten Stahlwerkstoffe hat. Nachteilig bei diesen ZnNi-Schichten ist jedoch, dass die SchichtZusammensetzung nicht in ihrer Zusammensetzung variiert werden kann und die Tatsache, dass die Wasserstoffdurchlässigkeit nur durch einen sogenannten "kolumnaren Aufbau", also im weitesten Sinne durch Risse, ermöglicht ist. Diese Risse erniedrigen die Schicht-Güte. Ein weiterer Nachteil der ZnNi-Schichten besteht darin, dass durch das edlere Nickel ein verminderter kathodi¬ scher Schutz besteht. Zink-Nickel-basierte Antikorrosions- schichten sind des Weiteren wegen karzinogener Eigenschaften von Ni-Stäuben zukünftig höchstwahrscheinlich nur auf Anwendungen beschränkt, bei denen keine Stäube erzeugende Nachbear¬ beitung, wie z.B. durch Schleifen, erfolgt. One possibility of the Zn-based coating of high-strength and higher-strength steel materials is known from US 2008/0131721 AI, in which a corrosion protection based on zinc-nickel is proposed. The zinc-nickel layer has a cover ¬ de and at the same time porous nature, so that on the one hand protects against corrosion and on the other hand, due to the hydrogen ¬ permeability has a low tendency for water toffversprö- tion of high and high strength steel materials. adversely however, in these ZnNi layers, the composition of the layer composition can not be varied in composition, and the fact that the hydrogen permeability is enabled only by a so-called "columnar structure", that is cracks in the broadest sense. These cracks reduce the layer quality. Another disadvantage of the ZnNi layers is that is composed by the nobler nickel is cathodically reduced shear ¬ protection. Zinc-nickel-based anti-corrosion layers are further likely to be limited in the future due to carcinogenic properties of Ni-dusts only applications where no dust generating Nachbear ¬ processing, eg, carried out by grinding.
Die Wasserstoffaufnähme wirkt sich besonders störend beim elektrolytischen Beschichten auf Zn-Basis von hoch- und höherfesten Stahlwerkstoffen aus, weil sie dort im Gegensatz zu herkömmlichem Stahl zu einer verzögerten Rissbildung führen kann. Als Folge besteht derzeit nur eine stark eingeschränkte Anwendbarkeit von Korrosionsschutzschichten auf Zn-Basis auf hoch- und höherfesten Stahlwerkstoffen. Als Richtwert für die maximale Festigkeit, die Stähle für die elektrolytische Be- schichtung haben dürfen, wird in der DIN 50969 1.000 MPa angegeben. Darüber ist die Gefahr einer Wasserstoffversprödung zu hoch . The hydrogen absorption has a particularly disturbing effect on Zn-based electrolytic plating of high-strength and high-strength steel materials because, unlike conventional steel, it can lead to delayed crack formation there. As a result, there is currently only a very limited applicability of Zn-based corrosion protection coatings on high-strength and higher-strength steel materials. As a guideline for the maximum strength which steels may have for the electrolytic coating, the DIN 50969 specifies 1,000 MPa. In addition, the risk of hydrogen embrittlement is too high.
Müssen Stähle mit höherer Festigkeit als 1.000 MPa elektroly¬ tisch beschichtet werden, so sind laut DIN 50969 aufwändige Wärmebehandlungen durchzuführen. Hierzu wird der Stahl im ersten Schritt mit einer dünnen Zn-Schicht (< 2ym) beschichtet. Diese dünne Zn-Schicht erlaubt durch ihre Porosität das Aus¬ treiben des eingebrachten Wasserstoffs durch eine anschließende thermische Behandlung. Danach wird mit einer neuerlichen elektrolytischen Beschichtung die erforderliche Schichtdicke eingestellt . Dieser Prozess ist sehr aufwändig und bei der elektrolytischen Beschichtung von Bandstahl praktisch nicht durchführbar. Steels must be coated electrolytically ¬ table with higher strength than 1,000 MPa, so 50969 consuming heat treatments are carried out according to DIN. For this purpose, the steel is coated in the first step with a thin Zn layer (<2ym). This thin-layer Zn allowed by their porosity the off ¬ drive of the hydrogen introduced through a subsequent thermal treatment. Thereafter, the required layer thickness is adjusted with a new electrolytic coating. This process is very complex and practically impractical in the electrolytic coating of strip steel.
Besonders versprödungsanfällige hochfeste Stähle werden daher derzeit als Stückgut mit dem mehrstufigen Prozess elektroly¬ tisch verzinkt oder müssen mit anderen Methoden beschichtet werden. Vielfach ist aber bei diesen Stählen eine Schmelz- tauchverzinkung ebenfalls ausgeschlossen, da die hohen Legierungsanteile dieser Stähle die für die Anhaftung der Zinkschicht nötige Reaktion zwischen Eisen und Zink behindern. Especially versprödungsanfällige high-strength steels are therefore currently galvanized as general cargo with the multi-stage process electrolytically ¬ table or must be coated with other methods. In many cases, however, hot-dip galvanizing is also excluded in these steels, since the high alloy contents of these steels impede the reaction between iron and zinc necessary for the adhesion of the zinc layer.
Es ist zudem bekannt, dass es bei verzinkten Stahlblechen beim Lackieren spontan zu Lackkratern und/oder Bläschen in der Lackschicht kommen kann, die einerseits optisch insbesondere auf sichtbaren Bereichen (Außenhaut) der Karosserie sehr stö¬ rend sind und andererseits längerfristig potentielle Korrosi¬ onskeimstellen sind. It is also known that it may spontaneously paint craters and / or blisters in the paint layer in galvanized steel sheets for painting, on the one hand, optically particular visible areas (outer skin) are the body ¬ rend very troublefree and on the other hand, long-term potential corrosion- ¬ onskeimstellen are ,
Es finden sich im Stand der Technik verschiedene Hinweise auf die Ursachen dieser Lackschäden, die beim Lackieren von Stahlwerkstoffen auftreten können, die vorher mit Korrosionsschutzschichten auf Basis von Zink- oder Zinklegierung elektrolytisch beschichtet oder durch Schmelztauchen beschichtet („feu¬ erverzinkt") wurden. There are in the prior art various references to the causes of these paint damage that may occur when painting steel materials that have previously been electrolytically coated with anticorrosive coatings based on zinc or zinc alloy or coated by hot dip ("feu ¬ galvanized").
In „Plating and Surface Finishing 1997, Seiten 14 -21 "The Systems View in Automotive Finishes - Essential but Overloo- ked" von James H. Lindsay werden neben den Lackierparametern selbst auch Verunreingungen oder Oberflächendefekte des Sub¬ strats, die zu lokal schlecht haftenden Schichten führen, als Ursache diskutiert. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Korrosions¬ schutzschicht auf Zink-Basis zu schaffen, welche die Lackier- barkeit verbessert und insbesondere Lackkrater und Bläschen vermeidet . In "Plating and Surface Finishing 1997, pages 14 -21" The system View in Automotive Finishes - Essential but Overloo- ked "by James H. Lindsay in addition to the Lackierparametern itself also contaminants or surface defects of the sub ¬ strats, to locally poor adherence Layers lead, as a cause discussed. The object of the present invention is to provide a corrosion protection layer ¬ to provide zinc-based, which bility improves the paint and lacquer in particular avoids craters and blisters.
Die Aufgabe wird mit einer Korrosionsschutzschicht mit dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen angegeben. The object is achieved with a corrosion protection layer having the feature of claim 1. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.
Es ist zudem Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine geringtoxische Korrosionsschutzschicht auf Zn-Basis für hoch- und höherfeste Stahlwerkstoffe bereit zu stellen, die Festigkeits¬ einbußen infolge Wasserstoffversprödung des beschichteten Werkstoffs verhindert. It is also object of the present invention to provide a low toxic anticorrosive layer Zn-based for high and higher strength steels to provide that prevents ¬ strength losses caused by hydrogen embrittlement of the coated material.
Die Aufgabe wird mit einer Korrosionsschutzschicht mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsfor¬ men sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen angegeben. The object is achieved with a corrosion protection layer having the features of claim 9. Advantageous Ausführungsfor ¬ men are given in the dependent therefrom dependent claims.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass vorwiegend Wasserstof- feffusion aus dem Werkstoff während des Lackeinbrands für Lackkrater und Bläschen verantwortlich ist. Dieses lange Zeit nicht verstandene Phänomen kann jetzt dadurch erklärt werden, dass im Stahl vorhandener Wasserstoff während des Lackeinbrands ausdiffundiert und dabei die den Werkstoff umhüllende Wasserstoffundurchlässige Zink- oder Zinklegierungsschicht stellenweise durchbricht, da die Zinkschicht für den Wasser¬ stoff eine Diffusionsbarriere ist. Da die Lackschicht unmit¬ telbar auf der Zink- oder Zinklegierungsschicht aufgebracht ist, wird auch diese mechanisch beschädigt und es verbleiben schließlich Lackkrater und Bläschen in der Lackschicht. The inventors have found that predominantly hydrogen f effusion from the material during paint firing is responsible for paint craters and bubbles. This long time is not understood phenomenon can be explained by now that diffused in the steel hydrogen present during the Lackeinbrands and thereby the the material enveloping Wasserstoffundurchlässige zinc or zinc alloy coating may break through, since the zinc layer for the water ¬ material is a diffusion barrier. Since the varnish layer is UNMIT ¬ telbar deposited on the zinc or zinc alloy layer, and this is mechanically damaged, and finally remain paint craters and blisters in the paint layer.
Für die Entstehung von Lackkratern ist daher die Herkunft des Wasserstoffs unerheblich. Es gibt dafür hauptsächlich zwei Quellen, das Rekristallisationsglühen des Stahls und das elektrolytische Beschichten selbst. Eine Wasserstoffaufnähme in den Stahl durch diese beiden Prozesse kann zwar durch aufwändige Maßnahmen verringert, jedoch nie komplett verhindert werden . For the formation of paint craters, therefore, the origin of hydrogen is irrelevant. There are two main ones Sources, the recrystallization annealing of the steel and the electrolytic coating itself. Although a hydrogen absorption in the steel by these two processes can be reduced by complex measures, but never completely prevented.
Da außerdem im Stand der Technik bekannt ist, dass mangelnde WasserstoffPermeabilität der Korrosionsschutzschichten für die Wasserstoffversprödung verantwortlich ist, haben die Erfinder eine Schichtsystem gesucht, dass bei gleichen Verarbeitungsei¬ genschaften wie Zink durchlässig für Wasserstoff ist. Since it is also known in the prior art that lack of hydrogen permeability of the anticorrosion layers is responsible for hydrogen embrittlement, the inventors have sought a coating system that, in the same Verarbeitungsei ¬ properties such as zinc is permeable to hydrogen.
Bekannt ist, dass reine Zinkschichten ab etwa 2 ym eine wirk¬ same Wasserstoffbarriere darstellen. Diese Schichten liegen im für Zink bekannten hexagonalen Gitter vor. Das Verhältnis der Gitterparameter c/a ist 1.86, wie aus der JCPDS-Karte PDF 03- 065-5973 bekannt. Um Wasserstoffpermeable Schichten zu erhal¬ ten, kann der Fachmann nun Schichten suchen, die eine andere Struktur des Kristallgitters aufweisen. Im Falle von Zn- Legierungsschichten ist das durch Abscheidung einer kubischen Gamma-Phase möglich. Jedoch sind diese Phasen sehr spröde, verringern die Haftung und erhöhen den Abrieb der Schicht beim Umformen, wie aus dem Stand der Technik bekannt (z.B. EP 0 566 121 Bl) . It is known that pure zinc layers from about 2 ym represent a more ¬ same hydrogen barrier. These layers are present in the hexagonal lattice known for zinc. The ratio of the lattice parameters c / a is 1.86 as known from the JCPDS card PDF 03-065-5973. To hydrogen permeable layers Sustainer ¬ th, the expert can now search layers having a different structure of the crystal lattice. In the case of Zn alloy layers, this is possible by depositing a cubic gamma phase. However, these phases are very brittle, reduce the adhesion and increase the abrasion of the layer during forming, as known from the prior art (eg EP 0 566 121 B1).
Da Zinkschichten ab 2 μιη Dicke eine Barriere für Wasserstoff darstellen, kann in das Stahlmaterial eingetragener Wasserstoff nicht vor dem Lackieren wieder austreten. Since zinc layers from 2 μm thick represent a barrier to hydrogen, hydrogen introduced into the steel material can not escape again before painting.
Zum Anderen haben die Erfinder gefunden, dass bei Verwendung von Wasserstoffpermeablen Korrosionsschutzschichten keine Lackkrater- und Bläschenbildung in einer darüberliegenden Lackschicht auftreten. Daher können prinzipiell alle wasser- Stoffpermeablen Korrosionsschutzschichten verwendet werden, um spätere Lackschäden zu verhindern. On the other hand, the inventors have found that when using hydrogen permeable corrosion protection layers no Lackkrater- and blistering occur in an overlying lacquer layer. Therefore, in principle, all water Stoffpermeablen corrosion protection layers can be used to prevent subsequent damage to the paint.
Eine solche Wasserstoffpermeable Korrosionsschutzschicht wird mit dem Legierungssystem Zink-Chrom erreicht. Dazu haben die Erfinder gefunden, dass elektrolytisch abgeschiedene Zink- Chrom-Legierungsschichten bereits bei Chromgehalten von größer 1 % durchlässig für Wasserstoff sind. Das ist insofern überra¬ schend, da aus dem Stand der Technik bekannt ist, dass es erst bei Chromgehalten größer 10 % zu einer Phasenänderung kommt. Bis zu einem Gehalt von 10 % liegt die elektrolytisch abge¬ schiedene Zink-Chrom-Schicht ebenso wie eine Reinzinkschicht in einer hexagonalen Phase vor. Die Phasen, die über elektrolytisch abgeschiedenen Weg erzeugt werden, unterscheiden sich deutlich von den thermodynamisch stabilen Phasen bei gleicher Zusammensetzung . Such a hydrogen permeable corrosion protection layer is achieved with the zinc-chromium alloy system. For this purpose, the inventors have found that electrolytically deposited zinc-chromium alloy layers are permeable to hydrogen even at chromium contents of greater than 1%. This is quite überra ¬ prevalent, since it is known from the prior art that greater than 10%, there is a phase change only with chromium contents. Up to a content of 10%, the electrolytic abge ¬ different zinc-chromium layer is located as well as a layer of pure zinc present in a hexagonal phase. The phases which are produced via an electrodeposited path differ markedly from the thermodynamically stable phases with the same composition.
So ist aus "Journal of Alloys and Compounds", Band 480, Heft 2, 8. Juli 2008, Seiten 259 bis 264, "Composition of electro- deposited Zn-Cr alloy coatings and phase transformations in- duced by thermal treatment" von Tz. Boiadjieva, K. Petrov, H. Kronberger, A. Tomandl, G. Avdeev, W. Artner, T. Lavric und M. Monev ist bekannt, dass bei Zink-Chrom-Legierungen erst ab ei¬ nem Chromgehalt von größer 12 at% eine neue kubische Γ- (Zn, Cr) Phase entsteht. Thus, from "Journal of Alloys and Compounds", Vol. 480, Issue 2, July 8, 2008, pages 259 to 264, "Composition of electro-deposited Zn-Cr alloy coatings and phase transformations induced by thermal treatment" by Tz . Boiadjieva, K. Petrov, H. Kronberger, A. Tomandl, G. Avdeev, W. Artner, T. and M. Lavric Monev is known that at the case of zinc-chromium alloys until ei ¬ nem chromium content of greater than 12 % creates a new cubic Γ (Zn, Cr) phase.
Die Erfinder haben auch herausgefunden, dass auch das hexago- nale Zinkgitter durch Zulegierung von Chrom derart verändert werden kann, dass es für Wasserstoff durchlässig ist. Hierbei muss das Verhältnis der Gitterparameter c/a < 1.75 eingestellt werden, was im Falle einer elektrolytischen Beschichtung bei Chromgehalt > 1% bereits der Fall ist. Es wird vermutet, dass die erfindungsgemäße Zink-Chrom- Legierung dann für Wasserstoff permeabel ist, wenn das hexago- nale Gitter derart verändert wird, dass sich das Verhältnis von c/a von 1.86 (wie bei Reinzink) auf unter 1.75 verschiebt. The inventors have also found that the hexagonal zinc lattice can also be altered by alloying chromium so that it is permeable to hydrogen. In this case, the ratio of the lattice parameters c / a <1.75 must be set, which is already the case in the case of an electrolytic coating with chromium content> 1%. It is assumed that the zinc-chromium alloy according to the invention is permeable to hydrogen when the hexagonal lattice is changed such that the ratio of c / a shifts from 1.86 (as in the case of Reinzink) to less than 1.75.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass erstmals auch hoch- und höherfeste Stahlwerkstoffe elektroly¬ tisch mit einer Korrosionsschutzschicht auf Zink-Chrom-Basis beschichtet werden können, ohne die Gefahr einer Wasserstoff- versprödung zu riskieren. A significant advantage of the invention is that for the first time high-strength and high-strength steel materials can be coated electrolytically ¬ table with a corrosion protection layer based on zinc-chromium, without risking the risk of hydrogen embrittlement.
Durch den Chromanteil in der Legierungsschicht verändern sich die Gitterparameter der hexagonalen Phase, die dann Delta- Phase genannt wird. Um nun eine Wasserstoffpermeable Schicht zu erhalten, ist es nicht notwendig eine kubische Γ- (Zn, Cr) Phase abzuscheiden, sondern es genügt, den Chromanteil gerade so hoch einzustellen, dass das Verhältnis der Gitterparameter im hexagonalen Gitter c/a < 1.75 ist. The proportion of chromium in the alloy layer changes the lattice parameters of the hexagonal phase, which is called the delta phase. In order to obtain a hydrogen-permeable layer, it is not necessary to deposit a cubic Γ- (Zn, Cr) phase, but it is sufficient to set the chromium content just high enough so that the ratio of the lattice parameters in the hexagonal lattice is c / a <1.75.
Da nun Zink-Chrom-Legierungsschichten auch ohne Phasenänderung im Gegensatz zu Reinzink Wasserstoffpermeabel sind, ergibt sich ein breites auf den jeweiligen Verwendungszweck optimiertes Feld des möglichen Gehalts an Chrom in der Legierung. Aus dem Stand der Technik (EP 0566121 Bl) ist zum Beispiel bekannt, dass sich Haftung und Abrieb beim Umformen von ZnCr- Schichten deutlich verschlechtern, wenn mehr als 12 % Cr und somit Γ- (Zn, Cr) Phase vorhanden ist. Since, in contrast to pure zinc, zinc-chromium alloy layers are also hydrogen permeable without phase change, a broad field of the possible content of chromium in the alloy, optimized for the respective intended use, results. For example, it is known from the prior art (EP 0566121 B1) that adhesion and abrasion during forming of ZnCr layers deteriorate significantly if more than 12% Cr and thus Γ- (Zn, Cr) phase is present.
Erfindungsgemäß erfolgt die Beschichtung durch übliche Be- schichtungsmethoden wie elektrolytische Beschichtung mit einer Korrosionsschutzschicht, die für Wasserstoff permeabel ist. Diese WasserstoffPermeabilität gewährleistet, dass in den Werkstoff eindiffundierter Wasserstoff vor dem Lackieren weitestgehend wieder durch die Legierungsschicht entweichen kann, so dass eine anschließend aufgebrachte Lackschicht nicht durch Durchbrechen der Korrosionsschutzschicht beschädigt wird. Auf diese Weise kann effektiv eine Lackkrater- bzw. Bläschenbildung verhindert werden. Erfindungsgemäß wird das Konzentrati¬ onsverhältnis der Zink- und Chromionen derart eingestellt, dass sich bzgl. Chroms übersättigte Legierungsphasen bilden, die sich außerhalb des thermodynamischen Gleichgewichts befin¬ den und die Verarbeitungseigenschaften und der Korrosionsschutz im optimalen Verhältnis zur Anwendung stehen. According to the invention, the coating is carried out by conventional coating methods such as electrolytic coating with a corrosion protection layer which is permeable to hydrogen. This hydrogen permeability ensures that hydrogen diffused into the material can escape through the alloy layer as far as possible before painting, so that a subsequently applied lacquer layer is not damaged by breaking the anti-corrosion layer. In this way, a Lackkrater- or blistering can be effectively prevented. According to the invention the concentra ¬ onsverhältnis of zinc and chromium ions is adjusted such that respect. Chromium supersaturated alloy phases form, the befin outside of thermodynamic equilibrium are the and the processing properties and the corrosion protection in the optimal ratio for use ¬.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Korrosionsschutz¬ schicht enthaltend überwiegend Zink, insbesondere für Stahl¬ werkstoffe, wobei die Korrosionsschutzschicht eine kristalline Struktur besitzt, die für Wasserstoff permeabel ist. The invention particularly relates to a corrosion protection ¬ layer comprising primarily zinc, especially for steel ¬ materials, said corrosion protective layer has a crystalline structure which is permeable to hydrogen.
Die Erfindung betrifft des Weiteren insbesondere eine Korrosi¬ onsschutzschicht, die als Legierungsbestandteil Chrom mit ei¬ nem Chrom-Gehalt > 1 Massen-% enthält. The invention particularly relates to a corrosion- ¬ onsschutzschicht that contains as an alloy component with chromium ei ¬ nem chromium content> 1%.
Ferner betrifft die Erfindung insbesondere eine Korrosions¬ schutzschicht die ganz oder teilweise aus einer hexagonalen Phase besteht, deren Verhältnis der Gitterparameter c/a < 1.75 ist . Furthermore, the invention relates in particular to a corrosion ¬ protective layer consisting wholly or partially of a hexagonal phase, the ratio of the lattice parameter c / a <1.75 is.
Weiter betrifft die Erfindung insbesondere eine Korrosions¬ schutzschicht, die neben der hexagonalen Phase eine Zink- Gamma-Phase enthält. Furthermore, the invention relates in particular to a corrosion protection layer which contains a zinc gamma phase in addition to the hexagonal phase.
Die Erfindung betrifft ferner insbesondere eine Korrosions¬ schutzschicht, die elektrolytisch oder durch Schmelztauchbe¬ schichten aufgebracht ist. The invention further particularly relates to a corrosion ¬ protective layer is applied electrolytically or by Schmelztauchbe ¬ layers.
Die Erfindung betrifft des Weiteren insbesondere ein Stahlbau¬ teil mit einer erfindungsgemäßen Korrosionsschutzschicht. Des Weiteren betrifft die Erfindung insbesondere die Verwen¬ dung eines erfindungsgemäßen Stahlbauteils für Außenhautbleche von Automobilen. The invention furthermore relates, in particular, to a steel component with a corrosion protection layer according to the invention. The invention particularly applies to the use ¬ dung of a steel component according to the invention for outer skin panels of automobiles.
Ferner betrifft die Erfindung insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Stahlbauteils, insbesonde¬ re eines Außenhautblechs, wobei in einem ersten Schritt auf den Stahl elektrolytisch oder durch Schmelztauchbeschichten eine erfindungsgemäße Korrosionsschutzschicht aufgebracht wird und anschließend in einem zweiten Schritt durch übliche La¬ ckiermethoden ein ein- oder mehrschichtiger Lackaufbau aufgetragen wird. Furthermore, the invention relates in particular to a method for producing a steel component according to the invention, in particular an outer skin sheet, wherein in a first step on the steel electrolytically or by hot dip coating a corrosion protection layer according to the invention is applied and then in a second step by conventional La ¬ ckiermethoden a one or multilayer paint system is applied.
Ferner betrifft die Erfindung insbesondere ein hoch- und hö¬ herfestes Stahlbauteil mit einer erfindungsgemäßen Korrosions¬ schutzschicht . Further, the invention particularly relates to a high- and hö ¬ herfestes steel component with a corrosion protective layer according to the invention ¬.
Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung eines erfindungs¬ gemäßen Stahlbauteils für besonders beanspruchte Teile von Au¬ tomobilen . The invention further relates to the use of a steel component fiction, contemporary ¬ for particularly stressed parts of Au ¬ tomobilen.
Die Erfindung betrifft ferner insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen hoch- und höherfesten Stahlbauteils mit einer auf den Stahl elektrolytisch aufgebrachten erfindungsgemäßen Korrosionsschutzschicht. The invention further relates, in particular, to a process for producing a high-strength and high-strength steel component according to the invention with an anticorrosive layer of the invention applied electrolytically to the steel.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: In the following the invention will be explained in more detail by way of example with reference to the figures. Show it:
Figur 1: eine reine Zinkschicht (einseitig aufgetragen) auf einem Stahlsubstrat, wobei die nichtbeschichtete Sei¬ te 10 min lang mit einer Stromdichte von 42 mA/cm2 beladen wurde; Figur 2: die erfindungsgemäße Zink-Chrom-Schicht (einseitig) auf einem Stahlsubstrat, wobei die nichtbeschichtete Seite 25 min lang mit einer Stromdichte von 42 mA/cm2 beladen wurde; Figure 1 is a pure zinc layer (one side) is applied to a steel substrate, wherein the non-coated Be ¬ te 10 min long loaded with a current density of 42 mA / cm 2; FIG. 2 shows the zinc-chromium layer according to the invention (one-sided) on a steel substrate, wherein the uncoated side was charged for 25 minutes with a current density of 42 mA / cm 2 ;
Figur 3: die erfindungsgemäße Zink-Chrom-Schicht auf einem Figure 3: the zinc-chromium layer of the invention on a
Substrat mit einem nicht beladenen Teil A und einem beladenen Teil B, wobei der beladene Teil jeweils 20 min lang mit einer Stromdichte von 42 mA/cm2 beladen worden ist, Substrate having a non-loaded part A and a loaded part B, the loaded part being loaded for 20 minutes each with a current density of 42 mA / cm 2 ,
Figur 4: die erfindungsgemäße Zink-Chrom-Schicht aus Figur 3 mit einer überverzinkten 7 μιη dicken Schicht aus Reinzink und anschließender erneuter 20-minütiger Beladung der nichtbeschichteten Seite mit einer Stromdichte von 42 mA/cm2. Figure 4: the inventive zinc-chromium layer of Figure 3 with an over-galvanized 7 μιη thick layer of pure zinc and then re-loading for 20 minutes the uncoated side with a current density of 42 mA / cm 2 .
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft an einer Zink- Chrom-Schicht erläutert. The invention is explained below by way of example with reference to a zinc-chromium layer.
Es wurden Untersuchungen zur Wasserstoffdurchlässigkeit von Zink-Chrom-Schichten durchgeführt. Hierzu werden jeweils eine Stahlprobe einseitig reinverzinkt und eine Stahlprobe mit der erfindungsgemäßen Zink-Chrom-Legierung beschichtet. Anschließend werden beide Proben in einer Elektrolysezelle jeweils auf der unbeschichteten Seite mit Wasserstoff bis zu 30 Minuten lang beladen (elektrochemische Beladung in Schwefelsäure) . Der Elektrolyt für die Beladung bestand aus 35 g/1 H2SO4 conc. + 0,5 g/1 Arsenoxid. Investigations were carried out on the hydrogen permeability of zinc-chromium layers. For this purpose, one steel sample is galvanized on one side and a steel sample is coated with the zinc-chromium alloy according to the invention. Subsequently, both samples are loaded in an electrolysis cell on the uncoated side with hydrogen for up to 30 minutes (electrochemical loading in sulfuric acid). The electrolyte for the loading consisted of 35 g / 1 H 2 SO 4 conc. + 0.5 g / 1 arsenic oxide.
Figur 1 zeigt eine mit reiner Zinkschicht 10 min lang mit ei¬ ner Stromdichte von 42 mA/cm2 beladenen Stahlprobe. Deutlich sind neben der feinkörnigen, ursprünglich vorhandenen origina- len Zinkoberflächenstruktur 3 die neu hinzu gekommenen zahlreichen kleinen Bläschen 1 zu sehen. Figure 1 shows a 10 min loaded with pure zinc layer with egg ¬ ner current density of 42 mA / cm 2 steel sample. In addition to the fine-grained, original origina To see the zinc surface structure 3 the newly added many small bubbles 1.
Als Vergleich zu Figur 1 ist in Figur 2 eine mit der erfindungsgemäßen Zink-Chrom-Schicht beschichtete und anschließend 25 min lang mit einer Stromdichte von 42 mA/cm2 beladene Stahlprobe abgebildet. Es zeigt sich hierbei, dass selbst bei 15- minütiger längerer Beladungszeit als bei der reinen Zink- Schicht die Zink-Chrom-Schicht keine Bläschen aufweist, son¬ dern ihre grobkörnige Oberflächenstruktur 4 beibehält. As a comparison to FIG. 1, FIG. 2 shows a steel sample coated with the zinc-chromium layer according to the invention and then loaded for 25 minutes with a current density of 42 mA / cm 2 . It is shown here that even at 15 minutes of charging time longer than that of the pure zinc layer, the zinc-chromium layer has no bubbles, son ¬ countries retains its coarse surface structure. 4
Figur 3 zeigt die erfindungsgemäße Zink-Chrom-Schicht auf ei¬ ner Stahlprobe, deren Teil A nicht beladen und Teil B mit ei¬ ner Stromdichte von 42 mA/cm2 beladen ist. Es treten keine Unterschiede hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit zwischen Teil A und Teil B auf. Figure 3 shows the zinc-chromium layer of the invention on egg ¬ ner steel sample, not loaded the Part A and Part B is loaded with egg ¬ ner current density of 42 mA / cm 2. There are no differences in the surface condition between part A and part B.
Um einen Beleg für die Relevanz der Wasserstoffdurchlässigkeit zu erhalten, ist die Stahlprobe mit der erfindungsgemäßen Zink-Chrom-Schicht aus Figur 3 mit einer 7 μιη dicken und somit Wasserstoffundurchlässigen Zink-Schicht versehen und anschließend erneut 20 Minuten lang mit einer Stromdichte von 42 mA/cm2 beladen. Wie in Figur 4 ersichtlich, sind deutlich zahlreiche Lackkrater 2, die nur im Teil B' (beladener Teil) auftreten, zu sehen. Daraus kann indirekt gefolgert werden, dass die er¬ findungsgemäße Zink-Chrom-Schicht für Wasserstoff durchlässig sein muss und sie aus diesem Grunde nicht beschädigt wird. Die Beschädigung tritt erst bei der wa s s e r s t o f fundurchlässigen Zink-Schicht auf. Bezugszeichenl In order to obtain evidence for the relevance of the hydrogen permeability, the steel sample with the zinc-chromium layer according to the invention from FIG. 3 is provided with a 7 μm thick and thus hydrogen-impermeable zinc layer and then again with a current density of 42 mA for 20 minutes. cm 2 loaded. As can be seen in FIG. 4, a considerable number of lacquer craters 2, which only occur in part B '(loaded part), can be seen. It can be concluded indirectly that he ¬-making contemporary zinc-chromium layer for hydrogen must and it is not damaged for this reason be transparent. The damage only occurs in the case of the water-permeable zinc layer. Bezugszeichenl
A nicht beladener Teil A der erfindungsgemäßen Zink-Chrom- Schicht auf einem Substrat A non-loaded part A of the zinc-chromium layer according to the invention on a substrate
A' überverzinkter und beladener Teil A A 'galvanized and loaded part A
1 Bläschen 1 bubble
2 Lackkrater 2 paint craters
3 originale Zinkoberflächenstruktur 3 original zinc surface structure

Claims

Patentansprüche claims
1. Korrosionsschutzschicht enthaltend überwiegend Zink, insbe¬ sondere für Stahlwerkstoffe, wobei die Korrosionsschutz¬ schicht eine kristalline Struktur besitzt, die für Wasser¬ stoff permeabel ist, so dass die Korrosionsschutzschicht für Wasserstoff permeabel ist. 1. corrosion protection layer containing predominantly zinc, in particular ¬ special for steel materials, wherein the corrosion protection layer ¬ has a crystalline structure which is permeable to water ¬ substance, so that the corrosion protection layer for hydrogen is permeable.
2. Korrosionsschutzschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Legierungsbestandteil Chrom mit ei¬ nem Chrom-Gehalt > 1 Massen-% enthält. 2. corrosion protection layer according to claim 1, characterized in that it contains as alloying ingredient chromium with ei ¬ nem chromium content> 1 mass%.
3. Korrosionsschutzschicht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass sie ganz oder teilweise aus einer hexa- gonalen Phase besteht, deren Verhältnis der Gitterparameter c/a < 1.75 ist . 3. Corrosion protection layer according to claim 1 or 2, characterized ge ¬ indicates that it consists wholly or partly of a hexagonal phase whose ratio of the lattice parameter c / a <1.75.
4. Korrosionsschutzschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionsschutz¬ schicht neben der hexagonalen Phase eine Zink-Gamma-Phase enthält . 4. corrosion protection layer according to any one of the preceding claims, characterized in that the corrosion protection ¬ layer in addition to the hexagonal phase contains a zinc gamma phase.
5. Korrosionsschutzschicht nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosi¬ onsschutzschicht elektrolytisch oder durch Schmelztauchbe¬ schichten aufgebracht ist. 5. Corrosion protection layer according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the corrosion protection ¬ onsschicht is applied electrolytically or by Schmelztauchbe ¬ layers.
6. Stahlbauteil mit einer Korrosionsschutzschicht nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5. 6. steel component with a corrosion protection layer according to one or more of claims 1 to 5.
7. Stahlbauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlbauteil aus einem hoch- und höherfesten Stahl ausgebildet ist. 7. Steel component according to claim 6, characterized in that the steel component is formed of a high and higher strength steel.
8. Verwendung des Stahlbauteils nach Anspruch 6 für Außenhaut¬ bleche von Automobilen. 8. Use of the steel component according to claim 6 for outer skin ¬ plates of automobiles.
9. Verwendung des Stahlbauteils nach Anspruch 7 für besonders beanspruchte Teile von Automobilen. 9. Use of the steel component according to claim 7 for particularly stressed parts of automobiles.
10. Verfahren zur Herstellung eines Stahlbauteils, insbesondere eines Außenhautblechs, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt auf den Stahl elekt¬ rolytisch oder durch Schmelztauchbeschichten eine Korrosionsschutzschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufge¬ bracht wird und anschließend in einem zweiten Schritt durch übliche Lackiermethoden ein ein- oder mehrschichtiger Lackaufbau aufgetragen wird. 10. A method for producing a steel component, in particular a skin panel, according to claim 6, characterized in that in a first step on the steel elekt ¬ rolytically or by hot dip coating, a corrosion protection layer according to one of claims 1 to 5 is applied ¬ and then in a second step by conventional Lackiermethoden a single or multi-layer paint system is applied.
11. Verfahren zur Herstellung eines hoch- und höherfesten Stahlbauteils, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass auf den Stahl elektrolytisch eine Korro¬ sionsschutzschicht nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 aufgebracht wird. 11. A method for producing a high and high strength steel component, in particular according to claim 7, characterized ge ¬ indicates that on the steel electrolytically a Korro ¬ sion protective layer according to one or more of claims 1 to 5 is applied.
PCT/EP2010/064368 2009-09-28 2010-09-28 Corrosion protection based on a zinc-alloy WO2011036306A2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009045074A DE102009045074A1 (en) 2009-09-28 2009-09-28 Anti-corrosion layer for the production of a steel component, comprises predominantly zinc for steel materials, and a crystalline structure that is permeable to hydrogen, where the anti-corrosion layer is applied by hot-dip-galvanization
DE102009045076A DE102009045076A1 (en) 2009-09-28 2009-09-28 Anti-corrosion layer for the production of a steel component, comprises predominantly zinc for steel materials, and a crystalline structure that is permeable to hydrogen, where the anti-corrosion layer is applied by hot-dip-galvanization
DE102009045076.9 2009-09-28
DE102009045074.2 2009-09-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2011036306A2 true WO2011036306A2 (en) 2011-03-31
WO2011036306A3 WO2011036306A3 (en) 2011-07-07

Family

ID=43638708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/064368 WO2011036306A2 (en) 2009-09-28 2010-09-28 Corrosion protection based on a zinc-alloy

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2011036306A2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0285931A1 (en) 1987-03-31 1988-10-12 Nippon Steel Corporation Corrosion resistant plated steel strip and method for producing same
EP0607452A1 (en) 1992-07-10 1994-07-27 Kawasaki Steel Corporation Rustproof steel sheet excellent in various characteristics including corrosion resistance
EP0566121B1 (en) 1992-04-16 1997-07-02 Kawasaki Steel Corporation Method of producing zinc-chromium alloy plated steel sheet with excellent plating adhesiveness
US20080131721A1 (en) 2005-05-11 2008-06-05 Tran Luong Louie M Low hydrogen embrittlement zinc/nickel plating for high strength steels

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0885897A (en) * 1994-09-20 1996-04-02 Kawasaki Steel Corp Production of zinc-chromium-carbon plated steel sheet excellent in corrosion resistance after coating

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0285931A1 (en) 1987-03-31 1988-10-12 Nippon Steel Corporation Corrosion resistant plated steel strip and method for producing same
EP0566121B1 (en) 1992-04-16 1997-07-02 Kawasaki Steel Corporation Method of producing zinc-chromium alloy plated steel sheet with excellent plating adhesiveness
EP0607452A1 (en) 1992-07-10 1994-07-27 Kawasaki Steel Corporation Rustproof steel sheet excellent in various characteristics including corrosion resistance
US20080131721A1 (en) 2005-05-11 2008-06-05 Tran Luong Louie M Low hydrogen embrittlement zinc/nickel plating for high strength steels

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JAMES H. LINDSAY: "The Systems View in Automotive Finishes - Essential but Overlooked", PLATING AND SURFACE FINISHING, 1997, pages 14 - 21
JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS, vol. 480, no. 2, 8 July 2008 (2008-07-08), pages 259 - 264

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011036306A3 (en) 2011-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3901365C2 (en)
DE2922790C2 (en) Steel coated with manganese and process for its manufacture
EP1857567B1 (en) Method of manufacturing a flat steel product coated with a corrosion protection system
EP1658390B1 (en) Method for producing a hardened steel part
DE2946668C2 (en) Galvanized sheet steel
DE102010030465B4 (en) Method for producing a sheet metal part from a high-strength steel sheet material with an electrolytically applied zinc-nickel coating
DE68923674T2 (en) HOT-DIP GALVANIZED STEEL SHEET COATED WITH ZINC ALUMINUM ALLOY FOR PRE-PAINTED STEEL SHEET AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF.
EP2055799A1 (en) Flat steel product with an anti-corrosion metal coating and method for creating an anti-corrosion metal coating on a flat steel product
EP0756022B1 (en) Steel sheet protected against corrosion and process for its production
DE2611267A1 (en) CHROMED, GALVANIZED STEEL SHEETS AND THE PROCESS FOR THEIR PRODUCTION
DE102012112109A1 (en) Surface-finished steel sheet and process for its production
DE3417844A1 (en) IRON-ZINC ALLOY ELECTROGALVANIZED STEEL SHEET WITH A MORE NUMBER OF IRON-ZINC ALLOY COATINGS
DE4202625A1 (en) GALVANIZED METAL MATERIAL
DE202004021264U1 (en) Corrosion layer and hardened steel component
DE69106552T2 (en) Surface-treated steel strip with improved weldability and coating properties and its manufacture.
DE3218819C2 (en) Weldable painted sheet steel and use
DE19706482B4 (en) A method of surface treating a metal body and composite produced by the method
DE3414048A1 (en) METHOD FOR PRODUCING STEEL PARTS GALVANIZED WITH A ZINC-NICKEL ALLOY
EP2088223A1 (en) Phosphated sheet metal and method for producing such a sheet metal
DE3882083T2 (en) Steel strip with an electroplated zinc-silicon dioxide dispersion coating with excellent corrosion resistance.
DE69205612T2 (en) Corrosion-resistant pure zinc or partially zinc-plated steel sheets and process for their production.
EP1881090B1 (en) Electrolyte composition und process for the deposition of a zinc-nickel alloy layer on a cast iron or steel substrate
EP2607515B1 (en) Diffusion coating method and chromium layer produced according to the method
WO2011036306A2 (en) Corrosion protection based on a zinc-alloy
WO2004053203A2 (en) Method for the electrolytic deposition of magnesium or magnesium-zinc on galvanised sheet metal

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10760328

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10760328

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2