WO2014176621A1 - Verfahren zur oberflächenbehandlung eines metallischen substrats - Google Patents

Verfahren zur oberflächenbehandlung eines metallischen substrats Download PDF

Info

Publication number
WO2014176621A1
WO2014176621A1 PCT/AT2014/050110 AT2014050110W WO2014176621A1 WO 2014176621 A1 WO2014176621 A1 WO 2014176621A1 AT 2014050110 W AT2014050110 W AT 2014050110W WO 2014176621 A1 WO2014176621 A1 WO 2014176621A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
protective coating
solution
simonkolleit
protective
range
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/AT2014/050110
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerald Luckeneder
Karl-Heinz Stellnberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voestalpine Stahl GmbH
Original Assignee
Voestalpine Stahl GmbH
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
Application filed by Voestalpine Stahl GmbH filed Critical Voestalpine Stahl GmbH
Priority to EP14728808.8A priority Critical patent/EP2992127B1/de
Priority to ES14728808T priority patent/ES2822378T3/es
Priority to CN201480030642.4A priority patent/CN105378153B/zh
Priority to US14/787,942 priority patent/US10011896B2/en
Priority to PL14728808T priority patent/PL2992127T3/pl
Priority to JP2016510898A priority patent/JP6865580B2/ja
Publication of WO2014176621A1 publication Critical patent/WO2014176621A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/48—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
    • C23C22/53—Treatment of zinc or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/34—Anodisation of metals or alloys not provided for in groups C25D11/04 - C25D11/32

Definitions

  • the invention relates to a process for the surface treatment of a metallic substrate, in particular steel sheet, with a Zn-based protective coating, in which a chloride-containing solution is applied to this protective coating, thereby forming, at least in some areas, a corrosion protection layer comprising hydrozincite and Simonkolleit.
  • WO2012 / 091385A2 proposes to adjust the weight ratios of Al and Mg in the Zn-based protective coating so that the formation of Simonkolleit facilitates corrosion. It is proposed that in the protective coating the quotients of Al to (Mg + Al) should be in a range of 0.38 to 0.48. Disadvantageously, however, such compositional provisions cause a relatively high outlay, in particular when protective coatings are to be applied to a metal sheet with the aid of a hot-dip method - the reproducibility of the method is therefore difficult to ensure. In addition, such regulations usually lead only to a compromise between on the one hand improved corrosion behavior on the one hand and undesirable changes in mechanical, chemical and / or electrical properties on the other hand. The usability of the thus protective coated sheet can be significantly limited.
  • JP 01 127683A, JP 04165082A and JP 201 1 168855A show, for steel sheets, coatings containing Zn, Mg and / or Al.
  • the invention is therefore based on the object, starting from the above-described prior art, a method for surface treatment of a Zn-based protective coated sheet to change such that the corrosion resistance increases, reduces their fluctuation and its production is accelerated.
  • a high reproducibility of the method should be ensured and the method be applicable regardless of the composition of the protective coating Zn-based.
  • the invention achieves the stated object in that the protective-coated substrate with the, with the aid of an acid to a pH in the range of 4 to 6 set and a 1, 8 to 18.5 wt .-% chloride solution for forming a compared to the Hydrozinkitanteil increased Simonkolleitanteils in the anticorrosion layer reacts.
  • this solution according to the invention in particular also water-based, can considerably promote the formation of monolithic collagen on the treated or corroded surface of the protective coating.
  • the composition of the anticorrosion layer can be influenced in such a way that it always forms a higher Simonkolleitanteil compared to the Hydrozinkitanteil increased. This can certainly be expected with a high corrosion resistance of the protective coated substrate.
  • this directional treatment or corroding of the protective coating can be carried out independently of the composition of a Zn-based protective coating - that is, any compositions can be improved in corrosion resistance.
  • a universally applicable and reproducible method can thus be made available, in which the influence of a hot dip method on corrosion resistance or its range of variation with respect to the layer thickness of their patency and composition can be significantly reduced.
  • the method according to the invention can be distinguished for increasing the corrosion resistance, if the protective coating has a Zn-Al-Mg base, to which the chloride having solution applied and thereby at least partially a corrosion protection layer, comprising Hydrozinkit, Simonkolleit and Hydrotalcit is formed.
  • a corrosion protection layer comprising hydrozincite, Simonkolleit and Hydrotalcit, train.
  • Their corrosion-susceptible and superficial intermetallic phases can be supplemented with Simonkolleit namely and corrosion-resistant.
  • this formed a comparatively compact surface coating which in turn can lead to increased mechanical strength of the protective coating.
  • the improved bondability achieved by this for further layers for example paints or the like, can be used on this protective coating.
  • the production of the improved corrosion resistance in the protective coating is accelerated and thus the process can be carried out comparatively quickly.
  • a solution which has 5 to 30% by weight of NaCl has proved particularly advantageous. This is not only inexpensive and easy to manufacture, it also has positive process engineering influence. Particularly well, 5 to 10 wt .-% NaCl may be suitable to provide a sufficiently high for the process chloride content in the solution.
  • the solution applied to the protective coating consists of water, NaCl and HCl.
  • this solution may also have production-related unavoidable impurities.
  • This solution which was easy to prepare, proved to be particularly advantageous in the reaction with a Zn-Al-Mg protective coating, in which a proportion of Simonkolleit of more than 80% formed in the treated areas of the protective coating. A comparatively high proportion of Simonkolleit can be ensured by the solution reacting with the coating for a maximum of 20 minutes. Even with this relatively short reaction time, the method according to the invention can ensure a particularly rapid process and, subsequently, also be suitable for industrial purposes.
  • reaction time of the solution with the protective coating can be further reduced if the metallic substrate is anodically charged in the reaction with the solution.
  • the temperature of the solution is adjusted to a range of 30 to 60 degrees Celsius, the training of Simonkolleit can be fostered, thus further speeding up the process.
  • the invention can be distinguished in particular by Zn-based protective coatings which are applied to the metal sheet by means of a hot-dip process - ie produced on the metal sheet.
  • Known parameter fluctuations of the hot dip process which can have an influence on the corrosion resistance of the protective coating formed therewith, can thus be compensated for.
  • the method according to the invention can therefore ensure particularly highly reproducible corrosion protection on sheets.
  • reaction of the solution with the protective coating forms a corrosion protection layer with a layer thickness in the range of 150 nm to 1.5 ⁇ m, a sufficiently compact reaction layer with simonollector can be obtained in order to reproducibly increase the corrosion resistance of the protective-coated substrate.
  • the chemical resistance of the Zn-based protective coating can be further increased if the reaction of the solution with the protective coating has a corrosive effect. rosionstik für with a share of at least 80%, in particular of at least 90%, Simonkolleit trains.
  • the method according to the invention can be distinguished in particular with a Zn-Al-Mg protective coating in which the quotient of Al / (Al + Mg) is in the range from 0.5 to 1.0, in particular if the quotient of Al / (Al + Mg) is 0.5.
  • the tested protective coated steel sheets are shown in Table 1.
  • Table 1 Overview of the examined protective coated steel sheets 1, 2, 3
  • the protective coated sheets treated with the solution according to the invention each exhibited compact anticorrosive layers with layer thicknesses in the range from 150 nm to 1.5 ⁇ m.
  • An increased corrosion resistance of the Zn-Al-Mg protective coating could be achieved in the protective coated steel sheet 2 already after 10 minutes and a temperature of the solution in the amount of 30 degrees Celsius, wherein in the reaction of the solution with the protective coating anodic load (20V, 50Am " 2 ) was created.
  • the same increased corrosion resistance of the Zn-Al-Mg protective coating could be achieved in the protective coated steel sheet 3 after 20 minutes and a solution temperature of 60 degrees Celsius. Anodic loading of the protective coating could be dispensed with here.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines metallischen Substrats, insbesondere Stahlblechs, mit einer Schutzbeschichtung auf Zn-Basis, bei dem auf diese Schutzbeschichtung eine chloridhaltige Lösung aufgebracht und dadurch mindestens bereichsweise eine Korrosionsschutzschicht, aufweisend Hydrozinkit und Simonkolleit, ausgebildet wird. Um die Korrosionsfestigkeit der Schutzbeschichtung zu erhöhen bzw. um das Verfahren hinsichtlich Ablauf und Reproduzierbarkeit zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass das schutzbeschichtete Substrat mit der, mit Hilfe einer Säure auf einen pH-Wert im Bereich von 4 bis 6 eingestellten und einen 1,8 bis 18,5 Gew.-% Chlorid aufweisenden Lösung zur Ausbildung eines gegenüber dem Hydrozinkitanteil erhöhten Simonkolleitanteils in der Korrosionsschutzschicht reagiert.

Description

Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines metallischen Substrats
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines metallischen Substrats, insbesondere Stahlblechs, mit einer Schutzbeschichtung auf Zn-Basis, bei dem auf diese Schutzbeschichtung eine chloridhaltige Lösung aufgebracht und dadurch mindestens bereichsweise eine Korrosionsschutzschicht, aufweisend Hy- drozinkit und Simonkolleit, ausgebildet wird.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, Stahlblech mit einer Schutzbeschichtung auf Zn-Al-Mg Basis zu versehen, um damit die Korrosionsbeständigkeit des Stahlblechs zu erhöhen. Überraschend zeigten diese schutzbeschichteten Stahlbleche dennoch eine vergleichsweise stark schwankende Korrosionsbeständigkeit.
Zu diesen schutzbeschichteten Stahlblechen durchgeführte Korrosionstests nach DIN EN ISO 9227 (NSS) - unter Verwendung einer wässrigen, 5%-igen NaCI Lösung, pH-Wert-reguliert mit NaOH - zeigten die Ausbildung einer Korrosionsschicht mit Hydrotalcit, Hydrozinkit und Simonkolleit als Bestandteile („XPS investigation on the surface chemestry of corrosion products on ZnMgAI-coated steel", Duchoslav et al., AOFA 2012). In der Korrosionsschicht lag die Konzentration von Hydrozinkit Zn5(CO3)2(OH)6 deutlich über jener von Simonkolleit Zn5(OH)8CI2«H2O. Zudem fand sich in der Korrosionsschicht Hydrotalcit (Zn,Mg)6AI2(OH)16CO3«4H2O. Von Simonkolleit ist zudem bekannt, eine gegenüber Hydrozinkit erhöhte Korrosionsbeständigkeit aufzuweisen.
Zur Erhöhung der Konzentration an Simonkolleit schlägt die WO2012/091385A2 vor, die Gewichtsverhältnisse von AI und Mg in der Schutzbeschichtung auf Zn- Basis so einzustellen, dass sich die Ausbildung von Simonkolleit bei einer Korrosion erleichtert. Vorgeschlagen wird, dass bei der Schutzbeschichtung der Quotien von AI zu (Mg+Al) in einen Bereich von 0,38 bis 0,48 liegen soll. Nachteilig verursachen derartige Kompositionsvorschriften allerdings einen vergleichsweise hohen Aufwand, insbesondere wenn Schutzbeschichtungen mit Hilfe eines Schmelztauchverfahrens auf ein Blech aufgetragen werden sollen - die Reproduzierbarkeit des Verfahrens ist also nur schwer zu gewährleisten. Außerdem führen derartige Vorschriften meist lediglich zu einem Kompromiss zwischen einerseits verbessertem Korrosionsverhalten auf der einen und unerwünschten Änderungen mechanischer, chemischer und/oder elektrischer Eigenschaften auf der anderen Seite. Die Verwendbarkeit des auf diese Weise schutzbeschichteten Blechs kann dadurch deutlich eingeschränkt sein.
Zudem zeigen die JP 01 127683A, die JP 04165082A und die JP 201 1 168855A bei Stahlblechen Beschichtungen, die Zn, Mg und/oder AI beinhalten.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ausgehend vom eingangs geschilderten Stand der Technik ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines mit einer auf Zn-Basis schutzbeschichteten Blechs derart zu verändern, dass die Korrosionsfestigkeit erhöht, deren Schwankungsbreite verringert und dessen Herstellung beschleunigt wird. Zudem soll eine hohe Reproduzierbarkeit des Verfahrens gewährleistet werden und das Verfahren unabhängig von der Zusammensetzung der Schutzbeschichtung auf Zn-Basis anwendbar sein. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass das schutzbeschichtete Substrat mit der, mit Hilfe einer Säure auf einen pH-Wert im Bereich von 4 bis 6 eingestellten und einen 1 ,8 bis 18,5 Gew.-% Chlorid aufweisenden Lösung zur Ausbildung eines gegenüber dem Hydrozinkitanteil erhöhten Simonkolleitanteils in der Korrosionsschutzschicht reagiert.
Reagiert das schutzbeschichtete Substrat mit der, mit Hilfe einer Säure auf einen pH-Wert im Bereich von 4 bis 6 eingestellten und einen 1 ,8 bis 18,5 Gew.-% Chlorid aufweisenden Lösung, kann damit eine besonders vorteilhafte Korrosionsschutzschicht auf der Schutzbeschichtung erreicht werden. Diese erfindungsgemäße, insbesondere auch wasserbasierende, Lösung kann nämlich die Ausbildung von Si- monkolleit an der behandelten bzw. korrodierten Oberfläche der Schutzbeschichtung erheblich begünstigen. Insbesondere kann die Zusammensetzung der Korrosionsschutzschicht derart in eine Richtung beeinflusst werden, dass sich in dieser stets ein gegenüber dem Hydrozinkitanteil erhöhter Simonkolleitanteil ausbildet. Dadurch kann sicher mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit des schutzbeschichteten Substrats gerechnet werden. Zudem kann dieses gerichtete Behandeln bzw. Ankorrodieren der Schutzbeschichtung unabhängig von der Zusammensetzung einer Schutzbeschichtung auf Zn-Basis durchgeführt werden - jegliche Kompositionen sind hinsichtlich ihrer Korrosionsfestigkeit also verbesserbar. Ein universell anwendbares und reproduzierbares Verfahren kann also zur Verfügung gestellt werden, bei dem der Einfluss eines Schmelztauchverfahrens auf Korrosionsfestigkeit bzw. dessen Schwankungsbreite hinsichtlich der Schichtdicke deren Durchgängigkeit und Zusammensetzung erheblich vermindert werden kann.
Besonders aber kann sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Erhöhung der Korrosionsfestigkeit auszeichnen, wenn die Schutzbeschichtung eine Zn-Al-Mg-Basis aufweist, auf welche die Chlorid aufweisende Lösung aufgebracht und dadurch mindestens bereichsweise eine Korrosionsschutzschicht, aufweisend Hydrozinkit, Simonkolleit und Hydrotalcit, ausgebildet wird. Dadurch kann ermöglicht werden, mindestens bereichsweise eine Korrosionsschutzschicht, aufweisend Hydrozinkit, Simonkolleit und Hydrotalcit, auszubilden. Deren gegenüber Korrosion anfälligen und oberflächlichen intermetallischen Phasen können mit Simonkolleit nämlich ergänzt und korrosionsfester werden. Zudem bildete sich dadurch eine vergleichsweise kompakte Oberflächenbeschichtung aus, was wiederum zu einer erhöhten mechanischen Festigkeit der Schutzbeschichtung führen kann. In weiterer Folge kann die dadurch erreichte verbesserte Anbindbarkeit für weitere Schichten, zum Beispiel Lacken oder dergleichen, an dieser Schutzbeschichtung genutzt werden. Hinzu kommt, dass aufgrund des erhöhten Chloridanteils der Lösung die Herstellung der in der Korrosionsbeständigkeit verbesserten Schutzbeschichtung beschleunigt und damit das Verfahren vergleichsweise schnell durchgeführt werden kann.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Lösung erwiesen, die 5 bis 30 Gew.-% NaCI aufweist. Diese ist nicht nur kostengünstig und einfach herzustellen, sie hat auch positiven verfahrenstechnischen Einfluss. Besonders gut können sich 5 bis 10 Gew.-% NaCI eignen, um für einen für das Verfahren ausreichend hohen Chloridanteil in der Lösung zu sorgen.
Wird der pH-Wert der Lösungen mit HCl eingestellt, kann damit nicht nur die Aktivierung der Korrosionsreaktion in Richtung vornehmlicher Ausbildung von Simonkolleit beschleunigt werden, sondern auch die Zusammensetzung der Lösung hinsichtlich der Anzahl Ihrer Komponenten unverändert bleiben. Dies kann sich positiv auf die Reproduzierbarkeit des Verfahrens auswirken.
Als besonders vorteilhaft kann sich herausstellen, wenn die, auf die Schutzbeschichtung aufgebrachte Lösung aus Wasser, NaCI und HCl besteht. Selbstverständlich kann diese Lösung auch noch herstellungsbedingt unvermeidliche Verunreinigungen aufweisen. Diese - damit einfach herzustellende - Lösung konnte sich insbesondere bei der Reaktion mit einer Zn-Al-Mg-Schutzbeschichtung als vorteilhaft herausstellen, bei welcher sich ein Anteil an Simonkolleit von über 80% in den behandelten Bereichen der Schutzbeschichtung bildete. Ein vergleichsweise hoher Anteil an Simonkolleit kann sichergestellt werden, indem die Lösung maximal 20 Minuten lang mit der Beschichtung reagiert. Selbst bei dieser relativ kurzen Reaktionszeit kann das erfindungsgemäße Verfahren einen besonders schnellen Ablauf sicherstellen und sich in weiterer Folge auch für industrielle Zwecke eignen.
Die Reaktionszeit der Lösung mit der Schutzbeschichtung kann noch weiter vermindert werden, wenn das metallische Substrat bei der Reaktion mit der Lösung anodisch aufgeladen wird.
Wird die Temperatur der Lösung auf einen Bereich von 30 bis 60 Grad Celsius eingestellt, kann die Ausbildung von Simonkolleit begünstigt und damit das Verfahren weiter beschleunigt werden.
Besonders auszeichnen kann sich die Erfindung bei Schutzbeschichtungen auf Zn- Basis, die mit Hilfe eines Schmelztauchverfahrens auf das Blech aufgebracht - also auf dem Blech erzeugt - werden. Bekannte Parameterschwankungen des Schmelztauchverfahrens, welche Einfluss auf die Korrosionsfestigkeit der damit ausgebildeten Schutzbeschichtung haben können, sind damit nämlich ausgleichbar. Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher besonders reproduzierbar höchsten Korrosionsschutz an Blechen sicherstellen.
Bildet die Reaktion der Lösung mit der Schutzbeschichtung eine Korrosionsschutzschicht mit einer Schichtdicke im Bereich von 150nm bis 1 ,5μιη aus, kann sich eine ausreichend kompakte Reaktionsschicht mit Simonkolleit ergeben, um damit reproduzierbar die Korrosionsbeständigkeit des schutzbeschichteten Substrats zu erhöhen.
Die chemische Beständigkeit der Schutzbeschichtung auf Zn-Basis kann weiter erhöht werden, wenn die Reaktion der Lösung mit der Schutzbeschichtung eine Kor- rosionsschutzschicht mit einem Anteil von mindestens 80%, insbesondere von mindestens 90%, Simonkolleit ausbildet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sich insbesondere bei einer Zn-Al-Mg- Schutzbeschichtung auszeichnen, bei der der Quotient von AI / (Al+Mg) im Bereich von 0,5 bis 1 ,0 liegt, insbesondere wenn der Quotient von AI / (Al+Mg) 0,5 beträgt.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Im Folgenden wird die Erfindung beispielsweise anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert:
Zum Nachweis der erzielten verbesserten Korrosionsbeständigkeit wurden zwei mit Zn-Al-Mg beschichtete Stahlbleche erfindungsgemäß mit einer aus NaCI, HCl und Wasser samt unvermeidlichen herstellungsbedingten Verunreinigungen bestehenden Lösung oberflächenbehandelt und mit einem Zn-Al-Mg beschichteten Stahlblech ohne erfindungsgemäßer Oberflächenbehandlung verglichen. Der Quotient von AI / (Al+Mg) der Zn-Al-Mg-Schutzbeschichtung Bereich ist auf 0,5 eingestellt.
Die untersuchten schutzbeschichteten Stahlbleche sind in der Tabelle 1 angeführt.
Figure imgf000007_0001
Tabelle 1 : Übersicht zu den untersuchten schutzbeschichteten Stahlblechen 1 , 2, 3
Die mit der erfindungsgemäßen Lösung behandelten schutzbeschichteten Bleche zeigten jeweils kompakte Korrosionsschutzschichten mit Schichtdicken im Bereich von 150nm bis 1 ,5μιη. Eine erhöhte Korrosionsfestigkeit der Zn-Al-Mg Schutzbeschichtung konnte beim schutzbeschichteten Stahlblech 2 bereits nach 10 Minuten und einer Temperatur der Lösung in der Höhe von 30 Grad Celsius erreicht werden, wobei bei der Reaktion der Lösung mit der Schutzbeschichtung eine anodische Belastung (20V, 50Am" 2) angelegt wurde.
Dieselbe erhöhte Korrosionsfestigkeit der Zn-Al-Mg Schutzbeschichtung konnte beim schutzbeschichteten Stahlblech 3 nach 20 Minuten und einer Temperatur der Lösung in der Höhe von 60 Grad Celsius erreicht werden. Auf eine anodische Belastung der Schutzbeschichtung konnte hierbei verzichtet werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1 . Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines metallischen Substrats, insbesondere Stahlblechs, mit einer Schutzbeschichtung auf Zn-Basis, bei dem auf diese Schutzbeschichtung eine chloridhaltige Lösung aufgebracht und dadurch mindestens bereichsweise eine Korrosionsschutzschicht, aufweisend Hydrozinkit und Simonkolleit, ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das schutzbeschichtete Substrat mit der, mit Hilfe einer Säure auf einen pH-Wert im Bereich von 4 bis 6 eingestellten und einen 1 ,8 bis 18,5 Gew.-% Chlorid aufweisenden Lösung zur Ausbildung eines gegenüber dem Hydrozinkitanteil erhöhten Simonkolleitanteils in der Korrosionsschutzschicht reagiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschichtung eine Zn-Al-Mg-Basis aufweist, auf welche die Chlorid aufweisende Lösung aufgebracht wird und dadurch mindestens bereichsweise eine Korrosionsschutzschicht, aufweisend Hydrozinkit, Simonkolleit und Hydrotalcit, ausgebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung 5 bis 30 Gew.-%, insbesondere 5 bis 10 Gew.-%, NaCI aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der pH- Wert der Lösungen mit HCl eingestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die, auf die Schutzbeschichtung aufgebrachte Lösung aus Wasser, NaCI und HCl besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung maximal 20 Minuten lang mit der Beschichtung reagiert.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Substrat bei der Reaktion mit der Lösung anodisch aufgeladen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Lösung auf einen Bereich von 30 bis 60 Grad Celsius eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschichtung auf Zn-Basis mit Hilfe eines Schmelztauchverfahrens auf das Blech aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion der Lösung mit der Schutzbeschichtung eine Korrosionsschutzschicht mit einer Schichtdicke im Bereich von 150nm bis 1 ,5μιη ausbildet.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion der Lösung mit der Schutzbeschichtung eine Korrosionsschutzschicht mit einem Anteil von mindestens 80%, insbesondere von mindestens 90%, Simonkolleit ausbildet.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei der Zn-Al-Mg-Schutzbeschichtung der Quotient von AI / (Al+Mg) im Bereich von 0,5 bis 1 ,0 liegt, vorzugsweise 0,5 beträgt.
PCT/AT2014/050110 2013-04-29 2014-04-29 Verfahren zur oberflächenbehandlung eines metallischen substrats Ceased WO2014176621A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14728808.8A EP2992127B1 (de) 2013-04-29 2014-04-29 Verfahren zur oberflächenbehandlung eines metallischen substrats
ES14728808T ES2822378T3 (es) 2013-04-29 2014-04-29 Procedimiento para el tratamiento superficial de un sustrato metálico
CN201480030642.4A CN105378153B (zh) 2013-04-29 2014-04-29 对金属基材进行表面处理的方法
US14/787,942 US10011896B2 (en) 2013-04-29 2014-04-29 Method for surface-treating a metallic substrate
PL14728808T PL2992127T3 (pl) 2013-04-29 2014-04-29 Sposób obróbki powierzchni metalowego podłoża
JP2016510898A JP6865580B2 (ja) 2013-04-29 2014-04-29 金属基板の表面処理方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50294/2013A AT514229B1 (de) 2013-04-29 2013-04-29 Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines metallischen Substrats
ATA50294/2013 2013-04-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014176621A1 true WO2014176621A1 (de) 2014-11-06

Family

ID=50897308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2014/050110 Ceased WO2014176621A1 (de) 2013-04-29 2014-04-29 Verfahren zur oberflächenbehandlung eines metallischen substrats

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10011896B2 (de)
EP (1) EP2992127B1 (de)
JP (1) JP6865580B2 (de)
CN (1) CN105378153B (de)
AT (1) AT514229B1 (de)
ES (1) ES2822378T3 (de)
PL (1) PL2992127T3 (de)
WO (1) WO2014176621A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020064546A1 (de) * 2018-09-25 2020-04-02 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur modifikation von feuerverzinkten oberflächen

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6686653B2 (ja) * 2016-04-13 2020-04-22 日本製鉄株式会社 めっき鋼材
CN109750280A (zh) * 2019-03-18 2019-05-14 北京科技大学 一种提高碳钢耐蚀性的表面处理方法
CN110735098A (zh) * 2019-10-22 2020-01-31 首钢集团有限公司 一种耐黑变锌铝镁镀层钢板及其制备方法
DE102024111126A1 (de) * 2024-04-22 2025-10-23 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenpräparation eines mit einem Zink-Magnesium-Aluminium-Überzug schmelztauchbeschichteten Stahlblechs für eine nachfolgende Behandlung sowie entsprechendes Stahlblech

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01127683A (ja) 1987-11-12 1989-05-19 Kobe Steel Ltd 耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ合金蒸着めっき材料
JPH04165082A (ja) 1990-10-27 1992-06-10 Nippon Steel Corp 鉄心の加工性および耐熱性の優れた方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法
WO2010057001A2 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 Enthone Inc. Method for the post-treatment of metal layers
JP2011168855A (ja) 2010-02-19 2011-09-01 Nisshin Steel Co Ltd 端面耐食性に優れた塩ビ塗装鋼板
WO2012091385A2 (en) 2010-12-28 2012-07-05 Posco High corrosion resistant hot dip zn alloy plated steel sheet and method of manufacturing the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100268150B1 (ko) * 1997-05-29 2000-10-16 윤종용 복합 영상신호의 동기 신호 재생 회로

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01127683A (ja) 1987-11-12 1989-05-19 Kobe Steel Ltd 耐食性に優れたＺｎ−Ｍｇ合金蒸着めっき材料
JPH04165082A (ja) 1990-10-27 1992-06-10 Nippon Steel Corp 鉄心の加工性および耐熱性の優れた方向性電磁鋼板の絶縁皮膜形成方法
WO2010057001A2 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 Enthone Inc. Method for the post-treatment of metal layers
JP2011168855A (ja) 2010-02-19 2011-09-01 Nisshin Steel Co Ltd 端面耐食性に優れた塩ビ塗装鋼板
WO2012091385A2 (en) 2010-12-28 2012-07-05 Posco High corrosion resistant hot dip zn alloy plated steel sheet and method of manufacturing the same

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DUCHOSLAV ET AL.: "XPS investigation on the surface chemestry of corrosion products on ZnMgAI-coated steel", AOFA, 2012
KEPPERT T A ET AL: "Influence of the pH value on the corrosion of Zn-Al-Mg hot-dip galvanized steel sheets in chloride containing environments", NACE INTERNATIONAL - CORROSION 2012 CONFERENCE & EXPO; 11-15 MARCH 2012, SALT LAKE CITY, UT [US], vol. NACE-2012-1493, 1 March 2012 (2012-03-01), NACE International, Houston, TX [US], pages 1 - 15, XP055130631 *
YOO J D ET AL: "The effect of an artificially synthesized simonkolleite layer on the corrosion of electrogalvanized steel", CORROSION SCIENCE, vol. 70, 7 November 2012 (2012-11-07), pages 1 - 10, XP055129870, ISSN: 0010-938X, DOI: 10.1016/j.corsci.2012.10.024 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020064546A1 (de) * 2018-09-25 2020-04-02 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur modifikation von feuerverzinkten oberflächen

Also Published As

Publication number Publication date
EP2992127B1 (de) 2020-07-08
AT514229A1 (de) 2014-11-15
JP2016519220A (ja) 2016-06-30
US10011896B2 (en) 2018-07-03
US20160083828A1 (en) 2016-03-24
AT514229B1 (de) 2015-02-15
EP2992127A1 (de) 2016-03-09
JP6865580B2 (ja) 2021-04-28
ES2822378T3 (es) 2021-04-30
PL2992127T3 (pl) 2021-02-08
CN105378153B (zh) 2018-10-12
CN105378153A (zh) 2016-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT514229B1 (de) Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines metallischen Substrats
EP2768910B1 (de) Verfahren zur herstellung einer korrosionsschutzbeschichtung
EP3684959B1 (de) Schmelztauchbeschichtetes stahlband mit verbessertem oberflächenerscheinungsbild und verfahren zu seiner herstellung
EP0157392A2 (de) Gleitfähiger und schweissbarer Korrosionsschutzprimer für phosphatiertes oder chromatiertes, elektrolytisch dünnverzinktes, verformbares Stahlblech
EP2661517A1 (de) Verfahren zur oberflächenbehandlung eines schutzbeschichteten substrats
DE102017207237A1 (de) Verfahren zur korrosionsschützenden Behandlung einer metallischen Oberfläche mit vermindertem Beizabtrag
DE69011461T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Stahlbleches, das beschichtet ist mit Haftung einer Zn-Mg-Legierung, die sowohl einen höheren Plattierungs- als einen höheren Korrosionswiderstand aufweist, und damit plattiertes Stahlblech.
DE69616066T2 (de) Metalloberflächenbehandlung, verfahren dafür und obeflächenbehandeltes metallisches material
WO2022207365A1 (de) Schmelztauchbeschichtetes stahlblech
DE102017214527A1 (de) Verfahren zur Beschichtung von warmumzuformenden Stahlflachprodukten
EP2931820A1 (de) Verfahren zur herstellung beschichteter dosendeckel
EP0943695B1 (de) Draht auf Basis von Zink und Aluminium und seine Verwendung beim thermischen Spritzen als Korrosionsschutz
WO2023083685A1 (de) Verfahren zum verkleben von blechbauteilen
EP2505690A1 (de) Polymerer Korrosionsinhibitor für metallischen Oberflächen und deren Herstellung
EP2900766B2 (de) Passivierende alkalische zusammensetzung basierend auf wasserglas
WO2015162304A1 (de) Blech und verfahren zur verbesserung der umformbarkeit eines blechs
WO2021148312A1 (de) Stahlbauteil mit einer manganhaltigen korrosionsschutzschicht
WO1999020696A1 (de) Verfahren zum beschichten von metallen und hiermit beschichtetes metall
DE102023103033A1 (de) Kalt geformtes Bauteil
EP4249634A1 (de) Verfahren zum modifizieren einer oberfläche eines schmelztauchbeschichteten stahlblechs
DE102017010175A1 (de) Stahlflachprodukt und aus einem Stahlflachprodukt hergestelltes Stahlbauteil
WO2014049081A1 (de) Verwendung eines polymeren korrosionsinhibitors zur behandlung von anodisierten metalloberflächen
DE102023110138A1 (de) Stahlblech mit doppelschichtigem temporärem Korrosionsschutz
EP3807435A1 (de) Trennschicht für die warmumformung
DE102021121343A1 (de) Stahlflachprodukt mit verbesserter Zinkbeschichtung

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: 14728808

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016510898

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14787942

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014728808

Country of ref document: EP