DE102022105889A1

DE102022105889A1 - Method for coating a substrate with a metal alloy coating containing at least two metals

Info

Publication number: DE102022105889A1
Application number: DE102022105889.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Strack; Christian Schwerdt; Stefan Bienholz
Original assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date: 2022-03-14
Filing date: 2022-03-14
Publication date: 2023-09-14
Also published as: WO2023174691A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats.Das Verfahren weist die nachfolgenden Schritte auf:A) Bereitstellen eines ersten Metalls und eines zweiten Metalls als Draht;B) Einführen des Drahts,C) Aufbereiten des als Draht vorliegenden Ausgangsmaterials,D) Führen des aufbereiteten Ausgangsmaterials in den Nachverdampfungsabschnitt und Nachverdampfen zum Überführen in die Gasphase, hiernach Auslassen des in Gasphase vorliegenden Materials zu dessen Ablagern auf dem Substrat.The invention relates to a method for coating a substrate. The method has the following steps: A) providing a first metal and a second metal as a wire; B) introducing the wire, C) preparing the starting material in the form of a wire, D) guiding the prepared starting material into the post-evaporation section and post-evaporation to convert it into the gas phase, then releasing the material present in the gas phase to deposit it on the substrate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats mit einer Metalllegierungsbeschichtung aus wenigstens einem ersten Metall und einem zweiten Metall mit einer Beschichtungsvorrichtung.The invention relates to a method for coating a substrate with a metal alloy coating made of at least a first metal and a second metal using a coating device.

Für die Beschichtung eines Substrats, beispielsweise von Band, insbesondere metallischem Band, wie beispielsweise einem Stahlband, können Verfahren genutzt werden, die auf dem Prinzip der sogenannten Gasphasenabscheidung basieren. Das Prinzip der Gasphasenabscheidung besteht darin, ein Ausgangsmaterial bereitzustellen und dieses in die Gasphase zu bringen. Die in Gasphase vorliegenden Bestandteile des Materials, insbesondere Atome und/oder Ionen, bewegen sich in einer Beschichtungskammer und werden auf einen Bereich gerichtet hingeführt, in welchem die Beschichtung stattfinden soll, der nachfolgend als Beschichtungszone bezeichnet wird. Das Band wird durch die Beschichtungszone hindurch transportiert, sodass die in Gasphase vorliegenden Bestandteile des Materials sich auf dem zu beschichtenden Band absetzen und dadurch eine Beschichtung ausbilden.For the coating of a substrate, for example a strip, in particular a metallic strip, such as a steel strip, processes can be used which are based on the principle of so-called vapor deposition. The principle of vapor deposition is to provide a starting material and bring it into the gas phase. The components of the material present in the gas phase, in particular atoms and/or ions, move in a coating chamber and are directed towards an area in which the coating is to take place, which is referred to below as the coating zone. The strip is transported through the coating zone so that the components of the material present in the gas phase settle on the strip to be coated and thereby form a coating.

Ein Vorteil der Gasphasenabscheidung ist, dass mit guter Wirtschaftlichkeit Beschichtungen hergestellt werden können, deren Eigenschaften in hohem Maße und in weiten Eigenschaftsfenstern gezielt beeinflusset werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich die Gasphasenabscheidung zur Herstellung von Beschichtungen vieler unterschiedlicher Materialien eignet. Die Gasphasenabscheidung eignet sich im Gegensatz zu manchen anderen Verfahren beispielsweise für die Herstellung von Beschichtungen mit einem hochschmelzenden Material oder von Beschichtungen mit in metastabiler Phase oder in metastabilen Phasen vorliegendem Material.One advantage of vapor phase deposition is that coatings can be produced with good economic efficiency, the properties of which can be influenced to a large extent and within wide property windows. Another advantage is that vapor deposition is suitable for producing coatings on many different materials. In contrast to some other processes, vapor phase deposition is suitable, for example, for the production of coatings with a high-melting material or coatings with material present in a metastable phase or in metastable phases.

Üblich ist, dass die Beschichtung nicht nur aus einem Element bestehen soll, sondern dass sie aus einer Anzahl von zwei oder mehreren Elementen bestehen soll, beispielsweise aus zwei oder mehreren Metallen. Wenn eine Schicht als Legierungsschicht aus mehreren Metallen gebildet werden soll, ist in der Regel gewünscht, dass zum Einen eine hinsichtlich der Elementverteilung in der Beschichtung möglichst homogene Schicht gebildet wird und zum Anderen eine möglichst wirtschaftliche Lösung zur Schichtbildung ermöglicht wird.It is usual that the coating should not consist of just one element, but that it should consist of a number of two or more elements, for example two or more metals. If a layer is to be formed as an alloy layer made of several metals, it is generally desired that, on the one hand, a layer that is as homogeneous as possible with regard to the element distribution in the coating is formed and, on the other hand, that the most economical solution for layer formation is made possible.

Vor diesem Hintergrund ist die Aufgabe zu lösen, ein Substrat mit einer Metalllegierungsbeschichtung zu versehen, welche diese Anforderungen gut erfüllt.Against this background, the task to be solved is to provide a substrate with a metal alloy coating that meets these requirements well.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The task is solved using a method with the features of claim 1.

Das Verfahren dient dem Zweck, eine Beschichtung auf dem Substrat zu bilden, die eine Legierung aus wenigstens zwei Metallen darstellt, also aus zumindest einem ersten Metall und einem zweiten Metall, gegebenenfalls darüber hinaus weiteren Metallen.The method serves the purpose of forming a coating on the substrate which represents an alloy of at least two metals, i.e. at least a first metal and a second metal, and optionally additional metals.

Die Beschichtungsvorrichtung weist zu diesem Zweck einen Verdampfungsabschnitt mit einem Vorverdampfungsabschnitt und einem bevorzugt als Tiegel ausgebildeten Nachverdampfungsabschnitt auf. In dem Verdampfungsabschnitt wird ein Ausgangsmaterial in eine Gasphase gebracht, in welcher das sodann in Gasphase vorliegende Material aus der Beschichtungsvorrichtung austreten kann, sich zu einem Substrat hin bewegen kann, um auf dem Substrat die Metalllegierungsbeschichtung zu bilden.For this purpose, the coating device has an evaporation section with a pre-evaporation section and a post-evaporation section, preferably designed as a crucible. In the evaporation section, a starting material is brought into a gas phase in which the then gas-phase material can exit the coating device and move toward a substrate to form the metal alloy coating on the substrate.

Das Verdampfen des Ausgangsmaterials kann auf eine beliebige bekannte Weise erfolgen, beispielsweise mittels thermischen Verdampfens, Lichtbogenverdampfens sowie weiterer und Kombinationen aus den vorgenannten. Wesentlich ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass nach Durchlaufen des Verdampfungsabschnitts das Material in Gasphase vorliegt und sodann, beispielsweise mittels eines Düsenabschnitts der Beschichtungsvorrichtung, zu der Substratoberfläche, bei der es sich beispielsweise um eine Bandoberfläche, beispielsweise eines Stahlbands, handelt, die beschichtet werden soll, hin gerichtet geführt wird und bei Erreichen der Bandoberfläche auf dieser kondensiert.The evaporation of the starting material can be carried out in any known manner, for example by means of thermal evaporation, arc evaporation, as well as others and combinations of the aforementioned. What is essential in the context of the present invention is that after passing through the evaporation section, the material is in the gas phase and then, for example by means of a nozzle section of the coating device, to the substrate surface, which is, for example, a strip surface, for example a steel strip, which is coated should be directed and condenses on the belt surface when it reaches it.

Im Rahmen der gesamten Beschreibung werden die Begriffe der Gasphase und des Verdampfens verwendet, wie sie in Bereich der Gasphasenabscheidung nutzenden Technologien üblicherweise verwendet werden. Der Begriff der Gasphase umfasst dabei, dass ein geringer Gewichtsanteil, beispielsweise bis zu 30 Gewichtsprozent, bevorzugt nicht mehr als 10 Gewichtsprozent, des in Gasphase vorliegenden Materials nicht in Gasphase in streng physikalischem Sinne vorliegt, sondern es stattdessen als Dampf, als Aerosol und/oder als Cluster vorliegt. Der Begriff des Verdampfens umfasst, dass je nach verwendetem Material und nach verwendeter Technologie, der Übergang der Teilchen in die Gasphase zumindest teilweise auch mit anderen Mechanismen erfolgt als Verdampfen in streng physikalischem Sinne, beispielsweise durch Sublimation. Der Begriff des Verdampfens umfasst somit im Kontext des Sprachgebrauchs im Bereich der Gasphasenabscheidung und somit im Rahmen der vorliegenden Beschreibung zusätzlich zu einem Verdampfen im streng physikalischen Sinne, also einem Übergang flüssig --> Gasphase, auch weitere Mechanismen, wie insbesondere die Sublimation. Gleichermaßen wird das in Gasphase vorliegende Material sodenn auch gleichbedeutend als Materialdampf bezeichnet.Throughout the description, the terms gas phase and vaporization are used, as they are commonly used in the field of vapor deposition technologies. The term gas phase includes that a small proportion by weight, for example up to 30 percent by weight, preferably not more than 10 percent by weight, of the material present in the gas phase is not in the gas phase in a strictly physical sense, but instead is present as vapor, as an aerosol and / or exists as a cluster. The term evaporation means that, depending on the material used and the technology used, the transition of the particles into the gas phase takes place at least partially using mechanisms other than evaporation in a strictly physical sense, for example through sublimation. The term evaporation therefore, in the context of language use in the area of vapor deposition and thus in the context of the present description, also includes evaporation in the strictly physical sense, i.e. an over transition liquid --> gas phase, also other mechanisms, such as sublimation in particular. Likewise, the material present in the gas phase is also referred to as material vapor.

Die Beschichtungsvorrichtung kann beispielsweise Bestandteil einer Beschichtungsanlage sein, die zum Beschichten von bandförmigen Substraten, beispielsweise Stahlband, ausgebildet ist. Die Beschichtungsanlage weist beispielsweise eine Beschichtungskammer auf. Die Beschichtungskammer weist einen Kammereingang und einen Kammerausgang auf, wobei das zu beschichtende Band mit einer konstanten oder veränderlichen Bandtransportgeschwindigkeit in den Kammereingang hinein, durch die Kammer hindurch und aus dem Kammerausgang wieder herausgeführt wird. Die Beschichtungskammer ist typischerweise eine weitgehend geschlossene Kammer, in welcher bevorzugt ein technisches Vakuum bereitgestellt werden kann, beispielsweise zwischen 10^(-3) mbar und 100 mbar, bevorzugt mit weniger als 20 mbar. Die Beschichtungskammer weist dann beispielsweise die Beschichtungsvorrichtung auf. Die Beschichtungsvorrichtung umfasst den Verdampfungsabschnitt, in welchem das ursprünglich als Ausgangsmaterial bereitgestellte Material in die Gasphase hinein verdampft wird sowie bevorzugt einen Düsenabschnitt, mit welchem das sodann in Gasphase vorliegende Material in Richtung der zu beschichtenden Bandoberfläche hin gerichtet wird, sodass die aus einem Düsenausgang des Düsenabschnitts strömenden Teilchen der Gasphase zu der Beschichtungszone hin strömen.The coating device can, for example, be part of a coating system that is designed for coating strip-shaped substrates, for example steel strip. The coating system has, for example, a coating chamber. The coating chamber has a chamber inlet and a chamber outlet, with the strip to be coated being guided into the chamber inlet, through the chamber and out of the chamber outlet again at a constant or variable strip transport speed. The coating chamber is typically a largely closed chamber in which a technical vacuum can preferably be provided, for example between 10 ^(-3) mbar and 100 mbar, preferably less than 20 mbar. The coating chamber then has, for example, the coating device. The coating device comprises the evaporation section in which the material originally provided as starting material is evaporated into the gas phase and preferably a nozzle section with which the material then in the gas phase is directed towards the strip surface to be coated, so that it comes out of a nozzle outlet of the nozzle section flowing particles of the gas phase flow towards the coating zone.

Das Verfahren weist die nachfolgenden Schritte auf:

A) Bereitstellen des wenigstens ersten Metalls und zweiten Metalls als Ausgangsmaterial, wobei das Ausgangsmaterial als Draht bereitgestellt wird;
B) Einführen des als Draht vorliegenden Ausgangsmaterials in den Vorverdampfungsabschnitt,
C) Aufbereiten des als Draht vorliegenden Ausgangsmaterials in dem Vorverdampfungsabschnitt zum nachfolgenden Führen in den Nachverdampfungsabschnitt. Mit dem Aufbereiten erfolgt ein Verbrauch von Draht, der gemäß dem Verbrauch des Drahts während der Beschichtung, insbesondere kontinuierlich, zu einer Aufbereitungszone nachgeführt wird; es erfolgt also ein, insbesondere kontinuierliches, Nachführen des Drahts in die Aufbereitungszone hin;
D) Führen des aufbereiteten Ausgangsmaterials in den Nachverdampfungsabschnitt und Nachverdampfen zum hiernach erfolgenden, bevorzugt vollständigen weiteren, Überführen in die Gasphase, hiernach Auslassen des in Gasphase vorliegenden Materials aus der Beschichtungsvorrichtung hinaus zu dessen Ablagern auf dem Substrat. Das in Gasphase vorliegende Material wird beispielsweise aus einem innerhalb einer Beschichtungskammer befindlichen Düsenausgang der Beschichtungsvorrichtung ausgelassen und bewegt sich in der Beschichtungskammer, wobei das Substrat für die Beschichtung in einen Bereich, der als Beschichtungszone bezeichnet werden kann, geführt wird, an den das in Gasphase vorliegende Material gelangt, sich dort auf dem Substrat ablagert und eine Beschichtung bildet.

The procedure has the following steps:

A) providing the at least first metal and second metal as a starting material, the starting material being provided as a wire;
B) introducing the starting material in the form of wire into the pre-evaporation section,
C) Processing the starting material in the form of wire in the pre-evaporation section for subsequent feeding into the post-evaporation section. With the processing, wire is consumed, which is fed to a processing zone in accordance with the consumption of the wire during the coating, in particular continuously; The wire is therefore fed, in particular continuously, into the processing zone;
D) guiding the prepared starting material into the post-evaporation section and post-evaporation for the subsequent, preferably complete, further transfer into the gas phase, then releasing the material present in the gas phase out of the coating device to deposit it on the substrate. The material present in the gas phase is, for example, discharged from a nozzle outlet of the coating device located within a coating chamber and moves in the coating chamber, the substrate for the coating being guided into an area which can be referred to as a coating zone, to which the material present in the gas phase Material gets there, is deposited on the substrate and forms a coating.

Das bedeutet, dass in dem Nachverdampfungsabschnitt noch nicht in Gasphase vorliegende Bestandteile in die Gasphase übergehen. Bevorzugt ist die Dimensionierung, beispielsweise hinsichtlich Temperatur und Verweildauer des Materials derart ausgelegt, dass in dem Nachverdampfungsabschnitt das gesamte oder zumindest nahezu gesamte eintretende Material in die Gasphase übergeht. Die Beschichtung erfolgt also mittels einer Gasphasenabscheidung der Stoffe, welche die Beschichtung bilden sollen, also des wenigstens ersten Metalls und des zweiten Metalls.This means that components that are not yet in the gas phase pass into the gas phase in the post-evaporation section. The dimensioning, for example with regard to temperature and residence time of the material, is preferably designed such that in the post-evaporation section all or at least almost all of the entering material passes into the gas phase. The coating is therefore carried out by means of a vapor deposition of the substances which are to form the coating, i.e. the at least first metal and the second metal.

Bevorzugt besteht der Draht aus einer Legierung aus dem wenigstens ersten Metall und zweiten Metall, besonders bevorzugt aus einer Legierung aus den Metallen, welche die Metalllegierungsbeschichtung bilden sollen. Wenn also die Metalllegierungsbeschichtung aus einem ersten Metall und einem zweiten Metall bestehen soll, besteht der Draht aus einer Legierung aus dem ersten Metall und dem zweiten Metall.The wire preferably consists of an alloy of the at least first metal and second metal, particularly preferably of an alloy of the metals which are to form the metal alloy coating. Thus, if the metal alloy coating is to consist of a first metal and a second metal, the wire is made of an alloy of the first metal and the second metal.

Die Bereitstellung von Ausgangsmaterial als Draht, bestehend aus einer Metalllegierung, ist im Bereich der Gasphasenabscheidung der oben genannten Arten bisher völlig unüblich. Üblicherweise werden die beteiligten Elemente in elementaren Ausgangsmaterialien in separaten Zuführungen bereitgestellt oder alternativ ein Ausgangsmaterial eines ersten Elements durch Einarbeitung eines zweiten und gegebenenfalls weiterer Elemente präpariert, beispielsweise durch Einsetzen eines Drahts aus einem ersten Element, wobei der Draht einen Hohlraum aufweist, der mit einem zweiten Element gefüllt ist; in dieser Ausführung wird der präparierte Draht gelegentlich auch als sogenannter Fülldraht bezeichnet. Die oben beschriebene neue Vorgehensweise ist geeignet, bisher übliche Vorgehensweisen zu ersetzen.The provision of starting material as a wire, consisting of a metal alloy, has so far been completely unusual in the field of vapor deposition of the types mentioned above. Usually, the elements involved are provided in elementary starting materials in separate feeds or, alternatively, a starting material of a first element is prepared by incorporating a second and possibly further elements, for example by inserting a wire from a first element, the wire having a cavity which is connected to a second element is filled; In this version, the prepared wire is sometimes referred to as a so-called cored wire. The new procedure described above is suitable for replacing previously common procedures.

Das Bereitstellen des Drahts als ein aus einer Legierung bestehender Draht hat den Vorteil, dass die Durchführung des Beschichtungsverfahrens selbst in unaufwändiger Weise möglich wird; denn es ist für die Bereitstellung von einer mehrkomponentigen Beschichtung nur ein Ausgangsmaterial erforderlich, nämlich der aus der Metalllegierung bestehende Draht, welcher sämtliche Komponenten aufweist, aus welcher die zu bildende Metalllegierungsbeschichtung sich zusammensetzen soll. Der gegenüber der bisher üblichen Verwendung von Fülldraht aufgrund der erforderlichen Herstellung der Legierung erhöhte Aufwand wird dadurch gerechtfertigt, dass sich überraschenderweise gezeigt hat, dass eine Nutzung von einem Legierungsdraht eine verbesserte Prozesstabilität zur Folge hat. Bei einer Vielzahl von Materialien zeigt sich bei der Verwendung von Legierungsdraht zudem der Vorteil, dass gegenüber dem Fülldraht eine verringerte Anfälligkeit des Ausgangsmaterials für Oxidbildung vorliegt, was die Erfinder sich dadurch erklären, dass im Inneren des Fülldrahts eine Füllung des zweiten Elements eingebracht wurde, die in der Regel in Gestalt kleiner Partikel, beispielsweise in Form eines Pulvers, vorliegt und dadurch eine hohe Materialoberfläche aufweist.Providing the wire as an alloy wire has the advantage that the implementation of the coating process itself becomes possible in an uncomplicated manner; Because only one starting material is required to provide a multi-component coating, namely the wire consisting of the metal alloy, which has all the components from which the metal alloy coating to be formed is to be composed. The increased effort compared to the previously common use of cored wire due to the required production of the alloy is justified by the fact that it has surprisingly been shown that the use of an alloy wire results in improved process stability. With a variety of materials, the use of alloy wire also has the advantage that, compared to cored wire, there is a reduced susceptibility of the starting material to oxide formation, which the inventors explain by the fact that a filling of the second element was introduced into the interior of the cored wire usually in the form of small particles, for example in the form of a powder, and therefore has a high material surface.

Das Bereitstellen des Ausgangsmaterials als Draht in Schritt A) umfasst bevorzugt die nachfolgenden Schritte:

A1) Bereitstellen des wenigstens ersten Metalls und zweiten Metalls in einem wenigstens ersten Vormaterial und zweiten Vormaterial, sodass die Gesamtheit des wenigstens ersten Vormaterials und des zweiten Vormaterials das wenigstens erste Metall und zweite Metall in den Gewichtsanteilen des zur Herstellung beabsichtigten Drahts bereitstellt,
A2) Aufschmelzen des ersten Vormaterials,
A3) Zulegieren des restlichen Vormaterials zum Herbeiführen einer Metallschmelze mit den Elementanteilen des zur Herstellung beabsichtigten Drahts,
A4) Herstellen des Drahts aus der Metallschmelze.

Providing the starting material as a wire in step A) preferably includes the following steps:

A1) providing the at least first metal and second metal in an at least first primary material and second primary material, so that the entirety of the at least first primary material and the second primary material provides the at least first metal and second metal in the weight proportions of the wire intended for production,
A2) Melting the first raw material,
A3) alloying the remaining raw material to produce a metal melt with the elemental components of the wire intended for production,
A4) Making the wire from the molten metal.

Bevorzugt ist, dass die Schritte A1) bis A4) in der Reihenfolge ihrer Nummerierung sequentiell durchgeführt werden.It is preferred that steps A1) to A4) are carried out sequentially in the order in which they are numbered.

Besonders bevorzugt erfolgen die Schritte A1) bis A4 durch die Bereitstellung der Vormaterialien als elementare Vormaterialien, also als reine Metalle:

A1) Bereitstellen des wenigstens ersten Metalls und zweiten Metalls jeweils als abgesehen von Verunreinigungen reine Metalle, wobei das erste Metall das Metall mit dem höchsten Gewichtsanteil an dem zur Herstellung beabsichtigten Draht ist,
A2) Aufschmelzen des ersten Metalls,
A3) Zulegieren des restlichen Metalls zum Herbeiführen einer Metallschmelze mit den Elementanteilen des zur Herstellung beabsichtigten Drahts,
A4) Herstellen des Drahts aus der Metallschmelze.

Steps A1) to A4 are particularly preferably carried out by providing the raw materials as elementary raw materials, i.e. as pure metals:

A1) providing the at least first metal and second metal as pure metals apart from impurities, the first metal being the metal with the highest proportion by weight of the wire intended for production,
A2) Melting the first metal,
A3) alloying the remaining metal to produce a metal melt with the elemental components of the wire intended for production,
A4) Making the wire from the molten metal.

Das bedeutet, dass bevorzugt die Herstellung des Drahts in der oben beschriebenen Weise eine vorgelagerte Prozessstufe ist, die Bestandteil des Verfahrensschritts A) ist oder den Verfahrensschritt A) darstellt als solcher Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist.This means that the production of the wire in the manner described above is preferably an upstream process stage that is part of method step A) or represents method step A) as such is part of the method according to the invention.

Das Bereitstellen eines Drahts in der oben beschriebenen Weise, das bedeutet insbesondere: das Herstellen eines Drahts ausgehend vom Aufschmelzen des Metalls, welches die höchsten Gewichtsanteile in der herzustellenden Metalllegierungsbeschichtung aufweist, mit nachfolgendem Zulegieren des weiteren Metalls oder der weiteren Metalle, weist den Vorteil auf, dass in reproduzierbare Weise ein Ausgangsmaterial erhalten werden kann, mit dem Metalllegierungsbeschichtungen mit bekannten Eigenschaften unaufwändig mit hoher Toleranz in der Prozessführung hergestellt werden können. Zusätzlich ist durch diese Vorgehensweise eine hohe Flexibilität in der Zusammensetzung der Metalllegierungsschicht gewährleistet.Providing a wire in the manner described above, which means in particular: producing a wire starting from melting the metal which has the highest weight proportions in the metal alloy coating to be produced, with subsequent alloying of the further metal or metals, has the advantage that that a starting material can be obtained in a reproducible manner with which metal alloy coatings with known properties can be produced inexpensively and with high tolerance in the process control. In addition, this procedure ensures a high degree of flexibility in the composition of the metal alloy layer.

Das Herstellen des Drahts kann die Schritte

A4a) Gießen und
A4b) ein nach dem Gießen stattfindendes Formen umfassen.

Making the wire can follow the steps

A4a) Pouring and
A4b) include molding that takes place after casting.

Das Gießen kann beispielsweise als Stranggießen oder als Blockgießen ausgebildet sein. Das Formen kann ein Walzen oder ein Ziehen sein oder eine Kombination aus beiden, mit oder ohne eventuelle weitere dem Fachmann bekannte Arten des Formens.The casting can be designed, for example, as continuous casting or as ingot casting. The forming may be rolling or drawing or a combination of both, with or without any other types of forming known to those skilled in the art.

Besonders bevorzugt ist, dass als erstes Metall Zn eingesetzt wird. Als weitere Metalle wird bevorzugt ein oder mehrere der Metalle Cu, Mn, Ni und/oder Ce eingesetzt. Besonders bevorzugt hat das erste Metall Zn den höchsten Gewichtsanteil an dem bereitgestellten Draht.It is particularly preferred that Zn is used as the first metal. One or more of the metals Cu, Mn, Ni and/or Ce is preferably used as further metals. Particularly preferably, the first metal Zn has the highest proportion by weight of the wire provided.

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Draht Zn und Mn aufweisend hergestellt, besonders bevorzugt wird er aus Zn und Mn bestehend hergestellt. In einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt der Mn-Gehalt des Drahts zwischen 35 und 45 Gewichtsprozent, kurz: Gew.-%, bevorzugt zwischen 38 und 42 Gew.-%. Alternativ oder zusätzlich beträgt der Mn-Gehalt in dem Draht einen um 0 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 10 Gew.-%, höheren Wert als der Sollgehalt an Mn in der fertiggestellten Metalllegierungsbeschichtung es ist, wobei der Sollgehalt einen tolerierte Mindestgehalt an Mn bezeichnet. Überraschenderweise hat sich in Versuchen gezeigt, dass mit einem Draht, der mit der oben genannten Legierungsvorschrift bereitgestellt wird, Metalllegierungsbeschichtungen erhalten werden können, die auch bei zeitweise beträchtlichen Schwankungen in der Prozessführung, insbesondere hinsichtlich der Stabilität des Lichtbogens, stets innerhalb der Toleranzen der Elementzusammensetzung vorlagen. Soweit der Prozess stabil ist, entspricht die Zusammensetzung der Metalllegierungsbeschichtung derjenigen des Ausgangsstoffs, also des Drahts beziehungsweise der Drähte, oder weicht allenfalls geringfügig davon ab; bei instabilem Prozess sinkt der Mn-Gehalt laut Beobachtungen nicht unter den Sollgehalt. Die optional mögliche Bereitstellung von Draht mit einem Mn-Gehalt, der oberhalb des Sollgehalts in der fertiggestellten Metalllegierungsbeschichtung liegt, wurde von den Entwicklern empirisch gefunden, da die erhaltenen Schichten gleichermaßen gute Produkteigenschaften zur Folge hatten und gleichzeitig sichergestellt bleibt, dass die Schmelztemperatur der Beschichtung nicht unterhalb ein tolerables Maß fällt.In a preferred development of the method according to the invention, the wire is produced containing Zn and Mn, particularly preferably it is produced consisting of Zn and Mn. In an advantageous embodiment, the Mn content of the wire is between 35 and 45 percent by weight, in short: percent by weight, preferably between 38 and 42 percent by weight. Alternatively or additionally, the Mn- Content in the wire is 0 to 15% by weight, preferably 0 to 10% by weight, higher than the target content of Mn in the finished metal alloy coating, the target content denoting a tolerated minimum content of Mn. Surprisingly, tests have shown that with a wire that is provided with the above-mentioned alloying specification, metal alloy coatings can be obtained which are always within the tolerances of the element composition, even with considerable fluctuations in the process control at times, in particular with regard to the stability of the arc . As long as the process is stable, the composition of the metal alloy coating corresponds to that of the starting material, i.e. the wire or wires, or at most differs slightly from it; According to observations, if the process is unstable, the Mn content does not fall below the target content. The optionally possible provision of wire with an Mn content that is above the target content in the finished metal alloy coating was found empirically by the developers, since the layers obtained resulted in equally good product properties and at the same time ensured that the melting temperature of the coating did not falls below a tolerable level.

Insbesondere bei Zn-Mn-Metalllegierungsbeschichtungen hat die Nutzung eines erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bereitstellung von Zn-Mn-Draht Vorteile in Verfahrensführung und den erhaltenen Ergebnissen gezeigt.Particularly in the case of Zn-Mn metal alloy coatings, the use of a method according to the invention with the provision of Zn-Mn wire has shown advantages in terms of process management and the results obtained.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Vorverdampfungsabschnitt einen Spritzkopf zum Aufbereiten des als Ausgangsmaterial vorliegenden Beschichtungsmaterials und ein Injektorrohr auf. Das Injektorrohr ist ausgebildet, das in dem Spritzkopf aufbereitete Beschichtungsmaterial zu dem Nachverdampfungsabschnitt zu leiten und das aufbereitete Beschichtungsmaterials in den Nachverdampfungsabschnitt hinein zu bringen, um es dort in die Gasphase zu wandeln.In a preferred development, the pre-evaporation section has a spray head for processing the coating material present as the starting material and an injector tube. The injector tube is designed to direct the coating material prepared in the spray head to the post-evaporation section and to bring the prepared coating material into the post-evaporation section in order to convert it into the gas phase there.

Bevorzugt ist der Spritzkopf eine Drahtspritze für das Lichtbogenschmelzen und/oder Lichtbogenverdampfen von in die Drahtspritze eingeführtem Ausgangsmaterial. Der Begriff der Drahtspritze definiert, dass das Ausgangsmaterial als Draht oder Band vorliegt und mittels Lichtbogenschmelzens und/oder Lichtbogenverdampfens aufbereitet wird. Das zur Ausbildung der jeweiligen Beschichtung eingesetzte Material liegt drahtförmig vor. Das Ausgangsmaterial wird in den Einflussbereich eines elektrischen Lichtbogens gebracht, wobei vorzugsweise zwei Drähte des Ausgangsmaterials vorliegen, von denen einer als Kathode und einer als Anode mit einer elektrischen Gleichspannungsquelle geschaltet wird und mit der Gleichspannungsquelle eine zur Bildung eines Lichtbogens ausreichende Spannung eingestellt wird. Das mittels der Energie des Lichtbogens geschmolzene und/oder verdampfte Material strömt mittels eines Gasstroms von einem Gas oder einem Gasgemisch in das Innere einer auf eine Temperatur, die mindestens der Verdampfungstemperatur des mindestens einen zur Beschichtung eingesetzten Materials oder des Materials mit der jeweils höchsten Verdampfungstemperatur entspricht, erhitzten Kammer, dem sogenannten Tiegel, durch einen Einlass ein. Dabei verdampft/verdampfen das/die Material/ien in dem Tiegel vollständig und tritt/treten durch eine an dem Tiegel vorhandene Öffnung aus. Das/die verdampfte/n Material/ien trifft/treffen auf die zu beschichtende Oberfläche des Bauteils des bandförmigen Materials oder Werkstücks zur Ausbildung der jeweiligen Beschichtung auf. Eine solche Ausführungsform ist beispielsweise der WO 2016/042 079 A1 zu entnehmen. Die WO 2016/042 079 A1 ist ein Beispiel für ein Aufbereiten des Ausgangsmaterials als Draht oder Band mittels Lichtbogenschmelzens und/oder Lichtbogenverdampfens und damit ein Beispiel für eine Drahtspritze gemäß Definition auch dieser Anmeldung.The spray head is preferably a wire syringe for arc melting and/or arc evaporation of starting material introduced into the wire syringe. The term wire spraying defines that the starting material is in the form of a wire or strip and is processed using arc melting and/or arc evaporation. The material used to form the respective coating is in the form of a wire. The starting material is brought into the area of influence of an electrical arc, preferably two wires of the starting material being present, one of which is connected as a cathode and one as an anode with an electrical DC voltage source and with the DC voltage source a voltage sufficient to form an arc is set. The material melted and/or evaporated by means of the energy of the arc flows by means of a gas stream from a gas or a gas mixture into the interior of a to a temperature which corresponds at least to the evaporation temperature of the at least one material used for coating or the material with the highest evaporation temperature in each case , heated chamber, the so-called crucible, through an inlet. The material(s) in the crucible evaporate completely and exit through an opening in the crucible. The evaporated material(s) hits the surface of the component of the band-shaped material or workpiece to be coated to form the respective coating. One such embodiment is, for example WO 2016/042 079 A1 refer to. The WO 2016/042 079 A1 is an example of preparing the starting material as a wire or strip by means of arc melting and/or arc evaporation and thus an example of a wire syringe as defined in this application.

Das Schmelzen/Verdampfen ist bei Ausführung des Vorverdampfungsabschnitts als Drahtspritze die Ausführung des oben eingeführten Begriffs des Aufbereitens.When the pre-evaporation section is designed as a wire syringe, the melting/evaporation is the implementation of the concept of processing introduced above.

Besonders bevorzugt erfolgt das Aufbereiten mittels Lichtbogenschmelzens und/oder Lichtbogenverdampfens von genau zwei Drähten, die die gleiche Legierungszusammensetzung aufweisen.The processing is particularly preferably carried out by means of arc melting and/or arc evaporation of exactly two wires that have the same alloy composition.

Der Einflussbereich des Lichtbogens ist die oben eingeführte Aufbereitungszone. Der mit dem Schmelzen/Verdampfen erfolgende Abtrag des Drahts wird durch das dem Abtrag des Drahts entsprechende Nachführen von Draht in den Einflussbereich des Lichtbogens, also in die Aufbereitungszone, kompensiert. In einem Fall, dass bei kontinuierlichem Betrieb eines Lichtbogens ein kontinuierlicher Abtrag von Draht erfolgt, erfolgt entsprechend ein kontinuierliches Nachführen von Draht in die Aufbereitungszone.The area of influence of the arc is the processing zone introduced above. The removal of the wire that occurs as a result of melting/evaporation is compensated for by the wire being fed into the area of influence of the arc, i.e. into the processing zone, corresponding to the removal of the wire. In a case where a continuous removal of wire occurs during continuous operation of an arc, wire is correspondingly continuously fed into the processing zone.

An den Nachverdampfungsabschnitt schließt bevorzugt ein mit diesem gekoppelter Düsenabschnitt an, der den Düsenausgang aufweist und mit diesem endet.The post-evaporation section is preferably followed by a nozzle section coupled to it, which has the nozzle outlet and ends with it.

Besonders bevorzugt werden zwei Drähte gleicher Legierung verwendet, zwischen denen ein Lichtbogen erzeugt und betrieben wird zum Lichtbogenschmelzen und/oder Lichtbogenverdampfen. Das Verwenden zweier Drähte gleicher Legierung hat den Vorteil, dass der Lichtbogenprozess stabiler ist, das bedeutet, dass die Ausbildung des Lichtbogens geringeren empirisch beobachtbaren Schwankungen unterlegen ist, wodurch in der Folge eine örtlich gleichmäßigere Elementverteilung der in dem Draht enthaltenen Metallelemente in der fertig gestellten Metalllegierungsbeschichtung erhalten wird. Ein weiterer Vorteil einer Verwendung von zwei Drähten gleicher Legierung ist, dass der Aufwand zum Betrieb des Verfahrens geringer ist, da eine Zuordnung eines bestimmten Drahts zu einer Einführungsposition nicht erforderlich ist.Two wires of the same alloy are particularly preferably used, between which an arc is generated and operated for arc melting and/or arc evaporation. Using two wires of the same alloy has the advantage that the arc process is more stable, which means that the formation of the arc is subject to smaller empirically observable fluctuations, which results in a locally more uniform element distribution of the metal elements contained in the wire in the finished metal alloy coating. Another advantage of using two wires of the same alloy is that the effort required to operate the method is lower, since it is not necessary to assign a specific wire to an insertion position.

Während des Beschichtens weichen in einer vorteilhaften Ausführung eine Geschwindigkeit des Nachführens des ersten Drahts und eine Geschwindigkeit des Nachführens des zweiten Drahts, zeitweise oder dauerhaft, bevorzugt bis zu 25 Prozent, aber nicht mehr als 25 Prozent, der jeweils größeren Geschwindigkeit voneinander ab. Das bedeutet mit anderen Worten, dass insbesondere Schwankungen in der Geschwindigkeit des Nachführens des ersten Drahts und des Nachführens des zweiten Drahts zugelassen werden, solange diese Schwankungen eine Abweichung von 25 % nicht übersteigen. Besonders bevorzugt ist dies derart realisiert, dass der erste Draht und der zweite Draht mit einer gleichen Sollgeschwindigkeit in die Verdampfungszone nachgeführt werden, wobei eine Abweichung der Geschwindigkeit, in welcher der erste Draht nachgeführt wird, und eine Abweichung der Geschwindigkeit, in welcher der zweite Draht nach geführt wird, jeweils von der Sollgeschwindigkeit in ihrer prozentualen Abweichung von der Sollgeschwindigkeit nur so groß sind, dass die Abweichung der Geschwindigkeit des ersten Drahts von der Sollgeschwindigkeit und die Abweichung der Geschwindigkeit des zweiten Drahts von der Sollgeschwindigkeit in der Summe 25 % der Sollgeschwindigkeit nicht überschreiten.During the coating, in an advantageous embodiment, a speed of tracking of the first wire and a speed of tracking of the second wire deviate from one another, temporarily or permanently, preferably up to 25 percent, but not more than 25 percent, of the respectively greater speed. In other words, this means that, in particular, fluctuations in the speed of tracking the first wire and the tracking of the second wire are permitted as long as these fluctuations do not exceed a deviation of 25%. This is particularly preferably implemented in such a way that the first wire and the second wire are tracked into the evaporation zone at the same target speed, with a deviation in the speed at which the first wire is tracked and a deviation in the speed at which the second wire is carried out, the percentage deviation from the target speed is only so large that the deviation of the speed of the first wire from the target speed and the deviation of the speed of the second wire from the target speed do not total 25% of the target speed exceed.

Während des Beschichtens weichen in einer besonders bevorzugten Weiterbildung eine Geschwindigkeit des Nachführens des ersten Drahts und eine Geschwindigkeit des Nachführens des zweiten Drahts, zeitweise oder dauerhaft, bis zu 10 Prozent, aber nicht mehr als 10 Prozent, der jeweils größeren Geschwindigkeit voneinander ab. Das bedeutet mit anderen Worten, dass insbesondere Schwankungen in der Geschwindigkeit des Nachführens des ersten Drahts und des Nachführens des zweiten Drahts zugelassen werden, solange diese Schwankungen eine Abweichung von 10 % nicht übersteigen.During coating, in a particularly preferred development, a speed of tracking of the first wire and a speed of tracking of the second wire deviate from each other, temporarily or permanently, by up to 10 percent, but not more than 10 percent, of the respectively greater speed. In other words, this means that, in particular, fluctuations in the speed of tracking the first wire and the tracking of the second wire are permitted as long as these fluctuations do not exceed a deviation of 10%.

Alternativ oder zusätzlich können bevorzugt außerdem eine Geschwindigkeit des Nachführens des ersten Drahts und eine Geschwindigkeit des Nachführens des zweiten Drahts wenigstens 1 Prozent, bevorzugt wenigstens 5 Prozent, der jeweils größeren der beiden Geschwindigkeiten voneinander abweichen. Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, dass bei einer gewissen, nicht zu hohen, Abweichung der Geschwindigkeiten eine erhöhte Lichtbogenstabilität und damit ein verbessertes Abbrandverhalten beobachtet werden konnte, was insbesondere zu vorteilhaften Folgen in der Qualität der auf dem Substrat gebildeten Beschichtung führt, beispielsweise eine hohe Homogenität in der Ortsabhängigkeit der Elementzusammensetzung und eine geringe Defektdichte.Alternatively or additionally, a speed of tracking of the first wire and a speed of tracking of the second wire can preferably differ from each other by at least 1 percent, preferably at least 5 percent, of the larger of the two speeds. It has surprisingly been shown that with a certain, not too high, deviation in the speeds, increased arc stability and thus improved burn-off behavior could be observed, which in particular leads to advantageous consequences in the quality of the coating formed on the substrate, for example a high one Homogeneity in the spatial dependence of the elemental composition and a low defect density.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Geschwindigkeit des Nachführens des ersten Drahts und die Geschwindigkeit des Nachführens des zweiten Drahts wenigstens 1 Prozent, bevorzugt wenigstens 5 Prozent, der jeweils größeren der beiden Geschwindigkeiten voneinander abweichen, und dabei sowohl die Geschwindigkeit des Nachführens des ersten Drahts als auch die Geschwindigkeit des Nachführens des zweiten Drahts während eines zeitlichen Beschichtungsabschnitts, also während eines Zeitabschnitts der Beschichtung, des Verfahrens, bevorzugt während des gesamten Beschichtens des Substrats, konstant sind. Konstante Drahtgeschwindigkeiten haben den Vorteil zur Folge, dass die Elementzusammensetzung der auf dem Substrat gebildeten Beschichtung ein hohes Maß an lateraler Homogenität aufweist.In particular, it can be provided that the speed of tracking of the first wire and the speed of tracking of the second wire differ from each other by at least 1 percent, preferably at least 5 percent, of the larger of the two speeds, and thereby both the speed of tracking of the first wire the speed of tracking of the second wire is also constant during a temporal coating section, i.e. during a time section of the coating, of the method, preferably during the entire coating of the substrate. Constant wire speeds have the advantage that the elemental composition of the coating formed on the substrate has a high degree of lateral homogeneity.

Besonders bevorzugt sind zumindest während eines zeitlichen Beschichtungsabschnitts sowohl die Geschwindigkeit des Nachführens des ersten Drahts als auch die Geschwindigkeit des Nachführens des zweiten Drahts sowie außerdem eine Transportgeschwindigkeit des Substrats konstant. Diese Vorgehensweise geht mit dem Vorteil einher, dass keine Regelung der Geschwindigkeit des Nachführens des ersten und/oder Drahts sowie der Transportgeschwindigkeit des Substrats erforderlich ist.Particularly preferably, at least during a temporal coating section, both the speed of tracking of the first wire and the speed of tracking of the second wire as well as a transport speed of the substrate are constant. This procedure has the advantage that no regulation of the speed of tracking of the first and/or wire or the transport speed of the substrate is required.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Beschichtungsvorrichtung eine in den Verdampfungsabschnitt weisende Trägergasstromzufuhr aufweist zum Zuführen eines Trägergasstroms eines Trägergases in den Verdampfungsabschnitt und durch diesen hindurch zum Mitführen in Schritt C) aufbereiteten Ausgangsmaterials im Schritt D). Das Verwenden einer Trägergasstromzufuhr, welche das im Lichtbogen verdampfte/geschmolzene Ausgangsmaterial in den Nachverdampfungsabschnitt führt, trägt zu einer Erhöhung des Durchsatzes bei gleichzeitiger Stabilisierung des Prozesses bei.In a further development of the method according to the invention, it can be provided that the coating device has a carrier gas stream supply pointing into the evaporation section for supplying a carrier gas stream of a carrier gas into the evaporation section and through it for carrying the starting material prepared in step C) in step D). Using a carrier gas stream supply that carries the arc vaporized/melted starting material into the post-evaporation section helps increase throughput while simultaneously stabilizing the process.

In einem durchgeführten Versuch wurde als erstes Metall Zn und als zweites Metall Mn verwendet.In an experiment carried out, Zn was used as the first metal and Mn as the second metal.

Es wurde eine Schmelze hergestellt, die zu 70 Gewichtsprozent, kurz: Gew.-%, aus Zn und zu 30 Gew.-% aus Mn bestand.A melt was produced which consisted of 70 percent by weight, in short: percent by weight, of Zn and 30 percent by weight of Mn.

Aus der Schmelze wurde mittels Gießens ein Gussblock hergestellt.A cast block was produced from the melt by casting.

Nach dem Gießen wurde aus dem Gussblock ein Draht geformt. Das Formen des Drahts umfasste folgende Schritte:

1. Wiedererhitzen des Gussblocks und hiernach Warmwalzen des Gussblocks zu einem Vordraht,
2. Ziehen des Vordrahts zu einem Fertigdraht mit 2,5 mm.

After casting, a wire was formed from the cast block. Forming the wire involved the following steps:

1. Reheating the cast ingot and then hot rolling the ingot into a pre-wire,
2. Pulling the pre-wire into a finished wire of 2.5 mm.

Ein erster Abschnitt des Fertigdrahts und ein zweiter Abschnitt des Fertigdrahts wurden in eine Drahtspritze eingesetzt und zwischen den beiden Drahtabschnitten wurde ein Lichtbogen gezündet zum Lichtbogenverdampfen und nachfolgenden Führen des verdampften Materials in den Nachverdampfungsabschnitt und Auslassen des so hergestellten Materialdampfes innerhalb einer Beschichtungskammer zu einer Bandoberfläche eines durch eine in der Beschichtungskammer befindlichen Beschichtungszone geführten Stahlbands.A first section of the finished wire and a second section of the finished wire were inserted into a wire syringe and an arc was ignited between the two wire sections for arc evaporation and subsequent feeding of the evaporated material into the post-evaporation section and exhausting the material vapor thus produced within a coating chamber to a strip surface a steel strip guided by a coating zone located in the coating chamber.

Die Geschwindigkeit der Drähte wurde derart kontrolliert, dass während des Beschichtens eine Geschwindigkeit des Nachführens des ersten Drahts und eine Geschwindigkeit des Nachführens des zweiten Drahts bis zu 10 Prozent, aber nicht mehr als 10 Prozent, der jeweils größeren Geschwindigkeit voneinander abwichen. Die Geschwindigkeitskontrolle in diesem Ausmaß war ausreichend genau, um zu gewährleisten, dass auf dem Stahlband ein hochschmelzender Zn-Legierungsüberzug mit sehr guten Eigenschaften gebildet wurde.The speed of the wires was controlled such that during coating, a speed of tracking of the first wire and a speed of tracking of the second wire differed from each other by up to 10 percent, but not more than 10 percent, of the greater speed. Speed control to this extent was sufficiently accurate to ensure that a high-melting Zn alloy coating with very good properties was formed on the steel strip.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2016/042079 A1 [0028]WO 2016/042079 A1 [0028]

Claims

Verfahren zum Beschichten eines Substrats mit einer Metalllegierungsbeschichtung aus wenigstens einem ersten Metall und einem zweiten Metall mit einer Beschichtungsvorrichtung, wobei die Beschichtungsvorrichtung einen Verdampfungsabschnitt mit einem Vorverdampfungsabschnitt und einen bevorzugt als Tiegel ausgebildeten Nachverdampfungsabschnitt aufweist zum Überführen eines Ausgangsmaterials in eine Gasphase und zum Ablagern des sodann in Gasphase vorliegenden Materials, das aus der Beschichtungsvorrichtung austritt, und zu dem Substrat hin gelangt zum Bilden der Metalllegierungsbeschichtung, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte aufweist: A) Bereitstellen des wenigstens ersten Metalls und zweiten Metalls als Ausgangsmaterial, wobei das Ausgangsmaterial als Draht bereitgestellt wird; B) Einführen des als Draht vorliegenden Ausgangsmaterials in den Vorverdampfungsabschnitt, C) Aufbereiten des als Draht vorliegenden Ausgangsmaterials in dem Vorverdampfungsabschnitt zum nachfolgenden Führen in den Nachverdampfungsabschnitt, D) Führen des aufbereiteten Ausgangsmaterials in den Nachverdampfungsabschnitt und Nachverdampfen zum, bevorzugt vollständigen weiteren, Überführen in die Gasphase, hiernach Auslassen des in Gasphase vorliegenden Materials zu dessen Ablagern auf dem Substrat. Method for coating a substrate with a metal alloy coating made of at least a first metal and a second metal using a coating device, wherein the coating device has an evaporation section with a pre-evaporation section and a post-evaporation section, preferably designed as a crucible, for converting a starting material into a gas phase and for depositing the material then in the gas phase, which emerges from the coating device and reaches the substrate to form the metal alloy coating, wherein the method comprises the following steps: A) providing the at least first metal and second metal as a starting material, the starting material being provided as a wire; B) introducing the starting material in the form of wire into the pre-evaporation section, C) processing the starting material in the form of wire in the pre-evaporation section for subsequent feeding into the post-evaporation section, D) guiding the prepared starting material into the post-evaporation section and post-evaporation for, preferably complete further, transfer into the gas phase, then releasing the material present in the gas phase to deposit it on the substrate.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Draht aus einer Legierung aus dem wenigstens ersten Metall und zweiten Metall besteht.Method according to one of the preceding claims, wherein the wire consists of an alloy of the at least first metal and second metal.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen des Ausgangsmaterials als Draht in Schritt A) die nachfolgenden Schritte umfasst: A1) Bereitstellen des wenigstens ersten Metalls und zweiten Metalls in einem wenigstens ersten Vormaterial und zweiten Vormaterial, sodass die Gesamtheit des wenigstens ersten Vormaterials und des zweiten Vormaterials das wenigstens erste Metall und zweite Metall in den Gewichtsanteilen des zur Herstellung beabsichtigten Drahts bereitstellt, A2) Aufschmelzen des ersten Vormaterials, A3) Zulegieren des restlichen Vormaterials zum Herbeiführen einer Metallschmelze mit den Elementanteilen des zur Herstellung beabsichtigten Drahts, A4) Herstellen des Drahts aus der Metallschmelze.Method according to one of the preceding claims, wherein providing the starting material as a wire in step A) comprises the following steps: A1) providing the at least first metal and second metal in an at least first primary material and second primary material, so that the entirety of the at least first primary material and the second primary material provides the at least first metal and second metal in the weight proportions of the wire intended for production, A2) Melting the first raw material, A3) alloying the remaining raw material to produce a metal melt with the elemental components of the wire intended for production, A4) Making the wire from the molten metal.

Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Herstellen des Drahts umfasst die Schritte A4a) Gießen und nach dem Gießen A4b) Formen.Procedure according to Claim 3 , wherein producing the wire includes steps A4a) casting and after casting A4b) shaping.

Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Gießen ein Stranggießen oder Blockgießen ist und/oder wobei das Formen ein Walzen und/oder Ziehen umfasst.Procedure according to Claim 4 , wherein the casting is continuous casting or ingot casting and/or wherein the forming comprises rolling and/or drawing.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Metall Zn ist und das wenigstens zweite Metall Cu, Mn, Ni und/oder Ce ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the first metal is Zn and the at least second metal is Cu, Mn, Ni and/or Ce.

Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Draht Zn und Mn aufweist, bevorzugt aus Zn und Mn besteht, wobei der Mn-Gehalt des Drahts zwischen 35 und 45 Gewichtsprozent, kurz: Gew.-%, ist, bevorzugt zwischen 38 und 42 Gew.-% und/oder wobei der Mn-Gehalt in dem Draht um 0 bis 15 Gew.-%, bevorzugt um 0 bis 10 Gew.-% höher ist als der Sollgehalt an Mn in der fertiggestellten Metalllegierungsbeschichtung.Procedure according to Claim 6 , wherein the wire has Zn and Mn, preferably consists of Zn and Mn, the Mn content of the wire being between 35 and 45 weight percent, in short: weight percent, preferably between 38 and 42 weight percent and/or wherein the Mn content in the wire is 0 to 15% by weight, preferably 0 to 10% by weight, higher than the target content of Mn in the finished metal alloy coating.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Vorverdampfungsabschnitt einen Spritzkopf zum Aufbereiten des Ausgangsmaterials aufweist und ein Injektorrohr aufweist, wobei das Injektorrohr das in dem Spritzkopf aufbereitete Ausgangsmaterial in den Nachverdampfungsabschnitt leitend ausgebildet und mit dem Nachverdampfungsabschnitt gekoppelt ist zum Führen des aufbereiteten Ausgangsmaterials in den Nachverdampfungsabschnitt hinein.Method according to one of the preceding claims, wherein the pre-evaporation section has a spray head for processing the starting material and has an injector tube, the injector tube being designed to conduct the starting material prepared in the spray head into the post-evaporation section and being coupled to the post-evaporation section for guiding the prepared starting material into the post-evaporation section into it.

Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Spritzkopf eine Drahtspritze ist für ein Lichtbogenschmelzen und/oder Lichtbogenverdampfen von in die Drahtspritze eingeführtem Draht.Procedure according to Claim 8 , wherein the spray head is a wire syringe for arc melting and/or arc evaporation of wire inserted into the wire syringe.

Verfahren nach Anspruch 9, wobei zwei Drähte gleicher Legierung verwendet werden, zwischen denen ein Lichtbogen erzeugt und betrieben wird zum Lichtbogenschmelzen und/oder Lichtbogenverdampfen.Procedure according to Claim 9 , where two wires of the same alloy are used, between which an arc is generated and operated for arc melting and / or arc evaporation.

Verfahren nach Anspruch 10, wobei während des Beschichtens eine Geschwindigkeit des Nachführens des ersten Drahts und eine Geschwindigkeit des Nachführens des zweiten Drahts bis zu 25 Prozent, bevorzugt bis zu 10 Prozent, voneinander abweichen, und/oder eine Geschwindigkeit des Nachführens des ersten Drahts und eine Geschwindigkeit des Nachführens des zweiten Drahts wenigstens 1 Prozent, bevorzugt wenigstens 5 Prozent, voneinander abweichen.Procedure according to Claim 10 , wherein during coating a speed of tracking of the first wire and a speed of tracking of the second wire differ from each other by up to 25 percent, preferably up to 10 percent, and / or a speed of tracking of the first wire and a speed of tracking of the second wire differ from each other by at least 1 percent, preferably at least 5 percent.

Verfahren nach Anspruch 11, wobei sowohl die Geschwindigkeit des Nachführens des ersten Drahts als auch die Geschwindigkeit des Nachführens des zweiten Drahts während eines zeitlichen Beschichtungsabschnitts des Verfahrens, bevorzugt während des gesamten Beschichtens des Substrats, konstant sind, bevorzugt bei konstanter Bandgeschwindigkeit während des selben zeitlichen Beschichtungsabschnitts.Procedure according to Claim 11 , where both the speed of tracking of the first wire and the speed of tracking of the second wire during a temporal Coating section of the method, preferably throughout the entire coating of the substrate, are constant, preferably at a constant belt speed during the same temporal coating section.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtungsvorrichtung eine in den Verdampfungsabschnitt weisende Trägergasstromzufuhr aufweist zum Zuführen eines Trägergasstroms eines Trägergases in den Verdampfungsabschnitt und durch diesen hindurch zum Mitführen in Schritt C) aufbereiteten Ausgangsmaterials.Method according to one of the preceding claims, wherein the coating device has a carrier gas stream supply pointing into the evaporation section for supplying a carrier gas stream of a carrier gas into the evaporation section and through it for carrying the starting material prepared in step C).