DE2756437A1 - COATED OR ENVELOPED SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING IT - Google Patents
COATED OR ENVELOPED SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING ITInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein beschichtetes bzw. umhülltes Substrat, auf ein Verfahren, um einem Substrat eine Umhüllung oder mehrere Umhüllungen zuordnen zu können, und auf littel zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich dazu bestimmt, ein metallisches Substrat mit einer metallischen Umhüllung odar mit einer Umhüllung aus einer Legierung zu versehen, um die Widerstandsfähigkeit des Substrates gegen Korrosion sowie seine Verformbarkeit zu erhöhen. Bekannte Umhüllungsverfahren schließen das Galvanisieren in einem heißen Bad, Verzinnen und Aluminisieren ein.The invention relates to a coated or coated substrate, to a method for a substrate to be coated or multiple wrappings to be able to assign, and on littel to carry out this process. The invention is in particular, but not exclusively intended for a metallic substrate with a metallic casing or to be provided with a coating made of an alloy to increase the resistance of the substrate to corrosion as well to increase its deformability. Known coating processes include galvanizing in a hot bath, tinning and aluminizing.
Die Erfindung wird zwar ira Zusammenhang mit deia Aluminisieren von Stahlstreifen behandelt, jedoch können die Grundsätze der Erfindung auch bei anderen Umhüllungen als Aluminium und bei anderen Substraten als solchen aus Stahl angewendet werden.The invention is indeed in connection with deia aluminizing treated by steel strips, however the principles of the invention can be applied to coatings other than aluminum and applied to substrates other than steel.
Das Aluminisieren von Stahlstreifen durch Eintauchen in heiße Bäder, um die Substrate gegen Korrosion und hohe Temperaturen widerstandsfähig zu machen, ist auf zwei verschiedenen Wegen ausführbar, die in der industriellen Praxis mit Typ 1 und Typ 2 bezeichnetThe aluminizing of steel strips by immersion in hot baths to protect the substrates against corrosion and high There are two different ways of making temperatures resistant, industrial Practice designated as type 1 and type 2
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v/erden. Im Falle des Types 1 ist die Umhüllung eine Legierung aus Aluminium und 5-12 Gew.-% Silizium, während baiin Typ 2 die Umhüllung P.einaluminium ist. In dar Praxis sin>i die Komponenten der Umhüllung sowohl beim Verfahren nach dem Typ 1 als auch bairi Verfahren nach dem Typ 2 in einen Bad enthalten/ das während des Keißgalvanisierens mit bis zu etwa 3 % Eisen verunreinigt wird. Dieses Eisen entstammt der Lösung des in das Bad zun überziehen eingetauchten Eisengegenstandes.v / earth. In the case of Type 1, the envelope is a Alloy of aluminum and 5-12 wt .-% silicon, while baiin type 2 the cladding P. is made of aluminum. In practice sin> i the components of the envelope both in the process according to type 1 as well as bairi method according to type 2 contained in a bath / which is contaminated with up to about 3% iron during the kiss plating process. This iron comes from the solution immersed in the bath to be coated Iron object.
Es ist allgemein bekannt, daß bei dera Verfahren vom Typ 1 der umhüllte Stahl besser formbar aber weniger resistent gegen Korrosion ist als ein nach dem Verfahren vom Typ 2 urrJiüllter Stahlgegenstand. Unter der Formbarkeit wird im vorliegenden Zusammenhang verstanden, daß die Umhüllung mit dem umhüllten Gegenstand verformbar ist, ohne daß die gute Verbindung zwischen Substrat und Umhüllung verloren geht. Ein in einem heißen Bad mit einem Aluminiumüberzug bzw. einer Aluminiumumhüllung versehenes Substrat aus Stahl zeigt im Querschnitt eine mit Aluminium angereicherte äußere Schicht, darunter eine Schicht mit einer intermetallischen Verbindung zwischen Eisen und Aluminium, die allgemein als Legierungsschicht bezeichnet werden kann und schließlich das Substrat. Während einer Deformation verhält sich die Legierungsschicht wie eine typische niedrigIt is well known that in the method of type 1 the coated steel is more malleable but less resistant to corrosion than a type 2 process urrJlfied steel object. In the present context understood that the envelope with the enveloped object is deformable without the good connection between substrate and coating is lost. One in a hot bath with an aluminum coating or a substrate provided with an aluminum coating Steel shows a cross-section enriched with aluminum outer layer, including a layer with an intermetallic compound between iron and aluminum, general can be referred to as the alloy layer and finally the substrate. Behaves during a deformation the alloy layer like a typical low
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leitende metallische Verbindung und neigt zun Brechen, so daß das Maß der Kohäsion zwischen der äußeren Umhüllung und dem Substrat verringert wird. Die Formungsverhältnisse könnan jedoch verbessert werden, wenn die Dicke der Legierungsschicht soweit wie nöglich verringert wird, und es wurde festeres teilt, daß der Effekt von Silikonzuschlägen zum Aluminium in der Umhüllung geeignet ist, die Dicks der während einer vorgegebenen Eintauchzeit bei einer vorgegebenen Temperatur sich bildenden Legierungsschicht spürbar zu verringern. Die Anwesenheit einer diesbezüglich zufriedenstellenden Silikonmenge bei Umhüllungen vom Typ 1 verringert jedoch die Korrosionswiderstandsfähigkeit durch Erhöhung der Zahl der Strukturstörungen in der Umhüllung, an denen der Korrosionsangriff erfolgen kann. Andererseits sind Umhüllungen von Typ 2 mit der relativ höheren Reinheit wesentlich besser bezüglich der Korrosionsresistenz.conductive metallic connection and tends to break, so that the degree of cohesion between the outer covering and the substrate is reduced. However, the molding ratios can be improved if the Thickness of the alloy layer is reduced as much as possible, and it has become more solid shares that the effect of Silicone additives to the aluminum in the casing is suitable for the thickness of the during a given immersion time alloy layer that forms at a given temperature noticeably decrease. The presence of a satisfactory amount of silicone in the wraps Type 1, however, decreases corrosion resistance by increasing the number of structural defects in the envelope on which the corrosion attack occurs can. On the other hand, coatings of type 2 with the relatively higher purity are much better with regard to the Corrosion resistance.
Gemäß der Erfindung v;ird nun für das Umhüllen einas Substrates ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem das Substrat durch ein erstes, geschmolzenes Umhüllungsinaterial geführt vrird und anschließend das so umhüllte Substrat in ein zweites, geschmolzenes Umhüllungsraaterial eingeführt wird, 3O daß das zv/eite Umhüllungsmaterial das erste Umhüllungsmaterial überlagert. Um zu verhindern, da/? das mit dem erstenAccording to the invention, a substrate is now wrapped proposed a method in which the substrate is passed through a first, molten encapsulation material and then the substrate encased in this way is introduced into a second, molten encapsulation material, 3O that the second wrapping material is the first wrapping material superimposed. To prevent there /? the one with the first
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Umhüllungsmateriai beschichtete Substrat mit der umgebenden Atmosphäre in Kontakt kommt, gelangt das Substrat von dem. ersten Umhüllungsraaterlal vorzugsweise durch ein inertes Gas in das zweite Umhüllungsraatarial, wobei an die Stelle des inerten Gases eine entsprechende Flüssigkeit treten kann und das Gas oder die Flüssigkeit den Bereich bildet, durch den das Substrat auf dem Weg von der ersten Beschichtung zur zweiten Beschichtung gelangt. Hierdurch wird vor der Aufbringung der zweiten Umhüllung eine Oberflächenoxidation der ersten Umhüllung verhindert. Das Material der ersten und zweiten Umhüllung wird vorzugsweise "schwimmend" auf einer Schicht von geschmolzenem Material getragen, das bezüglich der Materialien beider Umhüllungen inert ist, die in zwei Abteilungen voneinander getrennt sind. Wenn es gewünscht wird, ein Stahlsubstrat, beispielsweise ein Stahlband zu aluminisieren, ist der Werkstoff der ersten Umhüllung vorzugsweise eine Legierung aus Aluminium und Silikon, die zwischen 5 und 12 Gew.-% Silikon enthält und der Werkstoff der zweiten Umhüllung Aluminium.Wrapping material coated substrate with the surrounding Comes in contact with the atmosphere, the substrate passes away from the. first Umhüllungsraaterlal preferably by an inert Gas in the second envelope radial, taking the place a corresponding liquid can enter the inert gas and the gas or the liquid forms the area through which the substrate passes on the way from the first coating to the second coating. This is before the application of the second coating prevents surface oxidation of the first coating. The material the first and second envelopes are preferably "floating" on a layer of molten material worn, which is inert with respect to the materials of both covers, which are separated into two compartments. If it is desired to aluminize a steel substrate, for example a steel strip, this is the material first cover preferably an alloy of aluminum and silicone, which contains between 5 and 12 wt .-% silicone and the material of the second casing is aluminum.
Eine Ausführungsform für eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgeiaäßen Verfahrens ist in Fig. 1 dargestellt. In einer Wanne 1 ist eine bestimmte Menge geschmolzenen Bleies 2 enthalten. Auf dem geschmolzenen Blei schwimmtAn embodiment for a device for implementation the inventive method is shown in FIG. A certain amount of molten lead 2 is contained in a tub 1. Floats on the molten lead
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eine bestimmte M.enge einar Aluminiun-Silikon-Schrnelze 3 und einer Aluminiums chins 1 ze 4. Die Schmelzen 3 und 4 sind durch einen Teiler 5 voneinander getrennt. In der Wanne 1 ist eine Stahlrolle 6 gelagert, und zwar so, daß sie sich im unteren Bereich des geschmolzenen Bleies 2 befindet. Das zu umhüllende Substrat in der Form eines Stahlbandes 7 ist so über die Umlenkrolle 6 geführt, daß das Stahlband zunächst durch die Aluminium-Silikon-Schmelze 3 hindurch-, in die Bleischmelze 2 hinein-, um die Umlenkrolle 6 herum, aus der Bleischmelze 2 heraus- und schließlich durch die Aluminiumschmelze 4 hindurchgeführt wird. Die in die Bleischmelze 2 eingetauchte Umlenkrolle 6 aus Stahl ändert die Vorschubrichtung des Stahlbandes 7 und ermöglicht eine doppelte Beschichtung des Stahlbandes in nur einem Arbeitsgang. Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Utnlenkrolle 6 aus Stahl durch das geschmolzene Blei gegen den Verflüssigungseffekt des geschmolzenen Aluminiums geschützt ist, so daß die Umlenkrolle eine lange Lebensdauer haben wird. In entsprechender Weise wird das geschmolzene Aluminium auf der Ausgangsseite des Behälters 1 für das Band 7 in nur geringem Maße der Verschmutzung durch Eisen ausgesetzt sein, woraus eine besonders korrosionsbeständige Umhüllung des Stahlbandes zu erwarten ist.a certain amount of an aluminum-silicon heat 3 and an aluminum chins 1 ze 4. Melts 3 and 4 are separated from each other by a divider 5. In the tub 1, a steel roller 6 is mounted in such a way that it is is located in the lower region of the molten lead 2. The substrate to be wrapped in the form of a steel strip 7 is guided over the pulley 6 that the steel band first passes through the aluminum-silicone melt 3, into the molten lead 2, around the pulley 6, out of the molten lead 2 and finally through the Aluminum melt 4 is passed through. The deflection roller 6 made of steel, immersed in the molten lead 2, changes the Feed direction of the steel strip 7 and enables a double coating of the steel strip in just one operation. An additional advantage of the device according to the invention is that the steering roller 6 is made of steel is protected by the molten lead against the liquefaction effect of the molten aluminum, so that the Deflection pulley will have a long service life. In a corresponding way, the molten aluminum is on the Exit side of the container 1 for the belt 7 to be exposed to only a small degree of contamination by iron, from which a particularly corrosion-resistant coating of the steel strip is to be expected.
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Bei dem Gebrauch der beschriebenen Vorrichtung zur doppelten Beschichtung eines Stahlsub3trates hat sich gezeigt, daß
nach dem Eintauchen des Stahlbandes für 5 Minuten in ein
Bad aus reinem Aluniniuia von 7OO° C im Anschluß an das
Eintauchen des Substrates in ein Aluminium/Silikon-3ad zur
Erzeugung einer Legiarungsschicht mit 6 - 3 »u Dicke die
Beschichtung lediglich auf eine Dicke von 8 - 10 .u angestiegen ist, d.h. lediglich um etwa 2 .u. Würde das Substrat
dagegen ohne erste Legierungsschicht 5 Sekunden lang in ein
3ad aus reinem Aluminium bei einer Temperatur von 700° C eingetaucht, so ergäbe sich eine Dicke der Beschichtung
von 20 .u. Die in einem Aluminium/Silikon-Bad erzeugte
erste Umhüllung verringert also erheblich die Dlckenzunahuie
bei einem weiteren Beschichtungsschritt.When using the device described for the double coating of a steel substrate, it has been shown that after immersing the steel strip for 5 minutes in a bath of pure aluminum at 700 ° C.
Immersion of the substrate in an aluminum / silicone 3ad to produce an alloy layer with a thickness of 6-3 », the coating has only increased to a thickness of 8-10 .u., ie only by about 2 .u. If, on the other hand, the substrate were immersed for 5 seconds in a 3ad made of pure aluminum at a temperature of 700 ° C. without a first alloy layer, the coating would be thick
from 20 .u. The one generated in an aluminum / silicone bath
The first coating therefore considerably reduces the increase in gaps in a further coating step.
In Fig. 2 ist die Mikrostruktur eines durch Tauchen in ein
heißes Bad aluminisierten Stahles nach dem Eintauchen in ein Bad mit einer Legierung aus Aluminium/Silikon dargestellt.
Fig. 3 zeigt die MikroStruktur dieses Materials, nachdem es 5 Sekunden lang weiterhin in Aluminium von
700° C eingetaucht worden ist. Die dickere Aluminiumumhüllung nach Fig. 3 offenbart die Abwesenheit des in Fig. 2 vorhandenen
eutektischen Silikongefüges.2 shows the microstructure of a steel aluminized by immersion in a hot bath after immersion in a bath with an aluminum / silicone alloy. Fig. 3 shows the microstructure of this material after it has remained in aluminum for 5 seconds
700 ° C has been immersed. The thicker aluminum casing according to FIG. 3 reveals the absence of the eutectic silicon structure present in FIG.
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unter "Umhüllung" kann im Zusammenhang mit der Erfindung sowohl eine allseitige Umhüllung einer Struktur als auch die beidseitige Beschichtung einer entsprechenden Struktur verstanden werden. In connection with the invention , “envelope” can be understood to mean both an all-round envelope of a structure and the coating on both sides of a corresponding structure.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |