DE3028587A1 - Verfahren zur herstellung eines spezialfeinbleches fuer dauerhafte wagenkarosserien und ein hiernach hergestelltes feinblech - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines spezialfeinbleches fuer dauerhafte wagenkarosserien und ein hiernach hergestelltes feinblech

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Spezialfeinbleches für dauerhafte Wagenkarosserien und ein hiernach hergestelltes Feinblech.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Spezialfeinblech für dauerhafte Wagenkarosserien zu schaffen. Und zwar bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Problem des Korrosionsschutzes der metallischen Teile, die die Karosserie - im allgemeinen - und den Unterbau - im besonderen - bilden. Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren, das auf dem Prinzip beruht, noch vor dem Formstanzen und der Lackierung eine der beiden Blechseiten zu verzinken und danach auf beiden Seiten eine Beschichtung auf der Basis von Chrom-Chromoxyd niederzuschlagen.Dadurch wird - unter besonderen Arbeitsbedingungen - ein Verbunderzeugnis erhalten, das auf der verzinkten Seite gegen die Korrosion unter der Oberfläche hochbeständig ist und damit auf der anderen Seite eine innere Beständigkeit besitzt.
Wie bekannt, tritt bei der Kraftfahrzeugindustrie - aus Dauerhaftigkeitsgründen - das Problem des Korrosionsschutzes der die Karosserie bildenden metallischen Teile auf. Die gegenwärtig in der Kraftfahrzeugindustrie angewandten Lackierungstechniken sind derart, daß praktisch nur die Außenteile lackiert werden und dies besonders bei verschachtelten Blechteilen. Nach diesen Bedingungen ergibt es sich, daß das vor-
anstehend erwähnte Problem eine andersartige Lösung erfordert, und zwar je nachdem, ob die Außenseite (lackiert) oder die Innenseite (unlackiert) in Betracht gezogen wird. Im ersten Fall stellt sich das Problem der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit unter der Oberfläche des lackierten Feinbleches, im zweiten Falle dagegen das Problem der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit der unlackierten Oberfläche.
Es ist bekannt, eine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit unter der Oberfläche durch die Aufbereitung von Feinblechen mit chemisch und tietallurgisch reinen Oberflächen (Beseitigung von Kohlenstoff, Einschlüssen usw.) zu erhalten. Jedoch sind derartige Methoden dadurch stark begrenzt, daß sie nur dann wirksam sind, wenn das Feinblech sofort zum Einsatz kommt, was in der Praxis sehr selten erfolgt.
Was den Schutz der unlackierten -Teile betrifft, sind besondere Lackierungsverfahren mit hocheindringfähigen Lacken angewandt worden oder die Karosserie wurde entsprechend gestaltet.
Im ersten Fall - von der Voraussetzung ausgehend, 'daß die Anwendung solcher Lacke auch von der Karosseriegestaltung abhängt - tritt jedoch der Nachteil - vor allem bei der Elektrophorese-Grundierung - einer Verschlechterung der Fadenkorrosionserscheinungen auf. Im zweiten Falle sind die
häufigsten Entwurf-Änderungen folgende: a) die Anwesenheit von wasserdichten metallischen Verbindungen, versiegelt mit geeigneten Dichtmassen, da die Überlappstöße durch Bördelverbindungen geschützt sind, b) die Anwesenheit von geeigneten Dränageeinrichtungen bei Türen und Karosserieteilen mit nicht festen Fenstern. Der schwerwiegendste, bei dieser Verfahrensweise auftretende Nachteil besteht darin, daß der Gesamtentwurf vom Entwurf der einzelnen Teile abhängt.
Mit der vorliegenden Erfindung werden die bis jetzt bekannten Nachteile vermieden, wobei sich gleichzeitig weitere Vorteile ergeben.
Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht aus der Durchführung der unten angegebenen nacheinanderfolgenden Behandlungen auf einem 0,1 bis 2 mm dicken Feinblech:
a) Oberflächenreinigung mit jeder beliebigen herkömmlichen Methode,
b) elektrolytisches Beizen in Säurelösung,
c) Elektroplattierung einer Zinkschicht in einem herkömmlichen Säurebad gemäß dem One-side-Plattierungsverfahren,
d) Spülung in entjonisiertem H„O nach bekannten Methoden,
e) Niederschlagen mindestens auf einer Seite eines Beschichtungs-Flash auf der Basis von Chrom-Chromoxyd mit H3SO4 , die Verbindungen von drei- und sechswertigem Chrom enthält, und
f) Trocknung/Oxydation in der Luft.
Das elektrolytische Beizen wird in wässriger HLSO,-Lösung bei einer Konzentration zwischen 1 und 10 Gew.-% durchgeführt. Die gewählte Beiztemperatur liegt bei 20° - 1000C. Die Behandlungszeiten liegen bei 10 bis 60 Sekunden. Die Dichte des durch die Zelle fließenden Stroms liegt zwischen 5 und 20 A/dm2.
Die Dicke der One-side-Zinkbeschichtung liegt zwischen 1 und 30 μπι. Der Niederschlag der Chrom-Cnromoxyd-Beschichtung erfolgt in einer Lösung mit Schwefelsäure bei einer Konzentration zwischen 0,05 und 1 ml von 96%-H^SO. je Liter Lösung. Weiterhin enthält die Lösung hauptsächlich 20 bis 100 g/l CrO^, und 0,5 bis 3 g/l CrF_. Die Temperatur der Lösung während des Niederschlages liegt zwischen 30° und 80° C. Die gewählte Behandlungszeit liegt zwischen 1 und 10 Sekunden. Während des Niederschlagvorganges liegt die Kathodenstromdichte zwischen
5 und 400 A/dm . -Die Dicke der Chrom-Chromoxyd-Beschichtung liegt zwischen 0,05und 5 um.
Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das Herstellungsverfahren, sondern erstreckt sich auch auf das so erhaltene Feinblech. Dieses Feinblech ist durch eine Stärke zwischen 0rl und 2 mm gekennzeichnet, wobei eine Seite mit einer 0,05 bis 5 μπι dicken Schicht behaftet ist und die andere Seite eine erste JL bis' 30 μια dicke Zinkschicht und eine zweite 0,OBT bis 5 μπι dicke Chrom-Chromoxyd-Schicht aufweist.. Das
Feinblech gemäß dieser Erfindung kann sowohl in rohem als auch in lackiertem Zustand sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der nachstehenden Beispiele näher erläutert. Die bei jedem Beispiel angegebene Behandlung wurde auf fünf Blechproben durchge führt.
Beispiel 1
Ein 1 mm dickes kaltgewalztes Feinblech mit der folgenden Zusammensetzung (in Gew.-%): C 0,053; Si 0,02; Mn 0,22; P 0,008;
S 0,018; Al 0,063; Cu 0,025; N 53 ppm; O 60 ppm; Rest Fe, wird gemäß der Erfindung wie folgt behandelt:
-Elektrolytische Entfettung in einer Lösung von 25 g/l NaOH,
2
25 g/l Na-PO , bei 900C und einer Stromdichte von 10 A/dm , mitte.ls eines Wechselarbej tsganges bestehend aus einer Folge von 10 Kathoden- und 10 Anodenimpulsen mit je einer Dauer von 1 Sekunde,
- Elektrolytisches Beizen in einer 51-H SO.-Lösung, bei
Stromdichte von 10 A/dm mit einem Wechselarbeitsgang von
5 Kathoden- und 5 Anodenimpulsen, mit je einer Dauer von
1 Sekunde,
- Elektrolytischer Niederschlag einer Zinkschicht in einem
3,8-pH-Bad, enthaltend 337 g/l ZnSO4. 7H3O; 29,9 g/l NH4Cl
37,5 g/l Al9(SO.) . 8HO, bei einer Temperatur von 49°C und
2
Stromdichte von 3 A/dm ;
- Spülung in entjonisiertem HO bis zur Beseitigung der Säure;
- Niederschlag eines Chrom-Chromoxyd-Flash in einer wässrigen Lösung, enthaltend je Liter: 0,10 ml 96%-H SO4; 0,75 ml 80%-Fluorborsäure (HBF4); 100 g CrO3 und 2 g CrF3. Die
Behandlungstemperatur und -zeit sind 500C bzw. 3 Sekunden.
Die Kathodenstromdichte beträgt 20 A/dm ;
- Lufttrocknung bei 1500C 5 min lang;
- Phosphatieren gemäß bekannter Technik;
- Elektrophoretische Lackierung gemäß herkömmlicher Technik.
Beispiel 2
Ein Feinblech gemäß Beispiel 1 wird in gleicher Weise wie in diesem Beispiel behandelt, mit Ausnahme des Phosphatierens, das nicht durchgeführt wird.
Beispiel 3
Ein Feinblech gemäß Beispiel 1 wird in gleicher Weise behandelt, jedoch unter veränderten Bedingungen des Chrom-Chromoxyd-Niederschlages, sowie der Trocknung. In der Tat ist die Zusammensetzung der Lösung, in der der Niederschlag erfolgt, je Liter die folgende: 80 g CrO3; 1,5 g CrF3; 0,5 ml 96%-H2SO4; 0,5 ml 80%-
HBF4. Außerdem beträgt die Badtemperatur 33°C, die Stromdichte
15 A/dm , und die Behandlungszeit 4 Sekunden. Die Trocknung wurde in der Luft bei 900C 10 min lang durchgeführt.
— J-JL-
Beispiel· 4
Die Behandiung gemäß Beispiel· 3 wurde auf Feinblech im selben Anfangszustand wie in den vorigen Beispielen durchgeführt, jedoch ohne Phosphatieren der Proben.
In der foigenden Tabelle I sind die Ergebnisse von Korrosionsprüfungen der gemäß Beispieien l· bis 4 behandelten Proben, wie auch der nach der Tabelie l· vorbereiteten Bezugsproben eingetragen. Die Korrosionsprüfungen wurden durch Aussetzen der iackierten, kreuzgravierten Proben in Saizsprühnebel· (Lösung von 5%-NaCl·), 500 h lang, nach ASTM-Norm B 117, durchgeführt.
TABELLE I
PROBEN
BEWERTUNG
5 Proben nach Beispiel 1
4 Proben nach Beispiel 2
4 Proben nach Beispiel 3
4 Proben nach Beispiel 4
Frei von Korrosion unter der Oberfläche;frei von Blasen
1 Probe nach Beispiel 2 1 Probe nach Beispiel 3 1 Probe nach Beispiel 4 Beginn einer Korrosion unter der Oberfläche; wenige Blasen
5 Bezugsproben,phosphatiert und lackiert mit elektrophoretischer Behandlung (EDP), vor dem Phosphatieren elektrolytisch gereinigt Schwere Korrosion unter der Oberfläche; wenige Blasen
5 Bezugsproben,phosphatiert und lackiert mit elektrophoretischer Behandlung (EDP), vor dem Glühen elektrolytisch gereinigt
Schwere Korrosion unter der Oberfläche; viele Blasen
5 Bezugsproben·,phosphatiert und lackiert mit elektrophoretischer Behandlung (EDP), ohne elektrolytische Reinigung Sehr schwerer,ausgedehnter Korrosionsgriff

Claims (13)

D I PL.-I NG. J. RICHTER DIPL.-ING. F. WERDERMANN PATE NTANWALTE ZÜGEL. VERTRETER BEIM EPA · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE EPO · MANDATAIRES AGREES PRES L1OEB ANMELDER: TEKSID S.p.a. Turin/Italien TITEL: Verfahren zur Herstellung eines Spezialfeinbleches für dauerhafte Wagenkarosserien und ein hiernach hergestelltes Feinblech D-2OOO HAMBURG 36 NEUER WALL IO ® ( O 4 O ) 34OO45/34OOS6 TELEGRAMME: INVENTIUS HAMBURG IHR ZEICHEN/YOUR FILE UNSER ZEICHEN/OUR FILE 4680 — 1 — 80356 A DATU M / DATE XX. / . 1 yöU Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Spezialfeinbleches für dauerhafte Wagenkarosserien, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallblech nach folgenden, aufeinanderfolgenden Verfahrensabschnitten hergestellt wird:
a) Oberflächenreinigung mit jeder beliebigen bekannten Methode,
b) Elektrolytischem Beizen in Säurelösung,
c) Elektrophosphatieren einer Zinkschicht in einem herkömmlichen Säurebad gemäß dem One-side-Plattierungsverfahren,
d) Spülung in entjonisiertem H„0 nach bekannten Methoden,
e) Niederschlagen mindestens auf einer Feinblechseite eines Beschichtungs-Flash auf der Basis von Chrom-Chromoxyd, in Säurelösung mit Schwefelsäure, die Verbindungen von drei- und sechswertigem Chrom enthält, und
f) Trocknung/Oxydation in der Luft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallblech aus Stahl besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein 0,1 bis 2 mm starkes Feinblech verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolytische Beizen in einer wässrigen H„SO.-Lösung bei einer Konzentration zwischen 1 und 10 Gew.-% durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolytische Beizen bei Temperaturen zwischen 20° und 100° C für die Dauer von 10 bis 60 Sekunden durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte während des Beizens zwischen 5 und 20 A/dm2 liegt.
3028537
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederschlag der Chrom-Chromoxyd-Beschichtung
in einer Säurelösung erfolgt, die hauptsächlich 0,05
bis 1 ml 96%-H2SO4; 20 bis 100 g CrO3 und 0,5 bis 3 g CrF3
je Liter enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederschlag des Chrom-Chromoxyd-Flash bei
Temperaturen zwischen 30 und 8O0C erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederschlagzeiten des Chrom-Chromoxyd-Flash
zwischen 1 und 10 Sekunden liegen.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß während des Chrom-Chromoxyd-Flash die Kathodenstroin-
dichte zwischen 5 und Ί00 A/dm liegt.
11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das so erhaltene beschichtete Feinblech lackiert wird, und zwar nach vorhergehender Oberflächenbehandlung zur Haftung des Lacks, z.B. nach einer Phosphatierung.
12. Spezialfeinblech für dauerhafte Wagenkarosserien, hergestellt nach Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn-
-A-
zeichnet, daß das Blech auf einer Seite eine 0,05 bis 5 μΐη dicke Chrom-Chromoxyd-Beschichtung und auf der anderen Seite eine erste X bis 30 μπι dicke Zinkschicht und eine zweite 0,05 bis 5 μΐη dicke Chrom-Chromoxyd-Beschichtung aufweist.
13. Feinblech nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech nach einer Oberflächenbehandlung zur Haftung des Lacks - z.B. nach Phosphatierung - mit einer Lackschicht versehen ist.
DE19803028587 1980-07-28 1980-07-28 Verfahren zur herstellung eines spezialfeinbleches fuer dauerhafte wagenkarosserien und ein hiernach hergestelltes feinblech Ceased DE3028587A1 (de)

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