DE3610701A1 - NON-CORRODING COATING FOR A STEEL TUBE - Google Patents

NON-CORRODING COATING FOR A STEEL TUBE

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DE3610701A1 DE19863610701 DE3610701A DE3610701A1 DE 3610701 A1 DE3610701 A1 DE 3610701A1 DE 19863610701 DE19863610701 DE 19863610701 DE 3610701 A DE3610701 A DE 3610701A DE 3610701 A1 DE3610701 A1 DE 3610701A1
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Description

nichtkorrodierende Überzüge, insbesondere solche, die auf Stahlrohre aufgebracht werden.non-corrosive coatings, especially those based on Steel pipes are applied.

JJ1 Stahlrohre, insbesondere doppelt gewickelte Stahlrohre, nahtlose Stahlrohre und elektro-geschweißte Stahlrohre mit einem Rohrdurchmesser von 2 5 mm oder geringer werden häufig mit Kupfer plattiert. Um das Rohr zu schweißen oder um eine saubere Oberfläche beizubehalten. Derartige Rohre werden inJJ 1 steel pipes, especially double-wound steel pipes, seamless steel pipes, and electro-welded steel pipes with a pipe diameter of 2.5 mm or less are often clad with copper. To weld the pipe or to keep a clean surface. Such pipes are in

Li- Kraftfahrzeugen oder anderen Fahrzeugen als Bremsleitungen, Kraftstoffleitungen oder andere Öl- oder Luftzuführleitungen verwendet. Ein Beispiel eines herkömmlichen nichtkorrodierenden Überzuges ist in der Darstellung der Figur 3 gezeigt, es beinhaltet eine elektroplattierte Kupferschicht (12) die auf der Oberfläche eines Stahlrohres (11) gebildet ist, eine elektroplattierte Zinkschicht (13), die direkt auf die elektroplattierte Kupferschicht aufgebracht ist, und eine äußere Überzugsschicht (14) die auf der Oberfläche der L i- motor vehicles or other vehicles used as brake lines, fuel lines or other oil or air supply lines. An example of a conventional non-corrosive coating is shown in the illustration of Figure 3, it includes an electroplated copper layer (12) formed on the surface of a steel pipe (11), an electroplated zinc layer (13) which is applied directly to the electroplated copper layer , and an outer coating layer (14) applied to the surface of the

■j>^ elektroplattieren Zinkschicht gebildet ist, um die Beständigkeit gegenüber Korrosion und Stoßbelastungen zu erhöhen. Üblicherweise enthält die äußere Überzugsschicht ein härtbares Material, wie ein synthetisches Harz, in Abhängigkeit von dem aufzutragenden Materialtyp umfaßt das ■ j> ^ electroplating zinc layer is formed to increase resistance to corrosion and shock loads. Usually, the outer coating layer contains a curable material such as synthetic resin, depending on the type of material to be applied, includes

Mi) Aushärten einen Backvorgang bei einer Temperatur von mehr als 2000C. Dies kann zu einer lokalen Blasenbildung, Rißbildung, dem Abblättern oder anderen Mangeln in der erzeugten Schicht führen. Die Mangel führen ferner oftmals zum Abblättern der äußeren Schicht während folgender .: Biegevorgänge, wodurch nicht nur die Endprodukte verschlechtert werden, sondern auch deren BeständigkeitMi) curing a baking process at a temperature of more than 200 0 C. This may lead to a local blistering or cracking flaking other ironer in the produced layer. The imperfections also often lead to the peeling of the outer layer during the following: bending operations, which not only degrades the end products but also their durability

gegenüber Korrosion und Stoßbelastungen nachteilig beeinflußt wird.is adversely affected against corrosion and shock loads.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Nachteile, ι- die mit konventionellen nichtkorrodierenden Überzügen, insbesondere bei Stahlrohren zu verzeichnen sind, zu vermeiden, und einen Überzug zu schaffen, der eine genügend hohe Beständigkeit gegenüber Korrosion und bevorzugt auch gegenüber Stoßbelastungen aufweist. Ausgegangen wird dabeiIt is an aim of the present invention to address the disadvantages ι- those with conventional non-corrosive coatings, especially with steel pipes are to be avoided, and to create a coating that is a sufficient has high resistance to corrosion and preferably also to shock loads. This is the starting point

in von der Annahme, daß die Blasenbildung, P.ißbildung, und das Abblättern der äußeren Überzeugsschicht (14) aufgrund der Bildung einer spröden Diffusionsschicht zwischen der elektroplattieren Zinkschicht und der elektroplattieren Kupferschicht durch" die Wärmebehandlung erfolgt, was zuin the assumption that blistering, pissing, and that Peeling of the outer convincing layer (14) due to the formation of a brittle diffusion layer between the electroplating zinc layer and the electroplating Copper layer is done by "the heat treatment, leading to

ι. Veränderungen der Härte, der inneren Struktur und der Spannungen führt.ι. Changes in hardness, internal structure and Leads to tension.

Es wird vorgeschlagen eine Nickel- oder Eisenschicht, bevorzugt durch chemisches platieren oder elektroplatieren •,2ii hergestellt, zwischen der Kupferschicht und der Zinkschicht vorzusehen und somit die Bildung einer Diffusionsschicht zwischen der Kupferschicht und der Zinkschicht zu verhindern und dadurch die Blasenbildung, die Rißbildung oder das Abblättern auszuschließen.A nickel or iron layer is proposed, preferably by chemical plating or electroplating •, 2ii made, between the copper layer and the zinc layer to be provided and thus the formation of a diffusion layer between the copper layer and the zinc layer prevent blistering, cracking or flaking.

Gemäß der Erfindung beinhaltet ein nichtkorrodierend überzogenes Stahlrohr eine Kupferschicht, bevorzugt eine elektroplattierte Schicht auf der Oberfläche des Stahls, eine gleichfalls bevorzugt elektroplattierte Zinkschicht, .., die mittels einer plattierten Nickel- oder Eisenschicht mit der Kupferschicht verbunden ist und eine gebrannte äußere Schicht, die sich auf der Oberfläche der Zinkschicht befinden kann. Alternativ kann eine Chromatschicht zwischen der elektroplattieren Zinkschicht und der äußeren Schicht vorgesehen sein.According to the invention, a non-corroding coated steel pipe contains a copper layer, preferably one electroplated layer on the surface of the steel, also preferably an electroplated zinc layer, .., which is connected to the copper layer by means of a plated nickel or iron layer and a burnt outer Layer that can be on the surface of the zinc layer. Alternatively, a chromate layer can be used between the zinc electroplating layer and the outer layer.

Entsprechend der Erfindung wird ferner 'ein Verfahren zur Herstellung eines nichtkorrodierend überzogenen Stahlrohres vorgeschlagen, daß das Auftragen einer Kupferschicht auf eine Stahloberfläche beinhaltet, dem üblicherweise das <; Entfetten, Entrosten oder andereAccording to the invention there is also a method for Manufacture of a non-corrosive coated steel pipe suggested that the application of a copper layer includes a steel surface, which is usually the <; Degreasing, derusting or other

Oberflächenvorbehandlungsschritte folgen, ferner das Auftragen einer Nickel- oder Eisenschicht, einer Zinkschicht auf die Oberfläche der Nickel- oder Eisenschicht, und wahlweise eine Chromatschicht auf der i.,i Oberfläche der Zinkschicht vorgesehen ist, sowie das Auftragen einer gebrannten äußeren Schicht.Surface pretreatment steps follow, furthermore the application of a nickel or iron layer, a Zinc layer on the surface of the nickel or iron layer, and optionally a chromate layer on the i., i surface of the zinc layer is provided, as well as that Applying a fired outer layer.

Die gebrannte äußere Schicht, die die Beständigkeit gegenüber Korrosion und Stoßbelastung erhöht, kann aus demThe fired outer layer, which increases the resistance to corrosion and shock loads, can be removed from the

!.·". gleichen Material bestehen, wie es bei bekannten Überzügen verwendet wird, sie ist bevorzugt ein aushärtbares synthetisches Harz, beispielsweise ein Epoxy-Pulver, das durch elektrostatischen Auftrag aufgebracht wird oder ein akrylischer Überzug, der durch Sprühen aufgetragen wird.!. · ". Consist of the same material as is used in known coatings, it is preferably a curable one synthetic resin, for example an epoxy powder, which is applied by electrostatic application or a acrylic coating applied by spraying.

2i) Eine Au sfüh rungs form der Erfindung ist nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 2i) An embodiment of the invention is described below by way of example with reference to the accompanying drawings.

Es zeigt:It shows:

Pig.l: Eine Seitenansicht eines Stahlrohres, daß eine nichtkorrodierenden Überzug gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;Pig.l: A side view of a steel pipe that a non-corrosive coating according to the present invention;

Fig.2: einen Querschnitt gemüß der Linie A - A in Figur undFIG. 2: a cross section according to the line A - A in FIG and

Fig.3: einen entsprechenden Querschnitt, jedoch für ein herkömmliches Stahlrohr eines entsprechenden 5 Rohrtyps dargestellt.Fig.3: a corresponding cross-section, but for a conventional steel pipe of a corresponding pipe type shown.

Wie den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, ist der nichtkorrodierende Überzug auf einem Stahlrohr (1) ausgebildet, das einen doppelt gewickelten Aufbau aufweist (in kreuzweiser Richtung) und aus streifenförmigem Stahl hergestellt ist, wobei auf dessen äußere Oberfläche eine elektroplattierte Kupferschicht mit einer Stärke von 1 bis 4 μ, bevorzugt etwa 3 μ aufgebracht ist. Diese elektroplattierte Kupferschicht dient als Flußmittel für das Rohrschweißen. Eine elektroplattierte Zinkschicht (3) ist über eine plattierte Nickel- oder Eisenschicht (4) mit der Oberfläche der elektroplattieren Kupferschicht (2) verbunden und es ist ein gebrannter Überzug oder eine Abschlußschicht (5) auf der Oberfläche der elektroplattieren Zinkschicht (3) ausgebildet. EineAs can be seen in Figures 1 and 2, the non-corrosive coating is on a steel pipe (1) formed, which has a double-wound structure (in a crosswise direction) and made of strip-shaped steel is made, with on its outer surface an electroplated copper layer with a thickness of 1 to 4 μ, preferably about 3 μ is applied. This electroplated copper layer serves as a flux for the pipe welding. An electroplated zinc layer (3) is over a plated nickel or iron layer (4) with the surface of the electroplating copper layer (2) and it is a fired coating or a Final layer (5) formed on the surface of the zinc electroplated layer (3). One

15 Chromatschicht ist gegebenenfalls zwischen der15 Chromate layer is optionally between the

elektroplattieren Zinkschicht und dem gebrannten Überzug vorgesehen.electroplating zinc layer and the fired plating intended.

Die Stärke der plattierten Nickel- oder Eisenschicht kann entsprechend dem Typ des aufgebrachten gebrannten Überzuges, dessen Brennbedingungen (Brenntemperatur und Zeit), der Stärke der Überzugsschicht und entsprechend anderen Faktoren variiert werden. Eine geeignete Stärke ist 2 μ oder größer, bevorzugt im Bereich von 4 bis 6 μ.The thickness of the plated nickel or iron layer can vary according to the type of fired applied Coating, its firing conditions (firing temperature and time), the thickness of the coating layer and accordingly other factors can be varied. A suitable thickness is 2 μ or greater, preferably in the range from 4 to 6 μ.

Die plattierte Nickel- oder Eisenschicht, die zwischen der elektroplattieren Kupferschicht und der elektroplattieren Zinkschicht angeordnet ist unterdrückt vollständig die gegenseitige Diffusion zwischen der Kupfer- und derThe plated nickel or iron layer sandwiched between the electroplating copper layer and the electroplating Zinc layer is arranged completely suppresses the mutual diffusion between the copper and the

30 Zinkschicht und verhindert dabei eine örtliche30 zinc layer and prevents a local

Blasenbildung, Rißbildung und das Abblättern des Überzug während des Brennens und schießt die Möglichkeit des Abblätterns der Überzugsschicht während der folgenden Biegevorgänge aus. Die Qualität des Endproduktes, sowie 5 dessen Beständigkeit gegenüber Korrosion und Stoßbelastung kann in Folge dessen wesentlich verbessert werden.Blistering, cracking and peeling of the coating during firing and shooting the possibility of Peeling of the coating layer during the subsequent bending operations. The quality of the end product, as well As a result, its resistance to corrosion and shock loads can be significantly improved.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Beispiel 1: Example 1 :

Ein Stahlrohr (STPG 38) mit einem Außendurchmesser von 10 mm, einer Wandstärke von 0,7 mm, einer Länge von 500 mm mit einer auf die innere und äußere Oberfläche aufgebrachten 3 μ starken Kupferschicht wurde in bekannter Art und Weise vor dem Auftragen einer Nickelschicht entfettet und entrostet. Die Schicht wurde durchA steel pipe (STPG 38) with an outside diameter of 10 mm, a wall thickness of 0.7 mm, a length of 500 mm with an on the inner and outer surface applied 3 μ thick copper layer was applied in a known manner before applying a nickel layer degreased and derusted. The shift was through

Id elektroplatieren erzeugt und zwar in einem Bad, daß 240 g/l Nickelsulfat, 40 g/l Nickelchlorid, 30 g/l Borsäure enthielt und einen pH-Wert von 4,6 aufwies. Eine Kathodenstromdichte von 3 A/dm2 erzeugte in einer Zeit von 10 Hinuten bei 450C eine Nickelschicht von 5 pm Stärke. Es wurde dann eine Zinkschicht auf den Nickel durch elektroplatieren aufgebracht, wobei das Bad 30 g/l Zinkoxyd, 60 g/l Natriumzyanid und 70 g/l Natriumhydroxyd enthielt, bei einer Kathodenstromdichte von 3 A/dm2 in einer Zeitspanne von 15 Minuten bei 25°C. Das Rohr wurde Id electroplating produced in a bath that contained 240 g / l nickel sulfate, 40 g / l nickel chloride, 30 g / l boric acid and had a pH of 4.6. A cathode current density of 3 A / dm2 produced in a time of 10 Hinuten at 45 0 C a nickel layer of 5 pm thickness. A zinc layer was then applied to the nickel by electroplating, the bath containing 30 g / l zinc oxide, 60 g / l sodium cyanide and 70 g / l sodium hydroxide at a cathode current density of 3 A / dm 2 over a period of 15 minutes 25 ° C. The pipe was

2) dann mit Wasser gespült, es folgte die Chromatbehandlung und ein weiterer Spülvorgang. Es wurde eine Zinkschicht von 8 pm Stärke dabei erhalten.2) then rinsed with water, followed by the chromate treatment and another rinse. A zinc layer 8 μm thick was obtained.

Ein Epoxy-Pulverüberzug (wieAn epoxy powder coating (like

V-PET # 1340 (Warenzeichen) - Dainippon Toryo) wurde dann elektrostatisch aufgetragen und bei 1800C in einer Zeitspanne von 30 Minuten gebrannt, dabei eine schwarze Überzugsschicht erzeugt mit einer durchschnittlichen Stärke von ungefähr 45 p.V-PET # 1340 (trade mark) - Dainippon Toryo) was then applied electrostatically, and baked at 180 0 C in a period of 30 minutes, thereby forming a black coating layer produced having an average thickness of about 45 p.

Beispiel 2:_ Example 2: _

Ein kupferplattiertes Stahlrohr, wie es in Beispiel 1 ·!■> verwendet wurde, wurde in eine chemische NickelplatierlÖRung (Nimden 5X, Kamimura Industries) beiA copper-clad steel pipe as in Example 1 ·! ■> was used in a chemical Nickel plating (Nimden 5X, Kamimura Industries)

45°C für 12 Minuten getaucht, um auf dieser eine 4 μ starke Nickelschicht zu erzeugen und auf diese durch elektroplatieren eine Zinkschicht aufgebracht, wie in Beispiel 1 verdeutlicht. Ein akrylischer Überzug "3 (Duraclon CVi (Warenzeichen) - Dainippon Toryo) wurde dann durch sprühen aufgetragen und bei 10°C für eine Zeitspanne von 30 Minuten gebrannt. Es wurde eine schwarze Überzugeschicht mit einer durchschnittlichen Stärke von ungefähr 30 μ erhalten.
LO45 ° C for 12 minutes in order to produce a 4 μ thick nickel layer on this and a zinc layer is applied to this by electroplating, as illustrated in Example 1. An acrylic coating "3 (Duraclon CVi (trademark) - Dainippon Toryo) was then applied by spraying and baked at 10 ° C for a period of 30 minutes. A black coating layer having an average thickness of about 30 µm was obtained.
LO

Beispiel 3: Example 3 :

Bei diesem Beispiel wurde das Rohr wie im Beispiel 1 l-i:> hergestellt, jedoch wurde statt der Nickelschicht eine Eisenschicht durch elektroplatieren aufgebracht, und zwar in einem Bad, das'250 g/k Eisensulfat, 40 g/l EisenchloridIn this example, the tube was as in Example 1 l- i:> prepared However, an iron layer was applied by electroplating instead of the nickel layer, in a bath das'250 g / k ferrous sulfate, 40 g / l ferric chloride

und 20 g/l Amoniumchlorid enthielt. Eineand contained 20 g / l ammonium chloride. One

Kathodenstromdichte von 3 A/dm2 erzeugte bei 400C innerhalb von 10 Minuten eine 5 μ starke Eisenschicht.Cathode current density of 3 A / dm 2 produced a 5 μ thick iron layer at 40 ° C. within 10 minutes.

Vergleichsbeispiel; Comparison example;

21-) Ein überzogenes Stahlrohr oder entsprechend den im2 1 -) A coated steel pipe or according to the im

Beispiel 1 dargestellten Verfahrensschritten hergestellt, wobei jedoch der Verfahrensschritt bei dem die Nickel-Coder Eisen-)-schicht erzeugt wird ausgelassen wurde, somit die Zinkschicht unmittelbar auf das kupferplattierteExample 1 produced process steps, but the process step in which the nickel coder Iron -) - layer generated is left out, thus the zinc layer is directly on the copper-clad

'};) Stahlrohr aufgebracht wurde.'};) Steel pipe was applied.

Die Tabelle 1 verdeutlicht das Ergebnis der optischen Untersuchung der Rohre gemäß der Erfindung (Beispiele 1, 2 und 3) und eines herkömmlichen Rohres (Vergleichsbeispiel) } 5 nach dem Brennen und nach dem Biegevorgang.Table 1 illustrates the result of the optical examination of the tubes according to the invention (Examples 1, 2 and 3) and a conventional pipe (comparative example)} 5 after the burning and after the bending process.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Tabelle 1Table 1

Beispiel 1
Beispiel 2example 1
Example 2

nach dem
Brennvorgangafter this
Burning process

keine Abnormal i tatno abnormal i did

nach dem Biegevorgangafter the bending process

keine Abnormalität no abnormality

Beispiel 3Example 3

Vergleichs- lokale Blasenbeispiel bildungComparative local bubble formation

lokale Rißbildung und Abblättern local cracking and peeling

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Claims (12)

PatentansprücheClaims 1. Nichtkorrodierend überzogenes Stahlrohr (1) mit einer -> auf dem Stahl befindlichen Kupferschicht (2), einer Zinkschicht (3), die mit dieser durch eine dazwischenliegende Schicht (4) aus Nickel oder Eisen verbunden ist, sowie einer gebrannten äußeren Schicht1. Non-corrosive coated steel pipe (1) with a -> on the steel located copper layer (2), a zinc layer (3), which with this through a intermediate layer (4) made of nickel or iron is connected, as well as a burned outer layer (5).
10(5).
10 2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupfer- und Zinkschichten elektroplattierte Schichten sind.2. Tube according to claim 1, characterized in that the Copper and zinc layers are electroplated layers. -^ - ^ 3. Nichtkorrodierend überzogenes Stahlrohr mit einer auf der äußeren Oberfläche des Stahlrohres gebildeten elektroplattieren Kupferschicht, einer elektroplattieren Zinkschicht, die über eine plattierte Nickel- oder Eisenschicht mit der Oberfläche3. Non-corrosive coated steel pipe with a the outer surface of the steel pipe formed an electroplating copper layer, a electroplating zinc layer that has a plated nickel or iron layer with the surface der elektroplattieren Kupferschicht verbunden ist, sowie einer gebrannten äußeren Schicht.the electroplated copper layer is connected, as well as a fired outer layer. 4. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gebrannte äußere Schicht auf die Zinkschicht aufgebracht ist.4. Tube according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fired outer layer the zinc layer is applied. 5. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Chromatschicht zwischen der5. Tube according to one of claims 1 to 3, characterized in that a chromate layer between the Zinkschicht und der äußeren Schicht vorgesehen ist. 30Zinc layer and the outer layer is provided. 30th 6. Verfahren zur Herstellung eines nichtkorrodierenden Überzugs auf ein Stahlrohr, beinhaltend die Bildung einer Nickel- oder Eisenschicht auf einer Kupferschicht auf dem Stahl, sowie die Bildung einer Zinkschicht auf der Nickel- oder Eisenschicht, und einer gebrannten äußeren Schicht.6. A method of making a non-corrosive coating on a steel pipe, including forming a nickel or iron layer on a copper layer on the steel, as well as the formation of a zinc layer the nickel or iron layer, and a fired outer layer. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupfer- und Zinkschicht durch Elektroplatieren erzeugt v/erden.7. The method according to claim 6, characterized in that the copper and zinc layer by electroplating generated v / earth. 8. Verfahren zur Plerstellung einer nichtkorrodierenden Überzugs auf ein Stahlrohr, beinhaltend die Eildung einer plattierten Nickel- oder Eisenschicht auf der entfetteten, entrosteten oder andersartig vorbehandelten Oberfläche einer elektroplattieren Kupferschicht auf dem Stahlrohr, sowie die Bildung einer Zinkschicht auf der Oberfläche der Nickel- oder Eisenschicht durch Elektroplatieren, und einer gebrannten äußeren Schicht.8. Procedure for creating a non-corrosive Coating on a steel pipe, including the formation of a plated nickel or iron layer on it degreased, derusted or otherwise pretreated surface of an electroplating Copper layer on the steel pipe, as well as the formation of a zinc layer on the surface of the nickel or Iron layer by electroplating, and a fired outer layer. 1515th 9. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Chromatschicht auf der Zinkschicht vorgesehen ist, gefolgt von der gebrannten äußeren Schicht.9. The method according to claim 8 or 9, characterized in that a chromate layer on the Zinc layer is provided, followed by the burned outer layer. 2020th 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinkschicht 1 bis 4 μ stark ist.10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the zinc layer 1 to 4 μ thick is. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickel- oder Eisenschicht 2 μ stark oder stärker ist.11. The method according to any one of claims 6 to 10, characterized characterized in that the nickel or iron layer is 2 μ thick or stronger. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickel- oder Eisenschicht durch chemisches Piatieren oder elektrplatieren gebildet ist.12. The method according to any one of claims 6 to 11, characterized in that the nickel or iron layer through chemical plating or electrplating is formed.
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