DE69107270T2

DE69107270T2 - Stahlblech, beschichtet mit einer Eisen-Zinklegierung, bestehend aus zwei Schichten mit hervorragenden Eigenschaften in bezug auf Elektrotauchlackierung und Pressbarkeit.

Info

Publication number: DE69107270T2
Application number: DE69107270T
Authority: DE
Inventors: Masaki Abe; Akira Hiraya; Junichi Inagaki; Masaya Morita; Masaru Sagiyama
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1991-10-07
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2011-10-08
Also published as: JP2536271B2; CA2052112C; EP0480355A3; JPH04147992A; KR920008223A; CA2052112A1; EP0480355A2; EP0480355B1; DE69107270D1

Description

Soweit bekannt, gibt es folgende, für die vorliegende Erfindung relevante Dokumente des Standes der Technik:
(1) Japanische Patentveröffentlichung Nr. 58-15 554 vom 26. März 1983 und
(2) provisorische japanische Patentveröffentlichung Nr. 2-66 148 vom 6. März 1990.
Der Inhalt des in den genannten vorveröffentlichten Dokumenten beschriebenen Standes der Technik wird im folgender diskutiert werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein mit einer Eisen-Zink- Legierung plattiertes Stahlblech mit zwei Plattierschichten hervorragender Elektrolackierbarkeit und Druckverformbarkeit.
Ein mit einer Eisen-Zink-Legierung plattiertes Stahlblech besitzt zahlreiche Vorteile, z.B. eine hervorragende Korrosionsfestigkeit und Elektrolackierbarkeit sowie geringe Herstellungskosten, so daß mit der Eisen-Zink-Legierung plattierte Stahlbleche weitverbreitet als Stahlbleche für Automobilkarosserie verwendet werden. Es besteht ein erheblicher Bedarf nach einer Verbesserung der Elektrolackierbarkeit und Druckverformbarkeit solcher mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierter Stahlbleche.
Auf der Oberfläche eines mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs wird üblicherweise wie folgt ein Lackfilm gebildet: Das mit der Eisen-Zink-Legierung plattierte Stahlblech wird zur Bildung eines Phosphatfilins auf der Oberfläche der Plattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung einer Phosphatierungsbehandlung unterworfen. Danach wird durch kationische Elektrolackierbehandlung auf den Phosphatfilm ein Lackfilm gegebener Dicke aufgetragen.
Wenn jedoch auf dem auf der Oberfläche der Plattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung befindlichen Phosphatfilm durch kationische Elektrolackierbehandlung der Lackfilm ausgebildet wird, bedingt der bei der Elektrolackierbehandlung entstandene und in den Lackfilm eingeschlossene gasförmige Wasserstoff das Entstehen kraterförmiger kleiner Löcher im Lackfilm. Das elektrolackierte und mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierte Stahlblech wird schließlich zur Bildung einer filmartigen Schlußlackierung auf dem genannten Lackfilm fertiglackiert. Die genannten kraterartigen kleinen Löcher beeinträchtigen selbst die filmartige Schlußlackierung und verschlechtern somit die Qualität des lackierten und mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs.
Aus der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 58-15 554 vom 26. März 1983 ist ein nicht mit den geschilderten Schwierigkeiten behaftetes, mit einer Eisen-Zink-Legierung plattiertes Stahlblech bekannt. Dieses mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierte, zwei Plattierschichten aufweisende Stahlblech zum kationischen Elektrolackieren besteht aus:
einem Stahlblech, einer auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs als untere Schicht gebildeten Plattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung, wobei der Zinkgehalt dieser die untere Schicht bildenden Plattierschicht aus der Eisen- Zink-Legierung über 40 Gew.-%, bezogen auf die die untere Schicht bildende Plattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung, beträgt, und einer auf der die untere Schicht bildenden Schicht aus der genannten Eisen-Zink-Legierung als obere Schicht ausgebildeten Plattierschicht aus einer Eisen- Zink-Legierung, wobei der Zinkgehalt dieser die obere Schicht bildenden Plattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung bis zu 40 Gew.-%, bezogen auf die die obere Schicht bildende Plattierschicht auf der Eisen-Zink-Legierung, beträgt (im folgenden als "Stand der Technik 1" bezeichnet).
Ein mit der Eisen-Zink-Legierung plattiertes Stahlblech für eine Automobilkarosserie wird einer drastischen Druckverformung unterworfen. Diese drastische Druckverformung des mit der Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs bedingt eine als "Stauben" bezeichnete pulverförmige Ablösung der Plattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung sowie eine als "Schuppung" bezeichnete schuppenförmige Ablösung der Plattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung.
Aus der provisorischen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-66 148 vom 6. März 1990 ist ebenfalls ein nicht mit den geschilderten Schwierigkeiten behaftetes, mit einer Eisen-Zink-Legierung plattiertes Stahlblech bekannt. Das bekannte, mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierte Stahlblech besitzt zwei Plattierschichten und zeigt eine hervorragende Beständigkeit gegen Stauben und Schuppung. Es umfaßt ein Stahlblech, eine auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs als untere Schicht ausgebildete Plattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung, wobei der Eisengehalt in der die untere Schicht bildenden Plattierschicht aus der Eisen- Zink-Legierung bis zu 12 Gew.-%, bezogen auf die die untere Schicht bildende Plattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung, beträgt, und eine auf der die untere Schicht bildenden Plattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung als obere Schicht ausgebildete Plattierschicht aus einer Eisen-Zink- Legierung, wobei der Eisengehalt in der die obere Schicht bildenden Plattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf die die obere Schicht bildende Plattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung beträgt und wobei der Reibungskoeffizient dieser die obere Schicht bildenden Plattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung bis zu 0,22 beträgt (im folgenden als "Stand der Technik 2" bezeichnet).
Gemäß dem Stand der Technik 1 kann man das Entstehen krater förmiger kleiner Löcher in dem Lackfilm verhindern. Gemäß dem Stand der Technik 2 kann man das Stauben und die Schuppung der Plattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung während des Druckformens verhindern. Bei einem mit einer Eisen- Zink-Legierung plattierten Stahlblech mit zwei Plattierschichten, z.B. einem solchen des Standes der Technik 1 oder 2, ist es im Hinblick auf eine wirtschaftliche Verbesserung der Korrosionsfestigkeit üblich, eine untere Schicht in Form einer mit einer Legierung behandelten Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung relativ hohen Plattiergewichts und eine obere Schicht in Form einer Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung relativ geringen Plattiergewichts auszubilden.
Nachteilig am Stand der Technik 1 und 2 ist: Bei drastischer Druckverformung der mit der Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlbleche des Standes der Technik 1 oder 2 entstehen Risse oder Ablösungen in der die untere Schicht bildenden, legierungsbehandelten Tauchplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung und in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung.
Bei Durchführung einer Phosphatierbehandlung des mit der Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs, bei dem es in den Plattierschichten zu Rissen oder Ablösungen gekommen ist, zur Bildung eines Phosphatfilms auf der Oberfläche der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung beschleunigt das durch die Risse oder Ablösungen freigelegte Stahlblech das Inlösunggehen der unteren und oberen Plattierschicht in der Phosphatierlösung. Dies führt dazu, daß selbst auf den Innenflächen des Risses oder der Ablösung der Plattierschichten Phosphatkristallkörnchen des Phosphatfilms in anormal großer Menge wachsen.
Wenn der Lackfilm nach dem Elektrolackieren gebrannt wird, wird folglich aus den Phosphatkristallkörnchen des Phosphatfilms eine große Menge Kristallwasser freigesetzt. Das derart freigesetzte Kristallwasser wird im Lackfilm eingeschlossen und verdampft unter Bildung von Blasen im Lackfilm. Die Bildung der Blasen im Lackfilm wird vermutlich durch die die obere Schicht bildende Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung noch beschleunigt. Das Entstehen dieser Blasen beeinträchtigt auch die filmartige Schlußlackierung und somit die Qualität des lackierten und mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs.
Unter diesen Umständen besteht ein Bedarf nach der Entwicklung eines mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs mit zwei Plattierschichten, bei dem selbst bei drastischer Druckverformung im Lackfilm keine Fehler, wie Blasen und kleine Löcher, auftreten und das eine hervorragende Elektrolackierbarkeit und Druckverformbarkeit aufweist. Ein solche Eigenschaften aufweisendes, mit einer Eisen-Zink-Legierung plattiertes Stahlblech gibt es bislang noch nicht.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist folglich die Bereitstellung eines mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs mit zwei Plattierschichten, bei dem selbst bei drastischer Druckverformung im Lackfilm keine Fehler, wie Blasen und kleine Löcher, auftreten und das sich durch eine hervorragende Elektrolackierbarkeit und Druckverformbarkeit auszeichnet.
Gegenstand einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist somit ein mit einer Eisen-Zink-Legierung plattiertes Stahlblech ausgezeichneter Elektrolackierbarkeit und Druckverformbarkeit, das die folgenden Bestandteile umfaßt:
ein Stahlblech,
eine legierungsbehandelte Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als eine untere Schicht, die auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs ausgebildet ist, wobei der Eisengehalt in der Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der unteren Schicht 7 bis 15 Gew.- %, bezogen auf die Tauchplattierschicht aus einer Eisen- Zink-Legierung, und das Plattiergewicht der Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der unteren Schicht 30 bis 120 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs betragen; und
eine Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als eine obere Schicht, die auf der legierungsbehandelten Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der unteren Schicht ausgebildet ist, wobei der Eisengehalt in der Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der oberen Schicht mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf die Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung, beträgt;
und dadurch gekennzeichnet ist,
daß die Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als die obere Schicht mehrere Bereiche einer weiteren Eisen-Zink-Legierung aufweist;
daß der Eisengehalt eines jeden der mehreren Bereiche einer weiteren Eisen-Zink-Legierung unter 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht eines jeden der mehreren Bereiche einer weiteren Eisen-Zink-Legierung, liegt;
daß die gesamte frei liegende Fläche pro Flächeneinheit der mehreren Bereiche einer weiteren Eisen-Zink-Legierung 5 bis 50% der Flächeneinheit der Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der oberen Schicht beträgt;
daß jeder der mehreren Bereiche einer weiteren Eisen-Zink- Legierung einen Durchmesser zwischen 1 und 100 um aufweist und
daß das Gesamtplattiergewicht der Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der oberen Schicht und der mehreren Bereiche einer weiteren Eisen-Zink-Legierung 1 bis 10 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs beträgt.
Gegenstand einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein mit einer Eisen-Zink-Legierung plattiertes Stahlblech mit zwei Plattierschichten ausgezeichneter Elektrolackierbarkeit und Druckverformbarkeit, das die folgenden Bestandteile umfaßt:
ein Stahlblech,
eine legierungsbehandelte Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als eine untere Schicht, die auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs ausgebildet ist, wobei der Eisengehalt in der Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der unteren Schicht 7 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung, und das Plattiergewicht der Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der unteren Schicht 30 bis 120 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs betragen; und
eine Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als eine obere Schicht, die auf der legierungsbehandelten Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der unteren Schicht ausgebildet ist, wobei der Eisengehalt in der Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der oberen Schicht mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf die Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung, beträgt;
und dadurch gekennzeichnet ist,
daß die Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als die obere Schicht mehrere Poren aufweist;
daß die gesamte Öffnungsfläche pro Flächeneinheit der mehreren Poren 5 bis 50% der Einheitsfläche der Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der oberen Schicht beträgt;
daß jede der mehreren Poren einen Durchmesser zwischen 1 und 100 um aufweist und
daß das Plattiergewicht der Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der oberen Schicht 1 bis 10 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs beträgt.
Fig.1 zeigt in schematischer ebener Darstellung eine erste Ausführungsform des mit der Eisen-Zink- Legierung plattierten Stahlblechs gemäß der Erfindung;
Fig. 2 zeigt in schematischer Querschnittsdarstellung die erste Ausführungsform des mit der Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs gemäß der Erfindung;
Fig. 3 zeigt in schematischer ebener Darstellung eine zweite Ausführungsform des mit der Eisen-Zink- Legierung plattierten Stahlblechs gemäß der Erfindung;
Fig. 4 zeigt in schematischer Querschnittsdarstellung die zweite Ausführungsform des mit der Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs gemäß der Erfindung; und
Fig. 5 zeigt in schematischer Querschnittsdarstellung ein Ziehwulsttestgerät zum Testen der Druckverformbarkeit eines mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs.
Aus den genannten Gesichtspunkten wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um ein mit einer Eisen-Zink-Legierung plattiertes Stahlblech mit zwei Plattierschichten, bei dem im Lackfilm selbst bei drastischer Druckverformung keine Fehler, wie Blasen und kleine Löcher, auftreten und das eine hervorragende Elektrolackierbarkeit und Druckverformbarkeit aufweist, zu entwickeln.
Bei drastischer Druckverformung eines mit einer Eisen-Zink- Legierung plattierten Stahlblechs mit zwei Plattierschichten, die eine auf mindestens einer Oberfläche eines Stahlblechs als untere Schicht ausgebildete, legierungsbehandelte, mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierte Tauchplattierschicht und eine auf der die untere Schicht bildenden Tauchplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung als obere Schicht ausgebildete Elektroplattierschicht aus einer Eisen- Zink-Legierung umfassen, anschließender Phosphatierbehandlung zur Bildung eines Phosphatfilms auf der Oberfläche der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung und schließlich Elektrolackieren zur Bildung eines Lackfilms auf dem Phosphatfilm können im Lackfilm leicht Blasen entstehen. Zunächst wurden die Ursachen für dieses Phänomen untersucht. Hierbei wurde folgendes klar:
Die durch Elektrofällung von Metallen gebildete und die obere Schicht bildende Elektroplattierschicht aus der Eisen- Zink-Legierung weist erhebliche innere Spannungen auf. Andererseits weist die die untere Schicht bildende, legierungsbehandelte, mit einer Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht nahezu keine inneren Spannungen auf. Folglich behindert die die obere Schicht bildende Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung lokal und stark die die untere Schicht bildende, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink- Legierung tauchplattierte Schicht. Wenn nun das mit der Eisen-Zink-Legierung plattierte Stahlblech mit diesen beiden Plattierschichten in drastischer Weise eine Druckverformung erfährt, können in der die untere Schicht bildenden, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht Risse oder Ablösungen auftreten. Dies führt zum Entstehen von Blasen im Lackfilm aufgrund einer Verdampfung von Kristallwasser aus den Phosphatkristallkörnchen des Phosphatfilms (s. oben).
Aufgrund dieser Untersuchungen gelangte man zu folgender Erkenntnis. Durch Vermindern der Hemmwirkung auf die die untere Schicht bildende, legierungsbehandelte, mit der Eisen- Zink-Legierung tauchplattierte Schicht durch Verteilen der inneren Spannungen in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung treten in der die untere Schicht bildenden, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht selbst bei Durchführung einer drastischen Druckverformung des mit der Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs mit diesen beiden Plattierschichten keine Risse oder Ablösungen auf. Demzufolge treten auch in dem Lackfilm auf der Oberfläche der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung keine Blasen auf.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dieser Erkenntnis. Im folgenden wird das erfindungsgemäße mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierte Stahlblech mit zwei Plattierschichten und hervorragender Elektrolackierbarkeit und Druckverformbarkeit unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
Figur 1 ist eine schematische plane Darstellung zur Veranschaulichung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen, mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs und Figur 2 zeigt in schematischer Querschnittdarstellung die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen, mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs.
Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, umfaßt das mit der Eisen- Zink-Legierung plattierte Stahlblech gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Stahlblech 1, eine auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs 1 gebildete, legierungsbehandelte, mit einer Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht 2 als untere Schicht und eine auf der die untere Schicht bildenden, mit der Eisen- Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 als obere Schicht gebildete Elektroplattierschicht 3 aus einer Eisen-Zink-Legierung, wobei die die obere Schicht bildende Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung eine Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a aufweist.
Der Eisengehalt der die untere Schicht bildenden, legierungsbehandelte, mit einer Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 sollte, bezogen auf die mit der Eisen- Zink-Legierung tauchplattierte Schicht 2, auf einen Bereich von 7 - 15 Gew.-% begrenzt werden. Wenn der Eisengehalt in der die untere Schicht bildenden, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2, bezogen auf deren Gewicht, unter 7 Gew.-% liegt, verschlechtert sich die Korrosionsfestigkeit der mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2. Wenn andererseits der Eisengehalt in der die untere Schicht bildenden, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2, bezogen auf deren Gewicht, über 15 Gew.-% liegt, verschlechtert sich die Druckformbarkeit des mit der Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs.
Das Plattiergewicht der die untere Schicht bildenden, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 sollte pro Oberfläche des Stahlblechs 1 auf einem Bereich von 30 - 120 g/m² begrenzt werden. Wenn das Plattiergewicht der die untere Schicht bildenden, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 unter 30 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs 1 liegt, verschlechtert sich die Korrosionsfestigkeit der mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2. Wenn andererseits das Plattiergewicht der die untere Schicht bildenden, mit der Eisen- Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 über 120 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs liegt, verschlechtert sich die Druckverformbarkeit des mit der Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs.
Der Eisengehalt in der die obere Schicht bildenden, mit der Eisen-Zink-Legierung elektroplattierten Schicht 3 sollte, bezogen auf ihr Gewicht, mindestens 60 Gew.-% betragen. Der Eisengehalt in jedem der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung sollte auf unter 60 Gew.-%, bezogen auf jeden der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a, beschränkt sein.
Die die obere Schicht bildende Elektroplattierschicht 3 aus einer Eisen-Zink-Legierung weist - wie bereits erwähnt - eine Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a auf. Folglich ist die Struktur der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen- Zink-Legierung ungleichmäßig. Folglich werden die inneren Spannungen in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung verteilt und somit die auf die die untere Schicht bildende, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht 2 wirkende Hemmkraft vermindert. Selbst bei Durchführung einer drastischen Druckverformung des mit der Eisen- Zink-Legierung plattierten Stahlblechs mit diesen beiden Plattierschichten treten in der die untere Schicht bildenden, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 niemals Risse oder Ablösungen auf. Demzufolge bilden sich auch in dem auf der Oberfläche der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung aufgetragenen Lackfilm keine Blasen aus.
Wenn der Eisengehalt in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung unter 60 Gew.-%, bezogen auf die Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung, liegt, können sich in dem auf der Oberfläche der Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink- Legierung aufgetragenen Lackfilm kraterförmige kleine Löcher bilden.
Wenn der Eisengehalt in jedem der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen- Zink-Legierung mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf jeden der Mehrzahl der Punkte aus der anderen Eisen-Zink-Legierung 3a, beträgt, können die inneren Spannungen in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen- Zink-Legierung nicht verteilt werden. Es ist folglich unmöglich, die auf die die untere Schicht bildende, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht 2 einwirkende Hemmkraft zu vermindern und somit das Entstehen von Rissen oder Ablösungen in der Tauchplattierschicht 2 aus der Eisen-Zink-Legierung während der Druckverformung zu verhindern.
Die gesamte freiliegende Fläche pro Einheitsfläche der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung sollte auf einen Bereich von 5 - 50% der Einheitsfläche der Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung beschränkt werden. Wenn die gesamte freiliegende Fläche der Mehrzahl der Punkte aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a unter 5% der Einheitsfläche der Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung liegt, können die inneren Spannungen in der Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung nicht vollständig verteilt werden. Folglich kann man die auf die die untere Schicht bildende, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht 2 einwirkende Hemmkraft nicht vermindern und somit auch nicht das Entstehen von Rissen oder Ablösungen in der Tauchplattierschicht 2 aus der Eisen-Zink- Legierung während des Druckformens verhindern. Wenn die gesamte freiliegende Fläche der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a über 50% der Einheitsfläche der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung beträgt, kommt es andererseits zur Bildung kraterförmiger kleiner Löcher in dem auf der Oberfläche der Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung befindlichen Lackfilm.
Der Durchmesser eines jeden der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen- Zink-Legierung sollte auf einen Bereich von 1 - 100 um beschränkt sein. Wenn der Durchmesser eines jeden der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a unter 1 um liegt, lassen sich die inneren Spannungen in der Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung nicht vollständig verteilen. Folglich kann man auch die auf die die untere Schicht bildende, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht 2 einwirkende Hemmkraft nicht vermindern und somit auch nicht das Entstehen von Rissen oder Ablösungen in der Tauchplattierschicht 2 aus der Eisen-Zink-Legierung während des Druckformens verhindern. Wenn der Durchmesser eines jeden der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a über 100 um liegt, kommt es andererseits zum Entstehen kraterförmiger kleiner Löcher in dem auf der Oberfläche der Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung befindlichen Lackfilm.
Das gesamte Plattiergewicht der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung und der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a sollte auf einen Bereich von 1 - 10 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs 1 beschränkt sein. Bei einem Gesamtplattiergewicht von unter 1 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs 1 kann es zum Auftreten kraterförmiger kleiner Löcher in dem auf der Oberfläche der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung befindlichen Lackfilm kommen. Bei einem Gesamtplattiergewicht über 10 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs 1 verschlechtert sich andererseits die Druckverformbarkeit des mit der Eisen- Zink-Legierung plattierten Stahlblechs.
Fig. 3 zeigt in schematischer planer Darstellung eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen, mit einer Eisen-Zink- Legierung plattierten Stahlblechs und Fig. 4 zeigt in schematischer Querschnittsdarstellung die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen, mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs.
Wie aus Fig. 3 und 4 hervorgeht, umfaßt das mit der Eisen- Zink-Legierung plattierte Stahlblech gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Stahlblech 1, eine auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs 1 als untere Schicht ausgebildete, legierungsbehandelte, mit einer Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht 2 und eine auf der die untere Schicht bildenden Tauchplattierschicht 2 aus der Eisen-Zink-Legierung als obere Schicht gebildete Elektroplattierschicht 4 aus einer Eisen-Zink-Legierung, wobei die die obere Schicht bildende Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung eine Mehrzahl von Poren 4a aufweist.
Der Eisengehalt in der die untere Schicht bildenden, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 sollte auf einen Bereich von 7 - 15 Gew.-%, bezogen auf die Tauchplattierschicht 2 aus der Eisen-Zink- Legierung, beschränkt sein. Das Plattiergewicht der die untere Schicht bildenden, legierungsbehandelte, mit der Eisen- Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 sollte aus denselben Gründen wie bei dem mit der Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblech gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einen Bereich von 30 - 120 g/m² beschränkt werden.
Der Eisengehalt in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung sollte auf mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf die Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung, beschränkt werden. Die die obere Schicht bildende Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung besitzt - wie bereits erwähnt - eine Mehrzahl von Poren 4a. Die Struktur der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung ist folglich ungleichmäßig. Aufgrund dessen werden die inneren Spannungen in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung verteilt und somit die auf die die untere Schicht bildende, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht 2 wirkende Hemmkraft vermindert. Selbst bei drastischer Druckverformung des mit der Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs mit diesen beiden Plattierschichten treten in der die untere Schicht bildenden, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 niemals Risse oder Ablösungen auf. Demzufolge kommt es auch in dem auf der Oberfläche der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung aufgetragenen Lackfilm niemals zur Blasenbildung.
Wenn der Eisengehalt in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung unter 60 Gew.-%, bezogen auf die Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung, liegt, können in dem auf dem Oberfläche der Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung gebildeten Lackfilm kraterförmige kleine Löcher auftreten.
Die gesamte Öffnungsfläche pro Einheitsfläche der in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung vorhandenen Mehrzahl von Poren 4a sollte auf einen Bereich von 5 - 50% der Einheitsfläche der Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung beschränkt werden. Wenn die gesamte Öffnungsfläche der Mehrzahl von Poren 4a unter 5% der Einheitsfläche der Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung liegt, können die inneren Spannungen in der Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung nicht vollständig verteilt werden. Folglich kann man auch die auf die die untere Schicht bildende, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht 2 einwirkende Hemmkraft nicht vermindern und folglich auch das Auftreten von Rissen oder Ablösungen in der Tauchplattierschicht 2 aus der Eisen-Zink- Legierung während des Druckverformens nicht verhindern. Wenn die gesamte Öffnungsfläche der Mehrzahl von Poren 4a über 50% der Einheitsfläche der Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung liegt, können sich andererseits in dem auf der Oberfläche der Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung gebildeten Lackfilm kraterförmige kleine Löcher bilden.
Der Durchmesser einer jeden der Mehrzahl von Poren 4a in der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung sollte auf einen Bereich von 1 - 100 um beschränkt sein. Wenn der Durchmesser einer jeden der Mehrzahl von Poren 4a unter 1 um liegt, können die inneren Spannungen in der Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink- Legierung nicht vollständig verteilt werden. Man kann folglich weder die auf die die untere Schicht bildende, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht 2 einwirkende Hemmkraft vermindern, noch das Entstehen von Rissen oder Ablösungen in der Tauchplattierschicht 2 aus der Eisen-Zink-Legierung während des Druckformens verhindern. Wenn der Durchmesser einer jeden der Mehrzahl von Poren 4a über 100 um liegt, können sich andererseits in dem auf der Oberfläche der Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung gebildeten Lackfilm kraterförmige kleine Löcher bilden.
Das Plattierqewicht der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung sollte auf einen Bereich von 1 - 10 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs 1 beschränkt werden. Wenn das Plattiergewicht der Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung unter 1 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs 1 liegt, können sich in dem auf der Oberfläche der die obere Schicht bildenden Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung befindlichen Lackfilm kraterförmige kleine Löcher bilden. Wenn das Plattiergewicht der Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink- Legierung über 10 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs 1 liegt, wird andererseits die Druckverformbarkeit des mit der Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs beeinträchtigt.
Das mit der Eisen-Zink-Legierung plattierte Stahlblech gemäß der Erfindung mit den beiden Plattierschichten hervorragender Elektrolackierbarkeit und Druckverformbarkeit wird wie folgt hergestellt.
Ein Stahlblech wird zur Durchführung einer Zinktauchplattierbehandlung bei dem Stahlblech zur Bildung einer Zinkplattierschicht auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs durch ein Zinktauchplattierbad geleitet. Danach wird das mit Zink plattierte bzw. verzinkte Stahlblech erwärmt, um eine Legierungsbildung zwischen der Zinkplattierschicht und dem Oberflächenteil des Stahlblechs unter Umwandlung der Zinkplattierschicht in eine Plattierschicht aus einer Eisen- Zink-Legierung herbeizuführen. Somit wird auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs eine als untere Schicht dienende, legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht gebildet.
Bei Bildung der als untere Schicht dienenden, legierungsbehandelten, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs nach dem geschilderten bekannten Verfahren erfolgt das Erwärmen des mit Zink plattierten bzw. verzinkten Stahlblechs zur Legierungsbehandlung bei einer Temperatur innerhalb eines Bereichs von 420 - 520ºC. Diese Temperatur liegt unter der üblichen Erwärmungstemperatur für die Legierungsbehandlung. Als Ergebnis entstehen säulenförmige Kristallkörnchen ( -Phase) in der legierungsbehandelten, mit der Eisen-Zink- Legierung tauchplattierten Schicht, so daß auf der Oberfläche der Tauchplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung feine Unregelmäßigkeiten entstehen. Danach wird das Stahlblech auf der Oberfläche mit der darauf befindlichen Tauchplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung mit diesen feinen Unregelmäßigkeiten dressiert, um Ausbuchtungen der Oberfläche der Tauchplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung zu egalisieren. Auf diese Weise wird als untere Schicht auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs eine legierungsbehandelte, mit einer Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht mit feinen Ausnehmungen gebildet.
Danach wird das Stahlblech auf der Oberfläche, auf der die legierungsbehandelte, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht mit feinen Ausnehmungen gebildet wurde, bei gegebener elektrischer Stromdichte in einem Eisenionen in einer gegebenen Menge und Zinkionen in einer gegebenen Menge enthaltenden sauren Elektroplattierbad zur Bildung einer als obere Schicht dienenden Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung auf der als untere Schicht dienenden und feine Ausnehmungen aufweisenden, legierungsbehandelten, mit einer Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht elektroplattiert. Bei dieser Behandlung bereitet es für den elektrischen Plattierstrom größere Schwierigkeiten, durch die Ausnehmungen der legierungsbehandelten, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht zu fließen als durch flachen Bereich hiervon.
Im Ergebnis erhält man ein in Fig. 1 und 2 dargestelltes, mit einer Eisen-Zink-Legierung plattiertes Blech gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit zwei Plattierschichten, umfassend die legierungsbehandelte, mit einer Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht 2 als untere Schicht auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs 1 und die Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung als obere Schicht mit einer Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a auf der als untere Schicht dienenden Tauchplattierschicht 2 aus der Eisen-Zink- Legierung, oder ein in den Fig. 3 und 4 dargestelltes, mit einer Eisen-Zink-Legierung plattiertes Stahlblech gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit zwei Plattierschichten, umfassend die legierungsbehandelte, mit einer Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht 2 als untere Schicht auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs 1 und die Elektroplattierschicht 4 aus einer Eisen- Zink-Legierung als obere Schicht mit einer Mehrzahl von Poren 4a auf der als untere Schicht dienenden Tauchplattierschicht 2 aus der Eisen-Zink-Legierung.
Ob das mit der Eisen-Zink-Legierung plattierte Stahlblech gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder das mit der Eisen-Zink-Legierung plattierte Stahlblech gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, hängt von der bei Ausbildung der Elektroplattierschicht 3 oder 4 aus der Eisen-Zink-Legierung als oberer Schicht auf der legierungsbehandelten, mit der Eisen- Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 als unterer Schicht angelegten Plattierstromdichte und der Menge der in der legierungsbehandelten, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 entstandenen säulenförmigen Kristalle ab.
Der Eisengehalt in der Elektroplattierschicht 3 bzw. 4 aus der Eisen-Zink-Legierung (obere Schicht) und das Plattiergewicht der Elektroplattierschicht 3 oder 4 aus der Eisen- Zink-Legierung (obere Schicht) hängen von der chemischen Zusammensetzung des Elektroplattierbades und der bei Ausbildung der Elektroplattierschicht 3 bzw. 4 aus der Eisen-Zink- Legierung angelegten Plattierstromdichte ab.
Der Eisengehalt, der Durchmesser und die gesamte freiliegende Fläche der Mehrzahl der Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung 3a in der als obere Schicht dienenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung hängt von der Menge an in der als untere Schicht dienenden, legierungsbehandelten, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 gebildeten säulenförmigen Kristallkörnchen, dem Reduktionsgrad beim Dressieren des Stahlblechs 1, auf dessen Oberfläche die Tauchplattierschicht 2 aus der Eisen-Zink-Legierung gebildet wurde, und der bei Ausbildung der als obere Schicht dienenden Elektroplattierschicht 3 aus der Eisen-Zink-Legierung angelegten Plattierstromdichte ab.
Der Durchmesser und die gesamte Öffnungsfläche der Mehrzahl von Poren 4a in der als obere Schicht dienenden Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung hängt ebenfalls von der Menge der in der als untere Schicht dienenden, legierungsbehandelten, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 entstandenen säulenförmigen Kristallkörnchen, dem Reduktionsgrad beim Dressieren des Stahlblechs 1, auf dessen Oberfläche sich die Tauchplattierschicht 2 aus der Eisen-Zink-Legierung befindet, und der bei Ausbildung der als obere Schicht dienenden Elektroplattierschicht 4 aus der Eisen-Zink-Legierung angelegten Plattierstromdichte ab.
Der Eisengehalt in der als untere Schicht dienenden, legierungsbehandelten, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 und das Plattiergewicht der Tauchplattierschicht 2 aus der Eisen-Zink-Legierung hängen von der chemischen Zusammensetzung und der Temperatur des bei Ausbildung der als untere Schicht dienenden, legierungsbehandelten, mit der Eisen-Zink-Legierung tauchplattierten Schicht 2 verwendeten Zinktauchplattierbads, der Temperatur des durch das Zinktauchplattierbad geführten Stahlblechs 1, der Legierungsbehandlungstemperatur zum Legieren der Zinkplattierschicht und des Oberflächenteils des Stahlblechs 1 und der Dauer der Legierungsbehandlung ab.
Das Verfahren zur Herstellung des mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs gemäß der Erfindung ist nicht auf das geschilderte Verfahren beschränkt.
Im folgenden wird das mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierte Stahlblech gemäß der Erfindung mit zwei Plattierschichten hervorragender Elektrolackierbarkeit und Druckformbarkeit anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert.

Beispiele

Die beiden Oberflächen verschiedener kaltgewalzter Stahlbleche einer Dicke von 0,8 mm wurden durch übliches Alkalientfetten und übliches elektrolytisches Beizen gereinigt. Danach wird das jeweils gesäuberte kaltgewalzte Stahlblech unter einer der drei in Tabelle 1 angegebenen Arten von Plattierbedingungen A, B und C unter Legierungsbildung mit einer Eisen-Zink-Legierung tauchplattiert, um auf jeder der beiden Oberflächen des jeweils kaltgewalzten Stahlblechs eine als untere Schicht dienende, legierungsbehandelte, mit einer Eisen-Zink-Legierung tauchplattierte Schicht auszubilden.
Danach wird das kaltgewalzte Stahlblech auf jeder Oberfläche, auf der die legierungsbehandelten, mit der Eisen-Zink- Legierung tauchplattierten Schichten als untere Schicht aufgetragen wurden, unter einer der in Tabelle 2 angegebenen fünf Arten von Plattierbedingungen a, b, c, d und e zur Bildung einer als obere Schicht dienenden Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung auf der Tauchplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung elektroplattiert. Hierbei wurden Prüflinge des mit der Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (im vorliegenden als "erfindungsgemäße Prüflinge" bezeichnet) Nr. 1 bis 10 (vgl. Tabelle 3) und Prüflinge des mit der Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung (im folgenden als "erfindungsgemäße Prüflinge" bezeichnet) Nr. 11 bis 20 (vgl. Tabelle 4) mit jeweils zwei Plattierschichten innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung erhalten. Zu Vergleichszwecken wurden Prüflinge des mit einer Eisen-Zink-Legierung plattierten Stahlblechs mit jeweils zwei Plattierschichten außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung (im folgenden als "Vergleichsprüflinge" bezeichnet) Nr. 1 bis 8 (vgl. Tabelle 5) hergestellt. TABELLE 1 Chemische Zusammensetzung des Plattierbades (Gew.-%) Art Plattierbadtemperatur (ºC) Temperatur des durch das Plattierbad geführten Stahlblechs (ºC) Temperatur des Legierungsbehandlung (ºC) Dauer der Legierungsbehandlung Zn und beiläufige Verunreinigungen Rest Diese wird derart eingestellt, daß die Plattierschicht einen vorgeschriebenen Eisengehalt erhält TABELLE 2 Chemische Zusammensetzung des Plattierbades (g/l) Art pH-Wert des Plattierbades Plattierbadtemperatur (ºC) Plattierstromdichte (A/dm²) TABELLE 3 Legierungsbehandelte, mit einer Fe-Zn-Legierung tauchplattierte Schicht (untere Schicht) Elektroplattierschicht aus der Fe-Zn-Legierung (obere Schicht) Elektrolackierbarkeit Punkte aus einer Fe-Z-Legierung Chemische Zusammensetzung (Gew.-%) Plattierbedingung Plattiergewicht (g/m²) Reduktionsgrad beim Dressieren (5) Gesamte freiliegen de Fläche (%) Durchmesser (um) Gesamtplattiergewicht (2/m²) Entstehenung von Blasen Entstehung von kraterförmigen kleinen Löchern Druckverformbarkeit (g/m²) Erfindungsgemäßer Prüfling TABELLE 4 Legierungsbehandelte, mit einer Fe-Zn-Legierung tauchplattierte Schicht (untere Schicht) Elektroplattierschicht aus der Fe-Zn-Legierung (obere Schicht) Elektrolackierbarkeit Chemische Zusammensetzung (Gew.-%) Plattierbedingung Plattiergewicht (g/m²) Reduktionsgrad beim Dressieren (%) Gesamte Öffnungsfläche der Poren (%) Porendurchmesser (um) Plattiergewicht (g/m²) Entstehenung von Blasen Entstehung von kraterförmigen kleinen Löchern Druckverformbarkeit (g/m²) Erfindungsgemäßer Prüfling TABELLE 5 Legierungsbehandelte, mit einer Fe-Zn-Legierung tauchplattierte Schicht (untere Schicht) Elektroplattierschicht aus der Fe-Zn-Legierung (obere Schicht) Elektrolackierbarkeit Punkte aus einer Fe-Zn-Legierung Chemische Zusammensetzung (Gew.-%) Plattierbedingung Plattiergewicht (g/m²) Reduktionsgrad beim Dressieren (%) Gesamte freiliegen de Fläche (%) Durchmesser (um) Gesamtplattiergewicht (g/m²) Entstehenung von Blasen Entstehung von kraterförmigen kleinen Löchern Druckverformbarkeit (g/m²) Vergleichsprüfling
Von jedem der in der geschilderten Weise hergestellten erfindungsgemäßen Prüflinge Nr. 1 bis 20 und Vergleichsprüflinge Nr. 1 bis 8 wurden nach folgenden Leistungstests die Elektrolackierbarkeit und die Druckverformbarkeit bestimmt. Die Testergebnisse finden sich in den Tabellen 3, 4 und 5.
(1) Elektrolackierbarkeitstest:
(a) Entstehen von Blasen in dem Lackfilm:
Jeder Prüfling wurde in einem Phosphatierbad einer Tauchphosphatierbehandlung unterworfen, um auf beiden Oberflächen jedes Prüflings einen Phosphatfilm auszubilden. Danach wurde jeder Prüfling zur Ausbildung eines Lackfilms einer Dicke von 20 um auf jedem Phosphatfilm unter folgenden Bedingungen einer kationischen Elektrolackierbehandlung unterworfen:
Angelegte Spannung: 260 V
Lacktemperatur: 27ºC
Verhältnis Prüflingsoberfläche/Anodenoberfläche: 1/1
Brenntemperatur: 270ºC und
Brenndauer: 10 min
Das Entstehen von Blasen in dem hierbei auf jedem Prüfling entstandenen Lackfilm wurde visuell ermittelt und nach folgenden Kriterien bewertet:
o : In dem Lackfilm sind keine Blasen entstanden;
Δ : In dem Lackfilm ist (sind) eine bis 10 Blase(n) entstanden;
x : In dem Lackfilm sind über 10 Blasen entstanden.
(b) Entstehen kraterförmiger kleiner Löcher in dem Lackfilm:
Jeder Prüfling wurde zur Bildung eines Phosphatfilms auf jeder der beiden Oberflächen jeden Prüflings in einem Phosphatierbad einer Tauchphosphatierbehandlung unterworfen. Danach wurde jeder Prüfling zur Ausbildung eines Lackfilms einer Dicke von 20 um auf dem Phosphatfilm unter folgenden Bedingungen kationisch elektrolackiert:
Angelegte Spannung: 280 V
Lacktemperatur: 27 ºC
Verhältnis Prüflingsoberfläche/Anodenoberfläche: 1/1
Brenntemperatur: 170ºC und
Brenndauer: 25 min
Das Entstehen kraterförmiger kleiner Löcher in dem bei jedem Prüfling gebildeten Lackfilm wurde visuell untersucht und nach folgenden Kriterien bewertet:
o : In dem Lackfilm sind bis zu 20 kraterförmige kleine Löcher entstanden;
Δ : In dem Lackfilm sind über 20 bis zu 100 kraterförmige kleine Löcher entstanden;
x : In dem Lackfilm sind mehr als 100 kraterförmige kleine Löcher entstanden
(2) Druckverformungstest:
Die Druckverformbarkeit jedes Prüflings wurde mit Hilfe eines schematisch im Querschnitt in Fig. 5 dargestellten Ziehwulsttestgeräts untersucht.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, umfaßt das Ziehwulsttestgerät einen Oberschnitt 5 mit einem praktisch horizontalen Vorsprung 6 gegebener Höhe und einen Unterschnitt 7 mit einer Einkerbung 8 gegebener Tiefe, die auf den Vorsprung 6 des Oberschnitts 5 ausgerichtet ist. Während der Oberschnitt 5 stationär befestigt ist, ist der Unterschnitt 7 horizontal mit Hilfe eines nicht dargestellten hydraulischen Zylinders gegen den Oberschnitt 5 bewegbar. Ein Mundstück 6a des Vorsprungs 6 des Oberschnitts 5 besitzt einen Radius von 0,5 mm. Eine Schulter 8a der Ausnehmung 8 des Unterschnitts 7 besitzt einen Radius von 1 mm. Der Vorsprung 6 des Oberschnitts 5 und die Ausnehmung 8 des Unterschnitts 7 besitzt eine Breite von 40 mm.
In den Spalt zwischen dem Oberschnitt 5 und dem Unterschnitt 7 des beschriebenen Ziehwulsttestgeräts wurde ein Prüfling 9 (d.h. jeder der erfindungsgemäßen Prüflinge Nr. 1 bis 20 bzw. der Vergleichsprüflinge Nr. 1 bis 8) einer Breite von 30 mm vertikal eingefügt. Durch Betätigen des nicht dargestellten hydraulischen Zylinders wird der Prüfling 9 gegen den Vorsprung 6 des Oberschnitts 5 und die Schultern 8a der Ausnehmung 8 des Unterschnitts 7 unter einem Druck von 500 kgf/cm² (49 MPa) gepreßt. Danach wird der Prüfling 9 wie in Fig. 5 durch den Pfeil dargestellt nach oben gezogen, um ihn zu guetschen. Anschließend wird an der die obere Schicht des derart gequetschten Prüflings 9 bildenden Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung ein Klebeband befestigt. Anschließend wird das Klebeband abgezogen. Die Menge an abgelöster Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung wird bestimmt und dient als Maß für die Druckverformbarkeit.
Wie aus Tabelle 5 hervorgeht, zeigte der Vergleichsprüfling Nr. 1, bei dem der Eisengehalt in der als obere Schicht dienenden Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung etwas außerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung lag, das Entstehen zahlreicher kraterförmiger kleiner Löcher in dem Lackfilm. Dies bedeutet eine schlechte Elektrolackierbarkeit. Der Vergleichsprüfling Nr. 2, bei dem der Eisengehalt in der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen- Zink-Legierung in der als obere Schicht dienenden Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung stark außerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens lag, zeigt das Entstehen zahlreicher Blasen in dem Lackfilm. Dies bedeutet ebenfalls eine schlechte Elektrolackierbarkeit.
Der Vergleichsprüfling Nr. 3, bei dem die gesamte freiliegende Fläche pro Einheitsfläche der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung in der als obere Schicht dienenden Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung etwas außerhalb des erfindungsgemäßen Bereichs lag, zeigte das Entstehen zahlreicher Blasen in dem Lackfilm. Dies bedeutet eine schlechte Elektrolackierbarkeit.
Der Vergleichsprüfling Nr. 4, bei dem die gesamte freiliegende Fläche pro Einheitsfläche der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung stark außerhalb des erfindungsgemäß einzuhaltenden Bereichs lag, zeigte das Entstehen zahlreicher kraterförmiger kleiner Löcher in dem Lackfilm. Auch dies bedeutet eine schlechte Elektrolackierbarkeit.
Der Vergleichsprüfling Nr. 5, bei dem der Durchmesser eines jedem derr Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen- Zink-Legierung in der als obere Schicht dienenden Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung etwas außerhalb des erfindungsgemäß einzuhaltenden Bereichs lag, zeigte das Entstehen zahlreicher Blasen in dem Lackfilm. Dies bedeutet eine schlechte Elektrolackierbarkeit.
Der Vergleichsprüfling Nr. 6, bei dem der Durchmesser eines jeden der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink- Legierung weit außerhalb des erfindungsgemäß einzuhaltenden Bereichs lag, zeigte die Entstehung zahlreicher kraterförmiger kleiner Löcher in dem Lackfilm. Dies bedeutet eine schlechte Elektrolackierbarkeit.
Der Vergleichsprüfling Nr. 7, bei dem das gesamte Plattiergewicht der als obere Schicht dienenden Elektroplattierschicht aus der Eisen-Zink-Legierung und der Mehrzahl von Punkten aus einer anderen Eisen-Zink-Legierung (nur) geringfügig außerhalb des erfindungsgemäß einzuhaltenden Bereichs lag, zeigte das Entstehen zahlreicher kraterförmiger kleiner Löcher in dem Lackfilm. Dies bedeutet eine schlechte Elektrolackierbarkeit.
Der Vergleichsprüfling Nr. 8, bei dem das genannte gesamte Plattiergewicht weit außerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens lag, zeigte das Entstehen zahlreicher Blasen in dem Lackfilm. Dies deutet auf eine schlechte Elektrolackierbarkeit hin. Darüber hinaus zeigte dieser Prüfling eine schlechte Druckverformbarkeit
Im Gegensatz dazu waren die erfindungsgemäßen Prüflinge Nr. 1 bis 20 von hervorragender Elektrolackierbarkeit und Druckverformbarkeit, wie aus den Tabellen 3 und 4 hervorgeht.
Erfindungsgemäß-kann man, wie detailliert beschrieben, ein mit einer Eisen-Zink-Legierung plattiertes Stahlblech mit zwei Plattierschichten, bei dem in dem (später aufgebrachten) Lackfilm auch bei drastischer Druckverformung keine Fehler, wie Blasen und kraterförmigen kleinen Löcher, auftreten und das sich durch eine hervorragende Elektrolackierbarkeit und Druckverformbarkeit auszeichnet, herstellen. Damit werden für die Industrie brauchbare Wirkungen erzielt.

Claims

1. Mit einer Eisen-Zink-Legierung plattiertes Stahlblech mit zwei Plattierschichten ausgezeichneter Elektrolackierbarkeit und Druckverformbarkeit, umfassend ein Stahlblech,

eine legierungsbehandelte Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als eine untere Schicht, die auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs ausgebildet ist, wobei der Eisengehalt in der Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der unteren Schicht 7 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung, und das Plattiergewicht der Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der unteren Schicht 30 bis 120 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs betragen; und

eine Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als eine obere Schicht, die auf der legierungsbehandelten Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der unteren Schicht ausgebildet ist, wobei der Eisengehalt in der Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der oberen Schicht mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf die Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung, beträgt;

dadurch gekennzeichnet,

daß die Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als die obere Schicht mehrere Bereiche einer weiteren Eisen-Zink-Legierung aufweist; daß der Eisengehalt eines jeden der mehreren Bereiche einer weiteren Eisen-Zink-Legierung unter 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht eines jeden der mehreren Bereiche einer weiteren Eisen-Zink-Legierung, liegt;

daß die gesamte freiliegende Fläche pro Flächeneinheit der mehreren Bereiche einer weiteren Eisen-Zink-Legierung 5 bis 50% der Flächeneinheit der Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der oberen Schicht beträgt;

daß jeder der mehreren Bereiche einer weiteren Eisen-Zink-Legierung einen Durchmesser zwischen 1 und 100 um aufweist und

daß das Gesamtplattiergewicht der Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der oberen Schicht und der mehreren Bereiche einer weiteren Eisen- Zink-Legierung 1 bis 10 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs beträgt.

2. Mit einer Eisen-Zink-Legierung plattiertes Stahlblech mit zwei Plattierschichten ausgezeichneter Elektrolackierbarkeit und Druckverformbarkeit, umfassend ein Stahlblech,

eine legierungsbehandelte Tauchlattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als eine untere Schicht, die auf mindestens einer Oberfläche des Stahlblechs ausgebildet ist, wobei der Eisengehalt in der Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der unteren Schicht 7 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung, und das Plattiergewicht der Tauchplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der unteren Schicht 30 bis 120 g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs betragen; und

dadurch gekennzeichnet,

daß die Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als die obere Schicht mehrere Poren aufweist;

daß die gesamte öffnungsfläche pro Flächeneinheit der mehreren Poren 5 bis 50% der Fläche der Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der oberen Schicht beträgt;

daß jede der mehreren Poren einen Durchmesser zwischen 1 und 100 um aufweist und

daß das Plattiergewicht der Elektroplattierschicht aus einer Eisen-Zink-Legierung als der oberen Schicht 1 bis g/m² pro Oberfläche des Stahlblechs beträgt.