[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines schmelztauchbeschichteten
Stahlblechs, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Stahlblechs;
Schmelztauchbeschichten des Stahlblechs mit einem zinkbasierten Überzug, wobei das
Stahlblech ein Schmelzbad durchläuft, welches Aluminium zwischen 0,5 und 4,0 Gew.-%,
Magnesium zwischen 0,5 und 4,0 Gew.-% und Rest Zink und unvermeidbare Verunreinigungen
umfasst; Herausführen des mit flüssiger Schmelze beschichteten Stahlblechs aus dem
Schmelzenbad und Abstreifen eines Teils des noch mit flüssiger Schmelze beschichteten
Stahlblechs mit einem gasförmigen Abstreifmedium in einer Abstreifumgebung, wobei
die auf dem Stahlblech verbleibende flüssige Schmelze nach dem Abstreifen vollständig
erstarrt und den Überzug auf dem Stahlblech bildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung
auch ein schmelztauchbeschichtetes Stahlblech. Ein solcher Zn-Mg-Al-Überzug wird auch
als ZM-Überzug bezeichnet.
[0002] Bei einer herkömmlichen Herstellung von Zn-Mg-AI-Überzügen auf Stahlblechen kommt
es während und nach dem Einstellen der Überzugsdicke durch Abstreifen des noch schmelzflüssigen
Überzugs zur Abkühlung des Überzugs und somit zur Kristallisation. Dabei bilden sich
in erster Linie Zinkkristalle, welche von magnesium- und aluminiumreichen Phasen umgeben
sind, vgl.
CN 110 983 224 A. Bei der Erstarrung von Zn-Mg-AI-Schmelzen kommt es lokal in unterschiedlichem Maße
zwischen, über und unter den primär ausgeschiedenen Zinkkörnern zur Ausbildung von
binären (Zink-Magnesium) und/oder ternären (Zink-Aluminium-Magnesium) eutektischen
Phasen. Diese eutektischen Phasen sind aus dem Eutektikum und Reinmetallen, d. h.
diese eutektischen Phasen weisen neben dem Eutektikum zusätzlich sekundäre Zinkkörner
und gegebenenfalls Aluminiumphasen (Aluminiumkörner) auf. Diese sekundären Zinkkörner
sind nicht mit den primär ausgeschiedenen Zinkkörnern zu verwechseln, da sie ein im
Vergleich zu den primären Zinkkörnern um mehrere Größenordnungen geringeres Volumen
aufweisen. Während die primären Zinkkörner einen Durchmesser von teilweise bis 30
µm und sogar darüber aufweisen können, liegt der Durchmesser der in den eutektischen
Phasen befindlichen sekundären Zinkkörner bei bis zu 2 µm. Des Weiteren werden diese
sekundären Phasen vor oder nach dem Eutektikum ausgeschieden. In der Literatur werden
die oben beschriebenen eutektischen Phasen als hypo- oder hyper-eutektischen Phasen
bezeichnet, je nachdem ob sie vor oder nach dem Eutektikum ausgeschieden werden. Der
Schichtaufbau eines Zn-Mg-Al-Überzugs weist eine nicht flächendeckende, aber über
die gesamte Fläche verteilte Anreicherung von eutektischen Phasen auf, die über den
Zinkkörnern (und gegebenenfalls auch in den Zinkkörnern) angeordnet sind. Bei dem
Eutektikum und den eutektischen Phasen handelt es sich im Wesentlichen um magnesiumreiche
Phasen, gegebenenfalls aluminiumreiche Phasen, insbesondere in Form von Mischkristallen.
Die über die gesamte Fläche verteilte Anreicherung von eutektischen Phasen kann im
Mittel bis zu 100 %, insbesondere bis zu 90 %, beispielsweise bis zu 80 % betragen.
[0003] Im Allgemeinen bewirkt die Zugabe von Magnesium in die Schmelze eine Verbesserung
der Korrosionsbeständigkeit, sowie einen reduzierten Werkzeugverschleiß während des
Umformens. Bei der Ausbildung des binären Eutektikums im ZM-Überzug werden die zinkreichen
sowie die intermetallischen MgZn2 Phasen lamellenartig, das heißt in alternierenden
Schichten, aus der Schmelze abgeschieden. Im Falle des ternären Eutektikums wird zusätzlich
die aluminiumreiche Phase in den lamellenartigen Schichtaufbau integriert. Die im
Eutektikum enthaltenen Zinkphasen werden auch als sekundäre Zinkkörner bezeichnet.
[0004] Das verbesserte Korrosionsverhalten wird gemäß dem Stand der Technik auf die Mikrostruktur
der eutektischen Phasen im Überzug zurückgeführt. Dabei sind im Wesentlichen dichte
eutektische Strukturen bestehend aus Zink-, Zink-Magnesium(MgZn
2)- und optional aus AluminiumPhasen entscheidend, damit die anfänglich entstehenden
magnesiumreichen Phasen eine ebenfalls dichte Sperrschicht bilden und so den weiteren
Korrosionsprozess verlangsamen. Eine Vergrößerung des Flächenanteils der dichten eutektischen
Phasen auf dem Überzug sorgt dementsprechend für eine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit.
Das effizientere Umformverhalten des Zn-Mg-Al-Überzuges ist gemäß dem Stand der Technik
noch nicht in Gänze verstanden, es wird jedoch vermutet, dass es auf den veränderten
Härteeigenschaften der sich an der Überzugsoberfläche ausbildenden Phasen basiert.
Im Vergleich zu den weichen Zinkkörnern sind die im Eutektikum befindlichen intermetallischen
Zink-Magnesium (MgZn
2)- Phasen wesentlich härter und dementsprechend resistenter gegenüber Verschleiß.
[0005] Um eine erfolgreiche Lackanbindung an den mit Zn-Mg-Al-Überzügen beschichteten Stahlblechen
gewährleisten zu können, ist zudem eine chemische Behandlung und Modifikation der
Oberfläche des Überzugs erforderlich. Im Automobilbereich wird im Rahmen eines Phosphatierungsprozesses
ein hoher Aufwand betrieben, damit auf einem in der Regel schmelztauchbeschichteten
Überzug ein flächendeckendes Wachstum von Phosphatkristallen eingestellt und so eine
ausreichende Adhäsion und ein homogenes Erscheinungsbild des Lackes erreicht werden
kann. Bevor es zu einer Kristallbildung kommt, wird die Oberfläche des schmelztauchveredelten
Stahlblechs durch die in der Phosphatierungslösung vorhandene Phosphorsäure "angebeizt",
um die zwangsläufig im Beschichtungsprozess entstandene und nicht reaktive Oxidschicht
an der Oberfläche des Überzugs zumindest teilweise zu entfernen/lösen. Erst nachdem
diese Reaktionsbarriere (Oxidschicht) abgelöst wird/ist, kann eine erfolgreiche Konversionschemie
ausgebildet werden, vgl. beispielsweise
DE 10 2019 204 224 A1 und
EP 2 474 649 A1.
[0006] Sowohl im Automobil- als auch im Coil-Coating-Bereich bedarf es einer gewissen Kontaktzeit
mit dem "beizenden" Medium, die im Idealfall so lang sein sollte, dass die Oxidschicht
auf der Oberfläche dem Überzug im Wesentlichen vollständig abgetragen wird. Ist dies
nicht der Fall, kann es beim Phosphatieren zu einer Fleckenausbildung kommen, die
auf lokal unterschiedliches Kristallwachstum zurückzuführen ist. Auch die Anbindung
von automobiltypischen Haftvermittlern oder Vorbehandlungen aus dem Coil-Coating-Bereich,
die für eine Applikation auf metallische Überzüge konzipiert worden sind, können durch
die vorhandene, insbesondere dickere Oxidschicht nicht ihre Wirkung vollständig und
zufriedenstellend entfalten. Eine fehlerhafte Anbindung derartiger Systeme bringt
im Allgemeinen eine schlechtere Klebeeignung und/oder eine schlechtere Lackhaftung
mit sich. Bereiche, in denen die Oxidschicht nicht vollständig abgebeizt worden ist,
können im ungünstigsten Fall Sollbruchstellen darstellen. Dieses Problem taucht nicht
nur im Automobil-Bereich auf, sondern auch in anderen Bereichen in denen schmelztauchbeschichtete
Stahlbleche eingesetzt werden, die neben einem hervorragenden Korrosionsverhalten
auch eine ausreichende aktivierbare Oberfläche aufweisen, um anschließend lackiert
und/oder mit weiteren Werkstoffen (Folien etc.) beschichtet werden zu können, beispielsweise
im sogenannten Bandbeschichtungsprozess (coil-coating).
[0007] Die Alterung der Zn-AI-Mg-Überzüge bei Lagerung an Luft oder in sauerstoffhaltiger
Atmosphäre kann eine Änderung der chemischen Zusammensetzung der oberflächennahen
Schichten zur Folge haben, und damit auch zu Bildung und Wachstum von Oxiden und Oxidschichten
in und auf dem metallischen Überzug führen. Die Bildung und das Wachstum dieser Oxide
und Oxidschichten ist mit dem Eindringen von Sauerstoff in die eutektischen Phasen
der Schutzschicht verbunden und führt zu einer zusätzlichen Verschlechterung der Weiterverarbeitung.
Überraschenderweise zeigt sich ein bevorzugtes Eindringen von Sauerstoff von der Oberfläche
aus in und entlang der magnesiumreichen Phasen, so dass diese bevorzugt oxidiert werden.
Dabei werden elementare Metallatome aus dem Eutektikum und den eutektischen Phasen
zu Oxiden und/oder Hydroxiden oder ähnlichen Verbindungen oxidiert (Metalloxide).
In dem entsprechenden bzw. in demselben Zeitraum werden zink-und/oder aluminiumreiche
Phasen kaum oxidiert. Die Metalloxide sind in oberflächennahen Schichten, also in
den oberen Schichten des Überzugs angeordnet, insbesondere in einer Tiefe von ca.
0,01 und 0,1 µm. Diese Schicht wird auch als Oxidschicht bezeichnet.
[0008] Um positiv Einfluss auf die Verbesserung der Phosphatierbarkeit und/oder Lackanmutung
von Zn-Mg-Al-Überzügen nehmen zu können, schlägt die
DE 10 2020 208 991 A1 vor, eine im Vergleich zum Stand der Technik geringere Oxidschichtdicke nach dem
Applizieren des flüssigen Überzugs auf dem Stahlblech entstehen zu lassen, was der
Reduzierung der Kontaktzeit mit "beizenden" Medien zugutekommt, indem das Abstreifen
in einer inerten Atomsphäre erfolgt, welche Wasserstoff zwischen 0,1 und 10 Vol.-%,
Rest Stickstoff und unvermeidbare Verunreinigungen enthält und einen Taupunkt zwischen
-50 °C und +5 °C besitzt. Dadurch können sich Oxidschichten mit bis zu 10 nm auf dem
Überzug ausbilden, wobei neben der geringen Oxidschichtdicke sich zudem auch eine
im Wesentlichen homogene Dicke auf dem Überzug einstellt.
[0009] Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines schmelztauchbeschichteten
Stahlblechs anzugeben, mit welchem der Anteil der eutektischen Phasen in der oberflächennahen
Schicht des Überzugs gesteigert werden kann, sowie ein entsprechendes schmelztauchbeschichtetes
Stahlblech anzugeben.
[0010] Die Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Stahlblech anzugeben, welches einen
sehr guten Korrosionsschutz und eine hervorragende Oberfläche für weitere Applikationen
bereitstellt.
[0011] Gelöst wird die Aufgabe in Bezug auf das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und in Bezug auf das schmelztauchbeschichtete Stahlblech mit den Merkmalen des Patentanspruchs
10.
[0012] Im Zuge der Erstarrung und/oder nach der Erstarrung der nach dem Abstreifen auf dem
Stahlblech verbleibenden flüssigen Schmelze bilden sich primäre Zinkkörner und magnesium-
und/oder aluminiumreiche Phasen sowie eutektische Phasen, insbesondere mindestens
intermetallische Zink-Magnesium-Phasen, im Überzug aus. Wird der aus Aluminium und
Magnesium, Rest Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen bestehenden Schmelze ausreichend
Zeit für die Abkühlung und somit für die Erstarrung gegeben, wachsen die Zinkkristalle
ungestört im Überzug bis in den oberflächennahen Schicht und/oder sogar lokal bis
an die Oberfläche und schieben die nicht oder schwer löslichen Elemente Aluminium
und Magnesium beiseite, welche mit voranschreitender Abkühlung zu magnesium- und aluminiumreichen
Phasen sowie zu eutektischen Phasen erstarren, in die Bereiche zwischen den entstehenden
primären Zinckörner verdrängt werden. Die in den Zinkkornzwischenbereichen verteilte
Anreicherung von u. a. eutektischen Phasen kann somit im Mittel bis zu 50 (Flächen-)
% betragen, insbesondere betrachtet unterhalb der Oxidschicht an der Oberfläche des
Überzugs. Aufgrund der hohen Sauerstoffaffinität des Magnesiums im Überzug bildet
sich zwangsläufig eine magnesiumreiche Oxidschicht auf dem Überzug aus, welche auch
aluminium- und/oder zinkreiche Oxide enthalten kann. Die auf dem Überzug entstandene
Oxidschicht kann zwischen 0,01 und 0,1 µm oder mehr betragen.
[0013] Die Erfinder haben überraschend festgestellt, dass, wenn dem bisher bekannten Erstarrungs-Mechanismus
nicht genügend Zeit gegeben wird und dadurch die primären Zinkkristalle nicht schnell
genug wachsen können, kein wesentliches Verschieben der magnesium- und aluminiumreichen
Phasen sowie der eutektischen Phasen stattfinden kann.
[0014] Dadurch kann sich ein entsprechend höherer Flächenanteil an eutektischen Phasen in
der oberflächennahen Schicht und/oder an der Oberfläche des Überzugs und somit auch
oberhalb der primären Zinkkörner innerhalb des Überzugs (also unterhalb der Oxidschicht
an der Oberfläche des Überzugs) ausbilden, wenn das Abstreifmedium mit einer Temperatur
unterhalb von 15 °C zum Abstreifen zugeführt wird und/oder in der Abstreifumgebung
eine Temperatur unterhalb von 15 °C eingestellt wird. Der höhere Flächenanteil an
eutektischen Phasen liegt im Vergleich zu einer Kontrolle vor, die analog hergestellt
wurde, allerdings ein Abstreifmedium mit einer Temperatur oberhalb von 15 °C zum Abstreifen
zugeführt wird und/oder in der Abstreifumgebung eine Temperatur oberhalb von 15 °C
vorliegt. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt nach dem Erstarren des Überzugs
ein Flächenanteil an eutektischen Phasen in der oberflächennahen Schicht und/oder
an der Oberfläche des Überzugs und somit auch oberhalb der primären Zinkkörner innerhalb
des Überzugs (also unterhalb der Oxidschicht an der Oberfläche des Überzugs) von mindestens
65 %, insbesondere mindestens 70 %, 75 % oder 80 %, vorzugsweise mindestens 85 % oder
90 %, bevorzugt mindestens 95 %, 96 %, 97 %, 98 %, 99 % oder mehr, bis 100 % vor.
[0015] Außerdem haben die Erfinder festgestellt, dass sich durch das erfindungsgemäße Verfahren
die Dicken der abgeschiedenen Lamellen, also der Phasen in dem lamellenartigen Schichtaufbau
des Eutektikums, verringern, sodass sich Nanostrukturen aus Zinkphasen, bevorzugt
aus den als Teil des Eutektikums sekundären Zinkkörnern und den weiteren Phasen des
Eutektikums, insbesondere den unterschiedlichen Mischkristallen auf der Oberfläche
bilden.
[0016] Die sekundären Zinkkörner die in dem erfindungsgemäßen Verfahren oberflächennah im
Eutektikum gebildet werden, haben einen mittleren Durchmesser von maximal 1 µm, bevorzugt
maximal 800 nm, 700 nm oder 600 nm, besonders bevorzugt maximal 500 nm, 400 nm oder
300nm, insbesondere maximal 250 nm und mindestens 1 nm, bevorzugt mindestens 10 nm,
20 nm oder 30 nm, besonders bevorzugt mindestens 50 nm, 60 nm oder 75 nm, insbesondere
maximal 100 nm.
[0017] Durch den Einfluss der Temperatur wird der Mechanismus des primären Zinkkristallwachstums
verringert werden, vorteilhaft zugunsten der vermehrten Entstehung der eutektischen
Phasen im oberflächennahen Bereich und/oder an der Oberfläche des Überzugs. Dies wird
erreicht, indem entweder a) das Abstreifmedium mit einer Temperatur unterhalb von
15 °C zum Abstreifen zugeführt wird, b) in der Abstreifumgebung eine Temperatur unterhalb
von 15 °C eingestellt wird oder c) das Abstreifmedium mit einer Temperatur unterhalb
von 15 °C zum Abstreifen zugeführt wird und in der Abstreifumgebung eine Temperatur
unterhalb von 15 °C eingestellt wird. Dadurch erhöht sich die Temperaturdifferenz
zwischen dem einwirkenden Medium und/oder der einwirkenden Umgebung und des noch schmelzflüssigen
Überzugs, so dass quasi eine schnelle in-situ "Schock-" Abkühlung die Ausbildung bzw.
Entstehung der eutektischen Phasen im oberflächennahen Bereich und/oder an der Oberfläche
des Überzugs begünstigt.
[0018] In einer Standard-Schmelztauchbeschichtungsanlage muss der schmelzflüssige Überzug
vollständig auf dem aus dem Schmelzbad und die Abstreifvorrichtung passierenden Stahlblech/-
band vor dem Erreichen einer ersten Umlenkrolle, beispielsweise im Kühlturm der Beschichtungsanlage,
erstarrt sein, so dass der Prozess nicht nachteilig beeinflusst wird. Im Kühlturm
wird somit das schmelztauchbeschichtete Stahlband (weiter) abgekühlt.
[0019] Unter oberflächennaher Schicht im Überzug ist eine Tiefe von der Oberfläche (inklusive
der Oxidschicht) ausgehend bis mindestens 0,020 µm und insbesondere bis maximal 0,20
µm gemeint.
[0020] Die Oxidschichtbildung hat auf die Verteilung und/oder Anordnung der eutektischen
Phasen im Überzug keinen oder kaum einen Einfluss.
[0021] Die Temperatur des Abstreifmediums und/oder in der Abstreifatmosphäre kann insbesondere
unterhalb von 10 °C, vorzugsweise unterhalb von 5 °C, bevorzugt unterhalb von 0 °C
sein. Die Temperatur kann bis -50 °C, insbesondere bis -40 °C, vorzugsweise bis -30
°C beschränkt sein.
[0022] Insbesondere zur Einstellung einer vorgegebenen Dicke des Überzugs, welche im festen
Zustand zwischen 2 µm und 60 µm betragen kann, wird die noch im flüssigen Zustand
auf dem Stahlblech applizierte Schmelze abgestreift, dadurch, dass nach dem Verlassen
des Schmelzbads das mit flüssiger Schmelze beschichtete Stahlblech durch eine Abstreifvorrichtung
hindurchgeführt wird, welche Mittel aufweist, beispielsweise Düsen, insbesondere Schlitzdüsen,
welche beidseitig auf das Stahlblech mit einem gasförmigen Abstreifmedium zum Abstreifen
der flüssigen Schmelze einwirken. Im Bereich des Auftreffens bzw. Einwirkens des gasförmigen
Abstreifmediums bildet sich eine Abstreifumgebung aus, welche sich in Bewegungsrichtung
des Stahlblechs aufwärts und abwärts und je nach Intensität des Abstreifens (Volumen,
Geschwindigkeit, Druck etc.) somit (passiv) um den Auftreffbereich des gasförmigen
Abstreifmediums auf das mit schmelzflüssigem Überzug beschichtete Stahlblech erstreckt.
Diese passive Abstreifumgebung kann in erster Näherung als quaderförmiges Volumenelement
beschrieben werden. Das Abstreifen kann auch in einer sogenannten Einhausung erfolgen,
so dass die Abstreifumgebung im Wesentlichen durch die Einhausung (aktiv) vorgegeben
sein kann. Die Abstreifumgebung kann somit passiv oder aktiv vorliegen, wobei beispielsweise
die aktive Ausführung gezielter einstellbar ist.
[0023] Als gasförmiges Abstreifmedium eignen sich (alle) Gase, die konventionell im Abstreifprozess
zum Einsatz kommen, wie zum Beispiel Stickstoff, Luft, Stickstoff-Luft-Gemisch etc.,
und auf die gewünschte Temperatur herunterkühlbar sind, ohne dass sie ihren Aggregatzustand
verändern und/oder eine nachteilige Wirkung auf den Abstreifprozess haben. Um das
Gas auf die gewünschte Temperatur herunter zu kühlen, kann das Gas beispielsweise
in einem Wärmeübertrager oder durch und/oder in einer anderen Vorrichtung respektive
Prozess entsprechend behandelt werden, bevor zum Abstreifen und/oder zur Einstellung
der Temperatur in der Abstreifumgebung, was bei Verwendung einer Einhausung quasi
einem Fluten der Einhausung entsprechen würde. Entweder kann das Gas mit entsprechender
Temperatur bereitgestellt werden oder es wird mittels geeigneten und gängigen Vorrichtungen
und Verfahren auf die gewünschte Temperatur heruntergekühlt. Luft, insbesondere warme
Luft, mit beliebiger Feuchte wird beispielsweise über einen Verdampfer, z. B. ein
Rohrleitungspaket mit Alulamellen, geführt und abgekühlt, dadurch kondensiert der
in der Luft enthaltene Wasserdampf zu Wasser. Die somit abgekühlte bzw. kalte Luft
(< 15 °C) kann erfindungsgemäß verwendet werden.
[0024] Das Abstreifen dient dazu, überschüssige auf dem Stahlblech befindliche Schmelze
in das Schmelzbad zurückzuführen und eine vorgegebene einzustellende Dicke des Überzugs
(im festen Zustand) einzustellen. Nach dem Einstellen der vorgegebenen Dicke und somit
nach dem Abstreifen wird die noch im flüssigen Zustand auf dem Stahlblech befindliche
Schmelze anschließend in einen erstarrten Zustand durch (weitere) Abkühlung überführt.
Abstreifvorrichtungen und Verfahren zum Abstreifen flüssiger Schmelze auf schmelztauchbeschichteten
Stahlblechen sowie das Zuführen der gasförmigen Abstreifmedien zum Abstreifen und
somit die Einstellung vorgegebener Dicken der Überzüge sind Stand der Technik. Auch
die Verwendung von einer die Abstreifvorrichtung umgebenden Einhausung ist Stand der
Technik.
[0025] Stahlbleche mit zinkbasiertem Überzug weisen einen sehr guten kathodischen Korrosionsschutz
auf, welcher seit Jahren im Automobilbau eingesetzt wird. Ist ein verbesserter Korrosionsschutz
vorgesehen, weist der Überzug zusätzlich Magnesium mit einem Gehalt von mindestens
0,5 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,8 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 1,0
Gew.-% auf. Aluminium ist zusätzlich zu Magnesium mit einem Gehalt von mindestens
0,5 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,8 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 1,0
Gew.-% vorhanden. Besonders bevorzugt weist der zinkbasierte Überzug Aluminium und
Magnesium mit jeweils mindestens 1,0 Gew.-% auf, um eine verbesserte kathodische Schutzwirkung
bereitstellen zu können. Je nach Anforderung können die Gehalte an Aluminium und Magnesium
jeweils insbesondere auf maximal 3,5 Gew.-%, jeweils vorzugsweise auf maximal 3,0
Gew.-%, jeweils bevorzugt auf maximal 2,7 Gew.-% und jeweils besonders bevorzugt auf
maximal 2,5 Gew.-% beschränkt sein. Das Aluminium mit einem Gehalt größer als 4,0
Gew.-% im Überzug kann zu einer Verschlechterung gewünschter Verarbeitungseigenschaften,
wie zum Beispiel thermischen Fügen, führen. Ein Gehalt an Magnesium größer als 4,0
Gew.-% im Überzug und somit auch in der Schmelze führt zu keinem verbesserten Korrosionsschutz
und kann im Beschichtungsprozess zu vermehrter Schlackenbildung führen. Des Weiteren
würde ein erhöhter Einsatz von Aluminium und vor allem Magnesium die Solidustemperatur
des Eutektikums sehr weit absenken, was sich nach dem Abstreifen nachteilig auf die
Prozessführung in der Schmelztauchbeschichtungsanlage auswirken könnte.
[0026] Als Verunreinigungen im Schmelzbad respektive im Überzug können Elemente wie Bismut,
Zirkon, Nickel, Chrom, Blei, Titan, Mangan, Silizium, Kalzium, Zinn, Lanthan, Cer,
Eisen in Gehalten einzeln oder kumuliert bis zu 0,4 Gew.-% vorhanden sein.
[0027] Unter Stahlblech (Substrat) ist ein Stahlflachprodukt in Bandform oder Blech-/Platinenform
zu verstehen. Es weist eine Längserstreckung (Länge), eine Querstreckung (Breite)
sowie eine Höhenerstreckung (Dicke) auf. Das Stahlblech kann ein Warmband (warmgewalztes
Stahlband) oder Kaltband (kaltgewalztes Stahlband) sein oder aus einem Warmband oder
aus einem Kaltband hergestellt sein. Bevorzugt ist das Stahlflachprodukt ein Kaltband.
[0028] Die Dicke des Stahlblechs beträgt beispielsweise 0,5 bis 4,0 mm, insbesondere 0,6
bis 3,0 mm, vorzugsweise 0,7 bis 2,5 mm.
[0029] Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der zinkbasierte
Überzug eine Dicke zwischen 2 und 60 µm, insbesondere zwischen 4 und 58 µm, vorzugsweise
zwischen 5 und 55 µm, auf. Mithin kann die Dicke des ZM-Überzugs insbesondere zwischen
mindestens 4 µm, vorzugsweise mindestens 5 µm und maximal 58 µm, vorzugsweise zwischen
5 und maximal 55 µm unabhängig voneinander jeweils pro Seite betragen. Dies entspricht
der vorgegebenen Dicke, welche gezielt beim Abstreifen der noch flüssigen Schmelze
vor der Erstarrung einstellbar ist.
[0030] Gemäß einer Ausgestaltung wird das schmelztauchbeschichtete Stahlblech dressiert.
Durch das Dressieren wird in das schmelztauchbeschichtete Stahlblech eine Oberflächenstruktur
eingeprägt, welche beispielsweise eine deterministische Oberflächenstruktur sein kann.
Unter deterministischer Oberflächenstruktur sind insbesondere regelmäßig wiederkehrende
Oberflächenstrukturen zu verstehen, welche eine definierte Form und/oder Ausgestaltung
bzw. Dimensionierung aufweisen. Insbesondere gehören hierzu zudem Oberflächenstrukturen
mit einer (quasi-)stochastischen Anmutung, die sich aus stochastischen Formelementen
mit einer wiederkehrenden Struktur zusammensetzen. Alternativ ist auch das Einbringen
einer stochastischen Oberflächenstruktur denkbar. In einer weiteren Ausgestaltung
kann das schmelztauchbeschichtete Stahlblech gerichtet und/oder streckgerichtet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird das schmelztauchbeschichtete Stahlblech nach
dem Dressieren gerichtet und/oder streckgerichtet.
[0031] Gemäß einer Ausgestaltung kann das schmelztauchbeschichtete Stahlblech mit einer
wässrigen Reinigerlösung benetzt werden. Als wässrige Reinigerlösung kann eine saure
oder alkalische Lösung eingesetzt werden. Die Oberfläche des schmelztauchbeschichteten
Stahlblechs kann für eine Zeit von 1 bis 60 s, insbesondere zwischen 2 und 50 s, vorzugsweise
zwischen 3 und 40 s, bevorzugt zwischen 3 und 30 s, und bei einer Temperatur von 15
bis 80 °C, insbesondere von 20 bis 80 °C, vorzugsweise von 30 bis 80 °C, bevorzugt
von 40 bis 80°C mit einer wässrigen Reinigerlösung benetzt werden. Die Benetzung kann
mit einer wässrigen Reinigerlösung durch Spülen mit Wasser und/oder einer wässrigen
Lösung beendet werden.
[0032] Gemäß einer Ausgestaltung kann das schmelztauchbeschichtete Stahlblech mit einer
wässrigen Lösung einer anorganischen Säure konditioniert werden. Die wässrige Lösung
einer anorganischen Säure weist einen pH-Wert kleiner 7, insbesondere kleiner 6, vorzugsweise
kleiner 5, bevorzugt kleiner 4 auf. Der pH-Wert kann mindestens 0,5, insbesondere
mindestens 1,0, vorzugsweise mindestens 1,5 aufweisen. Eine anorganische Säure wird
ausgewählt aus der Gruppe enthaltend oder bestehend aus: H
2SO
4, HCl, HNO
3, H
3PO
4, H
2SO
3, HNO
2, HF, oder eine Mischung von 2 oder mehrerer dieser Säuren als wässrige Lösung eingesetzt.
Die Ermittlung des pH-Werts ist bekannt.
[0033] Das Konditionieren der Oberfläche des schmelztauchbeschichteten Stahlblechs ist im
Sinne der vorliegenden Erfindung dreidimensional auszulegen. Dabei werden entweder
definierte Bereiche der Oberfläche oder aber die Oberfläche vollständig mit einer
wässrigen Lösung einer anorganischen Säure benetzt. Zwar werden zweidimensionale Bereiche
benetzt, das Benetzen jedoch in oberflächennahen Schichten des Überzugs wirkt, also
in die Tiefe und somit in die dritte Dimension. Aufgrund des Benetzens mit einer anorganischen
Säure werden tiefer gelegene Schichten des Überzugs (inkl. Oxidschicht) freigelegt,
wobei der oberflächliche Abtrag bis zu einer Tiefe von mindestens 50 nm, insbesondere
mindestens 0,070 µm, 0,10 µm, 0,125 µm, 0,150 µm, 0,20 µm, 0,250 µm, 0,30 µm, bis
zu maximal 2 µm, insbesondere bis zu maximal 1,8 µm, 1,75 µm, 1,7 µm, vorzugsweise
bis zu maximal 1,6 µm, 1,25 µm, bevorzugt bis zu maximal 1 µm, in Bezug auf die Oberfläche,
also insbesondere Phasengrenze/Atmosphäre eines (des) ursprünglichen, unkonditionierten
Überzugs.
[0034] Die Oberfläche des schmelztauchbeschichteten Stahlblechs kann für eine Zeit von 0,1
bis 5 s und bei einer Temperatur von 10 °C bis 90 °C mit der wässrigen Lösung einer
anorganischen Säure benetzt werden. Der Überzug wird für eine Zeit von mindestens
0,1 s, insbesondere mindestens 0,2 s, vorzugsweise mindestens 0,3 s, 0,4 s, bevorzugt
mindestens 0,5 s, und maximal 5 s, insbesondere maximal 4 s, vorzugsweise maximal
3 s, 2 s, 1,8 s, bevorzugt maximal 1,5 s, 1,2 s, 1,0 s mit einer wässrigen Lösung
einer anorganischen Säure benetzt. Das Benetzen des Überzugs mit einer wässrigen Lösung
einer anorganischen Säure erfolgt bei einer Temperatur von 10 °C bis 90 °C, insbesondere
20 °C bis 70 °C, vorzugsweise 20 °C bis 50 °C, bevorzugt 20 °C bis 40 °C, besonders
bevorzugt 20 °C bis 30 °C.
[0035] Die Benetzung kann durch Spülen mit Wasser und/oder einer wässrigen Lösung beendet
werden. Hierzu wird das Benetzen mit einer wässrigen Lösung einer anorganischen Säure
durch Spülen mit Wasser und/oder einem Alkohol, beispielsweise ausgewählt aus der
Gruppe enthaltend oder bestehend aus Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Ethanol,
insbesondere Isopropanol oder einer wässrigen Lösung unterbrochen. In einer Alternative
erfolgt das Spülen in 2 Teilschritten, in einem ersten Teilschritt mit Wasser; in
einem zweiten Teilschritt mit einem Alkohol oder einer wässrigen Lösung eines Alkohols
wie oben angegeben. In einer anderen Alternative erfolgt das Spülen mit Wasser und
einem Alkohol in einem Schritt, bevorzugt als Mischung von Wasser mit einem der oben
angegebenen Alkohole. Das Spülen erfolgt bevorzugt kontinuierlich, wobei insbesondere
ein Verfahren ausgewählt aus der Gruppe oder bestehend aus Spritzen, Sprühen, Tauchen
und Auftragen (Coil-Coating-Verfahren) eingesetzt werden kann. Vorzugsweise wird nach
der Benetzung durch Spülen eine Trocknung durchgeführt, wobei bevorzugt der "gespülte"
Überzug durch Temperaturerhöhung (bis maximal 100 °C) oder durch ein Gebläse getrocknet
wird.
[0036] In einer Alternative wird der "gespülte" Überzug luftgetrocknet, beispielsweise ohne
weitere Hilfsmittel.
[0037] Gemäß einer Ausgestaltung kann das schmelztauchbeschichtete Stahlblech mit einer
wässrigen Aktivierungslösung benetzt werden. Die eine wässrige Aktivierungslösung
kann enthalten oder bestehen aus: 0,8 bis 1,5 g/l eines Titansalzes, welches insbesondere
aus der Gruppe Titandioxid, Kaliumtitanfluorid, Dikaliumhexafluorotitanat, Titanylsulfat,
Titantetrachlorid, Titantetrafluorid, Titantrichlorid, Titanhydroxid, Titannitrit,
Titannitrat, Kaliumtitanoxidoxalat, Titancarbid ausgewählt ist, Rest Wasser und unvermeidbare
Verunreinigungen.
[0038] Alternativ oder zusätzlich kann eine wässrige Aktivierungslösung enthalten oder bestehen
aus: mindestens einer Verbindung aus der Gruppe Oxalsäure, Nickelphosphat, Manganphosphat,
Calciumphosphat, Eisenphosphat, Aluminiumphosphat, Cobalt(II,III)phosphat, Kupfer,
Kupfersulfat, Kupfernitrat, Kupferchlorid, Kupfercarbonat, Kupferoxid, Silber, Cobalt,
Nickel, Jernstedtsalz, Bleiacetat, Zinn(tertra)chlorid, Arsenoxid, Zirkonchlorid,
Zirkonsulfat, Zirkon, Eisen, Lithium, Zn
3(PO
4)
2, Zn
2Fe(PO
4)
2, Zn
2Ni(PO
4)
2, Zn
2Mn(PO
4)
2, Zn
2Ca(PO
4)
2.
[0039] Die Oberfläche des schmelztauchbeschichteten Stahlblechs kann für eine Zeit von 1
bis 60 s, insbesondere zwischen 2 und 50 s, vorzugsweise zwischen 3 und 40 s, bevorzugt
zwischen 3 und 30 s, und bei einer Temperatur von 15 bis 80 °C, insbesondere von 20
bis 80 °C, vorzugsweise von 30 bis 80 °C, bevorzugt von 40 bis 80°C mit einer wässrigen
Aktivierungslösung benetzt werden.
[0040] Alternativ kann auf eine Aktivierung verzichtet werden, wodurch ein Schritt im Gesamtprozess
eingespart werden kann und somit gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die Oberfläche
des schmelztauchbeschichteten Stahlblechs nicht mit einer wässrigen Aktivierungslösung
benetzt wird.
[0041] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann das schmelztauchbeschichtete Stahlblech
mit einer wässrigen Lösung auf Silanbasis benetzt werden. Die eine wässrige Lösung
auf Silanbasis kann enthalten oder bestehen aus einer oder zwei oder mehreren Verbindungen
ausgewählt aus der Gruppe (3,4-Epoxyalkyl)trialkoxysilan, (3,4-Epoxycycloalkyl)alkyltrialkoxysilan,
3-Acryloxyalkyl-trialkoxysilan, 3-Glycidoxyalkyltrialkoxysilan, 3-Methacryloxyalkyltrialkoxysilan,
3-(Tri-alkoxysilyl) alkylbernsteinsäuresilan, 4-Amino-dialkylalkyltrialkoxysilan,
4-Amino-dialkylalkylalkyl-dialkoxysilan, Aminoalkylaminoalkyltrialkoxysilan, Aminoalkylaminoalkylalkyldialkoxysilan,
Amino-alkyltrialkoxysilan, Bis-(trialkoxysilylalkyl)amin, Bis-(trialkoxysilyl)ethan,
Gamma-Acryloxyalkyltrialkoxysilan, Gamma-Aminoalkyltrialkoxysilan, Gamma-Methacryloxyalkyl-trialkoxysilan,
(Gamma-Trialkoxysilylalkyl)dialkylentriamin, Gamma-Ureidoalkyltrialkoxysilan, N-2-Aminoalkyl-3-aminoproplyltrialkoxysilan,
N-(3-trialkoxysilylalkyl)alkylendiamin, N-Alkylaminoisoalkyltrialkoxysilan, N-(Aminoalkyl)aminoalkylalkyldialkoxysilan,
N-beta-(aminoalkyl)-gamma-aminoalkyltrialkoxysilan, N-(gamma-trialkoxysilylalkyl)dialkylentriamin,
N-Phenyl-aminoalkyl-trialkoxysilan, Poly(aminoalkyl)alkyldialkoxysilan, Tris(3-trialkoxysilyl)alkylisocyanurat,
Ureidoalkyltrialkoxysilan und Vinylacetoxysilan, Rest Wasser und unvermeidbare Verunreinigungen.
Die Oberfläche des schmelztauchbeschichteten Stahlblechs kann für eine Zeit von 1
bis 200 s, insbesondere zwischen 2 und 150 s, vorzugsweise zwischen 3 und 100 s, bevorzugt
zwischen 3 und 40 s, und bei einer Temperatur von 15 bis 40 °C, insbesondere von 20
bis 35 °C, vorzugsweise von 25 bis 30 °C mit einer wässrigen Lösung auf Silanbasis
benetzt werden.
[0042] Gemäß einer Ausgestaltung besteht das Stahlblech, also das Substrat, aus einem Stahlwerkstoff
mit folgender chemischen Zusammensetzung in Gew.-%:
- C bis 0,1 %, insbesondere zwischen 0,0002 % und 0,1 %,
- Mn bis 2,0 %, insbesondere zwischen 0,01 % und 2,0 %,
- Si bis 0,3 %, insbesondere zwischen 0,0002 % und 0,3 %,
- P bis 0,1 %, insbesondere bis 0,05 %,
- S bis 0,1 %, insbesondere bis 0,05 %,
- N bis 0,1 %, insbesondere bis 0,01 %,
- sowie optional eines oder mehrerer Legierungselemente aus der Gruppe (Al, Cr, Cu,
Nb, Mo, Ti, V, Ni, B, Sn, Ca):
- Al bis 0,2 %, insbesondere zwischen 0,001 % und 0,1 %,
- Cr bis 1,0 %, insbesondere bis 0,8 %,
- Cu bis 0,2 %, insbesondere bis 0,18 %,
- Nb bis 0,1 %, insbesondere bis 0,05 %,
- Mo bis 0,2 %, insbesondere bis 0,1 %,
- Ti bis 0,2 %, insbesondere bis 0,15 %,
- V bis 0,2 %, insbesondere bis 0,1 %,
- Ni bis 0,2 %, insbesondere bis 0,18 %,
- B bis 0,005 %, insbesondere bis 0,004 %,
- Sn bis 0,1 %, insbesondere bis 0,05 %,
- Ca bis 0,1 %, insbesondere bis 0,01 %,
- Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
[0043] Gemäß einer zweiten Lehre betrifft die Erfindung ein schmelztauchbeschichtetes Stahlblech
mit einem zinkbasierten Überzug, welcher Aluminium zwischen 0,5 und 4,0 Gew.-%, Magnesium
zwischen 0,5 und 4,0 Gew.-% und Rest Zink und unvermeidbare Verunreinigungen aufweist,
wobei der Überzug Zinkkörner, magnesiumreiche und/oder aluminiumreiche Phasen sowie
eutektische Phasen enthält, und auf dem Überzug ist eine magnesium- und/oder aluminium-
und/oder zinkreiche Oxidschicht ausgebildet. Erfindungsgemäß sind die eutektischen
Phasen in der oberflächennahen Schicht und/oder an der Oberfläche des Überzugs und
somit auch oberhalb der primären Zinkkörner innerhalb des Überzugs (also unterhalb
der Oxidschicht an der Oberfläche des Überzugs) in einem Flächenanteil von mindestens
65 %, insbesondere mindestens 70 %, 75 % oder 80 %, vorzugsweise mindestens 85 % oder
90 %, bevorzugt mindestens 95 %, 96 %, 97 %, 98 %, 99 % oder mehr, bis 100 % vorhanden,
ermittelt anhand einer im Querschnitt betrachteten REM-Aufnahme, wobei ausgehend von
der Oberfläche der Oxidschicht eine Messtiefe von 1 µm und eine Messlänge von 80 µm
eine rechteckige aufgespannte Messfläche in die Aufnahme gelegt wird und der Flächenanteil
der eutektischen Phasen in Bezug auf die aufgespannte Messfläche bestimmt wird.
[0044] REM-Aufnahmen sind geläufig und gehören zum Stand der Technik. Auch die Erfassung
von Flächenanteilen in einer definierten aufgespannten Messfläche, hier 80 µm × 1
µm, gehört zum
[0045] Stand der Technik und lässt sich insbesondere durch Bildsoftware, beispielsweise
ImageAccess durch Erstellen von Linien innerhalb der Messfläche und somit Erzeugung
eines Rasters, so dass die einzelnen Rasterelemente eine eutektische Phase aufzeigen
oder nicht. Je größer und feiner das Raster gewählt wird, umso genauer die Bestimmung.
Dabei wird entschieden, wenn die eutektische Phase in einem Rasterelement mehr als
50 % des Rasterelements flächig einnimmt, erhält das Rasterelement eine 1, ist es
weniger dann eine 0. Das Verhältnis aller aufsummierten Rasterelemente mit 1 zu allen
vorliegenden Rasterelementen (Summe der Rasterelemente 0 und 1) x 100 ergeben somit
den Flächenanteil der eutektischen Phasen in der Messfläche in %.
[0046] Das verbesserte bzw. positive Korrosionsverhalten des erfindungsgemäßen Überzugs
ist auf zwei Phänomene zurückzuführen:
- 1.) das Magnesium in den intermetallischen Zink-Magnesium-Phasen opfert sich aufgrund
seiner im Vergleich zum Zink unedleren Eigenschaften,
- 2.) durch den erhöhten Flächenanteil der intermetallischen Zink-Magnesium-Phasen bildet
sich eine Korrosionsbarriere, welche die fortschreitende Korrosion verlangsamt.
[0047] Die Messung der Oxidschichtdicke kann beispielsweise mittels Röntgenphotoelektronen-spektroskopie
durch eine Tiefenprofilmessung durchgeführt werden, wobei die bei der Berechnung der
Oxidschichtdicke zugrundeliegende Abtragrate beispielsweise der von Siliziumdioxid
auf einem Siliziumwafer entspricht.
[0048] Das erfindungsgemäße schmelztauchbeschichtete Stahlblech wie oben beschrieben, hergestellt
bevorzugt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, weist Nanostrukturen aus Zinkphasen,
bevorzugt aus den als Teil des Eutektikums sekundären Zinkkörnern und den weiteren
Phasen des Eutektikums, insbesondere den unterschiedlichen Mischkristallen auf der
Oberfläche auf.
[0049] Die sekundären Zinkkörner, die oberflächennah im Eutektikum angeordnet sind, haben
einen mittleren Durchmesser von maximal 1 µm, bevorzugt maximal 800 nm, 700 nm oder
600 nm, besonders bevorzugt maximal 500 nm, 400 nm oder 300nm, insbesondere maximal
250 nm und mindestens 1 nm, bevorzugt mindestens 10 nm, 20 nm oder 30 nm, besonders
bevorzugt mindestens 50 nm, 60 nm oder 75 nm, insbesondere maximal 100 nm.
[0050] An der Oberfläche des ZM-Überzugs ist eine Nanostruktur angeordnet, d. h. der ZM-Überzug
weist eine zerklüftete Oberfläche auf, welche durch die Oxidschicht bedeckt wird und
welche die Nanostruktur im Wesentlichen beibehalten wird, da die Oxidschicht dem Verlauf
der Nanostruktur im Wesentlichen folgt. Aufgrund der hohen Sauerstoffaffinität des
Magnesiums im ZM-Überzug bildet sich zwangsläufig eine magnesiumreiche Oxidschicht
auf dem ZM-Überzug aus, welche auch aluminiumreiche Oxide enthalten kann. Die auf
dem ZM-Überzug entstandene Oxidschicht kann zwischen 5 und 50 nm oder mehr betragen.
Erstarrungsbedingt liegen die weiteren Phasen des Eutektikums, insbesondere die Mischkristall-Phasen
des Eutektikums niedriger als die Zinkphasen, also die sekundären Zinkkörner. Die
Nanostruktur dient somit als optimaler Ausgangspunkt für die Verankerung mindestens
einer auf der Oxidschicht applizierten Schicht.
[0051] Als zukünftiger Trend könnte sich abzeichnen, dass der Einsatz von phosphatfreien,
nanoskaligen Vorbehandlungen weiter zunehmen und den bislang üblichen Phosphatierungsprozess
in der Nachbehandlung von schmelztauchbeschichteten Überzügen verdrängen wird. Entsprechende
nanoskalige Vorbehandlungen enthalten meist Zirkon- und/oder organische Siliziumverbindungen
und können über Spritzen, Tauchen oder Coil-Coating-Prozesse appliziert werden. Die
Zielschichtdicken liegen zwischen 5 bis ca. 100 nm und sind somit geringer als Zinkphosphatkristalle
im Bereich zwischen 0,5 bis 10 µm.
[0052] Bei der Phosphatierung handelt es sich um einen Konversionsprozess, d.h. die Zinkoberfläche
wird angebeizt und auf der so aufgerauten Oberfläche kommt es zum Ausfällen der Kristalle.
Beim Applizieren der nanoskaligen Vorbehandlungen kommt es zu keiner erkennbaren Konversionschemie.
Wegen der relativ dünnen Zielschichtdicke ist es umso wichtiger, dass die Vorbehandlung
flächendeckend appliziert werden kann und auch entsprechend auf der Oberfläche verbleibt.
Dadurch bekommt zum Einen die Benetzbarkeit und zum Anderen die Möglichkeit der (weiteren)
Nachbehandlung, sich auf der Oberfläche festzuhalten, einen viel höheren Stellenwert,
als beim üblichen Phosphatierungsprozess.
[0053] Eine Nanostruktur an der Oberfläche des Überzugs kann bevorzugt erzeugt werden, wenn
das oben beschriebene Verfahren eingesetzt wird. Dadurch erhöht sich die Temperaturdifferenz
zwischen dem einwirkenden Medium und/oder der einwirkenden Umgebung und des noch schmelzflüssigen
Überzugs, so dass quasi eine schnelle in-situ "Schock-" Abkühlung die Ausbildung bzw.
Entstehung der eutektischen Phasen im oberflächennahen Bereich und/oder an der Oberfläche
des Überzugs mit der Nanostruktur begünstigt.
[0054] In einer (Standard-)Schmelztauchbeschichtungsanlagen muss der schmelzflüssige Überzug
vollständig auf dem aus dem Schmelzbad und die Abstreifvorrichtung passierende Stahlblech/-
band vor dem Erreichen einer ersten Umlenkrolle, beispielsweise im Kühlturm der Beschichtungsanlage,
erstarrt sein, so dass der Prozess nicht nachteilig beeinflusst wird. Im Kühlturm
wird somit das schmelztauchbeschichtete Stahlblech/-band (weiter) abgekühlt.
[0055] Die Oxidschichtbildung hat auf die Verteilung und/oder Anordnung der Nanostruktur
im Überzug keinen oder kaum einen Einfluss.
[0056] Die Temperatur des Abstreifmediums und/oder in der Abstreifatmosphäre kann insbesondere
unterhalb von 10 °C, vorzugsweise unterhalb von 5 °C, bevorzugt unterhalb von 0 °C
sein. Die Temperatur kann bis -50 °C, insbesondere bis -40 °C, vorzugsweise bis -30
°C beschränkt sein. Alternativ oder kumulativ kann auch über das Zulegieren von Aluminium
in der Schmelze respektive im Überzug Einfluss auf die Nanostruktur genommen werden,
wobei der maximale Gehalt auf 4,0 Gew.-% eingeschränkt werden muss.
[0057] Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein schmelztauchbeschichtetes Stahlblech, wie
oben beschrieben, bevorzugt hergestellt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, das die
oben beschriebene Nanostruktur aufweist mit einer darauf angeordneten nativen Oxidschicht,
die dem Verlauf der Nanostruktur im Wesentlichen folgt und darauf eine Schicht enthaltend
oder bestehend aus Zirkonverbindungen und/oder organischen Siliziumverbindungen.
[0058] Die Schicht enthaltend oder bestehend aus Zirkonverbindungen und/oder organischen
Siliziumverbindungen ist durch Chemisorption an den metallischen Überzug gebunden,
d. h. durch chemische Bindung. Im weitesten Sinne ist die chemische Bindung eine ionische
Bindung, kovalente Bindung, koordinative Bindung oder schwache Bindung über elektro-statische
Anziehung oder Van der Waals-Kräfte.
[0059] In einer Ausführung weist die mindestens eine Schicht einen Si-Gehalt von mindestens
1,0 mg/m2, insbesondere von mindestens 2,5 mg/m2, vorzugsweise von mindestens 5,0
mg/m2, bevorzugt von mindestens 7,5 mg/m2 und von maximal 100,0 mg/m2 oder 75,0 mg/m2,
insbesondere von maximal 50,0 mg/m2 oder 40,0 mg/m2, vorzugsweise von maximal 30,0
mg/m2 oder 20,0 mg/m2, bevorzugt von maximal 15,0 mg/m2 oder 12,5 mg/m2 auf. Eine
quantitative Bestimmung des aufgebrachten Schichtgewichtes folgt beispielsweise über
die Röntgenfluoreszensanalyse (RFA) oder GDOES (Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy).
Der Ausdruck, die Schicht weist ein Schichtgewicht mit einer Auflage eines bestimmten
Elements in einer angegebenen Masse pro Flächeneinheit auf, bedeutet, dass die Schicht
das entsprechende Element (unabhängig von der Form, also elementar, atomar, ionisch
oder oxidisch) in der angegebenen Masse pro Flächeneinheit enthält. Für den Fall,
dass die Si-Konzentration des Stahlblechs, also des Stahlsubstrats, die Si-Bestimmung
in der Schicht stören sollte, also möglicherweise zu fehlerhaften Ergebnissen führen
könnte, führt der Fachmann Referenz- bzw. Differenzmessungen an Stellen des Stahlblechs
durch, an denen keine Schicht vorliegt, bzw. zu Messzwecken entfernt wurde. Die Angabe
betrifft das Vorkommen des Elementes Si (Silizium) unabhängig von der Form, in welcher
dieses vorliegt, es spielt mithin keine Rolle, ob dieses Element als neutrale Atome,
als Ionen oder in Verbindungen wie zum Beispiel organischen Verbindungen, wie zum
Beispiel Alkohole, Ester, Polymere oder Komplexe, Oxide, Salze, Hydroxide oder Ähnliches
vorliegen.
[0060] In einer Ausführung enthält oder besteht diese mindestens eine Schicht aus organischen
Siliziumverbindungen, bevorzugt aus einer oder mehreren Verbindungen, ausgewählt aus
der Gruppe umfassend oder bestehend aus: Silanen, Silanolen, Siloxanen, Alkoxysilanen,
Derivaten von Silanen, Siloxanen und/oder Alkoxysilanen sowie Polymeren und Derivaten
davon. Bevorzugte Derivate sind ein oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe
umfassend oder bestehend aus: Silanen, Siloxanen, Alkoxysilanen mit funktionellen
Gruppen wie -OR mit R als H oder Alkyl, bevorzugt C1 bis C7, Vinyl, Phenyl, Benzyl;
-NR2 mit R als H oder Alkyl, bevorzugt C1 bis C7, Vinyl, Phenyl, Benzyl; Kondensationsprodukten
unter Wasserabspaltung hydrolysierter Alkoxysilane, also Silanole bzw. Alkoxysilane
mit Hydroxylgruppen; mindestens ein Silan, Silanol oder/und Siloxan mit mindestens
einer Alkoxygruppe, mit mindestens einer Amidogruppe, mit mindestens einer Aminogruppe,
mit mindestens einer Harnstoffgruppe, sowie Kondensationsprodukte, Copolymere und
Polymere, aus mindestens 2 der oben genannten Verbindungen.
[0061] In einer Alternative oder zusätzlich werden oben genannte Silane, Silanole, Siloxane,
Alkoxysilane und Derivate davon ausgewählt aus der Gruppe umfassend oder bestehend
aus: Bistri(m)ethoxysilylalkan, zum Beispiel Bis-triethoxysilylethane, Methyltrimethoxysilan,
Tetraethoxysilan, Aminopropyltriethoxysilan, 4-Amino-dialkylalkyldialkoxysilan, 2-Aminoethyl-3-amino-propyltrimethoxysilan,
2-Aminoethyl-3-amino-propyltriethoxysilan, Gamma-Aminoalkyltrialkoxysilan, 3-Aminopropyltrimethoxysilan,
3-Aminopropyltriethoxysilan, N-Alkylaminoisoalkyltrialkoxysilan, Poly(aminoalkyl)alkyldialkoxysilan,
Aminoalkylaminoalkyltrialkoxysilan, N-(gamma-trialkoxysilylalkyl)dialkylentriamin;
Aminoalkylaminoalkyldialkoxysilan, Aminoalkyltrialkoxysilan, Bis-aminosilan, Bis-diaminosilan,
Bis-(trialkoxysilylalkyl)amin, wie zum Beispiel Bis(trimethoxysilylpropyl)amin und/oderBis(triethoxysilylpropyl)amin,
Bis-(trialkoxysilyl)ethan, N-(Aminoalkyl) aminoalkyldialkoxysilan, Vinyltriacetoxysilan,
Vinyltrimethoxysilan, Ureidopropyltrimethoxysilan, Gamma-Uridoalkyltrialkoxysilan,
Bis-trimethoxysilylpropylharnstoff; 3-[2-(2-Aminoalkylamino) alkylamino]alkyltrialkoxysilan,
3-(2-Aminoethylamino)propyldimethoxymethylsilan, N-(3-(Trialkoxysilyl)alkyl)alkylendiamin,
N-beta-(aminoalkyl)-gamma-aminoalkyltrialkoxysilan, 4-Amino-dialkylalkyltrialkoxysilan,
3-(Trimethoxysilyl)propylmethacrylat, Gamma-(trialkoxysilylalkyl) dialkylentriamin,
3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 3-Triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamin,
N-Phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilan, N,N-Bis[3-(trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamin
und/oder N-2-Aminoalkyl-3-aminoproplyltrialkoxysilan mit Alkyl bevorzugt ausgewählt
aus der Gruppe umfassend oder bestehend aus: Methyl-, Ethyloder/und Propyl, wie zum
Beispiel N-2(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilan, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan,
N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilan, Kombinationen von mindestens zwei der
oben genannten Verbindungen und/oder Polymeren davon.
[0062] Im Sinne der Erfindung werden mit Siloxan Verbindungen der Formel: R3Si-[O-SiR2]n-O-SiR3
beschrieben, mit R als H oder Alkyl, bevorzugt C1 bis C7 und n=0 bis 20. Polymere
davon mit R=Alkyl werden als Silikone bezeichnet. Alkoxysilane haben die allgemeine
Formel (RO)4-Si, R als Alkyl, bevorzugt C1 bis C7.
[0063] In einer kumulativen oder alternativen Ausführung weist die mindestens eine Schicht
einen Zr-Gehalt von mindestens 1,0 mg/m2, insbesondere von mindestens 2,5 mg/m2, vorzugsweise
von mindestens 5,0 mg/m2, bevorzugt von mindestens 7,5 mg/m2 und von maximal 100,0
mg/m2 oder 75,0 mg/m2, insbesondere von maximal 50,0 mg/m2 oder 40,0 mg/m2, vorzugsweise
von maximal 30,0 mg/m2 oder 20,0 mg/m2, bevorzugt von maximal 15,0 mg/m2 oder 12,5
mg/m2 auf. Eine quantitative Bestimmung des aufgebrachten Schichtgewichtes erfolgt
beispielsweise über die Röntgenfluoreszensanalyse (RFA) oder GDOES (Glow Discharge
Optical Emission Spectroscopy) analog zu Si wie oben beschrieben.
[0064] In einer kumulativen oder alternativen Ausführung enthält oder besteht diese mindestens
eine Schicht aus organischen Zirkonverbindungen, eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt
aus der Gruppe ZrO2 und Zirkonat.
[0065] Eine Ausführung betrifft ein schmelztauchbeschichtetes Stahlblech, wie oben beschrieben,
bevorzugt hergestellt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei i das Stahlsubstrat
aus einem Stahlwerkstoff mit folgender chemischer Zusammensetzung in Gew.-% besteht:
C: bis 0,20 %,
Mn: bis 2,0 %,
Si: bis 0,30 %,
P: bis 0,10 %,
S: bis 0,10 %,
N: bis 0,10 %,
sowie optional eines oder mehrerer Legierungselemente aus der Gruppe (Al, Cr, Cu,
Nb, Mo,
Ti, V, Ni, B, Sn, Ca):
Al: bis 0,20 %,
Cr: bis 1,0 %,
Cu: bis 0,20 %,
Nb: bis 0,10 %,
Mo: bis 0,20 %,
Ti: bis 0,20 %,
V: bis 0,20 %,
Ni: bis 0,20 %,
B: bis 0,005 %,
Sn: bis 0,10 %,
Ca: bis 0,10 %,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
[0066] Eine Ausführung betrifft ein schmelztauchbeschichtetes Stahlblech, wie oben beschrieben,
wobei das Stahlblech dressiert ist.
[0067] Eine Ausführung betrifft ein schmelztauchbeschichtetes Stahlblech, wie oben beschrieben,
wobei auf der einen Schicht ein temporärer Korrosionsschutz enthaltend oder bestehend
aus einem Korrosionsschutzöl aufgebracht ist.
[0068] Im Folgenden werden konkrete Ausgestaltungen der Erfindung im Detail näher erläutert.
[0069] Figur 1 zeigt eine Rasterelektronenmikroskop- (kurz: REM) (Teil-)Aufnahme von einer im Querschnitt
erfassten Probe, welche aus einem erfindungsgemäß hergestellten schmelztauchbeschichteten
Stahlblech (10) herausgetrennt worden ist. Die REM-Aufnahme erfolgte in einem Gerät
der Fa. Tescan Vega. Die entsprechende Auflösung und verwendeten Parameter sind in
der
Figur 1 angegeben. Mit (1) ist ein Stahlblech(-substrat) und mit (2) ein auf dem Stahlblech
(1) mittels Schmelztauchbeschichten applizierter Zn-AI-Mg-Überzug inklusive der Oxidschicht
gezeigt. Im Überzug (2) sind die primären Zinkkörner (Zn) sehr gut zu erkennen und
mit (E) sind die eutektischen Phasen, welche im Wesentlichen eine Kombination aus
Zn und Mg umfassen, gezeigt.
Figur 2 zeigt eine Vergrößerung des in
Figur 1 gekennzeichneten rechteckigen Bereichs.
Figur 3a ist eine schematische (nicht Maßstabs getreue) Wiedergabe des Sachverhaltes wie auch
in Figur 1 und Figur 2 dargestellt. Zusätzlich wird die Oxidschicht (3) mit der darunter
angeordneten Nanostruktur (4) dargestellt.
Figur 3b ist eine schematische (nicht Maßstabs getreue) Vergrößerung des mit der Strich-Punkt-Linie
gekennzeichneten Bereichs der Figur 3a. In
Figur 3b ist die Nanostruktur (4) mit der zerklüfteten Oberfläche des ZM-Überzugs zu erkennen,
die sich aus der unterschiedlichen Höhe bei der Erstarrung der sekundären Zinkkörner
(Zn-sek) und den weiteren Phasen des Eutektikums (E') bildet. Die Nanostruktur wird
durch die Oxidschicht (3) bedeckt wobei die Form beziehungsweise der Verlauf der Oberfläche
der Nanostruktur (4) im Wesentlichen beibehalten wird, da die Oxidschicht (3) dem
Verlauf der Nanostruktur (4) im Wesentlichen folgt. Zusätzlich ist in
Figur 3b die Schicht (5) der nanoskaligen Vorbehandlungen enthaltend Zirkon- und/oder organische
Siliziumverbindungen dargestellt.
[0070] Mittels eines Schmelztauchsimulators können großtechnisch angewandte Schmelztauchverfahren
im Labormaßstab nachgestellt werden. So kam im Schmelztauchsimulator lwatani HDPS
V als Stahlblech die Güte DC04 mit einer Dicke von 0,7 mm zur Anwendung, wobei 18
Versuche mit unterschiedlichen Parametern, wie sie in Tabelle 1 dargestellt sind,
durchgeführt wurden. Es wurden Zn-AI-Mg-Überzüge mit verschiedenen Aluminium- [in
Gew.-%] und Magnesiumgehalten [in Gew.-%] untersucht. Das Abstreifen erfolgte an Luftatmosphäre
und als gasförmiges Abstreifgas kam ein Stickstoff-Luftgemisch mit einem Volumenverhältnis
30:70 zum Abstreifen mit unterschiedlichen Temperatur T [in °C] zur Anwendung. Die
Dicke des Überzugs im erstarrten Zustand betrug 12 µm eingestellt. Aus 18 Versuchen
wurden Proben abgeschnitten und mittels REM-Aufnahme konnten die eutektischen Phasen
(E), s. Tabelle 1, in der bereits vorgenannten, definierten Messfläche (M), strichliniert
dargestellt, unter Zuhilfenahme eines Linienrasters in der Bildbearbeitung ImageAccess
mit einzelnen Rasterelementen der Abmessung 10 nm x 10 nm ermittelt werden. Die erfindungsgemäßen
Ausführungen (erf) sind entsprechend in der Tabelle 1 gekennzeichnet. Mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie
konnten an allen Proben Dicken zwischen 0,025 und 0,037 µm gemessen werden. Vor der
Untersuchung wurden die Proben wie folgt behandelt:
- Reinigen durch Eintauchen in einer wässrige Reinigerlösung, Ridoline 124 N mit einer
Ansatzkonzentration 12ml/l, Rest Wasser und unvermeidbare Verunreinigungen, pH-Wert=1;
und einer Temperatur von 55 °C, Benetzungsdauer 5 s;
- Spülen mit vollentsalztem Wasser durch Eintauchen und einer Temperatur von 20 °C,
Benetzungsdauer 5 s.
Tabelle 1
Lfd. Nr. |
Zn [%] |
Mg [%] |
Al [%] |
T[°C] |
E [%] |
erf |
1 |
97,77 |
1,06 |
1,17 |
40 |
30 |
n |
2 |
97,76 |
1,05 |
1,19 |
25 |
45 |
n |
3 |
97,6 |
1 |
1,4 |
15 |
50 |
n |
4 |
97,76 |
1,07 |
1,16 |
10 |
65 |
j |
5 |
97,61 |
1,06 |
1,33 |
5 |
85 |
j |
6 |
97,77 |
1,11 |
1,12 |
0 |
90 |
j |
7 |
97,65 |
1,15 |
1,2 |
5 |
85 |
j |
8 |
97,29 |
1,31 |
1,4 |
30 |
50 |
n |
9 |
97,07 |
1,41 |
1,52 |
-10 |
95 |
j |
10 |
96,96 |
1,61 |
1,43 |
-15 |
100 |
j |
11 |
96,58 |
1,78 |
1,64 |
-5 |
90 |
j |
12 |
96,54 |
1,89 |
1,57 |
0 |
85 |
j |
13 |
96,15 |
2,01 |
1,84 |
5 |
85 |
j |
14 |
96,28 |
2,1 |
1,62 |
25 |
45 |
n |
15 |
95,9 |
2,26 |
1,84 |
20 |
50 |
n |
16 |
95,87 |
2,24 |
1,89 |
5 |
90 |
j |
17 |
95,65 |
2,38 |
1,97 |
-10 |
95 |
j |
18 |
95,57 |
2,42 |
2,01 |
30 |
55 |
n |
[0071] Die Proben wurden für weitergehende Untersuchungen erneut gereinigt und gespült,
wie oben beschrieben, und bei den Proben 1 bis 9 erfolgten die Schritte:
- Aktivieren durch Tauchen in einer wässrigen Aktivierungslösung, Gardolene ZL 6 mit
einer Ansatzkonzentration 6 g/l, Rest Wasser und unvermeidbare Verunreinigungen, pH-Wert=8,2;
und einer Temperatur von 20 °C, Benetzungsdauer 15 s;
- Phosphatieren durch Eintauchen in einer wässrigen Phosphatierungslösung, mit 2,5 g/l
Gardobond-Additive H 7200, mit 4,8 g/l Gardobond 24 T, mit 6,3 g/l Gardobond-Additive
H 7256 und mit 17 g/l Gardobond-Additive H 7101, Rest Wasser und unvermeidbare Verunreinigungen,
pH-Wert=2,5; und einer Temperatur von 55 °C, Benetzungsdauer 150 s, wobei die angesetzte
Phosphatierungslösung einer Konzentration von etwa 25 Gesamtsäure-Punkten, 1,2 Freie-Säure-Punkten,
5 Beschleuniger-Punkten und einem Zink-Gehalt von 1,3 g/l entsprach;
- Spülen mit vollentsalztem Wasser durch Eintauchen und einer Temperatur von 20 °C,
Benetzungsdauer 5 s; - Trocknen.
[0072] Proben 10 bis 18 erfolgten die Schritte:
- Benetzen durch Eintauchen in einer wässrigen Lösung auf Silanbasis, wobei Oxsilan
9831 in einer Konzentration zugegeben wurde, dass sich in der wässrigen Lösung eine
Leitfähigkeit in Höhe von 3 mS/cm einstellte, Rest Wasser und unvermeidbare Verunreinigungen,
pH-Wert=4,1; und einer Temperatur von 25 °C, Benetzungsdauer 90 s;
- Spülen mit vollentsalztem Wasser durch Eintauchen und einer Temperatur von 20 °C,
Benetzungsdauer 5 s; - Trocknen.
[0073] Bei den Proben 1 bis 9 wurde die Oxidschicht im Wesentlichen entfernt und auch Teile
darunterliegenden eutektischen Phasen, so dass eine neue Oberflächenchemie zum Vorschein
kam.
[0074] Bei den Proben 10 bis 18 wurde die Oxidschicht im Wesentlichen beibehalten, was der
Korrosionsbeständigkeit zugutekam und sich ebenfalls, und alternativ zur Phosphatierung,
eine neue Oberflächenchemie ergab.
[0075] Die entsprechenden (neuen) Oberflächen der Proben 1 bis 18 mit einer neuen Oberflächenchemie
wurden einer Benetzungsuntersuchung unterzogen. Zur Bestimmung des Benetzungsvermögens
respektive der Oberflächenenergie wurde eine statische Kontaktwinkelmessung durchgeführt.
Dabei wurde die Oberflächenenergie anhand der Kontaktwinkel von drei verschiedenen
Prüfflüssigkeiten gemessen. Die Ergebnisse (Mittelwert aus 3 Kontaktwinkelmessungen
pro Prüfflüssigkeit) wurden bei den Proben 1 bis 9 im Mittel mit 65° und bei den Proben
10 bis 18 im Mittel mit 75° ermittelt. Je höher das Benetzungsvermögen ist, umso besser
ist die Anbindung weiterer Schichten, wie zum Beispiel Lackschichten.
[0076] Nicht untersucht, aber denkbar kann der Bereich des Austritts des Stahlblechs aus
dem Schmelzbad bis zur Abstreifvorrichtung auch mit einer Einhausung versehen sein
und, welche mit einem Gas, wie oben beschriebenen, in einer Abstreifumgebung mit einer
Temperatur unterhalb von 15 °C eingestellt, geflutet werden kann.
1. Verfahren zur Herstellung eines schmelztauchbeschichteten Stahlblechs, wobei das Verfahren
folgende Schritte umfasst:
- Bereitstellen eines Stahlblechs,
- Schmelztauchbeschichten des Stahlblechs mit einem zinkbasierten Überzug, wobei das
Stahlblech ein Schmelzbad durchläuft, welches Aluminium zwischen 0,5 und 4,0 Gew.-%,
Magnesium zwischen 0,5 und 4,0 Gew.-%, Rest Zink und unvermeidbare Verunreinigungen
umfasst,
- Herausführen des mit flüssiger Schmelze beschichteten Stahlblechs aus dem Schmelzenbad
und Abstreifen eines Teils des noch mit flüssiger Schmelze beschichteten Stahlblechs
mit einem gasförmigen Abstreifmedium in einer Abstreifumgebung, wobei die auf dem
Stahlblech verbleibende flüssige Schmelze nach dem Abstreifen vollständig erstarrt
und den Überzug auf dem Stahlblech bildet,
dadurch gekennzeichnet, dass das Abstreifmedium mit einer Temperatur unterhalb von 15 °C zum Abstreifen zugeführt
wird und/oder in der Abstreifumgebung eine Temperatur unterhalb von 15 °C eingestellt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Abstreifmedium mit einer Temperatur unterhalb
von 0 °C zum Abstreifen zugeführt wird und/oder in der Abstreifumgebung eine Temperatur
unterhalb von 0 °C eingestellt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schmelzbad Al und Mg
mit jeweils mindestens 0,8 Gew.- % aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schmelzbad Al und Mg
mit jeweils mindestens 1,0 Gew.- % aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abstreifen derart durchgeführt
wird, dass eine vorgegebene Dicke des Überzugs im festen Zustand zwischen 2 und 60
µm eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das schmelztauch-beschichtete
Stahlblech dressiert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das schmelztauch-beschichtete
Stahlblech mit einer wässrigen Reinigerlösung benetzt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das schmelztauch-beschichtete
Stahlblech mit einer wässrigen Lösung einer anorganischen Säure konditioniert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das schmelztauch-beschichtete
Stahlblech mit einer wässrigen Aktivierungslösung benetzt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das schmelztauch-beschichtete
Stahlblech mit einer wässrigen Lösung auf Silanbasis benetzt wird.
11. Schmelztauchbeschichtetes Stahlblech mit einem zinkbasierten Überzug, welcher Aluminium
zwischen 0,5 und 4,0 Gew.-%, Magnesium zwischen 0,5 und 4,0 Gew.-%, Rest Zink und
unvermeidbare Verunreinigungen aufweist, wobei der Überzug Zinkkörner, magnesiumreiche
und/oder aluminiumreiche Phasen sowie eutektische Phasen enthält, und auf dem Überzug
eine magnesium- und/oder aluminium- und/oder zinkreiche Oxidschicht ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die eutektischen Phasen in der oberflächennahen Schicht und/oder an der Oberfläche
des Überzugs und somit auch oberhalb der Zinkkörner innerhalb des Überzugs in einem
Flächenanteil von mindestens 65 % bis 100 % vorhanden sind, ermittelt anhand einer
im Querschnitt betrachteten REM-Aufnahme, wobei ausgehend von der Oberfläche der Oxidschicht
eine Messtiefe von 1 µm und eine Messlänge von 80 µm eine rechteckige aufgespannte
Messfläche in die Aufnahme gelegt wird und der Flächenanteil der eutektischen Phasen
in Bezug auf die aufgespannte Messfläche bestimmt wird.
12. Schmelztauchbeschichtetes Stahlblech nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Nanostruktur aus Zinkphasen, bevorzugt aus den als Teil des Eutektikums sekundären
Zinkkörnern und den weiteren Phasen des Eutektikums, insbesondere den unterschiedlichen
Mischkristallen, auf der Oberfläche aufweist.
13. Schmelztauchbeschichtetes Stahlblech nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Nanostruktur eine native Oxidschicht angeordnet ist, die dem Verlauf der
Nanostruktur im Wesentlichen folgt.
14. Schmelztauchbeschichtetes Stahlblech nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oxidschicht eine Schicht enthaltend oder bestehend aus Zirkonverbindungen
und/oder organischen Siliziumverbindungen angeordnet ist.
15. Schmelztauchbeschichtetes Stahlblech nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht enthaltend oder bestehend aus Zirkonverbindungen und/oder organischen
Siliziumverbindungen ein Schichtgewicht mit einer Auflage von mindestens 1,0 mg/m2
und maximal 100 mg/m2 Si und/oder Zr aufweist.