186571. lajstromszámú szabadalom • Bevonatos fémhordozó, valamint eljárás a bevonat előállítására
1 2 A találmány tárgya bevonatos fémhordozó, valamint eljárás a bevonat előállítására, különösen acélhordozók és azok korrózióálló bevonatainak előállítására. Ismert, hogy a legtöbb acél hajlamos a rozsdásodásra, és viszonylag rövid időn belül, különösen nedves, sótartalmú környezetben erősen korrodál. Szintén’ismert, hogy a korrózió csökkentése érdekében korróziónak ellenálló bevonatokat, például műanyagtartalmú festékeket alkalmaznak. Bár ezeket a festék-kompozíciókat közvetlenül az acél felületére viszik fel, hatásos adhézió az acél és a festékréteg között rendszerint nem alakul ki. Különösen fennáll ez, ha az acél felületet a festék felvitele előtt kémiai úton tisztították. Ilyenkor a festék a felületéről könnyen felpattogzik, különösen váltakozó környezeti hőmérséklet és légnedvesség esetén. Ha a lepattogzás egyszer elkezdődött, az oxidáció következtében a korróziós folyamat rögtön megindul. Az acélfelület és a festékréteg közötti adhézió növelése érdekében ismert előkezelő eljárás a foszfatálás. A szokásos fősz fát áló eljárásnál az acélhordozót először 2 -5 percen át 50 70 °C hőmésékletű lúgos fürdőben kezelik, majd kivétel után egymást követő két vízfürdőben, mindegyikben 0 5 -1 percig öblítik. Ezután a tisztított és öblített acélt 40- 70 °C-os cink-foszfát oldattal fújják be 1 és fél percen át, vagy 5 percig cink-foszfát oldatba mentik. Ezt követően a fémhordozót szobahőmérsékletű vízzel kétszer öblítik, a második öblítést gyakran sótalanított vízzel végezve. E második öblítés helyett alkalmazhatnak kromátos öblítést is, vagy a sótalanított, szobahőmérsékletű vizes öblítést alkalmazhatják vagy alkalmazzák a kromátos öblítés után is. Végül az utolsó művelet a szárítás, amely után a kezelt fémfelület festésié kész. Ez a foszfatáló előkezelő eljárás azonban számos hátránnyal rendelkezik. Ilyenek: a foszfatáló oldat a reprodukálható eredmények érdekében szigorú kémiai ellenőrzést kíván. Szükséges a kezelő üzem szennyvízének ellenőrzése, mivel a csatornarendszer cink-ionnal való növekvő szennyezése nem megengedett, Evvel kapcsolatban a közeljövőben törvényerejű rendelet kibocsátása várható, amely korlátozza a szennyvizek foszfát-tartalmát. A következetes eredmények érdekéoen magasszintű üzemfenntartás szükséges. Az eljárás során megkívánt tisztavizes öblítő füxdék száma a vízköltségek megnövekedése miatt támadhatóvá teszi az eljárás. Az eljárás nagy anyagi ráfordítást igényel. Mivel a foszfatáló eljárás rendszerint különleges termékek folyamatos elrendezésű kezelésére szolgál, a termékváltás rugalmassága csökken, gyakran meg sem valósítható. Végül, a foszfatáló eljárás érzékeny az alkalmazott anyagok tisztaságára, így azok tisztítása szigorú ellenőrzést kíván. A találmány célja olyan acélbevonatok előállítása, valamint eljárás a bevonati rétegek felvitelére, amelyek a fenti hátrányokat kiküszöbölik vagy csökkentik, és amelyekkel a bevonat korrózió-állósága lényegesen növelhető A találmány tárgya egyrészt bevont acélhordozó, amely ötvö/etíen acélból áll, amelynek a felületén hőkezeléssel epszilon-vas-nitrid réteget alakítunk ki, majd erre a rétegre visszük fel a védőréteget. Azt találtuk, hogy az acél felületén kialakított epszilon vas-niind réteg ideális kapcsolatos biztosit a ? szilárd szerves bevonathoz. A találmány tárgya másrészt eljárás az acélhordozók bevonatának előállítására, amelynek során hőkezclési művelettel alakítjuk ki az epszilon-vas-nitrid-réteget, mederre visszük fel a szilárd szerves bevonati réteget. Az ötvözetlen acél előnyösen max. 0,5 súly% széntartalmú acél. A szilárd szerves védőbevonat szilárd szerves polimer kompozíció, de a találmány oltalmi körébe tartoznak a szilárd viasz-film bevonatok is, amelyeket alkalmas oldószerrel készített oldatuk formájában alkalmazhatunk. Az epszilon-vas-nitrid réteget előnyösen az acélhordozó 550 °C és 720 °C közötti hőmérsékleten történő max. 4 órás hőkezelésével alakítjuk ki. A hőkezelést ammónia, ammónia és endoterm gáz, ammónia és exoterm gáz vagy ammónia és nitrogén atmoszférában végezzük, amely adott esetben szén-dioxid .v én-monoxid, levegő vagy metán közül legalább egyet tartalmaz. A hőkezelést hűtés követi. Az exoterm gáz és endotenn gáz meghatározásokat, a technika állása szerint értelmezzük. A szén-dioxid, szén-inonoxid, metán és endotenn gáz cementáló gázok. Különösen előnyös, lia a hűtési folyamatot védőgázas (azaz nem oxidáló) atmoszférában végezzük, de a találmány oltalmi körébe tartozik az olajba mártással történő hűtés is. Ha ezt az utóbbi módszert alkalmazzuk, szükséges az acél-felület zsírtalanítása éskb. 200 °C-ra való előmelegítése, hogy a szerves bevonat felvitele előtt a nedvességet a mikropórusokból is eltávolítsuk. A találmányt bármilyen korrózió-védelmet igénylő acélhordozó esetében alkalmazhatjuk, például acél-leraezek, -csévek -rudak és más termékek esetében, a nelyek például hengerléssel, sajtolással, kovácsolással vagyextrudálással készültek. A szerves bevonat felvitelét végezhetjük nedves úton, például oldószeroen diszpergálva a szerves bevonat anyagát, de alkalmazhatunk por-szórást is. Ez utóbbi esetben az egész eljárást szárazon végezhetjük, és így nem okoz problémát az oldószer vagy más folyadék eltávolítása. Ezeken kívül, a fentiek szerint kialakított epszilon-vas-nitrid rétegnek köszönhető megnövekedett adhézió további előnyös tulajdonságokat biztosít az acélhordozónak. Azt találtuk, hogy különösen vékony lemezek és szalagok esetében megnövekszik a komponensek szilárdsága. Az epszilon-vas-nitrid réteg igen kemény (közelítőleg 1100 HB( és beiágódásnak ellenálló tulajdonságú. Ezt bizonyos^alkalmazási területeken hasznosíthatjuk, úgy, hogy a'szerves bevonat felhordásánál maszkolás segítségével csak a kívánt telületen alakítjuk ki a bevonatot, Az eljárás költsége alacsonyabb mint a foszfatálás költsége, és még további költségcsökkentést érhetünk el, ha csak korróziónak ellenálló bevonatot kívánunk előállítani. Ilyenkor a fentiekben megadott invervallumokon belül magasabb hőmérsékletet és rövidebb időt alkalmazunk. Előnyös, ha a hőkezelést úgy végezzük, hogy az epszilon-vas-nitrid réteg vastagsága 25 mikron körül legyen. Ha a réteg vastagsága nagyobb mint 25 mikron, a felületi réteg lehasadása vagy töredezése következhet be, 25 mikron vastagságú réteget nyerünk, ha a hőkezelést 660 °C-on 45 percen át végezzük. U- gyanilyen rétegvastagságot állíthatunk elő 5 70 °C-on 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
