Zanurzeniowe powłoki aluminiowe na stali zbrojeniowej B500SP XXVII Ogólnopolska Konferencja Naukowo-Techniczna ANTYKOROZJA Zanurzeniowe powłoki aluminiowe na stali zbrojeniowej B500SP Jacek Sipa – REMIX S.A. Henryk Kania, Mariola Saternus – Politechnika Śląska Ustroń, 20-22.03.2019

Kierunki sprzedaży

Struktura firmy

Urządzenia do obróbki cieplnej w atmosferach Piece próżniowe Urządzenia do obróbki cieplnej aluminium Serwis, remonty i modernizacje, części zamienne, tygle Urządzenia dla odlewnictwa Linie do cynkowania

Technologia metalizacji ciągłej Nowatorska technologia metalizacji ciągłej prętów i zamkniętych profili zimnogiętych

Technologia metalizacji ciągłej prętów zbrojeniowych (norma ISO 14657) zamkniętych profili zimnogiętych bednarki

Technologia metalizacji ciągłej Obecnie stosowane technologie: kształtowanie profili z blachy ocynkowanej pokrywanie profili metodą galwaniczną cynkowanie ogniowe

Technologia metalizacji ciągłej Linia do ciągłego kształtowania i cynkowania profili zimnogiętych Kształtowanie i zgrzewanie profili Chemiczne przygotowanie powierzchni Metalizacja ciągła Chłodzenie i kalibracja Cięcie i pakowanie

Technologia metalizacji ciągłej Formowanie i zgrzewanie Chemiczne przygotowanie powierzchni

Technologia metalizacji ciągłej Nanoszenie powłoki bez zmiany płaszczyzny ich przemieszczania Czas kontaktu podłoża metalowego z kąpielą – kilka sekund

Technologia metalizacji ciągłej Powłoki możliwe do uzyskania poprzez metalizację metodą ciągłą: - cynkowe - cynkowo – aluminiowe - aluminiowe Główne cechy powłoki uzyskanej w wyniku metalizacji ciągłej: - niewielki rozrost kruchych faz Fe - Zn - cienka warstwa dyfuzyjna - większy udział plastycznej warstwy zewnętrznej - brak występowania zjawisk LMAC (Liquid Metal Assisted Cracking) dla prętów zbrojeniowych Struktura powłoki pozwala na swobodną przeróbkę plastyczną otrzymanych wyrobów.

Technologia metalizacji ciągłej Główne cechy metalizacji ciągłej: - zwiększenie wydajności produkcji w stosunku do tradycyjnych metod - krótki czas kontaktu wyrobu z kąpielą metalizacyjną - znaczne ograniczenie odpadów w tym twardego cynku i popiołu - niewielkie wymiary wanny cynkowniczej - możliwość stosowania różnych kąpieli metalizacyjnych - możliwość kontrolowania grubości warstwy zewnętrznej - dla prętów zbrojeniowych brak występowania zjawiska LMAC - uniwersalność technologii w odniesieniu do asortymentu

Technologia metalizacji ciągłej Zastosowanie: - pręty zbrojeniowe dla budownictwa - profile ogrodzeniowe - profile dla ogrodnictwa (szklarnie) - profile na rusztowania, barierki - profile na stelaże i półki - profile na wyposażenie dla rolnictwa - profile dla placów zabaw - profile na znaki drogowe - …

Technologia metalizacji ciągłej

Cel projektu Planowane prace projektowe Opracowanie i wdrożenie nowej technologii metalizacji ciągłej prętów i zamkniętych profili zimnogiętych Opracowanie dokumentacji prototypu urządzenia Zbudowanie i przebadanie prototypów maszyn niezbędnych do stworzenia linii technologicznej Wyznaczenie istotnych parametrów procesu dla powiększenia skali Wdrożenie uzyskanych wyników prac przemysłowych i rozwojowych we własnej działalności gospodarczej Wnioskodawcy

Innowacja produktowa i procesowa Innowacyjne cechy produktu:  Wytwarzanie powłok innych niż cynkowe tj. cynkowo-aluminiowe, aluminiowe, Zwiększone właściwości antykorozyjnych powłoki od 2-4 w stosunku do tradycyjnych powłok cynkowych Zastosowanie powłok cynkowo-aluminiowych i aluminiowych na prętach zbrojeniowych i zamkniętych profilach zimnogiętych – nowość w skali światowej Możliwość wykonania przeróbki plastycznej materiałów bez uszkodzenia powłoki metalizacyjnej Prowadzenie procesu metalizacji w linii ciągłej z jednostronnym pokrywaniem wyrobów Możliwość zastosowania procesu metalizacji dla różnego rodzaju asortymentu Kształtowanie powłoki o cienkiej warstwie dyfuzyjnej kruchych faz Fe-Zn i precyzyjne regulowanie grubości warstwy.

Wyposażenie laboratorium Przecinarka metalograficzna TR 60 Do cięcia ściernego próbek z dowolnych materiałów dla technologicznych badań laboratoryjnych. Dane techniczne: Max średnica ściernicy 200 mm Max prędkość obrotowa wrzeciona ściernicy 3000 1/min

Wyposażenie laboratorium Automatyczna prasa do inkludowania REMET IPA 60 Prasa do inkludowania na gorąco próbek metalograficznych. Dane techniczne: Średnica inkludowania - od 10 do 60 mm Max. temperatura inkludowania - 200°C Max. czas inkludowania - 99 min. Max. ciśnienie pracy – 6 bar Poziom natężenie dźwięku - < 70 dB (A)

Wyposażenie laboratorium Automatyczna szlifierko-polerka COMPUMET 300 Mikroprocesowy system sterowania pracą Krótki czas pracy Maksymalna wydajność w uzyskiwaniu próbek do badań Dane techniczne: Wymiary płyty roboczej – 300 mm Szybkość pracy dźwięku – 300 rpm Natężenie dźwięku – 60 dB (A) Pamięć automatycznych cykli pracy – maks. 60 metod

Wyposażenie laboratorium Elektryczny oporowy piec tyglowy do topienia metali kolorowych, typ PT 12/1300. Dane techniczne: Wymiary komory grzejnej Ø 200 x 250 mm Max. temperatura pieca 1300°C Objętość tygla 2,6 dm3 H2O Poziom ciekłego metalu w tyglu – max 150 mm

Wyposażenie laboratorium Mikroskop pomiarowy HAWK Rewolwer z 4 obiektywami o powiększeniach 50, 100, 200, 1000. Oprogramowanie pomiarowe DHS Basic Module: Grain Size Area Detection Coating Thickness

Wyposażenie laboratorium SPEKTROMETR FISCHERSCOPE X-RAY XDL 240 Zakres analizy: Cl (17) – U (92) Pomiar grubości powłok galwanicznych Badanie składu kąpieli galwanicznych Komora pomiarowa: Zmotoryzowany, programowalny stolik pomiarowy XY Zmotoryzowany przesuw głowicy pomiarowej Max. masa próbki 20 kg Ręczne oraz automatyczne ustawianie ostrości obrazu

Stal B500SP

Stal B500SP

Stal B500SP Zawartość [% mas.] C Mn Si P S Cu Cr Ni Mo V N Ceq Fe i inne 0,20 0,79 0,19 0,02 0,03 0,44 0,10 0,08 0,003 0,008 0,3929 reszta

Wyniki badań przemysłowych – struktura powłok 690oC, 90 s. 710oC, 40 s. 730 oC, 20 s. 730 oC, 120 s.

Wyniki badań przemysłowych – kinetyka wzrostu powłoki g

Wyniki badań przemysłowych – badania korozyjne Powłoka Zn Powłoka Al

Wyniki badań przemysłowych – badania korozyjne Powłoka Zn przed testem korozyjnym Powłoka Zn po 1000 h w komorze solnej

Wyniki badań przemysłowych – badania korozyjne Powłoka Al przed testem korozyjnym Powłoka Al po 1000 h w komorze solnej

Wyniki badań przemysłowych – badania korozyjne Powłoka Zn przed testem korozyjnym Powłoka Zn po 720 h w komorze solnej

Wyniki badań przemysłowych – badania korozyjne Powłoka Al przed testem korozyjnym Powłoka Al po 720 h w komorze solnej

Podsumowanie wyników badań Przeprowadzone badania pozwoliły stwierdzić, że w zakresie temperatury 690-730oC istnieje możliwość wytworzenia powłok aluminiowych na prętach zbrojeniowych ze stali B500SP. Wzrost temperatury kąpieli aluminiowej powoduje zwiększenie grubości powłoki, jednocześnie uzyskanie jej ciągłości warunkowane jest czasem zanurzenia w kąpieli. W miarę wzrostu temperatury kąpieli uzyskanie ciągłych powłok możliwe jest przy krótszym czasie zanurzenia. W temperaturze 730oC ciągłe powłoki uzyskano już przy czasie zanurzenia 20 s. Przyrost grubości powłoki aluminiowej na stali B500SP zależny jest od pierwiastka kwadratowego czasu, co świadczy o tym że proces jej wzrostu kontrolowany jest przez dyfuzję.

Podsumowanie wyników badań Powłoki otrzymane na stali zbrojeniowej B500SP mają typową budowę dla powłok aluminiowych otrzymanych na modelowym podłożu żelaza Armco. Powłoka zbudowana jest z warstwy przejściowej, w skład której wchodzi od podłoża warstwa fazy Fe2Al5 oraz warstwa fazy FeAl3. Warstwę przejściową pokrywa warstwa zewnętrzna aluminium zawierająca pojedyncze wydzielenia faz międzymetalicznych układu Fe-Al. Taka budowa zapewnia wysoką odporność korozyjną. W teście korozyjnym w komorze solnej po 1000 godz. ekspozycji powłoka aluminiowa nie uległa przebiciu do podłoża, podczas gdy powłoka cynkowa uległa w znacznym stopniu korozji czerwonej. Powłoki aluminiowe wykazują również lepszą podatność do odkształceń plastycznych pręta. W miejscu gięcia powłoki aluminiowe w przeciwieństwie do cynkowych nie ulęgają łuszczeniu się. Wpływa to bezpośrednio zapewnienie lepszego zabezpieczenia odkształconej powierzchni pręta.

Prace rozwojowe Urządzenie prototypowe do nakładania powłok metodą ciągłą w trakcie projektowania

Prace rozwojowe Urządzenie prototypowe do nakładania powłok metodą ciągłą w trakcie uruchamiania

Dziękuję za uwagę