Zanurzeniowe powłoki aluminiowe na stali zbrojeniowej B500SP

Prezentacja na temat: "Zanurzeniowe powłoki aluminiowe na stali zbrojeniowej B500SP"— Zapis prezentacji:

1 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,

2 Kierunki sprzedaży

3 Struktura firmy

4 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

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

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

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

8 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

9 Technologia metalizacji ciągłej
Formowanie i zgrzewanie Chemiczne przygotowanie powierzchni

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

11 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.

12 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

13 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 - …

14 Technologia metalizacji ciągłej

15 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

16 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.

17 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 /min

18 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)

19 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

20 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

21 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

22 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

23 Stal B500SP

24 Stal B500SP

25 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

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

27 Wyniki badań przemysłowych – kinetyka wzrostu powłoki
g

28 Wyniki badań przemysłowych – badania korozyjne
Powłoka Zn Powłoka Al

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

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

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

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

33 Podsumowanie wyników badań
Przeprowadzone badania pozwoliły stwierdzić, że w zakresie temperatury oC 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.

34 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.

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

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

37 Dziękuję za uwagę