Badanie zwilżania ciekłym cynkiem blach stalowych po obróbce plastycznej

• Autorzy: Klimek L. , Lipa S. , Dybowski K. , Atraszkiewicz R. , Rylski A. , Sankowski D. , Wojciechowski R. , Bąkała M.

Warianty tytułu

EN

Investigations of liquid zinc wetting of steel sheets after plastic treatment

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Niniejsza praca powstała w ramach realizacji projektu badawczego mającego na celu opracowanie i wdrożenie technologii recyklingu poprodukcyjnych odpadów taśmy stalowej. W ramach prowadzonych prac wykonano procesy oczyszczania blach metodami obróbki strumieniowo-ściernej, a następnie tak oczyszczone blachy poddawano procesowi walcowania. Po procesie walcowania nakładano, metodą zanurzeniową, powłokę cynkową. W pracy przedstawiono wpływ gniotu podczas obróbki plastycznej na zwilżanie powierzchni blach stalowych ciekłym cynkiem. Badaniom poddano blachy obrobione ścierniwem Al2O3, które zostały potem poddane walcowaniu z różnymi gniotami (20, 40, 60 i 80%). Na tak przygotowanych próbkach przeprowadzono badania na specjalnie zaprojektowanym stanowisku dynamiki zwilżania metodą meniskograficzną umożliwiającą wykonanie kompleksowych badań własności dynamicznych powierzchni – napięcia powierzchniowego oraz zwilżalności. Z przeprowadzonych badań wynika, że najlepsza zwilżalność osiągana jest dla próbek o gniocie 20%, dla których graniczny kąt zwilżania wynosi ok. 60°. Im większy gniot, tym gorsza zwilżalność blach stalowych ciekłym cynkiem. Można zauważyć, że jeszcze tylko dla próbki z gniotem 40% zarejestrowano kąt zwilżania poniżej 90° (wynosił on około 80°). Można powiedzieć, że tylko te próbki były zwilżane ciekłym cynkiem. Dla pozostałych dwóch zarejestrowane wartości kąta zwilżania były znacznie powyżej 90° przyjętych, jako granica przejścia z braku zwilżania do zwilżania. Reasumując uzyskane wyniki badań, można stwierdzić, że zwiększenie stopnia zgniotu podczas procesu walcowania zmniejsza zwilżalność obrobionej powierzchni ciekłym cynkiem.

EN

This paper was elaborated within a research project aiming at the development and implementation of a recycling technology for post-production steel sheet waste. In the research, processes of sheet cleaning were performed by vapour blasting treatment methods. Next, the sheets cleaned in this way underwent rolling. After the rolling process, a zinc coating was applied by means of the wetting balance method. The study presents the effect of the draft during plastic treatment on the wetting on the surface of steel sheets by liquid zinc. The tests were conducted on sheets treated with an Al2O3 abrasive material, which then underwent rolling with different drafts (20, 40, 60 and 80%). The samples prepared in this way were examined on a specially designed test station for the wetting dynamics by the meniscographic method, which enables complex examinations of the dynamic properties of the surface – surface tension and wettability. The performed investigations demonstrated that the best wettability is obtained for the samples with the 20% draft, for which the contact angle equals about 60°. The higher the draft, the worse the wettability of the sheets by liquid steel zinc. One can notice that the sample with the 40% draft was only one more to exhibit the wetting angle below 90° (it equaled about 80°). One can say that only these samples were wetted by the liquid zinc. For the remaining two, the recorded wetting angle values were much above 90°, which was assumed as the boundary of transfer from no wettability to wettability. To sum up, the obtained results demonstrate that the increase of the draft degree during the rolling process decreases the wettability of the treated surface by liquid zinc.

Słowa kluczowe

PL

obróbka plastyczna; walcowanie blach; cynkowanie zanurzeniowe; przygotowanie powierzchni; zwilżalność

EN

plastic treatment; sheet rolling; hot dip zinc coatings; surface preparation; wettability

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 27, nr 4
• Strony: 315--328
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Klimek L.

• Politechnika Łódzka, Instytut Inżynierii Materiałowej, ul Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, Poland

autor

Lipa S.

• Politechnika Łódzka, Instytut Inżynierii Materiałowej, ul Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, Poland

autor

Dybowski K.

• Politechnika Łódzka, Instytut Inżynierii Materiałowej, ul Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, Poland

autor

Atraszkiewicz R.

• Politechnika Łódzka, Instytut Inżynierii Materiałowej, ul Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, Poland

autor

Rylski A.

• Politechnika Łódzka, Instytut Inżynierii Materiałowej, ul Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź, Poland

autor

Sankowski D.

• Politechnika Łódzka, Instytut Informatyki Stosowanej, ul Stefanowskiego 18/22, 90-924 Łódź, Poland

autor

Wojciechowski R.

• Politechnika Łódzka, Instytut Informatyki Stosowanej, ul Stefanowskiego 18/22, 90-924 Łódź, Poland

autor

Bąkała M.

• Politechnika Łódzka, Instytut Informatyki Stosowanej, ul Stefanowskiego 18/22, 90-924 Łódź, Poland

Bibliografia

• [1] Kania H., P. Liberski, P. Podolski. 2006. “Corrosion resistance of the zinc coatings obtained in modified zinc baths”. Physico Chemical Mechanics of Materials 5: 684–690.
• [2] Liberski P., P. Podolski, H. Kania, A. Gierek, J. Mendala. 2003. “Corrosion resistance of zinc coatings obtained in high-temperature baths”. Materials Science 39 (5): 652–657.
• [3] Porter F.C. 1991. Zinc Handbook: properties processing and use in design. New York: Marcel Dekker.
• [4] Marder A.R. 2000. “The metallurgy of zinc-coated steel”. Progress in Materials Science 45: 191–271.
• [5] Perlin J., J. Hofman, V. Leroy. 1981. “The influence of silicon and phosphorus on the commercial galvanization of mild steel”. Metall 35 (9): 870–873.
• [6] Yasuhiko M. 1975. “Effect of C and P addition on the corrosion of steel by molten zinc”. Corrosion Engineering 24 (4): 177–182.
• [7] Kopyciński D., E. Guzik. 2007. “The kinetics of zinc coating growth on hyper – sandelin steels and ductile cast iron”. Archives of Foundry Engineering 7 (4): 105–110.
• [8] Liberski P. 2013. Antykorozyjne powłoki zanurzeniowe. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• [9] Huckshold M. 2009. “Improving design guidance to avoid cracking of galvanized structural steelwork. Session: Steel and Galvanizing. Paper 3.” W mat. konf. Proceedings 22th International Galvanizing Conference. EGGA, 2009, 1-6, Madrid.
• [10] Liberski P., H. Kania , P. Podolski, A. Gierek. 2004. „Niektóre aspekty doskonalenia technologii cynkowania zanurzeniowego”. Inżynieria Materiałowa 2: 775–782.
• [11] Di Cocco V., F. Iacoviello, S. Natali. 2014. “Damaging micromechanisms in hot-dip galvanizing Zn based coatings”. Theoretical and Applied Fracture Mechanics 70: 91–98.
• [12] Wesołowski J., W. Głuchowski. 2003. „Uniwersalna i oszczędnościowa powłoka cynkowa uzyskana w kąpieli Wegal.” W: Materiały pokonferencyjne X Sympozjum Cynkowniczego, Ustroń: 61–71.
• [13] Beguin Ph., M. Bosschaerts, D. Dhaussy, R. Pankert, M. Gilles. 2000. Galveco a solution for galvanizing reactive steel. Berlin: Intergalva.
• [14] Pankert R., D. Dhaussy, Ph. Beguin, Mk. Gilles. 2003. GALVECO – trzy lata obecności na rynku!
• [15] Kopyciński D. 2010. “The shaping of zinc coating on surface steels and ductile iron casting”. Archives of Foundry Engineering 10 (special issue 1): 463–469.
• [16] Liberski P., A. Tatarek, B. Mendala. 2014. “Investigation of the Initial Stage of Hot Dip Zinc Coatings on Iron Alloys with Various Silicon Contents. Solid State Phenomena”. W mat. konf. Materiały TPMUM 2013, Katowice: 121–126.
• [17] Liberski P., A. Tatarek, J. Mendala. 2014. “Investigation of the initial stage of hot dip zinc coatings on iron alloys with various silicon contents.” W mat. konf. XXI Conference on Technologies and Properties of Modern Utility Materials (TPMUM 2013), Ed. TTP, Solid State Phenomena 212: 121–126.
• [18] Marder A.M. 2000. “The metallurgy of zinc-coated steel”. Progress in Materials Science 45: 191–271.
• [19] Missol W. 1973. Energia rozdziału faz w metalach. Katowice: Wydawnictwo Śląsk.
• [20] Moser Z., P. Fima, K. Bukat, J. Sitek, J. Pstruś, W. Gąsior, M. Kościelski, T. Gancarz. 2011. “Investigation of the effect of indium addition on wettability of Sn-Ag-Cu solders”. Soldering@Surface Mount Technology 23 (1): 22–29.
• [21] Sankowski D., M. Bąkała, A. Albrecht, T. Koszmider, R. Wojciechowski, A. Rylski. 2008. ”Metodologia automatycznego pomiaru dynamicznych własności powierzchni – lutowności oraz zwilżalności”. Inżynieria Materiałowa 6: 1064–1067.
• [22] Nitkiewicz Z., M. Bąkała, R. Wojciechowski, A. Albrecht, A. Rylski. 2008. „Ocena wybranych parametrów lutowności lutu L-AG5P”. Inżynieria Materiałowa 6: 1068–1071.
• [23] Bąkała M., R. Wojciechowski. D. Sankowski, A. Rylski. 2015. “The wetting dynamics measurement system to research the properties and applications of modern materials”. Microtherm 2015.
• [24] Falke W.L., A.E. Schwaneke, R.W. Nash. 1977. “Surface Tension of Zinc: The Positive Temperature Cefficient”. Metallurgical Transactions 8B: 301–303.
• [25] Lipa S., L. Klimek, L. Dybowski, W. Szymański. 2015. „Wpływ właściwości mechanicznych blachy stalowej na stan powierzchni po obróbce strumieniowo-ściernej”. Inżynieria Materiałowa 6 (208): 464–467.
• [26] Cecotka M., K. Dybowski, L. Klimek, S. Lipa, A. Rylski, D. Sankowski, R. Wojciechowski, M. Bąkała. 2016. “Examination of wetting by liquid zinc of steel sheets following various kinds of abrasive blasting”. Arch. Metall. Mater. 61 (2B): 169–174.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).