Niektóre aspekty doskonalenia technologii cynkowania zanurzeniowego

• Autorzy: Liberski P. , Kania H. , Podolski P. , Gierek A.

Warianty tytułu

EN

Selected aspects of the hot-dip galvanizing technology improvement

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono historię oraz aktualne problemy technologii cynkowania zanurzeniowego. Podstawę opracowania stanowiła analiza literatury, stanu bieżącego polskiego przemysłu powłok cynkowych, doświadczenia własne oraz wyniki prac badawczych prowadzonych w omawianym zakresie w Katedrze Technologii Stopów Metali i Kompozytów. Przedstawiono wpływ temperatury na strukturę powłok cynkowych na podłożu żelaza na przykładzie powłok otrzymanych w tradycyjnym procesie cynkowania oraz w procesie cynkowania wysokotemperaturowego. Określono strukturę powłoki otrzymanej w tradycyjnej temperaturze stwierdzając, że składa się ona z faz: gamma, delta1 i dzeta oraz warstwy zewnętrznej cynku eta (rys. 3a). Natomiast powłoka otrzymana w kąpieli o temperaturze wyższej niż 530 °C składa się z faz: gamma, delta1 oraz strefy dwufazowej delta1 + eta (rys. 3c). W artykule przedstawiono przykładowe struktury powłok otrzymanych na różnych gatunkach stali (rys. 4), w tym również na wysokowęglowych odlewniczych stopach żelaza (rys. 7), co pozwoliło na zobrazowanie wpływu składu chemicznego podłoża na budowę powłok. W zakresie temperatury tradycyjnego cynkowania obserwowano bardzo intensywny wpływ krzemu na strukturę powłok, objawiający się występowaniem tzw. efektu Sandelina (rys. 5a). Stwierdzono, że podwyższenie tem-peratury cynkowania (powyżej 530°C) eliminuje wpływ krzemu na wzrost powłoki i pozwala na otrzymanie powłok o podobnej budowie niezależnej od składu chemicznego stali (rys. 6). Przedstawiono wpływ niewielkich dodatków niklu do kąpieli cynkowniczej na ograniczenie efektu Sandelina (rys. 5b). Ponadto w artykule omówiono rozwój procesu cynkowania na przełomie ostatnich kilkudziesięciu lat, oraz przedstawiono perspektywy dalszego rozwoju koncentrując się na poprawie właściwości antykorozyjnych powłok, wskazując możliwości wytwarzania powłok w kąpielach cynkowo-aluminiowych o składzie eutektycznym również metodą indywidualnego zanurzania (rys. 8).

EN

The paper presents the history and current problems of the hot-dip galvanizing technology. The basis for this study is an analysis of the available literature, the current condition of the Polish zinc coatings industry, the author's own experience and the results of research conducted by the Department of Alloy, Metal and Composite Technologies. The influence of temperature on iron-based zinc coating's structures has been presented based on the example of coatings obtained in a conventional zinc plating process as well as with the hot-dip galvanizing technology. The structure of a coating obtained at a conventional temperature was determined. The coating was found to be composed of gamma, delta1 and dzeta phases and an outer zinc layer (Fig. 3a). A coating obtained at a temperature higher than 530 °C consisted of gamma and delta1 phases as well as a two-phase zone, delta1 + eta (Fig. 3c). The present paper shows some examples of the structure of coatings obtained on different steel grades (Fig. 4), including high-carbon casting ferroalloys (Fig. 7), which has allowed the illustration of the effect of the substrate chemical composition on the structure of coatings. In the range of temperatures applied in the case of conventional zinc plating, a more intensive influence of silicon on the coatings' structures was observed, to which testified the occurrence of the so-called Sandelin's effect (Fig. 5a). It was found that an increase of the zinc plating temperature (above 530 °C) eliminates the effect of silicon on coating's growth and allows obtaining a coating of a similar structure, independent of the chemical composition of the steel (Fig. 6). An influence of small additions of nickel to the galvanizing bath on a reduction of the Sandelin's effect is presented in the paper (Fig. 5b). Furthermore, a discussion is included on the zinc plating process development throughout the last decades and prospects for its further development are presented. The main focus is placed on coatings' anticorrosion properties improvement by showing the possibilities of producing coatings in zinc/aluminium baths of an eutectic composition, also by individual immersion (Fig. 8).

Słowa kluczowe

PL

powłoka cynkowa; metalizacja zanurzeniowa; cynkowanie zanurzeniowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2004
• Tom: R. XXV, nr 4
• Strony: 775--782
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys.

Twórcy

autor

Liberski P.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów

autor

Kania H.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów

autor

Podolski P.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów

autor

Gierek A.

• Politechnika Śląska, Katedra Technologii Stopów Metali i Kompozytów

Bibliografia

• [1] Horstmann D.: Stahl und Eisen 80 (1960) nr 22, 1531
• [2] Gellings P. J., Gierman G., Koster D., Kuit J.: Synthesis andCharacterization of Homogeneous Interraetallic Fe-Zn Compounds. Part III: Phase Diagram, Z. Metallkde. Bd. 71 (1980) H. 2, s. 70-75
• [3] Kania H.: Podstawy technologii wytwarzania powłok na stopach żelaza w procesie wysokotemperaturowego cynkowania zanurzeniowego. Rozprawa Doktorska, Politechnika Śląska 2002
• [4] Liberski P., Podolski P., Gierek A., Kania H., Mendala J.: Wybrane zagadnienia powstawania powłok cynkowych na żelazie, Materiały pokonferencyjne z VII Sympozium Cynkowników Polskich, Międzyzdroje, 2000, s. 41^53
• [5] Liberski P., Podolski P., Gierek A., Kania H., Mendala J.: Struktura powłok cynkowych na podstawowych stopach żelaza, Materiały pokonferencyjne z VIII Sympozium Cynkowników Polskich, Poraj, 2001, s. 31-56
• [6] Liberski P., Kania H., Podolski P., Gierek A.: Cynkowanie zanurzeniowe - historia i perspektywy rozwoju, Ochrona przed korozją, nr 9, 2003, s. 239-246
• [7] Liberski P., Kania H., Podolski P., Mendala J.. Gierek A.: Powłoki cynkowe w ochronie stopów żelaza przed korozją, Materiały pokonferencyjne X sympozjum Cynkowniczego, Ustroń, 2003, s. 87-H 111
• [8] Horstmann D.: Stahl und Eisen 73 (1953) nr 10, 659
• [9] Kania H., Gierek A., Liberski P., Podolski P., Mendala J.: Cynkowanie wysokotemperaturowe, Inżynieria Materiałowa, 2002, nr 5, 426-429
• [10] Liberski P., Podolski P., Gierek A., Kania H., Mendala J.: Cynkowanie wysokotemperaturowe. Materiały pokonferencyjne z VI Sympozium Cynkowników Polskich, Wągrowiec, 1999, s. 108-118
• [11] Liberski P., Podolski P., Gierek A., Kania H., Mendala J.: Powłoki cynkowe otrzymywane w kąpielach o wysokiej temperaturze, Inżynieria Materiałowa, nr 5, 1999, s. 376-381
• [12] Kania H., Liberski P., Podolski P., Gierek A., Nowak P.: Powłoki cynkowe otrzymywane w kąpielach o wysokiej temperaturze, Materiały konferencyjne IX Seminarium Naukowego Nowe Technologie i Materiały w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, 2001, s. 303-306
• [13] Liberski P., Kania H., Podolski P., Gierek A., Mendala J.: Badania nad mechanizmami wzrostu zanurzeniowych powłok cynkowych, Materiały pokonferencyjne z VIII Sympozium Cynkowników Polskich, Poraj, 2001, s. 93-103
• [14] Liberski P.: Mechanizm powstawania powłok zanurzeniowych, Inżynieria Materiałowa, 2002, nr 5, s. 434-438
• [15] Liberski P., Podolski P., Kania H.: Wpływ temperatury kąpieli cynkowej z dodatkiem aluminium na kinetykę powstawania i własności powłok zanurzeniowych otrzymanych na stopach żelaza metodą indywidualnego zanurzania, Projekt Badawczy PBU 7 T08C 051 20, 2003
• [16] Liberski P., Podolski P., Kania H., Gierek A., Mendala J.: Corrosion Resistance of galyanizing coatings obtained in high temperaturę bath, Corrosion 2002, VI International Conference and Exhibition, 2002, Lviv, Ukraine
• [17] Liberski P., Kania H., Podolski P.: Inyestigations of Corrosion resistance of the zinc coatings formed in the high temperaturę bath, International Symposium Corrosion Science in the 21st Century, Manchester, UK, 2003
• [18] Liberski P., Kania H., Podolski P.: Odporność korozyjna zanurzeniowych powłok cynkowych, Materiały pokonferencyjne X Sympozjum Cynkowniczego, Ustroń, 2003, s. 13-28
• [19] Liberski P., Podolski P., Kania H., Mendala J.: Kinetyka wzrostu powłok zanurzeniowych na wybranych wysokowęglowych stopach żelaza, Problemy Eksploatacji, 2, 2000 (37), s. 193-203
• [20] Liberski P., Gierek A., Kania H., Podolski P.: Cynkowanie wysokowęglowych stopów żelaza, Inżynieria Materiałowa, 2002, nr 5, s. 426-429
• [21] Liberski P., Podolski P., Gierek A., Kania H., Mendala J.: Otrzymywanie powłok cynkowych na żeliwach, Materiały pokonferencyjne z VII Sympozium Cynkowników Polskich, Międzyzdroje, 2000, s. 54-64
• [22] Liberski P., Podolski P., Kania H.: Wpływ składu chemicznego kąpieli cynkowych oraz zjawisk na granicy ciecz-wielofazowy stop żelaza na konstytuowanie się powłok zanurzeniowych, Projekt Badawczy PBU 7 T08C 020 15, 2001
• [23] Lin K. L., Ho J. K., Jong C. S., Lee J. T.: Growth Behaviour and Corrosion Resistance of 5 % Al-Zn Coating, Corrosion 49, 9, 1993, p. 759
• [24] Kania H., Podolski P., Liberski P.: Cynkowanie zanurzeniowe wysokowęglowych stopów żelaza w kąpieli ZnSAl, Inżynieria Materiałowa, nr 6, 2003, s. 509-512
• [25] Liberski P., Kania H., Podolski P.: Powłoki cynkowo-aluminiowe otrzymywane metodą jednostkową w kąpielach o składzie eutektycznym, Inżynieria Materiałowa, nr 6, 2003, s. 524-526
• [26] Podolski P., Liberski P., Kania H.: Odporność korozyjna powłok zanurzeniowych otrzymanych w kąpielach stopowych Zn-5 % Al, Inżynieria Materiałowa, nr 6, 2003, s. 547-550