Strona główna / Badania naukowe » Projekty badawcze » Projekt celowy nr 6 ZR7 2005 C/06635

Projekt celowy nr 6 ZR7 2005 C/06635

Opracowanie i wdrożenie technologii wytwarzania  drutów, z zastosowaniem metody ciągłego odlewania i walcowania, ze stopu ZnAl15 przeznaczonych do nanoszenia warstw antykorozyjnych techniką natryskiwania cieplnego

2005–2007

Kierownik projektu:
dr hab. inż. Tadeusz Knych, prof. nadzw.
tknych@agh.edu.pl
ZM Silesia


Opis projektu:

Skutki korozji atmosferycznej na powierzchni metalowych wyrobów, obiektów, urządzeń itp. uzasadniają stosowanie m.in. powszechnie stosowanej metody nanoszenia warstw antykorozyjnych cynku i jego stopów, techniką natryskiwania cieplnego.
Technika ta, w przeciwieństwie do klasycznej metody ogniowego, zanurzeniowego czy elektrolitycznego  cynkowania, stosowana jest głównie w procesie nanoszenia warstw antykorozyjnych na elementy wielkogabarytowych konstrukcji w warunkach poligonowych lub w warunkach przemysłowych, w formule powierzonej usługi oraz ma zastosowanie w przypadkach konieczności regenerowania zużytych warstw cynkowych w obiektach, konstrukcjach itp. stacjonarnie eksploatowanych. Istotą tej techniki jest użycie urządzenia o konstrukcji pistoletu, które zamienia dozowany drut najczęściej cynkowy o czystości technicznej na postać ciekłego metalu i rozprowadzania natryskiem na powierzchnię cynkowaną. W przypadku potrzeby wytworzenia powłoki z użyciem stopów cynku np. z aluminium wymagane jest zastosowanie skomplikowanej technologii nakładania stopu tworzącego warstwę, gwarantującej uzyskanie właściwej jakości powłoki.
Celem projektu było opracowanie i wdrożenie technologii wytwarzania oraz uruchomienie produkcji typoszeregu drutów ze stopu ZnAl15 z zastosowaniem metody ciągłego odlewania i walcowania oraz ciągnienia, przeznaczonych do nanoszenia warstw antykorozyjnych techniką natryskiwania cieplnego. Istotą rozwiązania jest wytwarzanie stopu do nanoszenia warstw techniką natryskiwania cieplnego, w postaci jednego drutu o żądanym składzie chemicznym, jednorodnej i powtarzalnej strukturze i w konsekwencji jednorodnych i powtarzalnych, żądanych właściwościach technologicznych powłoki.
Zastosowanie technologii ciągłego odlewania i walcowania, w odniesieniu do stopów cynku, jest rozwiązaniem nowoczesnym, które polega na zorganizowaniu procesu w taki sposób, że operacje topienia, stopowania, odlewania i walcowania realizowane są w sposób ciągły. Dotychczas tego typu druty wykonuje się w oparciu o technologię klasycznego odlewnia wlewków, ich wyciskania i ciągnienia kalibrującego. Cała trudność zastosowania technologii ciągłego odlewania i walcowania tkwi w tym, że stopy te posiadają bardzo szeroki zakres temperatur solidus - likwidus, co prowadzi do dużej mikro- i makro-segragacji składu chemicznego. Ponadto stopy ZnAl charakteryzują się dużą skłonnością do zagazowań i reaktywnością chemiczną w stanie ciekłym, co w znacznym stopniu ogranicza stosowalność wielu typowych w praktyce odlewniczej materiałów. Odkształcalność stopów Zn-Al zależy bardzo mocno od warunków krystalizacji, co ogranicza dopuszczalny zakres parametrów odlewania w porównaniu z odlewaniem innych metali i stopów. Przemiana fazowa w stanie stałym w temperaturze 548K, zachodzi ze zmianą objętości, co wpływa na powstawanie mikronaprężeń i ograniczenie odkształcalności materiału w tych temperaturach. Znamienną cechą odkształconych na zimno stopów ZnAl jest ich nadplastyczność wywołana drobnoziarnistą strukturą, co paradoksalnie utrudnia przetwarzanie tych materiałów w procesach przeróbki plastycznej charakteryzujących się niską składową hydrostatyczną stanu naprężenia.