7.2 Zinkbadet - legeringsämnens inverkan

Relevanta dokument
7.4 Avvikelser vid varmförzinkning

Varmförzinkning i nickellegerade bad för och nackdelar

Nordic Galvanizers Vasa Stål och stålrör med kontrollerad Si-halt en förutsättning för effektiv och högklassig varmförzinkning

Övergripande ändringsförtäckning för kapitel L. Texten i AMA och RA har blivit tydligare genom okodad underrubrik

Korrosion hos förzinkat stål i karbonatiserad och kloridhaltig betong

Smältmetallsprickor i varmförzinkat stål - kan det drabba oss??

Bilaga 2. Ackrediteringens omfattning. Kemisk analys /1313

När godset, som skall varmförzinkas, anländer till varmförzinkaren skall godset kontrolleras med avseende på:

1.6 Zinkens korrosion

Analyslaboratoriet, 4380 A OES 0,003 5,5 vikt% Stål Nej Nej ASTM E415, mod OES 0,003 1,5 vikt% Stål Nej Nej ASTM E572, mod/ss-en 10315:2006

Var går egentligen den undre gränsen för Sandelinområdet?

1.5 Beläggningsmetoder med zink

11. Konstruktionens betydelse

Laboratorier AB Sandvik Materials Technology Sandviken Ackrediteringsnummer 1636 Analyslaboratoriet, 4380 A

Så jobbar du med varmförzinkat stål

Blyfritt lod SN100C, framtidens standard?

Varmförzinkning av höghållfasta stål - en utmaning. Mikko Arponen Rautaruukki Oyj Ruukki Production Raahe

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

Let s connect. Let s connect

ämnen omkring oss bildspel ny.notebook October 06, 2014 Ämnen omkring oss

Material föreläsning 7. HT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Framställning av järn

Föreläsning om metallers korrosion Prof. Christofer Leygraf, Materialvetenskap, KTH

Time will tell the difference

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

4.1 Saltsyrabetning. Saltsyrakoncentrationen i luft kan lätt bestämmas med Drägerapparat.

PM i Punktsvetsning. Produktutveckling 3 KPP039 HT09. Lärare: Rolf Lövgren

CANDOR Sweden AB. n

Uppsala Ackrediteringsnummer Sektionen för geokemi och hydrologi A Ekmanhämtare Sötvatten Ja Ja. Sparkmetod Sötvatten Ja Ja

HGU Arbete - Zeoliter

Blyfritt lod SN100C, framtidens standard?

Material och ytbehandling

HANDBOK I VARMFÖRZINKNING

Ämnen runt omkring oss åk 6

Mätprincip Principle of measurement. Provtyp Sample type. ASTM E1621:2013 XRF Koppar/Kopparlegeringar Copper/Copper Alloys

Uppgiften Materiel Brunn nummer Metall eller metallkombination

Mineraler. Begreppen mineraler och spårämnen

REPETITION AV NÅGRA KEMISKA BEGREPP

SANODAL Deep Black MLW

EN ISO 1461:2009. Förändringar och nyheter!

Korrosion Under Isolering (CUI)

Materien. Vad är materia? Atomer. Grundämnen. Molekyler

Transport bokas senast kl dagen innan. För bokning av transport ring:

Lackarebäcks vattenverk Laboratorium A Antimon, Sb EPA Method 200.8, mod ICP-MS 0,1 10 µg/l Dricksvatten Nej Nej

PPU408 HT15. Aluminium. Lars Bark MdH/IDT

Addion. Matt mässing. Krom. Brunoxid. Kort om ytbehandling. ASSA ABLOY, the global leader in door opening solutions.

Transport bokas senast kl dagen innan. För bokning av transport ring:

Behandling av fabriksmålad 1 plat sid 1 av 5

EKA-projektet. Analysmetoder, mätkrav och provhantering av grundvatten

Tillverkarperspektivet

TEKNISK INFORMATION ALUMINIUM ANODAL CS-2N

Varför Ytbehandla? Korrosion kostar

Varmförzinkat stål ett spännande uttrycksmedel

Utvärderingar för processkännedom och utveckling några exempel på hur analyser/provning ger nyttig kunskap. Karin Lindqvist, Swerea IVF

I de fall sänkt utmattningshållfasthet kunnat konstateras, tror man att någon av följande orsaker ligger bakom:

Göran Stenman. Syror och Baser. Göran Stenman, Ursviksskolan 6-9, Ursviken

Provningslaboratorier Kretslopp och vatten Mölndal Ackrediteringsnummer 0045 Lackarebäcks vattenverk Laboratorium A

Ha kunskaper om na gra vanliga tillverkningsmaterial Ka nna till hur man kan sammanfoga olika sorters material

Materialens påverkan på dricksvatten. Olivier Rod

PM F Metaller i vattenmossa

Materien. Vad är materia? Atomer. Grundämnen. Molekyler

Metallundersökning Indalsälven, augusti 2008

KAPITEL 81 ANDRA OÄDLA METALLER; KERMETER; VAROR AV DESSA MATERIAL

Lödning. Lödning innebär att man smälter in en lättsmält metall mellan två andra metaller. ( Man liksom limmar ihop metaller med ett lödmedel.

Stålrör. Precisionsrör Form 220 och 370

Ackrediteringens omfattning Göteborg Stad, Kretslopp och vatten, Laboratoriet

Produktutveckling 3 Handledare: Rolf Lövgren Utfört av: Adnan Silajdzic

Plannja Aluzinc. BSAB N5 April 2006

Tungmetallbestämning i gräskulturer. Landskrona 2010

Bilaga 1. Provtagningsplatsernas lägeskoordinater

Metallbestämning. Gräskultur. Landskrona 2009

Produkten är inte klassificerad som farlig. Profilerna i den form de levereras är inte skadliga för människa eller omgivning.

Svar till Tänk ut-frågor i faktaboken

VARMFÖRZINKNING HÄFLA BRUKS AB

Provningslaboratorier Eskilstuna Strängnäs Energi och Miljö AB Eskilstuna Ackrediteringsnummer Kvalitetskontroll A

Standarder för oorganiska ytbeläggningar

Rapport till Västerhaninge Båtsällskap

KAPITEL 81 ANDRA OÄDLA METALLER; KERMETER; VAROR AV DESSA MATERIAL

Tungmetallbestämning i gräskulturer. Landskrona 2012

Teknisk bestämmelse Varmförzinkning av stål för kraftledningar och ställverk

TENTAMEN Material. Moment: Tentamen (TEN1), 3,5 högskolepoäng, betyg 3, 4 eller 5. Skriv din kod, kurskoden och kursnamn på varje inlämnat blad!


Tungmetallbestämning i gräskulturer. Landskrona 2011

ICP-MS > 0,15 µg/g TS Biologiskt. Bly, Pb SS-EN ISO :2005 ICP-MS > 0,05 µg/l Dricksvatten Nej Nej

Metaller och legeringar

Den elektrokemiska spänningsserien. Niklas Dahrén

Materia Sammanfattning. Materia

Korrosion laboration 1KB201 Grundläggande Materialkemi

Bilaga nr 8. Analys av mätdata i Telge Återvinning AB:s miljörapporter Mätpunkt YV3

Förklaringar till analysresultat för dricksvattenprover

ANODAL CS-3A TEKNISK INFORMATION ALUMINIUM. Kall eftertätning.

KOMMISSIONENS DELEGERADE DIREKTIV (EU).../ av den

ZINK - en metall i kretsloppet

Säkerhetsdatablad (MSDB)

Utsläpp och nedfall av metaller under Vattenfestivalens fyrverkerier

1006 ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Enhet Mätosäkerhet

1006 ISO/IEC Metodbeteckning Analys/Undersökning av Resultat Mätosäkerhet

Korrosivitetsklass C2 enligt ISO

Ackrediteringens omfattning


Transkript:

7.2 Zinkbadet - legeringsämnens inverkan I det följande skall vi försöka sätta oss in i vad som händer och sker när ståldetaljer eller stålkonstruktioner sänks ned i zinkbad, som har tillsatser eller föroreningar av andra metaller. Nedanstående gäller endast lågtemperaturbad 440-460 C. 7.2.1. Järn Järn är begränsat löslig i zink vid 450 grader Celsius och halter över 0,025 % medför att järn och zink bildar hårdzink. Sammansättningen är lika zetafasen men andra legeringselement i badet kan ändra sammansättningen något. I stort betyder det dock att 1 kg järn ger ca 25 kg hårdzink. Det är således ett mycket dyrt sätt att förstöra zink på. Nedan visas lösligheten av järn i smält zink. Vissa forskare anser att ett av järn omättat zinkbad utbildar mindre zetafas medan andra inte alls ser någon verkan av låg järnhalt. Bild. Järnets löslighet i zink vid olika temperaturer. Järnkällor som ger upphov till hårdzink är tappade detaljer, järnrik fluss eller fluss med lågt ph, vilket medför ökad järnkloridbildning på godset om det lagras före doppning i zinkbadet. Vid hårdzinktagning kan det vara en fördel att sänka temperaturen något eftersom då mer hårdzink faller ut. Överskott av järn bildar tillsammans med bl a aluminium och nickel ternära faser, som kan uppträda som flytande hårdzinkpartiklar i zinkbadet och ge godsytan ett oestetiskt utseende. 7.2.2. Bly Bly förekommer i termisk producerad zink eller som tillsats i zinken (Prime Western).

Bly i botten på zinkbadet underlättar hårdzinkupptagningen. Vid 450 C löser sig ca 1,4 % bly i zinkbadet. Blytillsats i zinkbadet ger bättre vätning av stålet och lägre ytspänning. Man har funnit att ökande blyhalt (från = 0,03 till 1,2%) ger en kraftig effekt på avrinningen av zink vid upptagning av godset. Bly medverkar också till att hårdzinken snabbare sjunker till botten dvs man får mindre flytande hårdzink. Bly klassas i många länder som giftigt och man vill på sikt eliminera blyet vid varmförzinkning. I Sverige har vi sedan många år tillbaka ej tillsatt bly till zinkbadet. Vid fosfatering av förzinkat gods säger bl. a Rautaruukki att blyet reducerar färgens vidhäftning. Bly koncentreras till korngränserna, vilket sänker den temperatur, som zinkskiktet på en detalj kan utsättas för. Metallen påverkar också kristallstrukturen i ytan. 7.2.3. Aluminium Aluminium används i zinkbadet av följande orsaker: - Man minskar oxidationshastigheten av zink och därmed zinkförbrukningen - Man ökar glansen i zinkskiktet - Man hämnar järnzinkreaktionen en viss tid - Man reducerar rosstorleken vid bly i zinkbadet. Haltnivåerna måste hållas nere i ett vanligt zinkbad eftersom den fluss vi använder inte kan klara av vilka aluminiumhalter som helst. Max.halten bör vara 0.007 % annars kan det bli problem med svarta fläckar. En ren kraftig fluss klarar betydligt högre aluminiumhalter än en järnförorenad, svag dito. Den våta metoden klarar högre aluminiumhalt än den torra metoden. Skall man klara något högre aluminiumhalter måste en natrium-aluminium-fluorid (kryolit) tillsättas flussen (10 %) Aluminiumhalter mellan 0,1-0,3 % reducerar zetafasbildningen och används huvudsakligen vid tråd- och bandförzinkning. Över 0,2 % aluminium ökar tendensen till tår- och gardinbildning på godsytan beroende på samspelet mellan oxidfilmen och den stelnande metallen. Denna tendens har även setts i vanliga varmförzinkningsbad troligen beroende på lokalt högre aluminiumhalt. Den ternära Fe - Al - Zn -fasen (bildas vid för hög aluminiumhalt) kan innebära flytande hårdzink i zinkbadet. Denna fasbildning är mycket beroende av hur aluminium tillsätts i zinkbadet. 7.2.4. Nickel Nickel tillsätts i zinkbadet för att eliminera zetatillväxten i zinkskiktet hos stål med en kiselhalt mellan 0,03-0,14 % (Sandelinområdet). Det tillsatta nicklet har dålig löslighet i zetafasen och anrikas därför framför växande zetakristaller och bromsar tillväxten. Nickel har en bromsande effekt på zetatillväxten på stål upp till 0,22 % kiselhalt - över den kiselhalten fungerar skiktbildningen som i ett vanligt zinkbad. Nickelhalten i zinkbadet bör ligga mellan 0,04-0,07 %. För högt nickelinnehåll innebär att nickel bildar hårdzink och faller till botten av zinkbadet. Men det kan också bildas en trefasstruktur av Zn -Ni- Fe (> 0,06 % Ni), som bildar hårdzinkpärlor på godset. Normalt innehåller zetafasen < 1 % Ni medan den ternära gamma 2- fasen innehåller 2 till 3 % nickel. Detta betyder större nickelförbrukning vid högre nickelhalter i badet. För hög nickelhalt gör det svårt att nå standardens skikttjockleksvärden.

Nickel kan tillsättas som zink-nickeltackor med varierande halt (0,5 eller 2,0 % nickel) eller direktlegering med en patenterad process från Cominco. Den senare metoden kostar endast hälften av de andra genom bättre utnyttjande av nicklet. Vid tillsats med tackor bör man inte ta hårdzink för snabbt eftersom nicklet behöver tid för att lösa sig. Med nickel i badet minskar zinkupptaget och askbildning medan däremot hårdzinkbildningen ökar. Nickel i zinkbadet ger zinkskiktet en glansigare yta. Figuren ovan visar den kritiska gränsen för flytande hårdzinkpartiklar i nickellegerat zinkbad. Nickelhalten får således inte var över 0,060 % vid 450 graders zinkbadstemperatur. 7.2.5. Koppar Koppar förekommer i zinkbadet som en förorening och påverkar järnzinkfasens tillväxt. En ternär fas kan bildas, som kan modifiera zetafasen, vilket kan innebära att fasens hållfasthet minskar. För hög kopparhalt minskar grytans livslängd genom att accelerera korrosionen av ferriten. Koppar kan tillföras zinkgrytan genom Prime Western-zink eller av det doppade stålet. 7.2.6. Magnesium En halt av 0,03% magnesium påstås ge en förbättrad korrosionshärdighet för zinkskiktet. Dock används inte magnesium ensamt som legeringsmaterial i zinkbad utan tillsammans med t ex aluminium. 7.2.7. Vanadin - Titan Utförda prov visar att ett zinkbad innehållande 0.04 % V + 0.05 % Ti håller tillbaka zetabildningen på stål innehållande upp till 1 % kisel. Deltaskiktet blev mer diffust med ökande kiselhalt över 0,3 %. Zinkskikten blev blanka utan gråa inslag. Vidhäftningen är bra och skikten jämna. Försöken tyder på att zinkupptaget minskar betydligt medan askbildningen ökar kraftigt (50 %) jämfört med vanlig varmförzinkning. Kostnaden verkar stiga med 25 % men detta tjänar man in på mindre zinkåtgång. Enbart titan- eller vanadintillsatser håller också tillbaka zetareaktionen men endast till kiselhalten når ca 0, 25-0,30 %.

Då metoden ligger på provningsstadiet och ännu ej använts kommersiellt föreligger inga föreskrifter om hur man tillsätter legeringselementen. 7.2.8. Vismut Eftersom bly troligen kommer att förbjudas i zinkbad har man provat om vismut kan ersätta blyet. Vismut rapporteras fungera lika bra som bly och vismut - bly fungerar ännu bättre beträffande avrinning vid förzinkning av komplexa konstruktioner. Vid en tillsats av 0,1 0,2 % Bi erhölls en god avrinning från godset (lika bra som med 1 % Pb) och alla andra egenskaper jämfört med vanlig varmförzinkning påverkades ej. Man kunde heller inte påvisa någon ökad attack på grytväggarna. Vismuttillsatsen ger blanka zinkskikt med kristallint mönster. Zinkupptaget och hårdzinkbildning minskade medan askbildning verkar öka. Vismuthalten i hårdzink är 0,5-1,0 av halten i zinkbadet och askan har ungefär samma halt som i zinkbadet. Vismuttillsats (0,15 0,20 %) i högtemperaturbad ger väsentligt bättre vidhäftning Vismut finns liksom bly främst i etafasen (renzinken) varför åtgången inte är proportionell mot innehållet i zinkbadet. Det är viktigt att vismuten fördelas bra i zinkbadet så att hela smältan har samma halt. Vismutlegerade zink-nickelbad. Nickellegerade zinkbad används för att kunna varmförzinka Sandelinstål. Effekten av nickel (0.04 0.07 %) upphör vid en kiselhalt av >0.20 % i stålet. För att också få en bättre avrinning vid varmförzinkning i blyfria bad tillsattes vismut. Nickeltillsats i zinkbadet minskar zinkförbrukningen d v s zinkskiktet ganska radikalt. Minskningen är sådan att man får problem att nå de lägsta föreskrivna standardvärdena enligt EN ISO 1461. Vismuttillsats medförde: Ingen påverkan på skikttjockleken Gråare zinkskikt vid kiselhalter > 0.15 % och ökande nickelhalter (> 0.06%) Avrinningseffekten är störst på mer komplicerade detaljer med hål. 7.2.9. Tenn Vid en halt av 2,5-5,0 % tenn hölls zetatillväxten effektivt nere vid varmförzinkning av reaktiva stål. Effekten är till och med bättre än för nickelinnehållande bad då tenn tillsätts ett sådant bad. Liksom nickel hindrar tenn zetatillväxten. En tennfilm hindrar diffusionen av järn och zink och därmed zetabildningen. Zinkskiktet blir vitare (ej så blankt) och jämnare med rosmönster. Det är också lättare att varmförzinka gjutjärn. Askbildningen minskade liksom zinkkonsumtionen. Hårdzinkbildningen ökade men mycket kom från grytväggarna.

En nackdel är att zinkbad med tenn fräter på grytväggarna, vilket nedsätter grytans livslängd betydligt (3 gånger snabbare korrosion). Detta betyder att keramisk gryta behöver användas (men se upp för läckage genom tennets lägre smältpunkt?). Mer tester behöver utföras för att verifiera metoden.