Uprawniony z patentu: British Steel Corporation, Londyn (Wielka Brytania) Sposób wytwarzania powlekanego podloza z metali zelaznych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania powlekanego podloza z metali zelaznych, majacego dobra zgrzewa Inosc punktowa, o ulepszonych wlasciwosciach zgrzewania, zwlaszcza przez galwanizacje w gora¬ cej kapieli.Sposób ten obejmuje wprowadzenie przedmiotu z metalu zelaznego do plynnej kapieli metalicznego materialu powlekajacego, usuniecie powleczonego przedmiotu z kapieli i nastepnie skierowanie czastek metalicz¬ nego zelaza lub stopu zelaza na powleczone podloze przedmiotu zanim plynny material powlekajacy nie skrzepnie na nim. Termin„metaliczne zelazo" nalezy rozumiec z wylaczeniem zwiazków zelaza.Stwierdzono, ze uzycie czastek metalicznego zelaza lub stopu zelaza poprawia wlasciwosci zgrzewania powierzchni przedmiotu nie pogarszajac odpornosci ha korozje. Stwierdzono na przyklad, ze w pewnym szcze¬ gólnym przypadku stal galwanizowana w goracej kapieli wytworzona sposobem wedlug wynalazku przy uzyciu proszku zelaza metalicznego, miala trwalosc elektrodowa okolo 15 000 zgrzewan, w porównaniu z trwaloscia elektrodowa 1500 zgrzewan w przypadku podobnej stali galwanizowanej w goracej kapieli, wytworzonej trady¬ cyjnym sposobem. Co wiecej, mozna uzyskac nawet wieksza trwalosc elektrodowa, jesli po skrzepnieciu plyn¬ nego materialu powlekajacego nalozy sie na niego zewnetrzna warstwe zelaza metalicznego, które nie bedzie dyfundowac do wnetrza. Co wiecej, tradycyjny proces galwanlzacji w goracej kapieli daje produkt majacy powie- rzchnie „kwiecista", która moze byc widoczna nawet po jej pokryciu. Na przyklad jezeli jako wykonczenie dekoracyjne produktu stalowego cynkowanego (jak na przyklad lodówka, pralka, pólki, pojazdy mechaniczne) nalozona jest wzglednie cienka warstwa emalii piecowej, wystepowanie powierzchni „kwiecistej" jest niepoza¬ dane gdyz jej kontury moga byc widoczne na emalii. Sposób wedlug wynalazku mozna jednakze wykorzystac dla rozwiazania tego problemu.Wedlug wynalazku czastki sa kierowane na powleczona powierzchnie podloza w taki sposób, aby docieraly do tej powierzchni z predkoscia nie wieksza niz 152,4 m/min, gdyz przy wiekszej predkosci czastki moga przebic powloke, pogarszajac wlasciwosci zgrzewania podloza.Ilosc czastek skierowanych na kazde 929 cm2 powierzchni powleczonego podloza powinna byc rzedu 1 do 3g. Co wiecej, po nalozeniu pierwszej porcji czastek, lecz przed skrzepnieciem plynnego materialu powlekajace¬ go, moze byc skierowana na powierzchnie podloza druga porcja czastek, przy czym ta druga porcja jest ilosciowo mniejsza niz pierwsza i skierowana na powleczone podloze w taki sposób, aby dotarla do jego powierzchni2 81 125 z predkoscia wieksza niz porcja pierwsza. Jest to wymagane w przypadkach, gdy podloze jest grube (to znaczy grubsze niz 0,101 mm), aby po nalozeniu tych czastek material powlekajacy nie pozostal roztopiony, gdyz wówczas moga powstac „kwiaty". Przypuszczalnie proszek zelaza metalicznego lub stopu zelaza utworzy zarodki krystalizacyjne, na których skrzepnie cynk lub inny material powlekajacy. Wymienione czastki moga byc czastkami czystego zelaza, stali miekkiej lub stopu opartego na zelazie, na przyklad zawierajacego 80% zelaza i 20% cynku. Najbardziej odpowiednim podlozem jest tasma, która jest przesuwana w sposób ciagly w kapieli.Nadmiar plynnego materialu moze byc zdmuchniety z powrotem do kapieli przez regulowany strumien powietrza. Tasma moze byc ze stali niskostopowej, na przyklad znanej pod nazwa handlowa Corten, która zawiera mala ilosc miedzi i chromu. Najbardziej odpowiednim materialem powlekajacym je$t cynk i w tym przypadku najlepiej, gdy czastki sa kierowane na plynny cynk, gdy jego temperatura jest rzedu 440° do 450°C.Jednakze sposób wedlug wynalazku moze byc równiez zastosowany dla powleczenia tasmy ze stali miekkiej, aluminium lub stopu aluminiowego na przyklad stopu cynk-aluminium, aluminium-magnez lub aluminium-krzem. Rozmiar wymienionych czastek nie ma na ogól wielkiego znaczenia, ale ich uziarnienie nie powinno byc wieksze niz odpowiadajace numerowi sita 200 do analizy ziarnowej.Urzadzenie stosowane do kierowania czastek na tasme pow'eczona powinno byc ruchome, co pozwala uwzglednic grubosc tasmy. Zatem jesli tasma jest umieszczona w ten sposób, ze wychodzi pionowo w góre z kapieli, urzadzenie powinno miec mozliwosc poruszania sie w góre i w dól, aby uwzglednic zmienne polozenie obszaru krzepniecia materialu powlekajacego w stosunku do powierzchni kapieli. Trzeba powiedziec, ze tasma cienka stygnie szybciej niz tasma grubsza i obszar krzepniecia materialu powlekajacego znajduje sie blizej kapieli w przypadku tasmy cienkiej, anizeli w przypadku tasmy grubszej. W konsekwencji im mniejszy jest przekrój tasmy , tym urzadzenie powinno byc umieszczone blizej kapieli.Wynalazek jest przykladowo przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny przekrój galwanizerni ogniowej, gdzie zastosowano sposób wedlug wynalazku, fig. 2— przekrój przez galwanizo¬ wana tasme stalowa wytworzona sposobem wedlug wynalazku.Fig. 1 przedstawia galwanizernie ogniowa, która posiada obszar wejsciowy 10, obszar przygotowania powierzchni 11, obszar powlekania 12 i obszar wydawania 13. W obszarze wejsciowym 10 umieszczona, jest rozwijarka 14, z której jest rozwijana tasma stalowa 15. Tasma 15 jest przesuwana ruchem ciaglym przez obszar przygotowania powierzchni 11, przechodzac kolejno przez urzadzenie 16, w którym tasma 15 jest poddawana olejowemu wypalaniu w temperaturze okolo 400°C a nastepnie przez urzadzenie 17, w którym jest ogrzewana w temperaturze redukujacej okolo 700°C. Nastepnie tasma 15 przechodzi przez walek 20 i potem pionowo w dól, gdzie obejmujac walek 21 wchodzi do kapieli 22, która znajduje sie w obszarze powlekania i zawiera plynny cynk.Tasma 15 po powleczeniu warstwa 23 (fig. 2) plynnego cynku W kapieli 22 jest przesuwana w góre przechodzac miedzy walkami 24, które usuwaja nadmiar plynnego cynku, po czym przechodzi przez urzadzenie podajace proszek 25. Urzadzenie podajace proszek 25 sklada sie z pary aplikatorów dolnych 26 i pary aplikatorów górnych 27, przy czym kazda para aplikatorów sklada sie z dwóch aplikatorów umieszczonych pionowo po obu przeciwnych stronach tasmy 15. Dolne i górne aplikatory 26 i 27 sa odpowiednio wyposazone w kanaly zasilajace 30, 31, przez które moga byc wprowadzane czastki zelaza lub stopu zelaza 32 (patrz fig. 2), których punkt topnienia lezy powyzej 450°C i uziarnienie których nie powinno byc wieksze niz 200 na powloke cynku tasmy 15 przez strumien powietrza (lub innego gazu).Podawane przez dolne aplikatory 26 czastki 32 osiagaja tasme powleczona z predkoscia rzedu 91,4 m/min do 152,4 m/min, przy czym ilosc czastek 32 skierowanych z aplikatorów dolnych 26 na kazde 929 cm3 powierzchni tasmy 15 jest rzedu 1 do 3g. Czastki 32 sa kierowane na warstwe 23 plynnego cynku przed jego pózniejszym skrzepnieciem w taki sposób, aby osadzily sie na lub przy powierzchni 33 warstwy 23 cynku powlekajacego w czasie jego krzepniecia. Jak powiedziano powyzej, zastosowanie czasteczek 32 z dolnych aplikatorów 26 znacznie zwieksza elektrodowy czas eksploatacji produktu, a ponadto z wyjatkiem tasmy stalowej o duzej grubosci, to znaczy o grubosci przekraczajacej 0,101 mm, daje gladka powierzchnie, bez „kwiatów". Jezeli tasma 15 jest jednakze grubsza, wówczas aplikatory górne 27 moga dostarczac druga porcje czastek 32, które osiagaja plynny cynk na tasmie z predkoscia rzedu 305 do 610 m/min, przy czym ilosc drugiej porcji skierowanej na powierzchnie/cynku powlekajacego przed jego skrzepnieciem jest rzedu 0,1 do 0,2 g na 929cm3. Mala predkosc powietrza zdolnych aplikatorów jest niewystarczajaca,-aby ja ochlodzic ponizej temperatury rekrystalizacji cynku w przypadku tasmy grubszej o duzej pojemnosci cieplnej, nie wystarcza zatem dla zupelnego zlikwidowania „kwiatów". Jednakze zastosowanie w tym przypadku malej ilosci czasteczek 32 z górnych aplikatorów 27, które wytwarzaja wieksza predkosc powietrza, zlikwiduje „kwiaty" i wytworzy powierzchnie gladka.Urzadzenie aplikujace proszek 25, jak oznaczono strzalkami, moze poruszac sie w kierunku do i od kapieli 22 wzdluz tasmy 15 w taki sposób, ze moze byc ustawione ponizej obszaru krzepniecia cynku, a najlepiej81 125 3 w rejonie, gdzie jego temperatura jest rzedu 440° do 450°C. Nadmiar proszku jest usuwany z aplikatora proszku 25 za pomoca pompy 35, przy czym nadmiar proszku jest odzyskiwany.Tasma 15 po opuszczeniu aplikatora proszku 25 opasuje górny walek 36 i jest nastepnie nawijana na zwijarke 37 w obszarze wydawania 13, przy czym warstwa cynku 23 krzepnie zanim tasma 15 osiagnie górny walek 36. Po zdjeciu tasmy 15 ze zwijarki 37, mozna polepszyc jeszcze bardziej wlasciwosci zgrzewania tasmy przez nalozenie na nia zewnetrznej warstwy 40 (fig. 2) zelaza metalicznego. Przy czym, jezeli warstwa 23 dyfunduje w kierunku tasmy 15, aby utworzyc warstwe stopu cynku z zelazem 41 na powierzchni wewnetrznej, zelazo z warstwy 40 nie dyfunduje do warstwy 23. Warstwa 40 moze byc nalozona elektrolitycznie, ale najlepiej, gdy zelazo zostanie osadzone zanurzeniowo, gdyz wypelnia szczeline miedzy czastkami 32. Mozna to uzyskac na przyklad przez zanurzenie tasmy przez 5 sek w roztworze chlorku zelaza o temperaturze 40°C, majacego pH 2,2 i zawierajacego 56 g/litr zelaza, a nastepnie oplukanie i wysuszenie. Stwierdzono, ze warstwa 40 zwieksza elektrodowa trwalosc tasmy z 15 000 do 17 000 zgrzewan i ze warstwa 40, mimo, ze jest warstwa metalicznego zelaza, ma doskonala odpornosc na korozje. PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL