Thermisch verzinken
Thermisch vertinnen
Thermisch verloden en verlood-tinnen
Thermisch alumineren
Onder thermische deklagen verstaan wij deklagen die men verkrijgt door onderdompeling van het te bedekken materiaal in een gesmolten metaal.
De bekendste processen uit deze groep zijn thermisch verzinken en thermisch vertinnen.
Er zijn ook andere processen die door warmte tot stand komen. Dit zijn metaalspuiten of vlamspuiten, emailleren en diffusielagen.
Thermisch verzinken, het dompelen in gesmolten zink, is een bewerking die vrijwel uitsluitend op staal wordt toegepast. Een enkele maal wordt gietijzer thermisch verzinkt.
Zink heeft een smeltpunt van 419,5 °C en het onderdompelen in gesmolten zink vindt meestal plaats bij temperaturen tussen 445 en 465 °C.
Andere namen, die voor deze bewerking wel worden gebruikt, zijn galvaniseren, vuurverzinken, dompelbadverzinken of volbadverzinken, maar de enige genormaliseerde naam, die men bij voorkeur moet gebruiken om verwarring te voorkomen, is thermisch verzinken.
Bij thermisch verzinken krijgt men een gesloten zinklaag met een minimum laagdikte van circa 70 micrometer, maar de laag kan veel dikker zijn.
Deze laagdikte is groot ten opzichte van bijvoorbeeld elektrolytisch aangebracht zink. Dit is erg belangrijk, want zink beschermt staal door zijn opofferende werking. Als er veel zink aanwezig is, kan deze opofferende werking lange tijd duren en men verkrijgt dan een langdurige bescherming. De levensduur van een thermische zinklaag hangt sterk af van de omgeving. In een industrie-atmosfeer is de levensduur soms maar 2 of 3 jaar, maar in een landelijke omgeving kan deze 50 jaar en meer bedragen.
Naast dit voordeel staat ook een nadeel. Door de hoge temperatuur van het zinkbad kunnen voorwerpen, die daarvoor gevoelig zijn, gaan trekken. Deze vormveranderingen zijn soms erg storend.
Met de constructie moet men daarom rekening houden met het feit dat thermisch verzinken zal worden uitgevoerd.
16.1.1 Voorbehandelingen
Alleen stalen werkstukken, die geheel schoon zijn, kunnen worden verzinkt. Zij mogen geen vuil, vet, roest, hamerslag, gloeihuid of walshuid bevatten.
Voor het verwijderen van vet en vuil gebruikt men reinigingsmethoden; bij thermische verzinkerijen is dat meestal 'aflogen' in een sterk alkalisch bad.
Voor het verwijderen van roest wordt gebeitst, in Nederland hoofdzakelijk in zoutzuur. In andere landen beitst men ook wel eens in zwavelzuur en voor gietwerk worden ook mengsels gebruikt met fluorwaterstofzuur erin om resten vormzand te verwijderen.
Als voorbehandeling kan ook stralen worden gebruikt, maar dit komt maar weinig voor.
Nadat het oppervlak goed is gereinigd wordt direct daarna een vloeimiddel aangebracht, dat dient om een goede hechting van het zink op het staal mogelijk te maken.
Niet alleen bij verzinken, maar ook bij andere thermische processen, zoals solderen, gebruikt men vloeimiddel. Soldeerwater is daarvan een voorbeeld. De werkingen die het vloeimiddel uitoefent zijn:
| - | resten oxide (roest) op het ijzer worden bij de verzinktemperatuur opgelost en het ijzer wordt geheel schoon |
| - | oxidelagen op zink, die een slechte hechting zouden geven, worden eveneens opgelost en nieuwe vorming ervan wordt voorkomen |
| - | het bevochtigen van het staal, het uitvloeien van het gesmolten zink, wordt verbeterd doordat de oppervlaktespanning van het zink wordt verlaagd. |
Op de pagina Keuze oppervlaktebehandelingen staat een overzicht van diverse thermische toepassingen.
16.1.2 Verzinkprocessen
Bij het stukverzinken kent men nat en droog verzinken, dat zijn verzinkprocessen die alleen maar verschillen in de manier, waarop de flux (het vloeimiddel) wordt gebruikt.
Bij droog verzinken worden de voorwerpen in een oplossing van vloeimiddel gedompeld of ermee bespoten, daarna gedroogd en in gedroogde toestand in het zinkbad gebracht. Voor grote voorwerpen wordt ook wel strooiflux gebruikt.
Bij nat verzinken bestaat het zinkbad uit twee gedeelten, die van elkaar gescheiden zijn door een verticaal schot, dat door het oppervlak van de gesmolten zink steekt, maar niet tot de bodem reikt. Op het ene deel van het zinkbad drijft een laag gesmolten flux, het andere deel wordt zo schoon mogelijk gehouden.
De voorwerpen worden door het gesmolten vloeimiddel in het zink gedompeld. Ze gaan dan onder het schot door en worden door het schone zinkoppervlak naar boven gehaald.
Het resultaat van droog verzinken en nat verzinken is gelijk.
Nat verzinken wordt hoofdzakelijk toegepast op kleinere voorwerpen.
Continu verzinken wordt in speciaal daarvoor ingerichte fabrieken uitgevoerd, voornamelijk op plaatmateriaal en draad, maar ook op buis. Continu thermisch verzinkte staalplaat noemt men Sendzimir plaat.
De voorbehandelingsreeks is vaak anders dan bij stukverzinken.
In de VOM-cursussen wordt ingegaan op de opbouw en technische eigenschappen van de zinklaag.
Thermisch vertinnen werd vroeger op grote schaal gebruikt voor het vervaardigen van blik, dat is thermisch vertinde, dunne staalplaat.
Blik wordt momenteel echter vrijwel uitsluitend langs elektrolytische weg vervaardigd. Men verkrijgt daarbij een dunnere (goedkopere) tinlaag. Thermisch vertinnen van staal wordt toegepast voor een verscheidenheid van voorwerpen, vooral die, welke met levensmiddelen in aanraking komen. Toch neemt ook hiervan het toepassingsgebied af. Na de vertinde stalen melkbussen kwamen de aluminium melkbussen en thans worden algemeen gekoelde roestvast stalen melktanks gebruikt.
Belangrijk is het vertinnen van koperen voorwerpen, zoals draad, buis, kookgerei en vooral warmtewisselaars voor air conditioning apparatuur. De lamellenblokken, die daarin voorkomen, worden vaak samengesteld uit koperen buis, waarop koperen lamellen worden geschoven. Door thermisch vertinnen krijgt men niet alleen een goede corrosieweerstand, maar bovendien wordt een volledige verbinding tussen de lamellen en de buis verkregen, waardoor een goede warmte-overdracht ontstaat.
16.3 Thermisch verloden en verlood-tinnen
Het thermisch verloden van staal, door dit onder te dompelen in gesmolten lood, is technisch niet mogelijk. Lood en staal vormen namelijk geen legering, zodat het lood niet in staat is het staal te bevochtigen.
Door het toepassen van enige kunstgrepen is het wel mogelijk een lood-tinlegeringslaag met een zeer laag tingehalte (1 à 2 % tin) aan te brengen. Vaak laat men het staal eerst aanroesten, daarna wordt het schoongebeitst en op dit ruwe oppervlak wordt verlood.
In de chemische industrie heeft men vaak apparaten nodig, die bedekt zijn met een chemisch zuivere loodlaag. Men verkrijgt deze door het proces van loodbranden, dat is het oplassen van zuiver lood met behulp van een vlam. Het staal wordt na goede reiniging eerst vertind en vervolgens wordt lood in millimeters dikte opgelast. Meestal gebeurt dit in twee procesgangen, omdat de eerste loodlaag nog tinverontreinigingen bevat.
Het dompelen van staal in gesmolten aluminium is een proces dat in Nederland niet wordt toegepast. Er is wel geïmporteerde staalplaat in de handel, die met een thermische aluminiumlaag is bedekt.
Thermische aluminiumlagen geven aan staal een goede weerstand tegen oxidatie bij hoge temperaturen en tegen de invloed van verbrandingsgassen. Toepassingen van dit materiaal vindt men daarom in rookgaskanalen, bij uitlaatsystemen voor auto's, ovenonderdelen enzovoort.
Op de BMT website vindt u veel technische informatie, zoals 3D tekeningen met maten, materiaaleigenschappen en prijzen voor calculatie. Op aanvraag kunnen wij ook .dwg en BIM/Revit bestanden naar u opsturen.
U kunt alle informatie bekijken nadat u bent ingelogd.Heeft u nog geen account, meld u zich dan aan als lid.