DE102007042211A1 - Hot metallizing gabions with a liquid zinc-aluminum-alloy, by heat treating the gabions or its part in oven with reduced gas atmosphere containing hydrogen and/or carbon monoxide and immersing the gabions in the liquid zinc-aluminum-alloy - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Heißmetallisieren von Stahlgegenständen, insbesondere Gabionen, mit einer flüssigen Zink-Aluminium-Legierung.The The invention relates to a method for hot metallization of steel objects, in particular gabions, with a liquid zinc-aluminum alloy.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine nach dem anmeldegemäßen Verfahren metallisierte Gabione.About that In addition, the invention relates to a according to the registration Process metallized gabions.
Gabionen werden im Garten- und Landschaftsbau insbesondere zur Befestigung von Böschungen oder zur Herstellung von Mauern verwendet. Sie bestehen im wesentlichen aus einem zu einem Korb gebildeten Drahtgeflecht, das zur Aufnahme von Gesteinsfüllungen verwendet wird.gabions are used in gardening and landscaping in particular for attachment used by embankments or for the production of walls. They consist essentially of a formed into a basket Wire mesh used to hold rock fillings becomes.
Da
die üblicherweise aus Stahldraht bestehenden Gabionen einem
ständigen Korrosionsangriff ausgesetzt sind, wird in dem
Diese Art des Korrosionsschutzes hat sich jedoch als wenig zweckmäßig erwiesen.These Type of corrosion protection, however, has little sense proved.
Beim Befüllen der Gabionen mit häufig scharfkantigen Gesteinsbrocken und auch beim Setzen der befüllten Gabionen in einen Verbund wird nämlich die aus Zink oder Kunststoff bestehende Korrosionsschicht häufig beschädigt, so dass es bei einem Korrosionsangriff auf den Stahl kommt, der zumindest das optische Erscheinungsbild eines Gabionenverbundes durch entstehende Rostfahnen beeinträchtigt.At the Filling the gabions with often sharp-edged ones Rocks and also when placing the filled gabions that is, in a composite that is made of zinc or plastic existing corrosion layer often damaged, so that it comes in case of a corrosion attack on the steel, the at least the visual appearance of a gabion compound affected by emerging rust flags.
Die erwähnten Abplatzungen der Zinkschicht werden durch eine Zwischenschicht aus äußerst spröden Zink-Eisenmischkristallen bewirkt, die sich beim üblichen Vollverzinken zwischen dem Stahluntergrund und der Zinkschicht bilden. Wo diese Zwischenschicht durch Schlag oder Stoß oder Verformung beansprucht wird, platzt sie vom Untergrund ab und führt auf diese Weise zu den erwähnten Schäden.The mentioned flaking of the zinc layer are by a Interlayer of extremely brittle zinc-iron mixed crystals causes, which is the usual full galvanizing between form the steel substrate and the zinc layer. Where this interlayer is claimed by impact or shock or deformation, it blasts from the ground and leads in this way to the mentioned damages.
Beim üblichen Feuerverzinken enthält die verwendete Zinkschmelze darüber hinaus erhebliche Anteile von giftigem Blei, das im Laufe der Zeit mit der Zinkschicht abwittert und zu umweltschädigenden Kontaminationen des Bodens führen kann.With the usual Hot dip galvanizing contains the used zinc melt above In addition, significant levels of toxic lead, over time weathered with the zinc layer and harmful to the environment Contaminations of the soil may result.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Heißmetallisieren von Stahlgegenständen, insbesondere Gabionen zu schaffen, mit dem die beschriebenen Nachteile vermieden werden.Of the The invention is therefore based on the object, a method for hot metallizing of steel objects, especially gabions, with the disadvantages described are avoided.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Heißmetallisieren der Gabionen in einer flüssigen Zink-Aluminium-Legierung gelöst, wobei nacheinander folgende Verfahrensschritte angewendet werden:
- 1. Wärmebehandeln der Gabionen oder ihrer Teile in einem Ofen mit einer reduzierenden Gasatmosphäre, enthaltend Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxyd bei einer Temperatur zwischen 550°C und 800°C.
- 2. Eintauchen der erhitzten Gabionen oder ihrer Teile in eine flüssige Zink-Aluminium-Legierung mittels eines unter der Oberfläche des Legierungsbades mündenden Rüssels, der mit dem Ofen verbunden ist und eine reduzierende Gasatmosphäre, enthaltend Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxyd, aufweist, wobei die Zink-Aluminium-Legierung eine Temperatur zwischen 420°C und 680°C hat.
- 3. Ausziehen der Gabionen oder ihrer Teile aus der flüssigen Zink-Aluminium-Schmelze und Abkühlen an der Luft.
- 1. heat treating the gabions or their parts in a furnace with a reducing gas atmosphere containing hydrogen and / or carbon monoxide at a temperature between 550 ° C and 800 ° C.
- 2. immersing the heated gabions or their parts in a molten zinc-aluminum alloy by means of a nozzle opening below the surface of the alloy bath connected to the furnace and having a reducing gas atmosphere containing hydrogen and / or carbon monoxide; Aluminum alloy has a temperature between 420 ° C and 680 ° C.
- 3. Extract the gabions or their parts from the liquid zinc-aluminum melt and cool in air.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also zum Heißmetallisieren nicht mehr eine Zink-Blei-Schmelze verwendet, sondern eine bleifreie Zink-Aluminium-Legierung, bei der das Auftreten der sonst entstehenden spröden Eisen-Zink-Mischkristalle auf den Stahlgegenständen praktisch vollständig verhindert wird und eine Korrosionsschutzschicht entsteht, die ohne Abplatzungen und Beschädigungen beliebige Verformungen des Grundmaterials zulässt.at The inventive method is therefore for Hot metalizing no longer uses a zinc-lead melt, but a lead-free zinc-aluminum alloy in which the occurrence the otherwise resulting brittle iron-zinc mixed crystals on the steel objects almost completely is prevented and a corrosion protection layer is formed without Chipping and damage any deformation of the base material.
Darüber hinaus weist die erwähnte Korrosionsschutzschicht eine wesentlich verbesserte Korrosionsschutzwirkung auf, da die Aluminiumbestandteile der verwendeten Legierung aufgrund ihrer hohen Sauerstoffaffinität an der Luft äußerst stabile Aluminiumoxyde bildet, die einem normalen Korrosionsangriff weitest gehend widerstehen.About that In addition, the mentioned anti-corrosion layer has a significantly improved corrosion protection effect, since the aluminum components the alloy used because of their high oxygen affinity forms extremely stable aluminum oxides in the air, which resist a normal corrosion attack as far as possible.
Aus dem gleichen Grund ist es jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht möglich, die zu metallisierenden Stahlgegenstände wie beim normalen Verzinken nach einer Flussmittelbehandlung direkt in die Zinkschmelze einzutauchen. Vielmehr muß dies unter Luftabschluß in einer reduzierenden Gasatmosphäre geschehen, wobei zweckmäßigerweise die Gabionen zuvor in einem Ofen mit einer ebenfalls reduzierenden Atmosphäre geglüht wurden, um auf diese Weise etwa anhaftende ölige Verunreinigungen oder Oxyde zu reduzieren und eine metallische Oberfläche zu gewährleisten, die eine einwandfreie Benetzung mit der Zink-Aluminium-Legierung erlaubt.Out however, it is the same with the invention Method not possible, the metal objects to be metallized as in normal galvanizing after a flux treatment directly to dip into the molten zinc. Rather, this must be under Air seal in a reducing gas atmosphere done, where expediently the gabions previously in an oven with a likewise reducing atmosphere were annealed to this way about adhering oily impurities or to reduce oxides and a metallic surface to ensure a proper wetting with the Zinc-aluminum alloy allowed.
Mit der oben beschriebenen Verfahrenstechnik ist es möglich, den Aluminiumgehalt der Zinklegierung zwischen etwa 3 und 65% zu variieren, ohne dass spröde Mischkristalle auf dem Eisenuntergrund oder Metallisierungsfehler auftreten. Besonders zweckmäßig ist jedoch eine eutektische Zink-Aluminium-Legierung, die einen Aluminiumgehalt von 5,1 Gewichtsprozent aufweist. Derartige eutektische Zusammensetzungen von Metallschmelzen erstarren wie ein reiner Stoff bei einer genau definierten Erstarrungstemperatur, ohne ein heterogenes Zustandsgebiet zu durchlaufen, in dem sich die Schmelze im Gleichgewicht mit dem primär Kristall befindet.With the process technique described above, it is possible to vary the aluminum content of the zinc alloy between about 3 and 65% without causing brittle mixed crystals on the iron substrate or metallization defects. Especially however, a eutectic zinc-aluminum alloy which has an aluminum content of 5.1% by weight is expedient. Such eutectic compositions of molten metal solidify like a pure substance at a well-defined solidification temperature without passing through a heterogeneous state domain in which the melt is in equilibrium with the primary crystal.
Derartige eutektische Legierungen sind daher extrem homogen und seigerungsfrei. Dies ist mit ein wesentlicher Grund für die hohe Korrosionsbeständigkeit und gute Verformbarkeit der Metallisierungsschicht.such Eutectic alloys are therefore extremely homogeneous and free of segregation. This is one of the main reasons for the high corrosion resistance and good deformability of the metallization layer.
Da die Zink-Aluminium-Legierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kein Blei enthält, ist die aufgebrachte Schutzschicht praktisch ungiftig und kann ohne Probleme auch in sensiblen Bereichen verwendet werden.There the zinc-aluminum alloy according to the invention Procedure contains no lead, is the applied protective layer practically non-toxic and can be used without problems even in sensitive areas be used.
Eine nochmalige Verbesserung der Haftungseigenschaften auf dem Grundmaterial lasst sich durch eine Eisensättigung der Schmelze erreichen. Da diese Sättigung Temperatur abhängig ist, kann hier kein genauer Wert abgegeben werden.A further improvement of the adhesion properties on the base material can be achieved by iron saturation of the melt. There This saturation temperature is dependent can here no exact value is given.
In der Praxis macht sich eine Eisensättigung der Schmelze dadurch bemerkbar, dass sich ternäre Mischkristalle bilden, die Eisen, Zink und Aluminium enthalten und je nach Zusammensetzung der Legierung auf der Schmelze aufschwimmen oder auf den Boden des Schmelzkessels absinken. Eine derartige Übersättigung kann durch gezielte Zugabe von Zink bzw. Aluminium verhindert werden.In In practice, an iron saturation of the melt noticeable by the formation of ternary mixed crystals, which contain iron, zinc and aluminum and depending on the composition float on the melt or on the bottom of the alloy Melting tank sink. Such supersaturation Can be prevented by targeted addition of zinc or aluminum.
Um eine möglichst geringe Dicke der Metallisierungsschicht zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die aus der Schmelze ausgezogenen Gabionen mit Druckgasen abzublasen. Dadurch wird überschüssige flüssige Schmelze entfernt und der Verbrauch von Metallisierungslegierung verringert.Around the smallest possible thickness of the metallization layer is achieved according to the invention, to blow off the gabions extracted from the melt with compressed gases. This will cause excess liquid melt removed and reduced the consumption of metallization alloy.
Eine erfindungsgemäß bevorzugte Schichtdicke der Metallisierungsschicht liegt zwischen 20 und 60 μ.A According to the invention, preferred layer thickness of the metallization layer is between 20 and 60 μ.
Eine
Anlage zur Durchführung der erfindungsgemäßen
Verfahrens, die in
Der
Ofen
Der
Gasdruck im inneren des Ofens
Im
Inneren des Ofens
Das
Metallisierungsgut wird auf dem oberen Trum
Eine
rasterelektromikroskopische Aufnahme der nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren aufgebrachten Metallisierungsschicht auf eine Gabione, die
schematisch in
Es sei ausdrücklich erwähnt, dass auch die Metallisierung eines Stahlbandes oder Drahtes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter den Schutzbereich der Erfindung fällt.It be explicitly mentioned that also the metallization a steel strip or wire according to the invention Method falls within the scope of the invention.
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