PL190116B1

PL190116B1 - Stop cynkowy na blachy, względnie taśmy do celów budowlanych

Info

Publication number: PL190116B1
Application number: PL99348762A
Authority: PL
Inventors: Michael Knepper; Jochen Spriestersbach; Andrea Jahny; Juergen Wisniewski
Original assignee: Grillo Werke Ag
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2005-11-30
Also published as: WO2000029630A1; EP1157140B1; PT1157140E; ATE222298T1; DK1157140T3; PL348762A1; DE59902386D1; ES2182587T3; EP1157140A1

Abstract

Stop cynkowy na blachy, wzglednie tasmy do celów budowlanych, wytwarzane w znanej technologii odlewania i walcowania, zawierajacy wagowo prócz cynku 8% do 15% aluminium oraz tytan, znamienny tym, ze zawiera wagowo od od 0,002% do 0,4% tytanu oraz ewentualnie od 0,0003% do 0,01% boru, oraz ewnetualnie 0,0003% do 0,005% magnezu, jak równiez od 0,003% do 0,01% wegla, od 0,0002% do 0,05% wanadu, od 0,0002% do 0,05% krzemu oraz ewentualnie od 0,0002% do 0,05% niklu, a takze ewentualnie od 0,002% do 0,04% indu oraz ewentualnie od 0,002% do 0,04% wapnia, oraz ewentual- nie od 0,05% do 0,8% manganu, jednakze mniej niz 0,1% miedzi i mniej niz 0,1% zelaza, poza nieuniknionymi zawartosciami zanieczyszczen, w tym olowiu. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest stop cynkowy na blachy, względnie taśmy do celów budowlanych, wytwarzane w znanej technologii odlewania i walcowania, zawierający wagowo prócz cynku 8% do 15%, aluminium oraz tytan.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 1 758 498 oraz z normy niemieckiej DIN 17770 część 1 znane są blachy względnie taśmy stosowane do celów budowlanych ze stopów cynkowych zawierających wagowo cynk w ilości do 99,99% aluminium w ilości od 0,005% do 0,05% oraz dodatkowo tytan i miedź w ilości od 0,05% do 0,2%.

Wytwarzanie takich blach następuje zwykle w linii ciągłej przy zastosowaniu technologii odlewania i walcowania. W przypadku taśm są one dodatkowo krajane na określoną szerokość, a następnie zwijane

Tego rodzaju materiał budowlany ma korzystne właściwości na zmienne wpływy atmosferyczne, bowiem jego powierzchnia początkowo reaguje z tlenem atmosferycznym, wytwarzając tlenek cynku, a następnie - wskutek oddziaływania wody - tworzy się wodorotlenek cynku, który w wyniku reakcji z dwutlenkiem węgla, zawartym w powietrzu, przekształca się w gęstą, dobrze przyczepną i nierozpuszczalną w wodzie warstwę pokryciową węglanu cynku, mającą duzą odporność na korozję.

W przeciwieństwie do powierzchni cynku, wystawionej na działanie czynników atmosferycznych, spodnia powierzchnia blachy względnie taśmy, nie wystawiona na to działanie, lecz poddana działaniu wilgoci i wody kondensacyjnej powstającej w wyniku słabej wentylacji, jest narażona na intensywną i głęboką korozję wżerową, rozprzestrzeniającą się na tej spodniej powierzchni blachy.

Celem przeciwdziałania takim zjawiskom należy - zgodnie z postanowieniami i przepisami prawa budowlanego - dbać o dostateczną wentylację, a przynajmniej o odprowadzanie wilgotnego powietrza z przestrzeni pod blachą cynkową.

Zwiększone wymagania ochrony środowiska, dotyczące odporności tego rodzaju materiałów na korozję atmosferyczną, stawiają przemysłowi hutniczemu cynku, żądania tworzenia nowych materiałów, o własnościach mechanicznych porównywalnych ze znanymi materiałami, jednakże o znacznie lepszych właściwościach antykorozyjnych. Stosowane dotychczas do celów budowlanych standardowe blachy względnie taśmy zmniejszają swą grubość, wskutek oddziaływań atmosferycznych, rocznie średnio od 4 pm do 5 pm.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 19 545 487 znany jest ulepszony materiał tego rodzaju na bazie cynku, zawierający miedź w ilości 0,02% do 0,075% wagowo oraz

190 116 mangan w ilości od 0,075% do 0,75% wagowo. Próby eksploatacyjne tego materiału wykazały jednak, że wymagania stawiane przez normy budowlane nie zostały w wystarczającym stopniu spełnione.

Z normy niemieckiej nr DIN-DD-4822 znane są stopy cynkowo-aluminiowe o zawartości aluminium wynoszącej wagowo od 1% do 63% wagowo oraz zawartości cynku od 99% do 37%, które dzięki specjalnej obróbce cieplnej nadają się do zastosowania dla przedmiotów 0 dużej plastyczności. Ma to istotne znaczenie dla ciągnięcia drutów oraz dla walcowania, wyciskania, kucia, głębokiego ciągnienia i zaginania blach wykonanych z tego materiału. Brak jest jednak danych dotyczących odporności tych stopów na korozję, a wskutek tego możliwości ich zastosowania w postaci blach i taśm w budownictwie.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 3 007 850 znane jest zastosowanie stopu cynkowego w postaci proszku do mechanicznego pokrywania powierzchni przez platerowanie, zapewniającego podwyższoną odporność na korozję oraz doskonalą przyczepność tego pokrycia do podkładu. Jednakże dotyczy to zastosowań tego stopu innych niż do celów budowlanych.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 914 785 znany jest stop cynku, aluminium i innych składników o zawartości miedzi oraz ewentualnie manganu, wynoszącej około 1% wagowo. Stop ten jest stosowany w łożyskach, jak również i w zgniatarkach. Jednakże i w tym przypadku chodzi o zupełnie inne zastosowania stopu niż do produkcji blach i taśm do celów budowlanych.

Celem wynalazku jest opracowanie składu takiego stopu cynkowego, przeznaczonego do wytwarzania blach względnie taśm dla celów budowlanych, który spełni podwyższone wymagania dotyczące ich odporności na korozję.

Cel ten realizuje stop cynkowy do wytwarzania blach względnie taśm do celów budowlanych, w znanej technologii odlewania i walcowania, przy czym stop zawierający aluminium w ilości od 8% do 15% wagowo oraz tytan, charakteryzuje się tym, że zawiera wagowo od 0,002% do 0,4% tytanu oraz ewentualnie od 0,0003% do 0,01% boru, oraz ewentualnie 0,0003% do 0,005% magnezu, jak również od 0,003% do 0,01% węgla, od 0,0002% do 0,05% wanadu, od 0,0002% do 0,05% krzemu oraz ewentualnie od 0,0002% do 0,05% niklu, a także ewentualnie 0,002% do 0,04% indu oraz ewentualnie od 0,002% do 0,04% wapnia, oraz ewentualnie od 0,05% do 0,8% manganu, jednakże mniej niż 0,1% miedzi i mniej niz 0,1% żelaza, poza nieuniknionymi zawartościami zanieczyszczeń, w tym ołowiu.

W celu zbadania właściwości blach i taśm wytworzonych ze stopu cynkowego według wynalazku i przeznaczonych do celów budowlanych, zostały wykonane próby korozyjnego oddziaływania na nie, a mianowicie siedmio- i czternastodniowe próby z rozpylaniem soli, zgodnie z normą DIN 500 21 oraz dwudziestodwucyklowe próby oddziaływania wody kondensacyjnej zawierającej SO₂, zgodnie z normą DIN 500 18 KFW. Po przeprowadzeniu prób zostały dokonane badania porównawcze polegające na pomiarach zmiany masy i stanu skorodowanych powierzchni blach i taśm.

W wyniku tych badań ustalono, że zarówno w próbie rozpylania soli, jak i w próbie wody kondensacyjnej zawierającej SO₂, blachy i taśmy wytworzone ze stopu cynku według wynalazku wykazywały znacznie lepszą odporność na korozję w porównaniu do blach i taśm ze stosowanych dotychczas stopów cynkowych, co wyrażało się od dziesięcio- do dziewięćdziecięcioprocentowym zmniejszeniem rocznego ubytku grubości materiału.

Szczególne znaczenie ma fakt, że w przypadku zastosowania stopu według wynalazku znacznie zmniejsza się niebezpieczeństwo głębokiej korozji, wynikające z błędów sztuki budowlanej oraz z niewłaściwego zastosowania materiałów Dzięki temu uzyskuje się również znacznie zmniejszone zanieczyszczenie środowiska metalami wypłukanymi przez wodę deszczową. Okazało się również, że dodatkowe składniki stopu, a mianowicie: ind, wapń, tytan i mangan dodawane w ilości niewielkich ułamków procenta wpływają nie tylko na polepszenie właściwości mechanicznych blach i taśm, ale równocześnie istotnie poprawiają odporność tych materiałów na korozję.

Zanieczyszczenie stopu zawartością ponad 0,1% zelaza powoduje, co prawda, pogorszenie jego właściwości mechanicznych, jednakże równocześnie polepsza jego odporność na korozję międzykrystaliczną. Takie zanieczyszczenia mogą się znajdować w stopie tylko

190 116 w nieznacznych ilościach (poniżej 0,1%), lecz w warunkach produkcji hutniczej są nie do uniknięcia.

Zawartość indu, wapnia, tytanu i manganu mogłaby być zasadniczo podwyższona, jednakże powoduje to niepotrzebne podrożenie materiału bez znaczącego poprawienia jego właściwości i odporności na korozję.

Blachy i taśmy ze stopu cynkowego według wynalazku w przeznaczeniu do celów budowlanych mogą być wytwarzane za pomocą znanej technologii odlewania i walcowania oraz ewentualnie cięcia i zwijania. Jakość cynku stosowanego do wytwarzania stopu na blachy i taśmy do celów budowlanych według wynalazku odpowiadają warunkom normy europejskiej EN 1179, przy czym zalecany jest gatunek Z1, ponieważ zawiera stosunkowo mało ołowiu, żelaza i miedzi.

Jakość aluminium jako składnika stopu cynkowego na blachy i taśmy do celów budowlanych według wynalazku powinna odpowiadać normie europejskiej EN 576.

Przykład

Sporządzono dwa stopy cynkowe o następujących składach wagowych:

1) 15% aluminium, 0,015% indu, 0,01% tytanu, 0,0005% węgla, 0,0005% wanadu, 0,0005% krzemu, 0,0003% niklu, 0,0014% miedzi, 0,0143% żelaza i resztę cynku,

2) 10% aluminium, 0,015% indu, 0,01% tytanu, 0,0005% węgla, 0,0005% wanadu, 0,0005% krzemu, 0,0003% niklu, 0,0012% miedzi, 0,0062% żelaza i resztę cynku.

Stopy odlano w postaci długich prętów o przekroju prostokątnym, a następnie przewalcowano je do postaci taśm.

Do celów porównawczych wytworzono również przez walcowanie taśmy ze znanego stopu cynku stosowanego w budownictwie, zawierającego 0,013% aluminium, 0,08% tytanu i 0,012% miedzi (stop TAC).

Wykonano również w celach porównawczych taśmy walcowane ze stopu cynkowego według niemieckiego patentu 19 545 487, zawierającego 0,037% miedzi, 0,035% manganu oraz 0,081% tytanu (stop TAM).

Taśmy wykonane z powyższych czterech stopów poddano następującym dwóm próbom:

1) Próbie rozpryskiwanego rogtworu wodnego soli, zgodnie z no rm ą niem iecką DIN 50021-SS

Stop	Czas badanie 168 godzin	336 godzin
stop 1	18 g/m2	57 g/m2
stop 2	18 g/m2	90 g/m2
stop TAC	107 g/m2	119 g/m2
stop Tam	99 g/m2	175 g/m2

W kolumnie pierwszej podano ubytek materiału taśmy w g/m o czasie badania 168 godzin, zaś w kolumnie drugiej ubytek g/m² po upływie czasu badania 336 godzin.

2) Badanie nadmuehiwanym dwutlε^ειη 8Ϊιι& SCO, zgodnie o nonną r0omireką DIN 50018 KFW po dwudziestodwucyklowam badaniu pozy użyciu 0,2 litra SO2.

Stop	22 cykle g/m2
Stop 1	13
Stop 2	16
Stop TAC	48
Stop TAM	67

190 116

Wyniki badań:

Walcowność stopu zawierającego 10% Al jest lepsza niż walcowność stopu zawierającego 15% Al.

Stop 1 wykazuje największą ze wszystkich czterech przebadanych stopów odporność na korozję roztworem soli (4-5-krotnie mniejszą od korozji stopów TAC i TAM).

Również odporność stopów 1 i 2 na korozję w wyniku działania dwutlenku siarki jest 4-5-krotnie wyższa w stosunku do stopów TAC i TAM.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Stop cynkowy na blachy, względnie taśmy do celów budowlanych, wytwarzane w znanej technologii odlewania i walcowania, zawierający wagowo prócz cynku 8% do 15% aluminium oraz tytan, znamienny tym, że zawiera wagowo od od 0,002% do 0,4% tytanu oraz ewentualnie od 0,0003% do 0,01% boru, oraz ewnetualnie 0,0003% do 0,005% magnezu, jak również od 0,003% do 0,01% węgla, od 0,0002% do 0,05% wanadu, od 0,0002% do 0,05% krzemu oraz ewentualnie od 0,0002% do 0,05% niklu, a także ewentualnie od 0,002% do 0,04% indu oraz ewentualnie od 0,002% do 0,04% wapnia, oraz ewentualnie od 0,05% do 0,8% manganu, jednakże mniej niż 0,1% miedzi i mniej niz 0,1% żelaza, poza nieuniknionymi zawartościami zanieczyszczeń, w tym ołowiu.