Alles over metaal

Alles over metaal en ontlakken Alles over metaal en ontlakken Alles over metaal en ontlakken

Productie van metaal

Metalen worden in de natuur zelden in zuivere vorm gevonden. Metalen worden gedolven in de vorm van ertsen, die vervolgens worden omgezet in de zuivere metaalvorm.

Van erts tot ruwijzer

Het maken van ruwijzer omvat drie processen. Het eerste proces is de 'vergassing' van steenkool tot cokes. De steenkool wordt door deze behandeling poreuzer en daarmee geschikt voor gebruik in de hoogovens.

Het tweede proces is het voorbakken van fijn ijzererts tot brokken
en knikkers, die sinter en pellets worden genoemd. Daarna begint
de eigenlijke productie van ruwijzer. Uit cokes, sinter en pellets ontstaat in de hoogovens vloeibaar ruwijzer, dat met een temperatuur van circa 1500 °C uit de hoogoven wordt getapt.

Van ruwijzer tot ruwstaal

IJzer omzetten in staal betekent vooral het verlagen van het koolstofgehalte. Ruwijzer bevat veel koolstof, waardoor het gestolde materiaal bros is en niet is te lassen, smeden of vervormen. In de staalfabriek wordt de koolstof uit het vloeibare ijzer gebrand door er met grote kracht zuurstof op te blazen. De temperatuur loopt daarbij op tot circa 2000 °C. Om de temperatuur niet verder te laten stijgen wordt schroot toegevoegd aan het vloeibare ijzer. Schroot is gebruikt staal, dat via de schroothandel en huisvuilverbrandingsinstallaties opnieuw wordt gebruikt bij de productie van nieuw staal (recycling).

Van ruwstaal tot warmgewalst staal vervormingsstaal

Het staal wordt op twee manieren verder verwerkt. Het grootste deel wordt tot een 22,5 centimeter dikke plak gegoten en vervolgens in de warmbandwalserij bij een temperatuur van circa 1200 °C gewalst tot een dikte tussen de 1,5 en 25 millimeter. Aan het einde van de
productielijn wordt het staal opgerold.
Een kleiner deel van het staal gaat naar de hypermoderne gietwals-installatie. In deze fabriek zijn de processen van gieten en walsen geïntegreerd tot één procesgang. Het vloeibare staal wordt gegoten, gestold, direct gewalst tot circa 1 millimeter dik en vervolgens opgerold.Dit staal wordt ook wel hogesterktestaal genoemd.

Cycloon

Het Cyclone Converter Furnace geldt als één van de veelbelovende technieken om een grote stap te zetten in het optimaliseren van de staalproductie. Het CCF maakt energie-intensieve voorbewerking van kolen (cokesproductie) en erts (het maken van sinteren en pellets) overbodig en is daardoor over het hele proces bekeken efficiënter dan de traditionele hoogoven.

Het CCF werkt op basis van het zogeheten smelt-reductieproces. De oven is opgebouwd uit een smeltcycloon met daaronder in de convertor een ruwijzerbad. In de cycloon worden zuurstof en fijngemalen ijzererts tangentiaal ingeblazen, terwijl van bovenaf gemalen steenkool in het bad wordt ingebracht.Voor menging van het metaalbad wordt vanuit de bodem stikstof ingeblazen. IJzererts en zuurstof reageren in de cycloon met het koolmonoxide dat in de gassen in het ruwijzerbad zit, waardoor het ijzererts deels wordt gereduceerd. De temperatuur loopt daarbij zo hoog op dat het ijzererts smelt. De gesmolten massa slaat tegen de wanden van de cycloon aan, en valt vervolgens in het ruwijzerbad. Bij een temperatuur boven 1600 °C reageert het met de steenkool tot ruwijzer en koolmonoxide.

Metaal en galvaniseren

Galvaniseren is het proces waarbij door middel van elektrolyse een dun laagje metaal wordt neergeslagen op een metalen voorwerp.Voorbeelden van dergelijke processen zijn: vergulden (Au), vertinnen (Sn), vernikkelen (Ni), verzilveren (Ag), verchromen (Cr) en verzinken (Zn). In de praktijk wordt met galvaniseren vaak verzinken bedoeld.Het te galvaniseren object, bijvoorbeeld een sleutel, wordt verbonden met de negatieve pool van een stroombron. De sleutel wordt vervolgens gedoopt in een oplossing van een metaal-ion. In het geval van verzinken wordt een oplossing van zink-ionen gebruikt.

Omdat de sleutel negatief is geladen heeft deze een overschot aan elektronen. Deze kunnen aan het oppervlak van de sleutel reageren met de zink-ionen uit de oplossing. Hierbij ontstaat vast zink dat als een dun laagje zal neerslaan op het oppervlak van de sleutel.

Link naar verzinken op YouTube www.youtube.com

Metaal en verchromen

Chroom is van de neergeslagen metalen de bekendste. Het wordt toegepast in de sanitairmarkt, de automobielbranche, fietsen, motoren, diepdruk, en ga zo maar door. Het wordt veel gebruikt om metaal of kunststof een mooier uiterlijk te geven. Chroom heeft van zichzelf geen hoogglans eigenschappen, de glans is afkomstig van het onderliggende nikkel. Chroom kan wel gepolijst worden. Indien de chroomlaag te dik wordt aangebracht op het glanzende nikkel ontstaat een muisgrijze laag. Om een mooi uiterlijk te krijgen is een chroomlaag van ca. 0,5 μm voldoende. Chroombaden behoren tot de eenvoudigste baden qua samenstelling, ze bestaan grotendeels uit chroomzuur, daarnaast worden toevoegingen van zwavelzuur (katalysator in het proces) toegevoegd. Als secundaire katalysatoren kan men fluorideverbindingen of organische verbindingen toevoegen. Het chroombad haalt het chroom uit het aanwezige chroomzuur, de anodes zijn van lood, deze leveren alleen de benodigde elektronen.

Er bestaat een verschil tussen decoratief en hardchroom, dit behelst in hoofdzaak de laagdikte die wordt afgescheiden. Chemisch gezien zijn beide baden vrijwel identiek. Hardchroomlagen kunnen tot 1 mm worden afgescheiden, in de regel wordt 20-100 μm neergeslagen. Het wordt toegepast vanwege zijn hoge hardheid en slijtageweerstand. Nadeel is echter dat de laag poreus is en dat zodoende vooral chloorionen door de laag het basismateriaal kunnen aantasten. Voor deze toepassingen is het daarom beter om onder de chroomlaag een nikkellaag aan te brengen. De hardheid van het chroom kan variëren van 850-1200 HV afhankelijk van het gekozen proces.

Link verchromen op YouTube www.youtube.com

Roest vast staal RVS

Roest Vast Staal (RVS)

Er bestaan zeer veel soorten RVS, maar de belangrijkste zijn de chroom-nikkelstalen. Dit is een legering van IJzer (Fe), Chroom (Cr) en Nikkel (Ni). Deze legering heeft haar corrosiebestendigheid te danken aan het chroom, dat door zuurstof een oxidelaagje vormt. Bij een RVS met een chroomgehalte hoger dan 12% is corrosie vrijwel uitgesloten. Alleen dit chroomoxide is niet opgewassen tegen zuren, zoals chloor (Cl) in het zeewater. Om het RVS zuurbestendig te maken voegt men nikkel toe. Je zult bedenken dat de eigenschappen van het RVS kunnen variëren door de ijzer, chroom en nikkel gehaltes. Deze gehalten zijn onder te verdelen in hoofdgroepen, namelijk: austenitisch, feritisch, duplex, precipitatiehardend en martentisch roestvast staal.

RVS beitsen en passiveren

Bij het beitsen van RVS wordt het roestvaststaal behandeld met een beitsmiddel, bestaande uit o.a. waterstoffluoride en salpeterzuur. Hierdoor worden alle carbides en ijzerdelen als het ware "opgegeten". Nadat het beitsmiddel haar werk gedaan heeft, wordt het r.v.s. met koud, zuurstofrijk water onder hoge druk (190 bar) gereinigd. Dit is erg belangrijk; de opgeloste laag wordt verwijderd en op dat moment staat het materiaal weer open voor de reactie met zuurstof, waardoor de corrosiebestendige toplaag weer kan "aangroeien". Dit natuurlijke proces neemt doorgaans ca. 48 uur in beslag. Door het materiaal echter te behandelen met alleen salpeterzuur en het vervolgens weer met hogedruk te reinigen, wordt dit al na ca. 30 minuten bereikt. Deze laatste behandeling noemt men "passiveren". Als laatste volgt een spoeling met gedemineraliseerd water < 10 uS/cm. Het roestvast staal is nu weer geschikt voor gebruik en zal in deze conditie niet meer roesten, of beter gezegd niet meer corroderen.

Zandstralen / Gritstralen

Zandstralen wat tegenwoordig gritstralen wordt genoemd is een behandeling waarbij een straalmiddel (grit) vermengd met overdruk tegen een object gespoten wordt. Corrosie en oude laklagen worden door deze bewerking tot diep in de poriën verwijderd. Zo ontstaat een schoon oppervlak, klaar voor verdere bewerking. Zandstralen is toe te passen op metalen en hout.

Link naar zandstralen op YouTube www.youtube.com

Glasparelstralen

Glasparelstralen is een behandeling die kan worden toegepast op vrijwel alle non-ferro materialen zoals: roestvrijstaal, aluminium, koper, ect. Door middel van perslucht vermengd met stukjes glas, wordt het object schoon gestraald. Na het glasparelstralen kunnen objecten nog verder worden verwerkt (aflakken), maar met name voor roestvrijstaal en aluminium is dit de eindbewerking.

Natstralen

natstralen

Bij natstraalinstallaties wordt zuiver, helder water met een druk van meer dan 4.000 bar door een roterend multistraalpistool op het te bewerken werkstuk gestraald. Door het roteren van het straalpistool ontstaat een "maaleffect", zodat zeer harde coatings zonder beschadiging van het werkstuk kunnen worden verwijderd.

Het stralen met water heeft zeer vele voordelen:

1 Geen vervorming omdat er geen "peeningeffect" ontstaat

2 Zeer gering materiaalverlies van het basismateriaal omdat geen straalmiddel wordt gebruikt

3 Milieuvriendelijk. Het proceswater kan in een gesloten kringloop worden gebruikt

4 Achteraf stof- of straalmiddelvrij maken van het werkstuk is niet nodig

5 Geen slijtage door straalmiddelen

6 Aan het water kan een anticorrosiemiddel worden toegevoegd.

Link naar natstralen op YouTube www.youtube.com

Sodastralen

Sodastralen is een nieuwe milieuvriendelijke techniek ter vervanging van zandstralen of gritstralen. Sodastralen biedt het grote voordeel dat het geen schade toebrengt aan het behandelde oppervlak. Voorbeelden hiervan zijn: sommige kunststoffen, aluminium, baksteen, hout, glas, enz… Het geeft in tegenstelling tot zand en grit geen inslag van het straalmiddel. Gestraalde ferrometalen vereisen een onmiddellijke coating om roestvorming te voorkomen. Daarentegen zal sodastralen de snelheid van de roestvorming aanzienlijk verminderen. Dit systeem vereist geen opwarming, dus geen vervorming van de plaat-carrosserie en direct klaar voor de behandeling van het spuiten = geen schuurwerk meer nodig.
Sodastralen is ook een prima methode voor het reinigen van motoren en vette onderdelen, want sodiumbicarbonaat breekt koolwaterstoffen af. Ook kleine oppervlakten en hoeken leveren geen problemen op, want tijdens het stralen worden olie en vet omgezet in een zeepoplossing die je nadien met water perfect kan afspoelen.
Doordat het niet schadelijk is voor de behandelde oppervlakten, is het ook niet nodig om alles te demonteren. Zo kan je bv perfect een volledig kas stralen met ruiten en al in, zonder enige beschadiging aan de ruiten. Daardoor kunnen we ook veel sneller te werk gaan dan bv zandstralen.

Link naar sodastralen op YouTube www.youtube.com

Schooperen

Schooperen

Schooperen (ook wel metaliseren, thermisch spuiten, of verzinken genoemd) is het thermisch aanbrengen (spuiten) van vloeibaar zink, aluminium of een combinatie hiervan op een vooraf blank gestraald metaaloppervlak. Hierbij wordt een zinkdraad door een spuitpistool getransporteerd en met een vlam verhit. Het gloeiende vloeibare metaal wordt met een spuitpistool in een laag aangebracht en zal onmiddellijk stollen in een goed hechtende laag op het te conserveren object.

Link naar schooperen op YouTube www.youtube.com

Thermisch ontlakken

Een geschikt proces voor het ontlakken van metalen welke bestand zijn tegen hogere temperaturen, is ontlakking middels pyrolyse.Een praktisch gebruik van pyrolyse is het schoonmaakprogramma van sommige moderne ovens dat bij tot wel 518°C alle lak verwijdert.Na behandeling in pyrolyse ovens kunnen de behandelde materialen nabehandeld worden door deze met verwarmd water onder hoge druk af te spuiten. Echter zijn de materialen dan nog niet gereed om opnieuw gelakt te worden. Hiervoor kan men de materialen dan nog stralen (bijv. gritstralen, parelstralen of stralen met notenschillen) of beitsen. Indien gebeitst, wordt het koolstofstaal ook nog gedompeld in een olie-emulsie om het product tijdelijk te conserveren tegen roesten.

Pyrolyse Oven

Pyrolyse houdt in feite in dat er zonder open vuur toch een warmte ontstaat van een dusdanig temperatuurbereik, dat alle poedercoaten & verfsoorten worden verbrand.

Link naar thermisch ontlakken op YouTube www.youtube.com

Chemisch ontlakken

Dit proces wordt veelal toegepast bij metalen als aluminium, verzinkt staal en RVS omdat dit op lagere temperaturen (vanaf 80°C) gebeurt waardoor deze metalen niet aangetast worden. Bij dit proces wordt het product in een bad met chemicaliën gedompeld waarna het hier 1 tot 48 uur in blijft zitten, afhankelijk van de gebruikte chemie en de samenstelling van de coating.Anders dan het pyrolyse proces wat voor meerder toepassingen bruikbaar is, hebben deze chemicaliën elk hun eigen reinigings- en ontlakeigenschappen. Ook hier moet koolstofstaal naderhand nog geconserveerd worden met een olie-emulsie tegen het roesten.

Vertinnen

Smeertin is een mengsel van lood en tin. Dit vormt een volledig afsluitend en absoluut roestvrij laagje en is de beste afwerking van lasnaden. Tin krimpt niet en kan ook niet scheuren.

Eerste stap is, zoals meestal in de carrosserie, het te bewerken stuk schoon maken want het vertinnen dient te gebeuren op een blote en schoone plaat ! Zeer belangrijk voor een goede hechting te garanderen.
En daar hebben we dus onze lamellenschijf nodig om het stuk van alle verf en plamuur resten te ontdoen.

Tweede stap is, de vertinpasta smeren met de verfborstel op de te vertinnen plaatdelen. Pasta moet overal aangebracht worden waar eventueel later tin gezet wordt. Anders zal de tin zich niet hechten.

Derde stap is, met de gas brander de plaat en de vertinpasta gelijkmatig verwarmen totdat de pasta begint te drogen en als het ware het vuil uit de plaat begint te zweten. Op dat ogenblik met een vod of een doekje de vertinpasta wegvegen. Let erop dat je gelijkmatig verwarmt en niet te lang op 1 plaats om vervorming van je plaat te voorkomen. Nu zul je zien dat de plaat al mooi blinkt en er een klein laagje tin al aangebracht is.

Vierde stap is, Met de gas brander gaan we de tinstaven en de plaat verwarmen. Op de gewenste plaatsen dan de tin in dotten aanbrengen op de plaat. Let hier ook weer op dat je niet te hard verwarmt en gelijkmatig de plaat en de tin verwarmt.

Vijfde stap is, De aangebrachte dotten tin en de plaat er omheen verwarmen en met de houten spatel uitsmeren en vlak leggen op de gewenste plaatsen. Het leuke hieraan is dat je hiermee niet beperkt bent in tijd (dit in tegenstelling met plamuur die na uitharding onbruikbaar geworden is). Je kan dus blijven verwarmen en uitstrijken totdat het gewenste resultaat bereikt is.

Zesde stap is, Met de carrosserie vijl de tin vijlen totdat alles in de gewenste vorm zit.

Nu kan je nog de rest afwerken met een fijn laagje plamuur voor de eindafwerking.

Link naar vertinnen op YouTube www.youtube.com