|

HORITO Nabewerkingsmethoden van metaalconstructies

Nabewerkingsmethoden van metaalconstructies.

Inhoud

1. Inleiding en doelstellingen pagina 2

2. Nat lakken pagina 3

3. Poederlakken pagina 4

4. Thermisch verzinken pagina 6

5. Galvaniseren pagina 10

6. Metalliseren pagina 11

7. Stralen pagina 12

8. De geschikte bewerkingsvolgorde kiezen pagina 13

9. Beitsen en passiveren pagina 14

10. Bronvermelding pagina 15

Tim Fack – Lassen-constructie 1

Nabewerkingsmethoden van metaalconstructies.

1. Inleiding en doelstellingen.

Waarom metaal nabewerken.

We gaan metalen eindproducten in de praktijk nabewerken zodat ze beschermd zijn tegen corrosie.

Of om het product een fraaier uiterlijk te geven desgewenst in een bepaalde kleur.

Doelstellingen van de cursus

De belangrijkste nabewerkingsmethoden worden in deze cursus kort weergegeven, het is belangrijk dat wij als metaalarbeider weten welke nabewerkingsmethodes er bestaan. De nabewerking is meestal een echte specialiteit op zich die de nodige kennis en vaardigheden vereist.

Producenten van afwerkingsmiddelen kunnen je nuttige informatie bieden bij de keuze van het te gebruiken nabewerkingsproces of de te gebruiken producten.

Tim Fack – Lassen-constructie 2

2. Nat lakken

Natlakken is een schildertechniek waarbij men met een spuitpistool verf of lak onder druk op een oppervlak spuit.

Deze applicatietechniek is geschikt voor het aanbrengen van verf op diverse ondergronden. Het doel van natlakken is het verfraaien en/of beschermen van het metaal.

Nat lakken zijn water- of oplosmiddel gedragen en moeten na aanbrengen worden uitgehard. Dit kan met of zonder verwarming in de spuitcabine.

Voordelen van het nat lakken :

- Deze methode kan op vrijwel alle materialen worden toegepast. - Sneller dan met een kwast of roller te schilderen- Fraai uiterlijk en speciale effecten mogelijk.

Figuur 1: Een "pistoolschilder" in actie vlammen op een benzinetank van een bromfiets

Nadeel van het nat lakken :

Een belangrijk nadeel van het nat lakken is de grote overspray, de lak die met de luchtstroom mee gaat en niet op het voorwerp neerslaat. Veelal is dit 40 tot 50 % van de toegepaste lak.

Tim Fack – Lassen-constructie 3

3. Poederlakken

Poederlakken of poeder coaten is een elektrostatisch proces waarbij met perslucht, negatief geladen poeder op een positief geladen werkstuk verstoven wordt. Hierdoor blijft het poeder tijdelijk aan het werkstuk plakken waarna het in een oven uitgemoffeld wordt. (220 °C)

Uitmoffelen = het onder temperatuur uitharden in de oven.

Bij het poederlakken maken we geen gebruik van verf maar van poeders. Elk met hun specifieke eigenschappen. De twee voornaamste zijn epoxypoeders en polyesterpoeders.

Epoxypoeders worden gebruikt voor binnentoepassingen zoals meubilair en verlichtingsonderdelen, maar ook als primer om betere oppervlakte-eigenschappen te bekomen.

Polyesterpoeders hebben de eigenschap om zeer Uv-bestendig te zijn. Denk maar aan raamkozijnen.

Figuur 2: Schematische weergave van het poederlakken

Tim Fack – Lassen-constructie 4

Voordelen van het poederlakken :

- Poederlakken heeft als grootste voordeel dat het zeer slijtvast is en ook een zeer goede impactweerstand biedt.

- Tijdens het proces komen ook geen solventen vrij zoals bij verven. Wat ten goede komt voor ons milieu. Er wordt hier gebruikt gemaakt van epoxypoeders en polyesterpoeders.

- Door het elektrostatisch proces hebben we minder productverbruik.

Nadelen van het poederlakken :

- Bij poederlakken moet het te lakken onderdeel geleidend zijn.

- De onderdelen moeten bestand zijn tegen hoge temperaturen.

- Geen speciale effecten mogelijk zoals bij het nat lakken.

Tim Fack – Lassen-constructie 5

Figuur 3: Poederlakpistool

4. Thermisch verzinken

Bij thermisch verzinken wordt onbehandeld staal ondergedompeld in een bad met gesmolten zink. (460°Celcius )

Het proces verloopt in verschillende stappen :

1. Ontvetten: De meeste constructies worden door de fabrikant uit met vet ingespoten, zodat ze tijdens het transport en overslag niet te veel roesten. Dit vet dient in deze eerste fase verwijderd te worden.

2. Beitsen: Dit heeft twee functies, om te beginnen het verwijderen van roest, daarnaast het verwijderen van de walshuid, zodat er een mooi zuiver oppervlak tevoorschijn komt.

3. Spoelen: Hier wordt ervoor gezorgd dat het zuur dat vooral in holle constructies nog aanwezig is, geneutraliseerd wordt.

4. Fluxen: Dit bad wordt ook wel het dubbelzouten bad genoemd (zink- en ammoniumchloride). Dit bad zorgt voor de metallurgie: de hechting tussen het reeds gezuiverde staal en het zinkbad.

5. Drogen:De stukken worden gedroogd met warme lucht om zinkspatten te voorkomen.

6. Verzinken : Het werkstuk wordt volledig ondergedompeld in het zinkbad (450°).

Figuur 4: Het typische thermisch verzinkte uiterlijk

Tim Fack – Lassen-constructie 6

Constructievoorschriften bij het thermisch verzinken.

Bij het verzinken is het uitermate belangrijk dat vloeibaar zink en voorbehandelingsvloeistoffen vrij door de holle delen van het object in en uit kunnen stromen en de lucht kan ontsnappen. Daarom dienen in het te verzinken object op de juiste plaatsen gaten geboord te worden of openingen te worden voorzien.

Gaten voor de veiligheid

De temperatuur van een zinkbad bedraagt 450 °C. Hierdoor warmt ingesloten lucht snel op en zal ingesloten vloeistof gaan koken waarbij waterdamp ontstaat. Als de ingesloten opgewarmde lucht of waterdamp niet snel genoeg weg kan, ontstaat er een drukvat waarin de druk snel en erg hoog oploopt. Het object kan dan scheuren of zelfs exploderen waardoor vloeibaar zink weggeslingerd zal worden met alle risico’s van dien voor de medewerkers van de verzinkerij.

Gaten voor de kwaliteit

Om de kwaliteit van verzinken te kunnen waarborgen, dient een object aan enkele voorwaarden te voldoen: er dienen voldoende gaten in het object te zijn aangebracht zodat luchtinsluiting wordt voorkomen en het zink goed kan doorstromen. Op plaatsen waar lucht is ingesloten kan de voorbehandeling haar werk niet doen waardoor het object op die plaatsen niet verzinkt wordt.

Wanneer het overtollige zink niet snel weg kan lopen ontstaat er zinkophoping. In beide gevallen gaat dit ten koste van de kwaliteit van het verzinken.

Gaten voor het ophangenOm een object te kunnen verzinken, wordt het opgehangen aan een traverse. Het aanslaan met draad of haken levert bijna altijd een ‘litteken’ op. Daarom is het beter om aan de boven- en onderkant van het object gaten te boren waarmee het opgehangen kan worden en zo het hele proces van voorbehandeling en verzinken kan doorlopen.

Tim Fack – Lassen-constructie 7

Boorgatenmatrix

In dit schema is aangegeven wat het gewenste aantal gaten met bijbehorende diameter is die in een kokerprofiel van bepaalde afmetingen moeten voorkomen om het kokerprofiel goed te kunnen verzinken.

Bijvoorbeeld:

Een buis of kokerprofiel met een afmeting kleiner dan (<) 30 mm dient minimaal één gat met een diameter van 12 mm te hebben. Bij 2 of meer gaten dienen de gaten een diameter van minimaal 10 mm te hebben.

Een buis of vierkant profiel met een afmeting kleiner dan (<) 50 mm dient één gat van 16 mm, óf twee gaten van minimaal 12 mm óf 3 gaten van minimaal 10 mm te hebben.

Tim Fack – Lassen-constructie 8

Voordelen van het thermisch verzinken :

- Zeer goede en duurzame bescherming tegen corrosie.

- Men kan een dikke bescherming laag bekomen.

- Hoge slijtweerstand.

- Binnen en buitenzijde beschermd (gaten boren!!!)

Nadelen van het thermisch verzinken :

- Vervorming van het materiaal door de hoge warmte.

- Laagdikte moeilijk instelbaar.

- Extra nabehandeling. (schroefdraad, gaten, lopers en hoeken slippen dicht)

- Extra gaten boren bij gesloten ruimtes voor explosiegevaar.

Tim Fack – Lassen-constructie 9

5. 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.

Voorbeeld :

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.

In de praktijk worden de termen galvanisatie en thermisch verzinken vaak door elkaar gebruikt!Bij het thermisch verzinken maken we geen gebruik van een stroom maar enkel van een warm bad.In feite zijn het twee verschillende processen.

Tim Fack – Lassen-constructie 10

6. Metalliseren

Metalliseren is het aanbrengen van een zink laag op staal. Deze zinklaag biedt vervolgens een betrouwbare bescherming tegen roest. Het zink wordt met behulp van een vlamspuit aangebracht op het oppervlak.

Het zink wordt als draad van een spoel afgerold en door een opening van het vlamspuitpistool geschoven. Vervolgens wordt het in een vlam gesmolten en door middel van een krachtige luchtstroom op het materiaal gespoten. Het resultaat is een duurzame corrosiewerende laag en dus zeker aan te raden voor stukken die buiten komen te staan.

Figuur 5: Vlamspuit van het metallisatieproces

Voordelen van het metalliseren :

- Belangrijk is dat deze laag geen enkele voorbehandeling meer vraagt om verdere laklagen aan te brengen. Het licht ruw poreus oppervlak verankert daaropvolgende lagen, het loslaten van toplagen wordt bijna zo goed als onmogelijk.

- Zeer goede en duurzame bescherming tegen corrosie.

Tim Fack – Lassen-constructie 11

- Geen vervorming van het materiaal. (max 50°Celcius)

Nadeel van het metaliseren :

- Geen kleuren mogelijk.

- Inwendig is de constructie niet beschermd zoals bij het thermisch verzinken.

7. Stralen.

Stralen is een behandeling waarbij een straalmiddel vermengd met overdruk tegen een object gespoten wordt. Het is een voorbereidende methode om de constructie verder te bewerken.

Stralen kan gebeuren in speciale straalcabines, waarbij de straler beschermd wordt door een straalpak, laarzen, handschoenen en een overdrukhelm. De cabine heeft een stalen vloer en is vaak bekleed met rubber. Een afzuiginstallatie zuigt het vrijgekomen stof af.

Figuur 6: Straler met beschermingsmiddelen

Toepassingsgebied

Het zorgt ervoor dat corrosie, oude laklagen en walshuid tot diep in de poriën verwijderd worden, en dat er een schoon oppervlak ontstaat.

Het oppervlak is zo ideaal voorbereid om verder te bewerken met een afwerkingsproces zoals natspuiten, poederlakken, metalliseren, …

We kunnen RVS ook stralen zodat het een egaal en proper uiterlijk heeft. (parelstralen)

Straalmiddelen/Straalgrit:

De straler kan de keuze maken uit verschillende straalmiddelen, veel hangt af van het te stralen oppervlak.

Tim Fack – Lassen-constructie 12

Voorbeelden zijn :

- Metaalslakken- Glasparels- Plastic korrels- Zandkorrels

LET OP Het oppervlak bij Ferro metalen dient na het stralen wel zo snel mogelijk behandeld te worden. Er is immers geen bescherming meer tegen corrosie.

8. De geschikte bewerkingsvolgorde kiezen.

We kunnen onze constructie ook gaan behandelen met verschillende nabewerkingsmethodes.

Zo kunnen we de voordelen van één proces gaan gebruiken om de nadelen van een andere methode weg te werken.

Voorbeeld :

We hebben een verroest fietsenrek dat altijd buitenstaat. (zie afbeeldingen)

1. We kunnen het eerst zandstralen om de corrosie te verwijderen.

+ sneller dan schuren+ goed voorbereidingsoppervlak

1. We gaan het werkstuk laten metalliseren.

+ goede roestbescherming

2. Uiteindelijk poederlakken

+ fraai uiterlijk in een mooie kleur+ slijtvast

Tim Fack – Lassen-constructie 13

Figuur 7: Verroest Gestraald en gemetalliseerd Gepoederlakt

9. Beitsen en passiveren. (Non-Ferro metalen)

Bij roestvast staal beschermt een passieve laag chroomoxide het metaal. Deze laag wordt in stand gehouden, door een bijzondere eigenschap van roestvast staal. Als namelijk het metaaloppervlak wordt beschadigd, dan zal als regel de passieve laag vrij snel herstellen als er voldoende zuurstof voorhanden is.

Er zijn echter omstandigheden, waarbij dit herstel niet plaatsvindt. Door diverse bewerkingen wordt namelijk het evenwicht dusdanig verstoord , dat de passieve toestand verdwijnt en er een actieve laag ontstaat.

Dit kan optreden bij bewerkingen als lassen, buigen of verspanen, waardoor zuurstofarme plaatsen ontstaan en herstel uitblijft. Hierdoor verdwijnen de roestvaste eigenschappen en kan bij blootstelling aan gassen of vloeistoffen corrosie optreden.

Om dit euvel tegen te gaan, is er een methode ontwikkeld, waarbij de ontstane actieve laag weer wordt omgezet naar een passieve laag. Het is hierbij meestal gewenst de bewerkte producten te ontvetten en daarna te beitsen met een mengsel van salpeterzuur (HNO3) en fluorzuur (HF),om verontreinigingen van het metaaloppervlak te verwijderen. Dit kan nodig zijn bij gelaste oppervlakken en bij gedraaide voorwerpen waarbij een koelvloeistof wordt gebruikt.

Het eigenlijke passiveren geschiedt door een behandeling in een bad met salpeterzuur, waardoor de passieve toestand terugkeert door herstel van het laagje chroomoxide. Door deze behandeling krijgt het onderliggende metaal zijn oorspronkelijke corrosiebescherming terug.

Tim Fack – Lassen-constructie 14

Figuur 8: Beitspaste Voor beitsen en passiveren Na beitsen en passiveren

10.Bronvermelding

Deze cursus is samengesteld met behulp van volgend bronnenonderzoek.

- Lakkerijdegroofhttp://w ww.lakkerijdegroof.be/

- Poederlakkenhttp://www.powdercoat.be/bewerkingen.aspx

- Behandelingstechniekenhttp://www.kpot.nl/behandelingstechnieken/

- Zandstralenhttp://nl.wikipedia.org/wiki/Zandstralen

- HVSIhttp://www.hvsi.be/Pages/index.php

- Zandstralenhttp://www.alphametal.be/nl/component/virtuemart/?page=shop.product_details&category_id=4540&flypage=flypage.tpl&product_id=27231

- Beitsen en passiverenhttp://www.vecom-group.com/

- Thermisch verzinkenhttp://www.anox.nl/nl/producten/thermischverzinken/

Tim Fack – Lassen-constructie 15

http://www.verzinkerijheerhugowaard.nl/

Tim Fack – Lassen-constructie 16