Badanie zwilżania ciekłym cynkiem blach stalowych po obróbce plastycznej

Niniejsza praca powstała w ramach realizacji projektu badawczego mającego na celu opracowanie i wdrożenie technologii recyklingu poprodukcyjnych odpadów taśmy stalowej. W ramach prowadzonych prac wykonano procesy oczyszczania blach metodami obróbki strumieniowo-ściernej, a następnie tak oczyszczone blachy poddawano procesowi walcowania. Po procesie walcowania nakładano, metodą zanurzeniową, powłokę cynkową. W pracy przedstawiono wpływ gniotu podczas obróbki plastycznej na zwilżanie powierzchni blach stalowych ciekłym cynkiem. Badaniom poddano blachy obrobione ścierniwem Al2O3, które zostały potem poddane walcowaniu z różnymi gniotami (20, 40, 60 i 80%). Na tak przygotowanych próbkach przeprowadzono badania na specjalnie zaprojektowanym stanowisku dynamiki zwilżania metodą meniskograficzną umożliwiającą wykonanie kompleksowych badań własności dynamicznych powierzchni – napięcia powierzchniowego oraz zwilżalności. Z przeprowadzonych badań wynika, że najlepsza zwilżalność osiągana jest dla próbek o gniocie 20%, dla których graniczny kąt zwilżania wynosi ok. 60°. Im większy gniot, tym gorsza zwilżalność blach stalowych ciekłym cynkiem. Można zauważyć, że jeszcze tylko dla próbki z gniotem 40% zarejestrowano kąt zwilżania poniżej 90° (wynosił on około 80°). Można powiedzieć, że tylko te próbki były zwilżane ciekłym cynkiem. Dla pozostałych dwóch zarejestrowane wartości kąta zwilżania były znacznie powyżej 90° przyjętych, jako granica przejścia z braku zwilżania do zwilżania. Reasumując uzyskane wyniki badań, można stwierdzić, że zwiększenie stopnia zgniotu podczas procesu walcowania zmniejsza zwilżalność obrobionej powierzchni ciekłym cynkiem.

This paper was elaborated within a research project aiming at the development and implementation of a recycling technology for post-production steel sheet waste. In the research, processes of sheet cleaning were performed by vapour blasting treatment methods. Next, the sheets cleaned in this way underwent rolling. After the rolling process, a zinc coating was applied by means of the wetting balance method. The study presents the effect of the draft during plastic treatment on the wetting on the surface of steel sheets by liquid zinc. The tests were conducted on sheets treated with an Al2O3 abrasive material, which then underwent rolling with different drafts (20, 40, 60 and 80%). The samples prepared in this way were examined on a specially designed test station for the wetting dynamics by the meniscographic method, which enables complex examinations of the dynamic properties of the surface – surface tension and wettability. The performed investigations demonstrated that the best wettability is obtained for the samples with the 20% draft, for which the contact angle equals about 60°. The higher the draft, the worse the wettability of the sheets by liquid steel zinc. One can notice that the sample with the 40% draft was only one more to exhibit the wetting angle below 90° (it equaled about 80°). One can say that only these samples were wetted by the liquid zinc. For the remaining two, the recorded wetting angle values were much above 90°, which was assumed as the boundary of transfer from no wettability to wettability. To sum up, the obtained results demonstrate that the increase of the draft degree during the rolling process decreases the wettability of the treated surface by liquid zinc.