Draht aus Zink-Aluminium-Legierung für Korrosionsschutzanwendungen

Einführung

Draht aus einer Zink-Aluminium-Legierung (Zn-Al) ist ein äußerst vielseitiges Material, das für seine außergewöhnlichen Korrosionsschutzeigenschaften bekannt ist. Dies macht ihn zu einer unverzichtbaren Wahl für das thermische Spritzen in verschiedenen industriellen Anwendungen. Durch die Kombination der Vorteile von Zink und Aluminium bietet diese Legierung hervorragende Leistungen in Bezug auf Korrosionsbeständigkeit, mechanische Festigkeit und thermische Stabilität.

In diesem Artikel werden die Zusammensetzung, die Eigenschaften, die Herstellungsverfahren und die wichtigsten Anwendungen von Drähten aus Zink-Aluminium-Legierungen erörtert, wobei der Schwerpunkt auf ihrer Rolle beim thermischen Spritzen zu Korrosionsschutzzwecken liegt.

Zusammensetzung und Eigenschaften

Zink-Aluminium-Legierungen bestehen in der Regel aus Zink als Basismetall mit einem Aluminiumanteil von 5 % bis 55 %. Die spezifische Zusammensetzung kann auf die Anforderungen der verschiedenen Anwendungen zugeschnitten werden. Gängige Sorten sind Zn-5Al, Zn-10Al und Zn-22Al.

Der Zusatz von Aluminium zu Zink verbessert die Eigenschaften der Legierung erheblich und sorgt für ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Festigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit.

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Draht aus Zink-Aluminium-Legierungen gehören:

• Korrosionsbeständigkeit: Das in der Legierung enthaltene Aluminium bildet eine schützende Oxidschicht auf der Oberfläche, die die Korrosionsbeständigkeit deutlich erhöht. Dadurch ist Zn-Al-Draht besonders für raue Umgebungen und Außenanwendungen geeignet.
• Mechanische Festigkeit: Die Legierung weist eine gute Zugfestigkeit und Härte auf, so dass sie mechanischen Belastungen und Verformungen standhalten kann. Diese Eigenschaft ist entscheidend für Anwendungen, die eine lange Lebensdauer erfordern.
• Wärmeleitfähigkeit: Zink-Aluminium-Legierungen verfügen über eine gute Wärmeleitfähigkeit, die eine effiziente Wärmeableitung ermöglicht. Dies ist bei Anwendungen wie elektrischen Komponenten und Wärmetauschern von Vorteil.
• Elektrische Leitfähigkeit: Obwohl die elektrische Leitfähigkeit nicht so hoch ist wie die von reinem Kupfer oder Aluminium, bieten Zink-Aluminium-Legierungen dennoch eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit für bestimmte Anwendungen.
• Verarbeitbarkeit: Die Drähte aus der Legierung können leicht gezogen, gewalzt und in verschiedene Formen und Größen geformt werden, was ihre Verwendung in verschiedenen Herstellungsverfahren erleichtert.

Herstellungsverfahren

Die Herstellung von Draht aus einer Zink-Aluminium-Legierung umfasst mehrere wichtige Schritte:

1. Schmelzen und Legieren: Die Primärmetalle Zink und Aluminium werden in einem genauen Verhältnis zusammengeschmolzen, um die gewünschte Legierungszusammensetzung zu erhalten. Der Schmelzprozess muss sorgfältig kontrolliert werden, um Gleichmäßigkeit zu gewährleisten und Verunreinigungen zu vermeiden.
2. Gießen: Sobald die Legierung geschmolzen ist, wird sie in Knüppel oder Stangen gegossen, die als Rohmaterial für die Drahtproduktion dienen. Zur Herstellung hochwertiger Knüppel mit gleichbleibenden Eigenschaften werden häufig Stranggussverfahren eingesetzt.
3. Warmwalzen: Die Knüppel werden anschließend warmgewalzt, um ihre Querschnittsfläche zu verringern und ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Bei diesem Verfahren werden die Knüppel auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und durch eine Reihe von Walzwerken geführt.
4. Ziehen: Die gewalzten Knüppel werden durch Ziehen weiterverarbeitet, wobei das Material durch eine Reihe von Matrizen gezogen wird, um den gewünschten Drahtdurchmesser zu erhalten. Durch das Ziehen wird nicht nur der Durchmesser verringert, sondern auch die Zugfestigkeit und die Oberflächenbeschaffenheit des Drahtes verbessert.
5. Glühen: Je nach Verwendungszweck kann der Draht geglüht werden, ein Wärmebehandlungsverfahren, das innere Spannungen abbaut und die Duktilität verbessert. Das Glühen kann in verschiedenen Stadien des Herstellungsprozesses durchgeführt werden, um bestimmte Materialeigenschaften zu erzielen.
6. Beschichtung und Veredelung: Zur weiteren Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit und Verbesserung der Oberflächenqualität kann der Draht mit Schutzschichten wie Zink oder anderen geeigneten Beschichtungen versehen werden. Dieser Schritt gewährleistet die Langlebigkeit und Leistung des Drahtes in anspruchsvollen Umgebungen.

Wichtige Anwendungen im Korrosionsschutz

Drähte aus Zink-Aluminium-Legierungen werden in verschiedenen Bereichen für das thermische Spritzen zum Korrosionsschutz eingesetzt:

1. thermisches Spritzen für Korrosionsschutz:

Eine der Hauptanwendungen von Zn-Al-Draht ist das thermische Spritzen, ein Verfahren, bei dem der Draht geschmolzen und auf Oberflächen gesprüht wird, um eine Schutzschicht zu bilden. Diese Methode wird häufig in Branchen wie der Schifffahrt, der Öl- und Gasindustrie und der Infrastruktur eingesetzt, wo die Komponenten rauen Umweltbedingungen ausgesetzt sind. Die Zn-Al-Beschichtung bietet eine robuste Barriere gegen Korrosion und verlängert die Lebensdauer der beschichteten Materialien.

2) Behälter und Lagertanks:

Die Innen- und Außenflächen von Behältern und Lagertanks werden häufig mit einer Zn-Al-Legierung beschichtet, um sie vor Korrosion zu schützen, die durch den Kontakt mit verschiedenen Chemikalien und Umweltfaktoren verursacht wird. Diese Anwendung ist von entscheidender Bedeutung in Branchen wie der Petrochemie, der Lebensmittelverarbeitung und der Wasseraufbereitung, wo die Unversehrtheit von Lagerbehältern von größter Bedeutung ist.

3. brücken und Kopfrahmen:

Infrastrukturen wie Brücken und Kopfrahmen sind rauen Witterungsbedingungen ausgesetzt und erfordern einen robusten Korrosionsschutz. Thermisch gespritzte Zn-Al-Beschichtungen bieten eine dauerhafte Lösung, die die strukturelle Integrität über lange Zeit gewährleistet. Diese Anwendung ist besonders wichtig in Küsten- und Industriegebieten, wo die Strukturen anfällig für aggressive Korrosion sind.

4. elektrische Eisentürme, Masten und Türme:

Die elektrische Infrastruktur, einschließlich Eisentürme und -masten, profitiert von den korrosionsbeständigen Eigenschaften von Beschichtungen aus Zn-Al-Legierungen. Dies gewährleistet eine zuverlässige Leistung und reduziert die Wartungskosten. Die Schutzbeschichtung erhöht auch die Sicherheit und Langlebigkeit von Stromübertragungs- und -verteilungsnetzen.

5) Kondensatoren und Metallhalterungen:

In der Elektronikindustrie wird Zn-Al-Draht für die Beschichtung von Kondensatoren und Metallhalterungen verwendet und bildet eine Schutzschicht, die Korrosion verhindert und die Langlebigkeit der Komponenten verbessert. Diese Anwendung ist für die Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Leistung elektronischer Geräte und Systeme von wesentlicher Bedeutung.

6 Rohre aus Sphäroguss:

Diese Rohre werden üblicherweise in der Wasserversorgung und in Abwassersystemen verwendet. Die Beschichtung mit einer Zn-Al-Legierung schützt sie vor Korrosion durch Wasser und Abwasser und gewährleistet die langfristige Funktionsfähigkeit der Rohrleitungssysteme. Diese Anwendung ist für die Aufrechterhaltung der Infrastruktur der städtischen Wasserversorgung und Abfallwirtschaft von entscheidender Bedeutung.

7. verkehrstechnische Ausrüstung:

Verkehrsausrüstungen wie Schilder, Schranken und Geländer sind häufig der Witterung ausgesetzt. Die Beschichtung mit einer Zn-Al-Legierung bietet lang anhaltenden Schutz vor Rost und Korrosion. Dies erhöht nicht nur die Haltbarkeit der Verkehrsausrüstung, sondern trägt auch zur öffentlichen Sicherheit bei, indem es die strukturelle Integrität der Verkehrsleiteinrichtungen gewährleistet.

Fazit

Die einzigartige Kombination aus Korrosionsbeständigkeit, mechanischer Festigkeit und Verarbeitbarkeit macht Draht aus Zink-Aluminium-Legierungen zu einem unverzichtbaren Werkstoff für die moderne Fertigung und das Bauwesen. Besonders erwähnenswert ist die Verwendung von Zn-Al-Draht beim thermischen Spritzen für Korrosionsschutzzwecke. Da sich Technologie und Industrie weiterentwickeln, wird die Nachfrage nach Hochleistungswerkstoffen wie Draht aus Zink-Aluminium-Legierungen voraussichtlich weiter steigen.

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