PŘÍSPĚVEK K POVRCHOVÉ ÚPRAVĚ SKLOVITÝM SMALTOVÝM POVLAKEM CONTRIBUTION TO SURFACE ARRANGEMENT WITH VITREOUS ENAMEL COAT

Transkript

1 PŘÍSPĚVEK K POVRCHOVÉ ÚPRAVĚ SKLOVITÝM SMALTOVÝM POVLAKEM CONTRIBUTION TO SURFACE ARRANGEMENT WITH VITREOUS ENAMEL COAT Jitka Podjuklová a Kamila Hrabovská b Marcela Filipová c Michaela Slabáková d René Siostrzonek e a VŠB TU Ostrava, Fakulta strojní katedra mechanické technologie 345, 17. listopadu 15, Ostrava Poruba, ČR, jitka.podjuklova@vsb.cz b VŠB TU Ostrava, Fakulta strojní katedra mechanické technologie 345, 17. listopadu 15, Ostrava Poruba, ČR, kamila.hrabovska.fs@vsb.cz c VŠB TU Ostrava, Fakulta strojní katedra mechanické technologie 345, 17. listopadu 15, Ostrava Poruba, ČR, marcela.filipova.st@vsb.cz d VŠB TU Ostrava, Fakulta strojní katedra mechanické technologie 345, 17. listopadu 15, Ostrava Poruba, ČR, michaela.slabakova.st@vsb.cz e VŠB TU Ostrava, Fakulta strojní katedra mechanické technologie 345, 17. listopadu 15, Ostrava Poruba, ČR, rene.siostrzonek.st@vsb.cz Abstrakt In this time are used at application of the protective coating systems beside CLASSICAL vitreous enamel coatings vitreous enamel coatings of the type PREMIX. A quality of the input materials, it is the quality of the vitreous enamel slip, have influence on the mechanical and anticorrosive properties of the vitreous enamel coatings. A contribution study especially immunity of the vitreous enamel coatings of the type CLASSICAL and PREMIX against of the rise to cracks in coating, on the which have influence a low value of the break thougness vitreous enamel coating. 1. ÚVOD V současnosti nacházejí uplatnění při aplikaci ochranných povlakových systémů vedle KLASICKÝCH sklovitých smaltových povlaků sklovité smaltové povlaky typu PREMIX. Kvalita vstupních materiálů, to je smaltéřských břeček, v obou případech ovlivňují mechanické i protikorozní vlastnosti smaltových povlaků. V našem případě se jedná zejména o odolnost proti praskání a vzniku trhlin ve sklovitém smaltovém povlaku, kterou ovlivňuje nízká hodnota lomové houževnatosti smaltového povlaku.

2 2. EXPERIMENTÁLNÍ PRÁCE Na katedře mechanické technologie VŠB-TU Ostrava, Fakultě strojní, jsme v rámci řešení úkolu výzkumného záměru CEZ hodnotili lomovou houževnatost sklovitého smaltového povlaku KLASICKÉHO a typu PREMIX na bázi rozpustného prášku ve vodě, s ohledem na povrchovou úpravu podkladového kovu před aplikací smaltéřské břečky. Pro experimentální zkoušky byl použitý ocelový plech jakosti KOSMALT E 300T tloušťky 3 mm a smaltéřská břečka nově připravená a 14 dní zestárlá pro aplikaci sklovitého smaltového povlaku KLASICKÉHO a typu PREMIX. Základní smalty PREMIX barvy šedé KLASICKÝ barvy šedé Krycí smalty PREMIX barvy zelené KLASICKÝ barvy modré 2.1 MIKROTVRDOST SMALTOVÉHO POVLAKU Při srovnání klasického smaltu a smaltu typu PREMIX bylo patrné, že klasický smalt vykazoval ve všech případech vyšší mikrotvrdost. V důsledku vyšší mikrotvrdosti se zvýšila křehkost smaltového povlaku a tím náchylnost na vznik trhlin. Průměrné hodnoty mikrotvrdosti smaltových povlaků: KLASICKÝ základní smalt (šedý): HV 0,1 = 5 152,9 krycí smalt (modrý): HV 0,1 = 5 519,7 PREMIX základní smalt (šedý): HV 0,1 = 4 795,7 krycí smalt (zelený): HV 0,1 = 5 218,5 Dále byl hodnocen vliv stárnutí smaltéřské břečky na hodnotu mikrotvrdosti a lomové houževnatosti klasického smaltového povlaku. U typu smaltového povlaku PREMIX zkouška vlivu stárnutí břečky nebyla prováděna z důvodu okamžitého použití. Průměrné hodnoty mikrotvrdosti smaltového povlaku při použití zestárlé břečky: KLASICKÝ základní smalt (šedý): HV 0,1 = 4700,9 krycí smalt (modrý): HV 0,1 = 4735,9

3 2.2 LOMOVÁ HOUŽEVNATOST SMALTOVÝCH POVLAKŮ Lomová houževnatost výše uvedených smaltových povlaků byla hodnocena měřením délky trhlin vzniklých po vtisku Hanemannovým mikrotvrdoměrem dle [1]. Na všech vzorcích se vyskytovaly Palmqvistovy trhliny, viz. obr. 1, 2. Výsledky měření prokázaly, že smalt typu PREMIX dosahoval vyšších hodnot lomové houževnatosti oproti smaltu typu KLASICKÝ. Průměrné hodnoty lomové houževnatosti smaltových povlaků: KLASICKÝ základní smalt (šedý): K IC = 0,934 MPa.m 1/2 krycí smalt (modrý): K IC = 0,876 MPa.m 1/2 PREMIX základní smalt (šedý): K IC = 0,985 MPa.m 1/2 krycí smalt (zelený): K IC = 1,065 MPa.m 1/2 U zkoušek zestárlých břeček typu KLASICKÝ došlo ke snížení lomové houževnatosti u krycího smaltu. Průměrné naměřené hodnoty lomové houževnatosti smaltových povlaků ze zestárlé břečky typu KLASICKÝ: KLASICKÝ základní smalt (šedý): K IC = 0,967 MPa.m 1/2 krycí smalt (modrý): K IC = 0,859 MPa.m 1/2 Obr. 1 Vtisk Hanemannovým mikrotvrdoměrem, KLASICKÝ základ šedý čerstvá břečka zvětšeno 500x Fig. 1 Indenture with Hanemanns machine diamond, CLASSICAL basis grey fresh slip expansion 500x

4 Obr. 2 Vtisk Hanemannovým mikrotvrdoměrem, PREMIX základ šedý čerstvá břečka zvětšeno 500x Fig. 2 Indenture with Hanemanns machine diamond, PREMIX basis grey fresh slip expansion 500x 2.3 ZKOUŠKA ODOLNOSTI SKLOVITÉHO SMALTOVÉHO POVLAKU PROTI NÁRAZU ZKOUŠKA NÁSTŘELEM DLE ISO ČSN Z výsledků zkoušek vyplývá, že nepatrně vyšších hodnot odolnosti smaltového povlaku proti nárazu bylo dosaženo u krycího smaltu typu PREMIX, u základních smaltů obou typů bylo dosaženo prakticky stejných hodnot bez výrazného rozdílu. PREMIX krycí zelený o průměrná síla při porušení: o průměrná síla při odprysknutí: FERRO krycí modrý o průměrná síla při porušení: o průměrná síla při odprysknutí: 30 N 46,6 N 20 N 33,3 N Hodnoty odolnost proti nárazu u KLASICKÉHO smaltu získaného z čerstvé a zestárlé břečky se téměř navzájem nelišily. Odolnost smaltových povlaků proti nárazu rovněž ovlivnila povrchová úprava podkladového ocelového plechu otryskáním a následným odmaštěním ve třech typech odmašťovacích prostředků.

5 2.4 MIKROSTRUKTURNÍ ROZBOR SMALTÉŘSKÝCH BŘEČEK Mikrostrukturní rozbory byly prováděny pomocí elektronového mikroskopu CDU TM LEAP TM DETEKTOR v CAL na VŠB TU Ostrava, viz. obr. 3 8 [2]. Obr. 3 Mikrostruktura čerstvé břečky základního smaltu šedého typu KLASICKÝ Fig. 3 Microstructure of freshly slip basic enamel grey type CLASSICAL Obr. 4 Mikroskopický rozbor břečky základního smaltu šedého typu PREMIX zvětšeno 800x Fig. 4 Microstructure of freshly slip basic enamel grey type PREMIX expansion 800x

6 Obr. 5 Mikroskopický rozbor zestárlé břečky krycího smaltu modrého typu KLASICKÝ Fig. 5 Microscopic analysis of senescent slip covering enamel blue type CLASSICAL Obr. 6 Mikroskopický rozbor břečky krycího smaltu zeleného typu PREMIX Fig. 6 Microscopic analysis of slip covering enamel green type PREMIX

7 Obr. 7 Mikroskopický rozbor čerstvé břečky krycího smaltu modrého typu KLASICKÝ Fig. 7 Microscopic analysis of freshly slip covering enamel blue type CLASSICAL Obr. 8 Mikroskopický rozbor zestárlé břečky krycího smaltu modrého typu KLASICKÝ Fig. 8 Microscopic analysis of senescent slip covering enamel blue type CLASSICAL

8 3. ZÁVĚR Z výsledků měření vyplývá, že kvalita smaltéřské břečky PREMIX příznivě ovlivňuje křehkolomové vlastnosti sklovitého smaltového povlaku oproti KLASICKÉ smaltéřské břečce. Jedním z vlivů je velikost a charakter částic smaltéřské břečky, viz. obr. 3 8 mikroskopický rozbor břeček. Smaltéřská břečka typu PREMIX vykazuje jemnější a rovnoměrnější velikost částic, což má vliv na vyšší hodnotu lomové houževnatosti sklovitého smaltového povlaku. Všechny naměřené hodnoty lomové houževnatosti leží v rozmezí odpovídající pro skla: K IC = 0,5 až 1,0 MPa.m ½. KLASICKÝ základní smalt získaný ze zestárlé smaltéřské břečky vykazoval vyšší hodnoty lomové houževnatosti oproti základnímu smaltu z čerstvé smaltéřské břečky, u KLASICKÉHO krycího smaltu byly hodnoty opačné. V systému kov smaltový sklovitý povlak byla hodnocena mikrotvrdost fázového rozhraní u výše uvedených typů povlaků včetně smaltového povlaku získaného ze zestárlé břečky. LITERATURA [1] MENČÍK, J.: Pevnost a lom skla a keramiky. SNTL, Praha 1990, 380 s., ISBN [2] SIOSTRZONEK, R.: Studium vlivu vstupních materiálu na lomové vlastnosti sklovitého smaltového povlaku. Diplomová práce, VŠB TU Ostrava, 2004, 95 s.