Pelapisan Logam Baja

Lapisan Logam dari Baja

Baja berlapis logam didefinisikan sebagai substrat baja yang dilapisi dengan lapisan seng, paduan Zn/Al (seng/aluminium), paduan Zn/Si (seng/silikon), atau Al murni dll. Susunan skema struktur pelapis logam dengan dan tanpa pasif ditunjukkan pada Gambar 1,

Gbr 1 Struktur pelapisan logam dengan dan tanpa pasivasi

Pelapisan logam baja meningkatkan umur dan kinerja baja. Mereka menyediakan cara yang paling efektif dan ekonomis untuk melindungi baja dari korosi. Baja berlapis logam menawarkan kombinasi unik dari sifat-sifat yang meliputi kekuatan tinggi, sifat mampu bentuk, ringan, ketahanan korosi, estetika, daur ulang, dan biaya rendah.

Ada beberapa proses untuk pelapisan logam baja seperti yang diberikan di bawah ini.

• Proses pelapisan celup panas, di mana strip baja direndam dalam rendaman logam cair. Komposisi logam cair (Zn, Zn/Al, Al/Si, atau Al murni dll.) menentukan sifat lapisan logam.
• Proses elektro-galvanisasi, di mana logam diendapkan secara elektrolisis pada strip baja dingin.
• Pelapisan di bawah vakum, seperti PVD (deposisi uap fisik), CVD (deposisi uap kimia), dll.

Proses pelapisan hot dip adalah proses yang paling populer untuk pelapisan logam strip baja. Biasanya jalur pelapisan kontinu digunakan untuk produksi produk baja berlapis logam.

Baja berlapis logam yang diproduksi dalam jalur pelapisan kontinu telah mengalami pertumbuhan yang luar biasa dan terus digunakan di berbagai bidang baru yang semakin bervariasi. Ini karena keunggulan ekonomi, teknologi, dan lingkungan yang luar biasa.

.Berbagai produk baja berlapis logam yang tersedia saat ini memenuhi persyaratan semua sektor. Berikut ini adalah parameter yang mengatur pemilihan material baja berlapis logam.

Kualitas atau kualitas substrat baja

• Jenis pelapis logam
• Massa atau ketebalan lapisan logam
• Aspek permukaan
• Kualitas permukaan
• Perawatan permukaan
• Toleransi pada dimensi dan bentuk

Pelapisan logam meningkatkan ketahanan korosi baja dan memperpanjang masa pakai produk. Lapisan logam yang sesuai memungkinkan untuk meningkatkan sifat pembentukan dan ketahanan pengelasan baja serta kemampuan mengecatnya.

Jenis produk berlapis

  Berikut ini adalah jenis utama dari produk berlapis logam.

• Lembaran baja galvanis celup panas – Standar ASTM untuk lembaran baja ini adalah A653M dan A1063M. Lapisan galvanis pada dasarnya adalah lapisan Zn pada lembaran baja. Kata galvanize berasal dari perlindungan galvanik yang diberikan Zn pada baja saat terkena lingkungan korosi. Sejauh ini, ini adalah produk pelapis celup panas yang paling umum dengan berbagai aplikasi. Zn memberikan perlindungan galvanik dan penghalang. Perlindungan galvanik lebih besar daripada jenis pelapis celup panas lainnya pada baja. Lapisan tersebut mengandung Al yang biasanya dalam kisaran 0,20% sampai 0,30%. Al ditambahkan ke penangas Zn cair untuk mengontrol laju pertumbuhan lapisan paduan (zona ikatan antara baja dan lapisan Zn). Ini secara dramatis meningkatkan daya rekat lapisan untuk memungkinkan pembentukan lembaran berlapis yang parah. Pelapisan mungkin mengandung sejumlah kecil timbal (Pb) dan/atau antimon (Sb) untuk pengembangan spangle. Hampir semua baja berlapis galvanis tidak mengandung Pb, dan jika ada, Pb kurang dari 0,03%. Berat lapisan (massa) biasanya berkisar antara 90 hingga 1200 gm/Sq m untuk A653M dan 90 hingga 600 gm /Sq m untuk total A1063M di kedua sisi.
• Lembaran baja galvanis celup panas – Spesifikasi ASTM untuk lembaran baja ini adalah A653M. Dalam produksi lembaran baja galvanis, lapisan galvanis celup panas adalah paduan difusi dengan baja dengan pemanasan tambahan di menara di atas bak pelapis. Lapisan logam tipikal mengandung 8% hingga 11% besi. Lembaran ini biasanya dimaksudkan untuk dicat untuk sebagian besar aplikasi. Lembaran ini dicirikan oleh kekerasannya yang tinggi dan perilaku rapuh selama pembentukan. Lembaran galvanis lebih mudah dikenali dan dicat daripada lembaran galvanis. Performa dengan pengecatan ditingkatkan secara sinergis karena ikatan yang sangat baik yang terbentuk antara cat dan permukaan pelapis. Dibandingkan dengan baja galvanis, lembaran baja galvanis biasanya menunjukkan lebih sedikit korosi undercutting di bawah cat pada tepi yang terbuka, goresan, atau cacat lain pada cat. Lembaran baja ini digunakan untuk panel bodi mobil. Berat lapisan (massa) biasanya berkisar antara 90 hingga 180 gm/m2 total di kedua sisi.
• Hot dip 55 % Al – Lembaran baja berlapis paduan Zn – Lembaran berlapis ini juga dikenal sebagai lembaran Galvalume. Standar ASTM untuk lembaran ini adalah A792M. Pelapisnya adalah lapisan paduan Al – Zn yang mengandung sekitar 55% Al, 43,5% Zn, dan 1,5% Si. Lapisan ini menawarkan perlindungan penghalang yang sangat baik dikombinasikan dengan beberapa perlindungan galvanik. Retensi perlindungan galvanik merupakan fitur penting untuk lapisan ini. Kombinasi khusus Al dan Zn ini mempengaruhi pembentukan mikrostruktur pelapis yang sangat penting untuk kinerja yang baik. Lapisan ini memberikan keseimbangan yang sangat baik antara perlindungan galvanik dan penghalang. Si ditambahkan untuk mengontrol laju pertumbuhan lapisan paduan. Lapisan meningkatkan adhesi selama pembentukan. Lapisan ini memiliki ketahanan yang jauh lebih tinggi terhadap korosi daripada lapisan galvanis di sebagian besar lingkungan. Daya tahan jangka panjangnya telah dibuktikan. Berat lapisan (massa) biasanya berkisar antara 100 – 210 gm/m2 total di kedua sisi.
• Hot dip Zn -5% Lembaran baja berlapis paduan Al – Lembaran berlapis ini juga dikenal sebagai lembaran Galfan. Standar ASTM untuk lembaran ini adalah A875M. Lapisan galvanik mengandung sekitar 95% Zn dan 5% Al. Lapisan ini memberikan perlindungan galvanik yang kira-kira sama dengan galvanis dan ketahanan korosi yang ditingkatkan di sebagian besar lingkungan. Lapisan ini biasanya digunakan sebagian besar untuk aplikasi yang membutuhkan keuletan lapisan yang baik (seperti bagian yang ditarik dalam dan lembaran yang dicat sebelumnya) dan ketahanan korosi yang unggul. Berat lapisan (massa) biasanya berkisar antara 90 – 700 gm/m2 total di kedua sisi.
• Lapisan baja berlapis paduan Zn – Al – Mg (magnesium) hot dip – Standar ASTM untuk lembaran ini adalah A1046M. Pelapisan adalah pelapis galvanik yang mengandung Zn, Al (5% sampai 11%), dan Mg (2% sampai 4%). Lapisan ini memberikan ketahanan korosi yang unggul di banyak lingkungan agresif. Lapisan ini digunakan dalam aplikasi seperti transportasi, infrastruktur, konstruksi, pertanian, tenaga listrik, dan otomotif. Berat lapisan (massa) biasanya berkisar antara 60 – 600 gm/m2 total di kedua sisi.
• Lembaran baja aluminized hot dip – spesifikasi ASTM untuk lembaran ini adalah A463M. Ada dua jenis pelapis aluminized yaitu (i) Tipe 1 – Al bersama dengan 5 % hingga 11% Si, dan (ii) Tipe 2 – pelapis Al murni. Bentuk yang paling umum adalah lapisan Tipe 1; digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan ketahanan oksidasi panas seperti bagian tungku, peralatan kecil, dan sistem pembuangan dll. Lapisan aluminized adalah lapisan terbaik pada lembaran baja untuk ketahanan oksidasi panas. Ini dapat diterapkan di atas baja tahan karat untuk menawarkan kinerja suhu tinggi yang lebih baik. Pelapisan Al Tipe 2 murni digunakan untuk aplikasi eksterior. Kinerja korosi lapisan ini didasarkan pada perlindungan penghalang tanpa perlindungan galvanik di sebagian besar lingkungan. Perlindungan korosi penghalang sangat baik dalam hal ini karena Al dari lapisan membentuk lapisan aluminium oksida yang stabil pada permukaan lapisan. Berat lapisan (massa) biasanya berkisar antara 75 – 300 gm/M2 total di kedua sisi untuk Tipe 1 dan untuk Tipe 2 dalam kisaran total 200 – 300 gm/m2 di kedua sisi.
• Lembaran baja berlapis terne – Standar ASTM untuk lembaran ini adalah A308M. Lapisan ini merupakan lapisan paduan Pb yang mengandung 3% sampai 15% Sn (timah). Sn ditambahkan untuk mengembangkan ikatan antara lapisan dan baja. Lapisan ini sangat mudah dibentuk dan meningkatkan perilaku menggambar dalam. Juga, lembaran yang dilapisi dapat dengan mudah dilas. Lembaran berlapis memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap bensin, meskipun penggunaan untuk tangki bahan bakar menurun (terkait dengan masalah lingkungan yang terkait dengan Pb dan tidak terkait dengan kinerja lembaran berlapis). Berat lapisan (massa) biasanya berkisar antara 75 – 335 gm/Sq m total di kedua sisi.

  Garis pelapis logam

  Garis pelapisan logam adalah tempat substrat baja dilapisi dengan kombinasi logam pelindung yang terbukti memberikan ketahanan korosi yang efektif. Jalur ini memiliki dua akumulator strip angka masing-masing di pintu masuk dan keluar jalur yang memungkinkan strip baja diakumulasikan untuk waktu yang singkat. Kemampuan ini memungkinkan saluran untuk berganti ke kumparan baru atau untuk melepaskan kumparan yang sudah jadi sementara sisa saluran terus berjalan pada kecepatan yang konsisten. Presisi dapat dipertahankan di setiap bagian proses, menghasilkan permukaan yang konsisten dan pelapisan yang merata. Berikut ini adalah komponen dasar dari garis pelapis logam.

• Coil berasal dari cold rolling mill (CRM) ke jalur pelapisan melalui salah satu dari dua gulungan hasil. Ujung ekor kumparan sebelumnya dan ujung kepala kumparan baru dicukur. Ujung-ujung yang baru dilas bersama oleh tukang las jahitan listrik atau disambung secara mekanis untuk membuat strip baja yang berkesinambungan di bagian proses jalur.
• Baja memasuki akumulator strip pertama biasanya dalam bentuk menara.
• Setelah reduksi dingin pada CRM, lapisan sisa minyak pelumas harus dikeluarkan dari baja sebelum dianil untuk memastikan bahwa lapisan logam menempel sempurna pada substrat baja. Film minyak dihilangkan dalam tangki degreasing alkali. Setelah membersihkan strip baja dibilas dan dikeringkan.
• Band baja dingin memasuki tungku. Tujuan dari tungku adalah untuk melakukan satu pembersihan akhir permukaan dengan membakar film minyak yang tersisa pada permukaan baja dengan pembakar api terbuka di zona pemanasan awal dari bagian anil. Tujuan kedua dari tungku adalah untuk memanaskan baja untuk mengembangkan sifat mekanik yang tepat.
• Karena penggulungan dingin baja, substrat baja menunjukkan pengerasan kerja yang ekstrim dan biasanya disebut sebagai baja keras penuh. Bagian anil memberikan perlakuan panas pada baja untuk memulihkan sifat mekaniknya dan membuat baja sesuai untuk penggunaan yang dimaksudkan. Selama perlakuan panas, mikrostruktur tereduksi yang sangat dingin mengalami rekristalisasi.
• Bagian annealing dibagi menjadi tiga zona yaitu (i) pemanasan awal, (ii) penahanan, dan (iii) pendinginan terkontrol. Di dalam zona anil, baja dicegah dari oksidasi dengan menggunakan campuran gas hidrogen nitrogen. Semua pembakar biasanya dari tipe pancaran, untuk menghindari kontak langsung antara nyala api dan permukaan baja. Siklus anil dikelola sesuai dengan sifat mekanik akhir yang diperlukan.
• Pada akhir zona pendinginan, suhu strip didinginkan ke tingkat yang sesuai dengan suhu logam cair yang akan dilapisi.
• Setelah strip baja mencapai suhu yang diinginkan, strip tersebut direndam dalam bak logam cair. Ketika strip meninggalkan bak mandi, itu dilapisi dengan lapisan tebal logam cair. Satu set pisau udara (atau nitrogen), yang terletak di atas bak, menyesuaikan berat lapisan ke tingkat yang diperlukan. Berat lapisan biasanya dikontrol dan dipantau secara permanen oleh peralatan pengukuran otomatis
• Strip baja berlapis mengalir melalui menara pendingin, membawa strip berlapis hampir kembali ke suhu kamar.
• Jika diperlukan, baja dapat dijalankan melalui pabrik pengkondisian permukaan untuk menciptakan permukaan yang halus untuk pelapisan warna.
• Perata tegangan menarik strip baja berlapis logam sambil melewati serangkaian rol untuk menghasilkan kerataan yang superior.
• Strip baja berlapis logam yang tidak ditujukan untuk garis pelapis warna menerima perlakuan kimia yang memberikan perlindungan sementara terhadap kerusakan lapisan. Perawatan permukaan ini dilakukan dengan penyemprotan atau pencelupan konvensional dan selanjutnya diperas atau dengan aplikasi langsung dengan roll coater. Perawatan pasca baik pasif permukaan atau lapisan organik tipis. Mereka mungkin diterapkan di bagian keluar dalam beberapa kasus.
• Strip baja berlapis memasuki akumulator keluar, menunggu untuk digulung lagi.
• Strip baja berlapis digulung kembali ke gulungan tegangan dan dikirim untuk pelapisan warna atau pengemasan.?

Diagram skematik khas garis pelapisan logam yang menunjukkan peralatan utama ada di Gambar 2.

Gbr 2 Diagram skematik tipikal garis pelapisan logam yang menunjukkan peralatan utama

  Aplikasi

Penggunaan berbagai baja berlapis logam telah menjadi bagian integral dari kehidupan sehari-hari masyarakat. Baja ini digunakan untuk melindungi, melindungi, mengemas, dan untuk transportasi serta pada saat yang sama memenuhi permintaan akan material yang kokoh, tahan lama, dan estetis.

Dalam bangunan dan konstruksi, baja berlapis logam telah digunakan untuk pembuatan profil, cladding dan atap selama bertahun-tahun, tetapi juga digunakan untuk aplikasi seperti pintu, tangga, dan langit-langit dll.

Produk baja berlapis logam memiliki jangkauan aplikasi yang sangat luas di industri umum. Contohnya adalah furnitur, AC, saluran, tangki, dan pelindung termal, dll.

Sektor peralatan rumah tangga juga merupakan pengguna besar baja lapis logam. Bahkan ada kecenderungan saat ini untuk membuat peralatan rumah tangga yang seluruhnya terbuat dari baja berlapis logam, baik barang putih (kulkas, mesin cuci, dan oven, dll.) maupun barang berwarna cokelat (telektronik, video, dan hi-fi, dll.).