شماره های تماس

عملیات گالوانیزه کردن چگونه است؟

عملیات گالوانیزه کردن چگونه است؟

۱۳۹۸/۰۹/۰۳ - ۱۷:۳۰

آبکاری گالوانیزه سرد و گرم چیست؟

آبکاری گالوانیزه سرد و گرم گالوانیزه کردن یا گالوانیزاسیون به عملیاتی گفته می شود که طی آن فلز روی به عنوان پوششی محافظ، بر روی فلز زیرین که عمدتاً آهن و فولاد است، قرار می گیرد. آهن و فولاد، مواد جدایی ناپذیر از تکنولوژی و پیشرفت صنایع در زندگی مدرن این دوران هستند و تنها خطری که آن ها را تهدید می کند، خطر خوردگی، زنگ زدگی و اکسید شدن است. برای مقابله با این خطرات، فلزات را گالوانیزه می کنند. برای گالوانیزه کردن فلزات از دو روش کلی گالوانیزه گرم و گالوانیزه سرد (الکترولیز) استفاده می شود. لایه گالوانیزه از فلز در برابر خوردگی و زنگ زدگی محافظت می کند.

گالوانیزه کردن (Galvanization) و به خصوص گالوانیزه گرم قدیمی ترین و مهم ترین روش ایجاد پوشش روی است. سالانه بالغ بر ۲ میلیون تن روی بدین روش استفاده می شود، تا بر روی حدوداً ۴۰ میلیون تن فولاد پوشش داده شود. تمامی انواع فولادهای معمولی و چدن ها را می توان بدین روش پوشش داد، اما نوع پوشش ایجاد شده به عناصر آلیاژی بستگی دارد. نزدیک به نیمی از فولاد تولید شده در دنیا به صورت ورق و یک چهارم به صورت قطعات ساخته شده و بقیه به صورت لوله یا سیم است. گالوانیزه هر یک از چهار نوع محصول، صنعت جداگانه ای را تشکیل داده است. به لحاظ متالورژیکی فرآیند های گالوانیزه کردن قطعات ساخته شده و لوله ها، مشابه یکدیگر است. اما در فرآیند مورد استفاده برای ورق ها، مقدار کمی مواد افزودنی به روی اضافه می شود تا پوشش حاصل دارای مقدار کمتری آلیاژ روی – آهن باشد و در نتیجه بسیار انعطاف پذیر بشود.
 

گالوانیزه

تمیز کاری سطح برای گالوانیزه کردن

روغن ها، چربی ها و صابون هایی که در حین عملیات ماشین کاری یا شکل دادن روی سطح فلز چسبیده اند را باید با یک یا چند روش مانند چربی زدایی با بخار، تمیزکاری با حلال ها یا امولسیون ها و هم چنین محلول های چربی گیری از بین برد. پس از مرحله چربی گیری، برای از بین بردن رسوبات و اکسیدهای سطحی، قطعات وارد مرحله اسید شویی می شوند، بدین منظور از محلول های آبی اسید سولفوریک با اسید کلریدریک استفاده می شود. غلظت اسید کلریدریک مصرفی حدود ۱۰-۱۵ درصد است ولی دمای آن بین ۶۰ تا ۸۰ درجه سانتی گراد است. برای کوتاه کردن زمان اسید شویی می توان از روش الکتریکی استفاده کرد. در این صورت در حمام اسید سولفوریک از آندهای سربی به همراه ولتاژ کم و چگالی جریان زیاد استفاده می شود. استفاده از این روش علاوه بر آنکه زمان عمل را ۱۰-۲۰ درصد کاهش می دهد، میزان مصرف اسید سولفوریک را نیز کاهش می دهد.

چگونگی انجام عمل گالوانیزه

با فرو بردن قطعه فولادی یا آهنی تمیز درون مذاب روی، ابتدا روی در اطراف قطعه منجمد می شود، آنگاه با گرم شدن قطعه کار بر اثر انتقال حرارت مذاب به آن، این روی منجمد، مجدداً ذوب شده و بر اثر واکنش روی مذاب با سطح قطعه، آلیاژهایی از آهن و روی در سطح قطعه ایجاد می شوند و با خروج قطعه از داخل مذاب، مقداری از روی مذاب که به آن چسبیده از حمام خارج شده و یک لایه تقریباً خالص روی را در سطح خارجی پوشش ایجاد می کند.

در دمای معمولی حمام گالوانیزه، واکنش بین آهن و روی نسبت به زمان به صورت سهموی است یعنی سرعت انجام واکنش ابتدا سریع است، ولی با گذشت زمان به صورت سهموی است یعنی سرعت انجام واکنش ابتدا سریع است، ولی با گذشت زمان این سرعت کاهش می یابد و اگر قطعه مدت طولانی تری درون مذاب قرار گیرد، ضخامت پوشش افزایش زیادی نخواهد یافت. در دامنه حرارتی ۴۸۰-۵۲۰ درجه سانتی گراد و یا در مورد برخی فولادهای ویژه (خصوصا فولادهای پرسیلیس) در دمای نرمال گالوانیزه (۴۵۰-۴۶۰ درجه سانتی گراد) واکنش بین آهن و روی نسبت به زمان به صورت خطی می باشد، یعنی ضخامت لایه های آلیاژی با افزایش زمان غوطه وری درون مذاب، افزایش می یابد و واکنش ها تقریبا با همان سرعت اولیه ادامه می یابند. در این حالت کنترل پوشش مشکل تر است.

عمل گالوانیزه کردن در دمای ۵۳۰ تا ۵۶۰ نیز مرسوم است که در این حالت پوشش نازکی کاملا آلیاژی به رنگ خاکستری فلزی ایجاد می شود. کاربرد این دما، بشتر برای قطعات کار شده، مرسوم است. یکی از نکات بسیار مهم در عمل گالوانیزه، افزایش مینیمم وزن پوشش، با افزایش ضخامت قطعه فولادی است. این امر ناشی از تأثیرات زمان گرم شدن قطعه است.
 

گالوانیزه کردن

دسته بندی فرایند پوشش دهی ورق گالوانیزه در صنعت

این فرایند را در چند روش مختلف می توان دسته بندی نمود. این روش های عبارتند از:

  • سرد
  • غوطه وری داغ
  • پوشش دهی مکانیکی
  • اسپری نمودن روی (متالایزینگ)
  • رنگ کردن با خاک فلز روی

در روش تولید ورق گالوانیزه سرد از طریق الکترولیز نمک های روی در داخل یک محلول آبی، هر قطعه ای از قبیل ورق های کویل شده یا کویل نشده پوشش داده می شوند. اصل این روش با استفاده از الکترولیت اسیدی نیز انجام می شود. در این روش ضخامت پوشش لایه روی ایجاد شده کمتر از ضخامت لایه روی در حالت غوطه وری گرم بوده و معمولاً در مصارف خانگی استفاده می شود.

در روش غوطه وری ورق گالوانیزه گرم عملیات پوشش دهی از طریق عبور دادن مداوم ورق، سیم، لوله و یا هر مقطع دیگر از داخل حمام مذابی که ترکیبی از روی، منگنز، قلع، نیکل، مس و آلومینیوم و فسفر بوده است اتفاق می افتد. در این پروسه با دمش هوا می توان ضخامت لایه روی را کنترل نمود. این روش خود نیز به دو نوع تقسیم می شود که شامل غوطه وری مداوم و غیر مداوم می باشد. در روش غیر مداوم ورق های بریده شده شده را داخل حمام قرار می دهند ولی در روش مداوم، کویل های پیوسته در یک خط ممتد مورد پوشش دهی قرار می گیرند.

پوشش دهی مکانیکی برای پوشش دهی قطعات ریز با اندازه ۳۰۰-۲۰۰ میلی متر و وزن کمتر از ۵۰ کیلوگرم استفاده می شود. عملیات پوشش دهی ورق گالوانیزه با این روش از طریق غوطه ور نمودن این قطعات در ترکیبی از پودر روی و ذرات شیشه انجام پذیر است. به این طریق که بعد از آماده سازی قطعات آن ها را از طریق پاشش مس پوشانده سپس در داخل یک بشکه جایگذاری کرده و بشکه را با ترکیب شیمیایی گفته شده پر نموده و آن را زیر و رو می کنند تا ذرات روی بتوانند بر روی قطعه بنشینند.

در روش اسپری روی، ابتدا روی را به صورت پودر به داخل یک تفنگ تغذیه نموده و سپس حرارت داده می شود تا پودر روی ذوب شده و سپس روی مذاب به روی قطعات مورد نیاز نشانده شود. به منظور پاشش روی مذاب، از هوای کمپرس شده و یا گازهای حاصل از احتراق برای تامین سرعت مناسب در پاشش استفاده می شود.

در روش رنگ کردن با روی، ابتدا سطح مورد نظر با سنگ ساییده شده، سپس لایه رنگ روی به روش پاشش و یا از طریق فرچه رنگ، روی سطح را می پوشاند. لایه فیلم تشکیل شده دارای ۹۵-۹۲ درصد روی در این روش خواهد بود.

آبکاری گالوانیزه گرم چیست؟

گالوانیزه گرم یکی از قدیمی ترین روش های گالوانیزه کردن فلزات است که از حدود ۱۵۰ سال پیش تاکنون استفاده می شده است. در این روش قطعه فلزی مورد نظر را وارد محیطی حاوی روی مذاب با دمای ۴۶۰ درجه سانتی گراد می کنند تا قطعه کاملا در روی مذاب غوطه ور شود. پس از آن قطعه را از وان روی خارج می کنند، آنگاه لایه روی، با اکسیژن و کربن واکنش انجام داده و تبدیل به لایه ای مقاوم در برابر خوردگی و زنگ زدگی می شود.همچنین پس از انجام گالوانیزه گرم، بین فولاد و روی مذاب نیز واکنش شیمیایی انجام شده و چندین لایه مرکب از آهن و روی، تشکیل می شود که از فلز پایه در برابر خوردگی و سایش و زنگ زدگی محافت می کند.

ضخامت لایه گالوانیزه در این روش بین ۱۰۰ تا ۱۳۰ میکرون است. ظاهر لایه روی در روش گالوانیزه گرم، مات و کدر و به رنگ توسی است و سطح یک نواخت و صافی ندارد.

آبکاری گالوانیزه سرد چیست؟

برای اینکه با آموزش آبکاری گالوانیزه سرد آشنا شویم باید بگوییم که در روش گالوانیزه سرد (الکترولیز) نمک روی را داخل محلول آبی یا اسیدی (الکترولیت) ریخته و به قطعه مورد نظر اسپری می کنند. ضخامت لایه گالوانیزه در این روش در حدود ۲۵ میکرون است. ظاهر لایه روی یا زینک در روش گالوانیزه سرد، براق و یکنواختاست.
 

گالوانیزه کردن

تفاوت گالونیزه گرم و سرد

  • قطعاتی که به روش گرم، پوشش داده می شوند، بیشتر برای استفاده در محیط باز و فضای خارجی مناسب هستند، بنابراین مقاومت فلزاتی که با روش گرم گالوانیزه شده اند، بسیار بیشتر از فلزاتی با روکش به روش سرد است.
  • ضخامت لایه روی در روش گرم بیشتر و حدود ۱۰۰ تا ۱۳۰ میکرون است. در حالی که در روش سرد ضخامت لایه روی کمتر از ۲۵ میکرون است.
  • پوشش روی در فلزات دارای لایه گرم ظاهری مات و کدر و در فلزات دارای پوشش سرد ظاهری براق و درخشان دارند.
  • با توجه به اینکه ضخامت لایه روی در سرد کمتر از گرم می باشد، درصورت بروز خراش بر روی سطح آن دچار زنگ زدگی و از بین رفتن لایه محافظ می شود.

کاربردهای گالوانیزه کردن

از روش سرد بیشتر برای پوشش دهی فلزاتی که مصارف بهداشتی دارند یا ورق و لوله هایی با ضخامت کم و قطعات فلزی ریز استفاده می شود. همچنین در صنایع ساخت خودرو، پیچ و مهره، قطعه سازی و کابینت سازی نیز کاربرد دارد.

از روش گرم بیشتر برای پوشش دهی قطعات مورد استفاده در فضای باز به کار می رود. مثلا دکل های مخابراتی، گارد ریل جاده ها، دکل های فشار قوی برق، لوله های آب با ضخامت بالا و تیر های برق با این روش پوشش دهی می شوند تا در مقابل خوردگی و زنگ زدگی مقاوم باشند.

ضخامت لایه ایجاد شده در این روش بین ۱۰۰ تا ۱۳۰ میکرون است. ظاهر لایه روی در روش گرم، مات و کدر و به رنگ توسی است و سطح یک نواخت و صافی ندارد.

نکته مهمی که باید به آن اشاره کرد؛ برای اینکه روی کاملا به سطح فلز بچسبد و لایه ای محافظ تشکیل دهد، لازم است که سطح فلز کاملا تمیز و عاری از هرگونه آلودگی و ناخالصی و زنگ زدگی باشد. بنابراین قبل از عملیات گالوانیزاسیون، فلزات را به روش اسید شویی، در محلولی اسیدی مانند اسید سولفوریک یا اسید کلریدریک به همراه ایجاد لرزش و حرکت غوطه ور می کنند تا هر گونه اضافات و آلودگی از سطح آن ها پاک شود. سپس عملیات گالوانیزه گرم یا سرد را آغاز می کنند البته باید در نظر داشت که ورق هایی که در بازار به ورق گالوانیزه شهرت دارند هم با روشی تقریباً مشابه آبکاری گرم تولید می شوند.

تهیه شده در گروه تولید محتوای فولاد ۲۴

مجموعه: 
دانشنامه
ادامه مطلب...

Submit world_metals

CAPTCHA
This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.‎
۳ + ۱ =