فلزات نقش به سزایی در صنایع مختلف از قبیل ساختمان سازی، خودروسازی، کشتی سازی و … دارند. به همین دلیل در صنایع مختلف باید از فلزات مناسبی که دارای ماندگاری بالایی هستند، استفاده شود. دانشمندان از سال ها پیش سعی کردند، از واکنش میان فلزات مختلف و فلز روی استفاده کنند و دوام فلزات را بالا ببرند. که امروزه به آن گالوانیزاسیون می گویند. در ادامه به بررسی کامل انواع این روش های گالوانیزاسیون خواهیم پرداخت.
تعریف گالوانیزه و هدف از گالوانیزاسیون
برای گالوانیزه کردن فلزات از روش های سرد و گرم زیادی استفاده می شود، که هر کدام دارای معایب و مزایایی هستند و می توانند برای برخی از فلزات مختلف که دارای اشکال منظم و نامنظم هستند، موثرتر باشند.
ما در اینجا به روش های گالوانیزاسیون مختلفی که توسط حرارت و واکنش میان فلز روی و دیگر فلزات انجام می شود، می پردازیم. زیرا این روش ها دارای ویژگی های مثبت بیشتری می باشند.
به طور کلی استفاده از روش های گالوانیزه کردن فلزات که توسط حرارت انجام می شود، دارای سه مزیت اصلی می باشد، ابتدا اینکه گالوانیزه کردن فلزات با استفاده از این روش ها با سرعت بالایی انجام می شود.
استفاده از روش های گالوانیزاسیون حرارتی برای تمامی فلزات با شکل های مختلف امکان پذیر می باشد و از نظر مالی نیز مقرون به صرفه تر می باشد.
گالوانیزه چیست؟
گالوانیزه کردن فلزات یعنی پوشاندن آنها با لایه ای از فلز روی و استفاده از واکنش میان آنها با یکدیگر.
گالوانیزه کردن فلزات می تواند آنها را در مقابل خوردگی و انواع خراشیدگی ها مقاوم تر کند.
هدف از گالوانیزه کردن فلزات چیست؟
وقتی فلزات مختلف با استفاده از فلز روی پوشانده می شوند، دارای عمر و ماندگاری بالاتری می شوند و می توان نسبت به عدم زنگ زدگی آنها در مقابل رطوبت، باران های اسیدی و اکسیژن اطمینان بیشتری داشت.
با استفاده از روش های گالوانیزاسیون می توان هزینه های تعمیر و تعویض فلزات را به مقدار خیلی زیادی کاهش داد.
همچنین با گالوانیزه کردن فلزات می توان از فلزات در برابر آسیب های مکانیکی نیز محافظت کرد و نواحی کوچک و ریز فلزات مختلف را در مقابل خوردگی ها در امان نگه داشت.
گفتنی است که فلزات گالوانیزه شده در برابر بتن، قلع و یا آلومینیوم از مقاومت نسبتا خوبی برخوردار هستند. اما در برابر سیمان، باران های اسیدی و گچ از مقاومت ضعیف تری برخوردار می باشند و زودتر آسیب می بینند.
روش های مختلف گالوانیزاسیون فلزات
فرآیند گالوانیزاسیون ورق های فلزی در کشورهای مختلف انجام می شود. این فرآیند را می توان با استفاده از روش های مختلفی انجام داد. به همین دلیل هر کارخانه ای با توجه به شرایط و امکانات خود یکی از این روش ها را بر می گزیند.
قابل ذکر است که میزان مقاومت فلزات گالوانیزه شده در مقابل عواملی که سبب خوردگی آنها می شوند به انتخاب هر کدام از روش های گالوانیزاسیون نیز بستگی دارد.
یکی دیگر از مواردی که می تواند تاثیر خوبی بر ماندگاری فلزات گالوانیزه شده بگذارد، میزان ضخامت روی بر فلزات پوشش داده شده می باشد.
ما در این مقاله به معرفی برخی از روش های مهم گالوانیزه کردن فلزات و نکات مثبت آنها می پردازیم.
روش آبکاری گالوانیزه گرم
برای شروع هر کدام از روش های گالوانیزاسیون باید ابتدا فلزات را با استفاده از مواد مختلف تمیز کرد و سطح آنها را یکدست کرد.
در این روش نیز بعد از گذراندن مراحل تمیز کاری فلزات، باید آنها را درون استخرهایی از روی های مذاب شده قرار داد.
در حین انجام این عمل مقداری از فلز روی موجود در استخر منجمد می شود. اما می توان دوباره با افزایش حرارت، فلز روی منجمد شده را مذاب کرد تا ادامه روند گالوانیزاسیون انجام پذیرد.
در این روش محلول روی با قطعات فلزی واکنش نشان می دهد و تمامی سطوح فلزی را در بر می گیرد.
گفتنی است که زمان نگهداری فلز در محلول روی و میزان حرارت آن می تواند بر کیفیت گالوانیزه کردن فلز تاثیرگذار باشد.
روش پیش گالوانیزه کردن
در ادامه تشریح روش های گالوانیزاسیون به روش پیش گالوانیزه کردن می رسیم.
این روش بسیار شبیه روش غوطه وری فلزات در استخر حامل فلز روی مذاب شده می باشد. این روش برای ورقه های فلزی که از قبل شکل آنها مشخص شده است، بسیار مناسب می باشد.
در این روش که در کارخانه های فولاد انجام می شود، ابتدا ورقه های مورد نظر را رول می کنند. البته نباید فراموش کنیم که تمیزکاری فلزات نیز قبل از رول کردن فلزات و یا در حین انجام آن نیز به خوبی صورت می پذیرد.
بعد از رول شدن فلزات، آنها را از استخرهای فلز روی مذاب شده عبور می دهند تا به خوبی سطح آنها با فلز روی پوشش داده شود.
بعد از گذراندن این مراحل، رول های گالوانیزه شدن باز می شوند و ورقه های فلزی به حالت اولیه خود باز می گردند و می توان از آنها در صنایع مختلف استفاده کرد.
گفتنی است که استفاده از این روش می تواند پوشش یکنواختی از فلز روی را در ورقه های فولادی ایجاد کند.
اما برخی از سطوح فلزات نیز ممکن است، بدون پوشش مانده باشند و یا در هنگام قطعه کردن آنها پوششی از فلز روی بر روی فلزات دیده نشوند.
روش الکتروگالوانیزه
الکتروگالوانیزه یکی دیگر از روش های گالوانیزاسیون می باشد که دارای محاسن زیادی است.
در این روش نیز بعد از گذراندن مراحل تمیز کاری فلزات، باید گالوانیزه کردن فلزات را آغاز کرد.
در این روش از یک محلول الکترولیت مانند سیانید برای پوشاندن فلزات مختلف با استفاده از فلز روی بهره گرفته می شود. به همین خاطر، دیگر نیازی به حوضچه و یا استخری از روی مذاب شده وجود ندارد.
در ادامه محلول سیانید و یا سولفات روی با فلزات مختلف واکنش نشان می دهند و کم کم روی تمامی سطوح ورقه های فلزی را می پوشانند.
یکی از محاسن این روش، این مورد می باشد که می توان ضخامت و مقدار پوشش فلز روی را بر روی فلزات مختلف کنترل کرد.
در صورتی که در روش های دیگر به خصوص گالوانیزه گرم این امکان وجود ندارد و نمی توان میزان ضخامت فلز روی که سطوح فلزات را پوشش داده است، کنترل کرد.
قابل ذکر است که عیب این روش در این مورد می باشد که ضخامت پوشش روی استفاده شده بر روی فلزات مختلف بسیار نازک است. به همین دلیل فلزاتی که با استفاده از این روش گالوانیزه شده اند، زودتر آسیب می بینند.
روش sherardizing
این روش نیز یکی از روش های متداول برای گالوانیزه کردن فلزات از جمله قطعات کوچک فلزی می باشد. در این روش نیز مانند دیگر روش های گالوانیزاسیون ابتدا فلزات با استفاده از مواد مختلف تمیز می شوند و هر گونه زنگ زدگی از روی آنها پاک می شوند.
در ادامه ورقه های فلزی را در محفظه هایی که هیچگونه اکسیژنی در آن وجود ندارد، قرار می دهند و سپس روی فلزات مختلف را با استفاده از پودر روی می پوشانند.
در مرحله بعد ورقه های فلزی را که با پودر روی پوشانده شده اند، حرارت می دهند تا یک لایه نازک از فلز روی، بر روی این ورقه های فلزی قرار گیرند و به خوبی به فلزات بچسبند.
روش اسپری کردن روی یا متالایزینگ
در ادامه مطلب روش های گالوانیزاسیون، در مرحله ابتدایی باید فلزاتی که قصد گالوانیزه کردن آنها را داریم، به خوبی تمیزکاری کنیم و هر گونه زنگ زدگی را از آنها پاک کنیم.
در مرحله بعد باید ورقه های فلزی را کمی گرم کنیم تا در هنگام اسپری کردن فلز روی به خوبی روی آنها بچسبد. در این روش تمامی سطح ورقه های فلزی با استفاده از فلز روی پوشانده می شود.
در بعضی از موارد نیز روی مذاب شده در اسپری ها قرار می گیرند و دیگر نیازی به حرارت دادن دوباره ورقه های فولادی در پایان کار و یا حرارت دهی آنها در ابتدای کار وجود ندارد.
در این روش ورقه های فلزی کمتر پوسته پوسته می شوند. اما ممکن است ضخامت فلز روی استفاده شده بر روی ورقه های فلزی مناسب نباشد و این ورقه ها از مقاومت کمتری در برابر اکسیژن و رطوبت برخوردار باشند و زودتر آسیب ببینند.
روش غوطه وری داخل مذاب روی
یکی از روش های گالوانیزاسیون که در بسیاری از نقاط جهان برای افزایش مقاومت فلزات استفاده می شود، غوطه ور کردن ورقه های فلزی در فلز روی مذاب شده می باشد.
در این روش ابتدا سطح فلزات به خوبی توسط روش های مکانیکی و یا شیمیایی تمیز و مسطح می شوند تا بتوان آنها را در فلز روی مذاب شده غوطه ور کرد.
بعد از غوطه ور کردن فلزات در استخرهای روی مذاب شده، باید آنها را از استخر بیرون کشید تا روی های مذاب اضافی از ورقه های فلزی جدا شوند و سطح ورقه های فلزی یک دست شوند.
در مرحله پایانی این روش نیز باید فلز گالوانیزه شده را خنک کرد تا روی به خوبی به آن بچسبد.
در این روش یک لایه شکننده و ضخیم بر روی صفحات فلزی قرار می گیرد. گفتنی است در این روش باید از پوسته پوسته شدن ورق های گالوانیزه شده جلوگیری کرد.
قابل ذکر است که از لحاظ اقتصادی استفاده از این روش در بین انواع روش های گالوانیزاسیون مقرون به صرفه تر می باشد.
البته نباید از این موضوع نیز بگذریم که استفاده از این روش برای ورقه های فلزی که دارای شکل های نامنظم می باشند، مناسب است، زیرا می تواند به خوبی تمامی سطوح آنها را تحت پوشش قرار دهد.
قبل از شروع فرآیند گالوانیزاسیون، فلزات با چه موادی تمیز می شوند؟
با توجه به تمام مطالب گفته شده، می توان گفت که قبل از استفاده از هر کدام از روش های گالوانیزاسیون سرد و گرم باید ابتدا سطح فلزات را با استفاده از مواد خاصی تمیز کرد تا به خوبی بتوان سطح آنها را با فلز روی پوشاند.
در هنگام تولید انواع فلزات مقادیر زیادی چربی، روغن و همچنین گرده های ماشین آلات بر روی آنها قرار می گیرند. به همین دلیل باید این آلودگی ها را قبل از گالوانیزه کردن فلزات با استفاده از محلول های چربی از روی آنها پاک کرد.
در اینجا برای برداشتن رسوب های ایجاد شده، باید سطح فلزات را با محلول های اسیدی و قلیایی ملایم رسوب زدایی کرد. محلول های اسیدی استفاده شده در این مرحله اسید سولفوریک و همچنین اسید کلریدریک می باشند.
قابل ذکر است که باید غلظت و حرارت اسیدهایی که برای تمیز کردن فلزات استفاده می شوند در حد معینی باشند تا سبب خوردگی فلزات نشوند.
