گالوانیزه گالوانیکی فلز: فناوری، تجهیزات

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-02 13:53

گالوانیزه کردن یک روش موثر و ارزان است و بنابراین یک روش متداول برای محافظت از فلزات آهنی در برابر خوردگی است. بیشتر اوقات از آن در تولید سخت افزار و اتصال دهنده ها و همچنین مش فولادی استفاده می شود.

روش های پوشش روی

گالوانیزه ضد خوردگی به روش های مختلفی انجام می شود و طول عمر پوشش به ضخامت لایه محافظ بستگی دارد.

روش پوشش بستگی به خواص مورد نیاز آن، اندازه محصول، شرایط کار بیشتر آن دارد.

ساده ترین و از نظر فناوری پیشرفته ترین، اما مقاومت کافی در برابر تنش مکانیکی لایه محافظ، گالوانیزه سرد با استفاده از پرایمرهایی است که حاوی مقادیر زیادی پودر روی بسیار پراکنده است.

از نظر حجم تولید گالوانیزه، گالوانیزه گرم رتبه دوم را به خود اختصاص داده است. پوشش به دست آمده از این روش با کیفیت و بادوام است، اما از نظر زیست محیطی ناایمن است، زیرا از مذاب روی استفاده می شود و مقدار زیادی الکتریسیته برای حفظ دمای آن کمی کمتر از 500 درجه سانتی گراد، روش های شیمیایی آماده سازی سطح مورد نیاز است.

بسیار شبیه به گالوانیزه گرم بیشتر استروش فن آوری، اما کمتر سازنده برای رسوب انتشار حرارتی یک لایه محافظ. زمانی استفاده می شود که ضخامت و ظاهر پوشش مورد نیاز باشد.

یکی دیگر از روش های گالوانیزه، پاشش حرارتی گازی است که برای محافظت از محصولات و سازه هایی با اندازه بزرگ که به سادگی نمی توان در حمام قرار داد استفاده می شود.

گالوانیزه گالوانیزه فاقد بسیاری از معایب سایر روش های پوشش است و جنبه های مثبت خود را دارد.

مزایای روکش روی

آبکاری روی با الکترولیز رایج ترین روش است.

مزیت اصلی که به دلیل استفاده از گالوانیزه گالوانیکی فلز، محافظت از سطح بالای مواد در برابر خوردگی است. یک لایه نازک روی طول عمر محصولات را چندین برابر افزایش می دهد و در نتیجه هزینه نگهداری و جایگزینی آنها را کاهش می دهد.

روکش یکدست و بدون رگه و ریزش بوده و شکل و اندازه محصول حفظ می شود. می‌توانید آن را روی اشیایی با هر شکل، حتی پیچیده‌ترین شکل، اعمال کنید.

پوشش های تزئینی صاف و براق در بیشتر موارد نیازی به پردازش اضافی ندارند.

علاوه بر این، فرآیند پوشش روی خود به هزینه کمی نیاز دارد و واحدهای گالوانیزه بسیار پربازده هستند.

معایب روکش روی

روش اعمال پوشش محافظ با الکترولیز بدون اشکال نیست.

عیب اصلی این استچسبندگی کم روی به فلز که به همین دلیل سطح محصول باید به دقت تمیز شود.

نکته منفی نیز تشکیل زباله های سمی در طول فرآیند پوشش است که نیاز به تمیز کردن جدی دارد.

عدم رعایت رژیم ها می تواند منجر به پر شدن فلز پایه هیدروژنی شود که منجر به شکنندگی خود محصول و نقض کیفیت پوشش می شود.

اصل عملیات

گالوانیزه بر اساس اصل اثر محافظتی است که با تفاوت پتانسیل های الکتروشیمیایی روی و آهن تعیین می شود. از آنجایی که روی پتانسیل الکتروشیمیایی کمتری دارد، پوشش آن محافظی فداکارانه برای فلزات آهنی است. یعنی در یک محیط مرطوب، این اوست که دچار خوردگی الکتروشیمیایی می شود.

هنگامی که آهن اکسید می شود، اکسیدهایی تشکیل می شود که حجم آنها بیشتر از فلز اصلی است. لایه اکسید شل می شود و اکسیژن را به فلزی که هنوز اکسید نشده می رساند. و روی روی، در طی اکسیداسیون، فیلم نازک و متراکم تشکیل می‌شود، اکسیژن به عمق فلز نمی‌رود و نه تنها از پوشش، بلکه از فلز پایه زیر آن نیز محافظت می‌کند.

انواع روکش روی

گالوانیزه گالوانیکی یک فناوری الکترولیز است، یعنی فرآیندهای ردوکس الکتروشیمیایی در یک الکترولیت تحت اثر جریان الکتریکی مستقیم.

بر اساس ترکیب الکترولیت، آبکاری روی به سه نوع اسیدی، سیانیدی و قلیایی تقسیم می شود.

متداول ترین روش پوشش روی در حالت کمی اسیدی استالکترولیت ها، به ویژه برای قطعات چدنی و فولادی با پیکربندی پیچیده. محصولات ساخته شده از فولادهای کربنی و آلیاژی با این نوع گالوانیزه کمتر در معرض بروز شکنندگی هیدروژنی هستند و ظاهر بسیار عالی و با جلوه تزیینی فوق العاده در طیف گسترده ای از رنگ ها.

حفاظت اضافی گالوانیزه

اثر محافظتی پوشش‌های روی به ضخامت آن که در صورت آبکاری فقط 5 میکرون است و ماهیت الکترولیت بستگی دارد.

در برخی موارد، خواص محافظتی پوشش‌های روی با غیرفعال کردن، فسفاته کردن یا رنگ‌آمیزی افزایش می‌یابد.

غیرفعال سازی (کروماسیون) - عملیات شیمیایی محصولات در محلول ها با اسید کرومیک یا نمک های آن که در نتیجه لایه های کرومات روی سطح تشکیل می شود. این فرآیند نه به اندازه خواص تزئینی باعث افزایش خواص محافظتی می شود، زیرا در نتیجه براقیت پوشش افزایش می یابد و می توان آن را در رنگ های مختلف رنگ آمیزی کرد.

هنگام فسفاته کردن (تصفیه در نمک های اسید فسفریک) محصولات گالوانیزه، یک لایه فسفات روی سطح تشکیل می شود. پس از فسفاته کردن، هنوز هم می توان رنگ را اعمال کرد.

مراحل روکش روی

در تولید، گالوانیزه شامل چندین فرآیند تکنولوژیکی است که هر یک از آنها با شستشو با آب در حمام جاری یا روش شستشو با برس تکمیل می شود.

ابتدا، محصولات به طور کامل از زنگ زدگی، رسوب، گریس فرآیند، باقی مانده های مایع خنک کننده تمیز می شوند.مایعات یا رنگ ها و چربی زدایی شده در محلول های قلیایی. سپس چربی زدایی الکترولیتی انجام می شود.

بعد از آن در محلول آبی اسید کلریدریک ترشی می شوند که در نهایت سطح بدون ایجاد مزاحمت در لایه سطحی تمیز می شود و قبل از اعمال پوشش روی، سر آن را جدا می کنند - فعال می شود. تنها در این صورت است که گالوانیزه واقعی است.

پس از آن، در صورت لزوم، محصولات شفاف شده و از لایه اکسیدی در محلول آبی اسید نیتریک پاک می شوند، سپس فسفاته، غیرفعال و خشک می شوند.

هنگام گالوانیزه کردن محصولات مختلف، ممکن است عملیات اضافی انجام شود. به عنوان مثال، یک نوار قبل از گالوانیزه باز می شود، انتهای آن جوش داده می شود، صاف می شود و بعد از آن روغن کاری می شود و پیچ می شود.

تجهیزات برای آبکاری روی

خط گالوانیزه دنباله خاصی از شستشو و حمام های تکنولوژیکی است که در آن یک پوشش روی تک یا چند لایه با خواص کاربردی مورد نیاز ایجاد می شود.

مطابق با حجم تولید از تجهیزاتی با درجات مکانیزاسیون متفاوت استفاده می شود. در شرکت های بزرگ، خطوط مکانیزه با کنترل خودکار نصب می شود. خطوطی با کنترل دستی جزئی یا کامل و همچنین خطوط کوچک وجود دارد.

خط گالوانیزه از چیزی بیش از حمام تشکیل شده است. این شامل سیستم های حمل و نقل با طرح های مختلف، تجهیزات برای تصفیه فاضلاب،تجهیزات کمکی، که شامل دستگاه‌های گالوانیزه، عناصر گرمایش، مبدل‌های حرارتی، میله‌های کاتد و آند می‌شود.

تجهیزات اضافی شامل سیستم‌های تهویه، اتاق‌ها و کابینت‌های خشک‌کن، تجهیزات تبرید، واحدهای فیلتر، تجهیزات تولید نیمه‌آب، پمپ‌ها است.

الکترولیت برای آبکاری روی

برای گالوانیزه گالوانیکی بسته به هدف محصول از الکترولیت ها استفاده می شود که به دو گروه اصلی تقسیم می شوند.

الکترولیت هایی که روی در آنها به شکل یون های هیدراته ساده است، اسیدی ساده نامیده می شوند. اینها محلولهای هیدروبوریک، سولفات و کلرید هستند.

الکترولیت های اسیدی و قلیایی کمپلکس حاوی روی در یون های پیچیده با بار مثبت و منفی هستند. اینها آمونیاک، پیروفسفات، سیانید و محلول های دیگر هستند.

نوع الکترولیت مورد استفاده در درجه اول میزان رسوب و سپس کیفیت رسوب روی روی محصول (کاتد) را تعیین می کند.

از الکترولیت های پیچیده، روی با پراکندگی یونی بالا روی کاتد می نشیند. با افزایش چگالی جریان، بازده فلز کاهش می‌یابد و بازده هیدروژن افزایش می‌یابد.

بنابراین، آبکاری روی در الکترولیت های پیچیده با چگالی جریان کم انجام می شود و پوشش بسیار با کیفیت، ریز دانه و یکنواخت است.

در الکترولیت های ساده کمی اسیدی، گالوانیزه کردن، از جمله در خانه، با چگالی جریان بالا، با سرعت بالاتری نسبت به محلول های پیچیده انجام می شود. ظاهر محصولات خوب است، امااین پوشش کیفیت چندان بالایی ندارد و فقط برای محصولاتی با شکل نسبتاً ساده مناسب است.

آبکاری روی گالوانیزه

فرآیند فناوری گالوانیزه مستقیم در حمام با الکترولیت انجام می شود. محصولات ساخته شده از فلز آهنی به داخل آن فرو می‌روند که جریان الکتریکی (کاتد) از طریق الکترودهای مخصوص به آن وارد می‌شود و روی خالص به شکل گلوله‌ها یا صفحاتی که در بخش‌های مشبک مخصوص (آند) قرار گرفته‌اند.

در طول یک واکنش الکتروشیمیایی، تحت تأثیر یک جریان الکتریکی با چگالی 1 تا 5 A/dm، روی در الکترولیت حل می‌شود، سپس یون‌های آن روی کاتد می‌نشینند و یک گالوانیک با ضخامت 4-25 میکرون تشکیل می‌دهند. پوشش.

با استفاده از این فناوری است که بست ها (پیچ و مهره) با پوششی یکنواخت و براق به دست می آیند.

خط گالوانیزه خودکار

خط گالوانیزه مدرن یک خط کاملاً خودکار است که تمام مراحل پوشش از جمله جوشکاری و چربی زدایی با کیفیت محصولات را برای اهداف و پیکربندی های مختلف انجام می دهد.

خط اتوماتیک به طور کلی شامل مجموعه ای از حمام های آبکاری تکنولوژیکی، یکسو کننده های مدولار، یک پایه بارگیری / تخلیه، تجهیزات حمل و نقل، تجهیزات تهویه خروجی، تامین آب و دفع فاضلاب، یک قاب فلزی با یک نردبان خدماتی است.

حمام های آبکاری می توانند از فولاد ضد زنگ، فولاد با روکش پلاستیکی یا لاستیک ساخته شوند.حمام های مدرن، جوش داده شده از پلیمرهای ورق، به طور فزاینده ای جایگزین ظروف فلزی می شوند. انتخاب مواد حمام به ترکیب و غلظت الکترولیت و دمای کار بستگی دارد.

ارتباطات سیستم های آبرسانی و فاضلاب و در بیشتر موارد تهویه در زیر حمام ها قرار دارد و همچنین از پلی پروپیلن ساخته شده است.

ابعاد خط با بهره وری آن و ابعاد حمام های آبکاری تعیین می شود.

گالوانیزه گالوانیکی با تشکیل فاضلاب با غلظت بالایی از یون های فلزات سنگین اتفاق می افتد. بنابراین، آنها در ظروف ساخته شده از پلیمرهای مهندسی محافظت می شوند، فیلتر می شوند، خنثی می شوند، رسوب شیمیایی، جذب و سایر فرآیندها استفاده می شود.

روی الکترولیتی در خانه

گالوانیزه گالوانیکی که توسط دست خود فرد تولید می شود، با انتخاب مواد آغاز می شود. الکترولیت می تواند محلولی از کلرید روی و اسید هیدروکلریک در آب مقطر باشد. این به اصطلاح اسید لحیم کاری است که بیشتر در خانه استفاده می شود. صنعتگران روی را در اسید سولفوریک باتری ترشی می کنند و الکترولیت ZnSO_{4 را دریافت می کنند، اما این فرآیند خطرناک است، زیرا هیدروژن انفجاری و گرما در طی واکنش آزاد می شود. در هیچ موردی نباید بلورهای نمک حل نشده در الکترولیت رسوب کند.}

روی خالص را می توان از یک فروشگاه مواد شیمیایی یا بازار رادیو خریداری کرد یا می توان آن را از باتری های نمک یا فیوزهای شوروی تهیه کرد.

گالوانیکحمام می تواند یک ظرف شیشه ای یا پلاستیکی باشد. پایه هایی برای آند و کاتد در آن تعبیه شده است. آند یک صفحه روی است که یک "پلاس" از منبع تغذیه به آن متصل است. هرچه آند بزرگتر باشد، پوشش روی کاتد یکنواخت تر می شود، محصولی که پوشش محافظ روی آن اعمال می شود. می تواند چندین آند وجود داشته باشد، آنها را می توان در اطراف کاتد در یک فاصله قرار داد تا سطح آن به طور یکنواخت و همزمان از همه طرف با روی پوشانده شود. "منهای" منبع تغذیه به کاتد متصل است.

حتی زمانی که گالوانیزه در خانه انجام می شود، این فناوری لزوماً شامل تمیز کردن و چربی زدایی کامل قطعه و همچنین فعال شدن آن در محلول اسیدی است.

منبع برق یک باتری ماشین با یک لامپ رشته ای کم توان یا مصرف کننده دیگری در مدار است به طوری که جریان در مدار کمتر باشد یا یک منبع تغذیه با ولتاژ خروجی ثابت. نکته اصلی این است که در طول فرآیند گالوانیزه نباید جوش سریع الکترولیت وجود داشته باشد.

در واقع، گالوانیزه زمانی اتفاق می افتد که آندها و کاتد به الکترولیت پایین می آیند و مدار الکتریکی بسته می شود. هرچه این فرآیند بیشتر طول بکشد، لایه روی روی محصول ضخیم‌تر می‌شود.

به کمک گالوانیزه، پوشش محافظ روی محصولات دقیق، یکنواخت و صاف و با جلوه ای تزئینی می شود. علیرغم اینکه تصفیه فاضلاب از زباله های خطرناک برای محیط زیست مورد نیاز است، هم در صنعت و هم در خانه استفاده می شود.