گالوانیزه کردن(1)
گالوانیزه کردن (Galvanization) و به خصوص گالوانیزه گرم قدیمی ترین و مهم ترین روش ایجاد پوشش روی است. سالانه بالغ بر 2 میلیون تن روی بدین روش استفاده می شود، تا بر روی حدودا 40 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.
سطح آهن یا فولاد باید قبل از انجام فرآیند گالوانیزه گرم به خوبی تمیز شود. به طوری که آهن بتواند به راحتی با مذاب روی واکنش دهد. آماده سازی نامناسب سطح معمولا مهم ترین عامل پیدایش عیب در قطعات گالوانیزه است.
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 10-15 درصد است ولی دمای آن بین 60 تا 80 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 10-20 درصد کاهش می دهد، میزان مصرف اسید سولفوریک را نیز کاهش می دهد.
برای از بین بردن سیلیکات ها از سطح چدن های خاکستری و مالیبل از محلول اسید فلوئوریدریک استفاده می شود. بعضی از قطعات مونتاژ شده، هم قطعات ریختگی در آن ها به کار رفته و هم قطعاتی که کار مکانیکی رویشان انجام شده است. این قطعات مونتاژ شده، قبل از گالوانیزه شدن به عملیات آماده سازی اضافی نیاز دارند. تمام قطعات چدنی و فولادی ریخته شده که با فولادهای کار شده مونتاژ می شوند، بعد از مونتاژ و قبل از اسید شویی باید ساچمه زنی شوند. برای به حداقل رساندن عملیات اسید شویی، بسیاری از قطعات دیگر را نیز می توان ساچمه زنی کرد.
روانسازی عمل گالوانیزاسیون
اگرچه عملیات چربی زدایی، اسید شویی، شست و شوی با آب و سایر روش های تمیزکاری، بخش اعظم مواد آلوده کننده سطحی و رسوبات را از سطح آهن و فولاد می زدایند، اما مقادیر ناچیزی ناخالصی به صورت اکسیدها، کلریدها، سولفات ها و سولفورها در سطح باقی می مانند که اگر تمیز نشوند در فعل و انفعال ترکیب آهن با روی در حمام مذاب اخلال می کنند. در این قسمت سه روش اصلی وجود دارد که در صنایع گالوانیزه به کار می روند. روش خشک قدیمی، خشک و خیس.
در موارد خاصی مانند برخی فرآیندهای گالوانیزه مداوم یا خودکار، از این روش ها به صورت تغییر شکل یافته یا مخلوط شده استفاده می شود. در روش خشک قدیمی، قطعات را پس از اسید شویی در داخل محلول اسید کلریدریک، خشک می کنند که در نتیجه نمک های ناشی از عمل اسیدشویی روی سطح مانده و به هنگام ورود قطعه به داخل مذاب، به صورت روانساز عمل می کند.
اما در روش دیگر، پس از عمل اسیدشویی، قطعات را شسته و سپس وارد حمام روانساز می کنند و پس از آن قطعه را از روانساز خارج و در یک سیستم خشک کن، خشک می کنند (روش خشک) یا اینکه قطعات را پس از شست و شو، مستقیما به حمام مذابی که سطح آن را یک لایه روانساز مذاب پوشانده است وارد می کنند.
برای حمام روانساز از محلول کلرید آمونیم روی (ZnCl2,3Na4Cl) با غلظت 30 درصد تا دمای 80 درجه سانتی گراد استفاده می شود. یک ماده تر کننده نیز معمولا به این محلول افزوده می شود. در مورد روش تر نیز برای لایه روانساز مذاب، یا همین کلرید آمونیوم روی مصرف می شود یا اینکه از کلرید آمونیوم روی به همراه یک ماده کفی مانند گلیسیرین، پیه آب کرده یا خاک اره استفاده می شود. این مواد کفی علاوه بر ضخیم تر کردن ضخامت اولیه شناور، باعث کاهش دمای سطحی نیز می شوند که در نتیجه از تبخیر کلرید آمونیوم و دود حاصل کاسته می شود.
می توان برای بهره وری از مزایایی هر دو روش، ابتدا ماده روانساز را روی سطح قطعه اعمال کرد و سپس قطعه خیس را در داخل حمام مذابی که در سطح آن روانساز وجود دارد، فرو برد. در این حالت در عین استفاده از خاصیت روانسازی، از اکسیداسیون حمام مذاب هم جلوگیری می شود. در روش خشک، برای خشک کردن روانساز یا از سیستم حرارتی کوره یا از سیستم صفحه داغ استفاده می شود. برای گرم کردن این سیستم ها معمولا از گاز متصاعد شده از حمام گالوانیزه استفاده می شود. دمای سیستم خشک کن نباید از 150 درجه سانتی گراد بیشتر شود زیرا در غیر این صورت روانساز شروع به تجزیه شدن می کند.
ادامه دارد...
