شرح تفصيلي عن-الجلفنة بالغمس الساخن والجلفنة الكهربائية (الجلفنة الباردة)

الاسم الكامل للطلاء بالغمس الساخن- هو الطلاء بالغمس الساخن، والذي يشير إلى طريقة غمر المادة المعدنية المطلية في معادن أو سبائك سائلة أخرى ذات نقاط انصهار منخفضة للطلاء. مادة الركيزة الرئيسية للطلاء بالغمس الساخن- هي الفولاذ، لذلك يجب أن تكون نقطة انصهار المعدن في مادة الطلاء أقل بكثير من درجة انصهار الفولاذ، وإلا فإنها ستؤثر على مادة الركيزة.

مادة الطلاء
تشمل معادن الطلاء الشائعة الزنك (نقطة الانصهار 419.5 درجة)، والألمنيوم (نقطة الانصهار 658.7 درجة)، والقصدير (نقطة الانصهار 231.9 درجة)، والرصاص (نقطة الانصهار 327.4 درجة).

الجلفنة بالغمس الساخن، والمعروفة أيضًا باسم الجلفنة، هي طريقة للحصول على طلاء معدني على مكونات الفولاذ عن طريق غمرها في الزنك المنصهر.

عملية الجلفنة بالغمس الساخن-.

تتضمن هذه العملية تكوين سبيكة حديد-من الزنك بين ركيزة الحديد وطبقة الزنك النقي الخارجية. إن تكوين طبقة سبائك الزنك الحديدية - هذه على سطح مكون الفولاذ أثناء الجلفنة بالغمس الساخن - يضمن وجود رابطة قوية بين الحديد وطبقة الزنك النقي. ويمكن وصف العملية بإيجاز على النحو التالي:

عندما يتم غمر قطعة العمل الحديدية في الزنك المصهور، يتم تكوين محلول صلب من الزنك و-الحديد (الجسم-مكعب مركزي) لأول مرة عند الواجهة. هذه بلورة تتكون من انحلال ذرات الزنك في الحالة الصلبة للحديد المعدني الأساسي؛ تندمج ذرتا المعدن معًا، وتكون قوة التجاذب بين الذرات صغيرة نسبيًا.

لذلك، عندما يصل الزنك إلى التشبع في المحلول الصلب، فإن ذرات العنصرين، الزنك والحديد، تنتشر في بعضها البعض. تهاجر ذرات الزنك التي تنتشر في الركيزة الحديدية في الشبكة الأساسية، وتشكل تدريجيًا سبيكة مع الحديد.

يشكل الحديد الذي ينتشر في الزنك المنصهر مركبًا بين المعادن FeZn13 مع الزنك، والذي يترسب في قاع وعاء الجلفنة بالغمس الساخن، مكونًا خبث الزنك.

عندما تتم إزالة مكون الصلب من الزنك المنصهر، يتم تشكيل طبقة الزنك النقي على السطح. هذه الطبقة عبارة عن بلورة سداسية لا يزيد محتوى الحديد فيها عن 0.003٪.

العملية الفعلية لجلفنة سطح الأنابيب الفولاذية (مع أخذ الأنابيب الفولاذية كمثال)

Solid iron dissolves ->Iron combines with zinc to form an iron zinc alloy compound, producing an iron zinc alloy layer ->الجانب الخارجي لطبقة سبائك الزنك الحديدي متصل بطبقة الزنك النقي. بعد التبريد، تتبلور طبقة الزنك النقي وتتصل بالركيزة الفولاذية على الجانب الداخلي لطبقة الزنك. لذلك، فإن عملية الجلفنة بالغمس الساخن- هي في الأساس عملية تشكيل طبقة مجلفنة نتيجة للانتشار.

التأثير الوقائي للطلاء المجلفن على سطح الفولاذ

تغطية كاملة، وحماية-طويلة الأمد
عندما تكون الطبقة المجلفنة سليمة، فإن معدل تآكل الزنك نفسه يكون بطيئًا للغاية، مما يمكن أن يطيل عمر خدمة الفولاذ بمقدار 15-30 مرة. يتم ربط الطبقة المجلفنة معدنيًا بالركيزة، وتغطيها بشكل شامل وثابت، ويمكن أن تقاوم الأضرار الميكانيكية.

التضحية بحماية الأنود عندما يكون هناك ضرر جزئي
في حالة تلف الطلاء جزئيًا، ستشكل القاعدة الفولاذية المكشوفة والزنك بطارية أساسية في بيئة رطبة. الزنك، باعتباره الأنود (مع إمكانات أكثر سلبية)، يتآكل بشكل تفضيلي لحماية الفولاذ مثل الكاثود، والذي يعرف باسم حماية "الأنود المضحي".

الالتصاق أكثر أهمية من السمك
غالبًا ما تتآكل الطبقة المجلفنة من المفصل الضعيف. إذا كان الالتصاق ضعيفًا، حتى لو كان الطلاء سميكًا، فسوف يتآكل ويفشل مبكرًا، على غرار "تأثير اللوحة القصيرة للبراميل الخشبية". ولذلك، فإن الالتصاق الشامل هو عامل رئيسي يؤثر على عمر الحماية.

يوفر الطلاء المجلفن بالغمس الساخن- للركيزة الفولاذية الحماية من التآكل الثلاثة- التالية:

يمكن للطبقة المجلفنة بالغمس الساخن- أن توفر الحماية الثلاثية التالية ضد التآكل- للركيزة الفولاذية:

حماية طبقة العزل
الخاصيتان المهمتان للطبقة الواقية العازلة هما التصاقها بالمعادن ومقاومتها للتآكل. وفي هذا الصدد، توفر-الجلفنة بالغمس الساخن طبقة عزل صلبة ومعدنية يمكن أن تغطي سطح الفولاذ بالكامل وتعزله عن البيئات المسببة للتآكل.

حماية طبقة المنتج من التآكل
سوف تتسبب منتجات التآكل التي تتشكل على سطح الطبقة المجلفنة بالغمس الساخن في توسيع الحجم، مما يؤدي إلى سد الفجوات المتقطعة الناتجة عن الذوبان الانتقائي للطلاء، وبالتالي إعاقة المزيد من تآكل الطلاء وتقليل معدل تآكل الطبقة المجلفنة في الوسائط المسببة للتآكل البيئي.

الحماية الكهروكيميائية
بالنسبة لأي مناطق صغيرة معرضة لأضرار عرضية، مثل المطبات أو الخدوش، نظرًا للإمكانات السلبية للزنك مقارنة بالحديد، فإن الطبقة المجلفنة بالغمس الساخن -تتآكل بشكل تفضيلي باعتبارها أنودًا مضحيًا، مما يوفر الحماية الكاثودية للصلب.

مزايا-عملية الجلفنة بالغمس الساخن

بالمقارنة مع الطرق الأخرى المضادة للتآكل-للمعدن، فإن الجلفنة بالغمس الساخن تتمتع بمزايا لا مثيل لها من حيث الحماية الكهروكيميائية، وكثافة الطلاء، ومتانة الطلاء، وعدم الحاجة إلى صيانة الطلاء، والقدرة على التكيف مع شكل وحجم الأجزاء الفولاذية، وكفاءة الإنتاج العالية.

يتمتع الفولاذ المجلفن بالغمس على الساخن بمزايا مثل قابلية التشكيل واللحام والطلاء والليونة الجيدة. تشهد تكنولوجيا الجلفنة بالغمس الساخن-تطورًا متزايدًا نحو الإنتاج على نطاق واسع-وبتكلفة منخفضة-.

سمك الطبقة المجلفنة وعمرها

نظرًا لأن عمر الطبقة المجلفنة يعتمد بشكل أساسي على سمكها، فمن السهل فحص سطحها بصريًا من أجل الاستمرارية والسطوع، ويمكن استخدام مقياس السمك المغناطيسي لقياس ما إذا كان السمك يلبي المتطلبات القياسية بشكل مريح ودقيق.

تُظهر اختبارات التعرض للغلاف الجوي أن الطبقة المجلفنة بالغمس الساخن بسمك 86 ميكرومتر لها عمر خدمة يصل إلى 13 عامًا في المناطق الصناعية الثقيلة، و50 عامًا في البيئات البحرية، و104 أعوام في مناطق الضواحي، و30 عامًا في المناطق الحضرية.

بشكل عام، تتمتع الطبقة المجلفنة بطبقة من الزنك تبلغ 600 جم/م² بعمر خدمة مجاني-يصل إلى 20-50 عامًا. بالنسبة للصفائح الفولاذية المطلية بالألوان غير المجلفنة -المستخدمة في البناء، فإن عمر الخدمة هو 3-5 سنوات، في حين أن الصفائح الفولاذية المطلية بالألوان مع الركيزة المجلفنة يمكن أن تدوم من 20 إلى 30 عامًا.

الجلفنة الكهربائية، والمعروفة باسم "الجلفنة الباردة" أو "الجلفنة المائية"؛ وتستخدم الطرق الكهروكيميائية لاستخدام سبائك الزنك كأنودات، حيث تفقد ذرات الزنك الإلكترونات وتذوب في المنحل بالكهرباء في حالة أيونية. تعمل المواد الفولاذية ككاثودات، حيث يتم اختزال أيونات الزنك إلى ذرات الزنك وترسبها على سطح الفولاذ، لتشكل طبقة ترسيب موحدة وكثيفة ومترابطة بشكل جيد من المعدن أو السبائك.

تدفق عملية الطلاء الكهربائي بالزنك (فضي-أبيض / أزرق-أبيض)

سمك طلاء مختلف

تنتج الجلفنة بالغمس الساخن بشكل عام طبقة من الزنك أكثر سمكًا، عادةً ما يزيد سمكها عن 40 ميكرومتر، وحتى 200 ميكرومتر أو أكثر. تكون الطبقة المجلفنة بالغمس الساخن بشكل عام أكثر سمكًا بـ 10 إلى 20 مرة من الطبقة المجلفنة كهربائيًا.

الطلاءات المجلفنة كهربائيًا رقيقة جدًا، حوالي 3-15 ميكرومتر، ويبلغ وزن الطلاء 10-50 جم / م² فقط.

وزن طلاء الزنك المختلفة

لا يمكن أن يكون وزن طلاء الزنك للألواح المجلفنة بالغمس الساخن منخفضًا جدًا، حيث يتراوح بشكل عام بين 50-60 جم/م² على كلا الجانبين، وبحد أقصى 600 جم/م². يمكن أن تحتوي الألواح المجلفنة كهربائيًا على طبقة رقيقة جدًا من الزنك، بحد أدنى 15 جم / م²، ولكن تحقيق طلاء أكثر سمكًا يتطلب سرعة خط إنتاج بطيئة جدًا، وهو أمر غير مناسب لخصائص العملية لخطوط الإنتاج الحديثة. الحد الأقصى بشكل عام هو 100 جم/م². ولهذا السبب، فإن إنتاج الألواح المجلفنة كهربائيًا محدود بشكل كبير.

طلاء مجهري مختلف

تحتوي الألواح المجلفنة بالغمس على الساخن على طبقة مركبة هشة قليلاً بين طبقة الزنك النقي والركيزة الفولاذية. يشكل طلاء الزنك النقي في الغالب بريق الزنك أثناء التبلور، ويكون الطلاء موحدًا وغير مسامي.

في الجلفنة الكهربائية، يتم ترسيب ذرات الزنك فقط على سطح صفائح الفولاذ، ويتم ربطها بسطح شريط الفولاذ بواسطة القوى الفيزيائية. هناك العديد من المسام، مما يجعلها عرضة للتآكل الناتج عن الوسائط المسببة للتآكل. ولذلك،-الألواح المجلفنة بالغمس الساخن تكون أكثر مقاومة للتآكل-من الألواح المجلفنة كهربائيًا.

عمليات المعالجة الحرارية المختلفة

تستخدم الألواح المجلفنة بالغمس على الساخن بشكل عام-الصفائح المدرفلة على البارد كمواد خام. يتم إجراء عملية التلدين والغلفنة بالغمس الساخن- بشكل مستمر على خط الجلفنة. يتم تسخين الشريط الفولاذي ومن ثم تبريده في فترة قصيرة، وبالتالي تتأثر قوته ومرونته إلى حد ما. أداء الختم الخاص بها أقل من أداء الصفائح المدرفلة على البارد-المشابهة والتي خضعت لإزالة الشحوم والتليين على خط إنتاج احترافي.

تستخدم الصفائح المجلفنة -الكهربائية الصفائح المدرفلة على البارد-كمواد خام، مما يضمن بشكل أساسي نفس أداء المعالجة مثل الصفائح المدلفنة على البارد-. ومع ذلك، فإن عمليتها المعقدة تزيد أيضًا من تكاليف الإنتاج.

مظهر مختلف

يكون سطح الطبقة المجلفنة بالغمس الساخن خشنًا ولامعًا، وفي الحالات الشديدة، توجد بريق من الزنك؛

تتميز الطبقة المجلفنة بالكهرباء بأنها ناعمة وباهتة (متسخة).

نطاق مختلف للتطبيق والعملية

الجلفنة بالغمس الساخن مناسبة للمكونات والمعدات الكبيرة؛ يتم أولاً تخليل صفائح الفولاذ المجلفنة بالغمس الساخن لإزالة أكسيد الحديد الموجود على سطح الأنبوب الفولاذي. بعد التخليل، يتم تنظيفه في محلول مائي من كلوريد الأمونيوم أو كلوريد الزنك أو في خزان محلول مائي من كلوريد الأمونيوم وكلوريد الزنك، ثم يتم إرساله إلى خزان الطلاء بالغمس الساخن.

الجلفنة الكهربائية مناسبة للمكونات الصغيرة. باستخدام محلول الطلاء الكهربائي، قم بتطبيق الأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية على اللوحة الفولاذية ومحلول الطلاء الكهربائي على التوالي.

مراجعة

تتميز الجلفنة بالغمس الساخن بقدرة تغطية جيدة، وطلاء كثيف، وخالية من الشوائب. إنها تتميز بمزايا الطلاء الموحد، الالتصاق القوي، وعمر الخدمة الطويل. تتمتع الجلفنة بالغمس الساخن بمقاومة أفضل للتآكل الجوي من الجلفنة بالطلاء الكهربائي على الحديد المعدني الأساسي.

تتميز طريقة الطلاء الكهربائي لتصنيع صفائح الفولاذ المجلفنة بأداء معالجة جيد، ولكن الطلاء أرق ومقاومة التآكل ليست بنفس جودة صفائح الفولاذ المجلفنة بالغمس الساخن؛ تكون كمية الزنك المرتبطة بالصفائح المجلفنة المطلية بالكهرباء صغيرة جدًا، ويتم جلفنتها فقط على جدار الأنبوب الخارجي، بينما يتم طلاء -الطلاء بالغمس الساخن من الداخل والخارج.