آشنایی با روش آبکاری فلزات
فلز یکی از مهم‌ترین عناصر طبیعی در جهان است که نقش بسیار مهمی در زندگی امروزی ایفا می‌کند، به گونه‌ای که در بیشتر وسایلی که در اطراف خود می‌بینید یکی از انواع مختلف این عنصر به‌کار رفته است. در مقابل تمام مزایای استفاده، معایبی مانند مقاومت پایین برابر عوامل فرسایشی مانند اکسیداسیون، فشار، ضربه و رطوبت داشته که موجب خوردگی و از بین‌رفتن آنها می‌شود. بنابراین با توجه به اهمیتی که این عناصر در زندگی انسان دارند باید مقاومت آنها را برابر این عوامل افزایش داد. آبکاری فلزات روشی مطمئن و کاربردی است که می‌توان از آن برای رسیدن به این هدف استفاده کرد.
آبکاری فلزات
آبکاری به مفهوم ایجاد یک لایه بیرونی بر روی فلزات بوده که جهت جلوگیری از سایش، خوردگی و اصلاح ظاهر آنها انجام می‌شود و دارای مزایای زیر است.
- افزایش استقامت در برابر خوردگی و سایش؛
- افزایش قابلیت جوشکاری؛
- افزایش میزان سختی سطح فلز؛
- کاهش اصطکاک؛
- افزایش میزان میدان مغناطیسی فلز؛
- افزایش قابلیت لحیم‌کاری؛
- بهبود چسبندگی رنگ؛
- تقویت خاصیت رسانایی فلز؛
- بهبود بازتابندگی سطح آن؛
- محافظت در برابر اشعه.
متناسب با خواص فلز موردنظر، میزان مقاومت آن برابر عوامل فرسایشی، محل مورد استفاده و کاربرد آن از یک روش مشخصی، برای آبکاری استفاده می‌کنند. همچنین این عوامل تاثیر زیادی در انتخاب لایه محافظتی به‌کار رفته در فرایند آبکاری دارد. به‌طورمثال از کادیوم یا روی برای جلوگیری از زنگ‌زدگی و نیکل یا کروم برای افزایش مقاومت در برابر سایش استفاده می‌کنند. به‌طورکلی این روش برای تمامی فلزاتی که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند و نیاز به مقاوم‌سازی دارند، استفاده می‌شود. آهن و فولاد از اصلی‌ترین فلزات مورد استفاده در صنایع گوناگون بوده که در برابر خوردگی و اکسیداسیون بسیار شکننده و آسیب‌پذیرند. ازاین‌رو آبکاری آنها از درجه اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. بنابراین در ادامه به بررسی بهترین متد موجود برای مقاوم‌سازی این عناصر می‌پردازیم.
آبکاری فولاد
آبکاری این فلز از به دو روش الکتروپلیتینگ و الکترولس انجام می‌شود.
روش الکتروپلیتینگ
این روش با آزادسازی یون فلز از طریق غوطه‌ور شدن در محلول الکترود مثبت و منفی انجام می‌شود. در این روش آبکاری فلزات پس از قراردادن فلز داخل محلول یک جریان الکتریکی از آن عبور می‌دهند. با قرارگرفتن بار منفی داخل محلول بر روی فلز، یک لایه محافظتی برای افزایش مقاومت آن ایجاد می‌شود.
این روش کم هزینه، سریع با پایداری بسیار بالا محسوب می‌شود. یکی از نکاتی که در انجام این عمل باید به آن توجه کرد، عاری بودن سطح فلز از هرگونه خط و خش است. در غیر این‌صورت پس از انجام کار فلز با قرارگرفتن در معرض عوامل فرسایش به‌سرعت دچار اکسیداسیون و خوردگی می‌شود.
روش الکترولس
فرایند الکترولاست برای آبکاری شامل پوششی از یون فلزی بر سطح فلز موردنظر، بدون استفاده‌کردن از انرژی الکتریکی است. یکنواختی پوششی که در این روش ایجاد می‌شود ماندگاری بالایی را به‌دنبال دارد. این روش به سه طریق انجام خواهد شد.
- در این روش عنصری که برای انجام آبکاری روی فلز موردنظر انتخاب می‌شود، باید از لحاظ خواص الکتروشیمیایی در رتبه بالاتری باشد. در غیر این‌صورت یک پوشش نازک غیر‌چسبنده روی آن قرار می‌گیرد. این روش هم هزینه بیشتری داشته و هم کاربرد کمتری دارد.
- در این روش از الکترون شیمیایی برای کاهش یون فلزی جهت رسوب بر روی سطح فلز موردنظر استفاده می‌کنند. به‌عبارت دیگر هنگام غوطه‌ور کردن فلز در محلول شیمیایی، یک کاهنده شیمیایی همگن به آن اضافه می‌کنند و به این ترتیب بیشترین یون جدا شده، روی فلز مورد نظر قرار می‌گیرد و یک لایه بسیار چسبنده به‌وجود می‌آورد
- رسوب اتوکاتالیستی روشی است که از یک کاتالیزور برای افزایش یون فلزی که بر اثر کاهنده شیمیایی الکترون تولید می‌شود، استفاده می‌کنند. لایه محافظتی تولید شده در این روش، ضخامت و چسبندگی زیادی دارد.
این مقاله را از دست ندهید »» پوششدهی فلزات
مراحل آبکاری فولاد
برای انجام عمل آبکاری فلزات بدون توجه به متریال استفاده‌شده به‌عنوان لایه محافظ، باید مراحل زیر را طی کرد.
- حذف چربی، مواد قلیایی، اکسید، مواد براق‌کننده از روی سطح فلز؛
- آبکاری به روش الکترولاس و غوطه‌وری؛
- پرداخت نهایی که شامل فسفات‌کاری، تبدیلات کرومات و آندایز کردن می‌شود.
در ابتدا فرایند باید چربی که در حین شکل دهی قطعه به وجود آمده با استفاده از محلول چربی‌گیر، تمیزکاری با حلال صنعتی یا بخاره آب از بین برد. سپس فلز مورد نظر را در محلول اسید‌کلریک یا اسید‌سولفوریک در دمای 60 تا 80 درجه سانتیگراد با غلظت 10 تا 15 درصد قرار می‌دهیم. بعد از آماده‌شدن سطح فلز و پاک شدن آن، فلز را به درون یک حوضچه از فلز محافظ مذاب قرار می‌دهیم. استفاده از انرژی الکتریکی در این فرایند به دلیل خاصیت الکتریکی فلز یا رسانایی، باعث سرعت بخشیدن به انجام کل فرایند می‌گردد. برای جلوگیری از سرد شدن و انجماد فلز محافظ، باید مدام در حال حرارت دادن باشد. میزان و کیفیت فلز محافظ، درجه حرارت و زمان آن، روی ضخامت و کیفیت ورقه تولید شده بسیار موثر است.
فلزات به‌کار رفته در آبکاری فولاد
پس از انتخاب روش آبکاری فولاد به‌بررسی عناصر انتخابی، مزایا و معایب آن برای این‌کار می‌پردازیم.
آبکاری کروم
لایه کروم قابلیت جوشکاری و رنگ‌پذیری فولاد را از بین می‌برد ولی در مقابله با مواد قلیایی و نمک مقاومت آن را بالا می‌برد. فلزاتی که با کروم آبکاری می‌شوند، به ندرت کدر شده و مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون دارد.
آبکاری فلزات با مس
آبکاری با مس برای افزایش میزان رسانایی فلز مورد نظر و کاهش هزینه فرایند کار بسیار مناسب است. آبکاری فلزات با مس مقاومتی برابر اکسید‌شدن ایجاد نمی‌کند که برای رفع ای مشکل پس از اتمام کار در زمان استفاده، می‌توان روی سطح فلز موردنظر را لایه‌ای رنگ قرار داد.
آبکاری قلع
قلع فلزی غیر سمی بوده و فلزات آبکاری شده با آن در صنعت غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین قلع خاصیت لحیم‌کاری را افزایش می‌دهد.
آبکاری نیکل
استفاده از نیکل مقاومت فولاد را برابر خوردگی و سایش افزایش می‌دهد.
آبکاری فلزات با روی
روی بهترین روش آبکاری روی فلزاتی مانند فولاد است که در صنعت بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. حتی قطعات کوچک فلزی مثل پیچ و مهره تا قطعات بزرگ مثل مخازن بزرگ مایعات توسط روی آبکاری می‌شوند. روی مقاومت بسیار زیادی به فولاد در برابر خوردگی و از بین رفتن می‌دهد. به‌همین جهت بیشترین استفاده را در صنعت دارد. به روش آبکاری با روی، گالوانیزاسیون و به ورق تولید شده گالوانیزه اطلاق می‌شود. این عمل به دو روش نورد سرد و گرم انجام می‌پذیرد که هر کدام ویژگی، مزایا و معایب مخصوص به‌خود را دارند. آبکاری گاردریل نیز از دیگر آبکاری های گالوانیزه معروف در ایران و سراسر جهان میباشد.
گالوانیزه گرم
روش روی‌اندود کردن فولاد از محبوبیت بالاتری برخوردار است. فولادی که از طریق گالوانیزه گرم آبکاری می‌شود بسیار مقاوم بوده می‌توان از آن در فضای باز استفاده کرد. این روش دارای مزایایی از قبیل موارد زیر است.
- قابلیت استفاده در فضای باز، مانند لوله انتقال مایعات در صنایع نفتی و آب و فاضلاب؛
- ضخامت بالای روکش ایجاد شده در روش گالوانیزه گرم؛
- به حداقل رسیدن هزینه نگهداری و تعمیرات فلز؛
- افزایش قابلیت جوشکاری، لحیم‌کاری، فرم‌دهی و شکل‌پذیری؛
- تولید ورقی با ظاهر یک دست و زیبا از مزایای آبکاری فلزات به روش گالوانیزه گرم محسوب می‌شود.
آرین بزرگترین وان و واحد گالوانیزه گرم را دارا میباشد. برای مشاوره رایگان درباره آبکاری گالوانیزه گرم همین الان با شماره زیر تماس بگیرید.