الحديد المجلفن يكسوه بطبقة من الزنك لحمايته من التآكل. تم استخدام الزنك لأول مرة في البناء في وقت قريب من تدمير بومبي ، ولكن تم استخدامه لأول مرة لجلفنة الفولاذ (في الواقع الحديد) في عام 1742 والعملية المسجلة ببراءة اختراع في عام 1837. يستخدم الفولاذ المجلفن في صناعة الصفائح المعدنية ، والمزاريب ، وأنبوب التصريف وكذلك للمسامير الخارجية. هناك العديد من العمليات التي يمكن استخدامها لجلفنة الفولاذ: الجلفنة بالغمس على الساخن ، والجلفنة الكهربائية ، والشرد ، والرش المعدني.
خطوات
طريقة 1 من 4: الجلفنة بالغمس الساخن
الخطوة 1. نظف السطح الملوثات
قبل اتخاذ أي خطوات أخرى ، يجب تنظيف سطح الفولاذ جيدًا. تعتمد كيفية القيام بذلك على ما يجب تنظيفه.
- تتطلب علامات الأوساخ أو الشحوم أو الزيت أو الطلاء استخدام حمض خفيف أو قلوي ساخن أو عامل تنظيف بيولوجي.
- يجب تنظيف الأسفلت أو الإيبوكسي أو الفينيل أو الخبث الناتج عن اللحام بالسفع الرملي أو بمواد كاشطة أخرى.
الخطوة 2. تخلص من الصدأ
يتم التخليل باستخدام حمض الهيدروكلوريك أو حمض الكبريتيك الساخن ؛ يزيل كل من الصدأ و مقياس المطحنة.
في بعض الحالات ، قد يكون التنظيف الكاشطة كافيًا لإزالة الصدأ ، أو قد يكون من الضروري استخدام كل من محلول التخليل والمواد الكاشطة. في بعض الحالات ، يتم نفخ المواد الكاشطة الأكبر حجمًا مثل طلقات الرصاص بالهواء على الفولاذ
الخطوة 3. ضع المعدن في التدفق
في هذه الحالة ، "التدفق" عبارة عن محلول من كلوريد أمونيوم الزنك الذي يزيل أي صدأ وقشور متبقية ويحمي الفولاذ من الصدأ حتى يتم جلفنته بالفعل.
الخطوة 4. اغمر الفولاذ في الزنك المصهور
يجب أن يكون حمام الزنك المصهور 98 في المائة على الأقل من الزنك وأن يتم الحفاظ عليه عند درجة حرارة تتراوح من 815 إلى 850 درجة فهرنهايت (435 إلى 455 درجة مئوية).
أثناء غمر الفولاذ في حمام الزنك ، يتفاعل الحديد الموجود به مع الزنك لتشكيل سلسلة من طبقات السبائك وطبقة خارجية من الزنك النقي
الخطوة 5. أخرج الفولاذ المجلفن من حمام الزنك ببطء
سوف يتم التخلص من معظم الزنك الزائد ؛ ما لا يستنزف يمكن اهتزازه أو غزله في جهاز طرد مركزي.
الخطوة 6. تبريد الفولاذ المجلفن
يوقف تبريد المعدن تفاعل الجلفنة ، والذي يستمر طالما كان الفولاذ بنفس درجة الحرارة التي كان عليها أثناء غمره في حمام الزنك. يمكن إجراء التبريد بإحدى الطرق العديدة:
- اغمر الفولاذ في محلول التخميل مثل هيدروكسيد البوتاسيوم.
- اغمر الفولاذ في الماء.
- دع الفولاذ يبرد في الهواء الطلق.
الخطوة 7. افحص الفولاذ المجلفن
بمجرد تبريد الفولاذ المجلفن ، افحصه للتأكد من أن طلاء الزنك يبدو جيدًا ، ويلتصق بالفولاذ ، وسميك بدرجة كافية. هناك عدد من الاختبارات التي يمكن إجراؤها للتأكد من نجاح الجلفنة.
تم وضع معايير الجلفنة بالغمس الساخن وفحص نتائجها من قبل منظمات مثل الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (تسمى الآن ASTM الدولية) ، ومنظمة المعايير الدولية (ISO) ، والجمعية الكندية للمعايير (CSA) ، والأمريكية. رابطة مسؤولي الطرق والنقل بالولاية (AASHTO).:
طريقة 2 من 4: الجلفنة الكهربائية
الخطوة 1. جهز الفولاذ كجلفنة بالغمس الساخن
يجب تنظيف الفولاذ وإزالة الصدأ منه قبل أن يحدث الجلفنة الكهربائية.
الخطوة 2. تحضير محلول إلكتروليت الزنك
عادة ما تستخدم كبريتات الزنك أو سيانيد الزنك في المنحل بالكهرباء.
الخطوة 3. اغمر الفولاذ في الإلكتروليت
سيتفاعل المحلول مع الفولاذ ليجعل الزنك يترسب على الفولاذ ويغطيه. كلما ترك الفولاذ في الإلكتروليت لفترة أطول ، زادت سماكة الطبقة التي سيتم إنتاجها.
في حين أن هذه الطريقة توفر تحكمًا أكبر في مدى سماكة طلاء الزنك مقارنة بالجلفنة بالغمس الساخن ، إلا أنها عادة لا تسمح للطبقات بأن تصبح سميكة
طريقة 3 من 4: شيراردينغ
الخطوة 1. جهز الفولاذ كما هو الحال مع طرق الجلفنة الأخرى
نظف الأوساخ بالحمض أو السفع الرملي حسب الضرورة وقم بإزالة الصدأ.
الخطوة 2. ضع الفولاذ في حاوية خالية من الهواء
الخطوة 3. أحط الفولاذ بمسحوق الزنك
الخطوة 4. تسخين الفولاذ
يؤدي ذلك إلى إذابة مسحوق الزنك إلى سائل ، عند تبريده ، تاركًا طبقة رقيقة من السبائك المعدنية.
من الأفضل استخدام الشيرارد في القطع الفولاذية المشكلة ، حيث أن الطلاء الجلفاني سيتبع تكوينات الفولاذ تحتها. من الأفضل استخدامه مع الأشياء المعدنية الصغيرة إلى حد ما
طريقة 4 من 4: الرش المعدني
الخطوة 1. جهز الفولاذ كما هو الحال مع الطرق الأخرى
نظف كل الأوساخ وأزل الصدأ حتى يكون جاهزًا للرش.
الخطوة الثانية: رش طبقة رقيقة من الزنك المصهور
الخطوة 3. تسخين الفولاذ المطلي لضمان الترابط المناسب
تكون الطلاءات الجلفانية التي يتم إنتاجها بهذه الطريقة أقل هشاشة وأقل عرضة للتقشير والتقشير ، ولكنها توفر حماية أقل من الصدأ للفولاذ الموجود تحتها
نصائح
- يمكن حماية الفولاذ المجلفن بشكل أكبر من التآكل عن طريق دهانه بطلاء مصبوغ بغبار الزنك. ومع ذلك ، لا يمكن استخدام الطلاء الذي يحتوي على الزنك كبديل للجلفنة.
- عند الطلاء ، قد يكون للفولاذ المجلفن مظهر لامع.
- الفولاذ المجلفن مقاوم للتآكل عن طريق ملامسته للخرسانة والملاط والألمنيوم والرصاص والقصدير وبالطبع الزنك.
- الجلفنة هي أحد أشكال ما يسمى بالحماية الكاثودية ، حيث يعمل المعدن المحمي ككاثود في تفاعل كيميائي كهربائي ويعمل المعدن الحامي كقطب موجب ، أو بشكل أكثر تحديدًا ، أنود ذبيح يتآكل بدلاً من المعدن المحمي. يطلق على المعدن المطلي بمعدن الأنود القرباني أحيانًا اسم المعدن المؤكسد.
تحذيرات
- طلاء الزنك من الفولاذ المجلفن عرضة للتآكل من الأحماض والقلويات (القواعد). وهي معرضة بشكل خاص لأحماض الكبريتيك والكبريت ، والتي يمكن إنتاجها عن طريق خلط كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكبريت بمياه الأمطار (المطر الحمضي) ، مما يزيد سوءًا إذا كان المطر قد جرف من الألواح الخشبية أو الطحالب. قد تتفاعل مياه الأمطار أيضًا مع طلاء الزنك لتكوين كربونات الزنك. بمرور الوقت ، ستصبح كربونات الزنك هشة وتعرض سبيكة الزنك في النهاية أو حتى المعدن الأساسي تحتها للتآكل.
- يصعب طلاء الفولاذ المجلفن أكثر من الفولاذ غير المجلفن.
- يتمتع الفولاذ المجلفن بمقاومة قليلة للتآكل من خلال ملامسته لأي معدن بخلاف الألومنيوم أو الرصاص أو القصدير أو الزنك. إنه عرضة بشكل خاص للتآكل حول الحديد والصلب والنحاس ، وكذلك بجانب الأسمنت المحتوي على الكلوريدات أو الكبريتات.
- كما أن طلاء الزنك في الفولاذ المجلفن يكون عرضة للإرهاق المعدني ، لأن الزنك يكون عرضة للتمدد عند تسخينه والتقلص عند تبريده.
