Metalin galvanik galvanizlenmesi: teknoloji, ekipman

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-02 14:04

Galvanizleme etkili ve ucuz bir yöntemdir ve bu nedenle demirli metalleri korozyondan korumanın yaygın bir yoludur. Çoğu zaman donanım ve bağlantı elemanlarının yanı sıra çelik hasır üretiminde kullanılır.

Çinko Kaplama Yöntemleri

Korozyon önleyici galvanizleme çeşitli şekillerde gerçekleştirilir ve kaplamanın hizmet ömrü koruyucu tabakanın kalınlığına bağlıdır.

Kaplama yöntemi, gerekli özelliklerine, ürünün boyutuna ve daha sonraki çalışması için koşullara bağlıdır.

En basit ve teknolojik olarak en gelişmiş, ancak koruyucu tabakanın mekanik stresine karşı yeterince direnç sağlamayan, büyük miktarlarda yüksek oranda dağılmış çinko tozu içeren astarların kullanıldığı soğuk galvanizlemedir.

Galvanizleme üretim hacmi açısından, sıcak daldırma galvanizleme ikinci sırada yer almaktadır. Bu şekilde elde edilen kaplama, yüksek kaliteli ve dayanıklıdır, ancak bir çinko eriyiği kullanıldığından ve sıcaklığını 500 ° C'nin biraz altında tutmak için büyük miktarda elektrik gerektiğinden, kimyasal yüzey hazırlama yöntemleriyle çevre açısından güvenli değildir.

Sıcak daldırma galvanizlemeye çok benzer daha fazlakoruyucu bir tabakanın teknolojik, ancak daha az üretken termal difüzyon biriktirme yöntemi. Kaplamanın kalınlığına ve görünümüne yüksek talepler geldiğinde kullanılır.

Galvanizlemenin bir başka yöntemi de, banyoya yerleştirilemeyecek büyük boyutlu ürünleri ve yapıları korumak için kullanılan gaz-termal püskürtmedir.

Galvanizli galvanizleme, diğer kaplama yöntemlerinin dezavantajlarının birçoğundan yoksundur ve olumlu yönleri vardır.

Çinko kaplamanın avantajları

Elektroliz ile çinko kaplama en yaygın yöntemdir.

Metalin galvanik galvanizlenmesinin kullanılması nedeniyle ana avantaj, malzeme yüzeyinin korozyona karşı yüksek derecede korunmasıdır. İnce bir çinko tabakası, ürünlerin hizmet ömrünü birkaç kez artırır ve bu nedenle bakım ve değiştirme maliyetlerini az altır.

Kaplama düzdür, çizgiler ve damlalar yoktur ve ürünün şekli ve boyutu korunur. Herhangi bir nesneye, hatta en karmaşık şekle bile uygulayabilirsiniz.

Pürüzsüz ve parlak dekoratif kaplamalar çoğu durumda ek işlem gerektirmez.

Ayrıca, çinko kaplama işleminin kendisi çok az masraf gerektirir ve galvanizleme üniteleri son derece verimlidir.

Çinko kaplamanın dezavantajları

Elektroliz ile koruyucu bir kaplama uygulama yöntemi dezavantajsız değildir.

Ana dezavantajıçinkonun metale düşük yapışması nedeniyle ürün yüzeyinin dikkatlice temizlenmesi gerekir.

Dezavantajı da kaplama işlemi sırasında ciddi temizlik gerektiren toksik atık oluşumudur.

Rejimlere uyulmaması, ana metalin hidrojenle dolmasına neden olabilir, bu da ürünün kırılganlığına ve kaplama kalitesinin ihlaline yol açar.

Çalışma prensibi

Galvanizleme, çinko ve demirin elektrokimyasal potansiyellerindeki farkla belirlenen koruyucu etki ilkesine dayanır. Çinko daha düşük bir elektrokimyasal potansiyele sahip olduğundan, kaplaması demirli metaller için fedakar bir korumadır. Yani nemli bir ortamda elektrokimyasal korozyona uğrayan odur.

Demir oksitlendiğinde, orijinal metalden daha büyük bir hacme sahip oksitler oluşur. Oksit film gevşer ve oksijeni henüz oksitlenmemiş metale geçirir. Ve çinko üzerinde oksidasyon sırasında film ince ve yoğun hale gelir, oksijenin metalin derinliklerine girmesine izin vermez, sadece kaplamayı değil alttaki ana metali de korur.

Çinko kaplama çeşitleri

Galvanik galvanizleme, elektroliz olan bir teknolojidir, yani bir elektrolitte doğru elektrik akımının etkisi altında elektrokimyasal redoks işlemleri.

Elektrolitin bileşimine göre çinko kaplama üç tipe ayrılır: asit, siyanür ve alkali.

Hafif asidik olarak en yaygın kullanılan çinko kaplama yöntemielektrolitler, özellikle karmaşık konfigürasyondaki dökme demir ve çelik parçalar için. Bu tip galvanizleme ile karbon ve alaşımlı çeliklerden yapılan ürünler, hidrojen gevrekleşmesi oluşumuna daha az maruz kalır ve çok çeşitli renklerde harika bir dekoratif efekt ile görünüm mükemmeldir.

Ek galvanizleme koruması

Çinko kaplamaların koruyucu etkisi, elektrolizle kaplandığında sadece 5 mikron olan kalınlığına ve elektrolitin doğasına bağlıdır.

Bazı durumlarda çinko kaplamaların koruyucu özellikleri pasivasyon, fosfatlama veya boyama ile artırılır.

Pasivasyon (kromlama) - kromik asit veya tuzları ile çözeltilerde ürünlerin kimyasal olarak işlenmesi, bunun sonucunda yüzeyde kromat filmlerin oluşması. Bu işlem koruyucu özellikleri dekoratif özellikler kadar geliştirmez çünkü sonuç olarak kaplamanın parlaklığı artar ve çeşitli renklerde boyanabilir.

Galvanizli ürünlerin fosfatlanması (fosforik asit tuzlarında işlem) sırasında yüzeyde bir fosfat filmi oluşur. Fosfatlamadan sonra yine boya uygulanabilir.

Çinko kaplamanın aşamaları

Üretimde galvanizleme, her biri akan bir banyoda suyla yıkama veya fırçalı yıkama yöntemiyle tamamlanan birkaç teknolojik işlemden oluşur.

Önce, ürünler pas, kireç, proses gresi, soğutma sıvısı kalıntılarından tamamen temizlenirsıvılar veya boyalar ve alkali çözeltilerde yağdan arındırılmış. Ardından elektrolitik yağ giderme gerçekleşir.

Bundan sonra, sulu bir hidroklorik asit çözeltisi içinde salamura edilirler, burada yüzey son olarak yüzey tabakasını bozmadan temizlenir ve çinko kaplama uygulanmadan önce kafası kesilir - aktive edilir. Ancak o zaman gerçek galvanizleme olur.

Daha sonra, gerekirse, ürünler sulu bir nitrik asit çözeltisi içinde berraklaştırılır ve oksit filmden temizlenir, ardından fosfatlanır, pasifleştirilir ve kurutulur.

Çeşitli ürünler galvanizlenirken ek işlemler yapılabilir. Örneğin, bir şerit galvanizlemeden önce çözülür, uçlar kaynaklanır, düzeltilir ve ardından yağlanır ve sarılır.

Çinko kaplama ekipmanı

Galvanizleme hattı, gerekli fonksiyonel özelliklere sahip tek veya çok katmanlı çinko kaplamanın oluşturulduğu belirli bir durulama ve teknolojik banyolar dizisidir.

Üretim hacimlerine uygun olarak değişen derecelerde mekanizasyona sahip ekipmanlar kullanılmaktadır. Büyük işletmelerde otomatik kontrollü mekanize hatlar kurulur. Kısmi veya tam manuel kontrollü hatlar ve mini hatlar vardır.

Galvanizleme hattı banyolardan daha fazlasını içerir. Çeşitli tasarımlarda taşıma sistemleri, atık su arıtma ekipmanları,galvanizleme, ısıtma elemanları, ısı eşanjörleri, katot ve anot çubukları için cihazlar içeren yardımcı ekipman.

Ek donanıma havalandırma sistemleri, kurutma odaları ve dolapları, soğutma ekipmanları, filtreleme üniteleri, demi-su üretim ekipmanları, pompalar dahildir.

Çinko kaplama için elektrolitler

Galvanik galvanizleme için ürünün amacına göre iki ana gruba ayrılan elektrolitler kullanılır.

Çinkonun basit hidratlı iyonlar halinde olduğu elektrolitlere basit asidik denir. Bunlar hidroborik, sülfat ve klorür çözeltileridir.

Karmaşık kompleks asidik ve alkali elektrolitler, pozitif ve negatif yüklü kompleks iyonlarda çinko içerir. Bunlar amonyak, pirofosfat, siyanür ve diğer çözeltilerdir.

Kullanılan elektrolitin türü öncelikle çökelme oranını ve ardından ürün (katot) üzerindeki çinko tortularının kalitesini belirler.

Karmaşık elektrolitlerden çinko, yüksek iyon saçılımıyla katoda yerleşir. Akım yoğunluğu arttıkça metal verimi azalır ve hidrojen verimi artar.

Bu nedenle, karmaşık elektrolitlerde çinko kaplama, düşük akım yoğunluğunda gerçekleştirilir ve kaplama çok kaliteli, ince taneli ve homojendir.

Hafif asidik basit elektrolitlerde, evde dahil olmak üzere galvanizleme, karmaşık çözeltiler kullanıldığında olduğundan daha yüksek bir hızla, yüksek akım yoğunluğunda gerçekleşir. Ürünlerin görünüşü güzel amakaplama çok yüksek kalitede değildir ve yalnızca oldukça basit şekilli ürünler için uygundur.

Galvanizli çinko kaplama

Doğrudan galvanizlemenin teknolojik süreci elektrolitli bir banyoda gerçekleşir. Demirli metalden yapılmış ürünler, özel elektrotlar aracılığıyla bir elektrik akımının (katot) beslendiği ve özel ağ bölümlerinde (anot) döşenen bilyeler veya plakalar şeklinde saf çinkonun içine indirilir.

Bir elektrokimyasal reaksiyon sırasında, yoğunluğu 1 ila 5 A/dm olan bir elektrik akımının etkisi altında çinko elektrolit içinde çözünür, daha sonra iyonları katoda yerleşerek 4-25 mikron kalınlığında bir galvanik oluşturur. kaplama.

Bu teknolojinin kullanımı ile bağlantı elemanları (cıvata ve somun) tek tip ve parlak bir kaplama ile elde edilir.

Otomatik Galvanizleme Hattı

Modern galvanizleme hattı, çeşitli amaçlar ve konfigürasyonlar için ürünlerin kaynak ve yüksek kaliteli yağdan arındırılması dahil olmak üzere kaplamanın tüm aşamalarını gerçekleştiren tam otomatik bir hat.

Otomatik hat genellikle bir dizi teknolojik galvanik banyo, modüler redresör, bir yükleme / boş altma standı, taşıma ekipmanı, egzoz havalandırması, su temini ve kanalizasyon bertarafı için ekipman, servis merdivenli metal bir çerçeveden oluşur.

Elektro kaplama banyoları paslanmaz çelikten, plastik astarlı çelikten veya kauçuktan yapılabilir. Sac polimerlerden kaynaklanmış modern banyolar giderek metal kapların yerini alıyor. Banyo malzemesi seçimi elektrolitin bileşimine ve konsantrasyonuna ve çalışma sıcaklığına bağlıdır.

Su temini ve kanalizasyon sistemlerinin iletişimi ve çoğu durumda havalandırma banyoların altında bulunur ve ayrıca polipropilenden yapılmıştır.

Hatın boyutları, verimliliğine ve galvanik banyoların boyutlarına göre belirlenir.

Galvanik galvanizleme, yüksek konsantrasyonda ağır metal iyonları içeren atık su oluşumu ile oluşur. Bu nedenle mühendislik polimerlerinden yapılmış kaplarda savunulur, filtrelenir, nötralize edilir, kimyasal çöktürme, sorpsiyon ve diğer işlemler kullanılır.

Evde elektrolitik çinko kaplama

Kendi elleriyle üretilen galvanik galvanizleme, malzeme seçimi ile başlar. Elektrolit, damıtılmış su içinde bir çinko klorür ve hidroklorik asit çözeltisi olabilir. Bu, evde en sık kullanılan sözde lehim asididir. Zanaatkarlar, pilin sülfürik asidinde çinko turşusu yapar ve elektrolit ZnSO_{4 elde eder, ancak bu işlem tehlikelidir, çünkü reaksiyon sırasında patlayıcı hidrojen ve ısı açığa çıkar. Hiçbir durumda elektrolitte çözünmemiş tuz kristalleri çökeltisi olmamalıdır.}

Saf çinko, bir kimya mağazasından veya radyo pazarından satın alınabilir veya Sovyetler Birliği'ndeki tuz pillerinden veya sigortalardan elde edilebilir.

Galvanikbanyo bir cam veya plastik kap olabilir. Anot ve katot için stantlar içine yerleştirilmiştir. Anot, güç kaynağından bir "artı"nın bağlı olduğu bir çinko levhadır. Anot ne kadar büyük olursa, koruyucu kaplamanın uygulanacağı ürün olan katot üzerinde kaplama o kadar düzgün olacaktır. Birkaç anot olabilir, katodun etrafına aynı mesafede yerleştirilebilirler, böylece yüzeyi her taraftan eşit ve aynı anda çinko ile kaplanır. Güç kaynağının "eksi" değeri katoda bağlanır.

Galvanizleme evde yapıldığında bile, teknoloji mutlaka parçanın kapsamlı bir şekilde temizlenmesini ve yağdan arındırılmasını ve ayrıca bir asit solüsyonunda aktivasyonunu içerir.

Güç kaynağı, düşük güçlü akkor lambalı bir araba aküsü veya devredeki akımın daha düşük olması için devredeki başka bir tüketici veya sabit bir çıkış voltajına sahip bir güç kaynağıdır. Ana şey, galvanizleme işlemi sırasında elektrolitin hızlı bir şekilde kaynamaması gerektiğidir.

Aslında galvanizleme, anotlar ve katot elektrolit içine indirildiğinde ve elektrik devresi kapatıldığında meydana gelir. İşlem ne kadar uzun sürerse, ürün üzerindeki çinko tabakası o kadar kalın olur.

Galvanizleme yardımı ile ürünler üzerindeki koruyucu kaplama dekoratif bir etki ile hassas, homojen ve pürüzsüz hale gelir. Çevreye zararlı atıklardan atık su arıtımı gerekli olmasına rağmen hem endüstride hem de evde kullanılmaktadır.