پوشش دهی فلزات فرآیندی است که به منظور محافظت از فلز و کاهش سایش یا پارگی روی فلز اعمال می شود. چرا که یک فلز محافظت نشده به دلیل قرار گرفتن در معرض محیطی، زنگ زده و خورده می شود. در نتیجه به کمک فرآیند پوشش دهی فلزات می توان یک لایه محافظ اضافی ایجاد کرد.
انواع پوشش ها را می توان بر روی فلز اعمال کرد و انتخاب نوع پوششی که باید اعمال شود با استفاده نهایی از محصول فلزی تعیین می شود. برخی از انواع فرآیندهای پوشش دهی فلزات برای محافظت از فلز در برابر زنگ زدگی ، خوردگی، آلودگی و زباله طراحی شده است که در واقع برای کاربردها در تجهیزات فضای باز مانند قایق، تجهیزات سنگین، اتومبیل، قطار و هواپیما مهم است. همه این موارد از طریق محیط کار در معرض عوامل مختلفی مانند سوخت، روغن، روان کننده ها و کثیفی هستند که می توانند مضر باشند.
در واقع پوشش دهی فلزات از اکسید شدن و زنگ زدگی جلوگیری می کند. بدون پوشش محافظ، فلز قطار یا ماشین به سرعت توسط مایعات و مواد شیمیایی که به طور معمول در معرض آنها قرار می گیرد آسیب می بیند. در نتیجه پوشش فلز از آن در برابر این آلاینده ها محافظت می کند و محصولی بادوام تر و با طول عمر بیشتر ارائه می دهد.
در موارد دیگر، از پوشش دهي به عنوان روان کننده یا عامل گشتاور استفاده می شود. برای مثال پیچ ها و بست ها اشیایی فلزی هستند که اغلب با پوشش فلزی به منظور راحت تر باز کردن یا سفت شدن آن ها پوشش داده می شوند.
همچنین تجهیزاتی که معمولاً در موقعیت های سخت استفاده می شوند، تا حدی به آنها آسیب وارد می شود. روکش فلزی در این مواقع به عنوان یک لایه محافظتی عمل می کند، به گونه ای که می تواند تا حدودی انعطاف پذیر باشند و در برابر ضربه و حرکت مقاومت کند. در نتیجه به جلوگیری از خراشیدگی و پارگی سطح فلز زیر پوشش کمک می کند.
پوشش دهي قطعات
به طور کلی راه حل های متعددی برای افزایش طول عمر سازه های فلزی و افزایش مقاومت در برابر خوردگی آنها پیشنهاد شده است. در این میان، فرآیند پوشش دهی فلزات به عنوان یکی از موثرترین و راحت ترین روش های حفاظتی شناخته شده است.
روش های متعددی برای پوشش سطوح فلزی وجود دارد که هر کدام مجموعه ای از محدودیت ها و مزایای خاص خود را دارند. در بخش های بعدی به بررسی دقیق برخی از رایج ترین انواع پوشش دهي پرداخته شده است و مناسب بودن آنها برای کاربردهای مختلف مورد بحث قرار گرفته است.
آبکاری یکی از روش های پوشش دهی فلزات است که به عنوان رسوب الکتریکی نیز شناخته می شود و شامل رسوب یک لایه نازک از یک فلز بر روی سطح فلز دیگر است. در طول آبکاری، هر دو فلز در یک محلول الکترولیتی قرار می گیرند. فلزی که قرار است پوشش داده شود به عنوان آند عمل می کند، در حالی که فلز پوشش دهنده به عنوان کاتد عمل می کند. جریان الکتریکی به سلول الکترولیتی اعمال می شود و باعث می شود یون های فلزی از کاتد به آند حرکت کنند و در نتیجه پوشش تشکیل شود.
آبکاری مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد و می تواند برخی از خواص مکانیکی فلز را افزایش دهد. همچنین سطح زیبایی را نیز ایجاد می کند که آن را برای پوشش دادن جواهرات و زیور آلات ایده آل می کند.
فرآیند آبکاری
با این حال، آبکاری الکتریکی می تواند ضخامت از پوشش غیر یکنواخت را ایجاد کند، که آن را برای کاربردهای با دقت بالا نامناسب می کند. همچنین، استفاده از این روش پوشش دهی فلزات دارای الزامات متعددی است و برای استفاده در مقیاس صنعتی بسیار پرهزینه است. همچنین ترکیبات سمی و مضری به عنوان الکترولیت در فرآیند آبکاری استفاده می شود. بنابراین، هنگام دور ریختن مواد شیمیایی الکترولیت باید مراقب بود تا از آلودگی محیطی جلوگیری شود.
آندایز کردن یکی دیگر از روش های رایج پوشش دهی فلزات است که برای ترویج تشکیل یک لایه اکسید محافظ روی سطح فلز استفاده می شود. لایه اکسید حاصل با سرعت بیشتری تشکیل می شود و معمولاً ضخیم تر از زمانی است که به طور طبیعی تولید می شود.
آنودایز کردن با غوطه ور کردن جزء آلومینیومی در یک مخزن پر از محلول الکترولیتی همراه با یک کاتد (معمولا آلومینیوم یا سرب) انجام می شود. جریان الکتریکی از آلومینیوم عبور می کند و باعث اکسید شدن آن و تشکیل یک لایه محافظ می شود.
پوشش دهی فلزات به کمک آندایزینگ شاید ساده ترین روش نگهداری از تمام پوشش های ذکر شده باشد. سطوح آنودایز شده را می توان به راحتی به صورت دوره ای با استفاده از مواد شوینده ملایم تمیز کرد. سطوح نهایی آنودایز شده از نظر شیمیایی نیز پایدار هستند و در شرایط عادی تجزیه نمی شوند. در نتیجه سطح پوشش داده شده مدت زمان طولانی تری عمر می کند. علاوه بر این، از آنجایی که آنودایز کردن یک فرآیند طبیعی است، غیر سمی است و هیچ محصول جانبی مضر یا خطرناکی تولید نمی کند.
فرآیند آندایزینگ
مهمترین نکته در مورد پوشش دهی فلزات با این روش این است که فقط برای تعداد انگشت شماری از فلزات مناسب می باشد. این فرآیند برای فلزات آهنی نامناسب است، به این معنی که مواد رایجی مانند فولاد و آهن را نمی توان آنودایز کرد. علاوه بر این، با توجه به فرآیندهای مورد استفاده، رنگ هایی که می توان با آندایز کردن به دست آورد محدود است.
یکی دیگر از روش های پوشش دهی فلزات گالوانیزه کردن است که شامل غوطه ور کردن فلز (بیشتر فولاد یا آهن) در حمام روی مذاب می باشد. سپس فلز پوشش داده شده با اکسیژن و دی اکسید کربن موجود در اتمسفر واکنش داده و یک لایه کربنات روی محافظ تشکیل می دهد.
فرآیند گالوانیزه کردن مزایای متعددی دارد که آن را به یک انتخاب محبوب برای کاربردهای متعدد تبدیل می کند. به عنوان مثال، پوشش اکسید روی بسیار پایدار است و محکم به بستر فلزی می چسبد. بسیار بادوام است و به راحتی پوسته پوسته نمی شود.
پوشش دهی فلزات به کمک گالوانیزه به دلیل محافظت گالوانیکی خود نیز مشهور است. به عبارت دیگر، اگر سطح فلز به دلیل خراش، بریدگی یا فرورفتگی در معرض دید قرار گیرد، پوشش روی با خوردگی ترجیحی، خود را فدا می کند. در واقع این فرآیند به محافظت از بستر فولادی بین عملیات تعمیر و نگهداری کمک می کند.
بزرگترین نقطه ضعف فرآیند گالوانیزه کردن هزینه آن است. اگرچه غوطه ور کردن قطعه در حمامی از روی مذاب (HDG) ممکن است برای پوشش سازه های فولادی بزرگ ارزان تر باشد، اما برای قطعات کوچکتر مانند مهره ها و بست ها صرفه اقتصادی چندانی ندارد. به علاوه، سطوح گالوانیزه ظاهر خاکستری تیره ای دارند که ممکن است از نظر زیبایی برای برخی کاربردها خوشایند نباشد.
غوطه ور کردن قطعه در حمامی از روی مذاب
پوشش دهی پودری همانطور که از نامش پیداست شامل پوشاندن یک جسم با ماده ای پودری است. این روش از پوشش دهی فلزات یک فرآیند الکترواستاتیک است که به موجب آن ذرات پوشش با قطبیتی مخالف با قسمتی که قرار است پوشش داده شود، بار الکتریکی دارند. تفاوت بار باعث می شود که ذرات پودر شده به سطح فلز بچسبند. سپس جسم پوشش داده شده در یک کوره تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد تا پوشش سخت شود.
پوشش های پودری به دلیل دوام و ظاهر زیبای خود مشهور هستند. علاوه بر این، از آنجایی که پوشش‌های پودری حاوی حلال نیستند، نشر ترکیبات آلی فرار (VOC) کمی وجود دارد.
پوشش دهی پودری
اگرچه پوشش های پودری ممکن است در دراز مدت مقرون به صرفه باشند، اما هزینه های اولیه راه اندازی می تواند قابل توجه باشد. فرآیند پوشش دهی به اتاقک های اسپری، اجاق ها و تجهیزات اسپری مخصوص نیاز دارد که این عوامل می تواند اندازه اشیایی را که می توان پوشش داد محدود کند. همچنین دستیابی به لایه هایی با پوشش نازک دشوار یا حتی غیرممکن است. علاوه بر این، سطح نهایی در مقایسه با سایر روش های پوشش دهی فلزات ، صاف ترین سطح نیست.
در پوشش دهی فلزات با رنگ اساساً از رنگ مایع استفاده می شود. این نوع پوشش دهي در دسترس ترین و مقرون به صرفه ترین نوع پوشش است. بسته به نوع فلز، محیط عملیاتی و الزامات عملکردی می توان از فرمول های مختلف رنگ استفاده کرد.
پوشش دهي به کمک رنگ
برای کاربردهای صنعتی، پوشش به کمک رنگ به مرور با روش های دیگر پوشش جایگزین می شود. برخی از رنگ ها ممکن است حاوی عناصر سمی و سایر ترکیبات فرار (VOC) باشند که برای محیط زیست مضر هستند. دوام آنها نیز نسبت به سایر روش های پوشش دهی کمتر است، زیرا به دلیل قرارگیری طولانی مدت در معرض عوامل محیطی احتمالاً پوسته پوسته یا محو می شوند.
هزینه پوشش دهی فلزات با توجه به بکارگیری هر یک از روش ذکر شده در بخش های قبل می تواند متغیر باشد. اما لازم به ذکر است که صنایع مختلف سالانه متحمل صرف هزینه بسیاری که شامل ضررهای ناشی از خوردگی است، می شوند. پوشش دهي فلزات ، در صورت استفاده صحیح، می تواند در افزایش طول عمر بسیاری از دارایی های فلزی موثر باشد.
با این حال، باید توجه شود که همه پوشش ها مستعد شکست هستند. بنابراین، درک مزایا و معایب هر نوع پوشش برای انتخاب بهترین نوع پوشش دهی ضروری است.
همانطور که گفته شد خدمات پوشش دهی شامل انواع روش های ایجاد پوشش و بهبود خواص سطحی از جمله آبکاری ، گالوانیزه کردن، پاشش حرارتی و لایه نشانی هستند.
فرمت یک راه حل نوین جهت رفع نیازهای صنعتی است. هدف فرمت ایجاد بستری برای معرفی، بررسی و مقایسه ی خدمات صنعتی ارائه شده توسط ارائه دهندگان مختلف و انتخاب بهترین راه حل جهت رفع مشکلات و پاسخگویی به نیازهای صنایع مختلف است.
آدرس: تهران، خیابان آزادی، دانشگاه صنعتی شریف
ایمیل: info@formmat.ir
