Ποια είναι η ταξινόμηση της διαδικασίας γαλβανισμού;

Τι είναι ο γαλβανισμός;
Ο γαλβανισμός, όπως υποδηλώνει το όνομα, είναι η επικάλυψη της επιφάνειας μετάλλων, κραμάτων και άλλων υλικών με ένα στρώμα ψευδαργύρου. Είναι μια τεχνολογία επιφανειακής επεξεργασίας που έχει ως αποτέλεσμα την ομορφιά και την πρόληψη της σκουριάς. Δεδομένου ότι ο ψευδάργυρος είναι μια επικάλυψη θυσίας, μπορεί να προστατεύσει το υποκείμενο υπόστρωμα. Ο ψευδάργυρος είναι εύκολα διαλυτός σε οξύ και αλκάλιο, γι' αυτό ονομάζεται αμφοτερικό μέταλλο και δεν αλλάζει σχεδόν καθόλου στον ξηρό αέρα. Σε υγρό αέρα, μια πυκνή βασική μεμβράνη ανθρακικού ψευδαργύρου θα σχηματιστεί στην επιφάνεια του ψευδαργύρου. Σε διοξείδιο του θείου, υδρόθειο και θαλάσσιες ατμόσφαιρες, ο ψευδάργυρος έχει χαμηλή αντοχή στη διάβρωση, ειδικά σε ατμόσφαιρες υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής υγρασίας που περιέχουν οργανικά οξέα, η επίστρωση ψευδαργύρου είναι πολύ ευαίσθητη στη διάβρωση. Η επίστρωση ψευδαργύρου μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τις προστατευτικές και διακοσμητικές της ιδιότητες μετά από παθητικοποίηση, βαφή ή επίστρωση με ένα ελαφρύ προστατευτικό. Ως εκ τούτου, ο γαλβανισμός χρησιμοποιείται συχνά για να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των μεταλλικών εξαρτημάτων. Αυτή η μεταλλική επίστρωση έχει ένα ευρύ φάσμα χρήσεων και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ανταλλακτικά σε διάφορες βιομηχανίες όπως αυτοκίνητα, ηλιακή ενέργεια, ηλεκτρονικά και κατασκευές.

Ποιοι τύποι μετάλλων μπορούν να γαλβανιστούν;
Τα πιο κοινά μέταλλα κατάλληλα για γαλβανισμό είναι ο χάλυβας και ο σίδηρος. Ωστόσο, άλλα είδη μετάλλων μπορούν επίσης να γαλβανιστούν. Σε γενικές γραμμές, σιδηρούχα μέταλλα όπως ο χυτοσίδηρος, ο χυτοσίδηρος, ο ελατός χυτοσίδηρος, ο χάλυβας θερμής έλασης και ο χάλυβας ψυχρής έλασης μπορούν να γαλβανιστούν.

Από την άλλη, υπάρχουν και άλλα υλικά που δεν μπορούν να σχηματίσουν γαλβανισμένο στρώμα. Δεδομένου ότι το στοιχείο σιδήρου είναι σημαντικό στην αντίδραση γαλβανισμού, είναι δύσκολο για μέταλλα όπως ο χαλκός ή το αλουμίνιο να σχηματίσουν ένα γαλβανισμένο στρώμα. Επιπλέον, αν και υλικά όπως ο χάλυβας χρωμίου-μολυβδαινίου μπορεί να σχηματίσουν μια επίστρωση, θα υπάρχουν πολλές εκτεθειμένες περιοχές και το γαλβανισμένο στρώμα θα είναι ατελές.

Διαδικασία γαλβανισμού: Πώς προστατεύει το γαλβανισμένο στρώμα το βασικό μέταλλο;

Γαλβανισμός είναι η προσθήκη ενός στρώματος ψευδαργύρου στην επιφάνεια μετάλλων όπως ο χάλυβας και ο σίδηρος. Υπάρχουν πολλοί τρόποι γαλβανισμού. Επομένως, η διαδικασία ποικίλλει ανάλογα με την επιλεγμένη τεχνολογία. Ωστόσο, όλα έχουν μια κοινή αρχή, η οποία είναι η εφαρμογή ψευδαργύρου γύρω από τον χάλυβα ή τον σίδηρο, ο οποίος μπορεί να είναι υγρός ή σε σκόνη.

Διαφορετικές μέθοδοι γαλβανισμού
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι γαλβανισμού, καθεμία με τα δικά της χαρακτηριστικά και πλεονεκτήματα. Ας τους ρίξουμε μια ματιά παρακάτω.

1. Γαλβανισμός εν θερμώ
Όπως υποδηλώνει το όνομα, αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει τη βύθιση του βασικού μετάλλου σε μια δεξαμενή λιωμένου ψευδαργύρου. Πριν από τον πραγματικό γαλβανισμό, ο μηχανικός πρέπει να καθαρίσει χημικά ή μηχανικά το βασικό μέταλλο. Ο καθαρισμός είναι μια προπαρασκευαστική διαδικασία για τη διασφάλιση της ποιότητας του δεσμού μεταξύ του μετάλλου και της επίστρωσης ψευδαργύρου. Μετά τον καθαρισμό, το μέταλλο υποβάλλεται σε ροή για να αφαιρεθούν τυχόν υπολειμματικά οξείδια.

Στη συνέχεια βυθίζεται σε θερμαινόμενο λουτρό ψευδάργυρου, το οποίο συνήθως διατηρείται στους 460 βαθμούς. Όταν αρχίζει να σχηματίζεται ο μεταλλουργικός δεσμός μεταξύ του ψευδαργύρου και της μεταλλικής βάσης, αφού η μεταλλική βάση ψαρευτεί από τη λιωμένη λίμνη, αντιδρά με το οξυγόνο για να σχηματίσει οξείδιο του ψευδαργύρου. Το οξείδιο του ψευδαργύρου αντιδρά επίσης με το διοξείδιο του άνθρακα για να σχηματίσει ανθρακικό ψευδάργυρο, το οποίο είναι το τελικό προστατευτικό στρώμα.

Ο γαλβανισμός εν θερμώ είναι μια γρήγορη, οικονομική μέθοδος που μπορεί να πραγματοποιηθεί τόσο σε απλά όσο και σε πολύπλοκα μεταλλικά μέρη. Ωστόσο, εάν δεν γίνει σωστά, μπορεί να διαπιστώσετε ότι η επίστρωση στη μεταλλική επιφάνεια είναι κάπως ασυνεπής.

2. Προγαλβανισμός
Η διαδικασία προ-γαλβανισμού είναι παρόμοια με τον γαλβανισμό εν θερμώ. Ωστόσο, πραγματοποιείται στο πρώτο στάδιο παραγωγής (το χαλυβουργείο). Η διαδικασία προετοιμάζει το μέταλλο για γαλβανισμό κυλίοντάς το μέσω μηχανικού ή χημικού καθαριστικού. Μετά τον καθαρισμό, ο μηχανικός περνά το βασικό μέταλλο μέσα από ένα λουτρό λιωμένου ψευδαργύρου και στη συνέχεια το ξανατυλίγει αμέσως.

Αυτή η διαδικασία διασφαλίζει ότι μεγάλα πηνία χάλυβα γαλβανίζονται γρήγορα, σχηματίζοντας μια πιο ομοιόμορφη επίστρωση. Ωστόσο, όταν κατασκευάζεται αρχικά το προγαλβανισμένο μέταλλο, ενδέχεται να εμφανιστούν ορισμένες μη επικαλυμμένες και εκτεθειμένες περιοχές. Για παράδειγμα, όταν ένα μακρύ πηνίο από χάλυβα κόβεται σε μικρά κομμάτια, οι κομμένες άκρες εκτίθενται επειδή δεν υπάρχει επίστρωση ψευδαργύρου.

3. Ψυχρός γαλβανισμός
Ο ψυχρός γαλβανισμός, επίσης γνωστός ως ηλεκτρογαλβανισμός, είναι διαφορετικός από τις δύο διαδικασίες που συζητήθηκαν παραπάνω στο ότι δεν απαιτεί τη χρήση λουτρού τετηγμένου ψευδαργύρου. Αντίθετα, η επιμετάλλωση περιλαμβάνει την εισαγωγή ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα διάλυμα ηλεκτρολύτη πριν την εφαρμογή του στο υπόστρωμα. Το ρεύμα δρα για τη μεταφορά ιόντων ψευδαργύρου στο μεταλλικό υπόστρωμα. Αυτή η διαδικασία δημιουργεί ένα ακριβές, ομοιόμορφο πάχος επίστρωσης στο μέταλλο. Επιπλέον, η επίστρωση αυτής της μεθόδου είναι γενικά πιο λεπτή από αυτή του γαλβανισμού εν θερμώ.

Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι ηλεκτρογαλβανισμού. Αλλά από την τιμή του pH του διαλύματος επίστρωσης ψευδαργύρου, υπάρχουν κυρίως δύο κατηγορίες: η αλκαλική επίστρωση ψευδαργύρου και η όξινη ψευδάργυρη.

3.1 Αλκαλική επίστρωση ψευδαργύρου

Η διαδικασία επιμετάλλωσης με αλκαλικό ψευδάργυρο αναφέρεται στην τιμή του pH του διαλύματος επιμετάλλωσης είναι αλκαλικό. Αλλά λόγω διαφορετικών συμπλοκοποιητικών παραγόντων, χωρίζεται σε επιμετάλλωση με κυανιούχο ψευδάργυρο και ψευδάργυρο. Η επιμετάλλωση με κυανιούχο ψευδάργυρο είναι ένας πολύ παλιός τύπος επιμετάλλωσης. Υπάρχουν τρία κύρια συστατικά στο διάλυμα επιμετάλλωσης: κύριο άλας οξείδιο ψευδαργύρου, συμπλοκοποιητικό κυανιούχο νάτριο και αγώγιμο άλας υδροξείδιο του νατρίου (κοινώς γνωστό ως καυστική σόδα). Δεν υπήρχε λαμπρυντικό στο πρώιμο διάλυμα επίστρωσης κυανίου. Με τη βελτίωση των αισθητικών απαιτήσεων των ανθρώπων, στο διάλυμα κυανιούχου ψευδάργυρου προστίθενται λαμπρυντικά για λάμψη. Η διαδικασία επιμετάλλωσης με κυανιούχο ψευδάργυρο είναι σταθερή και η επίστρωση είναι καλή. Το διάλυμα επιμετάλλωσης έχει καλή ικανότητα διασποράς. Ανάλογα με τη διαφορετική περιεκτικότητα σε κυανιούχο νάτριο, χωρίζεται σε επιμετάλλωση με υψηλή περιεκτικότητα σε κυάνιο, μεσαίο κυάνιο και ψευδάργυρο με χαμηλό κυάνιο. Το μεγαλύτερο μειονέκτημα της κυανιούχου ψευδάργυρου είναι ότι είναι πολύ τοξικό και έχει σοβαρή περιβαλλοντική βλάβη.

Η ψευδάργυρος είναι μια διαδικασία ψευδάργυρης που έχει αναπτυχθεί γρήγορα τα τελευταία 30 χρόνια. Τα κύρια συστατικά του είναι το οξείδιο του ψευδαργύρου ως κύριο άλας και το υδροξείδιο του νατρίου (κοινώς γνωστό ως καυστική σόδα), το οποίο είναι ένας συμπλοκοποιητικός παράγοντας και αγώγιμο άλας. Για να αποκτήσετε μια φωτεινή επίστρωση με ικανότητα λεπτής διασποράς, πρέπει να προστεθεί ένα λαμπρυντικό. Η κύρια περίοδος ανάπτυξης της ψευδαργύρου στην Κίνα ήταν η εποχή της επιμετάλλωσης ψευδαργύρου χωρίς κυάνιο τη δεκαετία του 1970. Η περίφημη διαδικασία επιμετάλλωσης ψευδαργύρου DPE και η διαδικασία επιμετάλλωσης ψευδαργύρου DE έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι τώρα. Αν και αυτή η διαδικασία δεν είναι τόσο σταθερή και λεπτή όσο η διαδικασία επιμετάλλωσης με κυανιούχο ψευδάργυρο, το μεγαλύτερο πλεονέκτημά της είναι ότι δεν περιέχει κυάνιο. Η βλάβη στο περιβάλλον είναι πολύ μικρότερη. Τώρα η επίστρωση ψευδάργυρου με ψευδάργυρο έχει κάνει νέες εξελίξεις και ελαττώματα όπως οι φουσκάλες και η ευθραυστότητα έχουν ξεπεραστεί και η ικανότητα διασποράς έχει βελτιωθεί σημαντικά, κάτι που μπορεί να συγκριθεί με την επιμετάλλωση με κυανιούχο ψευδάργυρο.

3.2 Όξινη επίστρωση ψευδαργύρου

Η τιμή pH του όξινου διαλύματος επίστρωσης ψευδαργύρου είναι 4-6. Το δεύτερο αποτέλεσμα της επιμετάλλωσης ψευδαργύρου χωρίς κυάνιο στη δεκαετία του 1970 ήταν η επίστρωση ψευδαργύρου χωρίς κυανιούχο χλωριούχο αμμώνιο. Είναι στο ίδιο επίπεδο με την ψευδάργυρη αλκαλική ψευδάργυρη. Χρησιμοποιεί χλωριούχο ψευδάργυρο ως κύριο άλας, χλωριούχο αμμώνιο ως παράγοντα συμπλοκοποίησης και αγώγιμο άλας. Το κιτρικό οξύ και το νιτριλοτριοξικό οξύ είναι βοηθητικοί παράγοντες συμπλοκοποίησης. Η πολυαιθυλενογλυκόλη και η θειουρία χρησιμοποιούνται ως διυλιστές επικαλύψεων. Η επίστρωση που λαμβάνεται από αυτό το διάλυμα επιμετάλλωσης είναι λεπτή και έχει καλή ικανότητα διασποράς. Το διάλυμα επιμετάλλωσης είναι λιγότερο τοξικό. Ωστόσο, το κύριο μειονέκτημα είναι ότι το διάλυμα επιμετάλλωσης είναι ασταθές και το αέριο χλωριούχου αμμωνίου που εκπέμπεται είναι πολύ διαβρωτικό για τον εξοπλισμό ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης. Η τρέχουσα απόδοση είναι επίσης χαμηλή. Είναι πολύ ευαίσθητο στις ακαθαρσίες. Το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας είναι στενό. Τώρα έχει ουσιαστικά εξαλειφθεί με τη διαδικασία επιμετάλλωσης ψευδάργυρου με χλωριούχο κάλιο.

Υπάρχει επίσης μια διαδικασία επιμετάλλωσης με θειικό ψευδάργυρο στη διαδικασία επιμετάλλωσης με όξινο ψευδάργυρο. Το κύριο συστατικό του είναι το κύριο αλάτι θειικός ψευδάργυρος. Το περιεχόμενο είναι μεταξύ 250-500g/L. Η στυπτηρία ή το θειικό αλουμίνιο χρησιμοποιείται ως αγώγιμο άλας. Το περιεχόμενο είναι μεταξύ 30-50g/L. Στο αγώγιμο άλας προστίθεται επίσης θειικό νάτριο ή χλωριούχο νάτριο. Εκτός από τα παραπάνω, προστίθενται και κάποια πρόσθετα για να γίνει η επίστρωση λεπτή. Στην αρχή χρησιμοποιήθηκε δεξτρίνη ή κόμμι και αργότερα εφευρέθηκαν ορισμένα ειδικά λευκαντικά για να κάνουν την επίστρωση πιο φωτεινή και λεπτότερη. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της επιμετάλλωσης με θειικό ψευδάργυρο είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιήσει μεγαλύτερη πυκνότητα ρεύματος (1-5A/dm2) και γρήγορη ταχύτητα επιμετάλλωσης. Αλλά το μειονέκτημα είναι ότι η διασπορά του διαλύματος επιμετάλλωσης είναι πολύ κακή και δεν είναι κατάλληλο για την επιμετάλλωση πιο περίπλοκων τεμαχίων. Λόγω της ιδιαιτερότητάς του, ο θειικός γαλβανισμός χρησιμοποιείται κυρίως σε βιομηχανίες με απλά σχήματα και ισχυρή συνεχή παραγωγή, όπως σύρμα σιδήρου, χαλύβδινη ταινία και χαλύβδινη πλάκα.

4. Γαλβανισμός ανόπτησης
Η ανόπτηση με γαλβανισμό είναι ένας συνδυασμός διαδικασιών γαλβανισμού εν θερμώ και ανόπτησης. Ο σκοπός αυτής της διαδικασίας είναι η επίστρωση τουγαλβανισμένο χάλυβαμε ειδική επίστρωση. Οι διαδικασίες ανόπτησης και θερμής εμβάπτισης πραγματοποιούνται σε μια στιγμή για να δημιουργηθεί μια γκρι ματ επιφάνεια.

Η διαδικασία εν θερμώ συνήθως πραγματοποιείται πριν το επιμεταλλωμένο μέταλλο περάσει μέσα από ένα μαχαίρι αέρα, το οποίο βοηθά στην απομάκρυνση της περίσσειας ψευδάργυρου από το μέταλλο. Στη συνέχεια, το μέταλλο θερμαίνεται για λίγο σε θερμοκρασία 500 έως 565 βαθμούς Κελσίου σε έναν κλίβανο ανόπτησης και τα στρώματα ψευδαργύρου και σιδήρου διαχέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα κράμα ψευδαργύρου-σιδήρου στην επιφάνεια.

Ογαλβανισμένα φύλλα χάλυβαπου παράγονται με αυτή τη μέθοδο μπορούν να αντέξουν καλά τη συγκόλληση και οι επιφάνειές τους μπορούν επίσης να εξασφαλίσουν εξαιρετική πρόσφυση βαφής.

Διαδικασία γαλβανισμού

Όταν ο ψευδάργυρος εισάγεται στο συστατικό, ο σίδηρος στο μεταλλικό υπόστρωμα αντιδρά με τον ψευδάργυρο για να σχηματίσει μια στενά συνδεδεμένη επικάλυψη κράματος. Πρόκειται για μια σχετικά απλή επίστρωση που σχηματίζει μια αρκετά παχιά επίστρωση. Η όλη διαδικασία μπορεί να χωριστεί σε τρία στάδια:

1. Προετοιμασία της μεταλλικής επιφάνειας
Διαδικασία γαλβανισμού
Επεξεργασία επιφάνειας μετά από γαλβανισμό

2. Σε γενικές γραμμές, ο γαλβανισμός προστατεύει τα μέταλλα με βάση τις ακόλουθες αρχές:

Το στρώμα ψευδαργύρου μπορεί να προστατεύσει το βασικό μέταλλο από διαβρωτικές ουσίες όπως οξέα, καυστικά και αέρια.

Ο ψευδάργυρος είναι μέταλλο που θυσιάζεται. Όταν η επίστρωση γρατσουνιστεί, ο ψευδάργυρος θυσιάζει εύκολα την άνοδο του, προστατεύοντας έτσι το βασικό μέταλλο από τη σκουριά.

Ο ψευδάργυρος διαβρώνεται γρηγορότερα από το βασικό μέταλλο και είναι ένας εξαιρετικός τρόπος για την προστασία των μετάλλων.

Ωστόσο, οι προκαταρκτικές εργασίες προετοιμασίας και οι μέθοδοι μετεπεξεργασίας θα καθορίσουν το αποτέλεσμα της διαδικασίας γαλβανισμού. Η ανεπαρκής προετοιμασία θα επηρεάσει την αντίδραση μεταξύ του βασικού μετάλλου και του τηγμένου χάλυβα. Επιπλέον, η ανεπαρκής μετα-επεξεργασία θα επηρεάσει επίσης την τελική εμφάνιση του γαλβανισμένου στρώματος. Επηρεάζοντας έτσι τη συνολική επίδραση του προϊόντος.

Αναφορά:

https://www.cnzxhj.com/a/138259.html
https://finance.sina.cn/futuremarket/qsyw/2019-01-11/detail-ihqhqcis5265360.d.html
https://waykenrm.cn/blogs/what-is-galvanizing/
https://www.163.com/dy/article/F5BMFBON053875K1.html