1. مقاومة فائقة للصدأ
الهدف الرئيسي من الجلفنة هو منع الصدأ من التكون، وهنا يأتي دور طبقة أكسيد الزنك على الفولاذ المجلفن. آلية عملها: يتآكل طلاء الزنك أولاً، متحملاً التأثير، فيبقى الفولاذ تحته سليماً لفترة أطول. بدون هذه الطبقة الواقية من الزنك، يكون المعدن أكثر عرضة للصدأ، كما أن التعرض للمطر والرطوبة أو غيرها من العوامل الطبيعية يُسرّع من عملية التآكل.
2. عمر أطول
ينبع هذا العمر الطويل مباشرةً من الطبقة الواقية. تُظهر الأبحاث أنه في الظروف العادية، يمكن للفولاذ المجلفن المستخدم في البيئات الصناعية أن يدوم لمدة تصل إلى 50 عامًا. حتى في البيئات شديدة التآكل - كالأماكن التي تحتوي على الكثير من الماء أو الرطوبة - فإنه يظل متينًا لمدة 20 عامًا أو أكثر.
3. تحسين الجماليات
يتفق معظم الناس على أن الفولاذ المجلفن يتميز بمظهر أكثر جاذبية من العديد من سبائك الفولاذ الأخرى. فسطحه عادةً ما يكون أكثر لمعانًا ونظافة، مما يمنحه مظهرًا مصقولًا.
أين يتم استخدام الفولاذ المجلفن
يمكن استخدام عمليات مختلفة للجلفنة:
2. الجلفنة الكهربائية
3. انتشار الزنك
4. رش المعادن
مجلفن بالغمس الساخن
أثناء عملية الجلفنة، يُغمر الفولاذ في حمام من الزنك المنصهر. تتضمن عملية الجلفنة بالغمس الساخن (HDG) ثلاث خطوات أساسية: تحضير السطح، والجلفنة، والفحص.
تحضير السطح
في عملية تحضير السطح، يُرسل الفولاذ المُصنّع مسبقًا إلى الجلفنة، ويخضع لثلاث مراحل تنظيف: إزالة الشحوم، والغسيل الحمضي، والصهر. بدون هذه العملية، لا يُمكن إجراء الجلفنة، لأن الزنك لا يتفاعل مع الفولاذ غير النقي.
الجلفنة
بعد اكتمال تحضير السطح، يُغمر الفولاذ في زنك مصهور بنسبة 98% عند درجة حرارة 830 درجة فهرنهايت. يجب أن تسمح زاوية غمر الفولاذ في الوعاء بخروج الهواء من الأشكال الأنبوبية أو أي فجوات أخرى. وهذا يسمح أيضًا للزنك بالتدفق عبر هيكل الفولاذ وداخله. وبهذه الطريقة، يلامس الزنك الفولاذ بأكمله. يبدأ الحديد داخل الفولاذ بالتفاعل مع الزنك، مُشكلًا طبقة بينية من الزنك والحديد. على الجانب الخارجي، تترسب طبقة زنك نقية.
تقتيش
الخطوة الأخيرة هي فحص الطلاء. يُجرى فحص بصري للتحقق من وجود أي مناطق غير مطلية على هيكل الفولاذ، لأن الطلاء لن يلتصق بالفولاذ غير المنظف. يمكن أيضًا استخدام مقياس سمك مغناطيسي لتحديد سمك الطلاء.
2 الجلفنة الكهربائية
يُنتَج الفولاذ المجلفن كهربائيًا من خلال عملية كهروكيميائية. في هذه العملية، يُغمر الفولاذ في حمام من الزنك، ويُمرَّر تيار كهربائي من خلاله. تُعرف هذه العملية أيضًا باسم الطلاء الكهربائي.
قبل عملية الجلفنة الكهربائية، يجب تنظيف الفولاذ. هنا، يعمل الزنك كأنود لحماية الفولاذ. في التحليل الكهربائي، تُستخدم كبريتات الزنك أو سيانيد الزنك كإلكتروليت، بينما يحمي الكاثود الفولاذ من التآكل. يُبقي هذا الإلكتروليت الزنك على سطح الفولاذ كطبقة. كلما طالت مدة غمر الفولاذ في حمام الزنك، زادت سماكة الطبقة.
لتعزيز مقاومة التآكل، تُعدّ بعض طلاءات التحويل فعّالة للغاية. تُنتج هذه العملية طبقة إضافية من هيدروكسيدات الزنك والكروم، مما يُضفي لونًا أزرق على سطح المعدن.
3 اختراق الزنك
تتضمن عملية طلاء الزنك تشكيل طبقة من الزنك على سطح الحديد أو الفولاذ لمنع تآكل المعدن.
في هذه العملية، يُوضع الفولاذ في وعاء يحتوي على الزنك، ثم يُغلق ويُسخّن إلى درجة حرارة أقل من درجة انصهار الزنك. ينتج عن هذا التفاعل سبيكة من الزنك والحديد، مع طبقة خارجية صلبة من الزنك النقي تلتصق بسطح الفولاذ وتوفر مقاومة عالية للتآكل. كما يُسهّل هذا الطلاء التصاق الطلاء بالسطح بشكل أفضل.
بالنسبة للأجسام المعدنية الصغيرة، يُعدّ طلاء الزنك الطريقة الأمثل. تُناسب هذه العملية بشكل خاص مكونات الفولاذ ذات الأشكال غير المنتظمة، حيث تتبع الطبقة الخارجية نمط الفولاذ الأساسي بسهولة.
4 رش المعادن
في عملية طلاء الزنك بالرش المعدني، تُرش جزيئات الزنك المنصهرة المشحونة كهربائيًا أو المذراة على سطح الفولاذ. تُجرى هذه العملية باستخدام مسدس رش يدوي أو لهب خاص.
قبل تطبيق طلاء الزنك، يجب إزالة جميع الملوثات، مثل الطلاءات السطحية غير المرغوب فيها والزيوت والصدأ. بعد اكتمال عملية التنظيف، تُرش جزيئات الزنك المنصهرة على السطح الخشن، حيث تتصلب.
تعتبر طريقة طلاء الرش المعدني هذه هي الأكثر ملاءمة لمنع التقشير والتقشر، ولكنها ليست مثالية لتوفير مقاومة كبيرة للتآكل.
ما هي مدة بقاء طلاء الزنك؟
فيما يتعلق بالمتانة، فإنها تعتمد عادةً على سُمك طلاء الزنك، بالإضافة إلى عوامل أخرى مثل نوع البيئة، ونوع طلاء الزنك المستخدم، وجودة الطلاء أو الرش. كلما زاد سُمك طلاء الزنك، زاد عمره الافتراضي.
الجلفنة بالغمس الساخن مقابل الجلفنة بالبرودةتتميز الطلاءات المجلفنة بالغمس الساخن بمتانتها العالية مقارنةً بالطلاءات المجلفنة بالبرودة، نظرًا لسمكها ومتانتها. تتضمن الجلفنة بالغمس الساخن غمر المعدن في الزنك المنصهر، بينما في الجلفنة الباردة، تُرش طبقة أو طبقتان أو تُدهن بالفرشاة.
من حيث المتانة، يمكن أن تدوم الطلاءات المجلفنة بالغمس الساخن لأكثر من 50 عامًا بغض النظر عن الظروف البيئية. في المقابل، تدوم الطلاءات المجلفنة بالغمس البارد عادةً من بضعة أشهر إلى بضع سنوات فقط، حسب سُمك الطلاء.
بالإضافة إلى ذلك، في البيئات شديدة التآكل، كالبيئات الصناعية، قد يكون عمر طلاءات الزنك محدودًا. لذلك، يُعد اختيار طلاءات زنك عالية الجودة وصيانتها على المدى الطويل أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز الحماية من التآكل والتلف والصدأ.
وقت النشر: ١٢ أغسطس ٢٠٢٥
