1. مقاومة فائقة للصدأ
الهدف الرئيسي من الجلفنة هو منع الصدأ تمامًا، وهنا يأتي دور طبقة أكسيد الزنك على الفولاذ المجلفن. وإليكم آلية عملها: تتآكل طبقة الزنك أولًا، متحملةً الضرر، مما يحافظ على سلامة الفولاذ تحتها لفترة أطول. بدون هذه الطبقة الواقية من الزنك، سيكون المعدن أكثر عرضة للصدأ، وسيؤدي تعرضه للمطر أو الرطوبة أو غيرها من العوامل الطبيعية إلى تسريع عملية التآكل.
2. عمر افتراضي أطول
يعود هذا العمر الطويل مباشرةً إلى الطبقة الواقية. تُظهر الأبحاث أن الفولاذ المجلفن المستخدم في البيئات الصناعية، في الظروف العادية، يمكن أن يدوم حتى 50 عامًا. حتى في البيئات شديدة التآكل - كالأماكن التي تكثر فيها المياه أو الرطوبة - فإنه يظل صالحًا للاستخدام لمدة 20 عامًا أو أكثر.
3. تحسين المظهر الجمالي
يتفق معظم الناس على أن الفولاذ المجلفن يتمتع بمظهر أكثر جاذبية من العديد من سبائك الفولاذ الأخرى. فسطحه يميل إلى أن يكون أكثر لمعاناً ونظافة، مما يمنحه مظهراً مصقولاً.
استخدامات 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 ثلاث خطوات أساسية: تحضير السطح، والجلفنة، والفحص.
تحضير السطح
في عملية تحضير السطح، يُرسل الفولاذ المُصنّع مسبقًا إلى عملية الجلفنة، حيث يخضع لثلاث مراحل تنظيف: إزالة الشحوم، والغسل الحمضي، والصهر. وبدون هذه العملية، لا يمكن إتمام الجلفنة لأن الزنك لا يتفاعل مع الفولاذ غير النقي.
الجلفنة
بعد إتمام تحضير السطح، يُغمر الفولاذ في زنك منصهر بنسبة 98% عند درجة حرارة 830 فهرنهايت. يجب أن تسمح زاوية غمر الفولاذ في الوعاء بخروج الهواء من الأشكال الأنبوبية أو أي تجاويف أخرى. كما يسمح ذلك للزنك بالتدفق عبر الفولاذ وداخله بالكامل، مما يضمن تلامسه مع جميع أجزائه. يبدأ الحديد الموجود داخل الفولاذ بالتفاعل مع الزنك، مُشكلاً طبقة بين فلزية من الزنك والحديد. وعلى السطح الخارجي، تترسب طبقة من الزنك النقي.
تقتيش
الخطوة الأخيرة هي فحص الطلاء. يُجرى فحص بصري للتأكد من عدم وجود أي مناطق غير مطلية على جسم الفولاذ، حيث أن الطلاء لا يلتصق بالفولاذ غير النظيف. كما يمكن استخدام مقياس سمك مغناطيسي لتحديد سمك الطلاء.
2- الجلفنة الكهربائية
يُنتج الفولاذ المجلفن كهربائياً من خلال عملية كهروكيميائية. في هذه العملية، يُغمر الفولاذ في حمام من الزنك، ويُمرر تيار كهربائي خلاله. تُعرف هذه العملية أيضاً باسم الطلاء الكهربائي.
قبل عملية الجلفنة الكهربائية، يجب تنظيف الفولاذ. في هذه العملية، يعمل الزنك كقطب موجب لحماية الفولاذ. أما في التحليل الكهربائي، فيُستخدم كبريتات الزنك أو سيانيد الزنك كمحلول إلكتروليتي، بينما يحمي القطب السالب الفولاذ من التآكل. يُبقي هذا المحلول الإلكتروليتي الزنك على سطح الفولاذ كطبقة واقية. وكلما طالت مدة غمر الفولاذ في حمام الزنك، زادت سماكة هذه الطبقة.
لتعزيز مقاومة التآكل، تُعدّ بعض الطلاءات التحويلية 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 تكوين طبقة من الزنك على سطح الحديد أو الفولاذ لمنع تآكل المعدن.
في هذه العملية، يُوضع الفولاذ في وعاء يحتوي على الزنك، ثم يُغلق الوعاء ويُسخّن إلى درجة حرارة أقل من درجة انصهار الزنك. ينتج عن هذا التفاعل تكوّن سبيكة من الزنك والحديد، مع طبقة خارجية صلبة من الزنك النقي تلتصق بسطح الفولاذ، مما يوفر مقاومة عالية للتآكل. كما تُسهّل هذه الطبقة التصاق الطلاء بالسطح بشكل أفضل.
يُعدّ طلاء الزنك الطريقة الأمثل للأجسام المعدنية الصغيرة. وتُناسب هذه العملية بشكل خاص المكونات الفولاذية غير المنتظمة الشكل، حيث يمكن للطبقة الخارجية أن تتبع بسهولة شكل الفولاذ الأساسي.
4. رش المعادن
في عملية طلاء الزنك بالرش المعدني، تُرش جزيئات الزنك المنصهرة المشحونة كهربائياً أو المُذرّرة على سطح الفولاذ. وتُجرى 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.
تُعد طريقة طلاء رش المعادن هذه هي الأنسب لمنع التقشر والتفتت، ولكنها ليست مثالية لتوفير مقاومة كبيرة للتآكل.
كم يدوم طلاء الزنك؟
أما بالنسبة للمتانة، فهي تعتمد عادةً على سُمك طبقة الزنك، بالإضافة إلى عوامل أخرى مثل نوع البيئة، ونوع طبقة الزنك المستخدمة، وجودة الطلاء أو الرش. كلما زاد سُمك طبقة الزنك، زاد عمرها الافتراضي.
الجلفنة بالغمس الساخن مقابل الجلفنة بالغمس الباردتتميز طبقات الجلفنة بالغمس الساخن عموماً بمتانة أكبر من طبقات الجلفنة بالبرودة، لأنها عادةً ما تكون أكثر سمكاً وقوة. تتضمن عملية الجلفنة بالغمس الساخن غمر المعدن في الزنك المنصهر، بينما في طريقة الجلفنة بالبرودة، يتم رش طبقة أو طبقتين أو دهنهما بالفرشاة.
من حيث المتانة، يمكن أن تدوم طبقات الجلفنة بالغمس الساخن لأكثر من 50 عامًا بغض النظر عن الظروف البيئية. في المقابل، تدوم طبقات الجلفنة بالغمس البارد عادةً من بضعة أشهر إلى بضع سنوات فقط، وذلك حسب سمك الطبقة.
بالإضافة إلى ذلك، في البيئات شديدة التآكل كالبيئات الصناعية، قد يكون عمر طلاءات الزنك محدودًا. لذا، يُعد اختيار طلاءات الزنك عالية الجودة وصيانتها على المدى الطويل أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق أقصى حماية من التآكل والصدأ.
تاريخ النشر: 12 أغسطس 2025
