เหล็กชุบสังกะสีคืออะไร? การเคลือบสังกะสีมีอายุการใช้งานนานแค่ไหน?

สามารถใช้กระบวนการชุบสังกะสีได้หลายวิธี:

1. การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน

2. การชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้า

3. การแพร่ของสังกะสี

4. การพ่นสีโลหะ

 

ชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน

ในกระบวนการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน เหล็กจะถูกจุ่มลงในอ่างสังกะสีหลอมเหลว การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน (HDG) ประกอบด้วยสามขั้นตอนพื้นฐาน ได้แก่ การเตรียมพื้นผิว การชุบสังกะสี และการตรวจสอบ

การเตรียมพื้นผิว

ในขั้นตอนการเตรียมพื้นผิว เหล็กสำเร็จรูปจะถูกส่งไปชุบสังกะสีและผ่านขั้นตอนการทำความสะอาดสามขั้นตอน ได้แก่ การขจัดคราบไขมัน การล้างด้วยกรด และการเคลือบฟลักซ์ หากไม่มีกระบวนการทำความสะอาดเหล่านี้ การชุบสังกะสีจะไม่สามารถดำเนินการต่อไปได้ เนื่องจากสังกะสีจะไม่ทำปฏิกิริยากับเหล็กที่ไม่บริสุทธิ์

การชุบสังกะสี

หลังจากเตรียมพื้นผิวเสร็จสมบูรณ์แล้ว เหล็กจะถูกจุ่มลงในสังกะสีหลอมเหลว 98% ที่อุณหภูมิ 830°F มุมที่จุ่มเหล็กในหม้อควรช่วยให้อากาศระบายออกจากรูปทรงท่อหรือช่องว่างอื่นๆ ได้ นอกจากนี้ยังช่วยให้สังกะสีไหลผ่านและเข้าไปในเนื้อเหล็กทั้งหมด ด้วยวิธีนี้ สังกะสีจะสัมผัสกับเหล็กทั้งหมด เหล็กภายในเหล็กจะเริ่มทำปฏิกิริยากับสังกะสี เกิดเป็นชั้นเคลือบโลหะผสมสังกะสี-เหล็ก ส่วนด้านนอกจะเกิดการเคลือบสังกะสีบริสุทธิ์ขึ้น

การตรวจสอบ

ขั้นตอนสุดท้ายคือการตรวจสอบการเคลือบผิว การตรวจสอบด้วยสายตาจะช่วยตรวจสอบว่ามีส่วนใดของตัวเหล็กที่ไม่ได้เคลือบผิวหรือไม่ เนื่องจากสารเคลือบจะไม่ยึดติดกับเหล็กที่ไม่สะอาด นอกจากนี้ยังสามารถใช้เครื่องวัดความหนาแบบแม่เหล็กเพื่อตรวจสอบความหนาของสารเคลือบได้อีกด้วย

 

2. การชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้า

เหล็กชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้าผลิตขึ้นโดยกระบวนการทางเคมีไฟฟ้า ในกระบวนการนี้ เหล็กจะถูกแช่ในอ่างสังกะสี และกระแสไฟฟ้าจะถูกส่งผ่านเข้าไป กระบวนการนี้เรียกอีกอย่างว่าการชุบด้วยไฟฟ้า

ก่อนกระบวนการชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้า เหล็กจะต้องได้รับการทำความสะอาดก่อน ในขั้นตอนนี้ สังกะสีทำหน้าที่เป็นขั้วบวกเพื่อป้องกันเหล็ก สำหรับกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส จะใช้สังกะสีซัลเฟตหรือสังกะสีไซยาไนด์เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ในขณะที่ขั้วลบจะช่วยป้องกันเหล็กจากการกัดกร่อน สารละลายอิเล็กโทรไลต์นี้จะทำให้สังกะสีเกาะติดอยู่บนผิวเหล็กเป็นชั้นเคลือบ ยิ่งแช่เหล็กในอ่างสังกะสีนานเท่าใด ชั้นเคลือบก็จะยิ่งหนาขึ้นเท่านั้น

เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน สารเคลือบผิวแบบแปลงสภาพบางชนิดมีประสิทธิภาพสูง กระบวนการนี้สร้างชั้นไฮดรอกไซด์ของสังกะสีและโครเมียมเพิ่มเติม ทำให้พื้นผิวโลหะมีสีฟ้า

 

3 การแทรกซึมของสังกะสี

การชุบสังกะสีเป็นการสร้างชั้นเคลือบสังกะสีบนพื้นผิวของเหล็กหรือเหล็กกล้าเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของโลหะ

ในกระบวนการนี้ เหล็กจะถูกวางไว้ในภาชนะที่มีสังกะสี จากนั้นจึงปิดผนึกและให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของสังกะสี ผลลัพธ์ของปฏิกิริยานี้คือการเกิดโลหะผสมสังกะสี-เหล็ก โดยมีชั้นนอกสุดที่เป็นสังกะสีบริสุทธิ์ยึดติดกับพื้นผิวเหล็กและให้ความต้านทานการกัดกร่อนอย่างมาก นอกจากนี้ การเคลือบนี้ยังช่วยให้สีติดบนพื้นผิวได้ดีขึ้นด้วย

สำหรับวัตถุโลหะขนาดเล็ก การชุบสังกะสีเป็นวิธีการที่ดีที่สุด กระบวนการนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนเหล็กที่มีรูปทรงไม่สม่ำเสมอ เนื่องจากชั้นนอกสามารถปรับตามลวดลายของเหล็กพื้นฐานได้อย่างง่ายดาย

 

4 การพ่นสีโลหะ

ในกระบวนการชุบสังกะสีแบบพ่นโลหะ อนุภาคสังกะสีหลอมเหลวที่มีประจุไฟฟ้าหรือถูกทำให้เป็นละอองจะถูกพ่นลงบนพื้นผิวเหล็ก กระบวนการนี้ดำเนินการโดยใช้ปืนพ่นแบบมือถือหรือเปลวไฟพิเศษ

ก่อนการเคลือบสังกะสี ต้องกำจัดสิ่งปนเปื้อนทั้งหมดออกก่อน เช่น สารเคลือบผิวที่ไม่ต้องการ น้ำมัน และสนิม หลังจากทำความสะอาดเสร็จแล้ว อนุภาคสังกะสีหลอมเหลวที่ถูกทำให้เป็นละอองจะถูกฉีดพ่นลงบนพื้นผิวที่หยาบ แล้วจึงแข็งตัว

วิธีการพ่นเคลือบโลหะแบบนี้เหมาะสมที่สุดสำหรับการป้องกันการหลุดลอกและการแตกเป็นแผ่น แต่ไม่เหมาะสำหรับการป้องกันการกัดกร่อนอย่างมีนัยสำคัญ

 

การเคลือบสังกะสีมีอายุการใช้งานนานแค่ไหน?

ในส่วนของความทนทานนั้น โดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับความหนาของชั้นเคลือบสังกะสี รวมถึงปัจจัยอื่นๆ เช่น สภาพแวดล้อม ประเภทของชั้นเคลือบสังกะสีที่ใช้ และคุณภาพของสีหรือสารเคลือบพ่น ยิ่งชั้นเคลือบสังกะสีหนามากเท่าไหร่ อายุการใช้งานก็จะยิ่งยาวนานมากขึ้นเท่านั้น

การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนเทียบกับการชุบสังกะสีแบบจุ่มเย็นโดยทั่วไปแล้ว การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนจะทนทานกว่าการชุบสังกะสีแบบเย็น เนื่องจากมักมีความหนาและแข็งแรงกว่า การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนเกี่ยวข้องกับการจุ่มโลหะลงในสังกะสีหลอมเหลว ในขณะที่วิธีการชุบสังกะสีแบบเย็นนั้น จะใช้วิธีการพ่นหรือทาเคลือบหนึ่งหรือสองชั้น

ในแง่ของความทนทาน การเคลือบสังกะสีแบบจุ่มร้อนสามารถใช้งานได้นานกว่า 50 ปี โดยไม่ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม ในทางตรงกันข้าม การเคลือบสังกะสีแบบจุ่มเย็นโดยทั่วไปจะมีอายุการใช้งานเพียงไม่กี่เดือนถึงไม่กี่ปี ขึ้นอยู่กับความหนาของชั้นเคลือบ

นอกจากนี้ ในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง เช่น ในโรงงานอุตสาหกรรม อายุการใช้งานของสารเคลือบสังกะสีอาจมีจำกัด ดังนั้น การเลือกใช้สารเคลือบสังกะสีคุณภาพสูงและการบำรุงรักษาในระยะยาวจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มประสิทธิภาพในการป้องกันการกัดกร่อน การสึกหรอ และสนิม