تعرف على 7 طرق لطلاء المعادن

من الواضح أنه كلما تم استخدام المزيد من الأدوات والمعدات ، ستزداد أيضًا الحاجة إلى العناية بها بشكل صحيح. لا يتم استبعاد المعادن والمكاوي فقط من هذه القاعدة ؛ بدلاً من ذلك ، نظرًا لضعفهم في بيئات مختلفة ، فهم بحاجة إلى مجموعة متنوعة من الأغطية لحمايتهم من العوامل الضارة. لهذا السبب ، في بقية هذه المقالة ، سنقوم بفحص أنواع طرق طلاء المعادن. ابق مع شاهين فيلس سباهان حتى نهاية المقال.

ما هو طلاء المعادن ولماذا هو مهم لتنفيذه؟

يُطلق على طلاء المعادن في اللغة الإنجليزية طلاء المعادن وهي طريقة تستخدم لحماية المعدن وتقليل تكسره وحجمه. يُعرَّف الطلاء بأنه عملية تطبيق طلاء على سطح معدني. تستخدم هذه الطريقة في الغالب على المعادن التي تتلامس مع المواد الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يصدأ المعدن غير المطلي ويتآكل بسرعة عالية بسبب قربه من العوامل المسببة للتآكل.

كل شيء عن الطلاءات المضادة للتآكل في المقالة طلاء مضاد للتآكل وأنواعه وفوائده

بمساعدة الطلاء ، يتم وضع طبقة واقية إضافية على سطح المعدن الأساسي وبهذه الطريقة يتم حمايته بشكل صحيح. بهذه الطريقة ، يتم طلاء المعدن لسببين هما حماية المعدن من التآكل ومنع التآكل. يعد فولاذ الأدوات أحد أهم مجموعات الصلب التي يتم تطبيق الطلاء عليها.

يشير فولاذ الأدوات إلى مجموعة من الفولاذ الكربوني وسبائك الفولاذ المناسبة لصنع الأدوات والقوالب. هذا الفولاذ عرضة للتشقق أو التآكل بسبب التلامس المستمر مع المواد الأخرى والعمل في درجات حرارة عالية. لذلك ، من الضروري تطبيق طلاء مقاوم عليها بطرق مختلفة. سوف نقدمهم لاحقًا.

ما هي أنواع طرق طلاء المعدن؟

للحصول على خصائص مثالية للأسطح المعدنية ، هناك حاجة إلى معالجات خاصة للأسطح. هناك تقنيات مختلفة لمعالجة الأسطح ؛ لكن أكثرها شيوعًا هي طرق طلاء السطح. تشمل الأنواع الأكثر شيوعًا لطرق طلاء المعادن ما يلي:

أنودة

الأنودة هي عملية تستخدم لتشكيل طبقة أكسيد واقية على سطح معدني وهي واحدة من أكثر عمليات طلاء المعادن شيوعًا. تتكون طبقة الأكسيد الناتجة بشكل أسرع وعادة ما تكون أكثر سمكًا مما كانت عليه عندما يتم إنتاجها بشكل طبيعي. بينما يمكن معالجة العديد من المعادن غير الحديدية بأكسيد الألومنيوم ، فإن الألمنيوم يستجيب بشكل فعال لهذه العملية.

تتم عملية الأنودة بغمر مكون الألمنيوم في خزان مملوء بمحلول إلكتروليت مع كاثود يكون عادةً من الألومنيوم أو الرصاص. يمر التيار الكهربائي عبر الألومنيوم ويؤدي إلى أكسدة وتشكيل حاجز وقائي.

يمكن تنظيف الأسطح المؤكسدة بسهولة بشكل دوري باستخدام منظف معتدل. كما أن الأسطح المؤكسدة مستقرة كيميائيًا ولا تتحلل في ظل الظروف العادية ، مما يسمح للسطح المطلي بالبقاء لفترة طويلة. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن الأنودة عملية طبيعية ، فهي غير سامة ولا تنتج أي منتجات ثانوية ضارة أو خطيرة.

العيب الرئيسي لهذه العملية هو أنها مفيدة فقط لعدد قليل من المعادن. هذه العملية غير مناسبة للمعادن الحديدية ، مما يعني أنه لا يمكن معالجة المواد الشائعة مثل الفولاذ والحديد بأكسيد. علاوة على ذلك ، اعتمادًا على العمليات المستخدمة ، فإن الألوان التي يمكن تحقيقها عن طريق الأكسدة تكون محدودة.

تصادفي

تتضمن الجلفنة غمر المعدن في حوض من المعدن المنصهر. بعد ذلك ، يتفاعل المعدن المطلي مع الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ويشكل طبقة من كربونات الزنك كطبقة واقية. تتميز عملية الجلفنة بالعديد من المزايا التي تجعلها خيارًا شائعًا لمجموعة واسعة من التطبيقات. بشكل عام ، يتم الجلفنة بطريقتين ساخن وبارد ، والتي ناقشناها بالكامل في المقالات السابقة.

كل شيء عن الجلفنة الباردة في المقال ما هو الجلفنة على البارد + 5 مزايا للجلفنة على البارد

لمعرفة كيفية تنفيذ الجلفنة الساخنة ، اقرأ المقال ما هو الجلفنة الساخنة؟ طريقة التنفيذ وأنواعه نقترح

على سبيل المثال ، طلاء أكسيد الزنك مستقر للغاية ومتين ولا يتقشر بسهولة. الجلفنة معروفة أيضًا بحمايتها الجلفانية. بمعنى آخر ، إذا تعرض السطح المعدني للخدوش أو الجروح أو الخدوش ، فإن طلاء الزنك يضحي بنفسه بتآكل تفضيلي.

من أكبر المشاكل التي تواجه عملية الجلفنة هي تكلفتها. في حين أن الجلفنة بالغمس الساخن قد تكون أرخص لطلاء الهياكل الفولاذية الكبيرة ، إلا أنها قد تكون مكلفة للأجزاء الأصغر مثل الصواميل والمثبتات. بالإضافة إلى ذلك ، تتميز الأسطح المجلفنة بمظهر رمادي باهت لا يُرضي جمالياً لبعض التطبيقات.

الطلاء الكهربائي أو الترسيب

الطلاء الكهربائي ، المعروف أيضًا باسم الطلاء الكهربائي ، هو طريقة فعالة لطلاء المعادن التي تتضمن ترسيب طبقة رقيقة من معدن على سطح معدن آخر. أثناء الطلاء الكهربائي ، يتم وضع كلا المعدنين في محلول كهربائي. يعمل المعدن المراد تغطيته كأنود ؛ بينما يعمل المعدن المغطى ككاثود. يتم تطبيق التيار الكهربائي على الخلية الإلكتروليتية ويتسبب في انتقال أيونات المعادن من القطب السالب إلى القطب الموجب ونتيجة لذلك يتم تشكيل الطلاء.

تتميز طبقات الطلاء بمقاومة جيدة جدًا للتآكل ويمكن أن تزيد من بعض الخواص الميكانيكية للمعدن. أيضًا ، يوفر الطلاء الكهربائي سطحًا جميلًا من المعادن ومناسبًا أيضًا لتغطية المجوهرات والحلي.

ومع ذلك ، يمكن أن ينتج الطلاء الكهربائي سمكًا غير منتظم للطلاء ، مما يجعله غير مناسب للتطبيقات عالية الدقة. أيضًا ، هذه العملية لها العديد من المتطلبات وهي مكلفة للغاية لاستخدامها على نطاق صناعي. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام المركبات الضارة كإلكتروليتات في عملية الطلاء الكهربائي. لذلك ، يجب توخي الحذر عند التخلص من المواد الكيميائية المنحل بالكهرباء لتجنب التلوث البيئي.

في المقالة طلاء المعادن وأنواعها وطرق تنفيذها يتم توفير معلومات مفيدة بخصوص طريقة الطلاء هذه.

مسحوق الطلاء

يشمل طلاء المسحوق طلاء المعادن بمادة مسحوق. إنها عملية كهروستاتيكية حيث تحتوي جزيئات الطلاء على شحنة كهربائية للقطبية المعاكسة للجزء المراد تغطيته. يتسبب اختلاف الشحن في التصاق جزيئات المسحوق بالسطح المعدني.

ثم يخضع الجسم المطلي للمعالجة الحرارية في فرن لتقوية الطلاء. تُعرف طلاءات المسحوق بمتانتها ومظهرها الجميل. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن مسحوق الطلاء لا يحتوي على مذيبات ، فإن انبعاث المركبات العضوية المتطايرة منخفض جدًا.

في حين أن مسحوق الطلاء قد يكون فعالاً من حيث التكلفة على المدى الطويل ، فإن تكاليف إعداد المعدات الأولية يمكن أن تكون كبيرة. تتطلب عملية الطلاء مسدسات وأفران ومعدات رش خاصة. يمكن أن تحد هذه العملية أيضًا من حجم المعادن التي يمكن طلاءها.

أيضًا ، من الصعب أو حتى المستحيل تحقيق طبقات طلاء رقيقة بهذه الطريقة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن السطح النهائي ليس أملسًا تمامًا مقارنة بطرق طلاء المعادن الأخرى. وتجدر الإشارة إلى أن مسحوق الطلاء غير مناسب للمشروعات التي تتطلب سماكة طلاء أقل من 6 مم.

أحد طلاءات المساحيق التي تعطي متانة كبيرة للمعادن هي رقائق الزنك أو ثنائي كرومات.

ادرس المقال طلاء ثنائي كرومات واختلافه مع تقشر الزنك يمكن أن يكون مفيدًا لك أيضًا.

يحمي هذا الطلاء المعدن من جميع أنواع التآكل والصدأ لفترة طويلة.

في المقالة تقشر الزنك واستخداماته وفوائده اقرأ المزيد عن هذا الطلاء المضاد للتآكل.

ترسب البخار الفيزيائية والكيميائية

تستخدم طرق ترسيب البخار عمليات التبخر والتكثيف لبناء طبقات. يتم تبخير المعدن المطلوب أولاً ثم تكثيفه على السطح المستهدف. تنقسم طرق ترسيب البخار إلى مجموعتين: ترسيب البخار الكيميائي وترسيب البخار الفيزيائي.

ترسيب البخار الفيزيائي أو PVD

طريقة PVD يمكن أن تخلق طبقات رقيقة جدا من 1 إلى 20 ميكرومتر. يمكن إجراء عملية التأين أو الانحلال عن طريق التبخير المادي للمادة أو رش البلازما. في طريقة التبخير الفيزيائي ، تتبخر المادة المعدنية أولاً عند درجات حرارة عالية من 1000 إلى 2000 درجة مئوية وتتكثف في فراغ وتحت ضغط.

في طريقة رش البلازما ، تتم إزالة مواد الطلاء من السطح عن طريق تسريع الأيونات المختلفة إلى سطح المادة. تؤثر الأيونات المتسارعة على سطح المادة وتبرز ذرات الطلاء من السطح وترسب على السطح المستهدف.

تتم هذه العملية في ظل نظام إلكتروستاتيكي حيث يتم استخدام المادة المعنية ككاثود.

يستخدم جو الأرجون كبيئة يتأين فيها غاز الأرجون ويتم تسريع الأيونات من خلال المادة المعدنية المرغوبة وإزالتها من السطح. يؤدي استخدام طريقة الرش بالبلازما إلى إنشاء التصاق عالي بين سطح القاعدة ومادة الطلاء بسبب الطاقة الحركية العالية لأيونات المادة.

ترسيب البخار الكيميائي أو الأمراض القلبية الوعائية

تستخدم تقنية CVD أيضًا الطور الغازي للمادة المعدنية المرغوبة ، والتي يتم تكثيفها على سطح المعدن الأساسي المستهدف. في طريقة CVD ، يتم تسخين الركيزة عند درجات حرارة عالية تزيد عن 850 درجة مئوية. هذه العملية ذات درجة الحرارة العالية تحد من اختيار المواد ؛ لأنه يمكن استخدام المواد ذات درجة حرارة الانصهار العالية فقط في هذه العملية.

أولاً ، يتم إدخال المواد الأولية في غرفة التفاعل الساخنة حيث يوجد السطح المستهدف. تتبخر السلائف وتتكثف على السطح المستهدف. تتفاعل المواد الممتصة كيميائيًا مع بعضها البعض ويترك المعدن الطلاء المطلوب على السطح المستهدف.

يغطي المعدن المطلوب طبقة رقيقة غير منفذة على سطح المعدن الأساسي. عادة ما تستخدم طريقة طلاء السطح هذه في طلاء المعادن والمواد الصلبة.

الرش الحراري (الرش الحراري)

طريقة أخرى شائعة لطلاء المعادن تسمى الرش الحراري أو الرش الحراري. تعتمد هذه العملية على مصدر حرارة ثابت مثل اللهب بالإضافة إلى مادة الطلاء. عادة ما تكون مواد الطلاء على شكل مسحوق ، يتم تسخينه من خلال اللهب ، ونتيجة لذلك ، يتم رش قطرات صغيرة منها على سطح المعادن.

بالإضافة إلى الأسطح المعدنية ، يمكن أيضًا تطبيق هذا النوع من الطلاء على بعض الركائز البلاستيكية ، حيث تساعد هذه الطلاءات على زيادة تحسين أداء الطلاء. يمكن استخدام الرش الحراري بدلاً من المعالجات السطحية الأخرى مثل الطلاء بالنيكل والكروم وعمليات المعالجة الحرارية والأنودة. الطلاء بالرش الحراري أكثر سمكًا قليلاً من العمليات الأخرى ، ويتراوح سمكه من 0.002 “إلى 0.025”.

من أهم طرق طلاء المعادن بالرش الحراري ما يلي:

1. سلك القوس
2. رذاذ اللهب
3. رش البلازما
4. وقود أكسجين عالي السرعة (HVOF)

طلاء معدني بالطلاء

يعد الطلاء بالطلاء أحد تطبيقات الطلاء السائل. هذه التقنية هي أكثر أنواع الطلاء التي يمكن الوصول إليها وبأسعار معقولة. اعتمادًا على نوع المعدن وبيئة العمل والاحتياجات الوظيفية ، يمكن استخدام تركيبات ألوان مختلفة.

بالطبع ، قد تحتوي بعض الدهانات على عناصر سامة ومركبات متطايرة أخرى من الواضح أنها ضارة بالبيئة. متانة هذه الطلاءات أقل من طرق الطلاء الأخرى ؛ لأنه بسبب التعرض للبيئة على المدى الطويل ، هناك احتمال أن يتلاشى أو يتقشر.

ما هي أغراض طلاء المعدن؟

في وقت سابق ، قمنا بفحص طرق طلاء المعدن. تعمل هذه الطلاءات كطبقة واقية ويتم تطبيقها على أسطح المعادن للأهداف التالية:

• مزيد من المتانة

عندما يتم وضع الطلاء على السطح الخارجي للمعدن ، فإنه يغير خصائص سطح المعدن المقابل. وهذا يؤدي إلى ثبات أكبر للمعدن في مواجهة العوامل المدمرة ويؤدي إلى إطالة العمر الافتراضي له.

• منع الصدأ والتآكل

على وجه الخصوص ، يساعد طلاء المعادن على منع الأكسدة والصدأ. يمكن أن تؤثر السوائل والمواد الكيميائية سلبًا على متانة المنتج وطول عمره. نتيجة لذلك ، تحمي هذه الطلاءات الطبقة المعدنية الأساسية جيدًا ، مثل حاجز غير منفذ.

• تقليل الاحتكاك

تخلق طبقة الطلاء الإضافية طبقة واقية تمنع مقدار الاحتكاك الناتج بين الجزأين المتحركين. هذا مفيد بشكل خاص في حماية الأجزاء التي تتطلب حركة مستمرة.

• زيادة القدرة على التحمل

لا يساعد الطلاء المعدني في تكوين طبقة متينة ومقاومة للتآكل فحسب ، بل يمكن أن يزيد أيضًا من قدرة تحمل المنتج.

• زيادة في المظهر

بعض الطلاءات ، بالإضافة إلى زيادة متانة وكفاءة المعادن ، تزودها أيضًا بسطح جميل. هذه الحالة مهمة بشكل خاص عند استخدام المعدن المطلوب في تطبيقات الزخرفة أو المظهر للهيكل.

ما هي مزايا طلاء المعدن؟

بشكل عام ، تجلب عملية طلاء المعدن المزايا التالية:

• التصاق أفضل
• سماكة سطح أكبر
• جمال المظهر
• مقاومة كهربائية أعلى
• مقاومة أكبر لاختراق الماء
• توصيل كهربائي أفضل
• تسهيل اللحام
• زيادة المقاومة الكيميائية
• مزيد من صلابة السطح
• زيادة تحمل عزم الدوران

خاتمة

في هذه المقالة ، درسنا أنواع طرق طلاء المعادن وسبب أهميتها ومزايا الطلاء. الأنودة ، الجلفنة ، الترسيب الكهربائي ، طلاء المسحوق ، ترسيب البخار الفيزيائي والكيميائي ، والطلاء بمساعدة الطلاء هي بعض الطرق الشائعة لطلاء المعادن. يؤدي طلاء السطح المعدني إلى زيادة المقاومة وتقليل احتمالية التآكل والصدأ وتوصيل كهربائي أفضل وصلابة سطح أعلى وما إلى ذلك.

منبع (المورد): أكثر 5 أنواع من الطلاءات المعدنية شيوعًا والتي يجب أن يعرفها الجميع

أسئلة مكررة