เนื้อหา

• ขั้นตอน
• เคล็ดลับ
• คำเตือน

ชุบสังกะสีโดยเคลือบเหล็กด้วยชั้นของสังกะสีเพื่อป้องกันการกัดกร่อน สังกะสีถูกใช้ครั้งแรกในอาคารในช่วงเวลาที่เมืองปอมเปอีถูกทำลาย อย่างไรก็ตามองค์ประกอบนี้ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในการชุบสังกะสีเหล็ก (ในความเป็นจริงมันคือเหล็ก) ในปี 1742 กระบวนการนี้ได้รับการจดสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2380 การชุบสังกะสีใช้เพื่อทำแผ่นโลหะรางน้ำและตะปู เหล็กชุบสังกะสีมีหลายกระบวนการ ได้แก่ การจุ่มร้อนการชุบด้วยไฟฟ้าการประสานและการใช้สเปรย์โลหะ

ขั้นตอน

วิธีที่ 1 จาก 4: การจุ่มร้อน

1. 

   ทำความสะอาดเศษสิ่งสกปรกจากพื้นผิว ก่อนดำเนินการขั้นตอนใด ๆ จำเป็นต้องทำความสะอาดพื้นผิวเหล็กทั้งหมด ทำตามขั้นตอนนี้ตามสิ่งที่สกปรก
   • ในการทำความสะอาดฝุ่นคราบไขมันน้ำมันหรือรอยหมึกให้ใช้กรดอ่อน ๆ อัลคาไลน์ร้อนหรือสารทำความสะอาดชีวภาพ
   • ทำความสะอาดยางมะตอยเรซินไวนิลหรือตะกรันเชื่อมด้วยการพ่นทรายหรือสารกัดกร่อนอื่น ๆ

2. 

   
   
   ขจัดสนิม กระบวนการดองจะทำด้วยกรดไฮโดรคลอริกหรือกรดซัลฟิวริกร้อน มันจะขจัดทั้งสนิมและคราบตะกรัน
   • ในบางกรณีการทำความสะอาดด้วยสารกัดกร่อนเพื่อขจัดสนิมหรือน้ำยาดองและน้ำยาขัดก็เพียงพอแล้ว ในกรณีอื่น ๆ สารกัดกร่อนที่แข็งแรงกว่าเช่นตะกั่วหยาบจะถูกส่งเข้าไปในเนื้อเหล็กผ่านทางอากาศ

3. 

   
   
   วางโลหะลงในฟลักซ์ ฟลักซ์คือสารละลายสังกะสีและแอมโมเนียมคลอไรด์ที่ขจัดสนิมและคราบตะกรันและปกป้องเหล็กจากการกัดกร่อนจนกว่าจะได้รับการชุบสังกะสี

4. 

   จุ่มเหล็กลงในสังกะสีหลอมเหลว อ่างสังกะสีหลอมเหลวต้องมีสังกะสีอย่างน้อย 98% และอุณหภูมิควรแตกต่างกันระหว่าง 435 ถึง 455 องศาเซลเซียส
   • เมื่อจุ่มเหล็กในอ่างสังกะสีเหล็กจะทำปฏิกิริยากับสังกะสีเพื่อสร้างโลหะผสมหลายชั้นและชั้นนอกของสังกะสีบริสุทธิ์

5. 

   
   
   นำเหล็กชุบสังกะสีออกจากอ่างสังกะสีช้าๆ สังกะสีส่วนเกินส่วนใหญ่จะระบายออก หากยังมีเศษเหลืออยู่ให้ใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงเพื่อสั่นหรือระบายออก

6. 

   ทำให้เหล็กชุบสังกะสีเย็นลง การระบายความร้อนของโลหะจะขัดขวางปฏิกิริยากัลวาไนซ์ซึ่งจะดำเนินต่อไปตราบเท่าที่เหล็กอยู่ที่อุณหภูมิเดียวกับเมื่อแช่อยู่ในอ่างสังกะสี การทำความเย็นสามารถทำได้ด้วยวิธีอื่น:
   • จุ่มเหล็กในสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ทู่
   • จุ่มเหล็กในน้ำ
   • ปล่อยให้เหล็กเย็นตัวนอกอาคาร

7. 

   สังเกตเหล็กชุบสังกะสี เมื่อเย็นลงแล้วให้ตรวจสอบดูว่าชั้นสังกะสีหนาเพียงพอและยึดแน่นกับเหล็กหรือไม่ มีการทดสอบมากมายที่สามารถทำได้เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของการชุบสังกะสี
   • มาตรฐานและการตรวจสอบผลลัพธ์ของการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนได้รับการกำหนดโดยองค์กรต่อไปนี้: American Society for Testing Materials (ปัจจุบันเรียกว่า ASTM International), International Organization for Standardization (ISO), Canadian Association of Standards and Standards (ปัจจุบันเรียกว่า CSA Group) และ North American Association of Road and Transport Specialists (AASHTO)

วิธีที่ 2 จาก 4: การชุบด้วยไฟฟ้า

1. 

   เตรียมเหล็กเหมือนจะจุ่มร้อน ทำความสะอาดและขจัดสนิมวัสดุก่อนเริ่มการชุบด้วยไฟฟ้า

2. 

   ทำสารละลายอิเล็กโทรไลต์สังกะสี คุณสามารถใช้สังกะสีซัลเฟตหรือไซยาไนด์สำหรับอิเล็กโทรไลต์

3. 

   จุ่มเหล็กลงในอิเล็กโทรไลต์ สารละลายจะทำปฏิกิริยากับเหล็กทำให้สังกะสีตกตะกอนในโลหะซึ่งจะถูกปิดทับ ยิ่งเหล็กอยู่ในอิเล็กโทรไลต์นานเท่าไหร่สารเคลือบก็จะหนาขึ้นเท่านั้น
   • แม้ว่าวิธีนี้จะช่วยให้สามารถควบคุมความหนาของเคลือบสังกะสีได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน แต่โดยทั่วไปจะไม่อนุญาตให้ชั้นหนามากนัก

วิธีที่ 3 จาก 4: การซีเมนต์

1. 

   เตรียมเหล็กในลักษณะเดียวกับวิธีการชุบสังกะสีอื่น ๆ ทำความสะอาดฝุ่นด้วยกรดหรือทรายและกำจัดสนิม

2. 

   วางเหล็กในช่องปิด

3. 

   ห่อเหล็กด้วยสังกะสีผง

4. 

   ทำให้เหล็กร้อน ด้วยเหตุนี้ผงสังกะสีจะละลายและกลายเป็นของเหลวซึ่งเมื่อเย็นตัวลงจะกลายเป็นโลหะผสมบาง ๆ
   • โดยทั่วไปแล้ว Carburizing ใช้สำหรับชิ้นส่วนเหล็กขึ้นรูปเนื่องจากการเคลือบด้วยกัลวานิกจะเป็นไปตามโครงร่างของเหล็กที่ด้านล่าง มีการระบุการใช้งานสำหรับวัตถุโลหะขนาดเล็ก

วิธีที่ 4 จาก 4: การใช้สเปรย์โลหะ

1. 

   เตรียมเหล็กเช่นเดียวกับวิธีอื่น ๆ ทำความสะอาดฝุ่นและสนิมเพื่อให้คุณสามารถฉีดพ่นได้

2. 

   พ่นเคลือบสังกะสีหลอมเหลว

3. 

   เหล็กเคลือบความร้อนเพื่อให้แน่ใจว่ามีการยึดติดที่เหมาะสม
   • สารเคลือบกัลวานิกที่ผลิตด้วยวิธีนี้มีความไม่เสถียรน้อยกว่าและไม่ไวต่อการหลุดล่อน อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่มีการป้องกันสนิมบนเหล็กที่ด้านล่างมากนัก

เคล็ดลับ

• คุณสามารถป้องกันเหล็กชุบสังกะสีจากการกัดกร่อนได้โดยการทาสีด้วยสีที่มีผงสังกะสี อย่างไรก็ตามไม่สามารถใช้สีสังกะสีทดแทนการชุบสังกะสีได้
• หลังจากทาสีเหล็กชุบสังกะสีอาจมีลักษณะมันวาว
• เหล็กชุบสังกะสีทนต่อการกัดกร่อนหากสัมผัสกับคอนกรีตปูนอลูมิเนียมตะกั่วดีบุกและสังกะสี
• การชุบสังกะสีเป็นรูปแบบหนึ่งของการป้องกันแคโทดซึ่งโลหะที่ได้รับการป้องกันจะทำหน้าที่เป็นแคโทดในปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีและโลหะป้องกันทำหน้าที่เป็นขั้วบวกหรือโดยเฉพาะอย่างยิ่งแอโนดบูชายัญที่กัดกร่อนแทนโลหะที่ได้รับการป้องกัน โลหะที่เคลือบด้วยแอโนดบูชายัญเรียกอีกอย่างว่าโลหะอโนไดซ์

คำเตือน

• การเคลือบสังกะสีของเหล็กชุบสังกะสีมีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง (เบส) มีความเสี่ยงเป็นพิเศษต่อกรดซัลฟิวริกและกรดซัลฟิวริกซึ่งสามารถผลิตได้โดยการผสมไฮโดรเจนซัลไฟด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์กับน้ำฝน (ฝนกรด) สถานการณ์จะเลวร้ายยิ่งขึ้นหากฝนผ่านงูสวัดไม้หรือตะไคร่น้ำ น้ำฝนยังสามารถทำปฏิกิริยากับสังกะสีเคลือบและกลายเป็นสังกะสีคาร์บอเนต เมื่อเวลาผ่านไปสังกะสีคาร์บอเนตจะเปราะและส่งผลให้โลหะผสมสังกะสีหรือแม้แต่ฐานโลหะสึกกร่อนน้อยลง
• การทาสีเหล็กชุบสังกะสีทำได้ยากกว่าเหล็กที่ไม่ได้ชุบสังกะสี
• เหล็กชุบสังกะสีมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนเพียงเล็กน้อยเมื่อสัมผัสกับโลหะอื่น ๆ นอกเหนือจากอลูมิเนียมตะกั่วดีบุกหรือสังกะสี นอกจากนี้อาจมีการกัดกร่อนหากอยู่ใกล้กับเหล็กเหล็กกล้าทองแดงและคอนกรีตที่มีคลอไรด์หรือซัลเฟต
• การเคลือบสังกะสีบนเหล็กชุบสังกะสียังเสี่ยงต่อการล้าของโลหะเนื่องจากสังกะสีมีแนวโน้มที่จะขยายตัวเมื่อได้รับความร้อนและหดตัวเมื่อทำให้เย็นลง