همه قطعات فلزی از پیچ و مهره کوچک تا قطعات فلزی بزرگ باید در برابر زنگ زدگی و خوردگی حفظ شوند.یکی از بهترین روش ها در جهت حفاظت از قطعه های فلزی، استفاده از پوشش زینک فلیک می باشد. این پوشش 99درصد از روی تشکیل شده و می تواند عمر مفید قطعات را افزایش دهد. در این مقاله قصد داریم به توضیحات بیشتری درخصوص تعریف پوشش زینک فلیک، کاربرد و مزایای آن بپردازیم .
پوشش زینک فلیک چیست؟
پوشش زینک فلیک (Zinc Flake Coating) یک نوع پوشش محافظتی است که بر روی سطح فلزات به ویژه فولاد استفاده می‌شود. این پوشش با استفاده از تکنولوژی روکش‌دهی خشک بر روی قطعات فلزی ایجاد می‌شود. پوشش زینک فلیک عمدتاً از دو عنصر اصلی تشکیل می‌شود: ذرات ریز زینک و رزین های صنعتی. در فرآیند روکش‌دهی، ذرات ریز زینک به صورت الکترواستاتیکی به سطح فلز چسبیده و در نهایت با استفاده از حرارت متمایز می‌شوند. رزین ها به عنوان یک ماده خمیری عمل کرده و مواد جامد را در ذرات ریز زینک نگه داشته و به سطح فلز چسبانده می‌شوند.
پوشش زینک فلیک چگونه ایجاد می شود؟
پوشش زینک فلیک (Zinc Flake Coating) یک روش پوشش دهی محافظتی است که برای جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی فلزات استفاده می شود. این روش شامل استفاده از یک پوشش حفاظتی زینکی می شود که به صورت فلیک‌ها یا ذرات کوچک اعمال می شود.
فرآیند ساخت پوشش زینک فلیک عمدتاً شامل مراحل زیر می باشد:
1.پیش پردازش سطح: قبل از اعمال پوشش زینک فلیک، سطح فلزی که قرار است پوشش داده شود باید پیش پردازش شود. این شامل تمیز کردن سطح از روغن، چربی، خاک و ذرات معلق است. این مرحله می تواند شامل مراحل شستشو، شناسایی، خشک کردن و دیگر پیش پردازش های شیمیایی باشد.
2.روشنایی: پس از پیش پردازش، سطح فلزی به معمولاً برخورد با نور مستقیم قرار می گیرد. این کار به هدف تمیز کردن ناخالصی های ممکن و تضمین روشنایی سطح می باشد.
3.اعمال پوشش زینک فلیک: در این مرحله، پوشش زینک فلیک به سطح فلزی اعمال می شود. پوشش زینک فلیک معمولاً به وسیله روش‌های اسپری، غوطه‌ور کردن، سیستم‌های پودری و یا روش‌های دیگر اعمال می شود. پوشش زینک فلیک شامل ذرات زینکی کوچک است که به خاطر خواص ضدخوردگی و محافظتی آنجا قرار می گیرند.
4.خشک کردن: پس از اعمال پوشش زینک فلیک، باید آن را خشک کرد. این می تواند به وسیله خشک کن های حرارتی، آبگرم‌کن ها و یا روش های دیگر انجام شود. خشک کردن مناسب بسیار مهم است تا پوشش به صورت صحیح بر روی سطح فلزی بچسبد و به درستی عمل کند.
ویژگی های پوشش زینک فلیک
پوشش زینک فلیک دارای خصوصیات و ویژگی‌های متعددی است که آن را به یک روش پوشش دهی حفاظتی موثر می‌کند. برخی از اصلی‌ترین خصوصیات آن عبارتند از:
1.مقاومت در برابر خوردگی: پوشش زینک فلیک به خاطر حضور ذرات زینکی در ساختار آن، توانایی بالایی در مقابل خوردگی و زنگ زدگی فلزات دارد. زینک به عنوان یک فلز فعال الکتروشیمیایی عمل می کند و به صورت الکتروشیمیایی با فلز پایه واکنش می‌دهد، که مانع از ایجاد خوردگی می شود.
2.پوشش همگن: پوشش زینک فلیک به دلیل استفاده از فلیک‌های زینکی کوچک و قابل پخش، به صورت یکنواختی روی سطح فلزی پخش می شود. این ویژگی باعث می شود تا سطح فلزی به طور کامل پوشیده شده و حفاظت مناسبی را در برابر خوردگی فراهم کند.
3.ضخامت کنترل شده: پوشش زینک فلیک قادر است به طور دقیق ضخامت مطلوب را بر روی سطح فلزی اعمال کند. این ویژگی مهم است زیرا ضخامت مناسب پوشش به عنوان یک پارامتر حیاتی در کارایی و ماندگاری آن تأثیر می‌گذارد.
4.آسانی اعمال: پوشش زینک فلیک به راحتی روی سطح فلزی قابل اعمال است. روش‌های مختلفی مانند اسپری، غوطه‌ور کردن و سیستم‌های پودری برای اعمال آن استفاده می‌شوند. این بدان معناست که می‌توان آن را بر روی قطعات با اشکال مختلف و سطوح پیچیده نیز اعمال کرد.
5.مقاومت مکانیکی: پوشش زینک فلیک دارای مقاومت مکانیکی بالاست. این به معنای این است که پس از اعمال پوشش، فیلم زینک فلیک بسیار سخت و محکم می‌شود و می‌تواند در برابر تحمل ضربه، خراش و سایش مقاومت نشان دهد.
6.مقاومت حرارتی: بسته به نوع پوشش زینک فلیک و رزین‌های استفاده شده، این نوع پوشش می‌تواند دماهای بالا را تحمل کند.
مزایای پوشش زینک فلیک
پوشش زینک فلیک مزیت‌های زیادی از جمله استحکام بالا در برابر خوردگی، افزایش طول عمر تجهیزات، خاصیت رنگ پذیری و… را دارد. در ادامه به توضیحات بیشتری درخصوص مزایای این پوشش می‌پردازیم.
1-استحکام بالا در برابر خوردگی
پوشش زینک یکی از روش‌های محبوب برای مقابله با خوردگی در فلزات است. زینک به عنوان یک فلز آنودیک در ترتیب الکتروشیمیایی جدول گالوانیک قرار می‌گیرد و به صورت فیزیکی بر روی سطح فلز دیگری نصب می‌شود. این فرآیند، به عنوان پوشش ضدخوردگی معروفی شناخته می‌شود و به طور گسترده در صنعت استفاده می‌شود.
استحکام بالا در برابر خوردگی در پوشش زینک به دلیل ویژگی‌های زیر است:
1.پوشش تشکیل شده از زینک به طور موثری از فلز زیرین را در برابر تماس مستقیم با عوامل خوردگی محافظت می‌کند. زینک به عنوان مانع فیزیکی عمل می‌کند و از تماس با آب و هوا، اکسیژن و مواد شیمیایی محافظت می‌کند.
2.زینک یک فلز آنودیک است و به عنوان یک تضعیف‌کننده کاتدی عمل می‌کند. این به معنای این است که زینک به جای فلز زیرین خود خوردگی می‌شود. این فرایند، به عنوان خوردگی قربانی شناخته می‌شود و باعث می‌شود که فلز زینک در طول زمان آسیب ببیند ولی فلز زیرین حفظ می‌شود.
3.پوشش زینک به دلیل خواص خود به شکل یک لایه محافظ سخت و مقاوم تبدیل می‌شود. این لایه مقاوم در برابر خراشیدگی و ضربه است و می‌تواند فلز زیرین را در برابر آسیب‌های مکانیکی نیز محافظت کند.
4.زینک یکی از فلزاتی است که به طور طبیعی پاسخگویی الکتروشیمیایی مثبت دارد. این به معنای این است که زینک به سرعت واکنش می‌کند ولایه‌های جدیدی از زینک را تشکیل می‌دهد تا فلز زیرین را در برابر خوردگی حفظ کند.
بطور کلی پوشش زینک فلیک دارای مقاومت حداقل 1000ساعت سالت اسپری است در صورتی که گالوانیزه گرم 250ساعت و گالوانیزه سرد 24 ساعت مقاومت دارد.
2-حفاظت در برابر ترک خوردگی
پوشش زینک فلیک به دلیل ویژگی‌های خاص خود می‌تواند به خوبی در حفاظت در برابر ترک خوردگی عمل کند. مزایای آن عبارتند از:
1.حفاظت جلوگیری از خوردگی ترکیبی: پوشش زینک فلیک به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، می‌تواند از ترک خوردگی ترکیبی جلوگیری کند. ترک خوردگی ترکیبی وقوعی است که در آن خوردگی از روی سطح پوشش شروع می‌شود و به طور عمودی از زیر پوشش پیش می‌رود. با وجود حضور پوشش زینک فلیک، خوردگی از زیر پوشش شروع نمی‌شود و در نتیجه ترک خوردگی ترکیبی ایجاد نمی‌شود.
2.حفاظت در برابر خشک شدن و ترکیدن پوشش: زینک فلیک به عنوان یک پوشش محافظ فلز، می‌تواند از خشک شدن و ترکیدن پوشش جلوگیری کند. زینک فلیک خود به عنوان یک لایه ضدخوردگی عمل می‌کند و بر روی سطح فلزی پایه متصل می‌شود. این لایه محافظتی می‌تواند از نفوذ رطوبت و عوامل محیطی دیگر جلوگیری کند و در نتیجه خشک شدن و ترکیدن پوشش را کاهش دهد.
3.اصلاح ترک خوردگی موجود: در صورت وجود یک ترک خوردگی روی سطح فلزی قبل از اعمال پوشش زینک فلیک، آن به عنوان یک لایه پوششی تعمیری می‌تواند عمل کند. لایه زینک فلیک می‌تواند ترک خوردگی را پوشش داده و از پیشرفت آن جلوگیری کند. این ویژگی می‌تواند باعث افزایش عمر مفید قطعات و سازه‌ها شود.
4.حفاظت در برابر خوردگی اکسیدی: زینک فلیک به عنوان یک لایه پوششی، می‌تواند در برابر خوردگی اکسیدی مقاومت نشان دهد. اکسیداسیون زینک در صورت ایجاد خوردگی، باعث تولید لایه اکسید زینک می‌شود که به عنوان یک لایه حفاظتی عمل می‌کند و از پیشرفت خوردگی جلوگیری می‌کند.
3-مقاومت در برابر حرارت بالا
مقاومت در برابر حرارت بالا در پوشش زینک به عنوان یک پوشش محافظتی بسیار مهم است. زینک به عنوان یک فلز شیمیایی و از دسته فلزات سبک معمولاً به صورت روکش کاغذی، روکش گرم یا روکش الکتروفورزی بر روی قطعات فلزی استفاده می‌شود تا آنها را در برابر خوردگی و زنگ زدگی محافظت کند. زینک از خاصیت مهم مقاومت در برابر حرارت برخوردار است و می‌تواند در دماهای بالا نیز مناسب باشد. در حرارت‌های بالا، زینک به صورت اکسید روی (ZnO) آب می‌شود که یک لایه محافظتی بر روی سطح فلز تشکیل می‌دهد و باعث می‌شود فلز زیرین در برابر اکسیداسیون و خوردگی محافظت شود.
به طور کلی یکی تر نقاط قوت این روش دربرابر گالوانیزه گرم این است که از مقاومت بالایی در برابر حرارت برخوردار است.(300-400درجه سانتی گراد).
4-قابلیت رنگ آمیزی
پوشش زینگ (Zinc) قابلیت رنگ آمیزی دارد. زینگ یک فلز رویایی است که به طور عمده در صنعت ساخت و ساز، خودروسازی و صنعتی دیگر استفاده می‌شود. اغلب پوشش های زینگ برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و تأمین حفاظت فیزیکی در برابر عوامل محیطی به کار می‌روند.
برای رنگ آمیزی پوشش زینگ، معمولاً از رنگ‌های اپوکسی، پلی‌اورتان و الکیوئید استفاده می‌شود. این رنگ‌ها می‌توانند در رنگ‌های مختلف و با توجه به نیازهای طراحی و استفاده آمیزش شوند.قبل از رنگ آمیزی، سطح پوشش زینگ باید به طور کامل تمیز شده و آماده‌سازی شود. این شامل پاکسازی از هرگونه روغن، آلودگی و ذرات معلق است. سپس انتخاب رنگ مناسب با توجه به نوع پوشش زینگ و نیازهای کاربردی صورت می‌گیرد.
5-پوششی یکنواخت با ضخامت کم
روش الکترولیتیک (Electroplating): در این روش، قطعات فلزی که قرار است پوشش زینکی بگیرند به عنوان آند و یک قطعه زینک به عنوان کاتد استفاده می‌شوند. با اعمال جریان الکتریکی، یون‌های زینک از آند جدا می‌شوند و به شکل لایه‌ای روی سطح قطعه تثبیت می‌شوند.
روش سربازی گرم (Hot-Dip Galvanizing): در این روش، قطعات فلزی به صورت کامل در حمامی از زینک مذاب غوطه‌ور می‌شوند. در نتیجه، زینک به سطح قطعه پیچیده و یک پوشش زینکی یکنواخت تشکیل می‌دهد.
هر دو روش فوق قادر به ایجاد پوشش زینکی یکنواخت با ضخامت کم هستند. اما در صورت استفاده از روش الکترولیتیک، می‌توان میزان ضخامت پوشش زینک را به طور دقیق کنترل کرد و پوشش زینکی بسیار نازکتری ایجاد کرد. در روش سربازی گرم، ضخامت پوشش زینک معمولاً بیشتر است.
در گالوانیزه گرم ضخامت بالا( حداقل60میکرون) برای قطعاتی که رزوه دارند مانند پیچ و مهره، واشر مشکلاتی به وجود اورده اند در صورتی که پوشش زینک با حداقل ضخامت (6الی 15میکرون) بهترین نوع پوشش برای قطعات ماشین کاری و رزوه دار است.
6-زینک فلیک دوستدار محیط زیست
به منظور حفظ خواص فلز، مرحله اسیدشویی حذف شده است به همین خاطر از آسیب رسیدن به محیط زیست جلوگیری می شود.
7-هزینه مقرون به‌صرفه
با توجه به خصوصیات و مزایای فراوان ذکر شده، ممکن است اینگونه به نظر برسد که این پوشش گران قیمت بوده و هزینه زیادی به همراه دارد، در صورتی که پوشش زینک بدلیل مقاومت و عمر طولانی، برای مدت زمان زیادی محافظتی فعال را ارائه می‌دهد که این می‌تواند هزینه مقرون به‌صرفه تری در طول دوره عمر قطعات به همراه داشته باشد و حتی استفاده از این پوشش ارزان تر از گالوانیزه و … در اختیار مشتریان قرار می گیرد.
8-حفاظت کاتدی
حفاظت کاتدی پوشش زینک یک روش متداول در حمایت از فلزات در برابر خوردگی است. این فرآیند به عنوان جلوگیری از اکسیداسیون و خوردگی فلز از طریق اعمال پوشش نازکی از زینک به سطح فلز اصلی صورت می‌گیرد.
پوشش زینک معمولاً با استفاده از روش‌های دوغابی، الکترولیتی یا پاششی انجام می‌شود. در روش دوغابی، قطعات فلزی در یک محلول حاوی نیترات زینک غوطه‌ور می‌شوند و سپس در یک حمام گرم قرار می‌گیرند تا پوشش زینک شکل بگیرد. در روش الکترولیتی، قطعات فلزی به عنوان کاتد در یک الکترولیت حاوی نیترات زینک قرار می‌گیرند و جریان الکتریکی از طریق آنها عبور می‌کند، که باعث تشکیل پوشش زینک می‌شود. در روش پاششی، پودر زینک با استفاده از هوا یا گاز فشار قوی بر روی سطح فلزی پاشیده می‌شود و به صورت یک پوشش زینکی همگن تبدیل می‌شود.
پوشش زینک به عنوان یک لایه محافظ بر روی سطح فلز، خوردگی را به دلیل ایجاد یک باریکه محافظتی جلوگیری می‌کند. زینک به عنوان یک فلز آنودیک در حضور رطوبت و اکسیژن به طور تدریجی خوردگی می‌کند و در نتیجه به جای فلز اصلی آسیب می‌بیند. این فرآیند که به عنوان خوردگی کاتدی شناخته می‌شود، باعث حفاظت از فلز اصلی می‌شود.
مزیت‌های حفاظت کاتدی پوشش زینک عبارتند ازمقرون به صرفه بودن: پوشش زینک از لحاظ هزینه مقرون به صرفه است و به عنوان یک روش اقتصادی در حفاظت از فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
عمر طولانی: پوشش زینک می‌تواند عمر طولانی داشته باشد و فلزات را در برابر خوردگی و آب‌گیری محافظت کند.
اثرات ضد جوشکاری: پوشش زینک می‌تواند به عنوان یک پایه مناسب برای فرآیند جوشکاری استفاده شود. پوشش زینک دارای اثرات ضد جوشکاری مهمی است. در زیر تعدادی از این اثرات را بررسی می‌کنیم:
1.جلوگیری از اکسیداسیون: زینک به عنوان یک فلز آنودیک فعال، هنگامی که در حضور حرارت و اکسیژن با فلز اصلی (مانند فولاد) در ارتباط است، به جای آن خوردگی می‌کند. این فرآیند خوردگی زینک باعث تشکیل لایه اکسید زینک می‌شود که فلز اصلی را از همراهی با اکسیژن در دماهای بالا و جلوگیری از اکسیداسیون آن محافظت می‌کند.
2.مقاومت به حرارت: پوشش زینک به عنوان یک لایه محافظتی بر روی سطح فلز، مقاومت قابل توجهی در برابر حرارت دارد. این مقاومت به طور خاص در فرآیندهای جوشکاری با دماهای بالا اهمیت دارد. پوشش زینک می‌تواند از فلز اصلی جلوگیری کند تا در دماهای بالا همراه با حرارت و به تبخیر رفتن آن، خوردگی و تغییرات ساختاری ناخواسته ناشی از حرارت را تجربه کند.
3.جلوگیری از تشکیل لحیمک: در فرآیندهای جوشکاری، لحیمک (spatter) به عنوان جوشکاری ناخواسته و هدر رفتن قطرات فلزات جوشکاری شده، می‌تواند به وجود آید. پوشش زینک به عنوان یک لایه محافظتی بر روی سطح فلز، می‌تواند از تماس مستقیم قطرات لحیمک با فلز اصلی جلوگیری کرده و از الصاق آنها به سطح فلز اصلی جلوگیری کند. این اثر باعث کاهش نیاز به پاکسازی و تمیزکاری پس از جوشکاری می‌شود.
کاربردهای پوشش زینک فلیک
پوشش زینک فلیک (Zinc Flake Coating) یک روش محافظت سطحی است که با استفاده از پوششی حاوی ذرات ریز زینک تشکیل می‌شود. این نوع پوشش دارای کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف است. به بعضی از کاربردهای مهم آن در زیر اشاره می‌کنم:
۱. محافظت در برابر خوردگی: پوشش زینک فلیک به عنوان یک پوشش ضدخوردگی موثر عمل می‌کند. زینک به عنوان یک فلز فعال الکتروشیمیایی، به جای فلز اصلی قرار گرفته و از آن محافظت می‌کند. این پوشش به خصوص در برابر خوردگی گالوانیک (Galvanic Corrosion) که در نتیجه تماس بین دو فلز مختلف ایجاد می‌شود، بسیار مؤثر است.
۲. پوشش ضد زنگ: پوشش زینک فلیک می‌تواند به عنوان یک پوشش ضد زنگ برای محافظت از سطوح فلزی در برابر اکسیداسیون و تغییر رنگ استفاده شود. این پوشش معمولاً در قطعات خودرو، تجهیزات الکترونیکی و صنایع معدنی استفاده می‌شود.
۳. کاربردهای صنعتی: پوشش زینک فلیک برای محافظت از قطعات صنعتی نظیر پیچ و مهره، واشر، سیم‌ها و کابل‌ها، سیستم‌های لوله‌کشی و سایر قطعات فلزی که به خوردگی و زنگ زدگی حساس هستند، استفاده می‌شود.
۴. پوشش ضد زنگ در صنعت خودروسازی: پوشش زینک فلیک به طور گسترده در صنعت خودروسازی استفاده می‌شود. این پوشش بر روی قطعات خودرویی مانند رول‌بار، پیچ و مهره، شمشاد و سایر قطعات مورد استفاده قرار می‌گیرد تا از خوردگی و زنگ زدگی در شرایط محیطی مختلف محافظت شود.
5- یکی از مهم ترین کاربردهای این پوشش این است که پوشش زینک با حداقل ضخامت (6الی 15میکرون) بهترین نوع پوشش برای قطعات ماشین کاری و رزوه دار مانند پیچ و مهره، واشر و… است.