آبکاری آهن و فولاد و نکات مهم پیرامون آن

تا بحال واژه آبکاری آهن و فولاد به گوشتان خورده است؟ ممکن است این واژه را به هنگام خرید یک سینی فولادی شنیده باشید. اگر آن لحظه را برای خود مرور کنید به یاد خواهید آورد که فروشندگان بخاطر آبکاری بودن سینی، قیمت آنرا بالاتر از قیمت یک سینی معمولی به شما می‌فروشند. حال ممکن است برایتان این سوال پیش آمده باشد که آبکاری کردن چیست و به چه علت انجام می‌شود؟ چرا ارزش محصولات فلزی با آبکاری بیشتر می‌شود؟ آیا می‌توان فرایند آبکاری را بر روی هر نوع فلز و فولادی انجام داد؟ آیا میتوان فرایند آبکاری را در منزل انجام داد؟

تعریف فرایند آبکاری

فرایند آبکاری (Plating) به نوعی فرایند پوشش دهی گفته می‌شود که در آن برای محافظت از یک ماده در برابر خوردگی، از ماده دیگری کمک گرفته می‌شود. بدین صورت که ماده دوم به عنوان پوششی بر روی ماده اول قرار میگیرد و بجای آن در محیط خورنده، خورده می‌شود. ماهیت این نوع فرایند نشان می‌دهد که در واقع ماده دوم، خود را فدای ماده اول کرده است تا ماده اول که از اهمیت و ارزش بالاتری برخوردار است، محافظت گردد.

در برخی موارد استفاده از فرایند آبکاری به منظور افزایش ارزش ماده اولیه با پوشش دادن توسط ماده ای با ارزش‌تر صورت میگیرد. احتمالا تا بحال قاشق و چنگال از جنس نقره یا طلا دیده باشید. این قاشق چنگال ها در واقع با طلا یا نقره آبکاری شده اند و به مانند روکشی روی فلز پایه که معمولا فولاد است، قرار گرفته اند.

پس تا به اینجا، دانستیم که فرایند آبکاری یا برای محافظت از یک ماده با ارزش بکار می‌رود یا برای ارزش دادن به یک ماده که خود ارزش پایینتری دارد. اما علاوه بر دو مورد بیان شده، گاهی خواهیم دید که یک فلز توسط فلز دیگری آبکاری می‌شود تا از خواص آن فلز بهره مند شود. به علت مثال این خواص میتواند رسانی الکتریکی باشد.

فرایند آبکاری اولین بار برای فلزاتی همچون طلا، نقره و نیکل بر روی جواهرات بدلی صورت می‌گرفت. اما امروزه آبکاری تا حدی توسعه یافته است که به مرحله پایانی و ایجاد پوشش بسیاری از قطعات صنعتی بکار گرفته می‌شود.

اساس فرایند آبکاری فولاد و فلزات چگونه است؟

فرایند آبکاری اساسا بر مبنای جریان الکتریکی صورت می‌گیرد. همانطور که میدانیم هر جریان الکتریکی در یک مدار الکتریکی قرار دارد و آن مدار نیز دارای دو قطب مثبت و منفی می‌باشد. حال تصور کنید می‌خواهیم یک فلزی را برروی فلز دیگری آبکاری کنیم.

در این شرایط باید یکی را به عنوان قطب مثبت مدار و دیگری را به عنوان قطب منفی مدار در نظر بگیریم و سپس درون محلولی یونی که به آن الکترولیت میگوئیم قرار دهیم. در اینجا معمولا فلزی که میخواهیم به عنوان پوشش استفاده شود، قطب مثبت و فلز پایه را قطب منفی در نظر می‌گیرم. سپس سیمی که دارای جریان برق باشد را به انتهای هر فلز متصل می‌کنیم و با جریان یافتن برق درون مدار، اتفاقی که می افتد بدین صورت است که فلز با قطب مثبت به صورت یون مثبت درون محلول حل می‌شود و این یون ها با کمک محلول الکترولیت، خود را به قطب منفی که فلز پایه است، می‌رسانند. سپس قطب منفی که دارای بار الکتریکی منفی است، یون های مثبت را به خود جذب میکند و در نهایت شاهد قرار گرفتن فلز پوشش بر روی فلز پایه می‌باشیم.

حال ممکن است از خود سوال کنید که آیا به همین راحتی می‌شود فرایند آبکاری را انجام داد؟ چه نکاتی برای آماده سازی پیش از فرایند لازم است تا فرایند آبکاری فولاد نتیجه خوبی به ما بدهد؟ چه فلزاتی را میتوان برای آبکاری فولاد استفاده کرد؟

آبکاری آهن و فولاد با چه فلزاتی انجام میشود؟

آبکاری آهن با هر فلزی که از لحاظ گالوانیکی و شیمیایی در مرتبه فعال تری نسبت به آهن قرار داشته باشد صورت می‌گیرد. در این خصوص آبکاری فولاد با روی، مس، نقره، کروم، طلا و نیکل جزو پرکاربردترین انواع آبکاری آهن و فولاد می‌باشد.

نکات مهم در فرایند آبکاری فولاد

برخوردار بودن از سطح صاف، اولین شرط برای ایجاد یک پوشش یکنواخت بر روی سطح در فرایند آبکاری آهن و فولاد است. در این خصوص در طی چندین مرحله به پاکسازی سطح فولاد از هر گونه آلودگی نیاز داریم.

در وهله اول، برای از بین بردن آلودگی های سطحی مثل روغن و گریس، قطعه فولادی را در حمامی از بخار آب قرار می‌دهیم.

در مرحله بعد، برای از بین بردن آلودگی های قوی تری که از چسبندگی بیشتری به سطح فولاد برخوردارند، از روش سند بلاست استفاده می‌کنیم. در این روش، از برخورد سطح قطعه با یک پودر ساینده بهره گرفته می‌شود.

آموزش آبکاری آهن در منزل

شاید با مطالعه این مقاله و اطلاع نسبت به چگونگی روش آبکاری، ترغیب شده باشید که برای یکبار هم که شده این روش را در خانه امتحان کنید. برای آبکاری آهن و فولاد در خانه، ابتدا باید دقت کنید که فلزی که می‌خواهید بر روی فولاد آبکاری نمایید، برای محیط زیست خطرناک نباشد. چرا که مثلا کروم که یکی از پرمصرف ترین انواع فلزات مورد استفاده در فرایند آبکاری است، زباله های خطرناکی در محلول الکترولیت برجای می‌گذارد که استفاده از آن در خانه به هیچ وجه توصیه نمی‌شود. چنین شرایطی در مورد فلزات دیگری همچون طلا، نقره و پلاتین نیز وجود دارد. بنابراین رعایت نکات ایمنی برای حفظ سلامتی محیط خانه ایجاب می‌کند که ابتدا نوع زباله ها و ترکیبات ایجاد شده در محلول را بشناسید و سپس در محیطی امن اقدام به آبکاری فولاد نمایید.

علاوه بر این شما برای آبکاری در خانه، نیاز به یک منبع جریان برق قوی (باتری قوی) دارید. در کنار آن، دو عدد سیم، ظرف پلاستیکی، کمی سرکه برای ریختن در محلول الکترولیت و یک دستکش برای محافظت پوست دست تهیه نمایید.

نکته آخری که باید در حین آبکاری فولاد یا هر فلز دیگری به آن دقت نمایید، شستشوی نهایی قطعه است. این کار به این منظور حذف ترکیبات شیمیایی ناخواسته در سطح قطعه است. بدین منظور اگر قطعه شما کوچک باشد (مثل یک کلید)، میتوانید با یک مسواک سطح قطعه آبکاری شده را تمیز کنید. اما اگر قطعه بزرگ و حجیم است، بهتر است آنرا در محلولی از آب گرم غوطه ور کنید تا ترکیبات شیمیایی اضافی شسته شود.

مزیت های آبکاری آهن و فولاد

• ممانعت از خوردگی شیمیایی

همانطور که در ابتدا به آن پرداخته شد، هدف اصلی آبکاری محافظت از فلز پایه (در اینجا آهن و فولاد) در برابر خوردگی است. از جمله فلزاتی که بدین منظور بر روی فولادها پوشش داده می‌شوند، نیکل و کروم هستند.

• افزایش مقاومت به حرارت

برخی فولادها، بنا به نوع کارکردشان ممکن است در معرض حرارت و دمای بالا قرار بگیرند. به عنوان مثال، اگزوز خودرو را در نظر بگیرید. در این حالت آبکاری فولاد بایستی با برخی سرامیکها صورت گیرد. چراکه سرامیک ها به طور ذاتی دارای مقاومت حرارتی فوق العاده بالایی هستند.

• بهبود مقاومت به اصطکاک

مقاومت سطحی، پارامتر مهم دیگری است که به هنگام آبکاری فولاد اهمیت پیدا میکند. برخی فولادها به تنهایی دارای مقاومت سایشی و یا همان مقاومت به اصطکاک پایینتری نسبت به انواع دیگر آن هستند. بدین منظور از آبکاری فلز کروم بر روی فولاد استفاده میشود تا در کاربردهای خاص تر مقاومت به سایش بهتری از خود نشان دهد.

• بهبود رسانایی و هدایت الکتریکی

همانطور که میدانید اغلب فلزات از جمله آهن رسانا هستند، اما گاهی بنا به نوع کاربرد آنها نیاز است که رسانایی افزایش داده شود. در این شرایط لازم است، از عناصری مانند مس به عنوان پوشش از طریق آبکاری استفاده شود.

• افزایش زیبایی ظاهری

برخی فلزات مانند طلا، نقره و پلاتین فلزاتی گران قیمت هستند که نمیتوان از آنها برای ساخت قطعات حجیم استفاده کرد. اما اگر بخواهیم ظاهر قطعه ای فولادی را از لحاظ ظاهری بهبود ببخشیم و با اینکار علاوه بر زیبایی به ارزش آن اضافه کنیم، معمولا از آبکاری فولاد با طلا، نقره و پلاتین استفاده میشود.

سخن پایانی

در این مقاله آموختیم که فرایند آبکاری فلزات با چه اهدافی صورت می‌گیرد. همچنین در مورد آبکاری آهن و فولاد نیز بسته به اینکه بدنبال بهبود کدام ویژگی در قطعه فولادی هستیم، از عناصر مختلفی از جمله نیکل، کروم، مس، طلا و … استفاده میکنیم. به همین علت است که ابکاری، قیمت آهن را کمی بالاتر میبرد. امیدواریم این مقاله برای شما عزیزان مفید بوده باشد. اگر در این باره سوالی دارید، زیر همین مقاله از ما بپرسید.