تقنية مقاومة التآكل السطحي
شيراردايزينغ: حماية طويلة الأمد لانتشار الزنك للمكونات الفولاذية
تُعرف عملية شيرارديزينغ، أو طلاء انتشار مسحوق الزنك، بأنها عملية انتشار حراري في الحالة الصلبة. تخترق ذرات الزنك سطح الفولاذ عند درجة حرارة مرتفعة وتتفاعل مع الركيزة الحديدية لتشكيل طبقة من سبيكة الحديد والزنك ذات رابطة معدنية قوية، تتكون أساسًا من الطورين المعدنيين FeZn7 وFeZn13. والنتيجة ليست مجرد طبقة رقيقة على سطح الفولاذ، بل نظام سبيكة متدرج يصبح جزءًا لا يتجزأ من المكون نفسه.
كيف تتم العملية
عند درجات الحرارة المرتفعة، تهاجر ذرات الزنك وفقًا لقانون فيك للانتشار. وبمساعدة عامل منشط، تدخل هذه الذرات عبر العيوب الدقيقة والمسام الموجودة على سطح الفولاذ وتتحرك إلى الداخل، مكونة طبقة كثيفة ومتجانسة.
يتفاعل الزنك مع الركيزة الحديدية لتكوين مركبات بين فلزية مستقرة، بينما يحافظ مسحوق الزنك والمنشط على إمداد مستمر من ذرات الزنك النشطة في المادة الأساسية.
يتألف النظام النهائي من طبقة مختلطة من الزنك النقي والمركبات المعدنية، وطبقة من سبيكة الزنك والحديد، ومنطقة انتشار الركيزة. تتشابك الطبقات بإحكام، مما يحقق الحماية من التآكل وقوة الترابط في آن واحد.
ما يجنيه المشترون بالإضافة إلى مقاومة التآكل
بالمقارنة مع الجلفنة الكهربائية والجلفنة بالغمس الساخن، فإن طبقة السبيكة المتشكلة بالانتشار تغير اقتصاديات الحماية على مدار العمر التشغيلي الكامل للأصل.
ترتبط طبقة سبيكة الزنك والحديد بالركيزة بثبات هيكلي يتراوح بين 300 و350 ميجا باسكال وقوة التصاق تتراوح بين 600 و700 ميجا باسكال، وهي درجة التصاق مصنفة 1، لذلك لا يتقشر الطلاء أو يتشقق.
يعتمد سمك الطلاء فقط على درجة الحرارة ووقت التثبيت، وليس على هندسة الجزء، لذلك تتلقى الخيوط والجدران الداخلية والثقوب العمياء والأخاديد نفس الطبقة دون فقدان التوافق.
لا يتطلب الأمر معالجة حمضية أو ترسيبًا إلكتروليتيًا، وبالتالي لا يتم إدخال الهيدروجين. يمكن طلاء المثبتات عالية القوة دون خطر حدوث تشققات هشة.
تُشكّل عملية الانتشار الحراري طبقة من السبيكة دون إضعاف الركيزة. ويتم الحفاظ على القوة الهيكلية، كما تتحسن مقاومة الإجهاد تحت الأحمال المتناوبة.
عند درجة حرارة 200-400 HV، تتحمل الطبقة التآكل والاهتزاز بشكل أفضل بكثير من الزنك بالغمس الساخن عند درجة حرارة 71-265 HV، مما يطيل عمر خدمة الأجزاء المتحركة والمحملة.
لا تنتج عملية الحالة الصلبة المغلقة أي نفايات ضارة، وتستخدم مسحوق الزنك بكفاءة عالية وتستهلك طاقة أقل من خطوط الطلاء التقليدية.
الأداء المقاس مقارنةً بطلاءات الزنك التقليدية
| ملكية | الجلفنة الكهربائية | الجلفنة بالغمس الساخن | شيرارديز البودرة |
|---|---|---|---|
| سمك الطلاء | 5-30 ميكرومتر | 5-100 ميكرومتر | 20-120 ميكرومتر |
| صلابة طبقة الزنك | HV 75–85 | HV 80–90 | HV 200–400 |
| نوع الرابطة | ميكانيكياً | علم المعادن | علم المعادن |
| درجة الالتصاق | الصف الرابع | الصف الثالث | الصف الأول |
| مقاومة للحرارة | عام | جيد | جيد جدًا |
| هشاشة الهيدروجين | قوي جداً | قوي نسبياً | لا أحد |
| عمر الخدمة عند 20 ميكرومتر | 3-5 سنوات | من 5 إلى 20 سنة | 15-25 سنة |
أُجري اختبار رش الملح المحايد المستقل وفقًا للمعيار GB/T 10123، في محطة مراقبة الجودة في تيانجين: لم تُظهر العينات المعالجة بالشرارة أي صدأ بعد 1080 ساعة، بينما صدأت العينات المجلفنة بالغمس الساخن بعد 96 ساعة. ترفع عملية معالجة الشرارة النانوية المركبة صلابة الطبقة الداخلية إلى 404-587 HV عند الحاجة إلى مقاومة أعلى للتآكل والأكسدة في درجات الحرارة العالية.
حيث يتم تحديد الفولاذ المعالج بالشرارد
يتم اختيار هذه التقنية في الأماكن التي تكون فيها تكاليف الصيانة باهظة ولا يكون التآكل خياراً مطروحاً.
الامتثال للمعايير الدولية والصينية
- ISO 14713-3:2017 - طلاءات الزنك، إرشادات للطلاء بالزنك
- ISO 17668:2016 / EN ISO 17668:2016 — طلاءات انتشار الزنك على الحديد
- EN 13811:2003 — طلاءات انتشار الزنك على المنتجات الحديدية
- BS 4921 - صقل الحديد والصلب
- ASTM A1059/A1059M — طلاءات الانتشار الحراري المصنوعة من سبائك الزنك
- ASTM B695 / MIL-C-81562 — طبقات الزنك المترسبة ميكانيكياً
- JB/T 5067-1999 — معالجة أجزاء الحديد والصلب بالمسحوق
- JB/T 8418-2008 — التمعدن بالمسحوق
- GB/T 35505-2017 — مراقبة جودة عملية التغليف بالفولاذ للهياكل الفولاذية
- TB/T 3274-2011 — تجهيزات عوارض الخرسانة للسكك الحديدية، الانتشار المشترك متعدد السبائك
- SY/T 7353-2016 — حماية المكونات المعدنية بالزنك عن طريق الانتشار الحراري
- GB/T 6461-2002 — تصنيف العينات بعد اختبار التآكل
يمكن تقديم تقارير سمك الطلاء حسب الدفعة، وسجلات رش الملح، والتحقق من الصلابة مع التسليم، ويمكن تتبع شهادات المواد إلى رقم الدفعة.
الأسئلة الشائعة
عند سماكة متساوية تبلغ 20 ميكرون، تشير تقييمات العمر الافتراضي إلى أن الجلفنة الكهربائية تدوم من 3 إلى 5 سنوات، والجلفنة بالغمس الساخن من 5 إلى 20 سنة، والطلاء بالشيراردين المسحوق من 15 إلى 25 سنة. في اختبار رذاذ الملح المذكور أعلاه، استمرت العينات المطلية بالشيراردين لمدة 1080 ساعة دون ظهور الصدأ الأحمر.
نعم. يتم التحكم في السماكة عن طريق درجة الحرارة ومدة التثبيت، وهي مستقلة عن شكل القطعة وموضعها. تحافظ عملية القص الفراغي الدقيقة على دقة الأبعاد والشكل، لذا لا حاجة لإعادة التثبيت بعد المعالجة.
نعم. لا تُدخل هذه العملية أي هيدروجين، لذا فإن حساسية التقصف الهيدروجيني تُصنف على أنها معدومة، مقارنةً بحساسية عالية جدًا للجلفنة الكهربائية وحساسية عالية نسبيًا للجلفنة بالغمس الساخن.
نعم. يصف معيار ISO 14708-3:2017 هذا النهج المزدوج، حيث يتلقى المنتج المعالج بالشرارد طبقة طلاء إضافية للاستخدام الشاق. كما يوفر الفولاذ المعالج بالشرارد قاعدة قوية تُطيل عمر الطلاء المطبق عليه.
رسومات أو صور للأجزاء، درجة المادة الأساسية، الأبعاد والوزن، سماكة الطلاء المطلوبة، المعيار المطبق، الكمية وميناء الوصول. عادةً ما يتم تقديم عرض فني خلال يومي عمل.
أرسل قطع غيارك لإجراء تقييم شامل.
شارك الرسومات والمواد الأساسية والعمر التصميمي المستهدف. ستقوم شركة ميسكو بتوصية سُمك الطلاء ومعاييره المناسبة لبيئة الخدمة الخاصة بك، وستوفر عينات للتقييم، وستقدم عرض سعر وفقًا لشروط مشروعك.