لعاب فلز

امروزه حفاظت سطوح فلزي به كمك لعابكاري به گونه اي وسيع جايگزين ساير روش هاي  حفاظتي فلزات از جمله آبكاري۱ ، رنگ زدن و … گرديده است ، چرا كه لعابكاري سطوح فلزي نه تنها آنها را در مقابل عوامل مختلف فرسايش مانند خوردگي ، زنگ زدن و … . حفاظت مي كند بلكه سبب جلا ، زيبايي و شفافيت خاص در اين سطوح مي گردد و علاوه بر آن مشكلات شستشو و نظافت محصول را به حداقل ممكن مي رساند .

 لعابها به واسطه عايق بودن از ايجاد پيل هاي الكتروشيميايي موضعي در سطوح فلزي ممانعت نموده و در نتيجه مانع خوردگي فلز مي گردند . از طرف ديگر پايداري و مقاومت زياد لعاب در برابر اكسيداسيون ( تركيب با اكسيژن ) سطح فلز را در مقابل زنگ زدن به خوبي حفظ مي كند .

 به غير از موارد ذكر شده تلفيق صنعت لعابكاري با هنر ، انگيزه ، ذوق و سليقه ، بشر قرن بيستم را به خلق آثاري بديع كه تحسين هر بيننده اي را بر مي انگيزد واداشته كه اين عامل نيز سبب پيشرفت صنعت لعابكاري گرديده است .

لعاب فلز

  مقدمه

    پيشرفت صنعت لعاب مرهون عوامل متعددي است كه از جمله آنها مي توان به موارد زير اشاره نمود :

۱ ) توليد ورق هاي سردنورد ويژه لعابكاري در دنيا و اخيراً در ايران .

۲ ) استفاده از روش الكترواستاتيك و كاربرد لعاب به صورت لعاب ( خشك ) بدون نياز به مراحل چربي زدايي .

۳ ) كاربرد روز افزون تئوريهاي علمي .

۴ ) به ثمر نشستن تحقيقات محققين در واحدهاي گوناگون و رو به گسترش لعابكاري .

۵ ) تأسيس آكادميهاي مختلف آموزش لعابكاري و ايجاد زمينه هاي علمي آن در دانشگاه هاي مختلف دنيا و اخيراً در ايران .

     علاوه بر موارد فوق الذكر ، تأثير عوامل اقتصادي را نيز بر صنعت لعابكاري نمي توان ناديده انگاشت ، چرا كه امروزه تهيه ورق هاي مخصوص لعابكاري نسبت به گذشته سريع تر و با هزينه نازلتري صورت مي گيرد و همچنين ميزان اتلاف پودر لعاب و درصد ضايعات محصول در روش الكترواستاتيك بسيار ناچيز بوده و از طرفي ميزان مصرف پودر در اين روش بسيار كمتر از لعاب مصرفي در ساير روش ها مي باشد و در كنار آن خطاهاي فردي نيز به حداقل ممكن مي رسد .

     در حال حاضر كشورهاي آلمان ، انگلستان ، هلند ، بلژيك ، سوئيس و تركيه از      توليد كنندگان عمده پودرهاي لعاب الكترواستاتيك مي باشند . البته در ايران نيز تحقيقاتي در زمينه توليد پودر لعاب صورت گرفته كه اميد مي رود در آينده اي نزديك ، نياز به ساير كشورها در اين زمينه به حداقل ميزان خود برسد .

     قابل ذكر است كه در خلال دهه هاي گذشته كاربرد لعاب به صورت مستقيم[۱] ، يعني بدون نياز به لعابهاي آستري [۲] تنها بر سطوح كاملاً صاف و هموار امكان پذير بوده ، اما امروزه به كمك روش هاي جديد استفاده از آن بي هيچ مشكلي بر قطعات فرم دار نيز رايج است .

از آنجايي كه كيفيت محصولات لعابكاري شده به شدت تحت تأثير نوع ورق و لعاب    مي باشند ، امروزه با توليد ورق هايي با درصد كربن ناچيز و لعابهاي مرغوب گام مؤثري در جهت توليد محصولاتي با كيفيت بهتر برداشته شده است .

     در حال حاضر لعابهاي توليد شده از دوام ، استقامت و پايداري خوبي برخوردارند و همچنين ميزان عناصر خارج شده از آنها در خلال عمليات پخت بسيار ناچيز است . اين مسئله به ويژه در مورد موادي كه كمتر در طبيعت يافت مي شوند و از طرفي وجود و حفظ آنها در لعاب به منظور ايجاد خصوصياتي ويژه ضروري است اهميت خاصي پيدا    مي كند .

امروزه حفاظت سطوح فلزي به كمك لعابكاري به گونه اي وسيع جايگزين ساير       روش هاي  حفاظتي فلزات از جمله آبكاري۱ ، رنگ زدن و … گرديده است ، چرا كه لعابكاري سطوح فلزي نه تنها آنها را در مقابل عوامل مختلف فرسايش مانند خوردگي ، زنگ زدن و … . حفاظت مي كند بلكه سبب جلا ، زيبايي و شفافيت خاص در اين سطوح مي گردد و علاوه بر آن مشكلات شستشو و نظافت محصول را به حداقل ممكن        مي رساند .

       لعابها به واسطه عايق بودن از ايجاد پيل هاي الكتروشيميايي موضعي در سطوح فلزي ممانعت نموده و در نتيجه مانع خوردگي فلز مي گردند . از طرف ديگر پايداري و مقاومت زياد لعاب در برابر اكسيداسيون ( تركيب با اكسيژن ) سطح فلز را در مقابل زنگ زدن به خوبي حفظ مي كند .

       به غير از موارد ذكر شده تلفيق صنعت لعابكاري با هنر ، انگيزه ، ذوق و سليقه ، بشر قرن بيستم را به خلق آثاري بديع كه تحسين هر بيننده اي را بر مي انگيزد واداشته كه اين عامل نيز سبب پيشرفت صنعت لعابكاري گرديده است .

تعاريف و سير تكاملي لعاب

واژه لعاب ” ENAMEL ” ، ريشه لاتين داشته و از كلمه ” Smaltum ” مشتق شده است . اين لغت بعدها در آلمان به صورت ” Smalzan ” در آمده و هنوز هم در ايتاليا به فرم ” Smalto ” وجود دارد . سرانجام در زبان فرانسه و همچنين با تلفظي مشابه در آلمان ، از لغت ” email ” براي بيان اين واژه استفاده شد .

لعاب ، به جامدي شيشه گون كه از ذوب يا گداختن مخلوطي از چندين ماده معدني بدست مي آيد اطلاق مي شود .

از نظر تاريخي براي اولين بار لعاب به منظور پوشش دادن فلزات طلا ، نقره و مس مورد استفاده واقع شد . اين فلزات از زمان هاي قديم شناخته شده بودند و به راحتي با لعاب دادن بر روي آنها جهت ساخت مدال ها و جواهرات سلطنتي به كار گرفته مي شدند . باستان شناسان بر اين باورند كه اولين بار در سواحل مديترانه و به طور دقيق تر در مصر و قبرس ، در طول دو قرن قبل از ميلاد مسيح از لعاب استفاده مي شده است .

بعد از اين كه شيشه كشف شد و بشر رنگ كردن و تزئين نمودن آن را آموخت به فكر استفاده از ماده اي شبيه به شيشه براي تزئين اشيايي كه از فلز ساخته مي شدند افتاد و بدين ترتيب لعاب تولد يافت ۱٫ استفاده از لعاب اين امكان را به بشر مي داد تا رنگ طبيعي فلزات را درخشان تر جلوه دهد و بدين ترتيب به ارزش و زيبايي آنها بيفزايد .

براي اولين بار در قرن هيجدهم لعابكاري بر روي آهن به طور آزمايشي آغاز شد و با ظهور انقلاب صنعتي در اروپا و پس از آنكه آهن به گونه اي وسيع در دسترس قرار گرفت ، لعابكاري بر روي قطعات آهني در مقياس صنعتي از لعابكاري هنري كه تا آن زمان وجود داشت متمايز گرديد . شواهد موجود حاكي از آن است كه در نيمه دوم همان قرن لعابكاري ظروف چدني به طور موفقيت آميزي در آلمان صورت گرفت و پس از دوره كوتاهي يعني در سال ۱۷۶۴ ظروف چدني در كارخانه هاي آلماني                   Smelting  Konigsbronn به وسيله لعاب پوشش داده مي شدند . در سوئد لعاب دادن به صفحات فلزي در سال ۱۷۸۲ انجام شد و گزارشاتي از كارخانه روسي Lauchhammer Works بيانگر اين مطلب است كه قطعات چدني در سال ۱۷۸۵ در آنجا لعاب داده مي شدند .

در خلال دوراني كه ذكر آن رفت ، لعابكاري تنها بر اساس دانش تجربي صورت مي گرفته است و هر كارخانه لعابكاري مطابق با دستور العمل هاي محرمانه خود كه فقط در دست استادكاران بود كار مي كرد و حتي اغلب اين دستور العمل ها براي صاحبان آنها نيز به طور كامل شناخته نشده بودند . امروزه اكثر كارخانجات لعابكاري ، لعابها را از كمپانيهاي ويژه خريداري نموده و با استفاده از روش هاي از پيش تعيين شده از آنها استفاده مي كنند .

آهن به عنوان فلزي پايه همواره در معرض خطر خوردگي و زنگ زدن قرار دارد . از اين رو استفاده از لعاب به عنوان محافظي در برابر خوردگي به اندازه كاربرد تزئيني آن ، منطقي تلقي مي شود . علاوه بر آن لعاب چنان سطح مقاومي بر ظروف آهني ايجاد مي نمايد كه حتي در مجاورت تنشهاي حرارتي نيز ، فلز را حفظ مي كند .

خواص و كيفيت لعاب به طور مداوم بهبود و توسعه داده مي شد و روش هاي تعديل شده اي در زمينه توسعه لعاب اشياء آهني و افزايش قدرت چسبندگي لعاب به فلز به كمك ناهموار نمودن سطح آن بر روش هاي قبلي چيره گشته اند . در اواخر قرن گذشته به اهميت قدرت پيوندي بعضي از اكسيدهاي معين از جمله اكسيد كبالت و نيكل پي برده شد . اين اكسيد ها امكان ايجاد سيستمي تقريباً تفكيك ناپذير بين لعاب و آهن را فراهم مي ساختند .

بنابر اظهار نظر كارشناسان مختلف ذخيره مواد خام آلي مورد نياز براي توليد رنگها و پلاستيكها در اعماق زمين رو به اتمام است . اين مواد آلي شامل نفت ، ذغال سنگ و گاز مي باشند . منبع مواد خام تمامي لعابها پوسته زمين است و معادن مختلف موجود در آن سرشار از مواد اوليه مورد نياز لعاب مي باشند و آخرين برآوردها حاكي از پايان ناپذير بودن اين معادن است .

پلاستيكها و رنگ ها به عنوان پوشش محافظ سطوح فلزي با لعاب در رقابت مي باشند ، ولي با توجه به پايان يافتن ذخائر مواد آلي در آينده اي نه چندان دور ، نهايتاً لعاب نقش برتري را در حفاظت از سطوح فلزي خواهد داشت و صنايع مختلف اجباراً بايد در توسعه صنعت لعاب جديت بيشتري به خرج دهند . با توجه به بي نظير بودن كيفيت ظاهري لعاب و همچنين امكان ايجاد نقصان در تقاضاي مصرف كنندگان نسبت به عرضه ، بعيد به نظر نمي رسد كه تقاضا به سوي محصولاتي با عمر طولاني تر متمايل گردد و در آن هنگام محصولات و قطعات لعابي نقش برتري ايفا خواهند كرد .

استفاده از مواد خام براي تهيه لعاب

در بين مواد معدني كه براي توليد و ساخت لعابها مورد استفاده قرار مي گيرند تركيبات بور از بيشترين اهميت برخوردار مي باشند . لعابهاي جديد حاوي بيش از %۲۵ اسيد بوريك مي باشند . وجود اين مقدار اكسيد بور در لعابهاي آستري و رويه اين امكان را فراهم مي سازد كه دو لايه با يكديگر و در درجه حرارت بين ۸۰۰ تا ۸۵۰ درجه سانتيگراد پخته شوند . از طرفي در درجه حرارت هاي پايين در لعابهاي محتوي بور ، ايجاد پيوند مناسب بين سطح فلز و لعاب امكان پذير است . چنين لعابهايي ايجاد سطوح سالم و بدون نقص را نيز ، تضمين مي كنند . وجود بور در لعاب به طور قابل توجهي از بروز عيوبي كه به گونه اي اجتناب ناپذير در قطعات لعابكاري شده مشاهده مي شوند ، از قبيل لكه هاي خال ماري ۱ و تاول زدگي۲ جلو گيري مي كند .

در حال حاضر از اكسيد بور تنها در تركيب لعابهايي كه نياز به مقاومت بالا در برابر اسيدها دارند ، مثل لعابهاي مورد نياز براي لوازم خانگي ، با نسبت هاي زياد استفاده مي شود.

از آنجايي كه لازم است اشياء لعابكاري شده داراي كيفيتي يكنواخت ، مناسب و پايدار باشند ، مواد خامي كه براي ساخت لعابها مورد استفاده قرار مي گيرند بايد از خواص پايداري برخوردار باشند .

اكثر مواد خامي را كه براي ساخت لعابها مورد استفاده قرار مي دهند و مواد معدني تشكيل داده اند .

توليد و ساخت لعاب

امروزه صنعت لعاب سازي پيشرفت قابل توجهي نموده و اكثر كارخانجات توليدي با استفاده از دانش فني ، تجهيزات و آزمايشگاه هاي مجهز قادر به تهيه و تدارك مواد اوليه مناسب خود هستند .

به طور كلي مواد اوليه مورد مصرف براي توليد لعاب فلز را مي توان در دو دسته اصلي تقسيم بندي نمود :

دسته اول مواد معدني هستند كه بعد از استخراج ، عمليات شستشو و تغليظ بر روي آنها انجام گرفته و پس از آرايش و دانه بندي با فرمول شيميايي مشخص در اختيار سازندگان لعاب قرار مي گيرند .

دسته دوم كه سهم زيادي از مواد اوليه مورد مصرف لعاب را شامل مي شوند ، مواد شيميايي پروسس شده با فرمول شيميايي دقيق هستند . اين مواد معمولاً به صورت بسته بندي با تركيب شيميايي مشخص در اختيار سازندگان لعاب قرار مي گيرند . در كارخانه هاي توليد لعاب ، مواد دقيقاً توزين شده و توسط مخلوط كن هاي مناسب و تا حد امكان به طور يكنواخت مخلوط مي شوند .     

نگهداري مواد اوليه لعاب به شكل گرانول در مقايسه با فرم پودري مناسب تر است .

معمولاً لعابها را در درجه حرارت هايي بين ۱۲۰۰                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           تا ۱۳۵۰ درجه سانتيگراد ذوب نموده تا مواد خام موجود در آنها تشكيل مخلوط يكنواختي بدهند . در صورت استفاده از كوره هاي دوار عمليات ذوب به صورت ناپيوسته صورت مي گيرد . ( تصوير ( ۳ ـ ۱ ) نمونه اي از كوره هاي دوار را نشان مي دهد . )

از ذوب مواد داخل كوره ، مواد مذاب را به مجرد خارج شدن وارد آب سرد نموده و در نتيجه به علت شوك حرارتي وارد شده مواد به شكل گرانولهايي در آمده كه نهايتاً آنها را خشك مي نمايند .

به منظور توليد لعاب به صورت انبوه از سيستمهاي پيوسته استفاده مي شود . در اين روش مواد خام از يك طرف وارد كوره شده و از طرف ديگر مواد مذاب خارج شده را از بين غلطكهايي كه در داخل آنها جريان آب سرد جاري است عبور مي دهند . صفحات نازك ايجاد شده لعاب پس از خرد شدن به عنوان محصول عمل و تحت عنوان ” پولك لعاب۱ ” به بازار مي شوند . ( تصوير ( ۳ ـ۲) شمايي از كوره هاي پيوسته ذوب لعاب مي باشد .)

سوخت مورد استفاده براي كوره هاي معمولاً نفت يا گاز مي باشد . البته از آنجايي كه لعابها در حالت مذاب هادي جريان الكتريسيته مي باشند ، امروزه از كوره هاي الكتريكي نيز جهت ذوب لعابها استفاده مي شود .

معمولاً جهت ذوب مقادير كم تا متوسط لعابها از كوره هاي باكسي يا دوار كه نوع ويژه اي از كوره ها مي باشند استفاده مي شود و براي توليد مقادير بيشتر ، استفاده از كوره هاي ذوب پيوسته بهتر و مناسب تر از انواع ديگر است . با توجه به تماس مواد مذاب با جداره داخلي كوره ها ، انتخاب با كيفيت مناسب توصيه مي گردد .

اصول چسبندگي لعاب به فلز

لعاب تحت شرايط مطلوب پخت با فلز پايه تركيبي حقيقي ايجاد مي كند و به گونه اي تفكيك ناپذير به فلز مي چسبد ، در نتيجه امكان خوردگي فلز تحت هر شرايط محيطي به حداقل ممكن مي رسد . از آنجايي كه پوشش هاي لعابي عايق جريان الكتريسيته هستند از تشكيل پيل هاي گالوانيك ۱ در سطح فلز جلوگيري كرده و از اين لحاظ نيز امكان خوردگي فلز وجود ندارد .

به سبب خواص ويژه لعاب در حفاظت از فلزات در مقابل خوردگي ، اين ماده از ساير حفاظت كننده ها از جمله مواد صيقل دهنده ، پلاستيكها و پوشش هاي فلزي گالوانيك متمايز شده است .

لعابكاري مرسوم امروزي كه لعاب در دو لايه آستري و رويه بر سطح فلز پوشش داده    مي شود استفاده از وان نيكل براي دستيابي به پيوندي خوب ديگر متداول نيست ، چرا كه پوشش آستري نيكل لازم جهت پيوند لعاب به فلز را فراهم مي كند . با اين وجود هميشه استفاده از وان نيكل فوايد زيادي براي لعابكاران در بر داشته و به همين علت براي مدت هاي طولاني استفاده از نيكل قسمتي از فرآيند شستشو بوده است .

استفاده از پوشش هاي نيكل به دو منظور صورت مي گيرد :

اول : تشكيل پيوند بهتر بين لعاب آستري و فلز ، دوم : حذف گازهاي نامطلوبي كه در حين واكنش ها ايجاد مي شوند .

لعابهاي آستري

اولين لايه لعابي كه سطح فلز را پوشش مي دهد اصطلاحاً لعاب آستري۲ نام دارد . اين لعاب مي بايستي از نظر خصوصيات فيزيكي و شيميايي داراي كيفيت استاندارد بوده تا ضمن ايجاد چسبندگي مناسب با سطح فلز هيچ گونه عيبي را در مراحل بعدي لعابكاري موجب نگردد ، چرا كه نوع لعاب آستري به شدت كيفيت لعاب رويه تأثير گذاشته و چه بسا بسياري از عيوبي كه در سطح لعاب رويه آشكار مي شوند ناشي از عدم كاربرد صحيح لعاب آستري و يا نامرغوب بودن آن مي باشد .

رنگ لعابهاي آستري به دليل وجود اكسيد هاي كبالت و نيكل كه براي ايجاد چسبندگي بين لعاب و فلز به آنها افزوده مي شود عمدتاً تيره بوده و درجه حرارت پخت آنها نسبت به لعابهاي رويه بيشتر مي باشد . از اين رو امكان ذوب مجدد لعاب آستري به هنگام پخت لعاب رويه وجود ندارد .

براي افزايش نقطه ذوب لعابهاي آستري مي توان به مخلوط آنها در آسياب مواد دير گداز اضافه نمود كه معمول ترين آنها كوارتز۱ مي باشد .

لعابهاي آستري مخصوص ورق هاي فولادي

اين لعابها به منظور پوشش دادن ورق هاي فولادي مورد استفاده قرار مي گيرند . يكي از ويژگي هاي اين لعابها اين است كه اگر پيوند بين لعاب و فلز به طور كامل بر قرار گردد خروج تمامي گازهاي حاصل از واكنش هاي ناشي از پخت ضروري نمي باشد .

به طور خلاصه مي توان گفت كه يك لعاب آستري خوب مي بايستي داراي ويژگي هاي به شرح زير باشد :

۱ ـ ايجاد اتصال مناسب با سطح فلز

۲ ـ گسترده بودن دامنه پخت

۳ ـ هيچگونه عيبي از جمله تاول ، لكه هاي خال ماري ، پريدگي فلس مانند ، پارگي ، شكستگي لعاب و غيره ايجاد ننمايد .

لعابهاي آستري مخصوص براي قطعات اسيد كاري نشده

اگر در تعداد معدودي از كارخانه ها بنا به دلايل اقتصادي و يا مشكلاتي كه در زمينه خروج پساب و فاضلاب صنعتي وجود دارد عمليات شستشو بدون مرحله اسيد شويي انجام شود و فرآيند شستشو تنها شامل چربي زدائي از قطعات باشد ، بايد توجه داشت كه قطعات كاملاً عاري از هر گونه زنگ شوند در غير اين صورت لكه هاي زنگ در خلال عمليات پخت لعاب آستري بي ضرر نخواهد بود . بنابراين در اين گونه موارد توصيه مي گردد از      لعابهاي آستري ويژه اي كه حل نمودن اكسيد هاي آهن و همزمان حمله سريع آنها به سطح فلز را تضمين نمايند استفاده شود .

لعابهاي آستري مخصوص چدن

از آنجايي كه عناصر تشكيل دهنده قطعات چدني خود امكان ايجاد پيوند بين لعاب و چدن را فراهم مي سازند ، در تركيب لعابهاي چدن نيازي به اكسيدهاي پيوندي       نمي باشد و تنها به منظور اطمينان از پخت كامل لعاب و همچنين خروج تمامي گازهاي ناشي از ذوب بايد از لعابهاي آستري نوع سخت با درصد بالايي از اكسيد سليسيم به همراه نوعي آستري متخلخل استفاده نمود . معمولاً براي پخت لعاب قطعات چدني و دستيابي به كيفيت مطلوب ، از كوره هاي باكسي استفاده مي شود .

از آنجايي كه براي ايجاد چسبندگي لازم بين فلز و لعاب وجود بعضي از اكسيدها از جمله نيكل و كبالت ضروري است و از طرفي وجود اين اكسيدها سبب تيره شدن لعاب        مي گردد ، براي ايجاد رنگهاي روشن لايه دومي از لعاب بر روي پوشش آستري اعمال    مي شود كه اين لايه تحت عنوان ” لعاب رويه ” قلمداد مي گردد .

لعابهاي شفاف۱ و نيمه شفاف۲

اين لعابها از مدت ها پيش شناخته شده اند و به عنوان لعابهاي رويه مورد استفاده قرار مي گرفتند . امروزه تنها براي ساخت لعابهاي رنگين استفاده مي شوند .

لعابهاي سفيد تيتانيوم

اين دسته از لعابها جزء مهم ترين لعابهاي خود رنگ سفيد يا اصطلاحاً اپك مي باشند . در ترتيب اصلي اين لعابها مقدار معيني اكسيد تيتانيوم وجود دارد . ظرفيت حلاليت اين اكسيد در لعاب مذاب محدود بوده و بستگي به درجه حرارت ذوب دارد .

لعابهاي ماژوليكا ۳

اين نوع لعابها منحصراً توسط يونهايي كه هر يك نمايانگر ويژگي هاي يك رنگ طبيعي مي باشند رنگين شده اند و در واقع از خود هيچ رنگ مشخصي ندارند . خصلت ويژه اين لعابها ايجاد رنگهايي با شدت هاي مختلف است و شدت رنگ در اين     لعابها تحت تأثير ضخامت و رنگ لعاب زمينه قرار دارد .

لعابهاي آنتيموان

امروزه استفاده از اين لعابها به دليل خطرات ناشي از سمي بودنشان به ندرت صورت مي گيرد و فقط اشيايي را كه در تماس مستقيم با مواد غذايي نيستند مي توان توسط اين لعابها پوشش داد .

لعابهاي زير كونيوم

اين لعابها به طور موفقيت آميزي در فرآيندهاي پودري به ويژه براي لعابكاري لولزم بهداشتي مانند دستشوئي ها و وانهاي حمام براي مدت هاي طولاني مورد استفاده قرار مي گرفتند .

مقاومت اين لعابها در برابر قلياها و شوينده ها قابل توجه مي باشد .

لعابهاي بي واسطه ( مستقيم۱ )

همانگونه كه از نام اين نوع لعابها استنباط مي شود سطح ورق هاي فولادي مستقيماً توسط اين لعابها پوشش داده شده و بعد از خشك شدن پخته مي شوند . از اين رو لعابهاي بي واسطه بايد دو وظيفه را ايفا نمايند : اولاً بايد به عنوان لعاب آستري يك پيوند مناسب بين ورق فولاد و لعاب ايجاد كنند ، همچنين خروج آسان و سريع گازهاي ناشي از واكنش هاي پخت را تضمين نمايند . ثانياً بايد تمامي خصوصيات لعاب رويه از جمله رنگ ، جلا و مقاومت شيميايي را دارا باشند .

آماده سازي لعاب ـ آسيابها

اولين و اساسي ترين مرحله در لعابكاري ، آماده سازي لعاب مي باشد . به اين منظور عمليات خرد كردن ( ساييدن و نرم كردن ) دانه هاي لعاب براي ايجاد اندازه مناسب ذرات در آسيابهاي گلوله اي ۲ ويژه ، به دو روش صورت مي گيرد : روش اول : عمليات آسياب كردن ( آماده نمودن دو غاب لعاب ) به روش خيس ( تر ) . روش دوم : فرآيند آسياب كردن ( آماده نمودن پودر لعاب ) به روش خشك . منحصراً عملكرد اين گونه آسياب ها بررسي مي شود .

آسياب هاي گلوله اي

اين آسياب ها معمولاً استوانه اي شكل مي باشند و به كمك دو ياتاقان دو شاسي A شكل حول محور خود مي چرخند . جداره خارجي اين آسياب ها از فولاد مقاوم ساخته شده و تابع طول ، قطر و تعداد دور خاص هستند .

( تصاوير( ۶ ـ۱ ) و (۶ ـ۲ ) )

با در نظر گرفتن حجم اين آسياب ها مقدار معيني گلوله با اندازه هاي متناسب به درون آنها ريخته مي شود . عمدتاً جنس اين گلوله ها از سنگ هاي سيليسي يا چيني سخت   مي باشد۱ .

مقدار گلوله ها بايد ۴۵ % و حداكثر ۵۵ % از حجم آسياب را اشغال نمايد . معمولاً   گلوله هايي كه در آسياب ها استفاده مي شوند قطرهاي متفاوت دارند . عموماً اندازه قطر گلوله ها با حجم آسياب متناسب است .

آب

آب يكي از مهم ترين مواد كمكي در تهيه لعاب ( به روش خيس ) مي باشد و در بين مواد كمكي بيشترين ميزان را داراست ، از اين رو براحتي بر كيفيت لعاب تأثير          مي گذارد .

ورق فولادي

فولاد در واقع آهني است كه كمتر ۸/۱ درصد كربن دارد . البته ممكن است ميزان كربن موجود در آن كمتر از اين مقدار هم باشد . ميزان كربن موجود در ورق هاي فولادي كه براي لعابكاري استفاده مي شوند كمتر از ۱/۰ درصد است .

چدن

قطعه چدني مورد استفاده در فرآيند لعابكاري معمولاً از چدن خاكستري است . به طور نسبي چدن قسمت اعظمي از عناصر آلياژي را در بردارد .

عمليات مقدماتي بر ورق هاي فولادي

ورق هاي فولادي كه براي ساخت قطعات فلزي به كار گرفته مي شوند معمولاً داراي يك لايه چربي مي باشند . در كارخانه هاي ورق سازي هنگام فرآيند نورد سرد به منظور سهولت كار غلتكها و همچنين محافظت ورق از موقع توليد تا هنگام مصرف ، سطح ورق ها را با اين چربي كه ممكن است يكي از انواع روغن ها باشد آغشته مي نمايند و قابل ذكر است كه يكي از فرآيندهاي ضروري در توليد اين گونه ورق ها مي باشد .      ورق هايي كه به اين روش توليد مي شوند اصطلاحاً به ورق هاي نورد سرد روغني موسومند . همچنين قطعاتي كه از اين ورق ها ساخته مي شوند در خلال عمليات توليد ممكن است نياز به افزودنيهاي روغني مجازداشته باشند ضمن اين كه گرد و غبار و ضايعات محيط نيز امكان جذب در روغن موجود در سطح ورق را دارند ، علاوه بر آن بعضي از قطعات در فاصله بين فلزكاري تا زمان لعابكاري دچار زنگ زدگي نيز مي شوند بنابراين قبل از انجام عمليات لعابكاري سطح قطعات بايد عاري از تمامي آلوده كننده ها گردد .

عمليات مقدماتي كه بر روي قطعات فلزي انجام مي شود شامل چربي زدايي ، زنگ زدائي ( اسيد شويي ) و براي لعابكاري هاي بي واسطه وان نيكل مي باشد . البته در بين هر يك از مراحل آبكشي با آب هم وجود دارد . نهايتاً مرحله خنثي سازي و عمليات پيشگيري از زنگ زدن بر روي قطعات صورت مي گيرد .

چربي زدايي ۱

براي چربي زدائي از سطوح فلزي معمولاً از سه روش مختلف استفاده مي شود كه عبارتند از :

الف ) چربي زدائي با استفاده از سوزاندن لايه هاي چربي سطح ورق

ب ) استفاده از بخارات حلال هاي چربي گير .

ج ) استفاده از چربي گيرهاي قليايي گرم .

روش متداول چربي زدائي در صنعت لعابكاري استفاده از يكسري وانهاي حاوي چربي گيرهاي قليايي گرم مي باشد . در اين وانها محلول ۵ درصد از يك چربي گير تجارتي وجود دارد كه عمدتاً شامل سيليكاتهاي سديم ، سودااش ، كاستيك سودا و در بعضي موارد فسفات سديم مي باشد . علاوه بر آن در تركيب چربي گيرها موادي وجود دارند كه عامل فعال سازي سطح مي باشند اين مواد تحت عنوان surfactants شناخته شده اند ۲٫ عوامل مرطوب كنندگي و امولسيون كننده ها از جمله اين موادند كه در تركيب        چربي گيرها مورد استفاده قرار مي گيرند .

اساس عمل چربي زدائي بر مبناي يك سري فعل و انفعالات فيزيكي و شيميايي         مي باشد . بسياري از روغن ها و چربي ها به وسيله قلياها تجزيه شده و صابوني ۳        مي گردند . روغن هاي معدني به كمك مواد شيميايي موجود در وانها از سطح فلز جدا شده و به صورت ذرات سوسپانسيون در محلول در مي آيند .

در كارخانه هاي مدرن معمولاً از سه و يا حداقل دو وان چربي گير استفاده مي كنند . اگر مواد چربي گير در اولين وان به اتمام برسد در مدت پر كردن مجدد آن تا هنگامي كه وان اوليه پر شود از وان دوم به جاي وان اول و از وان سوم به جاي وان دوم جهت چربي زدائي قطعات استفاده مي شود بدين ترتيب مصرف مواد شيميايي كمتر مي گردد .

همه وان هاي چربي گير بايد به طور مرتب ( حداقل يك بار در روز ) بازرسي گردند . آناليز وان هاي چربي گير بر روي مواد قليايي موجود در آنها انجام مي شود . معمولاً محدوده PH وان هاي چربي گير بين ۱۲ و ۱۳ بايد باشد .

بعد از مرحله چربي زدايي قطعات بايد حداقل دو بار توسط آب شسته شود شوند . اين عمليات مي تواند به وسيله وان هاي آبكشي صورت گيرد . اولين آبكشي توسط آب گرم ( حداكثر ۶۰ درجه سانتيگراد ) و دومي با آب سرد انجام مي شود . آبكشي گرم چربي هاي اموليسيوني جامد رسوب داده بر سطح فلز و همچنين باقيمانده هاي مواد چربي گير را از سطح فلز پاك مي كند ، زيرا وجود اين مواد در مرحله زنگ زدائي مسئله ساز مي باشد .

زنگ زدائي۱ ( اسيد شويي )

شستشو با اسيد ( زنگ زدائي ) به منظور زدودن زنگ زدگيهاي موجود در سطح قطعات بعد از مرحله چربي زدائي و همزمان زبر نمودن سطح ورق صورت مي گيرد . ناهمواري سطح ورق به ويژه براي لعابكاري آستري و لعابهاي بي واسطه از اهميت ويژه اي برخوردار است .

اسيد سولفوريك

بيشتر تجهيزات اسيد شويي جديد از اسيد سولفوريك به منظور زنگ زدائي از قطعات استفاده مي كنند .

مزيت برتر شستشو با اسيد سولفوريك نسبت كلريدريك اين است كه زمان شستشو با اسيد سولفوريك را مي توان با افزودن ميزان بيشتري از اسيد و يا افزايش درجه حرارت تنظيم نمود .

 وان نيكل

اگر لعابكاري با لعابهاي سفيد بي واسطه انجام شود بعد از مرحله اسيد شويي عمليات ديگري به نام وان نيكل صورت مي گيرد . در اين مرحله از واني استفاده مي شود كه حاوي محلول داغي از سولفات نيكل اسيدي شده ( عمدتاً با غلظت ۶ تا ۱۱ گرم بر ليتر ) مي باشد .

خنثي سازي

پس از مرحله وان نيكل قبل از اين كه قطعات لعابكاري شوند نياز به يك مرحله خنثي سازي مي باشد .

آخرين مرحله عمليات آماده سازي قطعات ، خشك كردن آنها است كه توسط جريان هواي گرم صورت مي گيرد .

 در كارخانه هاي مدرن براي عمليات مقدماتي بر ورق ها ، بيش از ۸ كابين مختلف وجود دارد .

لعابكاري به روش خيس ۱

 امروزه لعابكاري خيس معمولاً به پنج روش غوطه وري ( ديپ كاري ) ، پيستوله كاري ، الكترواستاتيك ، الكتروفورتيك ونيز استفاده از خلاء صورت مي گيرد . هر يك از اين    روش ها كاربرد ويژه اي داشته و معايب و فوايد مخصوص به خود را در بر دارند .

براي لعاب دادن قطعات بزرگتر مانند اجاقهاي خوراك پزي نيز ، استفاده از روش ديپ توصيه شده است .

امروزه در مخازن ديپ الكترو پمپهايي نصب مي گردد كه به طور مداوم لعاب را در مخزن به گردش در مي آورد و در نتيجه از ته نشين شدن ذرات آن جلوگيري مي نمايد . از آنجايي كه ضايعات لعاب در روش ديپ بسيار پايين مي باشد در صورتي كه استفاده از آن ميسر باشد نسبت به ساير روش هاي لعابكاري مقرون به صرفه تر است و استفاده از آن بر سايرين ترجيح داده مي شود .

برچسب ها: لعابكاري فلزات,