Çinko kaplamada ilk adım iyi bir yüzey temizliğidir. İkinci adım ise temizlenmiş olan yüzeyi erimiş çinkoya dalana kadar korumaktır.Temizlenmiş yüzeyi koruma işlemi flüks adı verilen bir malzeme ile örtülerek sağlanır.
Malzeme erimiş çinko içine dalarken, üzerini kaplamış bulunan flüks örtüsünde sıcaklığın etkisiyle çok hızlı reaksiyonlar oluşur. Oluşan reaksiyon ürünleri curuf ve duman arasında dağılırlar. Oluşan dumanın esas kaynağı flüksün ana bileşeni olan amonyum klorürdür. Kaplamanın sağlıklı olması bakımından da flüks içinde belirli oranda bulunması gereklidir.
Bu yazıda yüzeyi temiz olan parçanın erimiş çinko içine dalarken başlayan kimyasal reaksiyonları ve bu reaksiyon ürünlerinin oluşturduğu duman miktarı ve oluşan dumanın azaltılması hakkında bilgi verilecektir.
FLÜKS REAKSİYONLARI
Çinko kaplanacak parçanın hatasız kaplanabilmesi için, parçanın yüzeyinin temizlenmiş olması ve temiz olarak Çinko içine dalması gerekli bir zorunluluktur. Temizlenmiş yüzeyin Çinko içerisine daldırılıncaya kadar ki aralıkta dış etkilere karşı korumak, ana bileşeni çinko amonyum klorur olan flüks ile sağlanmaktadır.
Galvanızlemede ki flüks, bir mol çinko klorüre denk gelen amonyum klorurun mol sayısına göre tekli, ikili, üçlü, dörtlü olarak isimlenmektedir. Sıcak daldırma galvanizde genelinde ikili flüks kullanılmaktadır.
Kullanılacak flüks konsantrasyonu kaplanacak parçanın kalınlığına göre seçilir. Daldırma galvanizde ortalama olarak fluksun yoğunluğu 30 Bome kullanılır.
Temizlenen parça flüks çözeltisine daldırılıp kurutulduğunda ince kuru flüks kristalleri ile örtülür. Bu örtü yüzeyi ermiş çinkoya dalana kadar korur ve çinkoya daldıktan sonra yüzey koruma görevi biter ve reaksiyonlar başlar.Parça yüzeyinin iyi kaplanması için aktif hale gelir.
Erimiş çinkoya dalan parça yüzeyinde ki flüks çeşitli kimyasal reaksiyonlar oluşturarak çinko yüzeyindeki cüruf ve uçan gazlar arasında dağılır.
ERİMİŞ ÇİKO İLE YÜZEYİ KORUYAN FLUKSUN OLUŞTURDUĞU REAKSİYONLAR
Parça erimiş çinko ile temas edince amonyum klorur ile demir oksit reaksiyona (1) girer şu buharı amonyak ve demir iki klorur oluşur.
2NH4Cl + FeO = H2O + 2NH3 + FeCl2 (1)
Yukarıdaki reaksiyona parelel olarak istenmese de metalik demir de etkilenerek az da olsa aşağıdaki reaksiyon (2) olur.
2NH4Cl + Fe = H2 + 2NH3 + FeCl2 (2)
Amonyum klorur, ortamdaki çinko oksit ile reaksiyona (3) girerek çinko klorur oluşturur
2NH4Cl + ZnO = H2O + NH3 + ZnCl2.NH3 (3)
Özellikle amonyum klorurun demir oksit ve çinko oksit ile reaksiyona girmesi istenir. Bu reasiyona parelel olarak metalik çinko da amonyum klorur ile reaksiyona (4) girerek çinko klorur oluşturur.
2NH4Cl + Zn = H2 + NH3 + ZnCl2.NH3 (4)
Yukarıdaki reaksiyonlar neticesinde oluşan gazların çoğonluğu oluşan çinko klorur tarafından içine alınır. Dolayısı ile bu gazların zararlı etkileri azaltılmış olur.
Reaksiyonlar neticesinde oluşan demir iki klorur metalik çinko ile reaksiyona (5) girerek metalik demir ve çinko klorur oluşturur.
FeCl2 + Zn = Fe + ZnCl2 (5)
Ortamda bulunan demir iki iyonlarının büyük kısmı metalik hale gelerek drosa dönüşürler.
GALVANIZ KAZANINDA BUHAR VE DUMAN OLUŞUMU
Galvanızleme esnasında oluşan dumanın esas kaynağı amonyum klorurdur. Kaplama yüzeyinde bulunan Koruyucu flüks tabakası erimiş çinko ile temas edince ve sıcaklık 338 derece santigrad üzerine çıktığı an hemen “sublime” şeklinde buharlaşmaya başlar. Buharlaşma anında amonyak ve hidrojen klorur oluşur. Amonyak ve hırojen klorur çinko yüzeyinin birkaç satimetre üzerinde soğuyarak tekrar amonyum kilorur partiküllerine dönüşür ve beyaz duman şeklinde ortamdan uzaklaşır.Ayni sekilde cinko icindeki alüminyum metali de amonyum klorur ile reaksiyona girerek, önce aluminyum klorur sonra aluminyum oksit ve ortamdaki şu buharı ile hidrijen klorur oluşturarak dumana karışır.
Kaplanacak parçalar yüzeyinde bulunan ve temizleme esnasında tam alınamayan yağlar, yüzey gerilimini düşürmek için kullanılan maddeler, kurumamış yüzeydeki nemin buharlaşması,çinko yüzeyinden hemen oksitlenerek gazlara karışan çinko oksit partikülleri duman oluşumunu teşkil ederler.
DUMAN OLUŞUMUNU AZALTMAK
Duman oluşumunu sağlıyan flüksün içindeki amonyum klorür miktarını azaltarak duman azaltılabilir. Bu azaltma, seçilen flüksün bileşenindeki amonyum klorur miktarını azaltarak olduğu gibi, kullanılacak flüksün bomesini düşürerek de temin edilebilir. Ancak kaplamada aktif rol oynayan amoyum klorürün azaltılması kaplamaya etki eder ve azaltılma mertebesine bağlı olarak bazı parçalar kaplama alamaz. Bu nedenle, seçilecek, flüks tipi, kompozisyonu, bomesi, yüzey aktifleyici ilavesi, flüksün ısıtılması gibi koşulların iyi belirlenmesi, galvanizleme anında ki oluşan duman miktarını en az hale getirir.
SONUÇ OLARAK: Çinko kaplamada oluşan reaksiyonlar neticesi meydana gelen dumanın azaltılması için flüksde oluşturulacak dengeler, dumanın azaltılması yanında, kül ve dros oluşmasının da azalmasını sağlayacaktır. Daha homojen, hatasız kaplama etkilenmeden duman miktarı azaltılmış olacaktır. Bu sayede duman tutma filitrelerinin de yükü azaltılmış olacaktır.