زنگ زدگی مفتول

سطح مفتول گالوانیزه در حال شکل گیری در کارخانجات نورد به دلیل داشتن حرارت بسیار زیاد با اکسیژن موجود در هوا ترکیب شده و در جریان سرد شدن یک لایه اکسید آهن بر روی آن به وجود می آید (در دمای بالا میل ترکیبی آهن با اکسیژن باعث تشکیل اکسید آهن می شود، این لایه بسیار سخت و در عین حال شکننده می باشد و متناسب با شرایط انبار و حمل مفتول به کارخانجات کشش ممکن است این مواد اولیه دچار زنگ زدگی مفتول نیز گردند.

پس اولین مرحله در کارخانجات کشش مفتول، زدودن این اکسیدها و زنگ ها از روی مفتول زنگ زدایی) می باشد. زیرا به دلیل سختی زیاد، چنانچه این اکسیدها به قالب کشش برسند، فورا آن را از بین خواهند برد.

روش های مختلف زنگ زدایی

زنگ زدایی در کارخانجات مختلف و بر اساس سطح مورد توقع محصول کشیده شده به چند روش انجام می شود که عبارتند از:

1- زنگ زدایی مکانیکی

2- اسیدشویی

3- زنگ زدایی مکانیکی همزمان با برس سیمی

4- شات بلاست (پرتاب ساچمه)

در موارد بسیار، ممکن است چند روش همزمان به کار گرفته شود.

١- زنگ زدایی مکانیکی

در این روش به وسیله عبور دادن مفتول از بین چندین قرقره که به صورت زیگزاگ قرار گرفته اند پوسته مفتول که بسیار سخت و شکننده می باشد از سطح مفتول گالوانیزه جدا شده و می ریزد. به ای۔ مجموعه دستگاه زنگ گیر نیز می گویند.

۲- اسیدشویی (زنگ گیری شیمیایی)

در مواردی از قبیل زیاد بودن زنگ زدگی مفتول و یا مجاز نبودن استفاده از زنگ گیری مکانیکی مثلا برای مفتول های پرکربن (High carbon) از روش اسیدشویی (Pickling) استفاده می شود.

ترک های بسیار ریزی روی اکسید آهن وجود دارد که اسید با نفوذ از طریق این ترک ها به پایه آهن رسیده و شروع به ترکیب شدن با آهن می نماید، پس از ترکیب اسید و آهن طبق فرمول بالا، هیدروژن آزاد می شود که این هیدروژن به صورت گاز یک انفجار خفیفی را ایجاد می کند که باعث جدا شدن پوسته از سطح مفتول گالوانیزه می گردد.

عملیات روکش

در برخی از کارخانجات کشش علاوه بر کشش ساده بر روی مفتول، سطح آنها را نیز با فلز دیگری پوشش می دهند. رایج ترین آنها عبارتند از:

1- روکش مسوار

این عملیات که قبل از آخرین کشش بر روی مفتول و به صورت پیوسته صورت می گیرد عمدتا به سفارش صنایع زیر دستی از قبیل لوازم خانگی صورت می گیرد. زیرا مفتولی که سطح آن توسط مس رو کش می شود:

الف – بسیار تمیز و براق و عاری از هر گونه چربی و مواد روانساز کشش می باشد.

ب – زیر کار مناسبی برای آب کرم کاری می باشد.

ج – رسانای خوبی برای جریان الکتریسیته است. جاهایی که در حد وسیع جوشکاری بر روی مفتول گالوانیزه انجام می دهند، چون مسوار عاری از هر گونه چربی و… است از ایجاد دود زیاد ناشی از جوشکاری و سوختن چربی سطح مفتول جلوگیری می کند. روکش این نوع از مفتولها در حد چند میکرون بوده و در معرض رطوبت بسیار مستعد زنگ زدگی مفتول می باشند.

۲- روکش گالوانیزه

این روکش برای مفتولهایی صورت می گیرد که در هوای آزاد یا مرطوب مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا از زنگ زدگی مفتول جلوگیری می کند. این روکش نیز به صورت پیوسته و با دو روش گرم و الكترو گالوانیزه با نشاندن یک لایه روی بر روی مفتول انجام می شود.

۳- روکش فسفات روی

این روکش به صورت غوطه وری بر روی مفتول گالوانیزه انجام می شود و هدف آن ایجاد یک لایه بسیار نرم و صیقلی بر روی مفتول می باشد. چنین لایه ای برای صنایع پیچ و پرچ و سایر موارد کوبشی بسیار ایده آل است، زیرا از برخورد مستقيم سنبه دستگاه کله زنی با آهن جلوگیری کرده و خروج طول عمر قالب ابزار قطعه کار از قالب دستگاه را نیز تسهیل می کند و به طور کل باعث افزایش این صنایع می شود.

آنیل کاری (Annealing)

نظم دادن به شبکه کریستالی که با عملیات کشش تغییر یافته است.

الف – آنیل کردن برای کم کردن (نرم کردن سختی و یا از بین بردن کامل اثر سخت کردن و برطرف کردن تنش های داخلی و همچنین نرم کردن فلزاتی که در اثر کار سرد، سخت شده اند به کار می رود.

ب – آنیل کردن برای اصلاح و مرتب کردن کریستال های فلزات و بالا بردن خاصیت ماشین کار ضربه خواری و قابلیت انعطاف نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

آنیل کردن عکس عمل سخت کاری می باشد به این معنی که فلز را تا درجه حرارت مناسب گرم کرده و پس از زمان ماندگاری کافی در آن درجه حرارت به آهستگی و با سرعت کم خنک می نمایند. به این ترتیب کریستال ها که کشیده شده و تغییر شکل داده اند، دوباره ایجاد می شوند و تبلور مجدد انجام می گیرد.

خنک کردن با سرعت حدود ۵۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد در ساعت صورت می گیرد تا بالاخره دمای کوره به حدود ۳۰۰ درجه سانتیگراد برسد و بتوان کوره را تخلیه نمود. ناگفته نماند که این دماها و زمان ها کاملا تقریبی بوده و این عملیات یک کار نسبتا تجربی می باشد.

عیوب در آنیل

یک عیب بسیار اساسی و مهم که ممکن است بر اثر آنیل کردن مفتول در کوره های معمولی ایجاد می شود اکسید شدن و سوختن کربن فولاد می باشد که اصطلاحا آن را دی کربوره شدن ( از دست دادن کربن) می گویند.

آهن میل ترکیبی زیادی با اکسیژن دارد و این میل ترکیبی با بالا رفتن درجه حرارت به سرعت افزایش می یابد و از این رو در عملیات آنیل کردن ممکن است تا چند دهم میلیمتر از سطح مفتول اکسید شود و کربن آن سوخته و از بین برود. این عیب در سطح کار بسیار مضر می باشد و علاوه بر اینکه ضخامت مفتول گالوانیزه را کم می کند، سطح آن را نیز بیش از حد نرم کرده و مقاومت در مقابل ساییدگی و اصطحکاک آن را کم می کند و قطعات تولید شده از چنين مفتولی در سخت کاری دچار مشکل شده و به خوبی سخت نمی گردد. برای رفع این مشکل می بایست از کوره هایی با اتمسفر مخصوص مثلا گاز بی اثر ازت استفاده نمود.

برخی از فولادها که روی آنها کار سرد انجام می گیرد ممکن است بعد از عملیات آنیل سختی خود را از دست نداده و دارای نرمی و قابلیت انعطاف لازم نباشند. در اینجا باید مقطع برش خورده مفتول را مورد بررسی قرار داد.

اگر این مقطع ریز باشد یا دانه های فلز در ساختمان میکروسکپی آن خیلی کوچک باشند؛ دلیل آن کافی نبودن درجه حرارت و یا زمان ماند در آنیل کاری می باشد. برای رفع این عیب باید عمل را دوباره و در درجه حرارت در زمان مناسب تكرار نمود.

اگر مقطع برش قطعه کار درشت باشد و میکرو گرانی نیز کریستال های درشت را نشان دهد؛ دلیل آن درجه حرارت زیاد و یا مدت طولانی در آنیل کردن است و برای رفع آن می توان دوباره با درجه حرارت و زمان مناسب عملیات را تکرار نمود.

اگر مقطع دارای دانه های خیلی درشت و درخشنده باشد که به وسیله میکروگرافی و بازدید عینی معلوم گردد؛ دلیل آن حرارت خیلی بیش از اندازه و محیط اکسید کننده و نزدیک به نقطه ذوب است. این عیب را نمی توان رفع نمود و علاج کرد.