العمليات الرئيسية لمعالجة أكسدة المعادن

تُعرف معالجة المعادن بالأكسدة بتكوين طبقة أكسيد واقية على سطحها من خلال تفاعلها مع الأكسجين أو المؤكسدات، مما يمنع تآكلها. وتشمل طرق الأكسدة الأكسدة الحرارية، والأكسدة القلوية، والأكسدة الحمضية.

تُعرف معالجة المعادن بالأكسدة بتكوين طبقة أكسيد واقية على سطحها من خلال تفاعلها مع الأكسجين أو المؤكسدات، مما يمنع تآكلها. وتشمل طرق الأكسدة الأكسدة الحرارية، والأكسدة القلوية، والأكسدة الحمضية (للمعادن السوداء)، والأكسدة الكيميائية، والأكسدة الأنودية (للمعادن غير الحديدية)، وغيرها.

تُسخّن المنتجات المعدنية إلى درجة حرارة تتراوح بين 600 و650 درجة مئوية باستخدام طريقة الأكسدة الحرارية، ثم تُعالج بالبخار الساخن وعوامل الاختزال. وهناك طريقة أخرى تتمثل في غمر المنتجات المعدنية في أملاح المعادن القلوية المنصهرة عند درجة حرارة تقارب 300 درجة مئوية للمعالجة.

عند استخدام طريقة الأكسدة القلوية، تُغمر الأجزاء في محلول مُحضر وتُسخن إلى درجة حرارة تتراوح بين 135 و155 درجة مئوية. وتعتمد مدة المعالجة على نسبة الكربون في الأجزاء. بعد معالجة الأجزاء المعدنية بالأكسدة، تُشطف بماء صابوني يحتوي على 15 إلى 20 غ/لتر من محلول الأكسدة القلوية عند درجة حرارة تتراوح بين 60 و80 درجة مئوية لمدة تتراوح بين دقيقتين و5 دقائق. ثم تُشطف بالماء البارد ثم الساخن، وتُجفف بالهواء أو تُجفف لمدة تتراوح بين 5 و10 دقائق (عند درجة حرارة تتراوح بين 80 و90 درجة مئوية).

تتضمن طريقة الأكسدة الحمضية وضع الأجزاء في محلول حمضي للمعالجة. وبالمقارنة مع طريقة الأكسدة القلوية، تُعدّ طريقة الأكسدة الحمضية أكثر اقتصادية. يتميز الغشاء الواقي المتكون على سطح المعدن بعد المعالجة بمقاومة أعلى للتآكل وقوة ميكانيكية أكبر من الغشاء الرقيق المتكون بعد معالجة الأكسدة القلوية.

تُعدّ طريقة الأكسدة الكيميائية مناسبة بشكل أساسي لمعالجة المعادن غير الحديدية، مثل الألومنيوم والنحاس والمغنيسيوم وسبائكها، بالأكسدة. وتتلخص هذه الطريقة في وضع القطع في محلول مُعدّ مسبقاً، وبعد تفاعل أكسدة محدد عند درجة حرارة معينة ولفترة زمنية محددة، تتشكل طبقة واقية، يمكن تنظيفها وتجفيفها بعد ذلك.

تُعدّ عملية الأنودة طريقة أخرى لأكسدة المعادن غير الحديدية. وهي عملية استخدام أجزاء معدنية كأنودات، مع استخدام طرق التحليل الكهربائي لتكوين طبقات أكسيد على أسطحها. تعمل هذه الطبقة الأكسيدية كطبقة عازلة بين المعدن وطبقة الطلاء، كما تُعزز قوة الترابط بين الطلاء والمعادن، وتقلل من نفاذية الرطوبة، وبالتالي تُطيل عمر الطلاء. وتُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في الطبقة الأساسية للطلاء.