Penggalvanan Dijelaskan: Bagian Logam Tahan Lama dengan Lapisan Seng
Penggalvanan adalah proses untuk menambahkan lapisan seng pada permukaan baja atau besi. Karena seng bertindak sebagai lapisan pengorbanan, itu melindungi baja atau besi di bawahnya dan oleh karena itu dapat memperpanjang umur bagian logam.
Tetapi penggalvanan adalah proses kompleks yang dapat dilakukan dengan beberapa cara. Bentuk penggalvanan yang berbeda ada, termasuk hot-dip galvanizing dan thermal diffusion galvanizing, dan variasi ini menawarkan keuntungan dan kelemahan masing-masing. Oleh karena itu, berguna untuk memahami berbagai bentuk penggalvanan sebelum memasukkannya ke dalam proyek prototipe atau manufaktur.
Logam tergalvanis lebih umum dari yang Anda pikir. Struktur seperti rangka bangunan, bangku logam, balkon, tangga, dan tangga darurat semuanya dapat terbuat dari logam tergalvanis untuk memastikan umur yang lebih panjang dan perlindungan yang memadai dari korosi dan kerusakan. Contoh lain dapat ditemukan di bagian otomotif dan peralatan listrik.
Selain itu, baja tergalvanis dan besi tergalvanis dapat digunakan dengan berbagai proses manufaktur, dari pembuatan logam tipis hingga pemesinan CNC, menjadikannya proses pokok dalam dunia manufaktur.
Artikel ini membahas dasar-dasar penggalvanan, menjawab pertanyaan seperti apa itu penggalvanan, logam mana yang dapat digalvanisasi, untuk apa penggalvanan digunakan, jenis penggalvanan apa saja, dan bagaimana penggalvanan meningkatkan bagian logam.
Apa itu penggalvanan?
Penggalvanan (atau galvanizing) adalah proses menambahkan lapisan seng pada permukaan luar logam, yaitu baja atau besi. Tujuannya adalah untuk menambahkan lapisan pelindung pada logam dasar, mengurangi kemungkinan korosi atau karat.
Proses penggalvanan bervariasi tergantung pada teknik yang tepat. Namun, bagian paling penting dari proses adalah bahwa itu umumnya melibatkan menyelimuti baja atau besi dalam seng, yang mungkin dalam keadaan cair atau seperti debu. Ketika seng diperkenalkan, besi dalam logam yang diselimuti bereaksi dengan seng, menciptakan lapisan alloy yang terikat erat.
Proses penggalvanan dari awal hingga akhir dapat dibagi menjadi tiga tahap:
- Mempersiapkan permukaan baja atau besi
- Penggalvanan sebenarnya
- Perawatan permukaan pasca-penggalvanan
Penggalvanan adalah proses pelapisan yang relatif sederhana, dan menghasilkan lapisan permukaan yang cukup tebal, biasanya sekitar 80 µm — sekitar tiga kali lebih tebal dari lapisan yang dibuat oleh electroplating.
Bahan penggalvanan
Substrat utama yang dapat digalvanisasi adalah baja dan besi. Namun, logam ferrous lain juga dapat digalvanisasi.
Bahan pelapisan dalam penggalvanan selalu seng. Namun, proses serupa dengan penggalvanan adalah tinning, yang mengganti seng dengan timah. Tinning cukup untuk aplikasi sederhana seperti penyimpanan makanan, tetapi kurang dapat diandalkan daripada penggalvanan: jika lapisan rusak, timah akan merusak besi di bawahnya.
Jenis penggalvanan
Dua bentuk penggalvanan yang paling populer adalah hot-dip galvanization dan electrogalvanization. Kedua metode ini dan yang lain dibahas di bawah ini. Mengetahui jenis penggalvanan mana yang harus dipilih mungkin membutuhkan bantuan ahli.
Hot-dip galvanizing
Selama hot-dip galvanization, logam direndam dalam bak seng panas pada sekitar 450 °C. Ketika diangkat, permukaan yang dilapisi bereaksi dengan oksigen untuk membentuk zinc oxide, dan kemudian bereaksi dengan karbon dioksida untuk membentuk zinc carbonate. Sebelum penggalvanan, logam harus dibersihkan menggunakan larutan kaustik kemudian di-pickle dalam larutan asam; zinc ammonium chloride juga dapat diterapkan untuk mencegah oksidasi premature logam sebelum penggalvanan dilakukan.
Electrogalvanizing
Electrogalvanizing menggabungkan penggalvanan dengan electroplating: arus listrik diberikan melalui bak seng dengan anode seng dan konduktor baja. Proses ini menghasilkan lapisan yang lebih tipis daripada hot-dip galvanization dan juga menciptakan finishing permukaan yang lebih cerah yang cocok untuk aplikasi kosmetik.
Sherardizing
Bentuk penggalvanan ini dikenal dengan beberapa nama: Sherardizing, thermal diffusion galvanizing, vapor galvanizing, dan dry galvanizing. Ini melibatkan memanaskan bagian baja hingga 500 °C dalam drum berputar tertutup yang berisi debu seng. Seng yang menguap menyebar ke dalam permukaan bagian baja untuk membentuk lapisan yang terikat kuat. Ini ideal untuk bagian kecil dan bagian yang memerlukan lapisan bagian internal.
Galvannealing
Galvannealing adalah kombinasi hot-drip galvanizing dan annealing. Proses hot-dip galvanization terjadi seperti biasa, sebelum logam yang dilapisi dilewatkan melalui air knives untuk menghapus seng berlebih. Logam kemudian dipanaskan sangat singkat dalam furnace annealing pada 500–565 °C, menyebabkan lapisan besi dan seng menyebar satu sama lain dan menciptakan lapisan alloy zinc-iron.
Keuntungan penggalvanan
Tujuan penggalvanan adalah untuk menciptakan lapisan pelindung seng di atas bagian baja atau besi. Namun mengapa ini berguna dan apa keuntungan utama penggalvanan?
- Memblokir substansi korosif: Lapisan seng pada logam tergalvanis mencegah substansi korosif mencapai substrat logam dasar yang lebih lemah. Ini dapat memperpanjang umur substrat, terutama jika digunakan dalam aplikasi yang menuntut.
- Mencegah karat: Penggalvanan secara signifikan menunda mulai karat.
- Menciptakan anode pengorbanan: Lapisan seng dikonsumsi oleh substansi korosif, jadi itu menawarkan perlindungan pada logam dasar hingga habis. Bahkan jika goresan menembus lapisan, seng akan habis sebelum besi.
- Tahan lama: Lapisan seng yang dibuat oleh penggalvanan tahan lama dan awet, sering memberikan perlindungan selama dekade untuk logam dasar.
- Terjangkau: Penggalvanan adalah prosedur yang cukup sederhana dan terjangkau yang memberikan manfaat yang terlihat dengan pengeluaran minimal.
- Menciptakan lapisan tebal: Meskipun tidak cocok untuk semua aplikasi, penggalvanan menghasilkan lapisan yang lebih tebal daripada, misalnya, electroplating.
Aplikasi penggalvanan
Kemampuan untuk mencegah korosi pada baja dan besi membuat penggalvanan banyak digunakan di beberapa industri.
Aplikasi paling umum adalah baja tergalvanis untuk konstruksi: ratusan ribu ton baja konstruksi tergalvanis diproduksi setiap tahun untuk memfabrikasi struktur seperti rangka bangunan, meja jalan, tangga darurat, tangga, dan balkon.
Baja tergalvanis juga umum di industri otomotif, di mana dapat diubah menjadi bagian tahan karat, termasuk mayoritas “body in white” mobil: fondasi kerangkanya. Bumper, balok, rangka, dan chassis juga dapat dibuat dari baja tergalvanis.
Pencegahan karat adalah fitur yang diinginkan di telekomunikasi, di mana garis telepon dan kotak listrik terpapar elemen setiap hari. Penggalvanan bertujuan untuk memperpanjang umur item-item tersebut.
Manufaktur dengan logam tergalvanis
Bahan tergalvanis banyak tersedia sebagai logam tipis tergalvanis, cocok untuk proses pembuatan logam tipis seperti gulung dan stempel, atau sebagai batang, tabung, dan poros logam tergalvanis yang cocok untuk proses seperti pemesinan CNC.
Bahan tergalvanis cenderung mudah dipolesin, karena lapisan seng lebih lemah daripada baja di bawahnya.
Logam tergalvanis juga dapat di las, tetapi seng dapat menghasilkan asap berbahaya, jadi ventilasi yang baik sangat penting. Pengecatan tidak sangat efektif pada baja atau besi yang dilapisi seng kecuali materi telah di-galvannealed.
