کیفیت کلید خام کلیدسازی
کلیدسازی کلید
مقدمه
پیشرفت صنعت کلیدسازی مرهون عوامل متعددی است که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره نمود :
1 ) تولید کلید های خام سردنورد ویژه کلیدسازی در دنیا و اخیراً در ایران .
2 ) استفاده از روش الکترواستاتیک و کاربرد کلیدسازی به صورت کلیدسازی ( خشک ) بدون نیاز به مراحل چربی زدایی .
3 ) کاربرد روز افزون تئوریهای علمی .
4 ) به ثمر نشستن تحقیقات محققین در واحدهای گوناگون و رو به گسترش کلیدسازی .
5 ) تأسیس آکادمیهای مختلف آموزش کلیدسازی و ایجاد زمینه های علمی آن در دانشگاه های مختلف دنیا و اخیراً در ایران .
علاوه بر موارد فوق الذکر ، تأثیر عوامل اقتصادی را نیز بر صنعت کلیدسازی نمی توان نادیده انگاشت ، چرا که امروزه تهیه کلید های خام مخصوص کلیدسازی نسبت به گذشته سریع تر و با هزینه نازلتری صورت می گیرد و همچنین میزان اتلاف کلید خام کلیدسازی و درصد ضایعات محصول در روش الکترواستاتیک بسیار ناچیز بوده و از طرفی میزان مصرف کلید خام در این روش بسیار کمتر از کلیدسازی مصرفی در سایر روش ها می باشد و در کنار آن خطاهای فردی نیز به حداقل ممکن می رسد .
در حال حاضر کشورهای آلمان ، انگلستان ، هلند ، بلژیک ، سوئیس و ترکیه از تولید کنندگان عمده کلید خامهای کلیدسازی الکترواستاتیک می باشند . البته در ایران نیز تحقیقاتی در زمینه تولید کلید خام کلیدسازی صورت گرفته که امید می رود در آینده ای نزدیک ، نیاز به سایر کشورها در این زمینه به حداقل میزان خود برسد .
قابل ذکر است که در خلال دهه های گذشته کاربرد کلیدسازی به صورت مستقیم ، یعنی بدون نیاز به کلیدسازیهای آستری تنها بر سطوح کاملاً صاف و هموار امکان پذیر بوده ، اما امروزه به کمک روش های جدید استفاده از آن بی هیچ مشکلی بر قطعات فرم دار نیز رایج است .
از آنجایی که کیفیت محصولات کلیدسازی شده به شدت تحت تأثیر نوع ورق و کلیدسازی می باشند ، امروزه با تولید کلید های خامی با درصد کربن ناچیز و کلیدسازیهای مرغوب گام مؤثری در جهت تولید محصولاتی با کیفیت بهتر برداشته شده است .
در حال حاضر کلیدسازیهای تولید شده از دوام ، استقامت و پایداری خوبی برخوردارند و همچنین میزان عناصر خارج شده از آنها در خلال عملیات پخت بسیار ناچیز است . این مسئله به ویژه در مورد موادی که کمتر در طبیعت یافت می شوند و از طرفی وجود و حفظ آنها در کلیدسازی به منظور ایجاد خصوصیاتی ویژه ضروری است اهمیت خاصی پیدا می کند .
امروزه حفاظت سطوح کلیدی به کمک کلیدسازی به گونه ای وسیع جایگزین سایر روش های حفاظتی کلیدات از جمله آبکاری1 ، رنگ زدن و ... گردیده است ، چرا که کلیدسازی سطوح کلیدی نه تنها آنها را در مقابل عوامل مختلف فرسایش مانند خوردگی ، زنگ زدن و ... . حفاظت می کند بلکه سبب جلا ، زیبایی و شفافیت خاص در این سطوح می گردد و علاوه بر آن مشکلات شستشو و نظافت محصول را به حداقل ممکن می رساند .
کلیدسازیها به واسطه عایق بودن از ایجاد پیل های الکتروشیمیایی موضعی در سطوح کلیدی ممانعت نموده و در نتیجه مانع خوردگی کلید می گردند . از طرف دیگر پایداری و مقاومت زیاد کلیدسازی در برابر اکسیداسیون ( ترکیب با اکسیژن ) سطح کلید را در مقابل زنگ زدن به خوبی حفظ می کند .
به غیر از موارد ذکر شده تلفیق صنعت کلیدسازی با هنر ، انگیزه ، ذوق و سلیقه ، بشر قرن بیستم را به خلق آثاری بدیع که تحسین هر بیننده ای را بر می انگیزد واداشته که این عامل نیز سبب پیشرفت صنعت کلیدسازی گردیده است .
تعاریف و سیر تکاملی کلیدسازی
واژه کلیدسازی " ENAMEL " ، ریشه لاتین داشته و از کلمه " Smaltum " مشتق شده است . این لغت بعدها در آلمان به صورت " Smalzan " در آمده و هنوز هم در ایتالیا به فرم " Smalto " وجود دارد . سرانجام در زبان فرانسه و همچنین با تلفظی مشابه در آلمان ، از لغت " email " برای بیان این واژه استفاده شد .
کلیدسازی ، به جامدی شیشه گون که از ذوب یا گداختن مخلوطی از چندین ماده معدنی بدست می آید اطلاق می شود .
از نظر تاریخی برای اولین بار کلیدسازی به منظور پوشش دادن کلیدات طلا ، نقره و مس مورد استفاده واقع شد . این کلیدات از زمان های قدیم شناخته شده بودند و به راحتی با کلیدسازی دادن بر روی آنها جهت ساخت مدال ها و جواهرات سلطنتی به کار گرفته می شدند . باستان شناسان بر این باورند که اولین بار در سواحل مدیترانه و به طور دقیق تر در مصر و قبرس ، در طول دو قرن قبل از میلاد مسیح از کلیدسازی استفاده می شده است .
بعد از این که شیشه کشف شد و بشر رنگ کردن و تزئین نمودن آن را آموخت به فکر استفاده از ماده ای شبیه به شیشه برای تزئین اشیایی که از کلید ساخته می شدند افتاد و بدین ترتیب کلیدسازی تولد یافت 1. استفاده از کلیدسازی این امکان را به بشر می داد تا رنگ طبیعی کلیدات را درخشان تر جلوه دهد و بدین ترتیب به ارزش و زیبایی آنها بیفزاید .
برای اولین بار در قرن هیجدهم کلیدسازی بر روی آهن به طور آزمایشی آغاز شد و با ظهور انقلاب صنعتی در اروپا و پس از آنکه آهن به گونه ای وسیع در دسترس قرار گرفت ، کلیدسازی بر روی قطعات آهنی در مقیاس صنعتی از کلیدسازی هنری که تا آن زمان وجود داشت متمایز گردید . شواهد موجود حاکی از آن است که در نیمه دوم همان قرن کلیدسازی ظروف چدنی به طور موفقیت آمیزی در آلمان صورت گرفت و پس از دوره کوتاهی یعنی در سال 1764 ظروف چدنی در کارخانه های آلمانی Smelting Konigsbronn به وسیله کلیدسازی پوشش داده می شدند . در سوئد کلیدسازی دادن به صفحات کلیدی در سال 1782 انجام شد و گزارشاتی از کارخانه روسی Lauchhammer Works بیانگر این مطلب است که قطعات چدنی در سال 1785 در آنجا کلیدسازی داده می شدند .
در خلال دورانی که ذکر آن رفت ، کلیدسازی تنها بر اساس دانش تجربی صورت می گرفته است و هر کارخانه کلیدسازی مطابق با دستور العمل های محرمانه خود که فقط در دست استادکاران بود کار می کرد و حتی اغلب این دستور العمل ها برای صاحبان آنها نیز به طور کامل شناخته نشده بودند . امروزه اکثر کارخانجات کلیدسازی ، کلیدسازیها را از کمپانیهای ویژه خریداری نموده و با استفاده از روش های از پیش تعیین شده از آنها استفاده می کنند .
آهن به عنوان کلیدی پایه همواره در معرض خطر خوردگی و زنگ زدن قرار دارد . از این رو استفاده از کلیدسازی به عنوان محافظی در برابر خوردگی به اندازه کاربرد تزئینی آن ، منطقی تلقی می شود . علاوه بر آن کلیدسازی چنان سطح مقاومی بر ظروف آهنی ایجاد می نماید که حتی در مجاورت تنشهای حرارتی نیز ، کلید را حفظ می کند .
خواص و کیفیت کلیدسازی به طور مداوم بهبود و توسعه داده می شد و روش های تعدیل شده ای در زمینه توسعه کلیدسازی اشیاء آهنی و افزایش قدرت چسبندگی کلیدسازی به کلید به کمک ناهموار نمودن سطح آن بر روش های قبلی چیره گشته اند . در اواخر قرن گذشته به اهمیت قدرت پیوندی بعضی از اکسیدهای معین از جمله اکسید کبالت و نیکل پی برده شد . این اکسید ها امکان ایجاد سیستمی تقریباً تفکیک ناپذیر بین کلیدسازی و آهن را فراهم می ساختند .
بنابر اظهار نظر کارشناسان مختلف ذخیره مواد خام آلی مورد نیاز برای تولید رنگها و پلاستیکها در اعماق زمین رو به اتمام است . این مواد آلی شامل نفت ، ذغال سنگ و گاز می باشند . منبع مواد خام تمامی کلیدسازیها پوسته زمین است و معادن مختلف موجود در آن سرشار از مواد اولیه مورد نیاز کلیدسازی می باشند و آخرین برآوردها حاکی از پایان ناپذیر بودن این معادن است .
پلاستیکها و رنگ ها به عنوان پوشش محافظ سطوح کلیدی با کلیدسازی در رقابت می باشند ، ولی با توجه به پایان یافتن ذخائر مواد آلی در آینده ای نه چندان دور ، نهایتاً کلیدسازی نقش برتری را در حفاظت از سطوح کلیدی خواهد داشت و صنایع مختلف اجباراً باید در توسعه صنعت کلیدسازی جدیت بیشتری به خرج دهند . با توجه به بی نظیر بودن کیفیت ظاهری کلیدسازی و همچنین امکان ایجاد نقصان در تقاضای مصرف کنندگان نسبت به عرضه ، بعید به نظر نمی رسد که تقاضا به سوی محصولاتی با عمر طولانی تر متمایل گردد و در آن هنگام محصولات و قطعات کلیدسازیی نقش برتری ایفا خواهند کرد .
استفاده از مواد خام برای تهیه کلیدسازی
در بین مواد معدنی که برای تولید و ساخت کلیدسازیها مورد استفاده قرار می گیرند ترکیبات بور از بیشترین اهمیت برخوردار می باشند . کلیدسازیهای جدید حاوی بیش از %25 اسید بوریک می باشند . وجود این مقدار اکسید بور در کلیدسازیهای آستری و رویه این امکان را فراهم می سازد که دو لایه با یکدیگر و در درجه حرارت بین 800 تا 850 درجه سانتیگراد پخته شوند . از طرفی در درجه حرارت های پایین در کلیدسازیهای محتوی بور ، ایجاد پیوند مناسب بین سطح کلید و کلیدسازی امکان پذیر است . چنین کلیدسازیهایی ایجاد سطوح سالم و بدون نقص را نیز ، تضمین می کنند . وجود بور در کلیدسازی به طور قابل توجهی از بروز عیوبی که به گونه ای اجتناب ناپذیر در قطعات کلیدسازی شده مشاهده می شوند ، از قبیل لکه های خال ماری 1 و تاول زدگی2 جلو گیری می کند .
در حال حاضر از اکسید بور تنها در ترکیب کلیدسازیهایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر اسیدها دارند ، مثل کلیدسازیهای مورد نیاز برای لوازم خانگی ، با نسبت های زیاد استفاده می شود.
از آنجایی که لازم است اشیاء کلیدسازی شده دارای کیفیتی یکنواخت ، مناسب و پایدار باشند ، مواد خامی که برای ساخت کلیدسازیها مورد استفاده قرار می گیرند باید از خواص پایداری برخوردار باشند .
اکثر مواد خامی را که برای ساخت کلیدسازیها مورد استفاده قرار می دهند و مواد معدنی تشکیل داده اند .
تولید و ساخت کلیدسازی
امروزه صنعت کلیدسازی سازی پیشرفت قابل توجهی نموده و اکثر کارخانجات تولیدی با استفاده از دانش فنی ، تجهیزات و آزمایشگاه های مجهز قادر به تهیه و تدارک مواد اولیه مناسب خود هستند .
به طور کلی مواد اولیه مورد مصرف برای تولید کلیدسازی کلید را می توان در دو دسته اصلی تقسیم بندی نمود :
دسته اول مواد معدنی هستند که بعد از استخراج ، عملیات شستشو و تغلیظ بر روی آنها انجام گرفته و پس از آرایش و دانه بندی با فرمول شیمیایی مشخص در اختیار سازندگان کلیدسازی قرار می گیرند .
دسته دوم که سهم زیادی از مواد اولیه مورد مصرف کلیدسازی را شامل می شوند ، مواد شیمیایی پروسس شده با فرمول شیمیایی دقیق هستند . این مواد معمولاً به صورت بسته بندی با ترکیب شیمیایی مشخص در اختیار سازندگان کلیدسازی قرار می گیرند . در کارخانه های تولید کلیدسازی ، مواد دقیقاً توزین شده و توسط مخلوط کن های مناسب و تا حد امکان به طور یکنواخت مخلوط می شوند .
نگهداری مواد اولیه کلیدسازی به شکل گرانول در مقایسه با فرم کلید خامی مناسب تر است .
تا 1350 درجه سانتیگراد ذوب نموده تا مواد خام موجود در آنها تشکیل مخلوط یکنواختی بدهند . در صورت استفاده از کوره های دوار عملیات ذوب به صورت ناپیوسته صورت می گیرد . ( تصویر ( 3 ـ 1 ) نمونه ای از کوره های دوار را نشان می دهد . )
از ذوب مواد داخل کوره ، مواد مذاب را به مجرد خارج شدن وارد آب سرد نموده و در نتیجه به علت شوک حرارتی وارد شده مواد به شکل گرانولهایی در آمده که نهایتاً آنها را خشک می نمایند .
به منظور تولید کلیدسازی به صورت انبوه از سیستمهای پیوسته استفاده می شود . در این روش مواد خام از یک طرف وارد کوره شده و از طرف دیگر مواد مذاب خارج شده را از بین غلطکهایی که در داخل آنها جریان آب سرد جاری است عبور می دهند . صفحات نازک ایجاد شده کلیدسازی پس از خرد شدن به عنوان محصول عمل و تحت عنوان " پولک کلیدسازی1 " به بازار می شوند . ( تصویر ( 3 ـ2) شمایی از کوره های پیوسته ذوب کلیدسازی می باشد .)
سوخت مورد استفاده برای کوره های معمولاً نفت یا گاز می باشد . البته از آنجایی که کلیدسازیها در حالت مذاب هادی جریان الکتریسیته می باشند ، امروزه از کوره های الکتریکی نیز جهت ذوب کلیدسازیها استفاده می شود .
معمولاً جهت ذوب مقادیر کم تا متوسط کلیدسازیها از کوره های باکسی یا دوار که نوع ویژه ای از کوره ها می باشند استفاده می شود و برای تولید مقادیر بیشتر ، استفاده از کوره های ذوب پیوسته بهتر و مناسب تر از انواع دیگر است . با توجه به تماس مواد مذاب با جداره داخلی کوره ها ، انتخاب با کیفیت مناسب توصیه می گردد .
اصول چسبندگی کلیدسازی به کلید
کلیدسازی تحت شرایط مطلوب پخت با کلید پایه ترکیبی حقیقی ایجاد می کند و به گونه ای تفکیک ناپذیر به کلید می چسبد ، در نتیجه امکان خوردگی کلید تحت هر شرایط محیطی به حداقل ممکن می رسد . از آنجایی که پوشش های کلیدسازیی عایق جریان الکتریسیته هستند از تشکیل پیل های گالوانیک 1 در سطح کلید جلوگیری کرده و از این لحاظ نیز امکان خوردگی کلید وجود ندارد .
به سبب خواص ویژه کلیدسازی در حفاظت از کلیدات در مقابل خوردگی ، این ماده از سایر حفاظت کننده ها از جمله مواد صیقل دهنده ، پلاستیکها و پوشش های کلیدی گالوانیک متمایز شده است .
کلیدسازی مرسوم امروزی که کلیدسازی در دو لایه آستری و رویه بر سطح کلید پوشش داده می شود استفاده از وان نیکل برای دستیابی به پیوندی خوب دیگر متداول نیست ، چرا که پوشش آستری نیکل لازم جهت پیوند کلیدسازی به کلید را فراهم می کند . با این وجود همیشه استفاده از وان نیکل فواید زیادی برای کلیدسازیکاران در بر داشته و به همین علت برای مدت های طولانی استفاده از نیکل قسمتی از فرآیند شستشو بوده است .
استفاده از پوشش های نیکل به دو منظور صورت می گیرد :
اول : تشکیل پیوند بهتر بین کلیدسازی آستری و کلید ، دوم : حذف گازهای نامطلوبی که در حین واکنش ها ایجاد می شوند .
کلیدسازیهای آستری
اولین لایه کلیدسازیی که سطح کلید را پوشش می دهد اصطلاحاً کلیدسازی آستری2 نام دارد . این کلیدسازی می بایستی از نظر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی دارای کیفیت استاندارد بوده تا ضمن ایجاد چسبندگی مناسب با سطح کلید هیچ گونه عیبی را در مراحل بعدی کلیدسازی موجب نگردد ، چرا که نوع کلیدسازی آستری به شدت کیفیت کلیدسازی رویه تأثیر گذاشته و چه بسا بسیاری از عیوبی که در سطح کلیدسازی رویه آشکار می شوند ناشی از عدم کاربرد صحیح کلیدسازی آستری و یا نامرغوب بودن آن می باشد .
رنگ کلیدسازیهای آستری به دلیل وجود اکسید های کبالت و نیکل که برای ایجاد چسبندگی بین کلیدسازی و کلید به آنها افزوده می شود عمدتاً تیره بوده و درجه حرارت پخت آنها نسبت به کلیدسازیهای رویه بیشتر می باشد . از این رو امکان ذوب مجدد کلیدسازی آستری به هنگام پخت کلیدسازی رویه وجود ندارد .
برای افزایش نقطه ذوب کلیدسازیهای آستری می توان به مخلوط آنها در آسیاب مواد دیر گداز اضافه نمود که معمول ترین آنها کوارتز1 می باشد .
کلیدسازیهای آستری مخصوص کلید های خام فولادی
این کلیدسازیها به منظور پوشش دادن کلید های خام فولادی مورد استفاده قرار می گیرند . یکی از ویژگی های این کلیدسازیها این است که اگر پیوند بین کلیدسازی و کلید به طور کامل بر قرار گردد خروج تمامی گازهای حاصل از واکنش های ناشی از پخت ضروری نمی باشد .
به طور خلاصه می توان گفت که یک کلیدسازی آستری خوب می بایستی دارای ویژگی های به شرح زیر باشد :
1 ـ ایجاد اتصال مناسب با سطح کلید
2 ـ گسترده بودن دامنه پخت
3 ـ هیچگونه عیبی از جمله تاول ، لکه های خال ماری ، پریدگی فلس مانند ، پارگی ، شکستگی کلیدسازی و غیره ایجاد ننماید .
کلیدسازیهای آستری مخصوص برای قطعات اسید کاری نشده
اگر در تعداد معدودی از کارخانه ها بنا به دلایل اقتصادی و یا مشکلاتی که در زمینه خروج پساب و فاضلاب صنعتی وجود دارد عملیات شستشو بدون مرحله اسید شویی انجام شود و فرآیند شستشو تنها شامل چربی زدائی از قطعات باشد ، باید توجه داشت که قطعات کاملاً عاری از هر گونه زنگ شوند در غیر این صورت لکه های زنگ در خلال عملیات پخت کلیدسازی آستری بی ضرر نخواهد بود . بنابراین در این گونه موارد توصیه می گردد از کلیدسازیهای آستری ویژه ای که حل نمودن اکسید های آهن و همزمان حمله سریع آنها به سطح کلید را تضمین نمایند استفاده شود .
کلیدسازیهای آستری مخصوص چدن
از آنجایی که عناصر تشکیل دهنده قطعات چدنی خود امکان ایجاد پیوند بین کلیدسازی و چدن را فراهم می سازند ، در ترکیب کلیدسازیهای چدن نیازی به اکسیدهای پیوندی نمی باشد و تنها به منظور اطمینان از پخت کامل کلیدسازی و همچنین خروج تمامی گازهای ناشی از ذوب باید از کلیدسازیهای آستری نوع سخت با درصد بالایی از اکسید سلیسیم به همراه نوعی آستری متخلخل استفاده نمود . معمولاً برای پخت کلیدسازی قطعات چدنی و دستیابی به کیفیت مطلوب ، از کوره های باکسی استفاده می شود .
از آنجایی که برای ایجاد چسبندگی لازم بین کلید و کلیدسازی وجود بعضی از اکسیدها از جمله نیکل و کبالت ضروری است و از طرفی وجود این اکسیدها سبب تیره شدن کلیدسازی می گردد ، برای ایجاد رنگهای روشن لایه دومی از کلیدسازی بر روی پوشش آستری اعمال می شود که این لایه تحت عنوان " کلیدسازی رویه " قلمداد می گردد .
کلیدسازیهای شفاف1 و نیمه شفاف2
این کلیدسازیها از مدت ها پیش شناخته شده اند و به عنوان کلیدسازیهای رویه مورد استفاده قرار می گرفتند . امروزه تنها برای ساخت کلیدسازیهای رنگین استفاده می شوند .
کلیدسازیهای سفید تیتانیوم
این دسته از کلیدسازیها جزء مهم ترین کلیدسازیهای خود رنگ سفید یا اصطلاحاً اپک می باشند . در ترتیب اصلی این کلیدسازیها مقدار معینی اکسید تیتانیوم وجود دارد . ظرفیت حلالیت این اکسید در کلیدسازی مذاب محدود بوده و بستگی به درجه حرارت ذوب دارد .
کلیدسازیهای ماژولیکا 3
این نوع کلیدسازیها منحصراً توسط یونهایی که هر یک نمایانگر ویژگی های یک رنگ طبیعی می باشند رنگین شده اند و در واقع از خود هیچ رنگ مشخصی ندارند . خصلت ویژه این کلیدسازیها ایجاد رنگهایی با شدت های مختلف است و شدت رنگ در این کلیدسازیها تحت تأثیر ضخامت و رنگ کلیدسازی زمینه قرار دارد .
کلیدسازیهای آنتیموان
امروزه استفاده از این کلیدسازیها به دلیل خطرات ناشی از سمی بودنشان به ندرت صورت می گیرد و فقط اشیایی را که در تماس مستقیم با مواد غذایی نیستند می توان توسط این کلیدسازیها پوشش داد .
کلیدسازیهای زیر کونیوم
این کلیدسازیها به طور موفقیت آمیزی در فرآیندهای کلید خامی به ویژه برای کلیدسازی لولزم بهداشتی مانند دستشوئی ها و وانهای حمام برای مدت های طولانی مورد استفاده قرار می گرفتند .
مقاومت این کلیدسازیها در برابر قلیاها و شوینده ها قابل توجه می باشد .
کلیدسازیهای بی واسطه ( مستقیم1 )
همانگونه که از نام این نوع کلیدسازیها استنباط می شود سطح کلید های خام فولادی مستقیماً توسط این کلیدسازیها پوشش داده شده و بعد از خشک شدن پخته می شوند . از این رو کلیدسازیهای بی واسطه باید دو وظیفه را ایفا نمایند : اولاً باید به عنوان کلیدسازی آستری یک پیوند مناسب بین ورق فولاد و کلیدسازی ایجاد کنند ، همچنین خروج آسان و سریع گازهای ناشی از واکنش های پخت را تضمین نمایند . ثانیاً باید تمامی خصوصیات کلیدسازی رویه از جمله رنگ ، جلا و مقاومت شیمیایی را دارا باشند .
آماده سازی کلیدسازی ـ آسیابها
اولین و اساسی ترین مرحله در کلیدسازی ، آماده سازی کلیدسازی می باشد . به این منظور عملیات خرد کردن ( ساییدن و نرم کردن ) دانه های کلیدسازی برای ایجاد اندازه مناسب ذرات در آسیابهای گلوله ای 2 ویژه ، به دو روش صورت می گیرد : روش اول : عملیات آسیاب کردن ( آماده نمودن دو غاب کلیدسازی ) به روش خیس ( تر ) . روش دوم : فرآیند آسیاب کردن ( آماده نمودن کلید خام کلیدسازی ) به روش خشک . منحصراً عملکرد این گونه آسیاب ها بررسی می شود .
آسیاب های گلوله ای
این آسیاب ها معمولاً استوانه ای شکل می باشند و به کمک دو یاتاقان دو شاسی A شکل حول محور خود می چرخند . جداره خارجی این آسیاب ها از فولاد مقاوم ساخته شده و تابع طول ، قطر و تعداد دور خاص هستند .
( تصاویر( 6 ـ1 ) و (6 ـ2 ) )
با در نظر گرفتن حجم این آسیاب ها مقدار معینی گلوله با اندازه های متناسب به درون آنها ریخته می شود . عمدتاً جنس این گلوله ها از سنگ های سیلیسی یا چینی سخت می باشد1 .
مقدار گلوله ها باید 45 % و حداکثر 55 % از حجم آسیاب را اشغال نماید . معمولاً گلوله هایی که در آسیاب ها استفاده می شوند قطرهای متفاوت دارند . عموماً اندازه قطر گلوله ها با حجم آسیاب متناسب است .
آب
آب یکی از مهم ترین مواد کمکی در تهیه کلیدسازی ( به روش خیس ) می باشد و در بین مواد کمکی بیشترین میزان را داراست ، از این رو براحتی بر کیفیت کلیدسازی تأثیر می گذارد .
ورق فولادی
فولاد در واقع آهنی است که کمتر 8/1 درصد کربن دارد . البته ممکن است میزان کربن موجود در آن کمتر از این مقدار هم باشد . میزان کربن موجود در کلید های خام فولادی که برای کلیدسازی استفاده می شوند کمتر از 1/0 درصد است .
چدن
قطعه چدنی مورد استفاده در فرآیند کلیدسازی معمولاً از چدن خاکستری است . به طور نسبی چدن قسمت اعظمی از عناصر آلیاژی را در بردارد .
عملیات مقدماتی بر کلید های خام فولادی
کلید های خام فولادی که برای ساخت قطعات کلیدی به کار گرفته می شوند معمولاً دارای یک لایه چربی می باشند . در کارخانه های ورق سازی هنگام فرآیند نورد سرد به منظور سهولت کار غلتکها و همچنین محافظت ورق از موقع تولید تا هنگام مصرف ، سطح ورق ها را با این چربی که ممکن است یکی از انواع روغن ها باشد آغشته می نمایند و قابل ذکر است که یکی از فرآیندهای ضروری در تولید این گونه ورق ها می باشد . کلید های خامی که به این روش تولید می شوند اصطلاحاً به کلید های خام نورد سرد روغنی موسومند . همچنین قطعاتی که از این ورق ها ساخته می شوند در خلال عملیات تولید ممکن است نیاز به افزودنیهای روغنی مجازداشته باشند ضمن این که گرد و غبار و ضایعات محیط نیز امکان جذب در روغن موجود در سطح ورق را دارند ، علاوه بر آن بعضی از قطعات در فاصله بین کلیدکاری تا زمان کلیدسازی دچار زنگ زدگی نیز می شوند بنابراین قبل از انجام عملیات کلیدسازی سطح قطعات باید عاری از تمامی آلوده کننده ها گردد .
عملیات مقدماتی که بر روی قطعات کلیدی انجام می شود شامل چربی زدایی ، زنگ زدائی ( اسید شویی ) و برای کلیدسازی های بی واسطه وان نیکل می باشد . البته در بین هر یک از مراحل آبکشی با آب هم وجود دارد . نهایتاً مرحله خنثی سازی و عملیات پیشگیری از زنگ زدن بر روی قطعات صورت می گیرد .
چربی زدایی 1
برای چربی زدائی از سطوح کلیدی معمولاً از سه روش مختلف استفاده می شود که عبارتند از :
الف ) چربی زدائی با استفاده از سوزاندن لایه های چربی سطح ورق
ب ) استفاده از بخارات حلال های چربی گیر .
ج ) استفاده از چربی گیرهای قلیایی گرم .
روش متداول چربی زدائی در صنعت کلیدسازی استفاده از یکسری وانهای حاوی چربی گیرهای قلیایی گرم می باشد . در این وانها محلول 5 درصد از یک چربی گیر تجارتی وجود دارد که عمدتاً شامل سیلیکاتهای سدیم ، سودااش ، کاستیک سودا و در بعضی موارد فسفات سدیم می باشد . علاوه بر آن در ترکیب چربی گیرها موادی وجود دارند که عامل فعال سازی سطح می باشند این مواد تحت عنوان surfactants شناخته شده اند 2. عوامل مرطوب کنندگی و امولسیون کننده ها از جمله این موادند که در ترکیب چربی گیرها مورد استفاده قرار می گیرند .
اساس عمل چربی زدائی بر مبنای یک سری فعل و انفعالات فیزیکی و شیمیایی می باشد . بسیاری از روغن ها و چربی ها به وسیله قلیاها تجزیه شده و صابونی 3 می گردند . روغن های معدنی به کمک مواد شیمیایی موجود در وانها از سطح کلید جدا شده و به صورت ذرات سوسپانسیون در محلول در می آیند .
در کارخانه های مدرن معمولاً از سه و یا حداقل دو وان چربی گیر استفاده می کنند . اگر مواد چربی گیر در اولین وان به اتمام برسد در مدت پر کردن مجدد آن تا هنگامی که وان اولیه پر شود از وان دوم به جای وان اول و از وان سوم به جای وان دوم جهت چربی زدائی قطعات استفاده می شود بدین ترتیب مصرف مواد شیمیایی کمتر می گردد .
همه وان های چربی گیر باید به طور مرتب ( حداقل یک بار در روز ) بازرسی گردند . آنالیز وان های چربی گیر بر روی مواد قلیایی موجود در آنها انجام می شود . معمولاً محدوده PH وان های چربی گیر بین 12 و 13 باید باشد .
بعد از مرحله چربی زدایی قطعات باید حداقل دو بار توسط آب شسته شود شوند . این عملیات می تواند به وسیله وان های آبکشی صورت گیرد . اولین آبکشی توسط آب گرم ( حداکثر 60 درجه سانتیگراد ) و دومی با آب سرد انجام می شود . آبکشی گرم چربی های امولیسیونی جامد رسوب داده بر سطح کلید و همچنین باقیمانده های مواد چربی گیر را از سطح کلید پاک می کند ، زیرا وجود این مواد در مرحله زنگ زدائی مسئله ساز می باشد .
زنگ زدائی1 ( اسید شویی )
شستشو با اسید ( زنگ زدائی ) به منظور زدودن زنگ زدگیهای موجود در سطح قطعات بعد از مرحله چربی زدائی و همزمان زبر نمودن سطح ورق صورت می گیرد . ناهمواری سطح ورق به ویژه برای کلیدسازی آستری و کلیدسازیهای بی واسطه از اهمیت ویژه ای برخوردار است .
اسید سولفوریک
بیشتر تجهیزات اسید شویی جدید از اسید سولفوریک به منظور زنگ زدائی از قطعات استفاده می کنند .
مزیت برتر شستشو با اسید سولفوریک نسبت کلریدریک این است که زمان شستشو با اسید سولفوریک را می توان با افزودن میزان بیشتری از اسید و یا افزایش درجه حرارت تنظیم نمود .
وان نیکل
اگر کلیدسازی با کلیدسازیهای سفید بی واسطه انجام شود بعد از مرحله اسید شویی عملیات دیگری به نام وان نیکل صورت می گیرد . در این مرحله از وانی استفاده می شود که حاوی محلول داغی از سولفات نیکل اسیدی شده ( عمدتاً با غلظت 6 تا 11 گرم بر لیتر ) می باشد .
خنثی سازی
پس از مرحله وان نیکل قبل از این که قطعات کلیدسازی شوند نیاز به یک مرحله خنثی سازی می باشد .
آخرین مرحله عملیات آماده سازی قطعات ، خشک کردن آنها است که توسط جریان هوای گرم صورت می گیرد .
در کارخانه های مدرن برای عملیات مقدماتی بر ورق ها ، بیش از 8 کابین مختلف وجود دارد .
کلیدسازی به روش خیس 1
امروزه کلیدسازی خیس معمولاً به پنج روش غوطه وری ( دیپ کاری ) ، پیستوله کاری ، الکترواستاتیک ، الکتروفورتیک ونیز استفاده از خلاء صورت می گیرد . هر یک از این روش ها کاربرد ویژه ای داشته و معایب و فواید مخصوص به خود را در بر دارند .
برای کلیدسازی دادن قطعات بزرگتر مانند اجاقهای خوراک پزی نیز ، استفاده از روش دیپ توصیه شده است .
امروزه در مخازن دیپ الکترو پمپهایی نصب می گردد که به طور مداوم کلیدسازی را در مخزن به گردش در می آورد و در نتیجه از ته نشین شدن ذرات آن جلوگیری می نماید . از آنجایی که ضایعات کلیدسازی در روش دیپ بسیار پایین می باشد در صورتی که استفاده از آن میسر باشد نسبت به سایر روش های کلیدسازی مقرون به صرفه تر است و استفاده از آن بر سایرین ترجیح داده می شود .
استفاده از خلاء در روش غوطه وری
این تکنیک در واقع روشی است که با تغییر در کاربرد روش دیپ حاصل شده و اصطلاحاً به روش تکنیک خلاء موسوم می باشد و معمولاً برای کلیدسازی کردن قسمت های داخلی ظروف تو خالی با حجمهای بزرگ ( مثلاً دیگ های بخار ) به کار گرفته می شود .
پیستوله کاری
از آنجایی که در بعضی از قطعات دیپ شده اشکالاتی مشاهده می شود توصیه می گردد که برای کلیدسازی قطعات مسطح و بدون خلل و فرج از روش پیستوله کاری ، استفاده شود . در روش های متداول پیستوله کاری کلیدسازی را به کمک هوای فشرده و پیستوله در سطح قطعه اسپری می نمایند . معمولاً پیستوله ها به دو دسته مخزن دار و بدون مخزن تقسیم بندی می شوند . پیستوله های مخزن دار جهت مقادیر کم کلیدسازی و پیستوله های بدون مخزن که با شیلنگ های مخصوص از مخازن بزرگتر تغذیه می شوند ، جهت مقادیر زیاد کلیدسازی مورد استفاده قرار می گیرند . این تجهیزات به منظور تقویت اسپری کردن قطعاتی که لبه های قائم آن قبل و یا بعد اسپری شوند ـ در جائی که سطوح اصلی به طور اتوماتیک پوشش داده شده اند ـ مورد استفاده واقع می شوند . یک پیستوله اتوماتیک افقی دستگاهی است که یک یا چند پیستوله به آن متصل شده و برای اسپری کردن سطح افقی قطعات کلیدسازی را به طور عمودی از بالا بر روی قطعات اسپری می نماید و به کمک حرکات رفت و برگشتی پوشش یکنواختی ایجاد می کند . البته سطوحی که دارای زوایای قائمه هستند باید به طور جداگانه قبل و یا بعد از اسپری کردن قطعه پوشش داده شوند .
برای اجسام تو خالی مانند وسایل آشپزی ، دستگاه های اتوماتیکی وجود دارند که قسمت های داخلی و خارجی قطعات را در حالی که بر روی سینیهای چرخان قرار گرفته اند کلیدسازی می کنند .
الکترواستاتیک به روش خیس
تلاش های انجام شده در زمینه کاهش ضایعات روش پیستوله کاری منجر به توسعه روش الکترواستاتیک1 گردید .
الکتروفورتیک2
یکی دیگر از کاربردهای کلیدسازی به روش فرایند الکتروفورتیک می باشد . در این قطعات به ویژه قطعات تخت ، بدون عبور از مرحله چربی زدایی مستقیماً وارد کوره شده و فقط نیاز به یک کانویر برای انتقال به کوره می باشد .
کلیدسازی به روش خشک 3
کلیدسازی دادن به روش خشک تنها برای قطعات کوچکی که قبلاً توسط کلیدسازی آستری پوشش داده شده اند مورد استفاده قرار می گیرد . در این روش قطعه را در یک کوره کوچک حرارت داده و سپس با انبر های مخصوصی آن را خارج می نمایند و در حالی که هنوز گداخته است توده ای از کلید خام کلیدسازی را به سطح قطعه می پاشند . در این حالت کلیدسازی به سرعت ذوب می گردد و بعد از چند ثانیه لایه ای نرم و درخشان بر قطعه ایجاد می شود .
پخت کلیدسازی
پخت کلیدسازی آخرین مرحله عملیات کلیدسازی می باشد . در خلال فرایند پخت ، کلیدسازی پوشش داده شده بر روی ورق با ایجاد یک پیوند قوی به سطح کلید چسبیده و ایجاد یک لایه کاملاً صاف و هموار می نماید . دما و زمان پخت از خصوصیات ویژه هر کلیدسازی می باشد . علاوه بر این ها نوع کوره ، سرعت حرارت دهی ، شرایط طبیعی و نوع ورق فولادی مورد استفاده از جمله عوامل مؤثر بر شرایط پخت کلیدسازی می باشند .
بر اساس روش کار دو گروه کوره شناخته شده اند :
1 ـ کوره های شارژی1 ،
2 ـ کوره های پیوسته ،
بر اساس سوخت مصرفی نیز ، سه نوع کوره وجود دارد :
1 ـ کوره های گاز سوز ،
2 ـ کوره های نفت سوز ،
3 ـ کوره های الکتریکی ،
کوره های شارژی
کوره های شارژی فرم ساده ای از کوره های باکسی بوده که در آنها تعداد مشخصی از قطعات به منظور پخت کلیدسازی وترد کوره شده و تا کامل شدن فرایند پخت در داخل کوره باقی می مانند .
در عمل کوره های باکسی با وجود پر هزینه بودن هنوز هم بهترین نوع کوره های پخت کلیدسازی می باشند .
کوره های پیوسته
خصوصیت ویژه این کوره دارا بودن یک منطقه پخت است که دو انتهای آن باز بوده و قطعه با سرعت ثابت از میان آن می گذرد .
دو فرم کلی از کوره های پیوسته وجود دارد : کوره های مستقیم و کوره های U شکل .
کوره های پیوسته مستقیم
این کوره ها دارای یک کانویر افقی بوده و بیشتر برای قطعاتی که دارای سطح زیادی می باشند مانند تخته سیاه مدارس و یا پانلهای ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرند .
کوره های پیوسته U شکل
امروزه کوره های U شکل که دارای منطقه پخت به شکل U می باشند . نوع استاندارد کوره ها برای پخت کلیدسازی می باشند .
کنترل کیفی محصول نهایی
معمولاً بازرسی نهایی قطعات کلیدسازی شده به صورت چشمی انجام می پذیرد . این بازرسی ها در آزمایشگاه های ویژه ای که به همین منظور در واحدهای سازنده کلیدسازی ( و بعضاً در کارخانه های کلیدسازی ) در نظر گرفته شده اند انجام می شود .
رنگ و درخشندگی
بررسی عیوب قطعات کلیدسازی شده
علت بسیاری از عیوبی که در قطعات کلیدسازی شده مشاهده می شوند تشکیل ناخواسته و بیش از حد بعضی گازها می باشد .
معایبی که به خاطر کاربرد نادرست آشکار می شوند به راحتی تشخیص داده شده و بر طرف می گردند ، ولی تعیین و بررسی علت عیوبی که به خاطر ناخالصیها به وجود آمده اند بسیار مشکل تر می باشد . در هر حال در صورت تشخیص علت عمل اصلاحی می تواند انجام شود . بسیاری از عیوب نیز ، مربوط به خود ورق فولادی مورد استفاده می باشد که در این زمینه با انجام آزمایشات متالوگرافی به راحتی می توان علت ایجاد عیوب را تشخیص داد . ورق فولادی مورد استفاده ممکن است دارای رگه ها و یا پوسته هایی باشد . همچنین وجود تاول ها و یا خم شدگی ها و فرورفتگی و ... نیز دور از انتظار نمی باشد .
تاول زدگی ، جوش زدگی ، سوراخ های نیش سوزنی ، فرو رفتگی ها ، سوختگی ، پریدگیهای فلس مانند ، پریدگیهای براق ، پریدگی ، لکه های خال ماری ، ترک خوردگی ، پوست پرتغالی ،خطوط ساحلی ،خطوط مومانند،خطوط لودر،رسوب سولفات، ترکهای مو مانند.