Metal Kaplama Nedir?

Metal veya metal alaşımlarının en çok müzdarip olduğu konuların başında korozyon gelmektedir. Metal ve metal alaşımlarının yüzeylerinin korozyona karşı koruma işlemi büyük bir önem teşkil eder, bu işlem kaplamalar yardımıyla gerçekleştirilir.  Bu işlemelerde kullanılan kaplamaların hangi maddeden oluştuğunu sorduğumuz zaman, metal ismini duymamız muhtemeldir. Yani metaller, diğer metaller ile kaplanarak korozyona karşı daha dayanıklı bir yapıya bürünür. Eğer günlük yaşantımızda metaller kadar dayanışma içerisinde yaşıyor olsaydık şu an bambaşka bir dünya anlatıyor olurduk. Neyse konumuza geri dönecek olursak, metal kaplama işlemlerini başlıklar halinde detaylı bir şekilde incelemeye başlayabiliriz…

Metal kaplama yöntemleri dört ana başlık altında toplanır:

• Sıcak daldırma yöntemi
• Sıcak püskürtme yöntemi
• Sherardizing yöntemi
• Elektroliz yöntemleri

Sıcak Daldırma Yöntemi

Bu yöntemde öncelikle sıcak daldırmanın da mantığı olan kaplama metaline ısı verilerek ergitilir. Sonrasında ise kaplama işlemi uygulanacak metal, ergitilmiş olan kaplama metalinin içerisine daldırılır ve kaplama işlemi gerçekleştirilmiş olur. Belki de sıcak daldırmanın en önemli artısı, kaplama işlemi gerçekleştiği esnada, ana metal yüzeyi ile kaplama metali, alaşımlı bir hale bürünerek metali korozyondan korumaktadır.

Sıcak Püskürtme Yöntemi

Bu yöntemde ilk iş olarak kaplama metali toz hale getirilir. Sonrasında ise kaplama metaline ısı verilerek ergitilir ve kaplama metali sıcak haldeyken ana metal üzerine püskürtülerek kaplama işlemi gerçekleştirilir. Bu işlemlerin sonunda ana metal üzerine yapışan kaplama metali ile ana metal arasında sıcak daldırmanın aksine herhangi bir alaşım meydana gelmemektedir.

Sherardizing Kaplama Yöntemi

Bu yöntemde, toz haline getirilen kaplama metali ile ana metal aynı ortam içerisine konularak, iki metalde yüksek sıcaklıklarda belli bir süre bekletilir. Kaplama metali, sıcaklığın etkisiyle uçuculuk özelliği kazanarak ve ana metali sarar ve bu şekilde kaplama işlemi gerçekleştirilmiş olur.

Elektroliz Yöntemi

Öncelikle elektroliz nedir? Elektroliz, elektrik akımı yardımıyla, bir sıvı içerisinde çözünmüş kimyasal bileşiklerin ayrıştırılması işlemidir. Herhangi bir metalle kaplamak istediğimiz bir cisim, elektroliz kabında katot olarak kullanılır. Hangi metalle kaplamak istiyorsak o da anot olarak seçilir. Çözelti yerine anot olarak kullanılan yani kaplama metalinin sudaki çözeltisi kullanılır. Örneğin bir demir çatal, nikelle kaplanmak isteniyorsa, öncelikle çatal katot, nikel ise anot olarak seçilir. Bu şekilde seçilmelerinin nedeni ise elektronların anottan katota doğru hareket etmesidir. Çözelti olarak ise nikel tuzu çözeltisi kullanılır. Sulu çözelti içindeki nikel iyonları katota gider ve element halinde birikerek kaplama olayını gerçekleştirirler. Kısacası ana metal katot, kaplama metali anot olarak seçilir, uygun bir elektrolit içerisinde kaplama işlemi yapılır.

Metaller ne kadar da avantajların bir arada bulunduğu bir malzeme çeşidi olsa da kullanıldığı ortamlara göre birtakım dezavantajları da beraberinde getirir. Bu dezavantajları kaplama yöntemleri ile ortadan kaldırmayı hedefleyen mühendisler, metal üzerine metal kaplama yaparak bu işlemi gerçekleştirirler.

Metal üzerine metal kaplama işleminin amaçlarını aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:

• Malzemedeki korozyon direncinde iyileştirmeye gitmek
• Malzemelerin yüzey sertliğini artırıp, aşınmaya karşı daha dirençli bir hale getirmek
• Kullanıldığı alana göre yani ihtiyaç dahilinde ise iletkenliği artırmak

Metal Kaplama Prosesleri

• Çinko Kaplama Prosesi
• Fosfat Kaplama Prosesi
• Sert Krom Kaplama Prosesi
• Eloksal Kaplama Prosesi
• Nikel Kaplama Prosesi
• Bakır Kaplama Prosesi
• Pirinç Kaplama Prosesi
• Gümüş Kaplama Prosesi

Çinko Kaplama

Esnek bir kaplama olan çinko kaplama, korozyona karşı dayanıklılık göstermesi amacıyla uygulanan bir kaplama çeşididir. Çinko kaplama yapılırken elektroliz yöntemine başvurulur. Demir, Çelik, Bakır ve Pirinç gibi çoğu metale uygulanabilir. Bu kaplamanın uygulandığı malzemelere baktığımız zaman cıvata, somun ve rondela gibi malzemeleri görmekteyiz.

Çinko kaplanan malzemelerin büründüğü renkler:

• Sarı
• Mavi
• Yeşil

Olmak üzere üç farklı renktedir. Hiç mi dezavantajı yok bu malzemenin? Dediğinizi duyar gibiyim. Tabi ki var, çinkonun yapısı gereği tuza ve aside karşı aşırı duyarlı olması, hanesine eksi bir özellik olarak yazılır.

Fosfat Kaplama

Metallerin fosfat kaplanması, günümüz yüzey işlem metotlarının en önemlilerinden biri olarak sayılabilir.

Fosfat kaplama üç ana başlık altında incelenir:

• Demir fosfat
• Çinko fosfat
• Mangan fosfat

Demir fosfat: demir, çelik ve galvaniz gibi metallerin fosfatlama işleminde kullanılır. Metal yüzeyinde demir fosfat tabakası oluşturur ve böylelikle yüzeyin korozyona karşı dirençli bir hale gelmesini sağlar. Boya altı olarak kullanılır. Çinko fosfat işlemine gelecek olursak, boyanın çinko fosfat kaplı yüzeye yapışma özelliği yüksektir. Böylelikle korozyona karşı daha dayanıklı yüzeyler elde edilmektedir. Kaplamanın doğal rengi, açık griden koyu gri tona doğru değişkenlik göstermektedir. Korozyon direncini artırmak için kullanılan mangan fosfat ise metal yüzeyinde bir tabaka görevi yapar. Yağ emme ve bu yağı uzun süre bünyelerinde tutabilme yetilerinden dolayı hareketli mekanizmalarda kullanılır. Hareketli mekanizmalara ise dişli, piston ve silah gibi mekanizmaları örnek verebiliriz. Kaplamanın doğal rengi çinko kaplamadan farklı olarak, koyu griden siyah tona doğru değişkenlik gösterir.

Sert Krom Kaplama

Krom metalik bir elementtir. Çok sert bir yapısının olması ve erime noktasının 1857°C gibi yüksek bir değere sahip olması nedeniyle, metallere sertlik ve dayanıklılık kazandırmaktadır. Elektroliz yöntemiyle gerçekleştirilen sert krom kaplama, uygulanması zor ve maliyeti yüksek bir kaplama türüdür. Demir çelik malzemelere uygulanır. Bunun dışında aşınmış olan malzemelere karşı da uygulanabilir.

Bu kaplamanın avantajlarına bakacak olursak :

• Aşınma ve sıcaklık değişimlerine karşı direnç kazanma
• Korozyona karşı direnç
• Anti manyetik bir yüzey
• Paslanmaz çeliklere göre işleme kolaylığı ve düşük maliyet
• Kaplamanın, olası bir aşınma durumunda sökülerek tekrar kaplanabilmesi

Eloksal Kaplama

Kaplama hakkında konuşmadan önce eloksal nedir? diye kendi sorumuzun cevabını arayalım. Almanca kökenli bir terim olup, uluslararası terminolojide anodik oksidasyon ya da anodizasyon olarak tanımlanır. Günümüzde çok önemli bir malzeme halini alan alüminyum, kullanıldığı sektöre göre renklendirilmesi ya da daha dayanıklı bir hale getirilmesi önemli bir işlemdir. Bunu da eloksal adını verdiğimiz işlem ile gerçekleştiriyoruz. Eloksal, alüminyum için çok özel bir yüzey kaplamadır. Eloksal işlemi yüzeyde yapay bir oksit tabakası oluşturma işlemidir ve bu işlem elektrokimyasal bir prosestir.

Eloksal kaplama işlemi temel olarak ikiye ayrılır:

• Sert eloksal işlemi, genellikle aşınmış alüminyum motor bloklarına uygulanır.
• Yumuşak eloksal işlemi ise fabrikada uygulanmakta olup amacı ise ince bir organik boya ile boyamaktır.

Eloksal işlemi sonrasında, alüminyumun üzerinde oluşan ince oksit tabakası çok iyi bir organik boya emicidir. Alüminyum yüzeyi oksitlendikten sonra istenilen renge boyanır. Uygulanan işlemler sonrasında alüminyum profilinde saydam bir tabaka oluşur ve bu tabaka malzemeyi korozyona karşı daha dayanıklı bir hale getirir. Bu işlem özellikle dürbün malzemelerinin yapım aşamasında sıkça başvurulan bir işlem çeşididir.

Nikel Kaplama

Elektroliz yöntemiyle yapılan nikel kaplama yöntemi 1841’de Ruolz tarafından icat edilmiştir. Nikel kaplama özellikle otomotiv sektöründe ve ev aletlerinin yapımında kullanılır. Amacı korozyon direncini artırmak ve dekoratif güzellik sağlamak. Esasında nikel kaplamayı, çok iyi bir ara kaplama olarak adlandırabiliriz. Bunun sebebi ise aşındırıcı ortamlara giren metallerin krom kaplanmasından önce nikelaj işleminin sık sık uygulandığı biliniyor bu da iyi bir ara kaplama olduğunu gözler önüne sermektedir.

Bakır Kaplama

Bakır denildiğinde, muhtemelen hepimizin aklına ilk gelen mükemmel ısı ve elektrik iletkenliği özellikleridir. Bunların dışında korozyona karşı da dirençli bir yapısının olması, bakırın neden bu kadar çok tercih edildiğini anlatıyor. Bir metal bakır kaplandıktan sonra oksitlenerek antik bir görüntü oluşturulabilir.

Bakır kaplamanın avantajlarına gelecek olursak:

• Mükemmel ısı ve elektriksek iletkenlik
• Nikel kaplama öncesi uygulanan, iyi bir astar kaplamadır
• Birçok metal yüzeye iyi kaplanır
• Dövülme işlemi uygulanılarak, kolaylıkla şekli değiştirilebilir

Kısacası bakır kaplama, elektroliz yöntemiyle uygulanır. Kimi zaman dekoratif kimi zaman ise diğer bütün kaplamalarda da olduğu gibi malzeme özelliklerini iyileştirmek amacıyla uygulanan bir işlemdir.

Pirinç Kaplama

Onu, diğer kaplamaların yanında tanıyabileceğimiz, sarı bir rengi vardır. Pirinç kaplama işlemi, elektroliz yöntemi yardımıyla gerçekleştirilir ve tabi ki metallere uygulanır. Pirinç kaplama yapan fabrikanın, bu işlemi yapmasındaki temel amacı korozyon karşı daha dirençli ve dekoratif anlamda daha güzel bir malzeme elde etmektir. Bu arada pirinç kaplama işlemi görmüş bir metal, mutlaka vernikleme işleminden de geçmektedir. Peki nedir bu vernikleme işlemi? Diyerek kendi sorumu cevaplayayım. Vernik, ağaç, metal veya boyanmış bir yüzeye parlak ya da mat bir görünüm veren, iklim şartlarına karşı dayanıklılığı artıran, alkol ya da yağ içinde çözülmüş reçineden oluşan maddeye verilen addır. Son kaplamamız olan gümüş kaplamayı da inceleyip yazımızın sonuna doğru gelelim.

Gümüş Kaplama

Gümüş, yapısı gereği elektriği çok iyi iletir. Bu özelliğinden dolayı gümüş kaplama, elektrik iletiminin ihtiyaç duyulduğu alanlarda sıklıkla kullanılır. Metal üzerine uygulanan bu kaplama elektroliz yöntemi yardımıyla uygulanmaktadır.

Sonuç

Metalleri görebilmek için fabrikalara ya da sanayi kuruluşlarına gitmeye gerek yok çünkü metaller, hayatımızın her aşamasında bizlere eşlik eder. Bindiğimiz arabalardan tutun yemek yerken kullandığımız kaşığa kadar çok geniş bir kullanım yelpazesi vardır. Bu denli önemli olan bu malzemeyi de korumak bizlere düşer. Bu koruma uygulamasını da metallere uygulanan metal kaplama işlemi ile yapmaktayız. Uygulanan kaplama işlemlerinin temel prensibi, metallerin en büyük düşmanı olan korozyona karşı daha dirençli malzemeler elde etmektir ve tabi ki de parlak ve güzel renklerinden dolayı dekoratif amaçlı olarak da kullanılabilirler.