Кіріспе

Қалайымен жабу (атау) Қалайы – темір немесе болаттан жасалған жалақтарды қалайымен жұқа жабу процесі, ал нәтижесінде алынған өнім қалайы жалақ деп аталады. Бұл термин сонымен қатар металл бетін дәнекерлеу алдында қалайымен жабудың басқа да процесін білдіреді. Көбінесе ол тотығудың алдын алу үшін қолданылады, сонымен қатар электр тогын өткізгіш ретінде қолданылатын сымдардың ұштарына тотығудың алдын алу мақсатында жағылады (ол электр кедергісін арттырады), және оларды бұраулы қосылыштар, байлаушы тіреулер немесе терминалдық блоктар сияқты әртүрлі сымдарды қосу құралдарында пайдаланғанда тозудан немесе түйілуден сақтайды, себебі шашыраған сымдар қысқа тұйықталуға себеп болуы мүмкін. Бұрын кеңінен қолданылған, бірақ қазіргі кезде қалайы банкалар жасау үшін негізгі материал болып табылады. Алдыңғы уақытта қалайы жалақтан арзан ыдыстар, табалар және басқа да металл бұйымдар жасалатын. Мұндай металл бұйымдар қалайы ыдыстар деп те аталатын, ал оларды жасағандар қалайы жалақ шеберлері деп есептелген. Өндірісте қолданылатын қалайы жабылмаған жалақтар қара жалақтар деп аталады. Олар қазір болаттан жасалады, яғни Бессемер болатынан немесе ашық ошақта жасалған болаттан. Бұрын темір қолданылатын, ол екі сапада болды: кокс темірі және ағаш көмірінен жасалған темір. Соңғысы жақсырақ болғандықтан, қалайының қалың қабатымен жабылатын, және осы себепті қалайы жалақтың сапасын анықтау үшін қолданылатын кокс жалақтары және ағаш көмірі жалақтары деген терминдер пайда болды, тіпті қазір темір қолданылмайды. Қалайы жалақ, консервіленген ет, балық, жеміс-жидектер, печенье, темекі және тағы да басқа көптеген өнімдерді қаптау үшін қолданылатын қалайы банкаларды жасауға, сондай-ақ шеберлер жасаған түрлі тұрмыстық заттарды жасауға үлкен мөлшерде жұмсалды.

Тарих

Темір бұйымдарды тотығудан қорғау үшін оларды қазғаннан бері қазған. Плинийдің айтуынша, қақталауды галликалық Битуригес тайпасы (қазіргі Бургеге жақын жерде орналасқан) ойлап тапты, олар мыс бұйымдарды күміс сияқты етіп көрсету үшін қалайы ерітіндісінде қайнатты. Бұл процеске қатысты алғашқы егжей-тегжейлі мәліметтерді біздің заманымыздың 300 жылында Рим Египетінде жазылған алхимияға арналған еңбектің бөлігі болып табылатын Зозимус Панополистің 6.62 кітабында кездестіруге болады. 14 ғасырдағы Англияда тіркелгеннен басқа, Лазарь Эркердің "Das Kleine Probierbuch" (1556) кітабында сипатталғанға дейін бұл процесс Еуропада қайтадан расталмаған. 1620 жылдары қалайы тақта Саутгемптон графының диірменінде (немесе оның демеушілігімен) өндірілген көрінеді, бірақ бұл қанша уақытқа созылғаны белгісіз. Ағылшын инженері және ауыл шаруашылығы маманы Эндрю Ярантон мен Амброз Кроули (Сторбридж теміршісі және әйгілі сэр Амброз Кроули III-нің әкесі) Саксонияға барып, қолданылған әдістерді анықтау үшін жіберілді. Олар 1667 жылы Дрезденге сапар шегіп, оның қалай жасалғанын білді. Бұл үшін олар жергілікті теміршілер мен Стур өзенін кеме жүзе алатындай ету жобасына қатысы бар адамдардың қолдауын алды. Саксонияда тақталар соғылған, бірақ Англияға оралғаннан кейін олар темірді домалатуға тырысты. Бұл екі демеуші, темірші Филип Фоли мен Джошуа Ньюбороға 1670 жылы Вулверли төменгі диірменін (немесе балқыту ошағын) салуға себеп болды. Мұнда үш цех болды: біреуі – резеңкелеу, екіншісі – балқыту. 1678 жылы олардың бірі табалар, ал екіншісі басқа жердегі сәнді балқымаларда жасалған гүлдерді шығарды. Бәлкім, пластиналарды домалатып, содан кейін оларды балғамен аяқтау жоспарланған, бірақ Уильям Чемберлейн 1662 жылы өзіне және Дад Дадлиге берілген патентті жаңартып, жоспарды сәтсіздікке ұшыратты. Ярантон патентті «жалған» деп сипаттады. Вулверлидегі резеңкелеуші Томас Кук болды. Басқа Томас Кук, мүмкін оның ұлы, Понтипулге көшіп барып, Джон Ханбериге (1664–1734) жұмыс істеді. Эдвард Льюидтың айтуынша, 1697 жылы Джон Ханберидің Понтипулда «Понтипул пластиналарын» жасау үшін вальтерлі диірмені болды. Бұл қалайы тақта зауыты деп есептелген, бірақ ол тек (қазбаланбаған) қара тақта ғана өндіргені анық. Алайда, цилиндрлер арқылы темір тақталарды домалату әдісі бұрынғы балғамен соғу әдісіне қарағанда біркелкі қара тақталарды жасауға мүмкіндік берді, сондықтан ағылшын қалайы тақтасы неміс қалайы тақтасынан жоғары сапалы деп танылды. Бюропласт алғаш рет 1725 жылы Глостер порт кітаптарында (Глостер арқылы өтетін сауданы, негізінен Бристоль каналындағы порттардан) пайда бола бастады. Бұл металл Монмутширдің Ньюпорт қаласынан жеткізілді. Бұл Реамурдың «Principes de l'art de fer blanc» кітабының француз тілінде алғаш рет жарық көргеннен кейін және Англияда жарияланғаннан бұрын болды. Бірнеше жылдан кейін Англия мен Уэльстегі темір өндіру аймақтарында, кейіннен негізінен Оңтүстік Уэльсте тағы да бірнеше диірмендер пайда болды. 1805 жылы 80 000 қорап жасалып, 50 000 экспортқа шығарылды. Индустрия Англияда, әсіресе Уэльсте тұрақты түрде дами берді, ал 1834 жылдан кейін оның кеңеюі жылдам болды, Ұлыбритания әлемнің негізгі көзіне айналды. Сол жылы оның жалпы өндірісі 180 000 әрқайсысы 108 фунт болатын (шамамен 50 кг, Америкада әр қорап 100 фунт), 1848 жылы 420 000 қорап, 1860 жылы 1 700 000 қорап болды. Бірақ кейіннен ол жылдам өсті, және өндіріс 1891 жылы шамамен 2,236,000 фунтқа жетті. Ең үлкен нарықтардың бірі Америка Құрама Штаттары болды, бірақ бұл нарық 1891 жылы Маккинли тарифтері қабылданған кезде тоқтатылды. Бұл британдық өнеркәсіпте үлкен қысқартуды және тірі қақталған фабрикаларда жұмыс істей алмайтындардың көпшілігінің Америкаға көшіп кетуіне себеп болды. 1891 жылы АҚШ-та 11 000 тонна қалайы өндіріліп, 325 100 тонна импортталды, бірақ 1899 жылы 360 900 тонна өндіріліп, тек 63 500 тонна импортталды (негізінен қайта экспорттауға). Британдық экспортқа Американың Тынық мұхиты жағалауындағы Уэльс тақтасының артықшылығын жойған Дингли тарифтері кедергі келтірді, 1900 жылға қарай 849 миллион фунттан астамға дейін өсті, оның ішінде 141 миллион фунттан астамы терн тақталары болды. Сол жылы импорттың жалпы көлемі 135 264 881 фунт болды. Кейінгі жылдары америкалық өндіріс төмендеді, ал 1907 жылы америкалық қалайы фабрикаларының тек 20% -ы жұмыс істеді, ал британдық өндіріс 14 миллион қорапқа жетті. Осы соққыға қарамастан, өнеркәсіп жалғасты, бірақ аз мөлшерде. Дегенмен, 1937 жылы 518 диірмен жұмыс істеп тұрды, оның ішінде 224-і Ричард Томас және Компанияға тиесілі болды. Алайда дәстүрлі «жинақтау диірмені» жақсартылған «жолақ диірменімен» алмастырылды, ал алғашқысы Ұлыбританияда Ричард Томас және Компаниясымен 1930 жылдардың соңында салынды. Жолақ диірмендері ескі жинақтау диірмендерін ескірді және соңғысы 1960 жылдар шамасында жабылды.

Қаптамалы дизельді өңдеу процесі

Қаптамалы диірмен процесі қалайы таяқшасымен басталады, ол әдетте темір немесе болат зауытынан сатып алынатын тартылған жалпақ таяқша болып табылады. Таяқша темірден немесе жұмсақ болаттан жасалуы мүмкін. Таяқшаның көлденең қимасы дәл өлшемде болуы керек, себебі ол соңғы пластиналардың ұзындығы мен қалыңдығын анықтайды. Пластинаның қажетті өлшемдерін алу үшін таяқша дұрыс ұзындықта кесіледі. Мысалы, егер белгілі бір пластина қажет болса, қалайы таяқшасы 14 және 20 санына бөлінетін ұзындық пен енге кесіледі. Содан кейін таяқша бірнеше рет бүгіліп, екі қабатталады, бүгілу саны таяқшаның мөлшеріне және соңғы қалыңдығына байланысты болады. Егер бастапқы қалайы таяқшасы болса, онда ол кемінде төрт қабатта немесе екі рет бүгіліп, ал жұқа пластина қажет болса, сегіз қабатта немесе үш рет бүгіліп жасалуы мүмкін. Содан кейін қалайы таяқшасы қызыл қыздырылып, бес-алты рет дөңгелектер арқылы өткізіледі. Әрбір өту арасында пластина дөңгелектердің үстінен (немесе айналып) өткізіледі және бұранда арқылы дөңгелектер арасындағы саңылау тарытылады. Содан кейін пластина қайта қыздырылып, аяқтау дөңгелектері арқылы өткізіледі. Егер пластина бір қабатта немесе бүгілмеген болса, ол сығу станогында екі қабатталады. Сығу станогы үстел сияқты, оның бір жартысы екінші жартысының үстіне бүгіліп, пресс екі қабатталған пластинаны тегістейді, сонда бүгілген ұшы дөңгелектерге сыйып кетеді. Содан кейін оны тағы бір рет орау үшін қайта қыздырады. Бұл қажетті геометрияға жеткенше қайталанады. Егер пластина бірнеше рет бүгілуі керек болса, оралған ұшы кесіледі. Содан кейін қаптаманы салқындатуға рұқсат етіледі. Салқындағаннан кейін қаптама соңғы өлшемдерінен сәл кіші кесіледі және пластиналар ажыратылады. Осы кезде пластиналар қабыршақтармен жабылады және оларды тазарту керек. Бұл пластиналарды 5 минут бойы күкірт қышқылына батыруды білдіреді. Тазарту кезінде қабыршақтар жасыл-қара лайға айналады, ол оттеу арқылы алынады. Пластиналар шамамен 10 сағат бойы оттетіліп, содан кейін баяу салқындатылады. Осы кезде пластиналар тазартылған және оттетілген қара пластиналар деп аталады. Бұл пластиналар көбінесе штамптау және эмальдау мақсатымен сатылады. Осыдан кейін пластиналар тегіс емес, сондықтан оларды бірнеше рет суық орауға болады. Орау пластиналарды соңғы өлшемдеріне дейін ұзартады. Содан кейін олар кернеуді жою үшін қайтадан оттетіледі. Бұл пластиналар тазартылған, суық оралған және жақын оттетілген қара пластиналар (қара пластина п.с. және ж.о.) деп аталады. Толық тазалыққа қол жеткізу үшін пластиналар әлсіз күкірт қышқылымен қайтадан тазартылады. Соңында олар жуылып, консервілеуге дайын болғанға дейін суға сақталады. Консервілеуге қажетті жабдыққа кемінде бір балқытылған қалайы ыдысы, үстінде мырыш хлориді ерітіндісі және май ыдысы кіреді. Ерітінді пластинаны кептіріп, қалайдың жабысуына дайындалады. Егер екінші қалайы ыдысы қолданылса, онда оның температурасы төмен болады. Мұнан кейін май ыдысы, оның ішінде май және консервілеу машинасы болады. Консервілеу машинасы екі кішкентай дөңгелектен тұрады, олар серіппелі болып орналасқан, сондықтан консервіленген пластина енгізілгенде дөңгелектер артық қалайды сығып шығарады. Консервілеу машинасының серіппелері қалайдың әртүрлі қалыңдығын алу үшін әртүрлі күштерге орнатылуы мүмкін. Соңында май ұсақ қарабидай қабығымен тазартылып, тозаңнан тазаланады. Мұнда 20 ғасырда қолданылған процесс сипатталған. Уақыт өте келе процесс күрделілігі артты, себебі қосымша процедураларды енгізу сапаны жақсартатыны анықталды. Ыстық және суық орау тәжірибесі ерте заманға дейін барып сақадай болады, өйткені Найт отбасының қалайы зауытында (шамамен 1740 жылы құрылғаннан бастап) екі орау фабрикасы болды, біреуі Бринжвудта (Лудлоудан батысқа қарай) қара пластина жасады, ал екіншісі Миттон қаласындағы қалайы зауыты (қазіргі Стурпорттың бөлігі, көрінеді, кейінгі кезеңдер үшін) болды.

Шеттеу фабрикасы

Алғашқы қызып оралған таспа өндіріс орындалары қалайылауға жарамды таспа шығармады, бірақ 1929 жылы қалыңдығын одан да азайту үшін суық орау қолданыла бастады, бұл қалайылауға мүмкіндік берді. Содан кейін табақ жоғарыда сипатталған технологиямен қалайыланды.

Қалқандау процестері

Қара пластиналарды қалайтын екі процесс бар: ыстыққа батыру және электролық қаптау.

Ыстық суға батыру

Ыстық қалайына батыру – бұл бөлікті 450 °F немесе 232 °C-тан жоғары температурадағы таза балқытылған қалайы ваннасына ендіру процесі. Ыстық қалайымен қапталған қалайы, болат немесе темірді суық прокаттау, бетіндегі тотықтарды кетіру үшін тазарту, кернеуді жою үшін қыздыру және содан кейін оны қалайының жұқа қабатымен жабу арқылы жасалады. Алғашқыда бұл жеке немесе шағын тізбектерді жасау арқылы істелді, бұл тізбектерді өңдеу процесі деп аталды. 1920 жылдардың соңында таспалы ауналар тізбектерді өңдеу ауналарын ығыстыра бастады, себебі олар шикі тізбектерді үлкен көлемде және тиімдірек өндіре алды.

Электропластика

Электрожақтау кезінде жақталатын зат бір немесе бірнеше қалайы тұздарының ерітіндісі бар ыдысқа салынады. Зат электр тізбегіне қосылады, тізбектің катодын (теріс) құрайды, ал әдетте жақталатын металлдан жасалған электрод анодты (оң) құрайды. Тізбек арқылы электр тогы өткенде, ерітіндідегі металл иондары затқа тартылады. Тегіс, жылтыр бет алу үшін, электрожақталған парақ қалайының балқу температурасынан жоғары қысқа уақытқа қыздырылады. Бүгінгі күні жасалатын қалайы жақталған болаттың көп бөлігі қалайының тотығуынан бетінің матоқтығын сақтау үшін өте жұқа хром қабатымен электрожақталады.

Баламалар

Терн пластинасы қалайы пластинасына ұқсас өнім, бірақ оның жабыны қалайыдан емес, қалайы мен қорғасын қоспасынан жасалған, сонда қорғасын жалпы массаның 7,59% құрайды. Бұл атау "терне" сөзінен туындаған, ол "томырлы" немесе "қараңғыланған" деген мағынаны білдіреді. Терн пластиналарын Англияда 19 ғасырдың ортасында шығара бастады және олар АҚШ-та шатыр жабуға кеңінен қолданылды. Басқа қолданыс орындарына жанармай бактары мен газ есептегіштері кірді. Ұлыбританиядағы Вест-Мидлендс аймағындағы Брокмур қаласындағы соңғы терн пластина зауыты 2006 жылы жабылды. Көптеген жағдайларда қалайы пластиналар цинкпен қапталған ыдыстарға алмастырылды, бірақ пісіруге қолдануға болмайды, себебі цинк улы болуы мүмкін. Цинк темірді электролиттік түрде қорғайды, яғни цинк тотығып, ақ ұнтаққа айналып, темірді сақтайды, ал қалайы темірді тек қалайы жабыны бұзылмаған жағдайда ғана қорғайды, себебі ол өзін сақтау үшін қорғалмаған темірді электролиттік жолмен тоздырады.