پوشش تبدیلی کروماته از نگاه متال فینیشینگ
plating processes, procedures & solutions
CHROMATE CONVERSION COATINGS
BY FRED W. EPPENSTEINER (RETIRED) AND MELVIN R. JENKINS
MACDERMID INC., NEW HUDSON, MICH.; WWW.MACDERMID.COM
Chromate conversion coatings are produced on various metals by chemical or
electrochemical treatment with mixtures of hexavalent chromium and certain
other compounds. These treatments convert the metal surface to a superficial layer
containing a complex mixture of chromium compounds. The coatings are usually
applied by immersion, although spraying, brushing, swabbing, or electrolytic
methods are also used. A number of metals and their alloys can be treated; notably,
aluminum, cadmium, copper, magnesium, silver, and zinc.
The appearance of the chromate film can vary, depending on the formulation
of the bath, the basis metal used, and the process parameters. The films
can be modified from thin, clear-bright and blue-bright, to the thicker, yellow
iridescent, to the heaviest brown, olive drab, and black films. A discussion of
specific formulations is not included in this article because of the wide variety
of solutions used to produce the numerous types of finishes. It is intended to
present sufficient general information to permit proper selection and operation
of chromating baths. Proprietary products, which are designed for specific
applications, are available from suppliers.
فرایند پوشش دهی، روش ها و محلول ها
پوشش تبدیلی کروماته
پوشش تبدیلی کرومات در فلزات مختلف توسط مواد شیمیایی یا عمل الکتروشیمیایی با میکسی از کروم 3 و مواد معین دیگراست. این کارسطح فلزات را به لایه مخصوص تبدیل میکند و شامل یک مخلوط پیچیده از ترکیبات کروم است. پوشش ها معمولا به طریق غوطه وری اعمال میشود، اگرچه پاشیدن(اسپری)، قلم مو زدن، سمباده زدن swabbing))، یا روش های الکترولیتی نیز استفاده میشود. تعدادی از فلزات و آلیاژهای آنها میتواند این فرایند را داشته باشند. بویژه آلومینیوم، کادمیوم، مس، منیزیم، نقره، و روی.
ظاهر پوشش کرومات ، بسته به فرمول محلول، فلز پایه استفاده شده، و پارامترهای فرایند می تواند متفاوت باشد. پوشش می توان از نازک ، روشن روشن و آبی روشن، تا ضخیم تر، زردرنگین کمانی، به سنگین ترین قهوه ای، زیتونی تیره، و پوشش های سیاه اصلاح شود. بحث در موردفرمولاسیون خاص در این مقاله نیست به دلیل اینکه طیف گسترده ای از محلول ها برای تولید انواع متعددی از پوشش ها مورد استفاده قرار میگیرد. درنظر گرفته شده است اطلاعات کلی انتخاب مناسب و مجاز از محلول کروماته بیان شود.
PROPERTIES AND USES
Physical Characteristics
Most chromate films are soft and gelatinous when freshly formed. Once dried, they
slowly harden or “set” with age and become hydrophobic, less soluble, and more
abrasion resistant. Although heating below 150OF (66OC) is of benefit in hastening
this aging process, prolonged heating above 150OF may produce excessive dehydration
of the film, with consequent reduction of its protective value. Coating thickness
rarely exceeds 0.00005 in., and often is on the order of several microinches. The
amount of metal removed in forming the chromate film will vary with different
processes.
Variegated colors normally are obtained on chromating, and are due mainly
to interference colors of the thinner films and to the presence of chromium compounds
in the film. Because the widest range of treatments available is for zinc,
coatings for this metal afford an excellent example of how color varies with film
thickness. In the case of electroplated zinc, clear-bright and blue-bright coatings
are the thinnest. The blue-brights may show interference hues ranging from red,
purple, blue, and green, to a trace of yellow, especially when viewed against a white
background. Next, in order of increasing thickness, come the iridescent yellows,
browns, bronzes, olive drabs, and blacks.
Physical variations in the metal surface, such as those produced by polishing,
machining, etching, etc., also affect the apparent color of the coated surface. The
color of the thinner coatings on zinc can also be affected indirectly by chemical
polishing, making the finish appear whiter.
خواص و استفاده
پوشش کرومات تازه تشکیل شده نرم و ژلاتینی است. هنگامیکه خشک میشوند، آنهابه آرامی سخت و یا" مجموعه" آبگریز میشود، محلول کمتر ، و مقاومت بیشتر در برابر سایش. اگر چه حرارت زیر 150فارنهایت (66 درجه سیلسیوس) به نفع سرعت این روند است، گرمایش طولانی بالاتر از 150فارنهایتممکن است موجب کم شدن آب بیش از حد قبل از تولید این پوشش، و متعاقبا کاهش ارزش محافظ آن شود. ضخامت پوششبه ندرت بیش از0.00005 اینچ، و اغلب در حد چند میکرواینچ است. مقدار فلزحذف شده در تشکیل پوشش کرومات در فرایندهای مختلف متفاوت خواهد بود.
رنگ های متنوع به دست آمده است در کروماته، به طورعمده حاصل تداخلرنگ از پوشش های نازک تر مربوط به حضورترکیبات کروم در پوشش است.از آنجا که طیف وسیعی از رفتار برای روی در دسترس است، پوشش این فلز یک نمونه عالی از چگونگی رنگ با ضخامت پوشش متفاوت موجب شده است. در مورد آبکاری روی ، پوشش روشن روشن و آبی روشن باریکترین هستند.آبی روشن ممکن است تداخل رنگ اعم از قرمز نشان می دهد، بنفش، آبی، و سبز، اثری از زرد، به ویژه هنگامی که در برابر یک پس زمینه سفید مشاهده شده است.بعد، براساس افزایش ضخامت ،زرد رنگین کمانی،قهوه ای، زیتونی تیره، و سیاه آمده است.تغییرات فیزیکی در سطح فلز، مانند آنهایی که توسط پرداخت(پولیش)،ماشینکاری، قلم زنی، و غیره، تولید شده اند رنگ ظاهری از سطح پوشش داده شده را تحت تاثیر قرار میدهد. رنگ پوشش نازک تر در روی همچنین می توانید به طور غیر مستقیم توسط پرداخت شیمیایی(پولیش شیمیایی)تحت تاثیر قرار گیرد و در پایان سفیدتر به نظر می رسد.
Corrosion Prevention
Chromate conversion coatings can provide exceptionally good corrosion resistance,
depending upon the basis metal, the treatment used, and the film thickness.
Protection is due both to the corrosion-inhibiting effect of hexavalentchromium contained in the film and to the physical barrier presented by the
film itself. Even scratched or abraded films retain a greatdeal of their protective
value because the hexavalent chromium content is slowly leachable in contact
with moisture, providing a self-healing effect.
The degree of protection normally is proportional to film thickness; therefore,
thin, clear coatings provide the least corrosion protection, the light iridescent
coatings form an intermediate group, and the heavy olive drab to brown coatings
result in maximum corrosion protection. The coatings are particularly useful in
protecting metal against oxidation that is due to highly humid storage conditions,
exposure to marine atmospheres, handling or fingerprint marking, and other
conditions that normally cause corrosion of metal.
جلوگیری از خوردگی
پوشش تبدیلی کرومات فوق العاده خوب می توانید از مقاومت در برابر خوردگی جلوگیری کند، البته وابسته به فلز پایه مورد استفاده،و ضخامت پوشش است.محافظت به علت هر دو اثر خوردگی - مهار از کروم شش ظرفیتی توسط خود پوشش است.حتی خراش و یا پوشش های ساییده شده، عالی محافظ خودش استزیرا محتوای کروم شش ظرفیتی به آرامی با رطوبت در تماس است ،ارائه اثر خود شفادهی((self-healing.درجه حفاظت به طور معمول متناسب با ضخامت پوشش است.از این رو، پوشش نازک روشن، حداقل حفاظت در برابر خوردگی ارائه میکند،پوشش رنگین کمانی یک گروه واسطه تشکیل می دهند،و پوشش سنگین زیتونی تیره مایل به قهوه ای حداکثر حفاظت در برابر خوردگی دارد.پوشش ها بخصوص در حفاظت از فلز در برابر اکسیداسیونمفید هستند با توجه به شرایط نگهداری بسیار مرطوب،قرار گرفتن در معرض اتمسفر دریایی، دست زدن و یا اثر انگشت ، و دیگر شرایطی که به طور معمول باعث خوردگی فلزمیشود.
Bonding of Organic Finishes
The bonding of paint, lacquer, and organic finishes to chromate conversion coatings
is excellent. In addition to promoting good initial adhesion, their protective
nature prevents subsequent loss of adhesion that is due to underfilm corrosion.
This protection continues even thought he finish has been scratched through to
the bare metal. It is necessary that the organic finishes used have good adhesive
properties, because bonding must take place on a smooth, chemically clean surface;
this is not necessary with phosphate-type conversion coatings, which supply
mechanical adhesion that is due to the crystal structure of the coating.
پیوند پس از اتمام آلی (Bonding of Organic Finishes)
پیوند رنگ،لاک، پس از اتمام آلی به پوشش تبدیلی کرومات بسیار عالی است.علاوه بر ترویج چسبندگی اولیه خوب،طبیعت محافظ خود ازچسبندگی محافظت میکند با توجه به خوردگی زیر لایه. محافظت ادامه دارد حتی اگر پایان کاری (آبکاری) خراش پیدا کند و یا فلز لخت شود. خواص چسب خوب لازم است که پس از اتمام کاری آلی استفاده شود، به دلیل اتصال باید بر روی یک سطح صاف یا سطح شیمیایی پاک قرار بگیرد ؛ با پوشش تبدیلی نوع فسفات لازم نیست که چسبندگی مکانیکی با توجه بهساختار بلوری پوشش فراهم کند.
Chemical Polishing
Certain chromate treatments are designed to remove enough basis metal during
the film-forming process to produce a chemical polishing, or brightening, action.
Generally used for decorative work, most of these treatments produce very thin,
almost colorless films. Being thin, the coatings have little optical covering power
to hide irregularities. In fact, they may accentuate large surface imperfections. In
some instances, a leaching or “bleaching” step subsequent to chromating is used
to remove traces of color from the film.
If chemical-polishing chromates are to be used on electroplated articles, consideration
must be given to the thickness of the metal deposit. Sufficient thickness is
necessary to allow for metal removal during the polishing operation.
پرداخت شیمیایی
رفتار معین کرومات برای برداشتن به اندازه کافی فلز پایه در طول فرایند تشکیل دهنده پوشش برای پرداخت شیمیایی، یا درخشندگی تولید طراحی شده است. به طور کلی برای کار های تزئینی استفاده می شود،بسیاری از این فرایندها پوشش خیلی نازک تولید میکند ،پوشش تقریبا بی رنگ.لاغر بودن پوشش ، قدرت پوشش نوری کمی برای پنهان کردن بی نظمی دارد.در واقع، آنها ممکن است عیوب سطح بزرگ بیانجامد.در برخی موارد،شسته شدن و یا "سفید کردن" گام بعدی برای حذف آثار رنگینه از رنگ پوشش است.
اگر پولیش شیمیایی کرومات ها باشند، درمقالات آبکاری استفاده می شود،ضخامت رسوب فلزی باید در نظر گرفته شود. ضخامت کافی برای حذف فلز در طول عملیات پرداخت ضروری است.
Absorbency and Dyeing
When initially formed, many films are capable of absorbing dyes, thus providing
a convenient and economical method of color coding. These colors supplement
those that can be produced during the chromating operation, and a great variety
of dyes is available for this purpose. Dyeing operations must be conducted on
freshly formed coatings. Once the coating is dried, it becomes nonabsorbent
and hydrophobic and cannot be dyed. The color obtained with dyes is related to
the character and type of chromate film. Pastels are produced with the thinner
coatings, and the darker colors are produced with the heavier chromates. Some
decorative use of dyed finishes has been possible when finished with a clear lacquer
topcoat, though caution is required because the dyes may not be lightfast.
In a few cases, film colors can be modified by incorporation of other ions or
dyes added to the treatment solution.
جذب و رنگرزی
هنگامی که در ابتدا تشکیل،بسیاری از پوشش ها قادر به جذب رنگ هستند ،بنابراین ارائه یک روش مناسب و مقرون به صرفه برای برنامه نویسی رنگ است.این رنگ مکمل آن است که می تواند در طول عملیات رنگی تولید شده،و انواع زیادی از رنگ برای این منظور در دسترس است.عملیات رنگرزی باید روی پوشش تازه تشکیل شده هدایت شود.هنگامی که پوشش خشک است،آن غیر جاذب و آبگریز می شود و نمی تواند رنگی شود.رنگ بدست آمده مربوط با رنگ نوع پوشش کرومات است.مواد رنگی با پوشش های نازک تر تولید شده، و رنگ های تیره تر با کروماتهای سنگین تر تولید شده است.برخی از استفاده های تزئینی از اتمام رنگ کاری ممکن است با یک روکش لاک روشن به پایان رسید،هر چند احتیاط لازم است به این دلیل که رنگ ممکن است مقاوم در برابر نورنباشد.در چند مورد،رنگ پوشش را می توان با اختلاط یون های دیگر و یا رنگ های اضافه شده به محلول تغییر داد.
Hardness
Although most coatings are soft and easily damaged while wet, they become reasonably
hard and will withstand considerable handling, stamping, and cold forming.
They will not, however, withstand continued scratching or harsh abrasion. A
few systems have been developed that possess some degree of “wet-hardness,” andthese will withstand moderate handling before drying.
سختی
اگر چه بیشتر پوشش ها نرم هستند براحتی در حالی که خیس هستند، آسیب پذیرند، آنها به طور منطقی مقاومت قابل توجهی در برابر، دست زدن و مهر زنی دارند، سخت تبدیل میشوند و سرد شکل میگیرند. به هرحال، آنها مقاومت در برابر خراش یا سایش سخت نمی خواهند،. هر چند سیستم ساخته شده دارای درجه متفاوتی از سختی در مقابل رطوبت دارد و دست زدن آرامی را قبل از خشک کردن را تحمل خواهد کرد.
Heat Resistance
Prolonged heating of chromate films at temperatures substantially above 150OF
(66OC) can decrease their protective value dramatically. There are two effects of
heating that are believed to be responsible for this phenomenon. One is the insolubilization
of the hexavalent chromium, which renders it ineffective as a corrosion
inhibitor. The second involves shrinking and cracking of the film, which destroys
its physical integrity and its value as a protective barrier.
Many factors, such as the type of basis metal, the coating thickness, heating
time, temperature, and relative humidity of the heated atmosphere, influence the
degree of coating damage. Thus, predictions are difficult to make, and thorough
performance testing is recommended if heating of the coating is unavoidable.
The heat resistance of many chromates can be improved by certain posttreatments
or “sealers.” Baking at paint-curing temperatures after an organic finish
has been applied is a normal practice and does not appear to affect the properties
of the treatment film.
مقاومت در برابر حرارت
گرمایش طولانی مدت پوشش کرومات در دمای قابل ملاحظه بالای 150 فارنهایت (66 درجه سانتیگراد) می توانید ارزش محافظ خود را به طور چشمگیری کاهش دهد.دو اثر حرارت که تصور می شود مسئول این پدیده هستند.یکی حل شدن کروم شش ظرفیتی است،که آن به عنوان یک بازدارنده خوردگی بی اثر است.دوم موجب کاهش و ترک خوردگی پوشش میشود،که سلامت جسمی و ارزش خود را به عنوان یک سد محافظ بین می برد.
عوامل بسیاری، از جمله نوع فلز پایه،ضخامت پوشش، زمان حرارت، درجه حرارت،و رطوبت نسبی جو،میزان آسیب پوشش را تحت تاثیر قرارمیدهد.بنابراین، پیش بینی مشکل است،و تست عملکرد بطورکامل توصیه می شود اگر گرمایش پوشش غیر قابل اجتناب است.مقاومت در برابر حرارت در بسیاری از کروماتها را می توان با فرایندیخاص بهبود داد، و یا "پر کردن."پخت در دمای رنگ -پخت پس از پایان آلی استفاده شده یک عمل طبیعی استو به نظر نمی رسد تحت تاثیر خواص رفتار پوشش است.
برای خواندن ادامه مطلب روی لینک زیر کلیک کنید:
فرایندهای آبکاری انتخابی - آبکاری موضعی، اندایزینگ و الکتروپولیش کردن
فرایندهای آبکاری انتخابی - آبکاری موضعی، اندایزینگ و الکتروپولیش کردن
از نگاه متال فینیشینگ
plating processes, procedures & solutions
CHROMATE CONVERSION COATINGS
BY FRED W. EPPENSTEINER (RETIRED) AND MELVIN R. JENKINS
MACDERMID INC., NEW HUDSON, MICH.; WWW.MACDERMID.COM
Chromate conversion coatings are produced on various metals by chemical or electrochemical treatment with mixtures of hexavalent chromium and certain other compounds. These treatments convert the metal surface to a superficial layer
containing a complex mixture of chromium compounds. The coatings are usually applied by immersion, although spraying, brushing, swabbing, or electrolytic methods are also used. A number of metals and their alloys can be treated; notably,
aluminum, cadmium, copper, magnesium, silver, and zinc.
The appearance of the chromate film can vary, depending on the formulation of the bath, the basis metal used, and the process parameters. The films can be modified from thin, clear-bright and blue-bright, to the thicker, yellow
iridescent, to the heaviest brown, olive drab, and black films. A discussion of specific formulations is not included in this article because of the wide variety of solutions used to produce the numerous types of finishes. It is intended to
present sufficient general information to permit proper selection and operation of chromating baths. Proprietary products, which are designed for specific applications, are available from suppliers.
فرایند پوشش دهی، روش ها و محلول ها
پوشش تبدیلی کروماته
پوشش تبدیلی کرومات در فلزات مختلف توسط مواد شیمیایی یا عمل الکتروشیمیایی با میکسی از کروم 3 و مواد معین دیگراست. این کارسطح فلزات را به لایه مخصوص تبدیل میکند و شامل یک مخلوط پیچیده از ترکیبات کروم است. پوشش ها معمولا به طریق غوطه وری اعمال میشود، اگرچه پاشیدن(اسپری)، قلم مو زدن، سمباده زدن swabbing))، یا روش های الکترولیتی نیز استفاده میشود. تعدادی از فلزات و آلیاژهای آنها میتواند این فرایند را داشته باشند. بویژه آلومینیوم، کادمیوم، مس، منیزیم، نقره، و روی.
ظاهر پوشش کرومات ، بسته به فرمول محلول، فلز پایه استفاده شده، و پارامترهای فرایند می تواند متفاوت باشد. پوشش می توان از نازک ، روشن روشن و آبی روشن، تا ضخیم تر، زردرنگین کمانی، به سنگین ترین قهوه ای، زیتونی تیره، و پوشش های سیاه اصلاح شود. بحث در موردفرمولاسیون خاص در این مقاله نیست به دلیل اینکه طیف گسترده ای از محلول ها برای تولید انواع متعددی از پوشش ها مورد استفاده قرار میگیرد. درنظر گرفته شده است اطلاعات کلی انتخاب مناسب و مجاز از محلول کروماته بیان شود.
PROPERTIES AND USES
Physical Characteristics
Most chromate films are soft and gelatinous when freshly formed. Once dried, they slowly harden or “set” with age and become hydrophobic, less soluble, and more abrasion resistant. Although heating below 150OF (66OC) is of benefit in hastening this aging process, prolonged heating above 150OF may produce excessive dehydration of the film, with consequent reduction of its protective value. Coating thickness rarely exceeds 0.00005 in., and often is on the order of several microinches. The
amount of metal removed in forming the chromate film will vary with different processes.
Variegated colors normally are obtained on chromating, and are due mainly to interference colors of the thinner films and to the presence of chromium compounds in the film. Because the widest range of treatments available is for zinc, coatings for this metal afford an excellent example of how color varies with film thickness. In the case of electroplated zinc, clear-bright and blue-bright coatings are the thinnest. The blue-brights may show interference hues ranging from red,
purple, blue, and green, to a trace of yellow, especially when viewed against a white background. Next, in order of increasing thickness, come the iridescent yellows, browns, bronzes, olive drabs, and blacks.
Physical variations in the metal surface, such as those produced by polishing, machining, etching, etc., also affect the apparent color of the coated surface. The color of the thinner coatings on zinc can also be affected indirectly by chemical polishing, making the finish appear whiter.
خواص و استفاده
پوشش کرومات تازه تشکیل شده نرم و ژلاتینی است. هنگامیکه خشک میشوند، آنهابه آرامی سخت و یا" مجموعه" آبگریز میشود، محلول کمتر ، و مقاومت بیشتر در برابر سایش. اگر چه حرارت زیر 150فارنهایت (66 درجه سیلسیوس) به نفع سرعت این روند است، گرمایش طولانی بالاتر از 150فارنهایتممکن است موجب کم شدن آب بیش از حد قبل از تولید این پوشش، و متعاقبا کاهش ارزش محافظ آن شود. ضخامت پوششبه ندرت بیش از0.00005 اینچ، و اغلب در حد چند میکرواینچ است. مقدار فلزحذف شده در تشکیل پوشش کرومات در فرایندهای مختلف متفاوت خواهد بود.
رنگ های متنوع به دست آمده است در کروماته، به طورعمده حاصل تداخلرنگ از پوشش های نازک تر مربوط به حضورترکیبات کروم در پوشش است.از آنجا که طیف وسیعی از رفتار برای روی در دسترس است، پوشش این فلز یک نمونه عالی از چگونگی رنگ با ضخامت پوشش متفاوت موجب شده است. در مورد آبکاری روی ، پوشش روشن روشن و آبی روشن باریکترین هستند.آبی روشن ممکن است تداخل رنگ اعم از قرمز نشان می دهد، بنفش، آبی، و سبز، اثری از زرد، به ویژه هنگامی که در برابر یک پس زمینه سفید مشاهده شده است.بعد، براساس افزایش ضخامت ،زرد رنگین کمانی،قهوه ای، زیتونی تیره، و سیاه آمده است.تغییرات فیزیکی در سطح فلز، مانند آنهایی که توسط پرداخت(پولیش)،ماشینکاری، قلم زنی، و غیره، تولید شده اند رنگ ظاهری از سطح پوشش داده شده را تحت تاثیر قرار میدهد. رنگ پوشش نازک تر در روی همچنین می توانید به طور غیر مستقیم توسط پرداخت شیمیایی(پولیش شیمیایی)تحت تاثیر قرار گیرد و در پایان سفیدتر به نظر می رسد.
Corrosion Prevention
Chromate conversion coatings can provide exceptionally good corrosion resistance, depending upon the basis metal, the treatment used, and the film thickness.
Protection is due both to the corrosion-inhibiting effect of hexavalentchromium contained in the film and to the physical arrier presented by the film itself. Even scratched or abraded films retain a greatdeal of their protective value because the hexavalent chromium content is slowly leachable in contact with moisture, providing a self-healing effect.
The degree of protection normally is proportional to film thickness; therefore, thin, clear coatings provide the least corrosion protection, the light iridescent coatings form an intermediate group, and the heavy olive drab to brown coatings result in maximum corrosion protection. The coatings are particularly useful in protecting metal against oxidation that is due to highly humid storage conditions, exposure to marine atmospheres, handling or fingerprint marking, and other conditions that normally cause corrosion of metal.
جلوگیری از خوردگی
پوشش تبدیلی کرومات فوق العاده خوب می توانید از مقاومت در برابر خوردگی جلوگیری کند، البته وابسته به فلز پایه مورد استفاده،و ضخامت پوشش است.محافظت به علت هر دو اثر خوردگی - مهار از کروم شش ظرفیتی توسط خود پوشش است.حتی خراش و یا پوشش های ساییده شده، عالی محافظ خودش استزیرا محتوای کروم شش ظرفیتی به آرامی با رطوبت در تماس است ،ارائه اثر خود شفادهی((self-healing.درجه حفاظت به طور معمول متناسب با ضخامت پوشش است.از این رو، پوشش نازک روشن، حداقل حفاظت در برابر خوردگی ارائه میکند،پوشش رنگین کمانی یک گروه واسطه تشکیل می دهند،و پوشش سنگین زیتونی تیره مایل به قهوه ای حداکثر حفاظت در برابر خوردگی دارد.پوشش ها بخصوص در حفاظت از فلز در برابر اکسیداسیونمفید هستند با توجه به شرایط نگهداری بسیار مرطوب،قرار گرفتن در معرض اتمسفر دریایی، دست زدن و یا اثر انگشت ، و دیگر شرایطی که به طور معمول باعث خوردگی فلزمیشود.
Bonding of Organic Finishes
The bonding of paint, lacquer, and organic finishes to chromate conversion coatings is excellent. In addition to promoting good initial adhesion, their protective nature prevents subsequent loss of adhesion that is due to underfilm corrosion.
This protection continues even thought he finish has been scratched through to the bare metal. It is necessary that the organic finishes used have good adhesive properties, because bonding must take place on a smooth, chemically clean surface; this is not necessary with phosphate-type conversion coatings, which supply mechanical adhesion that is due to the crystal structure of the coating.
پیوند پس از اتمام آلی (Bonding of Organic Finishes)
پیوند رنگ،لاک، پس از اتمام آلی به پوشش تبدیلی کرومات بسیار عالی است.علاوه بر ترویج چسبندگی اولیه خوب،طبیعت محافظ خود ازچسبندگی محافظت میکند با توجه به خوردگی زیر لایه. محافظت ادامه دارد حتی اگر پایان کاری (آبکاری) خراش پیدا کند و یا فلز لخت شود. خواص چسب خوب لازم است که پس از اتمام کاری آلی استفاده شود، به دلیل اتصال باید بر روی یک سطح صاف یا سطح شیمیایی پاک قرار بگیرد ؛ با پوشش تبدیلی نوع فسفات لازم نیست که چسبندگی مکانیکی با توجه بهساختار بلوری پوشش فراهم کند.
Chemical Polishing
Certain chromate treatments are designed to remove enough basis metal during the film-forming process to produce a chemical polishing, or brightening, action. Generally used for decorative work, most of these treatments produce very thin,
almost colorless films. Being thin, the coatings have little optical covering power to hide irregularities. In fact, they may accentuate large surface imperfections. In some instances, a leaching or “bleaching” step subsequent to chromating is used to remove traces of color from the film.
If chemical-polishing chromates are to be used on electroplated articles, consideration must be given to the thickness of the metal deposit. Sufficient thickness is necessary to allow for metal removal during the polishing operation.
پرداخت شیمیایی
رفتار معین کرومات برای برداشتن به اندازه کافی فلز پایه در طول فرایند تشکیل دهنده پوشش برای پرداخت شیمیایی، یا درخشندگی تولید طراحی شده است. به طور کلی برای کار های تزئینی استفاده می شود،بسیاری از این فرایندها پوشش خیلی نازک تولید میکند ،پوشش تقریبا بی رنگ.لاغر بودن پوشش ، قدرت پوشش نوری کمی برای پنهان کردن بی نظمی دارد.در واقع، آنها ممکن است عیوب سطح بزرگ بیانجامد.در برخی موارد،شسته شدن و یا "سفید کردن" گام بعدی برای حذف آثار رنگینه از رنگ پوشش است.
اگر پولیش شیمیایی کرومات ها باشند، درمقالات آبکاری استفاده می شود،ضخامت رسوب فلزی باید در نظر گرفته شود. ضخامت کافی برای حذف فلز در طول عملیات پرداخت ضروری است.
Absorbency and Dyeing
When initially formed, many films are capable of absorbing dyes, thus providing a convenient and economical method of color coding. These colors supplement those that can be produced during the chromating operation, and a great variety
of dyes is available for this purpose. Dyeing operations must be conducted on freshly formed coatings. Once the coating is dried, it becomes nonabsorbent and hydrophobic and cannot be dyed. The color obtained with dyes is related to
the character and type of chromate film. Pastels are produced with the thinner coatings, and the darker colors are produced with the heavier chromates. Some decorative use of dyed finishes has been possible when finished with a clear lacquer topcoat, though caution is required because the dyes may not be lightfast.
In a few cases, film colors can be modified by incorporation of other ions or dyes added to the treatment solution.
جذب و رنگرزی
هنگامی که در ابتدا تشکیل،بسیاری از پوشش ها قادر به جذب رنگ هستند ،بنابراین ارائه یک روش مناسب و مقرون به صرفه برای برنامه نویسی رنگ است.این رنگ مکمل آن است که می تواند در طول عملیات رنگی تولید شده،و انواع زیادی از رنگ برای این منظور در دسترس است.عملیات رنگرزی باید روی پوشش تازه تشکیل شده هدایت شود.هنگامی که پوشش خشک است،آن غیر جاذب و آبگریز می شود و نمی تواند رنگی شود.رنگ بدست آمده مربوط با رنگ نوع پوشش کرومات است.مواد رنگی با پوشش های نازک تر تولید شده، و رنگ های تیره تر با کروماتهای سنگین تر تولید شده است.برخی از استفاده های تزئینی از اتمام رنگ کاری ممکن است با یک روکش لاک روشن به پایان رسید،هر چند احتیاط لازم است به این دلیل که رنگ ممکن است مقاوم در برابر نورنباشد.در چند مورد،رنگ پوشش را می توان با اختلاط یون های دیگر و یا رنگ های اضافه شده به محلول تغییر داد.
Hardness
Although most coatings are soft and easily damaged while wet, they become reasonably hard and will withstand considerable handling, stamping, and cold forming.
They will not, however, withstand continued scratching or harsh abrasion. A few systems have been developed that possess some degree of “wet-hardness,” andthese will withstand moderate handling before drying.
سختی
اگر چه بیشتر پوشش ها نرم هستند براحتی در حالی که خیس هستند، آسیب پذیرند، آنها به طور منطقی مقاومت قابل توجهی در برابر، دست زدن و مهر زنی دارند، سخت تبدیل میشوند و سرد شکل میگیرند. به هرحال، آنها مقاومت در برابر خراش یا سایش سخت نمی خواهند،. هر چند سیستم ساخته شده دارای درجه متفاوتی از سختی در مقابل رطوبت دارد و دست زدن آرامی را قبل از خشک کردن را تحمل خواهد کرد.
Heat Resistance
Prolonged heating of chromate films at temperatures substantially above 150OF (66OC) can decrease their protective value dramatically. There are two effects of heating that are believed to be responsible for this phenomenon. One is the insolubilization of the hexavalent chromium, which renders it ineffective as a corrosion inhibitor. The second involves shrinking and cracking of the film, which destroys its physical integrity and its value as a protective barrier.
Many factors, such as the type of basis metal, the coating thickness, heating time, temperature, and relative humidity of the heated atmosphere, influence the degree of coating damage. Thus, predictions are difficult to make, and thorough performance testing is recommended if heating of the coating is unavoidable.
The heat resistance of many chromates can be improved by certain posttreatments or “sealers.” Baking at paint-curing temperatures after an organic finish has been applied is a normal practice and does not appear to affect the properties of the treatment film.
مقاومت در برابر حرارت
گرمایش طولانی مدت پوشش کرومات در دمای قابل ملاحظه بالای 150 فارنهایت (66 درجه سانتیگراد) می توانید ارزش محافظ خود را به طور چشمگیری کاهش دهد.دو اثر حرارت که تصور می شود مسئول این پدیده هستند.یکی حل شدن کروم شش ظرفیتی است،که آن به عنوان یک بازدارنده خوردگی بی اثر است.دوم موجب کاهش و ترک خوردگی پوشش میشود،که سلامت جسمی و ارزش خود را به عنوان یک سد محافظ بین می برد.
عوامل بسیاری، از جمله نوع فلز پایه،ضخامت پوشش، زمان حرارت، درجه حرارت،و رطوبت نسبی جو،میزان آسیب پوشش را تحت تاثیر قرارمیدهد.بنابراین، پیش بینی مشکل است،و تست عملکرد بطورکامل توصیه می شود اگر گرمایش پوشش غیر قابل اجتناب است.مقاومت در برابر حرارت در بسیاری از کروماتها را می توان با فرایندیخاص بهبود داد، و یا "پر کردن."پخت در دمای رنگ -پخت پس از پایان آلی استفاده شده یک عمل طبیعی استو به نظر نمی رسد تحت تاثیر خواص رفتار پوشش است.
برای خواندن ادامه مطلب روی لینک زیر کلیک کنید:
پوششهای زینک فلیک- پولکی روی
پوششهای زینک فلیک
یکی از مهمترین سیستمهای ضد خوردگی برپایه افزایش نسبتا زیادی از روی بعنوان پیگمنت به یک چسب آلی یا معدنی است. خواص ضد خوردگی روی در بسیاری از مقالات و منابع علمی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. پوشش زینک فلیک یک پوشش غیر الکتریکی است که محافظت خوبی در مقابل خوردگی ایجاد میکند. این پوشش متشکل از مخلوط روی و آلومینیوم بصورت فلسی یا پولکی است که توسط یک ماتریس معدنی بهم متصل میشوند.
سه نوع پوشش زینک فلیک داریم:
1- پوششهای زینک فلیک حاوی کرم شش ظرفیتی: سطوح پوشش یافته با کروم شش ظرفیتی حتی با یک پوشش نازک هم مقاومت به خوردگی بالایی دارند ولی با توجه به سمیت بالای کروم شش ظرفیتی استفاده از آن تقریبا در اکثر موارد ممنوع میباشد.
2- پوششهای زینک فلیک عاری از کروم شش ظرفیتی و برپایه حلال
3- پوششهای زینک فلیک عاری از کروم شش ظرفیتی و برپایه آب
پوششهای فاقد کروم شش ظرفیتی نسبت به موارد مشابه حاوی این ترکیب، بیشتر دوستدار محیط زیست میباشند. امروزه از پوششهای زینک فلیک کروم دار در صنایع اتومبیل سازی استفاده نمیشود.
شکل ذرات Zn تاثیر بسزایی بر روی کارکرد سیستم چسب دارد. ذرات کروی روی با قطر حدود µm3 که عموما بعنوان روی ذرهای (dust) شناخته شده ترین روش تجاری برای ایجاد پوششهای حاوی روی میباشد. در این سیستمها بعضا در کنار روی از آلومینیوم هم استفاده میشود. دومین حالتی که از روی استفاده میشود عموما بصورت صفحات یا پولکهایی در اندازه µm15 است. این شکل از روی در مقایسه با حالت کروی به دلیل سطح مقطع بیشتری که دارد باعث تقویت خواص مقاومت به خوردگی روی میشود. در این حالت هم، پوشش میتواند علاوه بر روی، همراه قسمتی از پولکهای آلومینیوم هم باشد. در این فرمول، حالت پولکی بودن روی و آلومینیوم بسیار مهم است و نباید از روی پودری یا ذره ای استفاده شود. به شرط اینکه فرایند خشکسازی خوب انجام شود ، در حضور پولکهای روی یک پوشش متراکم به موازات سطح بستر تشکیل میشود که تا حد زیادی کارایی پوشش را بالا میبرد. پولکها با استفاده از ماتریس که میتواند متناسب با مواد مورد استفاده آلی یا معدنی باشد، به یکدیگر متصل میشوند. این پوششها به دلیل رسانایی که دارند بعنوان آند قربانی برای استیل عمل میکنند.
مزایای استفاده از این پوشش عبارت است از:
مقاومت بسیار عالی در مقابل خوردگی اتمسفر
محصولات حاصل از خوردگی که بصورت گرده سفید رنگ Zn است در این روش بسیار محدود است.
برخلاف سایر پوششهای حاصل از Zn، مانند آبکاری مکانیکی و الکتریکی روی، این پوشش خاص از روی در برابر خوردگی با اسپری نمک رفتار خنثی دارد
مقاومت در مقابل بسیاری از مواد شیمیایی با خواص ملایم از جمله بنزین و روغن ترمز
با توجه به اینکه این روش پوشش دهی روی یک روش غیر الکتریکی است لذا تردی هیدروژنی را در این روش نداریم
میتواند رسانای جریان الکتریسته باشد
در اغلب مواقع حفاظت گالوانیک با استفاده از این پوشش غنی از روی کارایی مطلوبی را در تماس دوفلز با فولاد، آلومینیوم، روی و کادمیوم تضمین میکند
اشکال پیچیده، گوشههای قطعه و حفرات بخوبی پوشش داده میشوند
با ضخامت کمی از این پوشش همان نتیجه ای حاصل میشود که ضخامتهای زیاد پوشش Zn در روشهای دیگر ایجاد میکنند
مقاومت به دمای بالا
دوستدار محیط زیست
موارد استفاده از پوشش روی پولکی
.................................................................
برای خواندن ادامه مطلب روی لینک زیر کلیک کنید:
حمام الکترولس نیکل- بور
در سال 1844 ورتز[1] پی‌برد که فلز نیکل میتواند از محلول آبی حاوی نمک آن به وسیله احیا شدن توسط هیپوفسفیت رسوب کند. با این حال رسوب نیکل به‌دست‌آمده در آن موقع به‌‌صورت پودر بود. اختراع فناوری نیکل الکترولس که امروزه مستعمل است در سال 1946 در پی دو سال کارِ برنر[2] و ریدل[3] اختراع‌گردید.
کاربرد پوششهای نیکل الکترولس را می‌توان در موارد ذیل خلاصه کرد:
1- هادی‌سازی مواد نارسانا با اعمال پوشش نیکل الکترولس بر روی آنها
2- افزایش سختی و مقاومت به سایش زیرلایه‌های نرم و ضعیف در برابر سایش
3- محافظت زیرلایه‌های فعال در برابر خوردگی
4- قابلیت جایگزینی به جای فرایند کروم سخت با ارائه مقاومت به خوردگی، مقاومت به سایش، عدم ایجاد آلودگی زیست‌محیطی و قابلیت پوشش‌دهی اشکال پیچیده
5- بهبود لحیم‌کاری برخی از زیرلایه‌ها.
آبکاری پوشش نیکل-بور الکترولس فرایندی است که در آن از ترکیبات حاوی بور به عنوان عامل احیاکننده در حمام آبکاری استفاده شده و ترکیب شیمیایی پوشش آن علاوه بر نیکل، مقداری بور دارد. پوشش‌هایی که در آبکاری آنها از NaBH4 استفاده‌شده‌است خواص سایشی و سختی بالاتری را ارائه میدهند.
نسل‌های مختلفی از پوششهای نیکل-بور الکترولس با استفاده از پایدارکننده و کاتالیزورهای مختلف ایجاد شده‌اند. در سال 1970 مک‌کوماس[4] اولین فرایند تولید مقیاس‌پذیر، تکرارپذیر و قابل انتقال پوشش نیکل الکترولس که حاوی wt% 6--5 بور بود را ایجاد نمود. با این حال این فرایند به علت استفاده از پایدارکننده‌های بسیار سمی، فقدان در چگالی فضایی، وجود ترک‌هایی در بین دانه‌های ستونی پوشش و در معرض قرار گرفتن سطح ماده زیرلایه، کمبود مقاومت به سایش و خوردگی و ناکارآمدی و ناسازگاری برای تولید انبوه نیازمند بهبود بود.
فرایند اجرایی
حمام های نیکل الکترولس باید شامل یک منبع یون نیکل و یک عامل کاهنده باشد.
غلظت یون نیکل در محدوده 4-10 گرم بر لیتر است که به طور معلول از نوع نمک کلرید نیکل و یا سولفات نیکل می باشد سولفات نیکل در کار برد های مقاومت به خوردگی به کار گرفته میشود.
عامل احیا کننده
در حمام های الکترولس نیکل عامل احیا کننده منبع تهیه الکترون برای احیای یون نیکل است می تواند برای پوشش نیکل- فسفر هیپوفسفیت سدیم و برای پوشش نیکل - بور از بور هیدرید سدیم یا آمینو بوران مثل دی متیل آمین بوران استفانده کرد. البته هیدرازین احیا کننده دیگری است که برای هر دودسته استفاده میشود.
حمام بورو هیدرید سدیم
این حمام بازدهی عمل احیای بیشتری نسبت به دی متیل آمین بوران و هیپوفسفیت سدیم دارد چرا که توانایی احیای چهار یون نیکل را دارد.
از نظر هزینه هم این عامل احیا کننده نسبت به دیمتیل امینو بوران بهای کمتری دارد.
پوشش این نوع حمام از نظر مقاومت به سایش، خاصیت روانکاری، سختی نسبت به حمام های سایر احیا کننده ها بالاتر است.
ولی به دلیل پی اچ کاری 12-14 برای کاهندگی بور هیدرید، مناسب زیر لایه آلومینیوم نیست.
4H2O+4Ni+B(OH)4-è8OH- +BH4- +4Ni+2
خواص متالورژیکی نیکل –بور
سختی آلیاژهای نیکل –بور بسیار بالاست و قابلیت عملیات حرارتی تا حد بالاتری از کروم سخت را دارند. این پوشش ها همچنین مقاومت به سایش عالی دارند، هررچندکه بر خلاف آلیاژهای الکترولس نیکل فسفر بالا، رسوبات کاملا آمورف ندارند و در عوض رسوب آن شامل مخلوطی از ساختار آمورف نیکل- بور و مقدار کمی نیکل کریستالی است. این پوشش ها به طور معمول ساختارستونی دارند و میزان بور در نزدیک زیر لایه بسیار کم است و با افزایش عمق زیاد میشود. سخت شدن نیکل- بور مشابه نیکل – فسفر است و در دمای بیشتر از 200 درجه سانتی گراد ذرات متمایز نیکل- بور شروع به شکل گیری میکنند و در دمای 300 درجه سانتی گراد، پوشش، کریستاله می شود. تنش داخلی رسوبات نیکل- بور به شدت کششی است. میزان حضور بور در پوشش که بوسیله عامل احیا کننده بور هیدرید بوجود آمده، به شدت روی تنش داخلی این رسوبات تاثیر گذار است. با افزایش غلظت بور، تنش کاهش می یابد. دانسیته پوشش نیکل- بور(25/8 گرم بر سانتی متر مکعب) مشابه دانسیته نیکل- فسفر است.اگرچه بر خلاف پوشش نیکل- فسفر این پوشش دچار انقباض در حین عملیات حرارتی نمی شوند و دانسیته آن در حالت رسوب اولیه و سخت شدگی یکسان است.
پوشش های غیر فسفاته فلزات واسطه
NON-PHOSPHATE TRANSITION METAL COATINGS
پوشش های غیر فسفاته فلزات واسطه
BY BRUCE DUNHAM AND DR. DAVID CHALK, DUBOIS CHEMICALS,
SHARONVILLE, OHIO
|
بیش از یک قرن است که پوشش های تبدیلی آهن فسفات و روی فسفات سنتی به عنوان آماده سازی برای رنگ آمیزی بسیاری از فلزات مورد استفاده قرار گرفته است. این آماده سازی نتیجه بخش بوده است. در هر حال علاوه بر قوانین زیست محیطی که تخلیه فسفات را با محدودیت مواجه کرده است ، قیمت بالای روی و فسفات و نیزلزوم مقاومت بالا انگیزه تولید و گسترش جایگزین های غیر فسفاته را جدی تر کرده است.
|
Traditional iron phosphate and zinc phosphate conversion coatings have been used for more than a century as pretreatments for painting over a variety of metals. These “legacy” phosphate pretreatments have served well; however, environmental regulations restricting phosphate discharge, increased phosphate and zinc costs, and higher corrosion-resistance requirements have provided impetus for the development of non-phosphate alternatives.
|
|
حین ارزیابی فناوری های گوناگون روش جدید آماده سازی پوشش تبدیلی غیر فسفاته علاوه بر تاثیرات امیدوارکننده زیست محیطی ، باعث صرفه جویی زیادی در هزینه و منافع عملی می شود.
|
During the evaluations of the various technologies, it was discovered that these new non phosphate pretreatment conversion coatings conferred significant cost savings and operational benefits along with their promised decreased environmental impact. |
|
با در نظر گرفتن آزمایشات در هزاره کنونی این پوشش های تبدیلی توجهات زیادی را در بازار آماده سازی به خود جلب کرد و به سرعت به فناوری انتخابی آماده سازی رنگ و پودرهای پوششی تبدیل شد. هدف این مقاله ایجاد اطلاعات زمینه ای برای آماده سازی نوین غیرفسفاته و پاسخ به سوالات متداول درباره پوشش های تبدیلی غیرفسفاته است.
|
Considered new and experimental in the New Millennium (Y2K), these nonphosphate conversion coatings have gained significant traction in the pretreatment market and are rapidly becoming the technology of choice for paint and powder coating pretreatment. The purposes of this article are to provide background information for those new to non-phosphate pretreatments, and to answer some frequently asked questions about the non-phosphate conversion coatings |
|
پوشش فلزات واسطه چیست؟ اگراز آهن فسفات و روی فسفات به عنوان فسفات فلز متداول یاد کنیم، می توان نام " فسفات فلزات واسطه[1]" را به این روشهای آماده سازی غیرفسفاته اطلاق کرد. در ادامه این مقاله به این پوشش ها نام اختصاری TMC اختصاص داده خواهد شد.
|
WHAT ARE TRANSITION METAL COATINGS? If iron phosphate and zinc phosphate can be referenced as “Traditional Metal Phosphates”, the new non-phosphorus pretreatments can rightly be called "Transition Metal Coatings" (and will be referenced as “TMC” coatings in the remainder of this paper). |
|
عبارت "فلزواسطه" به موقعیت فلزات در جدول تناوبی عناصر اشاره میکند و عبارتی است که شیمیدانان از آن برای توصیف موقعیت گروه در جدول تناوبی از آن استفاده میکنند.
|
The term “transition metal” refers to a metal’s position in the Periodic Table of the Elements, and is a term chemists use to describe the location of a group on the Table.
|
|
زیرکونیوم در مرکز گروه عناصر در جدول تناوبی قرار گرفته و به عنوان عنصری نسبتا دوستدار محیط زیست شناخته شده است. ( شکل 1 را مشاهده کنید.) اکسید زیرکونیوم، تیتانیوم و/ یا وانادیوم فلزات واسطه ای هستند که دارای بیشترین مصرف در زمینه پوشش های فلزی هستند، زیرکونیوم فلز واسطه ی شناخته شده تری نسبت به بقیه است.
|
Zirconium (Zr) is at the center of a group of elements in the Periodic Table that are considered relatively environmentally friendly. (See Figure 1) Oxides of zirconium, titanium, and/or vanadium are the most commonly used transition metal coatings, with zirconium as the most frequently encountered transition meta |
|
توجه کنید که موقعیت این فلزات نزدیک به کروم است. گفتنی است که هر چه موقعیت دو عنصر در جدول به هم نزدیکتر باشد آن دو عنصر خواص مشابه تری از خود نشان می دهند.
|
Note the location of these metals relative to chromium. The closer two given elements are to each other on the Periodic Table, the more similar their properties.
|
|
اولین کاربرد ثبت شده از زیرکونیوم اکسید روی فولاد به سال 1996 بر میگردد، زمانی که اولین سیلر شست شوی غیرکرومی برپایه زیرکونیوم معرفی و به عنوان جایگزین پوشش های تبدیلی فسفاته به کار گرفته شد. این سیلر مشابه سیلرهای شست و شوی کرومی که دارای مصرف متداول هستند، مقاومت بالایی در برابر خوردگی از خود نشان می داد.
|
The first recorded application of zirconium oxide on steel was in 1996, when the first non-chrome seal rinse based on zirconium was introduced. Applied over a traditional metal phosphate conversion coating, The sealer conferred corrosion resistance that was close to that offered by the chromium seal rinse that had traditionally been used.
|
|
در سال 1998 علم شیمی به فکر جایگزینی کروم در پوشش های تبدیلی روی آلومنیوم افتاد. پیشینه اولین کاربرد فولاد به سال 2002 بر میگردد. |
The chemistry was then modified in 1998 to serve as a chromium replacement for conversion coating on aluminum. The first applications for steel arrived in 2002.
|
|
زیرکونیوم اکساید ماده ای تطبیق پذیر است، به طوری که هم می تواند به صورت سرامیک پخته در آید و هم اینکه به صورت مذاب، زیرکونیوم مکعبی، در جواهرسازی به کار گرفته شود.روکشی که از فلزی فعال در ماده ای غیر فعال مانند زیرکونیوم مکعبی ساخته شده و سپس با ماده ای آلی مقاوم به خوردگی پوشش داده می شود را تصور کنید. هدف پوشش های مدرن فلزات واسطه که اولین بار به عنوان نانوسرامیک معرفی شد دستیابی به این ساختار است.
|
Zirconium oxide is a very versatile material, taking on such varied forms as ceramic bake ware, or when fused as jewelry, cubic zirconia.Imagine cladding a reactive metal in an inert substance like cubic zirconia, then applying a corrosion- resistant organic coating. This is the promise of the modern transition metal coatings, once referenced as nano-ceramic.
|
|
شکل 2 ضخامت نسبی زیر سازی را نمایش می دهد. اندازه گیری ضخامت نسبی زیرسازی های به کار گرفته شده نشان می دهد که زینک فسفات سنگین ترین و ضخیم ترین زیرسازی بوده که منجر به رسوبدهی لایه معدنی با ضخامت 1000تا 5000 نانومتر می شود. (پاورقی 1)
|
Figure 2 shows the relative thicknesses of the pretreatments. When gauging relative thickness of applied pretreatments, zinc phosphates are by far the heaviest and thickest pretreatments, depositing a mineral layer of some 1000 to 5000 nanometers (nm) in thickness. (Footnote 1)
|
|
فسفات آهن نوعا پوشش 250 تا 500 نانومتری را به کار میگیرد . زیرسازهایTMC حدودا50 نانومتر بوده و ضخامت تقریبی 200 نانومتری دارند. این پوشش ها کوچک ترین و نازک ترین زیرسازها بوده و بسیار نازک تر از فسفات های فلزی متداول که قبلی هستند. |
Iron phosphate applies typically a 250 to 500 nm thick coating. TMC pretreatments are approximately 50 nm, with some approaching 200 nm in thickness. They are the smallest, thinnest of the pretreatments, and are much thinner than the traditional metal phosphates they replace.
|
|
مشابه فسفات های متداول قبلی ، زیرسازهای TMC گسترده ای از رنگ ها را از بی رنگ تا برنزی ، طلایی و آبی براق را از خود نشان می دهند. |
Much like traditional phosphates, TMC pretreatments can exhibit an array of colors, from nearly colorless, to tan, gold, and iridescent blue. |
|
مطالعات نشان می دهد که شکل ظاهری فلز زیرسازی شده با ضخامت پوشش به کار گرفته شده در ارتباط است. زمانی که بستر از جنس فولاد نرم است همان طور که پوشش کامل تر می شود رنگ پوشش از ظاهر اصلی بستر به سمت طلایی روشن یا برنزی ، سپس طلایی تیره ، آبی روشن و طلایی ، و در ادامه به سمت آبی ، آبی براق تغییر می یابد. در همین راستا و به طور هم زمان وزن و ضخامت پوشش نیز افزایش پیدا میکند. |
Investigation has revealed that the appearance of pretreated metal is related to the thickness of applied coating. When the substrate is mild steel, the coating color goes from the original appearance of the substrate to light gold or tan, to a deep gold, to light blue and gold, to blue, to deep iridescent blue as the coating becomes more complete and increases in coating weight or thickness. |
|
مشابه فسفات های متداول مصرفی با افزایش یک مورد یا بیشتر از متغیرهای زیر پوشش بالاتر خواهد رفت. متغیر های ذکر شده عبارتند از غلظت شیمیایی، زمان تماس، فشار( اسپری) یا تلاطم غوطه وری و دما.
|
As with traditional phosphates, the coating will become higher with increases in one or more of the following variables: chemical concentration, contact time, pressure (spray) or agitation immersion), or temperature |
|
متغیرهای عمده دیگری که ظاهر پوشش را تحت تاثیر قرارمی دهند نوع و جنس فولاد کالای آبکاری شده و مراحل ساخت آن است. اعمال گرما، جوشکاری، خردایش، خمش، انفجار و سایر فرایندهای تولید، میزان کربن و اهان را در سطح تحت تاثیر قرار می دهد.
|
Another significant variable that impacts appearance of the coating is the type of steel a finished good is made from and the fabrication steps required to produce it. Heat treatment, welding, grinding, bending, blasting and other common manufacturing processes impact the amount of carbon (or scale) and iron at the surface of the part. |
|
هرچه کربن بیشتری در سطح موجود باشد سطح فعالیت کمتری در برابر محلول زیرسازی از خود نشان خواهد داد. هرچه آهن بیشتری در سطح موجود باشد سطح نسبت به محلول زیرسازی فعالیت بیشتری از خود نشان خواهد داد. تصاویر زیر صفحات فولاد نرم و فولاد نورد گرم را نشان می دهد. هر دو این صفحات از طریق فرایند زیر سازی پنج مرحله ای آماده می شوند. (تمیز سازی سطح، شست و شو، TMC ، شست و شو و سیل نهایی) فولاد نورد سرد حتی به رنگ آبی تیره و فولاد نورد گرم در نتیجه دارا بودن مقادیر بالای کربن در سطح حتی می تواند به رنگ خاکستری درآید.
|
The more carbon at the surface, the less reactive the surface is to the pretreatment solution. The more iron at the surface, the more reactive the surface is to the pretreatment solution. The photos below show a mild steel and hot rolled steel panel. Both panels were processed through a five-stage pretreatment process (Clean, Rinse, TMC, Rinse, Final Seal). The cold rolled steel is an even deep blue and the hot rolled steel is an even grey color because of the high carbon content at its surface.
|
برای خواندن ادامه مطلب بر روی لینک زیر کلیک کنید:
جایگزینی پوشش کادمیم در کنتاکتهای الکتریکی نظامی
plating processes, procedures & solutions
UPDATE ON ALTERNATIVES FOR CADMIUM COATINGS ON MILITARY ELECTRICAL CONNECTORS
BY ROB MASON, CEF, MARGO NEIDBALSON, AND MELISSA KLINGENBERG,
PHD, CONCURRENT TECHNOLOGIES CORPORATION (CTC), JOHNSTOWN,
PA., AND LARGO, FLA., AND PARMINDER KHABRA AND CARL HANDSY,
UNITED STATES ARMY TANK-AUTOMOTIVE RESEARCH DEVELOPMENT AND
ENGINEERING CENTER (TARDEC), WARREN, MICH.
|
صنعت آبکاری فلزات با قانون گذاریهای بی شمار مربوط به مواد خطرناک به کار رفته در فرایندهای تزیینی و پوشش دهی تحت تاثیر قرار گرفته است. این قواعد زیست محیطی در بخش های صنعتی و تسهیلات دولتی کاراست. به علاوه ، سازمان تقویت محیط زیست فدرال، سازمان مدیریت محیط زیست ، انرژی و حمل و نقل و فرماندهی اجرایی زیست محیطی، انرژی و اقتصادی به تازگی درگیر این امر شده اند. این مصوبات اجرایی آژانس های دولتی را ملزم به کاهش میزان مواد اولیه لازم ، مواد مصرفی و نیز پساب مواد شیمیایی سمی و خطرناک می کند . کادمیم و کروم شش ظرفیتی بسیار سمی و سرطان زا هستند که به طور جدی توسط آژانس های حفاظت محیط زیست[1] ، امنیت شغلی و وزارت سلامت[2] محدود شده است. به علاوه کروم شش ظرفیتی در بین سه ماده خطرناکی است که وزارت دفاع برای تحقق مصوبات اجرایی تصمیم به کاهش میزان این ماده گرفته است. در نتیجه سمیت و سرطانزایی این ماده همگام با اقدامات اجرایی مربوط به این مواد، بخش تحقیق و توسعه و مرکز مهندسی خودروهای تانک ارتش آمریکا[3] روی حذف یا کاهش استفاده از کادمیم یا کروم شش ظرفیتی در سیستم های مرتبط به خودروهای شنی متمرکز شده است. مرکز دفاع ملی انرژی و محیط زیست[4] توسط سازمان فناوری های همزمان[5] مامور به حمایت ازفعالیت های انجام شده خصوصا در زمینه بدنه های محافظ رابط های الکتریکی[6] که در حال حاضر در سیستم های زمینی ارتش مورد استفاده قرار می گیرد و از صفحات کادمیمی که بعدا توسط پوشش تبدیل کرومی[7] ، و به منظور جلوگیری از خوردگی بیشتر کروماته می شود، ساخته شده است گردیده است. مصوبات مذکور روی نیاز به یافتن جایگزین برای فرایندهای پوشش دهی کنونی به منظور کاهش اثرات زیستن محیطی و خطرات امنیتی متمرکز شده است. در هر حال جایگزینی کادمیم برای کاربرد در زمینه های مختلف مسئولیت کم اهمیتی نیست. کادمیم سالهاست که به دلیل ویژگی های مختلفی که در اجزای کلی نشان می دهد به عنوان پوشش محافظتی رابط های الکتریکی به کار گرفته می شود. ویژگی اصلی که پوشش های کادمیمی در زمینه رابط های الکتریکی ایفا می کند شامل موارد زیر است |
The metal finishing industry has been impacted by numerous regulatory actions related to the hazardous materials that are used in decorative and functional coating processes. These environmental regulations are applicable to both commercial and government facilities. In addition, Executive Order (EO) 13423,Strengthening Federal Environmental, Energy, and Transportation Management, and EO13514, Federal Leadership in Environmental, Energy, and Economic Performance, were recently enacted. These EOs require government agencies to reduce the quantity of toxic and hazardous chemicals and materials acquired, used, or disposed. Cadmium and hexavalent chromium are very toxic and carcinogenic materials heavily regulated by the Environmental Protection Agency (EPA) and the Occupational Safety and Health Administration (OSHA). In addition, hexavalent chromium is among the three hazardous materials that the Department of Defense (DoD) has targeted for reduction to meet the requirements of the EO13423. Due to the toxicity and carcinogenicity, as well as the numerous regulatory actions related to these materials, the U.S. Army Tank-automotive Research Development and Engineering Center (TARDEC) has been working to eliminate or reduce the use of cadmium and hexavalent chromium in ground vehicles and related systems. The National Defense Center for Energy and Environment (NDCEE), operated by Concurrent Technologies Corporation (CTC), has been tasked to support TARDEC’s activities in this area. Specifically, the protective shells of electrical connectors currently used in military ground systems are cadmium plated and then chromated with chromate conversion coatings (CCCs) to provide additional corrosion protection. The aforementioned regulatory concerns underscore a need to find alternatives to the currently used coating processes to reduce environmental and safety risks. However, the replacement of cadmium for any application is not a trivial task. Cadmium has been used as a protective coating for electrical connectors for many years because of the numerous properties that it imparts to the overall component.
Key properties that cadmium coatings impart to electrical connector shells include: |
|
سهولت تولید · سهولت بازتعمیر · هدایت الکتریکی · سازش پذیری الکترومغناطیسی/ تداخل الکترومغناطیسی · بازدهی · مقاومت زیست محیطی/ خصوصا مقاومت در برابر خوردگی · جفت شدگی گالوانیکی · جلوگیری از رشد جلبک · قیمت ارزان · گرانروی ( الزامات پیچشی /کششی را تامین کند.) · مقاومت در برابر تلاطم · توانایی لحیم شدگی · مقاومت دمایی · مقاومت ارتعاشی
مهم ترین برنامه های CCC برای دستیابی به ویژگی های بهتر پوشش های کادمیم عبارتند از : · مقاومت افزایش یافته در برابر خوردگی · قابلیت رنگ پذیری( الزامات چسبندگی رنگ به پوشش را تامین کند.) · رنگ
|
Ease of manufacturing • Ease of repair • Electrical conductivity • Electromagnetic compatibility (EMC)/electromagnetic interference (EMI) effectiveness • Environmental resistance, particularly corrosion resistance • Galvanic coupling • Inhibition of algae growth • Low cost • Lubricity (meets established torque/tension requirements) • Shock resistance • Solderability • Temperature resistance • Vibration resistance
CCCs are applied over cadmium coatings to provide additional properties, the most important of which are: • Enhanced corrosion resistance • Paintability (meets requirements for paint adhesion to coating) • Color |
|
همان طور که در بالا مشاهده می شود. مزایای کمکی که توسط این سیستم ایجاد می شود جایگزینی آن را با مواد دیگر با چالش مواجه کرده است. یک مثال از ویژگی های کمیابی که توسط این پوشش های کادمیم و کروم شش ظرفیتی ایجاد میشود ، مقاومت بالا در برابر خوردگی است. پوشش کادمیمی در رابط های الکتریکی مقاومت در برابر خوردگی گالوانیکی ایجاد میکند، در حالی که تعداد اندکی از فلزات توانایی ایجاد چنین مقاونت خوردگی را دارهستند. این موضوع با توجه به موقعیت کادمیم در سری گالوانی در شکل 1 قابل مشاهده است. شکل 1 نشان میدهد که روی و آلیاژ های روی، بریلیم ، منیزیم و آلیاژهای آلومینیم فعال ترین فلزات در برابر خوردگی محیطی هستند. بنابراین تنها موادی هستند که مقاومت در برابر خوردگی مشابه با کادمیم ایجاد میکنند. در هر حال بریلیم خطرناکتر از کادمیم است و منیزیم و روی خالص در بسیاری از کاربردهای مهندسی به سرعت دچار خوردگی می شوند.
مثالهای دیگر ویژگیهای بی همتای کادمیم که برای کاربرد در رابط های الکتریکی خود را نشان میدهد بازدهی خوب EMC وEMI است. مقاومت جفتی این رابط بایستی تا حد کمینه نگه داشته شود( به عنوان مثال کمتر از 5/2 میلی اهم EMC )زیرا میزان بزرگتر مقاومت جفتی منجر به ولتاژ بالا میشود که هر گونه نوسان جریان القایی ناگهانی مشابه نوسانات برق شهری منجر به شکست خواهد شد.
رابط های پوشش داده شده با کادمیم این الزامات را در حین طول عمر رابط الکتریکی تامین می کنند. هم چنین سایر پوشش های آبکاری، به عنوان مثال الکترولیز نیکل در ابتدا این الزامات را تامین می کنند اما با گذر زمان و مقاومت ناشی از خوردگی ، محصولات بازدهی خود را از دست می دهند.
|
As seen above, the synergistic benefits provided by this coating system have made its replacement challenging. One example of the unique protective properties that are imparted by cadmium and hexavalent chromium is corrosion resistance. Cadmium coatings provide galvanic corrosion protection to electrical connector shells, and very few metals can provide a similar level of corrosion protection in this application. This is demonstrated by the position of cadmiumin the galvanic series, shown in Figure 1. 1Figure 1 demonstrates that zinc and zinc alloys, beryllium, magnesium, and aluminum alloys are generally the most active metals in corrosive environments and, therefore, are the only materials that can provide sacrificial corrosion protection similar to cadmium in this application. However, beryllium is more hazardous than cadmium, and magnesium and pure zinc both corrode too rapidly for many engineering applications. Other examples of the unique properties that are imparted by cadmium to connector shells involve electrical properties, specifically EMC and EMI effectiveness. Connector mating resistances must be kept to a minimum (e.g. lessthan 2.5 milliohms) for EMC, because greater mating resistances can lead to high voltages (and subsequent failures) when induced by sudden surge currents (such as a lightning strike). Cadmium-plated connectors meet this requirement throughout the life of the connector (i.e., the corrosion products of cadmium are generally non-insulating). Other plated coatings, such as electroless nickel (EN), meet this requirement initially, but lose effectiveness over time due to the resistances that are generated by corrosion products.
|
|
جایگزین مناسب کادمیم
DODسالهاست که در پی یافتن جایگزین مناسب کادمیم بوده و در سالهای گذشته موفق به شناسایی و کشف جایگزین های بالقوه ی بسیاری شده است که توسط برومان، گیداس، کلینجنبرگ و لگ و شاهین هدایت شده است. هدف از این مقاله خلاصه سازی کارهای قبلی انجام شده در این زمینه با هدف دستیابی به انتخاب منطقی قابل اعتماد ترین گزینه است |
VIABLE ALTERNATIVES TO CADMIUM The DoD has been interested in cadmium replacement for many years, and numerous potential replacements have been identified and explored in past work conducted by Brooman2,3,4, Gaydos5, Klingenberg3,4,6, Legg1; and Shahin7,among many others. It is the intent of this paper to summarize past work that has been accomplished in this area, with the intent of providing a rationale for the selection of the most promising candidates. |
برای خواندن ادامه مطلب روی لینک زیر کلیک کنید:
خود انباشتگی پوشش های آلی
AUTODEPOSITION OF ORGANIC COATINGS
خود انباشتگی پوشش های آلی
BY THOMAS C. JONES
HENKEL SURFACE TECHNOLOGIES, MADISON HEIGHTS, MICH.
|
خود انباشتگی پوشش های آلی به واکنش شیمیایی انباشتگی پوشش رنگ روی سطح فلز اطلاق می شود. این فرایند از این جهت که قطعه کار در حمام آبی دارای مواد آلی یونیزه شده غوطه ور می شود به انباشتگی الکتروشیمیایی شباهت دارد. |
Auto deposition of organic coatings refers to a chemical process for depositing paint coatings onto metal surfaces. This process resembles electro deposition in that the objects to be coated are submerged in an aqueous bath containing ionized organic materials; |
|
|
|
|
در هر حال در فرایند خود انباشتگی، پوشش حین انباشتگی الکتروشیمیایی و توسط واکنش شیمیایی بین سطح فلز و مواد سازنده حمام تولید می شود و پوشش از طریق الکترولیز آبی که در معرض جریان الکتریکی قرار دارد تولید می شود. پس از خود انباشتگی فیلم مرطوب در آب غوطه ور می شود و با به کارگیری گرما برای تولید پوشش غیر فعال مقاوم به خوردگی آماده سازی می شود. |
However, in autodeposition, the coating is produced by a chemical reaction between the metal surface and the bath constituents as opposed to electrodeposition where the coating is produced by the electrolysis of water due to an imposed electric current. After autodeposition, the wet film is water rinsed and cured by application of heat to produce an inert, corrosion-resistant coating |
مکانیسم پوشش دهیگام نخست در مکانیسم پوشش دهی در فرایند خود انباشتگی، واکنش شیمیایی بین سطح فلزی و اجزای غیرآلی موجود در حمام است. |
COATING MECHANISMThe first step in the coating mechanism for the autodeposition process is the chemical reaction between the metallic surface and the inorganic constituents of the coating bath. |
|
مرحله انباشتگی پوشش در فرایند خود انباشتگی شامل ناپایدارسازی کنترل شده تعلیق محلول آبی پلیمری دارای بار منفی توسط یونهای باردار مثبت به وجود آمده در سطح فلز طی یک واکنش شیمیایی غیر آلی است . اجزای حمام پوشش خود انباشته شامل اسید ضعیف( هیدروفلوئوریک اسید ، HF ) در محدوده 0.2% تا 0.3% حجمی ، محلول پایدار شده آنیونی و رنگدانه های معلق ( لاتکس /رنگدانه) و یون آهن کی لیت شده در محلول است. (FeF3، محتوای جامد کل حمام کمتر از 10% است و محلول پوشش دارای ویسکوزیته آب است . واکنش شیمیایی که منجر به خود انباشتگی می شود به شکل زیر است. برای محلول فلزی شرکت کننده های اصلی شامل: |
The coating deposition step of the autodeposition process involves the controlled destabilization of an aqueous polymer latex dispersion, which is negatively charged, by the positive ions generated at the surface of the metal by the inorganic chemical reaction. The components of an autodeposition coating bath include a weak acid )hydrofluoric acid, HF) in the range of 0.2% to 0.3% by volume, an anionically stabilized latex and pigment dispersion (latex/pigment), and chelated ferric ion in solution (FeF3 The total solids content of the bath is less than 10%, and the coating solution has the viscosity of water.The chemical reactions that result in an auto deposition coating are as follows. For iron dissolution, the major contributor is |
|
و شرکت کننده های غیر اصلی عبارتند از: انباشتگی زمانی اتفاق می افتد که |
and a minor contributor is deposition occurs when |
|
آهنی که در فیلم مرطوب به دام نیفتاده به از طریق افزودن عامل اکسنده به FeF4-1 تبدیل می شود. از آنجایی که FeF4-1 با محلول پایدار شده آنیونی لاتکس/ رنگدانه واکنش نمی دهد. این فرایند هیچ گونه لجنی تولید نمی کند. هم زمان که فیلم خود انباشتگی ساخته می شود، انتشار واکنشگرها به سطح کند می شود. |
Iron that is not entrapped in the wet film is converted to FeF4-1 by the addition of an oxidizing agent. Since FeF4-1does not react with the anionically stabilized atex/pigment dispersion, the process is sludge-free.As the autodeposited film builds, the diffusion of reactants to the surface is slowed, |
|
و سرعت انباشتگی فیلم کاهش پیدا میکند. این فرایند خود محدود کننده منجر به ایجاد پوشش نهایی است که بسیار یکنواخت بوده و به سطح زیر لایه تبدیل می شود. تمام نواحی که در معرض حمام پوشش قرار دارند پوشش داده می شوند. |
and the rate of film deposition decreases. This self-limiting mechanism results in a final coating that is extremely uniform and conforms to the underlying surface. All areas exposed to the coating bath become coated. |
|
این ویژگی فرایند خود انباشتگی حایز اهمیت است زیرا حتی نواحی محصور شده در برابر خوردگی مقاوم هستند. ضخامت یک پوشش نوعی حدودا 15 تا 30 میلی متر است ( 0.6 تا 1.2 مایل) |
This feature of the autodeposition process is important since even enclosed areas will be protected against corrosion, as long as the solution has wet the surface. Typical coating thicknesses are about 15 to 30 mm (0.6 to 1.2 mils (. |
ویژگی های فیلمآنالیز فیلم خود انباشنه شده آماده، حضور آهن را در سراسر لایه آلی تاید میکند. اعتقاد بر این است که آهن دارای بار مثبت با مکانهای آنیونی واکنش میدهد. (برای مثال گروه های سولفونات و کربوکسیل) که در اسکلت پلیمر فرموله شده اند تا روی انباشتگی موثر واقع شود. |
FILM PROPERTIESAnalysis of a cured autodeposited film shows the presence of iron throughout the organic layer. It is believed that the positively charged iron reacts with anionic sites (e.g. sulfonate groups and carboxyl groups), formulated into the polymer backbone, to effect the deposition. |
|
هیچگونه عامل اتصال دهنده ی عرضی اضافی برای این کار مورد نیاز نیست. اگرچه پلیمرهای امولسیونهای آلی زیادی می توانند خود انباشتگی پیدا کنند اما عملکردشان یکسان است. در هر حال ویژگی های فیلم آماده شده بستگی به طبیعت شیمیایی پلیمر دارد. برای مثال امولسیون لاتکس پلی وینیلدین کلراید ((PVDC گسترده ترین مورد مصرف |
No additional cross-linking agents are required.Although many organic emulsion polymers can be autodeposited, there actions are the same; however, the properties of the cured film depend on the chemical nature of the polymer. For example, polyvinylidene chloride (PVDC) latex emulsions are the most widely used at |
|
در صنایع کنونی و در فرایند خودانباشتگی است. فیلم های انباشته شده مقاومت بسیار خوبی در برابر نفوذ رطوبت و اکسیژن به پایه فلزی از خود نشان میدهند و در نتیجه مقاومت در برابر خوردگی خیلی خوبی از خود نشان میدهند. همچنان که فیلم های رنگی که این رزین ها را مورد استفاده قرار میدهند، سختی ، شکل پذیری، خواص چسبندگی خیلی خوبی از خود نشان مید هند. |
present in the commercial practice of autodeposition. Films deposited show excellent resistance to the penetration of moisture and oxygen to the base metal and, hence, offer superior corrosion resistance, as well as the excellent hardness, formability, and adhesion characteristic of paint films using this type of resin. |
|
فرایند دیگر خود انباشتگی پلیمرهای رزین اکریلیک مقاوم به دمای بالا F400<را در حضور سیالات تجمعی به کار میگیرد ( به عنوان مثال پلی گلیکول قلیایی) |
Another commercial autodeposition process utilizes acrylic resin polymers to produce films that are resistant to high temperatures (>400°F) in the presence of aggressive fluids (e.g., alkaline polyglycols.) |
|
رنگدانه های کربن بلک که به طرز موثری توسط پلیمرها بسته بندی شده و به طور همزمان با رزین انباشته می شوند بسیار موثر هستند. گونه های غیر رنگدانه ای لاتکس پلی وینیل دی ان کلراید به طور تجاری به عنوان آغازگربرای پوشش بعدی به کار گرفته می شود. |
Carbon black pigments, which are effectively encapsulated by the polymers and thus deposit simultaneously with the resin, are highly effective. A nonpigmented version of the polyvinylidene chloride latex is commercially available as a primer for subsequent top coating. |
|
در حالی که سایر رنگدانه های رنگی به طور موفقیت آمیزی در مقیاس آزمایشگاهی ارزیابی شده اند، هیچکدام انها تا کنون به لحاظ تجاری در دسترس قرار نگرفته اند. استیل های پوشیده شده با روی و آلیاژهای روی با تغییر شیمی واکنش می توانند به طور موثری رنگ شوند. |
While other colored pigments have been successfully evaluated on a laboratory basis, none are at present commercially available.Zinc and zinc-alloy coated steels can be effectively painted by autodeposition by varying the process chemistry |
ترتیب فرایند:سیستم های خود انباشتگی تجاری ببرای حرکت/ انتقال قطعه کار از مرحله ای به مرحله بعد از کانوایر پیوسته و یا به کمک بالابردن حامل کمک میگیرند.سیستم هایی که از کانوایر بهره میگیرند از تحریک بالاتر ( به منظور آوردن واکنشگرهای تازه به سطح فلز )که در نتیجه حرکت قطعه کار در تانک پوشش ( مشابه تانک های غوطه وری) ایجاد می شود بهره میگیرند. |
PROCESS SEQUENCECommercial autodeposition systems employ movement/transfer of the work package from stage to stage by either a continuous conveyor or by an indexing hoist. Conveyorized systems offer the advantage of assured agitation (to bring fresh reactants to the metal surfaces) due to the movement of the work through the coating tank (as well as the cleaning and rinsing tanks). |
|
سیستم های حاملی در نتیجه نیاز به فضای انتقال کمتردر فضا صرفه جویی می کنند. ترتیب یک فرایند نوعی در زیر نشان داده شده است. ( زمان تماس در هر مرحله از 30 تا 2 دقیقه است، به استثنای آون که 15 تا 30 دقیقه در آن متداول است. مرحله 1: اسپری تمیز ساز قلیایی مرحله 2: غوطه وری در تمیزساز قلیایی |
Hoist-operated systems conserve space due to decreased transfer distance.A typical process sequence is shown below. (Contact times in each stage vary from 30 seconds to 2 minutes, with the exception of the oven where 15 to 30 minutes is common). Stage 1: Spray alkaline cleaning Stage 2: Immersion alkaline cleaning |
|
مرحله 3:غوطه وری شست و شوی آب مرحله4:غوطه وری در شست و شوی آب دیونیزه مرحله5:خودانباشتگی خودکار( غوطه وری) مرحله 6:غوطه وری شست وشوی اب مرحله 7:غوطه وری شست و شوی آب بندی مرحله 8: آماده سازی |
Stage 3: Immersion water rinse (plant water) Stage 4: Immersion (or spray) deionized water rinse Stage 5: Autodeposition (immersion) Stage 6: Immersion water rinse (plant water) Stage 7: Immersion sealing rinse Stage 8: Cure |
تمیز سازی:برای انجام یک خودانباشتگی موفق نیازمند تمیزسازی خوبی هستیم ، هرگونه خاک باقی مانده که مانع انحلال یون فلزی می شود باعث جلوگیری یا کاهش تشکیل پوشش می شود. گرچه اغلب خاک های آلی (به عنوان مثال ترکیبات نقاشی و روغن های ضد زنگ) توسط تمیزکننده های قلیایی پاک می شوند، خاک های معدنی مانند (اثرات جوشکاری، زنگ) اغلب نیازمند تمیزسازی در مواد اسیدی هستند. تمیزسازی غوطه وری معمولا برای اطمینان از جداسازی کافی خاک از نواحی .محصور مانند ورودی توربین ها و قسمتهای جعبه که توسط اسپری غیرقابل دسترس است ضروری است. برای محافظت مواد شیمیایی در تانک ها در برابر ایجاد بیش از حد خاک، پیش از آن یک مرحله اسپری تمیزکننده مورد استفاده قرار میگیرد. یک سرریز جزئی از این مخزن موجب کاهش تلفات تمیزکننده می شود |
Cleaning:Good cleaning is essential to successful autodeposition. Any residual soils, which hinder the solubilization of metal ions, can prevent or reduce coating formation. Although most organic soils (e.g., drawing compounds and rust preventive oils) are readily removable by alkaline cleaners, inorganic soils (e.g., weld spatter, scale, and rust) often require cleaning in an acidic material.Immersion cleaning is usually required to ensure adequate soil removal from recessed areas such as tube interiors and box sections, which are inaccessible by spray. To protect the chemicals in the tank from excessive buildup of soils, a (smaller) spray cleaner stage is used beforehand. A slight overflow of this tank results in decreased cleaner loss. |
شستشوشستشوی گیاهان برای حذف پاک کننده های باقی مانده از طریق کار بر روی قطعه کار( و ترک) استفاده می شود. این مرحله با شستشو با آب دیونیزه شده برای حذف هر نمک آب سخت ادامه پیدا میکند. اثر افزایشی نمک در طول زمان منجر به کاهش تدریجی ضخامت فیلم پوشش در واحد زمان غوطه وری می شود. |
RinsingPlant water rinsing is employed to remove residual cleaner carried through on the work pieces (and racks). This is followed by a rinse with deionized water to remove any hard water salts. The effect of salt buildup over time results in gradually decreasing coating film thickness per unit of immersion time. |
خود انباشتگیخود انباشتگی به واسطه واکنش های فوق رخ میدهد. پارامترهای کنترل کننده شامل رنگ جامد ( سنجش گراویمتریک)، میزان اسید( غلظت فلوراید آزاد)، پتانسیل اکسایش –کاهش ( در میلی ولت) که متناسب با نسبت FeF3 به Fe2+ هستند. |
AutodepositionAutodeposition occurs by the reactions given above. The control parameters are paint solids (gravimetric determination), acid level (free fluoride concentration), and oxidation/ reduction potential (in millivolts), which is proportional to the ratio of FeF3 to Fe2+ |
شست وشوی فراپوششیشست و شوی با آب ( عموما غوطه وری اما به کارگیری اسپری فشار پایین نیز متداول است.) بقایای لاتکس واکنش نداده را جدا می کند. محلول شست و شوی آب بندی نهایی شامل مواد شیمیایی است که با آهن محلول در فیلم مرطوب واکنش داده تا تخلخل بعد از آماده سازی فیلم را از بین ببرد. |
Postcoating RinsingA plant water rinse (usually immersion, but low-pressure spray applications have been used) removes traces of unreacted latex. A final sealing rinse contains chemicals that react with any soluble iron in the wet film to eliminate porosity after the film is cured |
برای خواندن ادامه مطلب روی لینک زیر کلیک کنید:
کروم سه‌ظرفیتی به منظور افزایش محافظت به خوردگی برروی سطوح آلومینیومی
کروم سه‌ظرفیتی به منظور افزایش محافظت به خوردگی برروی سطوح آلومینیومیTRIVALENT CHROMIUM FOR ENHANCED CORROSION PROTECTION ON ALUMINUM SURFACES
کروم سه‌ظرفیتی به منظور افزایش محافظت به خوردگی برروی سطوح آلومینیومی (از نگاه متال فینیشینگ)
پوششهای تبدیلی کروماته معمولا بر روی سطوح پایه آلومینیومی به منظور افزایش خصوصیات چسبندگی و مقاومت به خوردگی اعمال می‌گردند. فرایند رایج پوشش تبدیلی کروماته از ترکیبات سمی و بسیار اکسیدشونده کروم شش‌ظرفیتی (Cr+6) و فرِی‌سیانیدها استفاده میکند. صنعت آبکاری فلزات، در حال توسعه‌ی پوششهای جایگزین با سمیت کمتر به منظور تطابق با قوانین زیست‌محیطی و محدودیت مصرف مواد، مانند دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک اتحادیه اروپا (RoHS) است.
که جایگزین امیدوارکننده، پوشش تبدیلی سه‌ظرفیتی برپایه کروم سازگار با محیط‌زیست است. این مقاله یک فرایند جدید کروم سه‌ظرفیتی برای تبدیل کروماته برروی آلومینیوم با مقاومت به خوردگی بالا، چسبندگی خوب رنگ، قیمت پایین، پردازش سریع و ساده را معرفی میکند که مقررات سخت‌گیرانه نظامی را رعایت میکند. این محصول توسط QPL (لیست محصولات واجد شرایط) در برنامه استانداردسازی نیروی دریایی ایالات متحده تحت عنوان Spec MIL-DTL-81706-B تأیید شده است.
|
Chromate conversion coatings have been routinely applied on aluminum-based surfaces in order to improve corrosion characteristics and adhesive properties. The conventional chromate conversion coating process uses highly oxidizing toxic hexavalent chromium (Cr+6) compounds and ferricyanide. The metal finishing industry has been developing less toxic alternative coatings in order to comply with environmental regulations and substance restriction legislation, such as the European Union’s Restriction of Hazardous Substances (RoHS) directive. |
پوششهای تبدیلی کروماته معمولا بر روی سطوح پایه آلومینیومی به منظور افزایش خصوصیات چسبندگی و مقاومت به خوردگی اعمال می‌گردند. فرایند رایج پوشش تبدیلی کروماته از ترکیبات سمی و بسیار اکسیدشونده کروم شش‌ظرفیتی (Cr+6) و فرِی‌سیانیدها استفاده میکند. صنعت آبکاری فلزات، در حال توسعه‌ی پوششهای جایگزین با سمیت کمتر به منظور تطابق با قوانین زیست‌محیطی و محدودیت مصرف مواد، مانند دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک اتحادیه اروپا (RoHS) است. |
|
One promising alternative is the trivalent chromium–based environmentally friendly conversion coating. This article will describe a new trivalent chromium process for chromate conversion on aluminum with high corrosion protection, good paint adhesion, low cost, quick and simple processing, and all while meeting the stringent requirements of military specifications. It is QPL (Qualified Product List) approved by the United States Navy–Defense Standardization Program under Governing Spec MIL-DTL-81706-B. |
یک جایگزین امیدوارکننده، پوشش تبدیلی سه‌ظرفیتی برپایه کروم سازگار با محیط‌زیست است. این مقاله یک فرایند جدید کروم سه‌ظرفیتی برای تبدیل کروماته برروی آلومینیوم با مقاومت به خوردگی بالا، چسبندگی خوب رنگ، قیمت پایین، پردازش سریع و ساده را معرفی میکند که مقررات سخت‌گیرانه نظامی را رعایت میکند. این محصول توسط QPL (لیست محصولات واجد شرایط) در برنامه استانداردسازی نیروی دریایی ایالات متحده تحت عنوان Spec MIL-DTL-81706-B تأیید شده است. |
|
In addition, this article will outline various chromate conversion techniques for aluminum. It will address a new, environmentally friendly, cost-efficient, and performance-oriented chromate conversion coating with a unique and patented trivalent chromium pre- and post-treatment chemistry for aluminum. |
همچنین این مقاله، به روشهای مختلف تبدیل کروماته برروی آلومینیوم اشاره میکند. این مقاله یک پوشش تبدیل کروماته جدید، دوستدار محیط‌زیست، مقرون به‌صرفه با کارکرد هدفمند و مواد شیمیایی آماده‌سازی و تکمیل فرایند کروم سه‌ظرفیتی، دارای ثبت اختراع و منحصربفرد را برای آلومینیوم معرفی میکند. |
|
CHROMATE CONVERSION OF ALUMINUM Chromate conversion coatings have been used for several decades in the aerospace industry to improve the corrosion resistance of aluminum alloys. Chromate conversion coatings have also been used to passivate zinc, cadmium, copper, silver, magnesium, tin, and their alloys. Chromate coatings, similar to phosphate coatings, are processes of chemical conversion because they contain both substrate metal and depositing species. However, chromate coatings are formed by the reaction of chromic acid or chromium salt water solutions. Chromate conversion coatings usually exhibit good atmospheric corrosion resistance. These conversion coatings form an ideal substrate for paints by providing a clean, essentially inert surface, which provides optimum conditions for adhesion |
تبدیل کروماته آلومینیوم پوششهای تبدیلی کروماته در دهه‌های مختلف در صنعت هوافضا برای بهبود مقاومت به خوردگی آلیاژهای آلومینیوم استفاده شده‌اند. پوششهای تبدیلی کروماته همچنین برای پسیواسیون قلع، منیزیم، نقره، مس، کادمیوم، روی و آلیاژهای این فلزات استفاده میشوند. پوششهای کروماته مشابه پوششهای فسفاته فرایندهایی از تبدیل شیمیایی هستند زیرا که آنها حاوی فلزات زیرلایه و ذرات رسوبی هستند. بهرحال پوششهای کروماته ازطریق واکنش با اسید کرومیک و در محلول‌های آب و نمک کروم تشکیل میشوند. پوششهای تبدیل کروماته معمولا مقاومت به خوردگی خوبی از خود بروز میدهند. این پوششهای تبدیلی نیاز به یک بستر ایده‌آل برای رنگ‌ها دارد که یک سطح تمیز و خنثی داشته باشد و شرایط بهینه برای چسبندگی را به وجود آورد. |
|
The application of chromated aluminum can cover a wide range of functions. Conversion coatings can provide mild wear resistance, better drawing or forming characteristics, and may be used to provide a decorative finish. In addition, they are also ideal for pretreatment prior to organic coating. Most organic coatings applied directly to aluminum surfaces will not adhere well, and if subjected to any deformation they will tend to flake off, exposing the bare aluminum. Scratching off the paint surface would also provide a nucleation site for aluminum corrosion and further undercutting of the coating. |
استفاده از آلومینیوم کروماته میتواند گستره وسیعی از کاربردها را پوشش دهد. پوششهای تبدیلی ممکن است مقاومت به سایش متوسط و خصوصیات شکل‌پذیری و کششی بهتر برای کاربردهای آبکاری تزئیناتی را ارائه دهند. به‌علاوه این پوششها برای آماده‌سازی قبل از اعمال پوششهای آلی ایده‌آل هستند. اکثر پوششهای آلی که به طور مستقیم به سطوح آلومینیومی اعمال میشوند، چسبندگی خوبی ندارند و اگر تحت هرگونه تغییر شکل قرار بگیرند، تمایل به جداشدن از سطح دارند و درنتیجه فلز آلومینیوم عریان نمایان میشود. خراش‌دادن سطح رنگ نیز یک محل جوانه‌زنی برای خوردگی آلومینیوم ایجاد کرده و پوشش متحمل تخریب بیشتری میشود. |
|
The successful application of this conversion process requires the aluminum to be clean and free of organic soils, oxides, and corrosion products. Therefore, a pretreatment process is required that can be applied to aluminum and provides a suitable basis for subsequent coatings. |
برای اجرای موفقیت‌آمیز این فرایند تبدیلی، لازم است که آلومینیوم تمیز شده و عاری از آلودگی‌های آلی، اکسیدها و محصولات خوردگی شود. بنابراین، یک فرآیند آماده‌سازی مورد نیاز است که ممکن است برروی آلومینیوم اعمال گردد و بستر مناسبی را برای پوششهای بعدی فراهم کند. |
|
Conversion coatings that can be used on aluminum alloys and are compatible with most paint systems have been developed. The name “conversion coating” describes a process of chemical reaction that results in a surface film. As a result of this reaction and conversion, the film becomes an integral part of the metal surface, which exhibits excellent adhesion properties. Chromate conversion coatings are a thin chemical film, usually less than 0.25 microns in thickness and are electrically conductive. |
پوششهای تبدیلی که می‌توانند در آلیاژهای آلومینیوم استفاده شوند، با اکثر سیستمهای رنگ تولیدشده، سازگار هستند. عبارت "پوشش تبدیلی" یک فرآیند واکنش شیمیایی را شرح میدهد که منجر به تولید یک لایه سطحی میشود. در اثر این واکنش و تبدیل این لایه، بخشی جدایی‌ناپذیر از سطح فلز میشود، که خواص چسبندگی عالی از خود بروز میدهد. پوششهای تبدیلی کروماته یک لایه شیمیایی نازک هستند، معمولا کمتر از 0.25 میکرون ضخامت دارند و رسانای الکتریسیته هستند |
|
HEXAVALENT CHROMATES Historically, hexavalent chemistry has been used to process aluminum chromate conversion parts. Chromate passivation systems containing Cr+6 compounds are an extremely versatile group of aqueous chemistries that are extensively used in a diverse range of electroplating and metal treatment processes. They impart many beneficial and essential characteristics to metallic substrates and deposits obtained from a number of techniques, such as zinc electroplating. Chromate conversion coatings on alloys are formed by the reduction of chromate ions and the development of a hydrated Cr2O3 barrier layer, which provides corrosion resistance and further protection due to residual chromate ions. |
کروماته‌های شش‌ظرفیتی از لحاظ تاریخی، شیمی شش‌ظرفیتی برای آبکاری قطعات تبدیلی کروماته آلومینیوم استفاده شده است. سیستمهای پسیواسیون کروماته حاوی ترکیبات Cr+6 یک گروه بسیار متنوع از شیمی مایعات هستند که به طور گسترده در طیف متنوعی از فرآیندهای آبکاری و فلزکاری مورد استفاده قرار میگیرند. این نوع پوششها ویژگیهای مفید و ضروری را در بسترهای فلزی و رسوبات حاصله از روشهای مختلف مانند گالوانیزه روی به وجود می‌آورد. پوششهای تبدیلی کروماته برروی آلیاژها شکل گرفته ازطریق کاهش یونهای کروماته و ایجاد یک لایه حائل Cr2O3 هیدراته تشکیل شده است که مقاومت به‌خوردگی و حفاظت بیشتری را به دلیل یونهای کرومات رسوبی فراهم میکند. |
|
Hexavalent-based passivation (Cr+6) exhibits a number of desirable characteristics. The process will passivate the surface of zinc and zinc alloy electrodeposits with a thin film that provides end-user benefits such as color, abrasion resistance, and increased corrosion protection. When damaged, these hexavalent chromates possess a unique “self-healing” property. This means that soluble Cr+6 compounds contained within the passivation films will repassivate any exposed areas. |
پسیواسیون شش‌ظرفیتی (Cr+6) چند ویژگی خوب را به نمایش می‌گذارد. این فرایند سطح قطعات آبکاری‌شده روی و آلیاژروی را با یک لایه نازک پسیو میکند که مزایایی را برای مشتری مانند رنگ، مقاومت به خراش و افزایش مقاومت به خوردگی در پی دارد. این کروماتهای شش ظرفیتی هنگام آسیب‌دیده‌گی دارای خاصیت "خودترمیم‌شوندگی" منحصربفرد هستند. خودترمیم‌شوندگی به این معنی است که ترکیبات Cr+6 محلول حاضر در لایه‌های پاسیواسیونی مجددا بر روی سطوح اعمالی پاسیو خواهند شد. |
|
Hexavalent chromate has wet, gelatinous film drying at the surface. Subsurface moisture (dehydrating in approximately 48–72 hours) provides selfhealing and lubricity characteristics. The deposits are harder than conventional trivalent chromate film, and they offer torque and tension to meet the finishing requirements of fasteners. Unfortunately, the Cr+6 used in generating cheap and very effective coatings poses serious health hazards as well as waste treatment problems. Chrome sores, which are severe damage to mucous membranes and skin lesions, occur from exposure to the ever-present chrome-mists and aerosols in job shops. Environmental guidelines and regulations are in place that restrict and prohibit its usage. |
کروماته شش‌ظرفیتی یک لایه ژلاتینی و مرطوب دارد که برروی سطح خشک میشود. رطوبت زیرسطحی (تقریبا به مدت 48 تا 72 ساعت خشک شده) منجر به ایجاد ویژگیهای خودترمیم‌شوندگی و روانکاری میشود. این رسوبات سختی بیشتری نسبت به لایه کرومات سه‌ظرفیتی متعارف دارند و آنها گشتاور و تنش موردنیاز برای دستیابی به ملزومات آبکاری بست‌ها را ارائه میدهند. متاسفانه Cr+6 مورد استفاده برای تولید پوششهای بسیار کاربردی و ارزان، خطرات جدی سلامت و همچنین مشکلات دفع ضایعات را ایجاد میکنند. جراحات کروم که آسیب جدی به غشاهای مخاطی و ضایعات پوستی می‌زنند، از استنشاق آیروسول‌ها و غبارات کروم همواره حاضر در کارگاه‌ها ناشی میشوند. دستورالعمل‌های زیست‌محیطی و مقرراتی وجود دارند که استفاده از آنها را محدود و ممنوع میکنند. |
|
The finishing industry is developing less toxic alternatives in order to comply with substance restriction legislation and directives from the European Union. The most significant directive is RoHS, signed on Jan. 27, 2003, which went into effect July 1, 2006. The restriction covers six hazardous substances: lead, mercury, cadmium, Cr+6, polybrominated biphenyls (PBB), and polybrominated diphenyl ether (PBDE). |
صنعت آبکاری در حال توسعه جایگزین‌هایی با سمیت کمتر به منظور رعایت قوانین محدودیت مصرف مواد و دستورالعمل‌های اتحادیه اروپا است. مهمترین دستورالعمل RoHS است که در تاریخ 27 ژانویه 2003 مصوب شده است و در تاریخ 1 ژوئیه 2006 به اجرا گذاشته شده است. این محدودیت شامل شش ماده خطرناک است: سرب، جیوه، کادمیوم، کروم شش ظرفیتی، پلی‌برومینات بی‌فنیل (PBB) و اتر دی‌فنیل پلی‌برومینات (PBDE). |
برای خواندن ادامه مطلب بر روی لینک زیر کلیک کنید:
آماده سازی شیمیایی سطح از نگاه متال فینیشینگ 2011
تمیز کردن فلز
به بیان ساده ، کار انجام شده در تمیز کردن فلز حذف مواد جمع شده از عملیات قبلی ، از سطح فلز و آماده سازی آن برای عملیات بعدی است.
تمیز کردن فلزات نه تنها شامل انتخاب نوع (ها) از پاک کننده ها بلکه همچنین شامل چرخه مخصوص پاک کنندگی و تجهیزات مناسب فرایند، برای تولید قطعات قابل قبول در یک نرخ مشخص (قطعات / ساعت ) می باشد.
یک معادله برای چنین عملیات تمییز کردن ممکن است به شرح زیر نشان داده شود :
تجهیزات فرایند + چرخه فرایند + پاک کننده (ها) = قطعات / ساعت قابل قبول
هر کدام از اصطلاحات در معادله داده شده در صورت قابل قبول بودن قطعات یک نرخ مشخص برای یک عملیات مقرون به صرفه است . معادله همچنین به عملیات ویژه که بیش از یک پاک کننده به عنوان یک خط آبکاری نیاز دارد اشاره می کند.تجهیزات پردازش ، تجهیزات انتخاب - مسیر دنداده دار ،مسیر بشکه ، واشر اسپیرال ، مافوق صوت وغیره می باشد.
خاک ها
خاک ها موادی از باقی مانده سطح فلزات در عملیات (ها) ی پیشن یا آماده سازی سطح برای در انبار رفتن فلز هستند.نمونه های از انواع خاک که در تمیز کردن فلز مواجه می شوند در زیر لیست شده است.ممکن است مواردی که در آن بیش از یک خاک در یک بخش حاضر باشد وجود داشته باشد.
زنگ مقیاس ( جوش و یا حرارت )
لکه دار کردن اکسیدان هایی که به پایان رساندن دیرتر را ممانعت می کنند
دوده ها خاک های کربنی
ترکیبات نقشه کشی روغن های ماشین ابزار
روغن های ماشین پرس گریس های ریسندگی
اثر انگشت ترکیبات براق کردنی
ترکیبات پرداخت ترکیبات فلزی
دستکش چاپ ترکیبات بازدارنده خوردگی
ذوب شدن های ناشی از عملیات لحیم کاری روکش فسفات اشباع ساخته شده با روغن های روان کننده
محصولات خوردگی استنسیل کردن جوهر
باقی مانده ترکیبات جلا دادن باقی مانده پس مانده جلا بر روی سطح از مراحل آبکاری قبلی
خاک های عمومی که در طول ذخیره سازی جمع آوری می شوند خریداری می شوند
این خاک ها به طور کلی به سه دسته تقسیم می شوند :
خاک های آلی که معمولا چرب کننده هستند در تشکیل فلز ، نورد ، وعملیات ماشین کاری مورد استفاده قرار می گیرند.گریس ممکن است بالای نفت و یا فرمولاسیون های ترکیبی از مواد مصنوعی (محلول در آب) تشکیل شده باشد.صابون ها، روغن های گوشت خوک ، و موم همچنین بر این پایه مواجه می شوند.
خاک های معدنی زنگ، گرما و خال جوش ، دوده ها ، و اکسیدان ها ( لکه دار) را شامل می شوند.خاک های متفرقه کارخانه خاک ها شامل ،دستکش چاپ از قطعات دستی ، ذوب شدن ناشی از عملیات لحیم کاری،و خاک های سوخته از عملیات اطفاء حریق می باشد .
به عنوان یک قاعده حذف خاک یک واکنش ساده نیست ، به عنوان مثال ، چربی گوشت خوک با سود سوز آور برای تشکیل یک صابون واکنش میدهد.واکنش می تواند تا حدودی بیشتر پیچیده باشد.
یک نگرانی مهم، که به مشکلات پاک کنندگی اضافه میکند، سن خاک است.خاک ها که سن آنها اجازه می دهد که سطح فلز برای مدت مدیدی بیشتر و بیشترمشکل تر حذف شود. یک مثال کلاسیک ترکیبات جلا دیده قدیمی ازمهره روی ریخته گری است.این مهم است ، بنابراین ، برای تمیز کردن قطعات زودتر انها به اخرین عملیات خود می رسند.
پاک کننده های اختصاصی
برای شروع با مفهوم یک پاک کننده برای همه خاک ها و همه فلزات وجود ندارد، اگرچه حلال های کلر برای دستیابی به این افتخار نزدیک امده اند.
اسیدی .(PH=7.0 پاک کننده های اختصاصی در گروه های زیر قرار می گیرند :قلیایی ( ضعیف تا قوی ). خنثی (
(ضعیف تا قوی ).امولسیون و حلال . شکل های فیزیکی از پاک کننده ها در بازار ممکن است به صورت پودر،مایع،ویا ژل باشد.
در توسعه یک پاک کننده نه تنها خاک ها بلکه فلز پایه تمیز شده در نظر گرفته می شود. یک قاعده از کار پاک کننده حذف خاک ها و نداشتن هرگونه اثر مضر بر روی سطح فلز می باشد. برای مثال ، یک محصول حاوی سودا تیز به طور رضایت بخش برای تمیز کردن فلزات اهنی تمایل دارد اما برای تمیز کردن آلیاژهای آلومینیوم ومهره روی ریخته گری ، مایع آبکاری، یا برنج زرد رضایت بخش نیست.این محصول به سطحوح غیراهنی حمله می کند. انتخاب مناسب یک پاک کننده برای لایه های فلزی تمیز شده، اینچنین برتر است.
بخش عمده ای از پاک کننده های اختصاصی مورد استفاده در صنعت در گروه قلیایی قرار دارد.بسیاری از حلال های پا ک کننده به دلیل ملاحظات زیست محیطی و سایر خطرات از مرحله حذف می شوند .پاک کننده های اسیدی به طور کلی برای تمیز کردن آلیاژهای ضدزنگ ، آلیاژهای آلومینیومی ساخته شده ، مس و آلیاژهای برنج مورد استفاده قرار می گیرد.خیساندن قلیایی اختصاصی و افشانه پا کننده ها بطور کلی فرمول بندی شده برای تمیز کردن انواع گریس های فلزی تشکیل شده از سطح فلز ، و همچنین ممکن است برای پا کردن انواع فلزات ، به عنوان مثال ، فلزات آهنی ،آلومینیوم ، برنج و آلیاژهای منیزیم کاربرد پیدا کند.
در سه سال گذشته توسعه یک فرمول پاک کننده جدید محدودیت های زیست محیطی اعمال شده توسط قوانین فدرال ومقرره محلی به وسیله شرکت های خودشان بیشتر پیچیده شده است.برای مثال ، یک نیاز معین ویژه برای یک اسپری پاک کننده این است که محصول باید مطمئن به بیشتر فلزات در مدت زمان پاک کنندگی مجاز مشخص باشد، بلکه همچنین عملیاتی بین 8 و 9PH،و داشتن یک COD/BOD باید عاری از فسفات ها ، سیلیکات ها ، و نیترات ها ، داشتن یک کمی
باشد.
اگر، برای مثال ، هنگام فرمول بندی پاک کننده برخی از محدودیت های مواجه شده به کاربرده شود،آن را مجبور می کنند که مشخصات زیر را داشته باشد :
کرومات آزاد غیرسیانیدی
فسفات آزاد غیرسوزش آور
سیلیکات آزاد حلال آزاد
فلوراید آزاد بدون محصولات فوم
کی لیت کننده آزاد حلال با نقطه اشتعال بالا
نیتریت آزاد مایعات یا پودرها
پایینBOD آمین آزاد
پایین امولسیفایر آزادCOD
از 7-9PH بورات آزاد
برخی از دلایل برای این محدودیت های بدیهی از قبیل سیانید آزاد ، حلال آزاد، کی لیت کننده آزاد و فسفات آزاد است.
از مجموعه محدودیت های داده شده ممکن است شخصی سریعا متوجه شود که محصولات بعدی نه تنها بی خطر برای محیط ، بلکه همچنین نسبتا بی خطر برای استفاده در محل کار نیست ، و پاک کننده ای که اجازه می دهد که خاک از محلول پاک کننده جدا شود را فراهم می کند.
الکتروتمیز کردن از نگاه متال فینیشینگ 2011
آماده سازی شیمیایی سطح
الکترو تمیز کردن
Chemical surface preparation ELECTROCLEANING
BY NABIL ZAKI
SURTEC INTERNATIONAL, GMBH, ZWINGENBERG, GERMANY; www.surtec.com
الکتروتمیز کردن فرآیند تمیزکاری است که در آماده سازی سطح فلز مورد استفاده قرار می گیرد، معمولا شامل چرخه آماده سازی است، که اساسا بوسیله استفاده از جریان مستقیم و یک الکترولیتت فرموله شده مشخص شده می باشد. بسته به کاربرد و مواد اصلی شروع فرایند، در شروع کار پروسه آندها یا کاتدها یا هر دو ممکن است استفاده شوند. اگرچه الکتروتمیزکردن از روش های مختلف و متمایز تمیز کردن سطح می باشد باید آن را در زمینه آماده سازی کامل سطح یا چرخه آماده سازی قلمداد کرد. چرخه به طورکلی ممکن است شامل : 1- خیساندن ساده 2- شستشو 3- الکترو تمیز کردن 4- شستشو 5- اسید فعال 6- شستشو 7- تکرار مرحله 3 تا 6 (اختیاری) ، و 8- روپوش دادن.
الکتروتمیزکننده های که در اینجا توضیح داده شد و بطورکلی در چرخه فعال سازی به دنبال پاک کننده های قلیایی خیساندن و قبل از فعال سازی اسید، قلیایی هستند.کار اصلی پاک کننده ها حذف ذرات از سطح است که به وسیله غوطه وری خیساندن ساده یا مرحله های چربی زدایی نمی تواند از بین برود. نمونه های از این ذرات در زیر امده است :
• باقی مانده های بهم چسبیده قبل از خیساندن در پاک کننده، از بین نمی روند. چنین باقی مانده های شامل نفت، اثر انگشت، ترکیبات نقاشی و خاک های رانده شده در تخلخل رویه یا تحت فشار اعمال می شود.این نمک ها بطورکلی بوسیله امولسیون متداول، مرطوب کردن، و تغییر پاک کننده های در مرحله خیساندن، از بین نمی رود.
• ذرات ریز پراکنده، از جمله گرد سنباده ترکیبات صیقل یافته، ذرات فلزی ناشی از سنباده زدن یا فلز کاری،کربن، و دیگر عناصر آلیاژی ، همچنین ممکن است روی رویه یافت شود.اغلب این ذرات ریز مهم بوده ،بطور کلی به عنوان دوده مشخص شده است، احتمالا توسط نیروهای مکانیکی ساده، الکترواستاتیکی، ویا در یک روغن رقیق یا ملاط گریس به سطح نگه داشته شده اند.
• محصولات اکسیداسیون فلز، حاصل از در معرض جو قرار گرفتن یا یک فرایند حرارتی از قبیل عملیات حرارتی، فورج(بر سندان کوبیدن)، جوشکاری و غیره می باشد.
همانطور که قبلا اشاره شد، الکتروتمیزکردن به عنوان بخشی از فرایند اماده سازی سطح کلی باید مشاهده شود. با اینکه الکتروتمیزکننده در یک مرحله ممکن است نتواند نوعی از ذرات ریز خاک را از بین ببرد، این شرایط یا اصلاح آن برای از بین بردن آسان تر ذرات از مراحل بعدی چرخه است. به عنوان مثال باقی مانده روغن بهم چسبیده در زیر مخزن شستشوکه ممکن است به اندازه کافی شل شده باشد، برداشته شود. رویه اکسید شده ممکن است احیا شود یا به شکل محلول که براحتی در مخزن اسید بعدی حل می گردد.
الکترولیز الکتروپاک کننده ها
عنوان در حال حاضر به الکتروپاک کننده های اعمال می شود که واکنش های الکتروشیمیایی زیر در آن رخ می دهد، اساسا الکترولیز مواد آبی به وسیله الکترولیت است. قلیا به عنوان یک واسطه رسانا به کار میرود.
در آند :
40H- ® 2H20 + 02 + 4e-
در کاتد :
4H20 + 4e- ® 40H- + 2H2
در طول الکترولیز، دو برابر هیدروژن در کاتد ازاد شده که بیش تر از اکسیژن ازاد شده در اند است.
انواع الکتروپاک کننده ها
الکترو پاک کننده ها بر اساس دومعیار اصلی طبقه بندی می شوند : 1- پلاریته ای که در مخزن کار می کند ، و 2- نوع بستری که مورد استفاده قرار می گیرد.
سه نوع الکترو پاک کننده ساخته شده و با پلاریته مشخص شده برای انجام فرایند و کاربرد همه بستر های موجود وجود دارد.
الکتروپاک کننده های آندی
این کار متصل شدن آند یکسو کننده با بار مثبت است. این فرایندهای شناخته شده در به خدمت گرفتن الکتروپاک کننده ها است، در حالی که دارای قطبیت مخالف صفحه می باشند. آنچنانکه توضیح داده شد تحت الکترولیز، هنگامی که جریان برقرار می شود اکسیژن از رویه که کار میکند (آند) آزاد شده است.
هنگامی که گاز آزاد میشود، یک سایش مکانیکی ایجاد می شود که خاک ها را سست و جابه جا میکند.
همچنین دو پدیده دیگر رخ می دهد.هنگامی که حباب های اکسیژن روی رویه تشکیل می شود،آنها یکی شده و رشد میکنند قبل از اینکه لایه های پیوسته ایجاد شوند.اعتقاد بر این است که بارهای ساکن بوسیله ذرات ریز روی سطح که از بین لایه های انها حباب ازاد میگردد نگه داشته شده اند،اینها اسانتر از فعالیت سایشی عمل حذف را انجام میدهند.
اثرات شیمیایی، اکسیداسیون، و افت PH همچنین روی سطح آند رخ می دهد. اگر بیش از حد، اثر اکسیداسیون را بتوان دید، به عنوان مثال، در برنج، روی، ونقره اینها بی رنگ،زنگ زده می شوند یا هردو. الکتروپاک کننده های آندی بازدارنده مخصوص برای برنج و روی موجود می باشند.
هنگامی که نیکل الکتروپاک کننده آندی است به سرعت غیر فعال شده و از ابکاری بیشتر جلوگیری می کند مگر این که دوباره فعال گردد. اثری مشابه با فولادزنگ نزن تجربه شده است. فولاد معمولی به طور معمول به وسیله این فرایند ساخته می شود، از آنجاییکه فولاد با کربن بالاتر حساس تر می باشد نیاز به الکتروپاک کننده های میانه رو تری داری. آلیاژهای سرب، نیکل-نقره، و صفحه نقره به وسیله الکتروپاکننده آندی حمله داده شده یا کدر شده است.