فروشگاه

فسفاتکاری و آماده سازی سطوح فلزی

0 نقد و بررسی
وضعیت کالا : موجود است.
شناسه محصول : 1088

قیمت : تومان9,900

توضیحات

آماده سازی سطوح فلزی

مجموعه فرایندی که جهت آماده سازی سطح فلزات پیش از اعمال رنگ صورت می گیرد را Pre-treatment گویند که شامل مرحله پیش چربیگیری، مرحله چربیگیری و مرحله فسفاتاسیون سطح می باشد.

 

پیش چربیگیری:

سطح فلز از لحظه تولید در شرکتهای سازنده ورق ، با نوعی روغن محافظ پوشش داده می شود تا بعنوان حایل، سطح را از مجاورت مستقیم هوا دور نگه دارد و باین ترتیب از اکسید شدن سطح پیشگیری شود.

علاوه بر روغن محافظ، در ایستگاه پرس جهت شکل دهی به ورق فلزی از نوعی روغن بنام روغن کشش (بمنظور پیشگیری از پارگی ورق) استفاده می شود. روغن های محافظ، کشش و آلودگی های دیگر مانند گرد و غبار و … در سالن رنگ بعنوان اجزاء آلوده و مزاحم باید از سطح فلز حذف شوند که این فرایند بعنوان چربیگیری شناخته شده است.

پیش چربیگیری شامل حذف آلودگیهای روغنی عمده و متراکم سطوح بیرونی بکمک محلول چربیگیری و بروش دستی ( hand wiping) و زدودن گردو غبار و براده های فلزی از سطح ( بکمک واترجت ) می باشد البته اعمال واترجت مزیت دیگری نیز دارد و آن افزایش دمای سطح فلز می باشد.

 

۲۳۰صفحه فایل ورد (Word) فونت ۱۴ منابع دارد قیمت:۹۹۰۰ تومان

 

پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید

 اگر مطلب مورد نظر خود را در این سایت پیدا نکردید میتوانید از قسمت سفارش پروژه جدید کار تحقیقی خود را به ما سفارش دهید

چربیگیری:

چربیگیری شامل حذف آلودگیهای روغنی از تمام سطح (بیرونی و داخلی) فلز می باشد که ضمن آن معمولآ بواسطه برخی مواد فعالساز موجود در چربیگیری سطح فعال و آماده فسفاته شدن می شود.

مواد چربیگیری معمولآ ماهیت قلیایی دارد که چربی سطح را طی یک واکنش شیمیایی ( واکنش خنثی سازی صابونی شدن ) از سطح می زداید.

مواد چربیگیری شامل ترکیبات قلیایی (Alkaline Components) و فعال کننده های سطح (Surfactants) می باشد.

ترکیبات قلیایی از نظر ماهیت شیمیایی، بخش معدنی (inorganic ) ماده چربیگیری را تشکیل می دهند که شامل کربناتها، سود (NaoH)، فسفاتهای قلیایی و سیلیکاتها می باشند. نقش این ترکیبات فراهم کردن محیط قلیایی و نیز انجام واکنش شیمیایی جهت حذف آلودگیهای روغنی می باشد (واکنشهای صابونی شدن). سیلیکات ها جهت تسهیل در جدا سازی روغن از سطح بکار می روند. در حقیقت سیلیکات ها همانند ذرات ریز ماسه، آلودگیهای روغنی را بدور خود گرفته از سطح فلز جدا می کنند. نقش کربنات ها و دیگر آنیون های دو ظرفیتی، کاهش درجه سختی آب می باشد. بعبارت دیگر این آنیو نها با یونهای کلسیم و منیزیوم که در آب سخت مقدار زیاد وجود دارند وارد واکنش شده و با خارج کردن این کاتیونها از حالت یونی و کاهش سختی آب ، شرایط را برای عمل یونهای تک بار مانند یون هیدروکسید فراهم می کنند.

سورفکتانت ها جزء ترکیبات آلی می باشند که نقش اصلی این مواد مرطوب نمودن آلودگی های روغنی ( کمک به نفوذ آب به ساختار چربی ها) و کمک به امولسیون شدن ذرات چربی ( پخش نمودن روغنها در محلول چربیگیری بصورت ذرات پراکنده و ریز ) می باشد ( wetting agent ). سورفکتانت ها با دارا بودن دو سر آلی و آبی از یک سر در روغن ها نفوذ می کنند و با سر دیگر در آب حل می شوند و باین ترتیب ذرات روغنی را بدرون محلول آبی می کشانند.

 

 
   

 

پس از حذف آلودگیهای روغنی از سطح بدنه بمنظور فراهم نمودن بستر مناسب در سطح فلز جهت تشکیل پوشش فسفاته، فرآیند فعالسازی انجام می شود که طی آن بکمک مواد فعالساز (Activation) هسته های مرکزی جهت تشکیل کریستالهای فسفات در سطح فلز ایجاد می شود و با این عمل زمینه مناسب جهت تشکیل پوشش یکنواخت و کریستالهای ریز و همسان فراهم می شود. با فرایند فعالسازی در حقیقت امکان تشکیل کریستال فسفات در سطح انرژی کمتر فراهم می شود:

 اختلاف سطح انرژی پس از فعال شدن سطح انرژی لازم برای تشکیل کریستال در سطح فلز (بدون فعالسازی)

 H2 ــــــ

 H2 ــــــ H Δ H Δ

 H1ــــــ H1 ــــــ انرژی پایه

فعال سازی سطح تنها برای مواردی لازم است که کریستال فسفات تشکیل می شود ( مانند فسفات روی و فسفات منگنز ). در مواردی که فسفاتاسیون با تشکیل کریستال همراه نباشد ( مانند فسفات آهن) نیازی به فعالسازی سطح نیست.

از مواردی که در کنترل فرایند فعالسازی ضروریست تازه نگه داشتن محلول فعالساز می باشد. سیرکولاسیون ضعیف، تهیه محلول اولیه فعالساز در مخزن پیش مخلوط کن و نیز فاصله زمانی زیاد بین شارژ مواد فعالساز موجب تضعیف ( کهنه شدن) فعالساز می شود. روش مناسب شارژ فعالساز بصورت پیوسته ( Dosing ) می باشد. ضمن اینکه تهیه محلول اولیه در پیش مخلوط کن (per mix ) نیز باید تا حد امکان در غلظت پایین صورت پذیرد. با توجه به پتانسیل بالای ذرات فعالساز جهت پیوستن به یکدیگر سیرکولاسیون پیوسته برای این مخزن ضروریست ( حتی در شرایط اضطراری نیز بیش از ۳-۴ ساعت نباید سیرکوله مخزن متوقف شود).

    فسفاتاسیون:

فرآیند فسفاتاسیون :

بعد از رفع آلودگی های سطح بدنه فرآیند فسفاتاسیون با هدف کلی ایجاد سطحی متخلخل جهت بهبود چسبندگی فیلم رنگ انجام می شود. سطح فلز پس از چربیگیری کاملآ صیقلی است و چنانچه در این شرایط رنگ الکتروفورز اعمال شود چسبندگی مناسبی به سطح فلز نخواهد داشت، ضمن اینکه بدلیل پیوستگی و یکپارچگی رویه داخلی فیلم رنگ (سطحی که در تماس با فلز هست) نفوذ رطوبت و گسترش زنگ زدگی (مثلآ در نتیجه ایجاد خراش) بسادگی موجب جدا شدن سطح وسیعی از فیلم رنگ از سطح فلز می شود. جهت بهبود چسبندگی رنگ الکتروفورز ایجاد پستی و بلندی میکروسکوپی در سطح فلز بسیار مناسب است که این پستی و بلندی با فسفاتاسیون در سطح ایجاد می شود. البته با اعمال پوشش فسفاته اهداف دیگری نیز تامین می شود: افزایش قابلیت جذب روغن جهت افزایش مقاومت فلز در برابر خوردگی و نیز در مقابل ضربه ناشی از پرس ( بکمک فسفات منگنز ); افزایش انعطاف پذیری در برابر کشش ( در مفتولهای سیمی ); بعنوان روانکار در چرخ دنده های صنعتی و …

در فرآیند آماده سازی سطح فلز پیش از اعمال رنگ ، لایه فسفاته بعنوان یک پوشش معدنی( معمولا فسفات تری کاتیونی روی ) جهت بهبود چسبندگی و افزایش مقاومت خوردگی فیلم رنگ بکار برده می شود. محلول فسفات با سطح فلز جهت تشکیل کریستال ها واکنش می دهد. شیمی این مرحله بر اساس واکنش ته نشینی( Precipitation ) فسفات فلزی بر روی سطح فلزمی باشد. ترکیب سطح و محلول و همچنین روش اعمال می تواند ترکیب پوشش فسفات نهایی را تعیین می نماید. بعبارتی مکانیسم اعمال محلول فسفاته بر سطح فلز در کیفیت پوشش نهایی تاثیر مستقیم دارد. شیمی فرآیند فسفاتاسیون کاملآ آبی ( غیرآلی ) می باشد.

 

 

 

اعمال محلول فسفات بر سطح فلز می تواند به دو روش پاششی ( اسپری ) و غوطه وری ( Dip) انجام شود. محصول فرآیند فسفاتاسیون در این دو روش از نظر ماهیت کریستال تشکیل شده متفاوت می باشد. در سیستم پاششی کریستال غالب از نوع کریستال های سوزنی و بنام هاپیت ( Hopite ) می باشد ( تصویر سمت راست ). ماهیت کریستال تشکیل شده در سیستم غوطه وری از نوع غنچه مانند و بنام فسفوفیلیت می باشد ( تصویر سمت چپ).

 

       
       
 

 

 

 

 

 

 فسفاتهای فلزی انواع مختلفی می توانند داشته باشند که متناسب با ویژگیهایی هر نوع کاربردهای متفاوتی دارند.

فسفات آهن: در این نوع فسفاتاسیون تشکیل کریستال صورت نمی گیرد. مقاومت در برابر خوردگی قابل توجهی به سطح فلز نمی دهد و معمولآ در ترکیب کریستالی با کاتیونهایی نظیر روی و آلومینیوم از سازگاری مناسبی برخوردار نیست. از مزایای این نوع فسفاته چسبندگی مناسب رنگ به سطح و قیمت ارزان و سهولت اعمال آن ( هم از نظر ماده شیمیایی و هم فرآیند اعمال و کنترل شرایط) می باشد. پس از اعمال پوشش فسفات آهن ، انجام Passivation در بهبود کارایی این پوشش در مقاومت در برابر خوردگی بسیار مناسب است. واکنش شیمیایی تشکیل فسفات آهن در زیر نشان داده شده است:

ž ۴FePO4 + 2Fe(OH)3 + 6H2 + 4NaHPO4 6Fe + 8NaH2PO4 + 3/2 O2 + 2H2O

فسفات روی: در این نوع پوشش فسفاته کریستال تشکیل می شود. مقاومت سطح در برابر خوردگی و نیز چسبندگی رنگ به سطح پوشش داده شده با این نوع فسفات بسیار مطلوب است. البته نتیجه مناسب هنگامی بدست می آید که سیستم فسفات تری کاتیونی شامل کاتیونهای روی، نیکل و منگنز مورد استفاده قرار گیرد. از محدودیت های استفاده از پوشش فسفات روی قیمت بالا و پیچیدگی نسبی کنترل شرایط و پارامتر های وان فسفات می باشد…………………..

 

 

 

 

……………………………..

 

 

وزن پوشش را می توان با اضافه کردن پلی فسفاتها و بعضی اسیدهای آلی معینی به محلولهای فسفات روی کاهش داد. شکل های ۱۰-۲ و ۱۱-۲ را ملاحظه کنید. اینها اثر افزایش سدیم پتاسیم تارتارات و سدیم تری پلی فسفات را روی یک شتابدهنده نیتریت در یک فرایند پاششی زینک فسفات نشان می‌دهند. دیده می شود که تارتارات در دامنه غلظت وسیعتری از پلی فسفات موثر است. تارتارات دارای مزیت اضافی می باشد. یعنی که تحت شرایط اسیدی متوسط که سبب هیدرولیز سریع پلی فسفاتها می شود، نسبتاً پایدار است. برای مصرف موثر، پلی فسفاتها باید بطور پیوسته اضافه شوند، در حالیکه تارتارات و دیگر اسیدهای آلی می توانند توأم با تغلیظ های زینک فسفات باشند. موثرترین راه مصرف پلی فسفاتها با یک فرایند شتابدهنده – نیتریت، اضافه کردن پلی فسفات همراه با شتاب دهنده نیتریت می باشد. در صورت ثابت بودن شرایط تولید، به این طریق ممکن است هر وزن پوشش مطلوبی را زیر وزن حاصل از یک محلول اصلاح نشده نگاه داشت.

 

خلل و فرج پوشش

حتی اگر یک پوشش هم آنطور که در بالا شرح داده شد کامل تلقی شود، مقداری خلل و فرج نشان می دهد. ماچو برای ناحیه عاری از روزنه در پوششهای زینک فسفات، مقداری در حدود %۵/۰-۱/۰ پیدا کرد. ماچو برای آشکار کردن ناحیه عاری از روزنه، روش غیر فعال کردن آندی پوشش در محلول سدیم سولفات را بکار گرفت. روشهای جدیدتر آشکار کردن خلل وفرج عبارتند از روش رودولف و هانن که مس را در سوراخهای پوشش پر کردند و آنرا بوسیله تجزیه با ریز کاوشگر[۱] تعیین کردند. روش زوریرلا و هاسپاداروک بر پایه نسبت جریان کاهش اکسیژن روی نواحی پوشش شده و لخت قرار دارد.

در سالهای اخیر توجه بیشتری بر روی اثر تغییرات در شرایط سطح فولاد و اثرات آنها روی خلل و فرج پوشش و عملکرد رنگ متمرکز شده است. بویژه کوششهایی بعمل آمده که کربن سطح را با خلل و فرج پوشش و جلوتر با عملکرد رنگ ارتباط دهند. مولفین متعددی ارتباط بین کربن سطح و عملکرد آن را با مه نمکی یافته اند. محققین دیگری هیچ ارتباطی نیافته اند و در حقیقت معلوم شده که عملکرد پوشش در مقابل خوردگی اسکاب روی فولادهای با کربن متوسط، بهتر است تا آنهایی که کربن کم دارند. یک بررسی عالی از موقعیت توسط ویتل بعمل آمده و منتشر شده است. در میان نتایج موارد زیر قابل ذکر می باشند:

 

 

 

 

 

 

 

شکل ۱۰- ۲ (چپ) اثر افزایش تارتارات روی وزن پوشش در فرآیند زینک فسفات پاششی شتابدار شده با نیتریت

شکل ۱۱- ۲ (راست) اثر افزایش های پلی فسفات روی وزن پوشش در فرآیند زینک فسفات پاششی شتابدار شده با نیتریت

۱- ناخالصی ها در سطح فولاد منجر به پراکندگی وسیعی در نتایج آزمون خوردگی می شود. ناخالصی ها را ممکن است بوسیله اسید شویی یا روش مکانیکی برطرف کرد، اما بوسیله مواد تمیز کننده مرسوم و حلالهای آتی این امر ممکن نیست.

۲- از وقوع این ناخالصی ها با تمیز کردن اضافی بین نورد سرد و تاب کاری و توسط تاب کاری کلاف باز جلوگیری می شود.

۳- ناخالصی های دارای کربن، بعضی مواقع می تواند بین کربن سطح و مقاومت به مه نمکی همبستگی وجود داشته باشد.

۴- وقتی که صفحات (۱۱۱) آهن بلوری میل به داشتن امتداد موازی با سطح فولاد دارند، این عمل خوردگی زیر لایه را در آزمون مه نمکی کم می کند.

۵- افزایش در مقدار منگنز محتوی مقاومت به خوردگی را زیاد می‌کند.

۶- بنظر می رسد ارتباطی بین خلل و فرج پوششهای زینک فسفات و عملکرد مه نمکی وجود دارد. هم بستگی با کربن محتوی از روی هم بستگی خلل و فرج با کربن موجود در سطح نتیجه می شود.

تصویر کلی که پدیدار می شود اینست که ناخالصی های سطح، اصولاً کربن که بوسیله شستشو با قلیایی برداشته نمی شوند، سبب تشکیل پوششهای خلل و فرج دار می شوند که نتایج ضعیفی در آزمون مه نمکی به وجود می‌آورند. در هر حال این ارتباط درونی مسائلی را لاینحل باقی می گذارد، یعنی بعضی نتایج تجربی هیچ ارتباطی بین کربن سطحی و حفاظت از خوردگی را نشان نمی‌دهند و نقش اصلی کربن سطح نامعین است. ممکن است بعضی عوامل اضافی وجود داشته باشند که هنوز معین نشده اند و نقش مهمی را بازی می‌کنند. همچنین می توان بحث کرد که بیشتر بررسی هایی که تا کنون گزارش شده اند، بیشتر بر روی عملکرد مه نمکی صحه گذارده اند تا بر روی دیگر آزمونهای خوردگی، یا بهتر از آن عملکرد خدمتی واقعی. بعلاوه کربن موجود در سطح بطور روشن مقدار تعریف شده ای نیست.

پایداری حرارتی پوششهای فسفاته

پوششهای فسفاته تشکیل شده از محلولهای آبی معمولاً هیدراته می باشند. مثلاً هاپیت  هاپیت خالص در دماهای  دو  مولکول آب تبلور خود را از دست می دهد، و دو مولکول دیگر را در از دست خواهد داد (شکل ۱۲-۲ را ملاحظه کنید).



[۱] .Microprobe analysis

 

 

 

………………………..

 

 

 

بلافاصله بعد از پرداخت موفق میتوانید فایل کامل این پروژه را با سرعت و امنیت دانلود کنید

قیمت اختصاصی و استثنایی این پروژه در پایان نامه دات کام : تنها , ۹۹۰۰ تومان

 

 

نقد وبررسی

نقد بررسی یافت نشد...

اولین نفر باشید که نقد و بررسی ارسال میکنید... “فسفاتکاری و آماده سازی سطوح فلزی”

1 × 1 =