نمایش موارد بر اساس برچسب: آبکاری برنز
آلیاژی برنز-گرافیت
رسوب الکتروشيميايي پوشش کامپوزيتي برنز-گرافيت
مجيد اسناوندي[1]، محمد قرباني[2]
چکيده
برنز به دليل مقاومت سايش، اکسيداسيون و خوردگي بالا کاربرد فراواني در صنعت دارد. اما آبکاري مس-قلع (برنز) از حمام سيانيدي به دليل مسائل زيست محيطي محدود شده است. مشکلات حمام هاي غيرسيانيدي نيز مانع گسترش اين نوع حمام ها بوده است. در اين تحقيق رسوب همزمان ذرات گرافيت در
فرآيند آبکاري آلياژي از حمام کلريدي مورد بررسي قرار گرفت. مشخص شد با افزايش غلظت ذرات گرافيت در حمام، درصد گرافيت و قلع در پوشش افزايش مي يابد. افزايش دانسيته جريان الکتريکي نيز موجب افزايش مقدار قلع و کاهش درصد گرافيت در پوشش مي شود. نشان داده شد که نحوه رسوب ذرات در
پوشش از مدل گاگليلمي پيروي مي کند. حضور 6% گرافيت ضريب اصطکاک برنز را از 73/0 به 25/0 کاهش داد. نتايج نشان دادند که حضور ذرات گرافيت مقاومت به خوردگي رسوب به دست آمده را افزايش مي دهد.
کلمات کليدي:آبکاري آلياژي، پوشش کامپوزيتي، خواص سايشي، مقاومت خوردگي، خودروانکار
1- مقدمه
مقاومت به خوردگي و سايش مناسب، انتقال حرارت و جريان الکتريکي خوب و شکل پذيري عالي از جمله خواص منحصر به فرد مس هستند. اما سختي کم مس باعث شده است همواره براي بهبود خواص مکانيکي مس تلاش هايي صورت گيرد. از جمله کارهاي صورت گرفته در اين راستا مي توان به آلياژسازي مس با ديگر عناصر مانند قلع اشاره کرد. برنز خواص مکانيکي، سايشي و خوردگي مطلوبي داشته و در صنايع مختلف به وفور به کار مي رود. علاوه بر آن برنز با درصدهاي قلع متفاوت، کاربرد تزييني نيز دارد]1-4[. يکي از روش هاي ساخت برنز آبکاري است. در آبكاري برنز همانند آبكاري آلياژهاي ديگر يكي از مهمترين مسائل رسوب همزمان دو فلز است. تحقيقات در مورد آبكاري برنز به سال 1842 بر مي گردد كه از حمامهاي سيانيدي جهت آبكاري برنز استفاده گرديد و اين تحقيقات تا سال 1970 ادامه پيدا كرد. با وجود مضرات زياد حمام هاي سيانيدي براي محيط زيست، اما به علت خواص بهتر پوشش ايجاد شده از حمام سياندي مانند چسبندگي، استحکام و براقيت بيشتر، هنوز از آن استفاده مي شود]5[. امروزه کمپلکس کننده هاي فراواني براي جايگزيني سيانيد معرفي شده است. پرکاربردترين اين کمپلکس کننده ها پيروفسفات بوده است که خود آلوده کننده محيط زيست است]6[. بنابراين به نظر مي رسد آبکاري برنز همواره با آلودگي همراه باشد. اما اخيراً آبکاري برنز بدون استفاده از کمپلکس کننده و مطالعه براي بهبود خواص رسوب حاصله مورد توجه قرار گرفته است]7[.
از دهه 1980، به دليل نياز روز افزون صنعت به مواد ضد سايش و با اصطكاك كم، حجم تحقيقات در زمينه پوشش هاي كامپوزيتي افزايش چشمگير يافت و خواص تريبولوژيكي كامپوزيت هاي با پايه نيكل و مس به همراه ذرات روانكار از جمله گرافيت، سولفيد موليبدن و تفلون مورد بررسي قرار گرفت.مهمترين ويژگي روانكارهاي جامد ساختار لايه لايه اي آنها و در نتيجه کاهش ضريب اصطکاک است. پيوند اتمها بين لايهها واندروالس و بين اتمها در هر لايه كووالانت يا يوني مي باشد. ياتاقان ها و بوش ها بالاترين حجم قطعات توليد شده توسط روش متالوژي پودر مي باشند. قبلاً اكثر اين قطعات از جنس مس – گرافيت (G-Cu) ساخته شده و شامل زمينه مسي با حدود 10% گرافيت بودند. عليرغم داشتن ضريب اصطكاك پايين، به خاطر استحكام و مقاومت به سايش پائين ناشي از زمينه نرم مسي و همچنين ورود گرافيت به زمينه سعي شده است از زمينه آلياژي برنزي به جاي مس استفاده شود. هم اكنون ياتاقان ها و بوش ها اكثراً داراي يك زمينه برنزي حاوي Sn10% و مقدار گرافيت در آن از 1% تا 25% متغير مي باشد. با تغيير زمينه از مس به برنز، نرخ سايش در سرعت هاي بالاي لغزش چهار برابر كمتر مي شود]8[. در مقايسه با روش متالورژي پودر، آبکاري کامپوزيتي مي تواند روشي اقتصادي براي ساخت پوشش هاي حاوي ذرات جامد خودروانکار محسوب شود.
در اين تحقيق، آبکاري آلياژي-کامپوزيتي برنز-گرافيت از يک حمام اسيدي و اثر برخي متغيرها بر رسوب ايجاد شده بررسي شده است. در ادامه خواص سايشي و خوردگي پوشش رسوب داده شده مورد مطالعه قرار گرفت.