نشریه پیام آبکار – بهار ۱۳۹۴

مطالعه خوردگي تنشي آلياژ آلومينيم AA7075-T6 پوشش کروماته شده  درصنايع هوايي

تهيه و تنظيم:
ذبيح اله خنشا
دانشجوي فوق ليسانس متالورژي گرايش خوردگي و حفاظت مواد
دانشگاه آزاد اسلامي، نجف آباد اصفهان
این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید
محمدرضا سائري
استاد دانشکده فني و مهندسي، گروه مهندسي مواد، دانشگاه شهرکرد
ساسان اطرج
استاد دانشکده فني و مهندسي، گروه مهندسي مواد، دانشگاه شهرکرد

خوردگي تنشي به عنوان يكي از آسيبهاي مهم صنعتي، مسئله اي است كه همواره در بهره برداري قطعات صنعتي ايجاد مشكل مي كند.خوردگي قطعات مورد استفاده در صنايع هوايي دراثرخوردگي تنشي، مي تواند منجربه فجايعي جبران ناپذير گردد. پوششها به عنوان يک راه بسيار موثر براي محافظت ازاجزاي آلومينيمي از اکسيداسيون و خوردگي و همچنين ايجاد مقاومت در برابر تنش هستند. از جمله اين پوششها، پوشش تبديلي کروماته است که مقاومت به سايش و مقاومت به خوردگي خوبي را در دماهاي بالا و پايين از خود نشان مي‌دهند. در اين پژوهش، پوشش تبديلي کروماته ، با محلول تجاري Alodine بر روي آلومينيم AA7075-T6 که قبلا عمليات حرارتي T6برآن صورت گرفته است، صورت گرفت. حدود کارتاثيرکروماته کردن آلياژآلومينيم AA7075-T6 برمقاومت به خوردگي تنشي بوسيله انجام تست C-ring مطابق با استانداردهاي ASTM G-38 و G-47 در محلول نمکي NaCl 3.5 درصد صورت گرفت. در نمونه هاي پوشش تبديلي کروماته، ماکروترکها در حدود 1150 ساعت ديده شد. در آخر، مکانيزمهاي خوردگي تنشي با آزمايشات TEM,EDS,EDX,SEMو تافل بررسي گرديد. از بررسي ميکروسکوپي، اثرات مخرب ترکيب Al2CuMg در پوشش تبديلي کروماته ديده شد و اين ترکيب باعث اختلاف ضخامت لايه پوشش است. مرحله تعيين کننده سرعت واکنش، شکست لايه رويين کروماته و تشکيل محلولي در عيوب در فصل مشترک فيلم – فلز است که آن يک انحلال اکتيو فلز را موجب مي شود.

در چند دهه اخير آلياژهاي آلومينيم استحکام بالا به دليل نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت آنها به خوردگي يکنواخت، به طور گسترده تري در صنايع هوايي خصوصا هواپيماسازي مورد استفاده قرار گرفته اند. اما حضور عناصر آلياژي متنوع، علي رغم ايجاد رسوبات استحکام بخش در زمينه آلومينيم، عموما اين آلياژها را در برابر خوردگي هاي موضعي، مستعد کرده اند. اين مساله به اين خاطر است که طيف وسيعي از ترکيبات بين فلزي که در حين عمليات حرارتي در ساختار اين آلياژها تشکيل مي شوند، از لحاظ پتانسيل الکتروشيميايي در گستره وسيعي قرار دارند که منجر به تشکيل زوجهاي گالوانيکي و نهايتا تشکيل حفره و ترك مي گردد. آلياژ آلومينيم 7075 با عناصر روي، منيزيم، سيليسيم، كروم و مس، با استحكام بالا كه در صنايع گوناگون كاربرد فراواني دارد، حساسيت زيادي به خوردگي هاي موضعي به ويژه حفره اي و بين دانه اي دارد. اين نوع خوردگي ها مي توانند شروعي براي انواع خوردگي مثل پوسته اي شدن (Exfoliation)، خوردگي تنشي(SCC) و تركهاي خستگي در آلياژ آلومينيم باشند.
عمليات T6 به عمليات حرارتي انحلال و پيرسازي مصنوعي اطلاق مي شود. اين پروسه در محصولاتي کاربرد خواهد داشت که پس از عمليات حرارتي کار سرد بر روي آن انجام نشده است و براي دسترسي به خواص مکانيکي و پايداري ابعادي يا هر دو، با عمليات حرارتي رسوب سختي به صورت اساسي اصلاح مي شوند. علت استحكام بالاي اين آلياژ، توزيع ريز و يكنواخت رسوبات فاز T6 ثانويه در شبكه است كه طي عمليات پيرسختي حاصل مي شود. متأسفانه اين گروه در ماكزيمم سختي به دست آمده طي عمليات حرارتي T6 تا حدود زيادي مقاومت به خوردگي تنشي خود را از دست مي دهند.
عمليات پيرسختي T6 بر روي آلومينيم 7075، منجر به استحكام بالاي اين آلياژ، توزيع ريز و يكنواخت رسوبات فاز ثانويه در شبكه مي شود که مراحل آماده سازي در زير آورده شده است[1]:
120°C/24 h► كوئنچ در آب ► 470°C/3h
آلياژ آلومينيم 7075-T6 به علت استحكام بالا و دانسيته پايين، استفاده گسترده اي در صنايع هوايي دارد.
از آلياژآلومينيم 7075-T6 در پوستة رويي بالها استفاده مي شود. همچنين از اين آلياژ در بسياري از فريمهاي اصلي، ريب هاي اصلي و سازه هاي متصل کنندة ارابة فرود به بدنه استفاده مي شود. [2]
پوششهاي تبديلي در اصطلاح به پوشش هايي گفته مي شود كه از طريق واكنش لايه هاي اتمي سطح فلزات با آنيونهايي كه از وسط فلزات ايجاد مي شوند. كروماته كردن به عمليات شيميايي و الكترو شيميايي فلزات و پوششهاي فلزي محلولهايي گفته مي شود كه در آنها اسيد كرميك، كرمات يا دي كرمات باشد . نتيجه چنين عملياتي ايجاد پوشش محافظ تبديلي شامل تركيبات كرم سه ظرفيتي و شش ظرفيتي بر روي سطح فلز است. پوشش كروماته را مي توان به طور شيميايي (از طريق غوطه وري در محلول كروماته كردن ) يا از طريق الكتروشيميايي (قطعه اي كه قرار است كروماته شود در زماني كه درمحلول غوطه ور است به عنوان يك الكترود عمل كند) ايجاد كرد.
درموردآلومينيم، واکنش Ι به عنوان واکنش کلي مطرح است:
2Al+Cr2O7-2 +2H++2H2O ► Al2O3+2Cr(OH)3
که در تحقيق پيش رو با اعمال عمليات حرارتي T6 بر روي متريال
Al-7075 و پوشش تبديلي کروماته به روش غوطه وري سعي شد مطالعات و آزمايشات استاندارد scc بر روي متريال انجام و تحليل وگزارش شود.
بررسي خوردگي موضعي آلياژهاي آلومينيم موردنظردرمحيط هاي هاليدي از اهميت بالايي برخوردار است .محيط هاي هاليدي شامل يونهاي كلريد و يا بروميد مي توانند لايه رويين روي سطح آلومينيم را بشكنند و سبب ايجاد خسارت روي سطح شوند.
خوردگي تنشي، همان گونه كه از نامش برمي آيد، SCC، بيانگر ترك خوردن ناشي از تاثير تركيبي خوردگي توام با تنش مي باشد. يكي از مهمترين صور خوردگي SCC، خوردگي تنشي ناشي از كلرايد مي باشد كه آن را مي توان نوعي از خوردگي بين دانه اي به حساب آورد [1].
منگ و فرانکل ازمرکز خوردگي فونتانا دانشگاه اهيو در سال 2003 کاري را با موضوع مطالعه پوشش تبديلي کروماته بر روي آلياژ آلومينيم 7075-T6 انجام دادند که در آن ابتدا ساختار پوشش کروماته را با توجه به تصويربرداري SEMو TEMوFIB و STEM مورد تجزيه و تحليل که در آن نحوه شکل گيري و محافظت پوشش و ضخامت موثر بررسي گرديد. در اين کار فاکتورهاي نسبت غلظت آکسيژن به کروم، ناخالصي ها و همچنين ترکيبات بين فلزي نيز بررسي گرديد[1]. همچنين در سال 2006 آقاي رامش کومار و همکارانش در مرکز متالورژي تريچي هندوستان، مكانيزم و ميزان خوردگي تنشي آلياژ 7075 آلومينيم با استفاده از آزمون كشش با نرخ كرنش پايين مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به نتايج بدست آمده بنظر مي رسد كه ترك خوردن القايي هيدروژني مهمترين نقش را در ايجاد خوردگي تنشي در آلياژ 7075 آلومينيم دارد[3].

مواد و روش‌ها
نمونه ها طبق استاندارد ASTM G-38 و ASTM G-47 تعريف شده، آماده سازي و جهت آزمون، مهيا گرديد.
استاندارد ASTM G-38 به بيان روش ساخت نمونه جهت آزمون و استاندارد ASTM G-47 روش نمونه برداري، نوع نمونه، آماده سازي نمونه، محيط آزمون، و نحوه قرار گرفتن در معرض خوردگي براي تعيين استعداد ابتلا به خوردگي تنشي مي پردازد.
ابتدا نمونه آلياژ 7075-T6 را جهت رسيدن به تركيب شيميايي آلياژمورداستفاده به وسيله دستگاه كوانتومتر آناليز و ترکيب شيميايي به دست آمده ودرجدول(1) نشان داده شده است.
نمونه آلياژ آلومينيم عمليات حرارتي شده T6 طبق استاندارد ASTM G-38 به تعداد 10 عدد بصورت ورقهاي با اندازه طولي 60 و عرض 20 و ضخامت 2 ميليمتر در جهت عمود بر نورد بريده و تعداد 5 نمونه جهت عمليات پوشش دهي کروماته آماده گرديد. دماي عمليات از 45 تا 50 درجه سانتيگراد بوده و زمان 20 دقيقه به طول انجاميد. قبل از انجام کروماته قطعه بايستي چربي گيري مي شد و پس از آن نيز بايستي کاملا با آب تميز شسته مي شد. درصد کروماته در پوشش دهي بين 4 الي 5 درصد بود. پس از کروماته قطعات با آب مقطر در دماي 70 درجه سانتيگراد شسته شدند. نمونه ها به دو دسته، دسته ساده يعني بدون پوشش و دسته پوشش داده شده کروماته و به تعداد 5 عدد از هر کدام تقسيم بندي شد.
سپس تمامي نمونه ها طبق استاندارد ASTM G-47 و طبق مراحل شکل (3-1) به حالت حرف C و به نام C-Ring آماده گرديد.سپس طبق شکل (1)، جهت ايجاد يک تنش ثابت،به وسيله يک پيچ بلند دوسر ورق به هم نزديک تر شد. حال قبل ازآنکه قطعات وارد محلول شود، مي بايست قطعات از ناحيه پيچ شده جهت جلوگيري از خوردگي اين نقاط، رنگ و موم مي شد.
به منظور بررسي رفتار خوردگي نمونه هاي کروماته شده در محيط آبي حاوي 3.5 درصد وزني نمك طعام، از روش امپدانس الكتروشيميايي و برون يابي تافل استفاده شد. جهت آزمايشهاي الكتروشيميايي از روش متداول سه الكترودي استفاده شد. نمونه هاي آلياژ آلومينيم 7075-T6 کروماته شده و ساده به عنوان الكترود كار، الكترود
Ag/AgCl حاوي محلول 1 مولار به KCl به عنوان الكترود مرجع و الكترود پلاتين به عنوان الكترودكمكي استفاده شد. نمونه ها در دو گروه آلياژ آلومينيم 7075-T6 پوشش کروماته داده شده (گروه 2و3) و آلياژ آلومينيم 7075-T6 ساده (گروه 1و4) طبقه بندي شدند. نمونه ها به مدت 40 دقيقه در الكتروليت مورد نظر غوطه ور شده و بلافاصله آزمون هاي امپدانس و تافل انجام يافت. سپس محلول 3.5 درصد NaCl براي هر قطعه در ظروف مجزا تهيه گرديد.
وقتي فلز در آب يا محلول نمكي مانندكلريد سديم غوطه ور است به دليل كاهش نفوذ اكسيژن درنواحي كاتدي نرخ خوردگي كاهش مي يابد. يون كلر نقش اصلي در خوردگي را ايفا ميكند. يون كلر باعث تخريب و سوراخ شدن لايه اكسيدي محافظ ميشود. براساس پژوهشهاي بروكشيتيس و كلارك وجود اين يون در اتمسفرهاي دريايي باعث ميشود كه نرخ خوردگي آلومينيم حدود 22 برابر بيشتر از نرخ خوردگي اتمسفرهاي روستايي مي شود. [ 4]
با بررسي در 28 روز ازتاريخ شروع خوردگي به علت نفوذ يونهاي کلر درنمونه هاي ساده به پوسته اکسيدي آلومينيم و ترد وشکننده نمودن آن، ترکهاي ماکروسکوپي در نمونه هاي ساده و بدون پوشش مشاهده و پس از گذشت 48 روز با ديدن ماکرو ترکها در نمونه پوشش داده کروماته، جهت آناليز و تحليل آن، ابتدا از ميکروسکوپ نوري و سپس از ميکروسکوپ الکتروني رويشي (SEM) و EDX آن، همچنين ميکروسکوپ الکترون عبوري (TEM) و EDS استفاده شد.

نتايج و بحث
بررسي شيميايي سطح آلياژآلومينيم 7075-T6
چنانچه با آزمون کوانتومتري ديده شد، حضور بالاي عناصري همچون Cu ,Mg و Zn بود. مهم‌ترين پديده در آلياژهاي گروه 7000 پديده‌ پيرسختي است. در آلياژ آلومينيم 7075-T6 طي پيرسخت شدن، خوشه‌هاي Cu و Mg تشکيل مناطق منظم (GPB) با فصل مشترک هم‌سيما مي دهند. اين مناطق ريخت‌شناسي ميله‌ مانندي سرشار از Mg و Cu دارند. ادامه‌ پيرسازي موجب افزايش کرنش‌هاي هم‌سيمايي با تشکيل فازهاي ثانويه مي‌گردد. فاز ثانويه عمدتا داراي ترکيب
Al2CuMg مي‌باشد[6] و ترجيحا روي نابجايي‌‌ها و حلقه‌هاي نابجايي جوانه مي‌زند تا انرژي جوانه‌زني را کاهش دهد. رفتار الکتروشيميايي رسوب بستگي به فاز زمينه اش دارد. اين رسوب در ابتدا آنديست اما با گذشت زمان، به دليل سرعت بالاي خورده شدن Mg، رسوب از Mg تهي مي گردد، کاتدي شده و موجب خوردگي زمينه در نواحي اطراف رسوب مي‌شود.

بررسي آزمون هاي الکتروشيميايي
باتوجه به اينکه نمونه ها در دو گروه آلياژ آلومينيم 7075-T6 پوشش کروماته داده شده (گروه 2و3) و آلياژ آلومينيم 7075-T6 ساده (گروه 1و4) طبقه بندي شدند و با توجه به شكل(2) و مقايسه نرخ خوردگي نمونه هاي 1 تا 4 براي محلول 3.5 درصد NaCl كه در جدول(2) و جدول(3) آورده شده، مشاهده ميگردد كه آزمون تافل هم تاييدي بر آزمون امپدانس الكتروشيميايي مي باشد و نمونه 2و 3 كمترين نرخ خوردگي را دارد.

بررسي ميکروسکوپ نوري برنمونه هاي ساده و کروماته
شده آلياژآلومينيم T6-7075
در نمونه هاي ساده و بدون پوشش باتوجه به عدم پوشش، خوردگي سريع تر و يون کلر راحت تر نفوذ کرده و لايه پسيو Al2O3 را شکسته و مقدمات ترک را فراهم مي کند. دربررسي هاي ميکروسکوپ نوري با بزرگنمايي 50 برابر مشاهده گرديد مهاجرت يونهاي کلرايد از محلول اصلي به ناحيه ترک نه تنها در جهت عمود بر سطح بوده، بلکه با توجه به قسمت (a) درشکل (3)، در جهت موازي سطح نيز توانسته مرز دانه ها را بشکند و درجهت موازي مرز دانه ها حرکت و نفوذ کند. هندسه نوک ترک را در قسمت (b) شکل (3) مشاهده مي کنيد. در اين شکل يک ناحيه شروع خوردگي و ناحيه ديگري که نشانگر منطقه پيشروي خوردگي مي باشد، ديده مي شود. در قسمت (c) که قسمتي از ترک بوجود آمده نمونه پوشش دار کروماته شده نمايان است، به خوبي تغيير جهت ترک در مرز دانه ها به دليل استحکام پوشش را مي توان مشاهده کرد.

بررسي ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) و EDX نمونه هاي ساده و کروماته آلياژ آلومينيم 7075-T6
براي بررسي بهتر رسوبات و همچنين تحليل بهتر نمونه ها، از ميکروسکوپ الکتروني SEM استفاده شد.
آلومينيم جزء فلزات اکتيو- پسيو مي باشدکه در دامنه pH بين 4.4 تا 8.4 خود را روئين کرده و خوردگي کمي رانشان مي دهد. ميزان و نحوه خوردگي آلومينيم عملا بستگي به لايه محافظ آن دارد که در نمونه هاي ساده باتوجه به وجود تنش ثابت وکششي سطح آن، لايه اکسيدي تشکيل شده که اکسيد آلومينيم هيدراته شده
(Al2O3. xH2O) است، طبق يک سيکل شکسته و ترميم شده و نفوذ يونهاي کلرايد راحت تر صورت مي گيرد.
تصاوير ميکروسکوپ SEM مربوط به نمونه هاي ساده و بدون پوشش کروماته در شکل (4) به خوبي رسوبات اکسيد آلومينيم هيدراته شده (Al2O3. xH2O) و همچنين بلورهاي NaCl و کلرايد قابل مشاهده است. همچنين حفرات ايجاد شده توسط يونهاي کلرايد و آب که يک خوردگي حفره اي ضعيف را جهت شروع ترک فراهم مي کنند.
همچنين باتوجه به تصوير SEM ترک ايجاد شده از خوردگي تنشي نمونه ساده، مي توان شکسته شدن لايه اکسيدي تشکيل شده در داخل شکاف ترک را مشاهده کرد. شکل (5)
در نمونه هاي پوشش داده شده کروماته تنها زماني خوردگي را خواهيم داشت که تنش، در مدت زمان بالا ميکروترکها را ايجاد، سپس ميکروترکها راه را براي حمله يونهاي کلر جهت خوردگي و آزاد سازي Al+3 باز کنند.البته در اين نمونه ها نمي توان از نقش پوسته اکسيدي Cr2O3 چشم پوشي کرد که با تشکيل آن، تا حدي سرعت خوردگي کاهش مي يابد ولي با توجه به ترد وشکننده بودن اين پوسته، در حين تنش، اين پوسته نيزشکسته و بصورت متخلخل در دهانه ترک مي ماند. در اينجا هيدروليز يونهاي فلزي، برسرعت خوردگي اثرگذاشته ومنجر به فعال شدن سطح ناحيه شکاف ترک مي شود.
بر اساس واکنش زير:
+Al+3 + H2O ↔ Al(OH)+2 + H
مي توان pH در ناحيه ترک را اسيدي دانست که در حقيقت هيدروليز يون Al به صورت اين واکنش، باعث اسيدي شدن محلول ناحيه ترک مي گردد.
باتوجه به بررسي رسوب تشکيل شده و عناصر موجود بر سطح نمونه نيز آناليزعنصري EDX بر روي سطح صورت گرفت و درشکل (6) مشاهده مي شود و ميزان عناصر در جدول(4) آورده شده است. ميزان بالاي کلر بر سطح به خوبي تاييد مي گردد.
درشکل(7) تصوير SEM ترک ايجاد شده از خوردگي تنشي نمونه پوشش داده شده کروماته آلومينيم 7075-T6 مشاهده مي‌شود.
در پوشش تبديلي کروماته، حضور يون فلورايد به عنوان يک فعال کننده، براي شکل گيري حفاظت است. رشد فيلم در CCCs1 بدون يون فلورايد بسيار آهسته است. انحلال فلورايد باعث مي شود تا اکسيد آلومينيم (Al2O3) ابتدا بر روي سطح موجود نشسته و اجازه دهد تا اکسيداسيون کروم (Cr+3/ Cr6) واکنش داده و پوشش رسوبي تشکيل گردد.
واکنش ها به شرح زير است : [5]

باتوجه به بررسي رسوب تشکيل شده و عناصر موجود بر ترک نمونه نيز آناليزعنصري EDX بر نوک ترک صورت گرفت و در شکل (8) مشاهده مي شود و ميزان عناصر در جدول (5) آورده شده است. چنانچه گفته شد عنصرکرم دراينجا با تشکيل Cr2O3 تا حدودي از پيشروي يونهاي کلرايد جلوگيري کرده و مقدار آن را نسبت به حالت نمونه ساده تا حدود يک چهارم کاهش داده است. اما بايد گفت با تدام تنش ثابت در اين منطقه، اين پوسته ترد و شکننده، در درون شکاف ترک شکسته شده و متخلخل مي گردد.

بررسي ميکروسکوپ الکتروني عبوري (TEM) نمونه کروماته شده آلياژآلومينيم 7075-T6
در شکل (9) چنانچه مشاهده مي شود، تصوير ميکروسکوپ الکتروني TEM که در آن ضخامت لايه پوشش داده شده در حدود ~150-300 nm مي باشد.
Mg فلز بسيار فعالي است و به‌ همين دليل تمايل زيادي به شرکت در واکنش‌ها و حضور در ترکيبات بين فلزي دارد. همچنين داراي حد حلاليت کناري در Al مي باشد. رفتار خوردگي آلياژهاي گروه 7000 ارتباط مستقيمي با رفتار خوردگي Al-Cu-Mg و ساير ترکيبات Mg دارد. دياگرام فازي Al-Mg را در شکل (10) مي بينيد.
وجود مقادير Mg در تمام اين رسوبات حاکي از اهميت اين فلز در فرآيند رسوب گذاري است. همچنين Mg به تنهايي مي تواند با Al وارد واکنش شده و تشکيل ترکيباتي مثل Al8Mg5 و Al3Mg7 بدهد که عمدتا در مرز دانه شکل مي‌گيرند. اين ترکيبات نسبت به داخل دانه آندي بوده و استعداد آلياژ را در خوردگي مرز دانه‌اي تقويت مي کنند.
پس به نوعي مي توان گفت عمدتا حفرات ايجاد شده مي تواند در مرزدانه هاي ترکيباتي مانند Al2CuMg روي دهد و ترک هاي به وجود آمده از نوع بين دانه اي باشد. شکل(11)

مکانيزم خوردگي تنشي آلياژآلومينيم –T67075
ـ مکانيزم خوردگي تنشي آلياژآلومينيم –T67075
(در ديد ماکرو)
مکانيزم خوردگي تنشي را مي توان بر پايه مراحل زير مطرح کرد:
بطور ابتدائي، واکنش آندي وکاتدي مي تواند در داخل ترک به خوبي در بيرون ترک نيز رخ دهد.
سرانجام، به دليل تخليه اکسيژن در ناحيه ترک، تنها واکنش آندي درناحيه ترک انجام شده و ديگر واکنش کاتدي قادريه انجام در اين ناحيه نيست.
به منظور خنثي شدن باردر ناحيه شکاف، مهاجرت يونهاي کلرايد از محلول اصلي به ناحيه شکاف که يونهاي فلزي در آن موجود است، صورت مي گيرد.
هيدروليز محلول کلرايد فلز در ناحيه ترک باعث افت pH در اين ناحيه مي شود.
يونهاي کلرايد و يونهاي هيدروژن در ناحيه شکاف به واکنش آندي کمک کرده و باتوجه به تنش ثابت، منجر به تسريع خوردگي تنشي مي شوند.
واکنشهاي انجام گرفته براي آلياژ آلومينيم 7075 را مي توان به صورت زير بيان کرد:
واکنش آندي (اکسيداسيون، از دست دادن الکترون):
(انحلال فلز): Metal - e → Metal
مانند: Al → Al+3 + 3e
واکنش کاتدي(احياء،گرفتن الکترون):
مانند احياء يون هيدروژن و اکسيژن:
O2 + 2H2O + 4e → 4OH (pH↑)
2H+ + 2e → H2↑
تجزيه آب H2O → H+OH
Al3(Cl)3+3H2O→Al(OH)3↓+3H(Cl) (pH↓)
بطور کلي اعتقاد بر اين است که پس از شکست پوشش تبديلي کروماته، يک بي ثباتي از فيلم اکسيد منفعل از کروم به دنبال تنش در معرض آن را خواهيم داشت. مکانيزم محافظت پوشش تبديلي کروماته، مسدود کردن منافذ فعال و نقص توسط فيلم (Cr(III مي باشد.
واکنش آندي انحلال آلومينيم:
2Al + 3H2O → Al2O3 + 6H+ + 6e-
و واکنش کاتدي رسوب مواد پوشش:
Cr2O7-2 + 8H+ +6e- → Cr2O3•H2O + 3H2O

ـ مکانيزم‌هاي حل شدن
تشديد حل شدن در اثر تنش: ترک با انحلال آندي موضعي گسترش مي يابد. نقش اصلي تغيير شکل پلاستيکي تشديد فرآيند حل شدن مي باشد.
تشکيل فيلم در ديواره ترکها، بر اساس مکانيزمهاي هم صفحه‌اي بودن نابجايي ها: ترک‌ها در محلي که پله‌هاي لغرشي به سطح مي‌رسند، شروع مي شوند. رشد ترکها در نتيجه انحلال فلزي است که در حال تسليم است. با رشد ترک، پوسته روي ديواره ي ترک مجددا تشکيل مي‌شود و به عنوان کاتد عمل مي کند.
غني شدن نسبت به عنصر نجيب
ترک خوردن در اثر خوردگي تنشي با شکستن و پاره شدن مداوم فيلم هاي غيرفعال پيشروي مي کند.
مهاجرت يون کلريد
بطورکلي حضور حفرات به دليل مستعد بودن آلياژ به خوردگي حفره اي در محيط هاي حاوي يون كلر است. يون كلر شعاع يوني نسبتاً كوچكي داشته و همچنين، در محلولهاي آبي از موبيليته بالايي برخوردار است. بنابراين، در لايه اكسيدي روي سطح نفوذ كرده و باعث تشكيل حفره ميشود.
هم چنين -Cl مي تواندجانشين، -OH درتركيب Al(OH)3 شود و توليد AlCl3 كند و اين باعث مي شود فيلم اكسيدي محافظ، خاصيت خود را از دست بدهد.
نتيجه گيري
ضخامت لايه پوشش داده شده که بين 0.1 تا 10 ميکرون مي باشد، و اين اختلاف محدوده به خاطر نقش ترکيباتي همچون Al2CuMg است که پوشش در ضخامتهاي بيشتر، مقاومت به تنش و خوردگي تنشي بهتري را نشان داد.
چون طبق استانداردهاي ASTM G-38 و ASTM G-47 مي‌بايست حتما جهت اتمام آزمون و شروع بررسي هاي آناليز ميکروسکوپي مي بايست ترکهاي ماکرو ديده مي شد، لذا در مدت زمان 670 ساعت ترکهاي ماکرو در نمونه هاي ساده ديده شد،که احتمال مي رود به علت تشکيل پوسته اکسيدي و کاهش ديد ترکها، اين زمان کمتر نيز بوده است.در نمونه هاي پوشش تبديلي داده شده کروماته، ماکروترک‌ها در حدود 1150 ساعت ديده شد.
افزايش مقاومت به خوردگي فلز يا پوشش تبديلي کروماته، در حالت اخير به طولاني شدن زمان ظهور اولين آثار خوردگي بر روي فلز پايه و فلز پوشش منجر شد.
از بررسي خوردگي تنشي تحت يک تنش ثابت از نمونه هاي ساده و بدون پوشش با نمونه هاي پوشش داده شده کروماته، مکانيسمهاي خوردگي بين دو نمونه تحليل و زمان خوردگي ها و پيدايش ميکروترکها بررسي شد.
ازبررسي ميکروسکوپي نمونه ها اثرات Al2CuMg در محيط خورنده فهميده شد که چه اثرات مخربي برخواص سطحي آلياژ آلومينيم 7075-T6 پوشش کروماته شده و بدون پوشش، داشته وسبب ايجاد حفره هايي روي سطح شده است که اين حفره ها مي توانند به عنوان مراکز تمرکز تنش عمل کنند و در حضور يک تنش ثابت، افت خواص مکانيکي را به دنبال خواهد داشت.
با به وجود آمدن اولين ميکرو ترکها و نفوذ يونهاي مهاجم به داخل شکاف ترک، محيطي اسيدي در شکاف ترک به وجود مي آيد که تسريع شديد خوردگي و آزادسازي سريع يون‌هاي آلومينيم را به دنبال خواهد داشت.
با توجه به اينکه اکسيد آلومينيم يک مانع موثر در مقابل نفوذ يون‌هاي کلرايد و آب به سطح آلياژ نمي باشد، بنابراين نفوذ يونهاي کلرايد به سطح آلياژ تعيين کننده سرعت خوردگي نيست. بلکه مرحله تعيين کننده، شکست لايه رويين کروماته و تشکيل محلولي در عيوب در فصل مشترک فيلم – فلز است که آن يک انحلال اکتيو فلز را موجب مي شود.

پيشنهادات جهت تحقيقات آينده
بررسي پوششهاي داکرومت بر روي آلياژهاي صنايع هوايي
بررسي خوردگي هاي موضعي خاص بر روي آلياژهاي صنايع هوايي که منجر به خسارات جبران ناپذيري مي گردد.
دست يابي به نانو پوششهاي تبديلي خاص که بتواند با تنشهاي ثابت و يا سيکلي، از خود مقاومت بالاتري را نشان دهد.
دسترسي به داده هاي نرخ رشد خستگي فوق العاده بالاي خلاء در شکاف و همچنين تاثير ريز ساختار ترک، در آلياژهاي صنايع هوايي
اندازه گيري با دقت بالا و مدل سازي المان محدود از تنش و فشار ونفوذ هيدروژن به نوک منطقه ترک و تنش. به طور مثال اندازه گيري محاسبات خوردگي بر سطح ترک براي غلظت هيدروژن يا يونهاي مهاجم درمحيط هاي مختلف و مدلسازي مکانيکي نوک ترک و بررسي ناحيه پلاستيک آن در حضور تنش‌ها
شناسايي مکانيزم اساسي هيدروژن وکلرايدکه در آن آسيب خستگي در نرخ رشد پايين باتوسعه معيارهاي شکست حائز شود. مثلا مشاهدات از تغيير شکل مورفولوژي در 0.5 - 5 ميليمتر در مورد نوک ترک و در کنار آن بررسي ويژگي کريستالوگرافي و سطحي از ترک خوردگي هاي محيطي
مکانيزم مدل مکانيکي- شيميايي نرخ رشد ترک در خوردگي تنشي
بررسي اثرات زيست محيطي بر ميزان رشد ترک تحت دامنه بارگذاري متغير و همچنين قرار گرفتن در معرض محيط شيميايي متغير با زمان در صنايع هوايي

برای اشنایی بیشتر با ارسال کننده مقاله به سایت  نشریه پیام آبکار مراجعه نمایید

کلیک کنید

آبکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن بدون زینکات یا استانات (درنسخه 2011)

برای بیش از 80 سال تا به الان به طور عمومی پذیرفته شده، برای آبکاری آلومینیوم و آلیاژهای از محلول زینکات یا استانات استفاده میشود. مسائل زیست محیطی مربوط به استفاده از این فرآیند در حال تبدیل شدن به بیشتراز یک مشکل است. خود این فرآیند طولانی، پیچیده و در آلیاژهای مختلف آلومینیوم، فرآیند آن متفاوت است. این مقاله پیشنهاد جایگزین دیگری را ارائه میدهد که از نظر زیست محیطی قابل قبول تر، بطور چشمگیری کار با آن ساده تر، نتیجه به مراتب سازگارتر و موثرتر و بسیارمقرون بصرفه است.

آلومینیوم براق، سبک، سازگار با محیط زیست و نسبتا ارزان است. به همین ترتیب، از آن استفاده گسترده ای در صنایع الکترونیک میشود.با این حال به راحتی خورده میشود(در مقابل اسید و باز)، نسبتا نرم است و جوشکاری و لحیم کاری آن آسان نیست.در نتیجه آن را اغلب کاملا آبکاری میکنند.فرآیند ارائه شده در این مقاله بخشی از استاندارد (استاندارد راهنمای آماده سازی آلومینیوم و آلیاژهان برای آبکاری برقی ) است ASTM B253 . که همچنین رسوب دهی فلزات به روش الکترولس روی آلومینیوم با استفاده از زینکات را تحت پوشش قرار میدهد. اگرچه دیگر روش های آماده سازی در دسترس هستند اما زینکات و یا استانات به طور گسترده بیشترین استفاده در 80 سال گذشته تا به الان را داشته است. زینکات اساسا شامل یک محلول قلیایی از روی مانند هیدروکسید روی و تعدادی تغییرات که بصورت تجاری هستند در این ترکیب پایه موجود است.استانات بصورت پایه شامل یک محلول قلیایی از قلع مانند هیدروکسید قلع و تعدادی از تغییرات بصورت تجاری در ترکیب پایه موجود است.ب عد از یک سری مراحل پاکسازی گسترده، از زینکات و استانات استفاده میشود که ممکن است به بیشتر از یک مرحله استفاده ازاین ترکیبات نیاز داشته باشد، سطح آلومینیوم یا آلیاژهای آلومینیوم در پایان به یک فیلم بسیار نازک از روی یا قلع بصورت پراکنده روی سطح فلز پوشیده میشود، در یک الگوی نامنظم بسته نوع ماهیت آلیاژ یا بسته به نوع خاصیت زینکات یا استانات مورد نیاز، محلول مناسب آن استفاده میشود.این کار بخش بزرگی از اکسید آلومینیوم بر روی فلز را حذف یا جابه جا می کند و سلولهای الکتروشیمیایی را به وجود می آورد که از آن طریق آلومینیوم یا آلیاژ آلومینیوم به راحتی فلزات را برای پوشاندن سطح میپزیرند در حالی که در همان زمان جابه جایی روی و یا قلع داخل محلول آبکاری همراه با هر فلز دیگر که در محلول زینکات یا استانات باشد ممکن است روی آلیاژ آلومینیوم یا آلومینیوم پوشش داده شود. در بسیاری از موارد، این کار(پوشش دهی) باعث کوتاه شدن عمر حمام محلول آبکاری می شود. به طور خاص محلول رسوب دهی الکترولس مانند نیکل الکترولس. همانطور که در دیگر فلزات، به جز آلومینیوم، رایج است، مس به طور معمول مستقیما روی زینکات یا استانات داده میشود، برای آماده کردن سطح برای تسهیل آبکاری نیکل یا کروم، مانند نوع کار ترکیب زینکات یا استانات، که برای پذیرش رسوب دهی فلزات توانایی نفوذ پذیری آلومینیوم و آلیاژهایش استفاده میشود.علاوه بر استفاده از زینکات به یک آبکاری مس سیاندی نیاز دارد که از نظر محیط زیستی مورد قبول تر از مس اسیدی است.

اساس فرآیندهای زینکات یا استانات مجموعه ای وابسته به تولید وحفظ مداوم شرایط سطح بسیار واکنش پذبر است. برای هر آلیاژ آلومینیوم محلول این فرآیند(زینکات یا استانات) مستقل است .این ممکن است در شرایط آزمایشگاهی ممکن باشد، اما بسیار مشکل است.(اما غیر ممکن نیست)؛ بنابراین به محلول های شستشوی بسیار تمیز و مخازن فرآیند متعدد که نیازمند مراقبت دائمی هستند، برای جلوگیری از آبکاری مجدد و هزینه اضافه احتیاج است.پس از آنکه قطعات مورد فرآیند قرار گرفتند و شسته شدند، آنها باید فورا در حمام آبکاری قرار گیرند و تا زمانی که سطح هنوز فعال و آماده پذیرش رسوب دادن فلز روی آن ها است، بسرعت آبکاری شوند.هر چه قطعات بزرگتر، درجه مشکلات پیچیده و بزرگتر است. درجدول 1 یکی از روش های رایج برای فرآیند آبکاری آلومینیوم شکل داده شده با زینکات یا استانات شرح داد شده است. جدول 2 یکی از روش های رایج مورد استفاده برای فرایند آبکاری آلومینیوم ریخته گری را توضیح داده است. فرآیند تمیز کردن آلومینیوم های ریخته گری شده بسیار مشکل است زیرا سیلیکون و عناصر دیگر در ریخته گری بطور کلی درصد بالایی از آن را تشکیل داده اند. برای مثال سیلیکون از حدود 6 تا 25 درصد است و پاک کردن آن نسبتا مشکل است.

برای مطالعه ادامه مطلب از سایت نویسنده لطفا کلیک کنید

خوردگي ( Corrosion: )

خوردگي اصطلاحي است که به فساد فلزات از طريق ترکيب فلز با اکسيژن و ساير مواد شيميايي انجام مي شود.

زنگ زدن( Rusting: )

زنگ زدن فقط در مورد اکسيد شدن آهن وآلياژهاي آهني در هواي خشک يا مرطوب به کار مي رود که محصول خوردگي از جنس هيدرات فريک يا اکسيد فريک است .

اکسيد شدن ساده فلزات سبک :

اين فلزات شامل فلزات قليايي و قليايي خاکي هستند که وقتي اکسيد شوند حجم قشر اکسيد تشکيل شده متخلخل بوده و مانعي جهت نفوذ اکسيژن به داخل قشر اکسيد نيست و اکسيد خاصيت چسبندگي به فلز ندارد. به طور خاص سديم وپتاسيم در حرارت هاي عادي و متعارفي ميل ترکيبي شديدي با اکسيژن دارند ولي در درجات حرارت خيلي کم اکسيد شدن به تاخير مي افتد و اکسيد تشکيل شده در اين حالت خاصيت چسبندگي دارد.

آلومينيم و آلياژهاي آن :

آلومينيوم ، فلزي نرم و سبک ، اما قوي است، با ظاهري نقرهاي - خاکستري٬ مات ولایه نازک اکسيداسيون که در اثر برخورد با هوا در سطح آن تشکيل ميشود، از زنگ خوردگي بيشتر جلوگيري ميکند. وزن آلومينيوم تقريبأ يک سوم فولاد يا مس است چکش خوار ، انعطاف پذير و به راحتي خم ميشود. همچنين بسيار بادوام و مقاوم در برابر زنگ خوردگي است. بعلاوه ، اين عنصر غير مغناطيسي ، بدون جرقه ، دومين فلز چکش خوار و ششمين فلز انعطاف پذير است.
بررسی خوردگی آلیاژهای آلومینیم (Corrosion of aluminium Aloys) مستلزم بررسی طبیعت شیمیایی آلومینیم است. آلومینیم فلز فعالی است که مقاومت آن به خوردگی به پسیو شدن با لایه سطحی محافظ بستگی دارد. در محلول های آبی، شرایط ترمودینامیکی که تحت آن لایه رشد می کند معمولا با دیاگرام پتانسیل – pH پوربه نمایش می دهند. این نمودار نشان می دهد که آلومینیم تنها در محدوده برابر با 4 pHتا 9 پسیو است. اکثر آلیاژهای آلومینیم مقاومت به خوردگی به اتمسفر طبیعی، آب شیرین، آب شور، بسیاری از روغن ها و مواد شیمایی و هم چنین مواد غذایی دارند. لوله های آلومنیمی در خنک کننده های فریونی مورد استفاده قرار می گرفتند.

ادامه مقاله در سایت نویسنده مقاله - کلیک کنید

آلومینیوم سولفات(به انگلیسی: Aluminium sulfate)که بدین شکل نوشته می‌شود Al2(SO4)3 یا Al2O12S3، یک ترکیب شیمیایی با شناسه پاب‌کم ۲۴۸۵۰ است. که جرم مولی آن ۳۴۲٫۱۵ g/mol می‌باشد. شکل ظاهری این ترکیب، جامد بلوری  سفید است.

فرایند تولید

تولید سولفات آلومینیوم طی فرایندی از واکنش اسید سولفوریک و محلول آبدار حاوی آلومینا یا همان هیدروکسید آلومینیوم انجام می شود. روند واکنش طی یک جریان پیوسته که در دمای کنترل شده 225 تا 260 درجه فارنهایت و در فشار خاصی نگهداری می شود و در محفظه واکنش انجام می گیرد. اسید سولفوریک و محلول آلومینا از محفظه واکنش طی زمانی بین 5 تا 45 دقیقه عبور داده می شوند که برای دستیابی به 78 تا 100 درصد تکمیل واکنش کافی می باشد. سپس مواد واکنش دهنده در اثر قرار گیری در یک میکسر که از یک مارپیچ تغییر جهت دهنده تشکیل شده است, با هم مخلوط شده و ترکیب سولفات آلومینیوم نهایی بدست می آید.

2Al(OH)3+3H2SO4→Al2(SO4)3+6H2O

و یا با حرارت دادن فلز آلومینیوم در محلول اسید سولفوریک:

(2Al(s)+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2(g

کاربرد های آلومینیوم سولفات

حدود 50% از سولفات آلومینیوم در کاغذ سازی و کارتون سازی و مقواسازی استفاده می شود. همچنین از سولفات آلومینیوم به دلیل سه ظرفیتی بودن یون آلومینیوم و توانایی بالای آن در انعقاد و لخته سازی ذرات کلوئیدی، در تصفیه ی آب و فاضلاب استفاده می شود. سولفات آلومینیوم به دلیل ترکیب شدن یون آلومینیوم با هالوژن هایی نظیر کلر و فلوئور و ایجاد رسوب و کمک به حذف آن ها از محلول سولفات روی حاصل از لیچینگ خاک یا کنسانتره ی روی، جهت جلوگیری از چسبندگی فلز روی به کاتد ها در صنعت تولید روی مصرف می شود.http://elikacompany.com/?post_type=product&p=23 

مقدمه:

الكتروپوليش فرايندي است كه در آن به كمك نوعي الكتروليت (اسيدي يا قليايي) و جريان برق ، سطح فلزات صاف و يكنواخت مي گردد.

در طي الكتروپوليش مقادير بسيار جزئي از قطعه حل شده و در سطح فلز تشكيل يك فيلم نازك را مي دهد.

تركيب شيميايي اين فيلم بستگي بسيار نزديكي با نوع الكتروليت و جنس قطعه دارد. الكتروپوليش نه تنها روشي مناسب براي از بين بردن صدمات ناشي از جوشكاري و سنگ زني و ... است ، بلكه بهترين روش براي از بين بردن خراشهاي ميكروسكوپي و رسيدن به جلاي آينه اي مي باشد. با اين روش مي توان فلزات مختلفي همچون آلومينيوم و آلياژهاي آن ، برنج ، بريليم ، مس ، نقره ، نيكل و انواع مختلف استيل را پرداخت نمود.

الكتروپوليش اثرات متفاوتي بر روي خواص فيزيكي ، مكانيكي ، حد خستگي و مقاومت خوردگي فلز دارد. اما آنچه كه در اينجا مد نظر بوده و ما بر آن تكيه كرده ايم ، تاثير آن بر مقاومت خوردگي فلز است. برخي از انواع الكتروپوليش باعث تشكيل فيلم نازك شفافي از اكسيد (يا نمك) بر سطح فلز (خصوصا آلومينيوم) مي شوند ، البته مقاومت اين لايه اكسيد در آلومينيوم كمتر از مقاومت لايه اكسيد حاصل از آندايزينگ مي باشد.

پولیش الکترولیتی قدیمی ترین روش مورد استفاده برای براق کاری آلومینیوم است و متدهای مختلفی نیز برای انجام این عمل وجود دارند.

مکانیسم عمل الکتروپولیش بصورت کلی در این شکل آورده شده:

هدف:

چرا الکترو پولیش آلومینیوم؟

خوردگی همیشه از سطح آغاز میشود. متاسفانه ،تمام روش های حمل و نقل و ساخت در نهایت باعث کاهش سلامت سطح قطعه میشود.

آلودگی و آسیب های سطح شامل :ذرات فلزی ، خاک ، چربی ها و بخش اساسی تر آنها اثرات عملیات جوشکاری ،ماشین کاری و دیگر روش های پرداخت و ساخت. این آلودگی ها باعث آسیب رساندن به لایه محافظ اکسیدی مقاوم به خوردگی میشوند ، الکتروپولیش باعث از بین رفتن این آلودگی ها و افزایش لایه اکسیدی و و افزایش طول عمرقطعه است.اکثر سیستم‌های مکانیکی پرداخت‌کاری، برای دست یابی به سطحی صاف و برّاق، سطح بلورین فلز را لکه‌دار، خمیده و دچار خستگی می‌کنند و حتی گاهی باعث شکست آن می‌شوند . الکتروپولیشینگ، فرایند باربرداری از روی سطح را با ایجاد الگویی یک‌سویه که کاملاً خالی از هرگونه خستگی و انسداد است، انجام می‌دهد . در این روش، سطح، از دید میکروسکوپی صاف و در اغلب اوقات صیقلی است . علاوه بر این، در بسیاری از آلیاژهای فلزی و غیرفلزی، مقاومت در برابر خوردگی و غیرفعال‌سازی فلز نیز افزایش می‌یابد . این فرایند قطعه فلزی را چه از جهت میکروسکوپی و چه از جهت ماکروسکوپی پرداخت می‌کند . پرداخت میکروسکوپی سبب درخشندگی و پرداخت ماکروسکوپی سبب صافی قطعه می‌شود . پلیسه گیری به سبب آن که چگالی جریان در برآمدگی‌ها بیشتر است و اکسیژن از حفره‌ها محافظت می‌کند، زودتر انجام می‌شود .

برای مشاهده کامل متن از سایت نویسنده لطفا کلیک کنید.

 قطعه آلومینیومی، در هنگامی که در محلول پیل الکترولیتی به آند متصل میشود، اکسید آندی در سطح قطعه آلومینیومی شکل میگیرد. با استفاده از این فرآیند شناخته شده به عنوان آندایز کردن، فلز آلومینیوم را می­توان در بسیاری از برنامه های کاربردی که برای آن ممکن است و در غیر این صورت مناسب نیست، استفاده کرد. روند آندایز کردن به شکل یک فیلم اکسید از فلز پایه رشد می­کند بطوری که بخش جدایی ناپذیر از فلز و هنگامی که به درستی گویای خواص سایشی عالی آلومینیوم در اعمال خوردگی سخت و پوششی مقاوم در برابر سایش است. این پوشش متخلخل همچنین ممکن است با استفاده از چند روش رنگ شود.

بسیاری از روش­های اسیدی را می­توان برای آندایز کردن استفاده کرد، اما شایع­ترین روش­ها تا حد زیادی توسط اسید سولفوریک انجام می­شود. همچنین اسید کرومیک، اسید اگزالیک و اسید فسفریک در برنامه­های خاص استفاده می­شوند.

مورفولوژی اکسید تشکیل شده به واسطه شرایط استفاده از الکترولیت و آندایز کردن کنترل می شود. اگر اکسید در الکترولیت نباشد آن را فقط تا زمانی که مقاومت اکسید اجازه برقراری جریان را دهد، رشد خواهد داد. اکسید حاصل بسیار نازک، غیر متخلخل و غیر رسانا است. این ویژگی خاص اکسید آندی در تولید خازن­های الکترولیتی با استفاده از اسید بوریک و یا اسید تارتاریک مفید است.

اگر اکسید آندی کمی در محلول الکترولیت باشد، در نتیجه اکسیدهای متخلخل تشکیل شده است. بطوری که اکسید رشد کرده تحت تاثیر جریان (دی سی) اعمال شده و همچنین اکسید، حل شده و خلل و فرج را ایجاد می­کند. همین ویژگی است که به ما اجازه استفاده از رنگ اکسید با استفاده از رنگ های آلی، اشباع رنگدانه یا رسوب الکترولیت­های مختلف در منافذ پوشش در فلزات را می دهد.

با متعادل کردن شرایط مورد استفاده در فرآیند آندایز، تقریبا می­توان اکسیدهایی با هر خواص مورد نظر، از اکسیدهای نازک به اکسیدهای سخت در برنامه­های کاربردی، پوشش­های اکسیدی مقاوم استفاده شده در برنامه­های مهندسی، تولید کرد.

آلومینیوم آندایز رنگ شده در طیف گسترده­ای از برنامه­های کاربردی اعم از هدیه و وسایل تازه از طریق سیستم­های مرتب استفاده می­شود. چنین شرایطی خواستار وضعیتی مانند کاربردهای خارجی معماری یا پوشش مقاوم به سایش در شرایط ساینده به مانند چرخ­های فرود هواپیما فراتر از محدوده آندایز آلومینیوم است. فلزات گران بها و نیمه گران بها را می­توان با استفاده از آندایز آلومینیوم تکرار کرد. طلا، نقره، مس و برنج بدلی به طور منظم ساخته شده­اند.

استفاده از الکتروپولیش یا فرو بردن در محلول روشن کننده شیمیایی در رابطه با یک اکسید آندی نازک تولیدی یک پرداخت به وسیله­های دیگر تکرار نمی­شود. فلز پرداخت نشده و ناخالص تولید شده توسط اچ کردن سطح آلومینیوم، مانند پیوتر فراهم شده، اغلب مورد نظر است. همچنین فلزهای پرداخت نشده از انتخاب بسیاری از طراحان می­باشد

برای مشاهده کامل متن از سایت نویسنده لطفا کلیک کنید.

استاندارد پوشش ­هاي تبديلي کرومات بر روي کادميوم،روي،آلياژهاي آلومينيم-روي و آلياژهاي روي- آلومينيم- روش آزمون  (شماره 8245)

کميسيون استاندارد"پوشش هاي تبديلي کرومات برروي کادميوم،روي،آلياژهاي

آلومينيم- روي وآلياژهاي روي- آلومينيم- روش آزمون "

دويست وسي وچهارمين اجلاسيه کميته ملي استانداردمکانيک وفلزشناسي

پيش گفتار

استاندارد"پوشش­ هاي تبديلي کرومات برروی­ کادميوم،روي،آلياژهاي آلومينيم- روي و آلياژهاي

استاندارد "پوشش هاي تبديلي کرومات بر روي کادميوم، روي، آلياژهاي آلومينيم- روي و آلياژهاي روي- آلومينيم- روش آزمون " كه توسط كميسيون فني مربوطه تهيه و تدوين شده و دردويست و سي و چهارمين جلسه كميته ملي استاندارد مکانيک و فلز شناسي مورخ ۲۰/۶/۸۴ مورد تصويب قرار گرفته است، اينك به استناد بند يك ماده سه قانون اصلاح قوانين و مقررات مؤسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ابران مصوب بهمن ماه ١٣٧١ بعنوان استاندارد ملي ايران منتشر مي شود. بـراي حفـظ همگامـي و هماهنگـي بـا تحولات و پيشرفتهاي ملي و جهاني در زمينه صنايع ، علوم و خدمـات، اسـتاندارد هـاي ملـي ايران در موقع لزوم و تجديد نظر خواهد شد و هرگونه پيشنهادي كه بـراي اصـلاح يـا تكمـيل اين استاندارد ها ارائه شود ، در هنگام تجديد نظر در كميسيون فني مربوطه مـورد توجـه قـرار خواهـد گرفـت بـنابر اين براي مراجعه به استاندارد هاي ملي ايران بايد از آخرين تجديد نظر آنها بهره گيري كرد. در تهـيه و تدويـن اين استاندارد سعي شده است كه ضمن توجه به شرايط و نيازهاي جامعه، در حد امكـان بيـن ايـن اسـتاندارد و اسـتاندارد ملي كشورهاي صنعتي پيشرفته هماهنگي ايجاد شود. منبع و ماخذي كه براي تهيه اين استاندارد به كار رفته به شرح زير است

-ISO 3613, 2000: Chromate conversion coating on zinc, cadmium, aluminium zinc

alloys and zinc-aluminium alloys- Test metal

پوشش هاي تبديلي کرومات برروي کادميوم،روي،آلياژهاي آلومينيم- روي و آلياژهاي روي- آلومينيم- روش آزمون

١هدف ودامنه کاربرد

هدف از تدوين اين استاندارد، تعيين روش هاي

حضور پوشش هاي تبديلي کرومات بي رنگ1

- حضور و مقدار کروم ٦ ظرفيتي در پوششهاي بي رنگ و رنگي کادميوم، روي، آلياژهاي آلومينيم( ٥٥درصد جزءجرمي)

– روي و آلياژهاي روي-آلومينيم(٥ درصد جزءجرمي)

- مقدار کل کروم در واحد سطح کادميوم و روي

- مقدار جرم در واحد سطح پوششهاي رنگي و بيرنگ

- چسبندگي مناسب پوشش هاي تبديلي کرومات

- کيفيت پوشش کرومات است

اين روش ها براي موارد زير کاربرد دارند:

- پوشش هاي تبديلي رنگي و بيرنگ کرومات که حاوي کروم ٣ ظرفيتي و ٦ ظرفيتي در نسبتهاي مختلف بوده و به روشهاي شيميايي يا الکتروشيميايي تهيه مي شوند.

- فقط براي پوشش هاي کرومات که از هر گونه پوشش هاي تکميلي نظير روغن يا پليمرهاي بر پايه حلال يا آب و يا موم عاري باشند.

٢مراجع الزامي

مدرک الزامی زير حاوی مقرراتی است که در متن اين استاندارد به آنها ارجاع داده شده است. بدين ترتيب آن مقررات جزئی از اين استاندارد محسوب می شود. در مورد مراجع دارای تاريخ چاپ و/ يا تجديد نظر، اصلاحيه ها و تجديد نظرهای بعدی اين مدارک مورد نظر نيست. معهذا بهتر است کاربران ذينفع اين استاندارد، امکان کاربرد آخرين اصلاحيه ها ها و تجديد نظرهای مدارک الزامی زير را مورد بررسی قرار دهند. در مورد مراجع بدون تاريخ چاپ و/ يا آخرين چاپ و/ يا تجديد نظر آن مدارک الزامی ارجاع داده شده مورد نظر است. استفاده از مرجع زير برای کاربرد استاندارد الزامی است:

١ -اعمـال پوشـش هاي تبديلي کرومات خيلي نازک، بي رنگ و درحقيقت نامرئي اغلب "اثرناپذيرکردن" Passivation ناميده مي شود، در حالـي کـه اعمـال پوشـش هاي کرومات رنگي و ضخيم تر اغلب "کروماته کردن" ناميده مي شود . عبارت "اثر ناپذير کردن "صحيح نيست بنابراين پيشنهاد نمي گردد

2-1 ISO 3892:2000 Conversion coatings on metallic materials- Determination of coating mass per unit area- Gravimetric methods.

2-2 ISO 4520:1981 Chromate conversion coatings on electroplated zinc and cadmium coatins.

2-3 ISO 9227: 1990 Corrosion tests in artificial atmospheres- Salt spray tests.

2-4 IEC 60068-2-30:1980 Environmental testing- Part 2: Test Db and guidance: Damp heat, cyclic (12+12 hour cycle).

هشدار- در اين استاندارد به ناچار از زيرآيندها و/يا روش هايي استفاده ميشود که در صورت عدم رعايت احتياط هاي لازم براي سلامتي مضر است. فقط به اقتضاي فني اشاره شده و به هيچ عنوان طراح ، توليد کننده، تامين کننده يا استفاده کننده از قانون و ساير تعهدات قانوني مرتبط با سلامتي و ايمني در هيچ يک از مراحل توليد و يا استفاده تبرئه نميشود..

٣- واکنش گرها

در طول آزمون، مگر در مواردي که مشخص شده باشد، فقط از موادي با خلوص تجزيهاي و آب مقطر يا آبي با خلوص معادل استفاده کنيد..

3-1 محلول آزمون الف(بند٥ -2 را ملاحظه کنید)

١١ ميلي گرم دي فنيل کاربازيد را در مخلوط ٦٠ ميلي ليتر استيک اسيد گلاسيال و ٤٠ ميلي ليتر آب مقطر در داخل يک بشر حل کنيد. ١٥ ميلي ليتر هيدروکلريدريک اسيد غليظ( با چگالي نسبي ١٨/١ ( به آن اضافه کنيد. آن را هم بزنيد و ٣٠ ميلي ليتر محلول سديم هيپوکلريت(با کلرقابل دسترسي ١٠ تا ١٥ درصد) را به آرامي به آن بيفزاييد. ٥ ميلي ليتر هيدروژن پراکسيد( ٣٠ درصد) را به آرامي و با به هم زدن مداوم به آن بيفزاييد. محلول را به مدت ٢٤ ساعت، در داخل يک بشر باز و زير هود قرار دهيد تا کلر اضافي آن قبل از استفاده خارج شود.

يادآوري- محلول در اثر گذشت زمان تخريب نميشود بنابراين مي توان آن را در يک بطري با درپوش شيشه اي به مدت چندين ماه نگه داري کرد..

3-2 محلول آزمون ب (بند 5-3 را ملاحظه کنید)

٥٠٠ گرم سرب استات ٣ آبه را در يک ليتر آب مقطر يا آب يونزدايي شده حل کنيد. مطمئن شويد که pH محلول به محض تهيه بين ٥/٥ تا ٨/٦ باشد. اگر pH محلول خارج از اين محدوده باشد، محلول را دور ريخته و از سرب استات ديگري استفاده کنيد. هر گونه رسوب سفيد رنگ که طي آماده سازي اوليه محلول حاصل شود، مي تواند با اضافه کردن مقدار کمي استيک اسيد گلاسيال حل شود، مشروط بر اين که pH محلول به کمتر از ٥/٥ کاهش نيابد. در صورتي که رسوب سفيدرنگ حل نشود، محلول ذخيره را دور بريزيد.

3-3 محلول آزمون پ (بند 5-5 را ملاحظه کنید)

4/0 گرم دی فنیل کاربازید را در مخلوط 20 میلی لیتر استون و 20 میلی لیتر اتانول (96 درصد)حل کنید. پس از انحلال، به آن 20 میلی لیتر محلول ارتوفسفریک اسید 75 درصد و 20 میلی لیتر آب مقطر اضافه کنید. این محلول را حداکثر 8 ساعت قبل از استفاده تهیه کنید.

3-4 محلول آزمون ت (بند 5-6 و 5-7 را ملاحظه کنید).

5/0 گرم دی فنیل­کاربازید را در50 میلی­لیتر استون حل کنید. در حالی که آن را به هم     می­زنید، به آرامی با 50 میلی لیتر آب (مخلوط کردن سریع می تواند منجر به رسوب دی فنیل کاربازید شود) رقیق کنید.

3-5 سولفوریک اسید، رقیق شده 1+3.

1 حجم سولفوریک اسید غلیظ (با چگالی نسبی 84/1) را به 3 حجم آب به آرامی بیفزایید.

3-6 آمونیوم پر سولفات

3-7 سدیم هیدروکسید، محلول 240 گرم در لیتر

3-8 نقره نیترات، محلول 17 گرم در لیتر.

3-9 پتاسیم دی کرومات، محلول استاندارد.

2 میلی لیتر محلول حجمی استاندارد پتاسیم دی کرومات را تا حجم 1000 میلی لیتر رقیق کنید (9/4 گرم در لیتر).

3-10 محلول بافر فسفات

55 گرم سدیم دی هیدروژن ارتوفسفات یک آبه را در 100 میلی لیتر آب حل کنید.

4- دستگاه های لازم

4- 1 جذب سنج فوتوالکتریک (رنگ سنج)،با صافی دارای عبور متوسط 520 نانومتر. جذب سنج باید با یک سل جذبی که طول مسیر نوری آن 10 میلی متر باشد، مورد استفاده قرار گیرد.

4-2 طیف سنج، با طول موج تنظیم شده در 540 نانومتر. اسپکتروفوتومتر باید با یک سل جذب که طول مسیر نوری آن 10 میلی متر باشد مورد استفاده قرار گیرد.

5- روش های آزمون

5-1 کلیات

قبل از آزمون های زیر، سطح آزمون باید از آلودگی های اثر انگشت و سایر لکه های خارجی پاک شود. اگر سطح با روغن پوشانده شده باشد، قبل از آزمون باید با استفاده از حلال مناسب و در دمای اتاق (کمتر از 35 درجه سیلسیوس)چربی زدایی شود. در این آزمون ها، نمونه ها نباید در دمای بالاتر از 35 درجه سلسیوس خشک شوند. بر روی سطح نباید محلول های قلیایی اثر داده شود چون پوشش های تبدیلی کرومات تحت تاثیر قلیاها شکسته می شود.

روش های آزمون زیر در بندهای 5-2 تا 7-5 آورده شده است.   

- حضور پوششهاي کرومات بيرنگ بر روي کادميوم، روي و آلياژهاي آلومينيم-روي

- حضورکروم٦ظرفيتيدرپوشش هاي کرومات رنگي وبي رنگ

- اندازه گيري مقدارکروم٦ظرفيتي

- اندازه گيري مقدارکل کروم

اين آزمونها بايد در محدوده زماني زير انجام گيرند:.:

- کمينه ٢٤ ساعت پس از اعمال پوشش تبديلي کرومات براي همه آزمون ها (بند ٥-٢ تا ٥-١٠(؛

- بيشينه ٣ روز براي آزمون هاي مشخص شده در بند ٥-٢ تا ٥-٥؛

- بيشينه٣٠روزبراي آزمون هايمشخص شده دربند 5-6 و 5-7

روش هاي آزمون زيردربندهاي٥- 8 ، 5-9 و 5-10 آورده شده است.

الف)اندازه گيري جرم درواحدسطح پوشش هاي تبديلي کرومات

ب)چسبندگي توسط سايشو

پ)بررسي کيفيت لايه کرومات

5-2 آزمون حضور پوشش کرومات بی رنگ بر روی فلز روی

يک قطره محلول آزمون الف (بند ٣-١ (براي سطح کروماته شده روي بکار ببريد. تشکيل رنگ قرمز يا قرمز مايل به بنفش بر روي قطره، بايد به منزله حضور لايه کرومات تلقي شود.

5-3 آزمون پوشش کرومات بيرنگ برروي کادميوم وروي

يک قطره محلول آزمون ب (بند ٣-٢ (را بر روي سطح مورد آزمون قرار دهيد. در حالتي که زيرآيند از جنس روي باشد، ظهور لکه را در مدت ٣ دقيقه مشاهده مي کنيد. تشکيل لکه تيره يا سياه حداقل يک دقيقه پس از به کار بردن محلول آزمون بايد به منزله حضور پوشش تبديلي کرومات بي رنگ تلقي شود. تشکيل لکه سياه در مدت بيش از ٣ دقيقه، مي تواند مشخص کننده حضور پوشش هاي تکميلي نظير موم يا روغن باشد. در حالتي که زيرآيند از جنس کادميوم باشد، ظهور لکه را در ١ دقيقه مشاهده مي کنيد. تشکيل لکه تيره يا سياه حداقل ٥ ثانيه پس از به کار بردن محلول آزمون بايد به منزله حضور پوشش تبديلي کرومات بي رنگ تلقي شود.

تشکيل لکه سياه در مدت بيش از ١ دقيقه، مي تواند مشخص کننده حضور پوشش هاي تکميلي نظير موم يا روغن باشد. به منظور مقايسه ، يک سطح واکنش نداده را به طرز مشابه مورد آزمون قرار دهيد. سطح کادميوم و روي واکنش نداده يا سطوحي که تحت واکنش پوشش تبديلي کرومات قرا گرفته اند ولي پوشش پيوسته ندارند بلافاصله با محلول سرب استات جهت تشکيل لکه سياه روي سطوح کادميوم و روي بدون پوشش و يا واکنش نداده، در عرض ٢ تا ٥ثانيه پس از اعمال محلول آزمون واکنش مي دهند..

يادآوري١ -به دليل حساسيت روش، آزمون جهت کنترل کيفي مورد توجه قرار گرفته است. توصيه مي شود اقلام با لايه هاي کرومات آسيب ديده با اين روش مورد آزمون قرار نگيرند.

يادآوري٢ -مقاومت پوشش هاي تبديلي کرومات که در معرض دماي بالاتر از ٦٠ درجه سلسيوس قرار گرفتهاند، به طور قابل ملاحظه اي در برابر خوردگي در روش هاي آزمون تسريع شده کاهش خواهديافت (بند ٥-١٠ (و در زيرآيندهاي روي، لکه هاي سياه در کمتر از ٦٠ ثانيه و در زيرآيندهاي کادميوم، لکه هاي سياه در کمتر از ٥ ثانيه نشان خواهند داد.

يادآوري٣ -تفاوت در زمان واکنش در پوشش هاي تبديلي کرومات بيرنگ براي تشکيل نقطه هاي سياه رنگ در مورد زيرآيندهاي روي بيش از ١ تا٣ دقيقه و در مورد زيرآيندهاي کادميوم بيش از ٥ تا ٦٠ ثانيه نخواهد بود. عواملي نظير ، عدم يکنواختي ضخامت لايه کرومات (به دليل شرايط عمل) ، نوسان دماي محيط آزمون و کنترل ٢) زبري) ٣ بافت سطح دقيق pH محلول سرب استات بر روي زمان واکنش تاثير دارد و بنابراين از هر گونه تغييرات زماني مذکور جلوگيري مي کند. به همين ترتيب اين آزمون نمي تواند براي مقايسه حفاظت خوردگي پوشش هاي تبديلي کرومات ساخته شده از انواع مختلف محلول هاي کرومات مورد استفاده قرار گيرد.

5-4 آزمون حضور پوشش کرومات بی رنگ روی آلیاژهای آلومینیم- روی (آلومینیم 55 درصد جرمی) و آلیاژهای روی- آلومینیم (آلومینیم 5 درصد جرمی)

نمونه هاي آزمون را به مدت ٢٤ ساعت در حرارت مطابق با استاندارد بند ٢-٤ قرار دهيد.

تشکيل لکه تيره خاکستري مايل به سياه روي قسمت اصلي سطح بايد به منزله حضور پوشش تبديلي کرومات تلقي شود.

يادآوري – در صورت وجود پوشش تبديلي کرومات اين آزمون هيچ تاثير قابل ملاحظه اي روي ظاهر سطح نخواهد داشت.

5- 5آزمون حضورکروم٦ظرفيت يدرپوشش ­هاي کرومات رنگي وبدون رنگ

یک تا 5 قطره محلول آزمون پ (بند 3-23) را بر روی سطح مورد آزمون قرار دهید. درصورتحضورکروم٦ظرفيتييک لکه قرمزتابنفش درعرض چنددقيقه ظاهرمي شود.هرگونه رنگي راکه خيلي ديرترظاهرمي شود- به عنوا مثال در مرحله خشک شدن- ناديده بگيريد.

به منظورمقايسه،يکسطح واکنش نداده رابه طرزمشابه موردآزمون قراردهيد.

يادآوري- واکنش بر روي ظاهر سطح هيچگونه تاثير قابل ملاحظه اي نخواهد داشت.

5- ٦اندازه گيري مقدارکروم٦ظرفيت يپوشش هاي کرومات رنگي

5-6-١تهيه نموداربرسنجي

5-6-1-1 دربالن­ هاي حجمي٢٥٠ميليليتري،به ترتيب صفرميلي ليتر(به عنوان محلول جبراني) 10، 20، 30، 40 میلی لیتر محلول سولفوریک اسید (بند 3-5) بیفزایید. به یک بالن حجمی3 میلی­لیتر محلول آزمون ت (بند 3-4) اضافه کرده و خوب مخلوط کنید. دقیقا 2 دقیقه پس از افزایش محلول آزمون ت، 25 میلی لیتر محلول بافر فسفات (بند 3-10) اضافه کرده و تا خط نشانه یا آب مقطر رقیق کنید و خوب هم بزنید. این مراحل را برای سایر بالن های حجمی تکرار کنید.

5-6-1-2 قسمتی از محلول را به سل جذب انتقال داده و جذب محلول را در جذب سنج (بند 4-1) یا اسپکتروفوتومتر (بند 4-2) اندازه گیری نمایید. جذب را در مدت 25 دقیقه پس از افزایش محلول آزمون ت (بند 3-4) تا زمانی که رنگ پایدار باشد بخوانید. جذب محلول جبرانی (بند 5-6-1-1) را از جذب خوانده شده برای سایر محلول ها کم کرده و نمودار تفاوت حاصل را نسبت به میکروگرم های کروم در 250 میلی لیتر رسم کنید.

5-6-2 آزمون تهی

آزمون تهی را مطابق با بند 5-6-3 انجام داده و نتایج را ثبت کنید.

يادآوري- نمونه آزمون براي آزمون تهي :صفرميلي­ ليترمحلول استانداردپتاسيم  دي ­کرومات بااستفاده ازکليه معرف­ ها و محلول آزمون به روش تعریف شده در بند 5-6-6-1.

5-6-3 اندازه گیری

5-6-3-1٥-٦-٣-١ قطعهاي از نمونه پوشش داده شده با ابعاد تقريبي ٥٠ در ١٠٠ ميلي متر را ببريد. ٥٠ ميلي ليتر آب مقطر را در ظرف مناسب جوشانده و قطعه آزمون را به طور کامل در آن غوطه ور کنيد. دقيقا به مدت ٥ دقيقه درحالي که آب در حال جوشيدن است، قطعه را در آب نگهداريد، سپس آنرا بيرون آورده و در بالاي ظرف شستشو دهيد. ظرف و محتويات آن را تا دماي اتاق خنک کنيد، ٣ ميلي ليتر محلول سولفوريک اسيد(بند ٣-٥ (را به آن اضافه کنيد و آن را خوب هم بزنيد. محتويات آنرا به يک بالن حجمي ٢٥٠ ميلي ليتري انتقال دهيد، ظرف را ٢ مرتبه با ١٠ الي ١٥ ميلي ليتر آب مقطر آب کشي کنيد و آب آن را به داخل بالن حجمي بريزيد، ٣ ميلي ليتر محلول آزمون ت (بند ٣-٤ (به آن اضافه کنيد و مخلوط نماييد. دقيقا ٢ دقيقه پس از افزايش محلول آزمون ت، ٢٥ ميلي ليتر محلول بافر فسفات (بند ٣-١٠ (به آن اضافه کرده، تا خط نشانه با آب مقطر رقيق کنيد و مخلوط نماييد.

5-6-3-2قسمتي از محلول را به سل جذب انتقال داده و جذب را در جذب سنج (بند ٤-١ (يا اسپکتروفوتومتر (بند ٤-٢ ) اندازه گيري نماييد. جذب را در مدت ٢٥ دقيقه پس از افزايش محلول آزمون ت (بند ٣-٤ (تا زماني که رنگ پايدار باشد، بخوانيد. جذب محلول جبراني(بند ٥-٦-١-١ (را از جذب خوانده شده براي ساير محلول ها کم کنيد و با استفاده از نمودار برسنجي (بند ٥-٦-١ (نتايج را به ميکروگرم در ٢٥٠ ميلي ليتر تبديل کنيد

5-6-3-3اگرمقدارجذب خوانده شده درقسمتي ازنموداربرسنجي که کمتر از 10 میکروگرم است قرار گیرد، اندازه گیری را با استفاده از قطعه بزرگتر (5/1 تا 2 برابر ابعاد داده شده در بند 5-6-3-1) تکرار کنید.

5-6-4 بیان نتایج

مساحتکلپوششرويقطعهآزمونرابرحسبسانتي­مترمربعاندازهگيرينماييد. مقدارکروم٦ظرفيتيبهدستآمده طبقبند5-6-3 رابرمساحتپوششتقسيمکنيد. مقدارکروم٦ظرفيتيبايدبرحسبميکروگرمبرسانتيمترمربعبيان شود.

5-7 اندازه گیری مقدار کل کروم پوشش های کرومات رنگی

5-7-1 تهیه نمودار برسنجی

نمودار برسنجی را مطابق بند 5-6-1 تهیه کنید.

5-7-2 آزمون تهی

آزمون تهی را مطابق بند 5-6-2 انجام دهید.

5-7-3 اندازه گیری

5-7-3-1قطعه اي از نمونه پوشش داده شده با ابعاد تقريبي ٥٠ در ١٠٠ ميلي متر را ببريد. ٢٥ ميليليتر محلول سولفوريک اسيد (بند ٣-٥ (را تا دماي ٤٠ الي ٥٠ درجه سلسيوس گرم کنيد و در يک ظرف مناسب که حاوي قطعه آزمون است بريزيد. به طور مدام آن را بچرخانيد تا تمام سطوح به مدت ١٠ تا ١٥ ثانيه در معرض اسيد قرار گيرد. آزمونه را برداريد و بالاي ظرف شستشو دهيد. آن را تا حدود ١٧٥ ميلي ليتر رقيق کنيد، ١/٠ گرم آمونيوم پرسولفات (بند ٣-٦ (و ٣ ميلي ليتر محلول نقره نيترات (بند ٣-٨ (به آن بيفزاييد. سپس دانه هاي ضدجوش به آن اضافه کنيد و به مدت ٣٠ دقيقه بجوشانيد. محلول را خنک کرده و pH آن را با استفاده از ٢٠ ميلي ليتر محلول سديم هيدروکسيد (بند ٣-٧ (بين ٥/١ تا ٨/١ تنظيم کنيد. براي اندازه گيري pH ، يک قطره محلول را روي کاغذ pH انتقال دهيد و کاغذ pH را درون محلول غوطه ور نکنيد. محلول را به بالن حجمي ٢٥٠ ميلي ليتري انتقال دهيد. ظرف را ٢ مرتبه با ١٠ الي ١٥ ميلي ليتر آب مقطر آبکشي کرده و آب حاصل را به داخل بالن بريزيد، ٣ ميلي ليتر محلول آزمون ت (بند ٣-٤ (به آن اضافه کنيد و مخلوط نماييد. دقيقا ٢ دقيقه پس از افزايش محلول آزمون ت، ٢٥ ميلي ليتر محلول بافر فسفات (بند ٣-١٠ (به آن اضافه کرده، تا خط نشانه با آب مقطر رقيق کنيد و مخلوط نماييد

5-7-3-2 قسمتی را به سل جذب انتقال داده و جذب را در جذب سنج (بند 4-1) یا اسپکتروفوتومتر (بند 4-2) اندازه گیری نمایید. جذب را در مدت 25 دقیقه پس از افزایش محلول آزمون ت (بند 3-4) تا زمانی که رنگ پایدار باشد، بخوانید. جذب خوانده شده (بند 5-7-2) را از جذب دستگاه کم کنید و با استفاده از نمودار برسنجی (بند 5-7-1) نتایج را به میکروگرم در 250 میلی لیتر تبدیل کنید.

5-7-٤بيان نتايج

مساحت کل پوشش روي قطعه آزمون را بر حسب سانتي متر مربع اندازه گيري نماييد. مقدار کل کروم به دست آمده طبق بند ٥-٧-٣ را بر سطح پوشش تقسيم کنيد. مقدار کروم کل بايد بر حسب ميکروگرم بر سانتي متر مربع بيان شود

٥-٨ اندازه گيري مقدار جرم در واحد سطح براي پوشش هاي کرومات رنگي و بي رنگ با روش گراويمتري

مقدار جرم در واحد سطح، بايد مطابق با استاندارد بند ٢-١ اندازه گيري شود. مقدار جرم در واحد سطح بايد بر حسب ميلي گرم در سانتي متر مربع بيان شود.

5- ٩آزمون چسبندگي وسيله سايش

چسبندگي کرومات را با ده بار مالش ملايم سطح با کاغذ سفيد نظير کاغذ صافي واتمن شماره ٤٠ يا يک پاک کن صمغي نرم بدون سنگريزه مورد آزمون قرار دهيد. آزمون زماني رضايت بخش تلقي خواهد شد که هيچگونه لکه هاي ضعيف قابل رويت بر روي کاغذ و هيچگونه نشانه حاکي از پيدايش سطح فلز به دليل از بين رفتن پوشش مشاهده نشود

يادآوري- اين روش آزمون قابل سنجش نيست.

٥-١٠ آزمون بررسي کيفي لايه هاي کرومات روي سطوح روي و کادميوم

آزمون پاشش نمک خنثي را مطابق استاندارد بند ٢-٣ به منظور بازرسي کيفيت مقاومت خوردگي لايه هاي کرومات بر روي سطوح روي و کادميوم انجام دهيد. زمان تشکيل محصولات سفيد خوردگي روي پوشش هاي روي يا کادميوم کروماته بايد کمتر از مقدار داده شده در جدول ٢ استاندارد بند ٢-٢ نباشد

يادآوري- الزامات اين روش عمدتا براي پذيرش کيفيت و احراز کيفيت ميباشد. به ندرت يک ارتباط مستقيم بين مقاومت در اين آزمون و مقاومت در برابر خوردگي در محيط هاي ديگر و يا محيط کاري آزمونه وجود دارد

تیم تحقیق و توسعه شرکت جلاپردازان پرشیا 95.06.13

مقدمه:

آلومینیوم فلزی است سبک با رنگ متمایل به آبی که بعد ازسیلسیوم فراوان ترین درصد از عناصر پوسته زمین را تشکیل می دهد. این فلز را در صنعت با استفاده از روش الکترولیتی از بوکسیت یا آلومین هیدراته Al2O3.2H2O بدست می آورند.

آندایزینگ:

به مجموعه عملیاتی که با تشکیل یک لایه نازک اکسیدی بر روی قطعات آلومینیومی باعث افزایش سختی ، مقاومت در برابر خوردگی، ایجاد نمای تزئینی و تغییر برخی از خصوصیات فیزیکی آنها می گردد آندایزینگ اطلاق میشود.

آلومینیوم در شرایط معمولی نیز اکسیدي می شود بطوري که درمجاورت هوا و بطور معمول لایه اي از اکسید به ضخامت 0.01 میکرون و به صورت غیرمتخلخل بر روي سطوح قطعات آلومینیومی تشکیل می گردد که وظیفه حفاظت از سطح فلز را در محیط برعهده دارد اما برتري و مزیت اکسیدایجاد شده در روش آندایزینگ نسبت به شرایط طبیعی مقاومت بیشتر آن درمقابل خوردگی است.

پوشش اکسیدي – آندي آلومینیوم از تعداد زیادي حفره هاي ششضلعی ساخته شده است که اندازه آنها در یک اینچ مربع حدود چند میلیون عدد می باشد. در وسط هر کدام از این شش ضلعی ها سوراخی وجود دارد که اطراف و قسمت تحتانی آن توسط لایه اي اکسیدي از فلز مبنا جدا شده است .

مراحل اجرایی آندایزینگ:

1. آماده سازی قطعه

    آ. سمباده ،شات بلاست

    ب. چربیگیر برقی

    پ. چربیگیر قلیایی

    ت.اچ کاری

2. پولیش برقی

3. آندایزینگ

4. رنگ کاری

5. سیل کاری

6. خشک کردن

الکترولیت :

الکترولیت آندایزینگ میتواند انواع مختلف باشد :

1.اسید سولفوریک

2.اسیدکرومیک

3.اسید اگزالیک

4.ترکیبی( اسید سولفوریک + اسید اگزالیک ...)

آندایزینگ با استفاده از الکترولیت اسید سولفوریک:

از اسید سولفوریک با غلظت های مختلف 10 گرم بر لیتر تا 700 گرم بر لیتر استفاده میشود:

بیشترین غلظتی که به طور معمول بکار میرود 150 تا 250 گرم بر لیتر است.

با توجه به نمودار بیشترین قابلیت هدایت الکتریکی در 350 گرم بر لیتر یا 35% وزنی اسید سولفوریک است ولتاژ این حالت برای ایجاد آمپر 1.2A/dm2 کمترین مقدار خود را خواهد داشت.

سرعت تشکیل لایه ی اکسیدی در الکترولیت اسید سولفوریک به نوع آلیاژ آلومینیوم ، غلظت و جریان اعمال شده بستگی دارد . به طور متوسط با استفاده از اسیدسولفوریک به غلظت 10 یا 15% و جریان 1.5A/dm2 در طول 2.4دقیقه یک میکرون به ضخامت لایه ی اکسیدی افزوده می شود.

استفاده از آب کلردار جهت ساخت حمام آندایزینگ یکی از مواردی است که باعث کاهش کیفیت کار میگردد، زیرا آنیون های کلر نیز از جمله ناخالصی مضر محسوب می شود. وجود ناخالصی مس در الکترولیت باعث کاهش کیفیت کاهش سختی و کاهش براقی میشود.

دمای محلول الکترولیت اسید سولفوریک:

هرچه غلظت وان آندایزینگ (اسید سولفوریک) بیشتر شود دمای کاری پایین تر است.

اگر درجه حرارت از مقادیر تعیین شده بیشتر شود مقاومت سایشی بین 20-12 درصد کاهش می یابد.

آماده سازی قطعات:

مراحل آماده سازی می تواند شامل :

شات بلاست یا سمباده زنی
پاک کننده های امولسیونی: جهت پاک کردن و برداشتن لایه های روغن سبک، گریس، روغن برش، باقیماندهذرات سمباده و پولیش کاری از سطح قطعات بکار میرود.( مثل الکل سفید ، مواد مرطوب کننده)

تمیزکاری غوطه وری که شامل محلول زیر:

4. اچ کاری:

آ. قلیایی

ب. اسیدی

بعد از اچ کاری شستشو در اسید نیتریک 10% به بهبود اچ کاری کمک میکند.

پولیش برقی:

تا براق شدن کامل باید پولیش داده شود.

مراحل اجرایی آندایزینگ :

تانک: ( مقاوم به اسید سولفوریک )
کاتد: ( سرب، آلومینیوم، گرافیت )
تلاطم در محلول : ( برای یکنواخت نگه داشتن دمای محلول )
کنترل دما و خنک کردن: ( برای یکنواخت نگه داشتن دمای محلول )
کنترل دما و خنک کردن: (سیرکوله کردن آب ، چیلر )
کنترل شدت جریان
قلاب ها: ( سیم آلومینیومی و آلیاژهای آ ن )
میله های حامل جریان( سیم مسی ،سیم الومینیومی)

رنگ کاری:

سیل کاری:

بعد از آندایزینگ چون اکسید آلومینیوم دارای سوراخ است ، در نتیجه گرد و خاک و روغن باعث خراب شدن سطح میشود در این صورت بایداین سوراخ ها پرشود تا سطح خراب نشود به زبان دیگر آب بندی شود.

بسته به نوع الکترولیت آب بندی مختلفی وجود دارد :

سیل کاری برای الکترولیت اسید سولفوریک :

سیل کاری با آب و بخار آب :

. آب مصرفی باید عاری از یون باشد

. دمای ان 89-90 درجه سانتی گراد باشد و میبایست با یک همزن دمارا یکنواخت کرد

. زمان عملیات سیل کاری 30 دقیقه

Ph: 5-6

سیل کاری با محلول %5 دی کرومات پتاسیم

هدف :

اینکه هدف از آندایزینگ آلومینوم چیست ٬ پارامتر و ویژیگیهایی را که باید مورد ارزیابی قرار بگیرد تعیین می کند :

تشکیل یک زیر لایه متخلخل جهت پذیرش بهتر رنگ و چسبندگی بهتر رنگ به سطح
تشکیل یک لایه محکم با سختی بالا و مقاومت به سایش عالی
تشکیل یک لایه با مقاوت عایقی و دی الکتریک بالا

در هر یک از موارد فوق یکی از ویژگیهای لایه آندایز مورد توجه عمده قرار گرفته ٬لذا درهر حالت ملاک کیفیت خوب با حالت دیگر متفاوت است.

استاندارد ISO 5000 داغی مداوم  - شیب آلومینیوم / سیلیکون  سرد پوشش داده شده - کاهش کیفیت پوشش ورق فولاد کربن از نظر تجاری

1- دامنه و زمینه استاندارد 

2- منابع اصلی استاندارد 

3- تعاریف و اصطلاحات پیرامون 

4- سیستم تعیین کیفیت

5- اطلاعات عمومی

6- شرایط تولید

7- تلرانس ابعادی

8- نمونه برداری از پوشش

9- روش های آزمون

10- آزمون مجدد

11- ارسال مجدد

12- نحوه کار پوشش دهی

13- بازرسی و پذیرش از نظر کیفیت

14- اندازه سیم پیچی قطعات

15- علامت گذاری

16- اطلاعاتی که باید خریدار خدمات پوشش به ابکار بدهد

استاندارد ISO 5000 داغی مداوم  - شیب آلومینیوم / سیلیکون  سرد پوشش داده شده - کاهش کیفیت پوشش ورق فولاد کربن از نظر تجاری 

.جهت اگاهی و استفاده علاقمندان موجود میباشد

برای دریافت متن کامل استاندارد با ما تماس بگیرید.      65734701 الی 3

استاندارد ISO 22779 بخار و رسوب پوشش آلومینیوم بر روی فلز /مشخصات و روش های آزمون 

1 -هدف و دامنه
2 - مراجع استاندارد 

3 -اصطلاحات و تعاریف پیرامون بخار و رسوب پوشش آلومینیوم بر روی فلز 
4 -اطلاعاتی که باید خریدار خدمات پوشش به ابکار بدهد

5 -تعیین کیفیت مورد نظر
6 - اقلام و موارد مورد نیاز
7 - نمونه پوشش داده شده
8 - رد کردن نمونه غیر قابل قبول

استاندارد ISO 22779 بخار و رسوب پوشش آلومینیوم بر روی فلز /مشخصات و روش های آزمون

.جهت اگاهی و استفاده علاقمندان موجود میباشد

برای دریافت متن کامل استاندارد با ما تماس بگیرید.      65734701 الی 3

استاندارد پوشش­هاي تبديلي کرومات بر روي کادميوم،روي،آلياژهاي آلومينيم-روي و آلياژهاي روي- آلومينيم- روشآزمون  (شماره 8245)

کميسيوناستاندارد"پوششهايتبديليکروماتبررويکادميوم،روي،آلياژهاي

آلومينيم- رويوآلياژهايروي- آلومينيم- روشآزمون "

دويستوسيوچهارميناجلاسيهکميتهملياستانداردمکانيکوفلزشناسي

پيشگفتار

استاندارد"پوشش­هايتبديليکروماتبرروی­کادميوم،روي،آلياژهايآلومينيم- رويوآلياژهاي

روي-آلومينيم- روشآزمون " كهتوسطكميسيونفنيمربوطهتهيهوتدوينشدهودردويستو ۸۴موردتصويب /۶/ سيوچهارمينجلسهكميتهملياستانداردمکانيکوفلزشناسيمورخ۲۰ قرارگرفتهاست،اينكبهاستنادبنديكمادهسهقانوناصلاحقوانينومقرراتمؤسسهاستانداردوتحقيقاتصنعتيابرانمصوببهمنماه١٣٧١بعنواناستانداردمليايرانمنتشرميشود.

برايحفظهمگاميوهماهنگيباتحولاتوپيشرفتهايمليوجهانيدرزمينهصنايع،علوموخدمات،استانداردهايمليايراندرموقعلزوموتجديدنظرخواهدشدوهرگونهيشنهاديكه براياصلاحياتكميلايناستانداردهاارائهشود،درهنگامتجديدنظردركميسيونفنيمربوطه موردتوجهقرارخواهدگرفتبنابراينبرايمراجعهبهاستانداردهايمليايرانبايدازآخرين تجديدنظرآنهابهرهگيريكرد.

درتهيهوتدوينايناستانداردسعيشدهاستكهضمنتوجهبهشرايطونيازهايجامعه،درحد امكانبينايناستانداردواستانداردمليكشورهايصنعتيپيشرفتههماهنگيايجادشود . منبعو ماخذيكهبرايتهيهايناستانداردبهكاررفتهبهشرحزيراست :

ISO 3613, 2000: Chromate conversion coating on zinc, cadmium, aluminium zinc

alloys and zinc-aluminium alloys- Test metal

پوششهايتبديليکروماتبررويکادميوم،روي،آلياژهايآلومينيم- رويو آلياژهايروي- آلومينيم- روشآزمون

١هدفودامنهکاربرد

هدفازتدوينايناستاندارد،تعيينروشهايحضورپوششهايتبديليکروماتبيرنگ (اعمال پوشش­های تبدیلی کرومات خیلی نازک، بی رنگ و در حقیقت نامرئی اغلب اثرناپذیرکردن Passivation نامیده می­شود، در حالی که اعمال پوشش های کرومات رنگی و ضخیم تر اغلب کروماته کردن نامیده می شود. عبارت اثرناپذیرکردن صحیح نیست بنابراین پیشنهاد نمی گردد.)

- حضورومقدارکروم٦ظرفيتيدرپوششهايبيرنگورنگيکادميوم،روي،آلياژهايآلومينيم) ٥٥درصدجزءجرمي(

– رويوآلياژهايروي-آلومينيم) ٥درصدجزءجرمي(

- مقدارکلکرومدرواحدسطحکادميوموروي

- مقدارجرمدرواحدسطحپوششهايرنگيوبيرنگ

- چسبندگيمناسبپوششهايتبديليکرومات

- کيفيتپوششکرومات

است.

اينروشهابرايمواردزيرکاربرددارند:

- پوشش­هايتبديليرنگيوبيرنگکروماتکهحاويکروم٣ظرفيتيو٦ظرفيتيدرنسبت­هاي مختلفبودهوبهروشهايشيمياييياالکتروشيمياييتهيهميشوند.

- فقطبرايپوششهايکروماتکهازهرگونهپوششهايتکميلينظيرروغنياپليمرهايبرپايهحلالياآبويامومعاريباشند.

٢مراجعالزامي

مدرکالزامیزيرحاویمقرراتیاستکهدرمتنايناستانداردبهآنهاارجاعدادهشدهاست. بدينترتيبآنمقرراتجزئیازايناستانداردمحسوبمیشود. درموردمراجعدارایتاريخچاپو/ ياتجديدنظر،اصلاحيههاوتجديدنظرهایبعدیاينمدارکموردنظرنيست. معهذابهتراستکاربرانذينفعايناستاندارد،امکانکاربردآخريناصلاحيههاهاوتجديدنظرهایمدارکالزامیزيرراموردبررسیقراردهند. درموردمراجعبدونتاريخچاپو/ ياآخرينچاپو/ ياتجديدنظرآنمدارکالزامیارجاعدادهشدهموردنظراست.

استفادهازمرجعزيربرایکاربرداستانداردالزامیاست:

2-1 ISO 3892:2000 Conversion coatings on metallic materials- Determination of coating mass per unit area- Gravimetric methods.

2-2 ISO 4520:1981 Chromate conversion coatings on electroplated zinc and cadmium coatins.

2-3 ISO 9227: 1990 Corrosion tests in artificial atmospheres- Salt spray tests.

2-4 IEC 60068-2-30:1980 Environmental testing- Part 2: Test Db and guidance: Damp heat, cyclic (12+12 hour cycle).

هشدار-درايناستانداردبهناچاراززيرآيندهاو/ياروش­هايياستفادهمي­شودکهدرصورتعدمرعايتاحتياطهايلازمبرايسلامتيمضراست. فقطبهاقتضايفنياشارهشدهوبههيچعنوانطراح،توليدکننده،تامينکنندهيااستفادهکنندهازقانونوسايرتعهداتقانونيمرتبطباسلامتيوايمنيدرهيچيکازمراحلتوليدويااستفادهتبرئهنميشود.

٣- واکنشگرها

درطولآزمون،مگردرموارديکهمشخصشدهباشد،فقطازمواديباخلوصتجزيهايوآبمقطريا آبيباخلوصمعادلاستفادهکنيد.

3-1 محلولآزمونالف(بند٥ -2 را ملاحظه کنید)

١ميليگرمديفنيلکاربازيدرادرمخلوط٦٠ميليليتراستيکاسيدگلاسيالو٤٠ميليليترآبمقطردرداخليکبشر  حل کنید. 15 ميليليتر هيدروکلريدريکاسيدغليظ (باچگالينسبي) 18/1) بهآناضافهکنيد. آنراهمبزنيدو٣٠ميليليتر محلولسديمهيپوکلريت (باکلرقابلدسترسي١٠تا١٥درصد)رابهآراميبهآنبيفزاييد.٥ميليليترهيدروژنپراکسيد (٣٠ درصد)رابهآراميوبابههمزدنمداومبهآنبيفزاييد. محلولرابهمدت٢٤ساعت،درداخليکبشربازوزيرهودقرار دهيدتاکلراضافيآنقبلازاستفادهخارجشود.

يادآوري- محلولدراثرگذشتزمانتخريبنمي­شودبنابراينميتوانآنرادريکبطريبادرپوششيشهايبه مدتچندينماهنگهداريکرد.

3-2 محلول آزمون ب (بند 5-3 را ملاحظه کنید)

٥٠گرمسرباستات٣آبهرادريکليترآبمقطرياآبيونزدايي شدهحلکنيد که pH. محلولبهمحض تهیه بین 5/5 تا 8/6 باشد. اگر PH محلول خارج از این محدوده باشد، محلول را دور ریخته و از سرب استات دیگری استفاده کنید هرگونه رسوب سفید رنگ که طی آماده سازی اولیه محلولحاصل شود، می تواند با اضافه کردن مقدار کمی استیک اسید گلاسیال حل شود، مشروط بر این که PH محلول به کمتر از 5/5 کاهش نیابد. در صورتی که رسوب سفیدرنگ حل نشود، محلول ذخیره را دور بریزید.

3-3 محلول آزمون پ (بند 5-5 را ملاحظه کنید)

4/0 گرم دی فنیل کاربازید را در مخلوط 20 میلی لیتر استون و 20 میلی لیتر اتانول (96 درصد)حل کنید. پس از انحلال، به آن 20 میلی لیتر محلول ارتوفسفریک اسید 75 درصد و 20 میلی لیتر آب مقطر اضافه کنید. این محلول را حداکثر 8 ساعت قبل از استفاده تهیه کنید.

3-4 محلول آزمون ت (بند 5-6 و 5-7 را ملاحظه کنید).

5/0 گرم دی فنیل­کاربازید را در50 میلی­لیتر استون حل کنید. در حالی که آن را به هم     می­زنید، به آرامی با 50 میلی لیتر آب (مخلوط کردن سریع می تواند منجر به رسوب دی فنیل کاربازید شود) رقیق کنید.

3-5 سولفوریک اسید، رقیق شده 1+3.

1 حجم سولفوریک اسید غلیظ (با چگالی نسبی 84/1) را به 3 حجم آب به آرامی بیفزایید.

3-6 آمونیوم پر سولفات

3-7 سدیم هیدروکسید، محلول 240 گرم در لیتر

3-8 نقره نیترات، محلول 17 گرم در لیتر.

3-9 پتاسیم دی کرومات، محلول استاندارد.

2 میلی لیتر محلول حجمی استاندارد پتاسیم دی کرومات را تا حجم 1000 میلی لیتر رقیق کنید (9/4 گرم در لیتر).

3-10 محلول بافر فسفات

55 گرم سدیم دی هیدروژن ارتوفسفات یک آبه را در 100 میلی لیتر آب حل کنید.

4- دستگاه های لازم

4- 1 جذب سنج فوتوالکتریک (رنگ سنج)،با صافی دارای عبور متوسط 520 نانومتر. جذب سنج باید با یک سل جذبی که طول مسیر نوری آن 10 میلی متر باشد، مورد استفاده قرار گیرد.

4-2 طیف سنج، با طول موج تنظیم شده در 540 نانومتر. اسپکتروفوتومتر باید با یک سل جذب که طول مسیر نوری آن 10 میلی متر باشد مورد استفاده قرار گیرد.

5- روش های آزمون

5-1 کلیات

قبل از آزمون های زیر، سطح آزمون باید از آلودگی های اثر انگشت و سایر لکه های خارجی پاک شود. اگر سطح با روغن پوشانده شده باشد، قبل از آزمون باید با استفاده از حلال مناسب و در دمای اتاق (کمتر از 35 درجه سیلسیوس)چربی زدایی شود. در این آزمون ها، نمونه ها نباید در دمای بالاتر از 35 درجه سلسیوس خشک شوند. بر روی سطح نباید محلول های قلیایی اثر داده شود چون پوشش های تبدیلی کرومات تحت تاثیر قلیاها شکسته می شود.

روش های آزمون زیر در بندهای 5-2 تا 7-5 آورده شده است.   

- حضورپوششهايکروماتبيرنگبررويکادميوم،رويوآلياژهايآلومينيم-روي

- حضورکروم٦ظرفيتيدرپوششهايکروماترنگيوبيرنگ

- اندازهگيريمقدارکروم٦ظرفيتي

- اندازهگيريمقدارکلکروم

اينآزمونهابايددرمحدودهزمانيزيرانجامگيرند:

-کمينه­٢٤ساعتپسازاعمالپوششتبديليکروماتبرايهمهآزمون­ها (بند5-2 تا 5-10)

-  بيشينه٣روزبرايآزمونهايمشخصشدهدربند5-2 تا 5-5

- بيشينه٣٠روزبرايآزمونهايمشخصشدهدربند 5-6 و 5-7

روشهايآزمونزيردربندهاي٥- 8 ، 5-9 و 5-10 آورده شده است.

الف)اندازهگيريجرمدرواحدسطحپوششهايتبديليکرومات

ب)چسبندگيتوسطسايشو

پ)بررسيکيفيتلايهکرومات

5-2 آزمون حضور پوشش کرومات بی رنگ بر روی فلز روی

يکقطرهمحلولآزمونالف (بند 3-1) برايسطحکروماتهشدهرويبکارببريد. تشکيلرنگقرمزياقرمز مايلبهبنفشبررويقطره،بايدبهمنزلهحضورلايهکروماتتلقيشود.

5-3 آزمونپوششکروماتبيرنگبررويکادميوموروي

يکقطرهمحلولآزمونب (بند 3-2) رابررويسطحموردآزمونقراردهيد. درحالتيکهزيرآينداز جنسرويباشد،ظهورلکهرادرمدت٣دقيقهمشاهدهمي­کنيد. تشکيللکهتيرهياسياهحداقليک دقيقهپسازبهکاربردنمحلولآزمونبايدبهمنزلهحضورپوششتبديليکروماتبيرنگتلقيشود.

تشکيللکهسياهدرمدتبيشاز٣دقيقه،مي­تواندمشخصکنندهحضورپوششهايتکميلينظيرموميا روغنباشد. درحالتيکهزيرآيندازجنسکادميومباشد،ظهورلکهرادر١دقيقهمشاهدهميکنيد. تشکيل لکهتيرهياسياهحداقل٥ثانيهپسازبهکاربردنمحلولآزمونبايدبهمنزلهحضورپوششتبديلي کرومات بی رنگ تلقی شود.

تشکيللکهسياهدرمدتبيشاز١دقيقه،ميتواندمشخصکنندهحضورپوششهايتکميلينظيرمومياروغنباشد.بهمنظورمقايسه،يکسطحواکنشندادهرابهطرزمشابهموردآزمونقراردهيد.. سطحکادميومورويواکنشندادهيا سطوحيکهتحتواکنشپوششتبديليکروماتقراگرفته­اندوليپوششپيوستهندارندبلافاصلهبامحلولسرباستات جهتتشکيللکهسياهرويسطوحکادميومورويبدونپوششوياواکنشنداده،درعرض٢تا٥ ثانيهپسازاعمال محلولآزمونواکنشمي­دهند.

يادآوري١-بهدليلحساسيتروش، آزمونجهتکنترلکيفيموردتوجهقرارگرفتهاست. توصيهميشوداقلامبالايه­هايکروماتآسيبديدهبااينروشموردآزمونقرارنگيرند.

يادآوري٢-مقاومتپوشش­هايتبديليکروماتکهدرمعرضدمايبالاتراز٦٠درجهسلسيوسقرارگرفته­اند،به طورقابلملاحظه­ايدربرابرخوردگيدرروش­هايآزمونتسريعشدهکاهشخواهديافت (بند 10-٥) و در زيرآيندهايروي،لکه­هايسياهدرکمتراز٦٠ثانيهودرزيرآيندهايکادميوم،لکه­هايسياهدرکمتراز٥ثانيهنشان خواهندداد.

يادآوري٣- تفاوتدرزمانواکنشدرپوشش­هايتبديليکروماتبيرنگبرايتشکيلنقطه­­هايسياهرنگدرمورد زیرآیندهای روی بیش از 1 تا 3 دقیقه و در مورد زیرآیندهای کادمیم بیش از 5 تا 60 ثانیه نخواهد بود. عواملی نظیر بافت سطح (زبری)، عدميکنواختيضخامتلايهکرومات(بهدليلشرايطعمل)،نوساندمايمحيطآزمونوکنترل دقيق pH

محلولسرباستاتبررويزمانواکنشتاثيرداردوبنابراينازهرگونهتغييراتزمانيمذکورجلوگيري ميکند. بههمينترتيباينآزموننميتواندبرايمقايسهحفاظتخوردگيپوششهايتبديليکروماتساختهشده ازانواعمختلفمحلولهايکروماتمورداستفادهقرارگيرد.

5-4 آزمون حضور پوشش کرومات بی رنگ روی آلیاژهای آلومینیم- روی (آلومینیم 55 درصد جرمی) و آلیاژهای روی- آلومینیم (آلومینیم 5 درصد جرمی)

نمونههايآزمونرابهمدت٢٤ساعتدرحرارتمطابقبااستانداردبند٢- 4 قرار دهید.

تشکيللکهتيرهخاکستريمايلبهسياهرويقسمتاصليسطحبايدبهمنزلهحضورپوششتبديليکروماتتلقيشود.

يادآوري – درصورتوجودپوششتبديليکروماتاينآزمونهيچتاثيرقابلملاحظه­ايرويظاهرسطحنخواهد داشت.

٥- 5آزمونحضورکروم٦ظرفيتيدرپوشش­هايکروماترنگيوبدونرنگ

یک تا 5 قطره محلول آزمون پ (بند 3-23) را بر روی سطح مورد آزمون قرار دهید. درصورتحضورکروم٦ظرفيتييک لکه قرمزتابنفشدرعرضچنددقيقهظاهرميشود.هرگونهرنگيراکهخيليديرترظاهرميشود- بهعنوانمثالدر مرحلهخشکشدن- ناديدهبگيريد.

بهمنظورمقايسه،يکسطحواکنشندادهرابهطرزمشابهموردآزمونقراردهيد.

يادآوري- واکنشبررويظاهرسطحهيچگونهتاثيرقابلملاحظهاينخواهدداشت.

5- ٦اندازهگيريمقدارکروم٦ظرفيتيپوششهايکروماترنگي

5-6-١تهيهنموداربرسنجي

5-6-1-1 دربالن­هايحجمي٢٥٠ميليليتري،بهترتيبصفرميليليتر(بهعنوانمحلولجبراني) 10، 20، 30، 40 میلی لیتر محلول سولفوریک اسید (بند 3-5) بیفزایید. به یک بالن حجمی3 میلی­لیتر محلول آزمون ت (بند 3-4) اضافه کرده و خوب مخلوط کنید. دقیقا 2 دقیقه پس از افزایش محلول آزمون ت، 25 میلی لیتر محلول بافر فسفات (بند 3-10) اضافه کرده و تا خط نشانه یا آب مقطر رقیق کنید و خوب هم بزنید. این مراحل را برای سایر بالن های حجمی تکرار کنید.

5-6-1-2 قسمتی از محلول را به سل جذب انتقال داده و جذب محلول را در جذب سنج (بند 4-1) یا اسپکتروفوتومتر (بند 4-2) اندازه گیری نمایید. جذب را در مدت 25 دقیقه پس از افزایش محلول آزمون ت (بند 3-4) تا زمانی که رنگ پایدار باشد بخوانید. جذب محلول جبرانی (بند 5-6-1-1) را از جذب خوانده شده برای سایر محلول ها کم کرده و نمودار تفاوت حاصل را نسبت به میکروگرم های کروم در 250 میلی لیتر رسم کنید.

5-6-2 آزمون تهی

آزمون تهی را مطابق با بند 5-6-3 انجام داده و نتایج را ثبت کنید.

يادآوري- نمونهآزمونبرايآزمونتهي :صفرميلي­ليترمحلولاستانداردپتاسيمدي­کروماتبااستفادهازکليه معرف­ها و محلول آزمون به روش تعریف شده در بند 5-6-6-1.

5-6-3 اندازه گیری

5-6-3-1 قطعه­ای ازنمونهپوششدادهشدهباابعادتقريبي٥٠در١٠٠ميليمترراببريد. ٥٠ميليليترآبمقطررادر ظرفمناسبجوشاندهوقطعهآزمونرابهطورکاملدرآنغوطه­ورکنيد. دقيقابهمدت٥دقيقهدرحاليکهآبدرحال جوشيدناست،قطعهرادرآبنگهداريد،سپسآن رابيرونآوردهودربالايظرفشستشودهيد. ظرفومحتوياتآنراتا دماياتاقخنککنيد،٣ميلي ليترمحلولسولفوريکاسيد (بند 3-5) را به آن اضافه کنید و آن را خوبهمبزنيد. محتویات آنرابهيکبالنحجمي٢٥٠ميليليتريانتقالدهيد،ظرفرا٢مرتبهبا١٠الي١٥ميليليترآبمقطرآبکشيکنيدوآب آن رابهداخلبالنحجميبريزيد، ٣ميليليترمحلولآزمونت( بند 3-4) به آن اضافه کنید و مخلوط نمایید. دقیقا 2 دقیقه پس از افزایش محلول آزمون ت، 25 میلی لیتر محلول بافر فسفات (بند 3-10) به آن اضافه کرده تا خط نشانه با آب مقطر رقیق کنیدو مخلوط نمایید.

5-6-3-2قسمتيازمحلولرابهسلجذبانتقالدادهوجذبرادرجذبسنج(بند4-1) یا اسپکتروفوتومتر (بند 4-2) اندازهگيرينماييد. جذبرادرمدت٢٥دقيقهپسازافزايشمحلولآزمونت (بند 3-4) تا زمانی که رنگ پايدارباشدبخوانيد. جذبمحلولجبراني (بند 5-6-1-1) راازجذبخواندهشدهبرايسايرمحلول­هاکمکنيدوبااستفادهازنمودار برسنجي (بند 5-6-1) نتايجرابهميکروگرمدر٢٥٠ميليليترتبديلکنيد.

5-6-3-3اگرمقدارجذبخواندهشدهدرقسمتيازنموداربرسنجيکهکمتر از 10 میکروگرم است قرار گیرد، اندازه گیری را با استفاده از قطعه بزرگتر (5/1 تا 2 برابر ابعاد داده شده در بند 5-6-3-1) تکرار کنید.

5-6-4 بیان نتایج

مساحتکلپوششرويقطعهآزمونرابرحسبسانتي­مترمربعاندازهگيرينماييد. مقدارکروم٦ظرفيتيبهدستآمده طبقبند5-6-3 رابرمساحتپوششتقسيمکنيد. مقدارکروم٦ظرفيتيبايدبرحسبميکروگرمبرسانتيمترمربعبيان شود.

5-7 اندازه گیری مقدار کل کروم پوشش های کرومات رنگی

5-7-1 تهیه نمودار برسنجی

نمودار برسنجی را مطابق بند 5-6-1 تهیه کنید.

5-7-2 آزمون تهی

آزمون تهی را مطابق بند 5-6-2 انجام دهید.

5-7-3 اندازه گیری

5-7-3-1 قطعه­ايازنمونهپوششدادهشدهباابعادتقريبي٥٠در١٠٠ميلي­مترراببريد. ٢٥ميليليترمحلولسولفوريک (بند 3-5) راتادماي٤٠الي٥٠درجهسلسيوسگرمکنيدودريکظرفمناسبکهحاويقطعهآزموناستبريزيد بهطورمدامآنرابچرخانيد تاتمامسطوحبهمدت١٠تا١٥ثانيهدرمعرضاسيدقرارگيرد. آزمونهرابرداريدوبالايظرف شستشودهيد. آنراتاحدود١٧٥ميليليتررقيقکنيد، 1/0 گرمآمونيومپرسولفات (بند 3-6) و ٣ميليليترمحلولنقره نیترات (بند 3-8) به آن بیفزایید. سپسدانه­هايضدجوشبهآناضافهکنيدوبهمدت٣٠دقيقهبجوشانيد. محلولراخنک –کرده وpH آنرابااستفادهاز٢٠ميليليترمحلولسديمهيدروکسيد (بند 3-7) بین 5/1 تا 8/1 تنظیم کنید. برای اندازه گیری pH ، یک قطره محلول را روی کاغذ pH انتقال دهید و کاغذ pH را درون محلول غوطه ور نکنید. محلولرابهبالن حجمی 250 میلی لیتر انتقال دهید. ظرف را 2 مرتبه با 10 الی 15 میلی لیتر آب مقطر آبکشی کرده و آب حاصل را به داخل بالن بریزید، 3 میلی­لیتر محلول آزمون ت (بند 3-4) به آن اضافه کنید و مخلوط نمایید. دقیقا 2 دقیقه پس از افزایش محلول آزمون ت، 25 میلی­لیتر محلول بافر فسفات (بند 3-10) به آن اضافه کرده، تا خط نشانه با آب مقطر رقیق کنید و مخلوط نمایید.

5-7-3-2 قسمتی را به سل جذب انتقال داده و جذب را در جذب سنج (بند 4-1) یا اسپکتروفوتومتر (بند 4-2) اندازه گیری نمایید. جذب را در مدت 25 دقیقه پس از افزایش محلول آزمون ت (بند 3-4) تا زمانی که رنگ پایدار باشد، بخوانید. جذب خوانده شده (بند 5-7-2) را از جذب دستگاه کم کنید و با استفاده از نمودار برسنجی (بند 5-7-1) نتایج را به میکروگرم در 250 میلی لیتر تبدیل کنید.

5-7-٤بياننتايج

مساحتکلپوششرويقطعهآزمونرابرحسبسانتي­مترمربعاندازهگيرينماييد. مقدارکلکرومبهدستآمدهطبقبند 5-7-3 رابرسطحپوششتقسيمکنيد. مقدارکرومکلبايدبرحسبميکروگرمبرسانتيمترمربعبيانشود.

5- ٨اندازه­گيريمقدارجرمدرواحدسطحبرايپوشش­هايکروماترنگيوبي­رنگباروشگراويمتري

مقدارجرمدرواحدسطح،بايدمطابقبااستانداردبند 2-1 اندازهگيريشود. مقدارجرمدرواحدسطح بايدبرحسبميلي­گرمدرسانتي­مترمربعبيانشود.

5- ٩آزمونچسبندگيبوسيلهسايش

چسبندگيکروماترابادهبارمالشملايمسطحباکاغذسفيدنظيرکاغذصافيواتمنشماره٤٠يايک پاککنصمغينرمبدونسنگريزهموردآزمونقراردهيد. آزمونزمانيرضايتبخشتلقيخواهدشدکه هيچگونهلکه­هايضعيفقابلرويتبررويکاغذوهيچگونهنشانهحاکيازپيدايشسطحفلزبهدليلاز بينرفتنپوششمشاهدهنشود.

يادآوري- اينروشآزمونقابلسنجشنيست.

5-10 آزمونبررسيکيفيلايه­هايکروماترويسطوحرويوکادميوم

آزمونپاششنمکخنثيرامطابقاستانداردبند٢-٣بهمنظوربازرسيکيفيتمقاومتخوردگيلايه­هاي - کروماتبررويسطوحرويوکادميومانجامدهيد. زمانتشکيلمحصولاتسفيدخوردگيروي پوشش­هايرويياکادميومکروماتهبايدکمترازمقداردادهشدهدرجدول٢استانداردبند٢- ٢نباشد.

يادآوري- الزاماتاينروشعمدتابرايپذيرشکيفيتو احراز کیفیت می باشد. به ندرت یک ارتباط مستقیم بین مقاومت در این آزمون و مقاومت در برابر خوردگی در محیط های دیگر و با محیط کاری آزمونه وجود دارد.

1 مقدمه

آلومینیوم فلزی سبک و با رنگ سفید متمایل به آبی است.قابلیت چشمگیر آلومینیوم در هدایت جریان الکتریکی،درخشندگی، تورق پذیری و استحکام قابل توجه برخی از آلیازهای آن در مقایسه با فولاد آن را در ردیف پر مصرف ترین فلزات در زمینه های تزئینی،صنعتی و ساختمانی نموده است. میل ترکیبی شدید آلومینیوم و آلیاژهای آن با اکسیژن باعث می گردد که در شرایط طبیعی لایه بسیار نازکی از اکسید (AL2O3) بر سطح قطعات آلومینیوم تشکیل شود که مانند سپری محکو و فسادناپذیر مابقی فلزات را در مقابل عوامل خورنده جوی محافظت می نماید.

2 تعریف آندایزینگ

با استفاده از روش های شیمیایی و الکترولیتی لایه اکسیدی (AL2O3) را با کیفیت های متفاوت بر سطح فلز ایجاد می نمایند.در حقیقت به مجوعه عملیاتی آندایزینگ اطلاق می شود که با تشکیل یک لایه نازک اکسیدی بر روی قطعات آلومینیومی باعث افزایش سختی، مقاومت در برابر خوردگی، ایجاد نمای تزئینی و تغییر برخی از خصوصیات فیزیکی آنها می گردد.

3 مکانیزم کلی آندایزینگ

جریان مستقیم برق از مایع الکترولیت مناسبی می گذرد که در آن آلومینیوم آند بوده و فلز مناسب دیگری کاتد می باشد، در این صورت بر سطح آلومینیوم لایه نازکی از اکسید ایجاد می گردد که ضخامت آن به عوامل گوناگونی بستگی دارد. ضخامت لایه اکسیدی آلومینیوم در شرایط معمولی محیطی در مجاورت هوا به ضخامت 0.01میکرون و به صورت غیر متخلخل می باشد.مزیت و برتری اکسید آلومینیوم ایجاد شده در روش آندایزینگ نسبت به شرایط طبیعی،مقاومت بیشتر آن در مقابل خوردگی است.

مکانیزم تشکیل لایه اکسیدی بر روی آلومینیوم
مکانیزم تشکیل لایه اکسیدی بر روی آلومینیوم

4 دلایل آندایزینگ قطعات آلومینیومی

1) افزایش مقاومت در مقابل خوردگی : (پوشش اکسیدی-آندی آب بندی شده باعث محافظت فلز در برابر عوامل خورنده جوی و نمک ها می گردد)
2) افزایش قدرت چسبندگی رنگ ها : (لایه اکسیدی-آندی سبب بوجود آمدن سطح فعال شیمیایی شده و زمینه و بستر مناسبی را جهت رنگ آمیزی ایجاد می نماید)
3) ایجاد نمای ظاهری مناسب جهت دکوراسیون و تزئینات : (درخشندگی و براقیت سطح آندایزینگ به نوع آلیاژ، روش اچ کاری، براق کاری و سایر شرایط مناسب بستگی دارد)
4) به عنوان یکی از مراحل آبکاری : (تخلل موجود در لایه اکسیدی-آندی باعث افزایش قابلیت آبکاری قطعات آلومینیومی می شود)
5) عایق الکتریکی : (اکسید آلومینیوم عایق می باشد و می تواند در مقابل ولتاژهایی از چند تا چندین هزار ولت به عنوان عایق عمل کند که کیفیت و کمیت آن به نوع آلیاژ و ضخامت لایه اکسیدی بستگی دارد)
6) کاربرد در صنایع فتوگراف و لیتو گراف : (وجود حفره ها و تخلخل ها باعث بالا رفتن قدرت مکانیکی صفحات لیتوگراف در نگهداری محلول های مربوط به فتوگراف و لیتوگراف می گردد)
7) افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت : (لایه اکسیدی در ضخامت های بیش از 0/032 م.م باعث افزایش قابلیت تابش و انتشار حرارت می گردد. ورق آندایز شده آلومینیومی پس از رنگ آمیزی با رنگ سیاه می تواند به نحو بسیار مطلوبی جهت جدب حرارت تا حدود 230 درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار می گیرد)
8) افزایش مقاومت سایشی : (با استفاده از مکانیزم Hard Anodizing بر روی قطعاتAL پوشش به ضخامت حدود 4-1 م.م ایجاد می شود که دارای سختی بالایی است و می توان از آنها جهت ساخت یاتاقان ها و قطعات دوار ئ یا سایر مواردی که نیاز به مقاومت سایشی دارند، استفاده نمود)
9) ردیابی و کنترل درزهای سطحی : (پوشش آندایزینگ حاصل از حمام اسید کرومیک می تواند به عنوان یک عامل بازرسی جهت کشف و بررسی درزهای سطحی موجود بر روی ورق یا قطعات Al عمل نماید. پس از آندایزینگ قطعات درداخل اسید کرومیک، سریعاً با آب شسته و خشک می شود اسید کرومیک باقیمانده در شکاف درزها و ترکهای مویی، بیرون زده می شود و موقعیت عیوب را از نظر مکانی نشان می دهد)

5 مکانیزم تشکیل لایه اکسیدی-آندی

در حمام اسید سولفوریک 20-10% حجمی،قطعه AL را به آند(+) و قطعه دیگر مانند Sn را به کاتد(-) وصل می کنیم.دانسیته جریان مستقیم(DC) 1/6-1 آمپر بردسی مترمربع یعنی با ولتاژی 17-13 ولت است. دمای کاری محلول آندایزینگ، دمای محیط یا معمولی است. با برقراری جریان، اسید سولفوریک شروع به تجزیه می نماید. در اثر این فعل و انفعالات در قطب منفی(کاتد) هیدروژن آزاد می گردد و به موازات یون های اکسیژن و سولفات(آنیون ها) توسط قطب مثبت(آند) که آلومینیوم به آن متصل است جذب می گردند.
** آند (Anode)
Evolution of oxygen
2Al + 3H20 ---> Al203 + 6H+ + 6e-
** آند (athode)
Evolution of hydrogen
6H20 + 6e- --- > 3H2 (g) + 6OH-
یون های مثبت آلومینیوم(کاتیون ها) به سمت کاتد هدایت می شوند.در همان حال در سط آند، کاتیون های آلومینیوم با آنیون های اکسیژن ترکیب شده و تشکیل اکسید آلومینیوم (AL2O3) را می دهند. مقداری از یون های AL نیز قادر به ترکیب با اکسیژن نبوده و به صورت نامحلول در الکترولیت باقی می مانند.

مکانیزم تشکیل لایه اکسیدی-آندی در الکترولیت اسید سولفوریک 20-10 حجمیمکانیزم تشکیل لایه اکسیدی-آندی در الکترولیت اسید سولفوریک 20-10 % حجمی

پوشش اکسیدی-آندی آلومینیوم از تعداد زیادی حفره های شش ضلعی ساخته شده است که اندازه آنها در یک اینچ مربع حدود چند میلیون عدد می باشد.در وسط هر کدام از این 6 ضلعی ها سوراخی وجود دارد که اطراف و قسمت تحتانی آن توسط لایه اکسیدی از فلز مبنا جداشده است.تشکیل حفره ها در الکترولیت های اسیدی بدین دلیل می باشد که در دقائق اولیه شروع فرآیند آندایزینگ،لایه نازکیاز اکسید تشکیل می شود که ضخامت آن با ولتاژ اعمال شده متناسب است.

لایه اندایز 3
ابعاد حفره ها در الکترولیت های مختلف تفاوت دارد و بطور تقریبی به شرح زیر می باشد:
1. قطر داخلی : A° 250-100
2. ضخامت دیواره اطراف حفره : A° 200-100
3. ارتفاع حفره یا ضخامت پوشش: 25000-5000 برابرقطر داخلی حفره

مشخصات ابعادی لایه آندایزینگ
مشخصات ابعادی لایه آندایزینگ

6 ترکیب شیمیایی لایه اکسیدی حاصل از آندایزینگ

برای ساخت محلول آندایزینگ از الکترولیت اسید سولفوریک با غلظت 120 گرم بر لیتر استفاده شد. 13% وزن لایه اکسیدی-آندی ایجاد شده در عملیات آندایزینگ را SO3 تشکیل می دهد که با انجام عمل شستشو و آبکشی می توان حدود % 5 از این نسبت را کاهش داد. در پوشش اکسیدی-آندی آب بندی نشده به میزان زیادی AL2O3 به همراه هیدرات وجود دارد که مقدار آن در برخی آزمایش های انجام شده با شدت جریان ½ آمپربردسی مترمربع، برابر86/1 درصد وزن لایه اکسیدی می باشد. میزان آب موجود در پوشش اکسیدی-آندی آب بندی نشده تقریباً 12/5-0/5 درصد وزن کل لایه مزبور می باشد. برخی پژوهشگران مانند توماشف و یالوب ژنسکی فرمول مشخصه شیمیایی لایه اکسیدی سیل نشده حاصل از آندایزینگ در محلول الکترولیت اسید سولفوریک را به شکل AL2O3 . 0.9H2O بیان نمودند.ترکیب شیمیایی لایه اکسیدی-آندی در محلول الکترولیت اسید سولفوریک با غلظت 320 گرم بر لیتر و در دمای C°20-12 به صورت زیر می باشد.
آلومینیوم آزاد 4/56 %
AL(OH)3 27/14%
ALOOH 68/2%
با استفاده از تکنیک رادیو شیمیایی به کمک تراشه S35، baker و Brace دریافتند که در ترکیب پوشش اکسیدی حاصل از آندایزینگ در محلول الکترولیت اسید فسفریک مقادیری PO4 نیز همزمان با آغاز پروسه تشکیل می گردد که عملیات آبکشی و شستشو جهت کاهش میزان آن بی نتیجه است اما با رشد و افزایش ضخامت لایه اکسیدی بر روی فلز، میزان سولفات به مرور کاهش می یابد. حدود 0/7-0/4 درصد وزن لایه اکسیدی-آندی حاصل از فرآیند آندایزینگ در الکترولیت اسید کرومیک ( CrO3 ) نیز مربوط به خود اسید کرومیک می باشد و در ترکیب لایه اکسیدی مزبور که AL2O3 بدون آب است جای می گیرد.ضخامت این لایه به مدت زمان حضور قطعه در داخل حمام بستگی دارد.
 5 µm at 1.6 amp/dm2 and 10 min
 10 µm at 1.6 amp/dm2 and 20 min
به عبارتی دیگر با افزایش زمان،ضخامت قطعه نیز افزایش می یابد. ولی در برخی موارد چنین موضوعی صادق نمی باشد

7 آندایزینگ آلیاژهای ریختگی آلومینیوم

هیچکدام از آلیاژهاي ریختگی قابلیت خوبی را جهت براق شدن ندارند. به منظور آندایزینگ هر کدام از آلیاژهاي ف و ق می بایست تکنیک و روشهاي خاصی را از نظر غلظت الکترولیت، ولتاژ و غیره در نظر گرفت. بطورمثال، جهت آندایز کردن آلیاژهایی که داراي درصد زیادي از Si می باشند می بایست ولتاژ بالایی را به آنها اعمال نمود( تا 24 ولت) و آلیاژهاي شامل Cu بهتر است که در محلول الکترولیت اسید سولفوریک با غلظت 7N-4N آندایز شوند رنگ ایجاد شده بر روي قطعات آندایز شده آلیاژهاي فوق تحت تاثیر درصد عناصر تشکیل دهنده آلیاژ بوده و معمولا تیره می باشند.

پروسه عمومی آندایزینگ الومنیوم

پروسه عمومی اندایز آلومنیمپروسه ساختمانی اندایز آلومنیم

پروسه اندایزینگ آلومنیم ساختمانی

پروسه آندایزینگ خودرویی آلومینوم

پروسه خودرویی اندایز آلومنیم

8 آندايزينگ با استفاده از الكتروليت اسيد سولفوريك

از اسيد سولفوريك با غلظت هايی از g/l 700-10 در صنايع و مراكز تحقيقاتي جهت عمليات آندايزينگ استفاده مي كنند. اما بيشترين غلظتي كه بطور معمول به كار مي رود g/l 250-150مي باشد. با تغيير غلظت، ميزان هدايت الكترويكي نيز تغيير مي يابد. بيشترين قابليت هدايت الكتريكي در غلظت wt% 35 اسيد سولفوريك بدست مي آيد. در چنين حالتي ولتاژ مورد نياز جهت ايجاد دانسيته جريانamp/dm2 ½ كمترين مقدار خود را خواهد داشت و انرژي مصرف شده الكتريكي نيز به همان نسبت در پايين ترين حد خود خواهد بود.
نمودار تغییرات هدایت الکتریکی محلول با توجه به غلظت اسید سولفوریک
نمودار تغییرات هدایت الکتریکی محلول با توجه به غلظت اسید سولفوریک

9 آندايزينگ با الكتروليت اسيد كروميك

موارد استفاده الكتروليت اسيد كروميك برای آندايزينگ آلومينيوم:
1) در حالتي كه كمترين تغيير در ابعاد قطعه در طي آندايزينگ مورد نظر باشد.
2) بعنوان زمينه و آستري در رنگ آميزي قطعات بخصوص در صنايع نظامي.
3) حفظ استحكام مكانيكي نقاط پرچ شده و يا جوشكاري شده قطعات آلومينيومي .
4) جهت نشان دادن ترك ها، خوردگي ها، درزهاي مويي و سوراخ هاي موجود در سطح قطعات آلومينيومي به خصوص در صنايع هواپيمايي و نظامي .
5) براي قطعات تزئيني و دكوراسيون با توجه به رنگ اكسيد حاصل از آندايزينگ در الكتورليت اسيد كروميك (‌هرچند كه اكسيد حاصل در مقايسه با آندايزينگ در الكتروليت اسيد سولفوريك نرم تر مي باشد )‌
6) موارد استفاده الكتروليت اسيد كروميك برای آندايزينگ آلومينيوم:
7) در حالتي كه كمترين تغيير در ابعاد قطعه در طي آندايزينگ مورد نظر باشد.
8) بعنوان زمينه و آستري در رنگ آميزي قطعات بخصوص در صنايع نظامي.
9) حفظ استحكام مكانيكي نقاط پرچ شده و يا جوشكاري شده قطعات آلومينيومي .
10) جهت نشان دادن ترك ها، خوردگي ها، درزهاي مويي و سوراخ هاي موجود در سطح قطعات آلومينيومي به خصوص در صنايع هواپيمايي و نظامي .
11) براي قطعات تزئيني و دكوراسيون با توجه به رنگ اكسيد حاصل از آندايزينگ در الكتورليت اسيد كروميك (‌هرچند كه اكسيد حاصل در مقايسه با آندايزينگ در الكتروليت اسيد سولفوريك نرم تر مي باشد )‌

10 آندایزینگ با الکترولیت اسید اگزالیک

استفاده از این اسید به عنوان الکترولیت در صنعت آندایزینگ از سال های 1939 در ژاپن و آلمان آغازشد.این محلول نسبت به اسید سولفوریک، سطح سخت تری ایجاد می نماید اولاً دارای مقاومت اهمی بیشتری است ثالنیاً شفاف و روشن نبوده و رنگ آن نیز به درجه حرارت محلول، دانسیته جریان و ضخامت لایه اکسیدی بستگی دارد. که از کمرنگ در ضخامت µm5 تا پر رنگ در ضخامت های µm50-25 متغیر می باشد.پارامترهای موثر در فرآیند آندایزینگ با اسید اگزالیک:
1) غلظت
2) ولتاژ
3) دانسیته جریان
لایه اکسیدی ایجاد شده در این روش دارای روزنه ها و حفره های بیشتری بوده و از نظر سختی با لایه اکسیدی حاصل از جریان مستقیم قابل مقایسه می باشد (منحنی I جریان مستقیم و منحنی II جریان متناوب با غلظت الکترولیت یکسان 5% و دانسیته جریان amp/dm2 1/5)

ارتباط ضخامت لایه اکسیدی با درجه حرارت حمام
ارتباط ضخامت لایه اکسیدی با درجه حرارت حمام

11 آندایزینگ سخت

پوشش ایجاد شده بر روی سطح آلومینیوم دارای سختس قابل توجهی می باشد و در صنایعی که نیاز به مقاومت سایشی و خوردگی دارند کاربرد زیادی دارد. سختی حاصله در آندایزینگ سخت به حدود HRC 50 و مقاومت کششی آن نیز به حدود psi 250000 می رسد که تقریباً معادل سختی و مقاومت کششی فولاد ابزار می باشد.

11.1 شرایط کاری جهت آندایزینگ سخت :

مراقبت از محلول الکترولیت و ممانعت از ورود ناخالصی به آن دارای اهمیت اساسی است. میزان آلومینیوم حمام نباید از g/l 8-5 تجاوز نماید زیرا باعث ایجاد رسوب در ته تانک می گردد.وجود عناصر فلزی دیگر مانند آهن، مس و منگنز و سیلیسیوم نیز باعث کاهش قدرت پرتاب محلول الکترولیت شده و دارای تاثیرات منفی می باشد.

11.2 نکات قابل توجه در فرآیند آندایزینگ سخت

در حمام های متوسط و کوچک معمولاً از کویل های خنک کننده که در داخل تانک نصب می شوند استفاده می شود. مایعی که جهت گردش و تبرید در این کویل ها بکار می رود معمولاً ترکیب %80 آب و %20 گلیکول و یا مخلوطی از آب و گلیسیرین می باشد.جهت حمام ها و تانک های بزرگتر استفاده از این سیستم مناسب نمی باشد زیرا احتمال ایجاد سوراخ بر بدنه کویل ها و در نتیجه مخلوط شدن مایع برودت زا با محلول الکترولیت وجود دارد. در اینگونه موارد برودت مورد نیاز را با استفاده از مبدل های حرارتی خارجی و یا خنک کننده های مناسب ایجاد نمود. جنس مبدل های حرارتی می توانداز فولاد ضد زنگ، گرافیت و یا تیتانیوم باشد.

11.2.1 تلاطم در محلول الکترولیت

ایجاد حرکات نوسانی و یا تلاطم در داخل محلول الکترولیت تانک نقش مهمی را در خارج ساختن دمای ایجاد شده در جریان حمام آندایزینگ بر عهده دارد.جهت ایجاد تلاطم می توان از عبورهوای فشرده در داخل لوله هایی به قطرcm 4-2/5 که به فاصله هرcm 15-10 بر روی آن سوراخ های ریزی به قطر mm2/5 ایجاد شده استفاده نمود.لوله های مزبور در ته تانک قرار می گیرند و جنس آن باید به گونه ای انتخاب شود که در مقابل خوردگی اسیدی مقاومت نماید.

11.2.2 قلاب ها

جنس قلاب ها باید از آلیاژی انتخاب شود که اولاً متناسب و شبیه به آلیاژ قطعه کار باشد و ثانیاً بتواند جریان برق را به نحو مطلوبی به قطعه کار منتقل نماید.

11.2.3 زمان عملیات

طول زمان عملیات آندایزینگ سخت با وزن پوشش یا لایه اکسیدی ایجاد شده بر روی قطعه کار آلومینیومی نسبت مستقیمی دارد.

آبکاری بدون زینکات یا استنات منیزیم آلومینیوم و تیتانیم از نگاه متال فینیشینگ 2011

برای بیش از 80 سال آبکاری فلزاتی نظیر منیزیم آلومینیوم و تیتانیم وابسته به محلول هایی شامل زینکات و استنات بود.این محلول ها به دلیل تنظیم کردن محدود و هم چنین کار کردن سخت با این نوع محلول ها منسوخ شده اند.
این مقاله به توضیح یک روش جدید و سازگار با محیط زیست برای ابکاری فلزات مذکور بدون نیاز به این نوع محلول ها و در نتیجه تمیز کردن های اضافی و روش های اکسید زدایی میپردازد.
این فرایند نشان می دهد که چگونه می توان زینکات و استنات را حذف کرد و از بخش تمیز کردن و اکسید زدایی گذر کرد.
این مقاله شامل استفاده از نیکل الکترولس میشود که یکی از پوشش های رایج در این فلزات است و غالبا به عنوان یک پایه برای ابکاری فلزات دیگر استفاده گردد.

سبکی،قدرت و نقطه ذوب بالای تیتانیوم،آلومینیوم و آلیاژهای مختلف منیزیم این فلزات را بسیار مناسب برای استفاده در کاربرد های هوایی و خودرو کرده است.
در خیلی از موارد نیاز به ابکاری فلزات وجود دارد اما فلزات واسطه مانند مس کروم نیکل و ... پیوند خوبی با فلزات سبک و غیر واسطه برقرار نمیکند.
برای چند دهه،ابکاری این فلزات ابتدا بوسیله یک لایه نازک از روی یا قلع از محلول های شناخته شده زینکات یا استنات انجام میشد.
1)محلول های ساده زینکات یا استنات چیزی بیش تر از زینک اکسید یا قلع اکسید در محلول های قوی سدیم هیدروکسید یا پتاسیم هیدروکسید نیستند.اما برای بهترین نتیجه معمولا سیانید به محلول اضافه میگردد
2)انواع دیگری از حمام مانند مخلوط کردن زینکات و استنات و تغییر پی اچ و غلظت محلول میباشد.
3)علاوه بر این،مس بر روی این فلزات ابکاری میشود تا هم سخت را نرم کند و هم اینکه باعث بهبود پیوند فلزات ابکاری میشود.
4)با توجه به هزینه ها زینکات معمولا بطور وسیعی برای این محلول ها استفاده میگردد.

تمیز کردن و اکسید زدایی

در هنگام ابکاری،مهم ترین بخش فرایند تمیز کردن و اکسید زدایی فلز یا الیاژی است که باید ابکاری بر روی ان انجام گیرد.تمیز کردن شامل تمیز کردن سطح از روغن ها و یا مواد جامد ارگانیک است اما اکسید زدایی شامل حذف مواد ناخواسته غیر ارگانیک(اکسیدها،هیدروکسیدها) است که باعث تداخل در ابکاری میگردد.
انتخاب تمیزکننده بستگی به الودگی سطح و هم چنین آن فلز مربوطه دارد.
معمولا،یک محیط قلیایی قوی بهترین نتایج را در ابکاری تیتانیم الومینیوم و منیزیم و دیگر آلیاژها دارد.
سپس در یک اب شستشو داده شود.موادی که برای اکسیدزدایی استفاده میگردند نیتریک اسید،سولفوریک اسید،هیدروفلوریک اسید و هیدروکلریک اسید هستند.
غلظت آن بستگی به فلز مربوطه دارد سپس بوسیله آب شسته میشود.در قدیم این فلزات بوسیله کرومیک اسیداکسید زدایی میشدند یا روکشی از جنس کرومات بر روی آنها ایجاد می گردید تا از رشد اکسید فلزات بر روی آن ها جلوگیری گردد و کار را برای استفاده از محلول های زینکات یا استنات آسان می کردند.اما به دلیل نگرانی های زیست محیطی این روش منسوخ شده است.

برای مشاهده کامل متن در سایت نویسنده لطفا کلیک کنید

فهرست:

فصل1- مفاهیم کلی اندایزینگ آلومینیوم

آندایزینگ آلومینیوم ، مفاهیم و کاربردها
مکانیزم تشکیل لایه اکسیدی – اندی
ترکیب شیمیایی لایه اکسیدی حاصل از آندایزینگ
ضخامت لایه اکسیدی – اندی
اهمیت مواد در آندایزینگ
مراحل اجرایی اندایزینگ آلومینیوم

فصل 2- اصول تمیزکاری و اچ کاری

روش های تمیزکاری
انواع آلودگی ها
انواع پاک کننده ها و کاربردهای آن
پاک کننده های امولسیونی
تمیزکاری غوطه وری یا خیساندنی
پاک کننده های عمومی و متوسط
پاک کننده های قوی
پاک کننده های اسیدی
پاک کننده های الکترولیتی
پا ککننده های قلیایی
اصول و روش های اچ کاری
تاثیر زمان در کاهش وزن و ضخامت آلومینیوم در اچ کاری
پاک کردن لکه های تیره و دوده ای شکل روی سطوح

فصل 3 – براق کاری شیمیایی و الکترولیتی

براق کاری شیمیایی
حمام براق کاری شیمیایی اسید فسفریک – سولفوریک
حمام براق کاری شیمیایی اسید نیتریک – هیدروفلوئوریک
حمام براق کاری شیمیایی موسوم به روش S
حمام براق کاری اسید فسفریک – نیتیرک
کنترل و مراقبت از حمام اسید فسفریک – نیتریک
براق کاری و پولیش کاری الکترولیتی
حمام براق کاری الکترولیتی به روش Brytal
حمام براق کاری الکترولیتی به روش Battelle
تجهیزات و نکات مهم در روش Battelle
حمام اسید سولفوریک – کرومیک در پولیش کاری الکترولیتی
پاک کردن لکه های دوده ای روی سطح براق شده
تاثیر عناصر مختلف در براقیت و انعکاس نور آلومینیوم

فصل 4- مراحل اجرایی آندایزینگ

تانک آندایزینگ
کاتد
تلاطم در محلول الکترولیت
کنترل دمای حمام و خنک کاری محلول الکترولیت
کنترل شدت جریان
قلابها
میله های حامل جریان
آندایزینگ با استفاده از الکترولیت اسید سولفوریک
تاثیر ناخالصی های محلول الکترولیت بر کیفیت آندایزینگ
درجه حرارت محلول الکترولیت در پروسه آندایزینگ
دانسیته جریان و ولتاژ در اندایزینگ با اسید سولفوریک
اندایزینگ با استفاده از الکترولیت اسید کرومیک
روش BENGOGH – STUART
روش ثبوت ولتاژ
نکات قابل توجه در اندایزینگ با الکترولیت اسید کرومیک
مقایسه ویژگی لایه اکسیدی حاصل از اندایزینگ در الکترولیت های اسید سولفوریک و اسید کرومیک
آندایزینگ با استفاده از اسید اگزالیک
روش های آندایزینگ با الکترولیت اسید اگزالیک
تاثیر ناخالصی ها در الکترولیت اسید اگزالیک
پوشش رنگی با استفاده از الکترولیت اسید اگزالیک
روش EMALAT در آندایزینگ با الکترولیت اسید اگزالیک
آندایزینگ در حمام اسید سولفوریک – اسید اگزالیک
آندایزینگ در الکترولیت های ترکیبی
تاثیر عمل آندایزینگ بر میزان انعکاس نور قطعات براق کاری شده
اندایزینگ سخت
نکات قابل توجه در پروسه آندایزینگ سخت

فصل 5- رنگ امیزی لایه اکسیدی

رنگ آمیزی لایه اکسیدی با مواد آلی و معدنی
رنگ آمیزی دو مرحله ای لایه اکسیدی با پیگمنت های معدنی

فصل 6- سیل کاری یا آب بندی قطعات اندایز شده

تئوری اب بندی یا سیل کاری
روش های مختلف آب بندی یا سیل کاری
سیل کاری با اب و بخار آب
سیل کاری با استفاده از نمک های مختلف
سیل کاری بر اساس الکترولیت استفاده شده در آندایزینگ
سیل کاری قطعات اندایز سخت

فصل 7- استاندارد ها

استاندارد ASTM –B 580
استاندارد Bs-1615
استاندارد BS-AU 89
استاندارد BS-3987
استاندارد نظامی DEF -151

فصل 8- خصوصیات و ویژگی های لایه اکسیدی – اندی

خصوصیات فیزیکی
وزن مخصوص
شاخص انکسار نور
انعکاس نور
انعکاس گرما
انتشار حرارت و گرما
ثبوت و استحکاک حرارتی
خصوصیات مکانیکی
سختی
مقاومت سایشی
مقاومت در برابر خستگی
مقاومت در برابر شرایط مختلف آب و هوایی
خصوصیات الکتریکی
ثابت دی الکتریک یا عایقی
مقاومت عایقی یا دی الکتریک
مقاومت ویزه

فصل 9-معایب و اشکالات ممکن در آندایزینگ الومینیوم

معایب و اشکالات ممکن در اندایزینگ ، علل و راه حل
منابع و واژه نامه