مقدمه

استیل ضد زنگ می تواند با استفاده از رنگ کاری یا عملیات های شیمیایی رنگ شود. سیستم رنگ کاری شامل یک لایه دومی از مواد بر روی سطح استیل ضد زنگ تکیه می کنند، در حالی که سیستم های شیمیایی بر تغییر ضخامت و ماهیت یک لایه اکسیدی پسیو متکی هستند.

Introduction

Stainless steel can be coloured either by the application of paint or by chemical treatments.. Paint systems rely upon introducing a second layer of material onto the surface of the stainless steel whereas chemical systems rely upon altering the thickness and nature of the passive film.

تولید پوشش های رنگی شیمیایی بر روی فولاد ضد زنگ

رنگی کردن استیلهای ضد زنگ معمولا به به ورق های استیل محدود می شود، و اگر چه میتوان شکل های دیگر هم نیز رنگی ساخت. ولی تنها ورق های استیل ضد زنگ با بهترین کیفیت می تواند به شکل شیمیایی با موفقیت تولید شود.
این یک فرآیند الکتریکی دو مرحله ای است که نیاز به کنترل دقیق بر پارامترهای عملیات و یک مهارت قابل توجه اپراتور دارد تا رنگ مورد نیاز را بدست آورد.

رنگ تولید شده در نتیجه تاثیر تداخل موج نور و انعکاس نور برگشتی از سطح لایه اکسیدی غیر فعال ضخامت یافته مربوط به سطح استیل ضد زنک و لایه اکسیدی است . طیف وسیعی از رنگها به عنوان لایه رنگی در ضخامت های مختلف تشکیل میشود که شامل برنز، آبی، مشکی، زغالی، طلایی، قرمز-بنفش و سبز است. ضخامت لایه پسیو با توجه به رنگ شکل گرفته از 0.02 میکرون برای تولید رنگ برنزی تا 0.36 میکرون برای تشکیل رنگ سبز است.

Producing chemically coloured finishes on stainless steel

Colouring of stainless steel is normally restricted to sheet products, and although it is possible to colourfabricated components. Only the finest quality stainless steel sheet can be successfully chemically coloured on a production basis. It isa two stage electrical on process that requires close control on the operation’s parameters and a considerable operator skill to get the required colour consistency.

The colours produced are the result of light wave interference effects in as light is reflected from the surface of the thickened oxide passive layer and interface of the passive layer and steel surface. The sequence of olours formed as the film grows in thickness ranges through bronze, blue, black, charcoal, gold, red-violet and green. The finished thickness of the passive film ranges
from 0.02 microns to produce a bronze colour effect to 0.36 microns to produce a green colour effect.

برای خواندن ادامه مطلب اینجا کلیک کنید

تیتانیوم به دلیل وزن کم، مقاومت خستگی، مقاومت در برابر خوردگی و سازگاری زیست محیطی جذاب است. با تشکر از این خواص، تیتانیوم در هوافضا، هوا فضا، مهندسی زیستی، ورزش و جواهرات [1-3]. گزارش شده است که این خواص مطلوب ناشی از ثبات شیمیایی و ساختار فیلم تیتانیایی (TiO2) است که به صورت خود به خودی روی سطوح Ti و آلیاژهای آن بر اثر برخورد با هوا افزایش می یابد. به منظور رنگ آمیزی تیتانیوم، چهار روش مختلف وجود دارد: اکسیداسیون حرارتی، اکسیداسیون شیمیایی، اکسیداسیون آنودایز و نیتریز کردن. با هر دو روش، رنگ را می توان به وضوح ضخامت فیلم (به طور عمده TiO2) در سطح بستر Ti تشکیل داد [4-5].

ماهیت الکترولیت و لایه اکسید می تواند برای تحمل ظاهر رنگی به سطح استفاده شود. در حقیقت وقتی که تیتانیوم در یک حمام الکترولیتی به عنوان یک آند معلق است و جریان از طریق حمام عبور می­کند، اکسیژن در سطح آند تولید می­شود. این اکسیژن با تیتانیوم ترکیب شده و اکسید تیتانیوم را تشکیل می دهد. تداخل بین اکسید و نور باعث ..............

برای خواندن ادامه مطلب اینجا کلیک کنید

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 می شود ،آلومینیوم در شرایط معمولی نیز اکسید می شود بطوري که در مجاورت هوا و بطور معمول لایه اي از اکسید به ضخامت 0.01میکرون 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 اکسید ایجاد شده در روش آندایزینگ نسبت به شرایط طبیعی مقاومت بیشتر آن در مقابل خوردگی است. مکانیزم تشکیل لایه ی اکسیدی –آندی:

حمام اسید سولفوریک به غلظت 10 % حجمی
قطعه الومینیومی آند
کاتد قلع
A: 1- 1.6 Am/ dm2
دمای اتاق
لایه اکسیدی تشکیل شده : Al2O3.9H2O
نرخ پوشش : 0.5 میکرون بر دقیقه

در داخل سیستم فوق باعث می گردد که یون هاي مثبت آلومینیوم (کاتیون ها) به سمت کاتد هدایت شوند و در همان حال در سطح آند، کاتیون ها یا آلومینیوم با آنیون هاي اکسیژن ترکیب شده و تشکیل اکسیدآلومینیوم را می دهند. مقداري از یون هاي آلومینیوم نیز قادر به ترکیب با اکسیژن نبوده و به صورت نامحلول در الکترولیت باقی می مانند.
پوشش اکسیدي – آندي آلومینیوم از تعداد زیادي حفره هاي شش ضلعی ساخته شده است که اندازه آنها در یک اینچ مربع حدود چند میلیون عددمی باشد. در وسط هر کدام از این شش ضلعی ها سوراخی وجود دارد که اطراف و قسمت تحتانی ن توسط لایه اي اکسیدي از فلز مبنا جدا شده است .ابعاد حفره ها در الکترولیت هاي مختلف تفاوت دارد و بطور تقریبی به شرح زیر می باشد:

- قطر داخلی: Ao = (1*10 -10m)Ao1
- ضخامت دیواره اطراف حفره: 100 – 200 Ao
- ارتفاع حفره یا ضخامت پوشش : 5000 تا 25000 برابر قطر داخلی حفره.

ضخامت لایه اکسیدي – آندي:

ضخامت لایه اکسیدي – آندي ایجاد شده بر روي آلومینیوم به مدت زمان حضور قطعه در داخل حمام بستگی دارد مشروط بر اینکه تمام شرایط انجام کار استاندارد باشد. در این صورت براي به دست آوردن ضخامتی 1آمپر بر دسیمتر مربع حدود 10 دقیقه / معادل 5 میکرون با دانسیته جریان 6و براي ضخامتی برابر 10 میکرون حدود 20 دقیقه زمان مورد نیاز است. به عبارت دیگر هر چه ضخامت بیشتري مدنظر باشد زمان بیشتري مورد نظر می باشد، اما در برخی موارد حتی با افزایش زمان عملیات ممکن است هیچ نوع افزایش ضخامتی ایجاد نشود. شکل زیر نشان دهنده ضخامت لایه اکسیدي حاصل از آندایزینگ برخی از آلیاژهاي مختلف الومینیوم نسبت به زمان می باشد. (محلول الکترولیت اسیدسولفوریک با غلظت 165 گرم در لیتر و دانسیته جریان 1.2 آمپر بر – دسی متر مربع است ). دلیل محدودیت در ایجاد ضخامت دلخواه و بالا در لایه پوشش اکسیدي هنوز مشخص و قطعی نیست اما میتوان آن را ناشی از تعادل بین دو عامل زیر دانست:
الف- قابلیت جریان الکتریکی در انتقال یون هاي آلومینیوم از لایه ها به منظورایجاد و تشکیل اکسید تازه.
ب – قابلیت حل آلومینیوم توسط محلول الکترولیت (اسیدسولفوریک)..
از جمله دلایل دیگر محدودیت ضخامت لایه اکسیدي قابل تشکیل می تواندگرماي ایجاد شده در پروسه آندایزینگ باشد زیرا اگر جریانی معادل 1.6آمپر و ولتاژ 16 ولت را جهت هر دسیمتر مربع از سطح آندالیز شده مناسب بدانیم در آن صورت به ازاي جریان فوق گرمایی معادل 240 وات ایجاد خواهد شد. از سوي دیگر، تشکیل اکسید آلومینیوم نیز گرمازا بوده و به ازاي هرگرم از اکسید تشکیل دشه 400 کیلوکالري گرما آزاد میگردد. هر چند که این گرما می تواند با استفاده از هم زن و یا جریان باد از داخل حمام خارج شود .
با وجود این مسائل و در نظر گرفتن میزان دما و شرایط اقلیمی ایران که باعث بالا رفتن دمای محلول میشود باید برای محلول آندایزینگ یک خنک کننده در نظر گرفت ، چیلر تعبیه شده باید با مقدار گرمای ایجاد شده در محلول متناسب باشد که مستلزم محاسبات خنک کننده است:
ابتدا به بررسی چند نمونه پروسه اندایزینگ میپردازیم:

برای خواندن ادامه مطلب به سایت نویسنده مقاله مراجعه کنید.

فرایندهای آبکاری انتخابی - آبکاری موضعی، اندایزینگ و الکتروپولیش کردن

از نگاه متال فینیشینگ
plating processes, procedures & solutions

CHROMATE CONVERSION COATINGS

BY FRED W. EPPENSTEINER (RETIRED) AND MELVIN R. JENKINS

MACDERMID INC., NEW HUDSON, MICH.; WWW.MACDERMID.COM

Chromate conversion coatings are produced on various metals by chemical or electrochemical treatment with mixtures of hexavalent chromium and certain other compounds. These treatments convert the metal surface to a superficial layer

containing a complex mixture of chromium compounds. The coatings are usually applied by immersion, although spraying, brushing, swabbing, or electrolytic methods are also used. A number of metals and their alloys can be treated; notably,

aluminum, cadmium, copper, magnesium, silver, and zinc.

The appearance of the chromate film can vary, depending on the formulation of the bath, the basis metal used, and the process parameters. The films can be modified from thin, clear-bright and blue-bright, to the thicker, yellow

iridescent, to the heaviest brown, olive drab, and black films. A discussion of specific formulations is not included in this article because of the wide variety of solutions used to produce the numerous types of finishes. It is intended to

present sufficient general information to permit proper selection and operation of chromating baths. Proprietary products, which are designed for specific applications, are available from suppliers.

فرایند پوشش دهی، روش ها و محلول ها

پوشش تبدیلی کروماته

پوشش تبدیلی کرومات در فلزات مختلف توسط مواد شیمیایی یا عمل الکتروشیمیایی با میکسی از کروم 3 و مواد معین دیگراست. این کارسطح فلزات را به لایه مخصوص تبدیل میکند و شامل یک مخلوط پیچیده از ترکیبات کروم است. پوشش ها معمولا به طریق غوطه وری اعمال میشود، اگرچه پاشیدن(اسپری)، قلم مو زدن، سمباده زدن swabbing))، یا روش های الکترولیتی نیز استفاده میشود. تعدادی از فلزات و آلیاژهای آنها میتواند این فرایند را داشته باشند. بویژه آلومینیوم، کادمیوم، مس، منیزیم، نقره، و روی.

ظاهر پوشش کرومات ، بسته به فرمول محلول، فلز پایه استفاده شده، و پارامترهای فرایند می تواند متفاوت باشد. پوشش می توان از نازک ، روشن روشن و آبی روشن، تا ضخیم تر، زردرنگین کمانی، به سنگین ترین قهوه ای، زیتونی تیره، و پوشش های سیاه اصلاح شود. بحث در موردفرمولاسیون خاص در این مقاله نیست به دلیل اینکه طیف گسترده ای از محلول ها برای تولید انواع متعددی از پوشش ها مورد استفاده قرار میگیرد. درنظر گرفته شده است اطلاعات کلی انتخاب مناسب و مجاز از محلول کروماته بیان شود.

PROPERTIES AND USES

Physical Characteristics

Most chromate films are soft and gelatinous when freshly formed. Once dried, they slowly harden or “set” with age and become hydrophobic, less soluble, and more abrasion resistant. Although heating below 150OF (66OC) is of benefit in hastening this aging process, prolonged heating above 150OF may produce excessive dehydration of the film, with consequent reduction of its protective value. Coating thickness rarely exceeds 0.00005 in., and often is on the order of several microinches. The

amount of metal removed in forming the chromate film will vary with different processes.

Variegated colors normally are obtained on chromating, and are due mainly to interference colors of the thinner films and to the presence of chromium compounds in the film. Because the widest range of treatments available is for zinc, coatings for this metal afford an excellent example of how color varies with film thickness. In the case of electroplated zinc, clear-bright and blue-bright coatings are the thinnest. The blue-brights may show interference hues ranging from red,

purple, blue, and green, to a trace of yellow, especially when viewed against a white background. Next, in order of increasing thickness, come the iridescent yellows, browns, bronzes, olive drabs, and blacks.

Physical variations in the metal surface, such as those produced by polishing, machining, etching, etc., also affect the apparent color of the coated surface. The color of the thinner coatings on zinc can also be affected indirectly by chemical polishing, making the finish appear whiter.

خواص و استفاده

پوشش کرومات تازه تشکیل شده نرم و ژلاتینی است. هنگامیکه خشک میشوند، آنهابه آرامی سخت و یا" مجموعه" آبگریز میشود، محلول کمتر ، و مقاومت بیشتر در برابر سایش. اگر چه حرارت زیر 150فارنهایت (66 درجه سیلسیوس) به نفع سرعت این روند است، گرمایش طولانی بالاتر از 150فارنهایتممکن است موجب کم شدن آب بیش از حد قبل از تولید این پوشش، و متعاقبا کاهش ارزش محافظ آن شود. ضخامت پوششبه ندرت بیش از0.00005 اینچ، و اغلب در حد چند میکرواینچ است. مقدار فلزحذف شده در تشکیل پوشش کرومات در فرایندهای مختلف متفاوت خواهد بود.

رنگ های متنوع به دست آمده است در کروماته، به طورعمده حاصل تداخلرنگ از پوشش های نازک تر مربوط به حضورترکیبات کروم در پوشش است.از آنجا که طیف وسیعی از رفتار برای روی در دسترس است، پوشش این فلز یک نمونه عالی از چگونگی رنگ با ضخامت پوشش متفاوت موجب شده است. در مورد آبکاری روی ، پوشش روشن روشن و آبی روشن باریکترین هستند.آبی روشن ممکن است تداخل رنگ اعم از قرمز نشان می دهد، بنفش، آبی، و سبز، اثری از زرد، به ویژه هنگامی که در برابر یک پس زمینه سفید مشاهده شده است.بعد، براساس افزایش ضخامت ،زرد رنگین کمانی،قهوه ای، زیتونی تیره، و سیاه آمده است.تغییرات فیزیکی در سطح فلز، مانند آنهایی که توسط پرداخت(پولیش)،ماشینکاری، قلم زنی، و غیره، تولید شده اند رنگ ظاهری از سطح پوشش داده شده را تحت تاثیر قرار میدهد. رنگ پوشش نازک تر در روی همچنین می توانید به طور غیر مستقیم توسط پرداخت شیمیایی(پولیش شیمیایی)تحت تاثیر قرار گیرد و در پایان سفیدتر به نظر می رسد.

Corrosion Prevention

Chromate conversion coatings can provide exceptionally good corrosion resistance, depending upon the basis metal, the treatment used, and the film thickness.

Protection is due both to the corrosion-inhibiting effect of hexavalentchromium contained in the film and to the physical arrier presented by the film itself. Even scratched or abraded films retain a greatdeal of their protective value because the hexavalent chromium content is slowly leachable in contact with moisture, providing a self-healing effect.

The degree of protection normally is proportional to film thickness; therefore, thin, clear coatings provide the least corrosion protection, the light iridescent coatings form an intermediate group, and the heavy olive drab to brown coatings result in maximum corrosion protection. The coatings are particularly useful in protecting metal against oxidation that is due to highly humid storage conditions, exposure to marine atmospheres, handling or fingerprint marking, and other conditions that normally cause corrosion of metal.

جلوگیری از خوردگی

پوشش تبدیلی کرومات فوق العاده خوب می توانید از مقاومت در برابر خوردگی جلوگیری کند، البته وابسته به فلز پایه مورد استفاده،و ضخامت پوشش است.محافظت به علت هر دو اثر خوردگی - مهار از کروم شش ظرفیتی توسط خود پوشش است.حتی خراش و یا پوشش های ساییده شده، عالی محافظ خودش استزیرا محتوای کروم شش ظرفیتی به آرامی با رطوبت در تماس است ،ارائه اثر خود شفادهی((self-healing.درجه حفاظت به طور معمول متناسب با ضخامت پوشش است.از این رو، پوشش نازک روشن، حداقل حفاظت در برابر خوردگی ارائه میکند،پوشش رنگین کمانی یک گروه واسطه تشکیل می دهند،و پوشش سنگین زیتونی تیره مایل به قهوه ای حداکثر حفاظت در برابر خوردگی دارد.پوشش ها بخصوص در حفاظت از فلز در برابر اکسیداسیونمفید هستند با توجه به شرایط نگهداری بسیار مرطوب،قرار گرفتن در معرض اتمسفر دریایی، دست زدن و یا اثر انگشت ، و دیگر شرایطی که به طور معمول باعث خوردگی فلزمیشود.

Bonding of Organic Finishes

The bonding of paint, lacquer, and organic finishes to chromate conversion coatings is excellent. In addition to promoting good initial adhesion, their protective nature prevents subsequent loss of adhesion that is due to underfilm corrosion.

This protection continues even thought he finish has been scratched through to the bare metal. It is necessary that the organic finishes used have good adhesive properties, because bonding must take place on a smooth, chemically clean surface; this is not necessary with phosphate-type conversion coatings, which supply mechanical adhesion that is due to the crystal structure of the coating.

پیوند پس از اتمام آلی (Bonding of Organic Finishes)

پیوند رنگ،لاک، پس از اتمام آلی به پوشش تبدیلی کرومات بسیار عالی است.علاوه بر ترویج چسبندگی اولیه خوب،طبیعت محافظ خود ازچسبندگی محافظت میکند با توجه به خوردگی زیر لایه. محافظت ادامه دارد حتی اگر پایان کاری (آبکاری) خراش پیدا کند و یا فلز لخت شود. خواص چسب خوب لازم است که پس از اتمام کاری آلی استفاده شود، به دلیل اتصال باید بر روی یک سطح صاف یا سطح شیمیایی پاک قرار بگیرد ؛ با پوشش تبدیلی نوع فسفات لازم نیست که چسبندگی مکانیکی با توجه بهساختار بلوری پوشش فراهم کند.

Chemical Polishing

Certain chromate treatments are designed to remove enough basis metal during the film-forming process to produce a chemical polishing, or brightening, action. Generally used for decorative work, most of these treatments produce very thin,

almost colorless films. Being thin, the coatings have little optical covering power to hide irregularities. In fact, they may accentuate large surface imperfections. In some instances, a leaching or “bleaching” step subsequent to chromating is used to remove traces of color from the film.

If chemical-polishing chromates are to be used on electroplated articles, consideration must be given to the thickness of the metal deposit. Sufficient thickness is necessary to allow for metal removal during the polishing operation.

پرداخت شیمیایی

رفتار معین کرومات برای برداشتن به اندازه کافی فلز پایه در طول فرایند تشکیل دهنده پوشش برای پرداخت شیمیایی، یا درخشندگی تولید طراحی شده است. به طور کلی برای کار های تزئینی استفاده می شود،بسیاری از این فرایندها پوشش خیلی نازک تولید میکند ،پوشش تقریبا بی رنگ.لاغر بودن پوشش ، قدرت پوشش نوری کمی برای پنهان کردن بی نظمی دارد.در واقع، آنها ممکن است عیوب سطح بزرگ بیانجامد.در برخی موارد،شسته شدن و یا "سفید کردن" گام بعدی برای حذف آثار رنگینه از رنگ پوشش است.

اگر پولیش شیمیایی کرومات ها باشند، درمقالات آبکاری استفاده می شود،ضخامت رسوب فلزی باید در نظر گرفته شود. ضخامت کافی برای حذف فلز در طول عملیات پرداخت ضروری است.

Absorbency and Dyeing

When initially formed, many films are capable of absorbing dyes, thus providing a convenient and economical method of color coding. These colors supplement those that can be produced during the chromating operation, and a great variety

of dyes is available for this purpose. Dyeing operations must be conducted on freshly formed coatings. Once the coating is dried, it becomes nonabsorbent and hydrophobic and cannot be dyed. The color obtained with dyes is related to

the character and type of chromate film. Pastels are produced with the thinner coatings, and the darker colors are produced with the heavier chromates. Some decorative use of dyed finishes has been possible when finished with a clear lacquer topcoat, though caution is required because the dyes may not be lightfast.

In a few cases, film colors can be modified by incorporation of other ions or dyes added to the treatment solution.

جذب و رنگرزی

هنگامی که در ابتدا تشکیل،بسیاری از پوشش ها قادر به جذب رنگ هستند ،بنابراین ارائه یک روش مناسب و مقرون به صرفه برای برنامه نویسی رنگ است.این رنگ مکمل آن است که می تواند در طول عملیات رنگی تولید شده،و انواع زیادی از رنگ برای این منظور در دسترس است.عملیات رنگرزی باید روی پوشش تازه تشکیل شده هدایت شود.هنگامی که پوشش خشک است،آن غیر جاذب و آبگریز می شود و نمی تواند رنگی شود.رنگ بدست آمده مربوط با رنگ نوع پوشش کرومات است.مواد رنگی با پوشش های نازک تر تولید شده، و رنگ های تیره تر با کروماتهای سنگین تر تولید شده است.برخی از استفاده های تزئینی از اتمام رنگ کاری ممکن است با یک روکش لاک روشن به پایان رسید،هر چند احتیاط لازم است به این دلیل که رنگ ممکن است مقاوم در برابر نورنباشد.در چند مورد،رنگ پوشش را می توان با اختلاط یون های دیگر و یا رنگ های اضافه شده به محلول تغییر داد.

Hardness

Although most coatings are soft and easily damaged while wet, they become reasonably hard and will withstand considerable handling, stamping, and cold forming.

They will not, however, withstand continued scratching or harsh abrasion. A few systems have been developed that possess some degree of “wet-hardness,” andthese will withstand moderate handling before drying.

سختی

اگر چه بیشتر پوشش ها نرم هستند براحتی در حالی که خیس هستند، آسیب پذیرند، آنها به طور منطقی مقاومت قابل توجهی در برابر، دست زدن و مهر زنی دارند، سخت تبدیل میشوند و سرد شکل میگیرند. به هرحال، آنها مقاومت در برابر خراش یا سایش سخت نمی خواهند،. هر چند سیستم ساخته شده دارای درجه متفاوتی از سختی در مقابل رطوبت دارد و دست زدن آرامی را قبل از خشک کردن را تحمل خواهد کرد.

Heat Resistance

Prolonged heating of chromate films at temperatures substantially above 150OF (66OC) can decrease their protective value dramatically. There are two effects of heating that are believed to be responsible for this phenomenon. One is the insolubilization of the hexavalent chromium, which renders it ineffective as a corrosion inhibitor. The second involves shrinking and cracking of the film, which destroys its physical integrity and its value as a protective barrier.

Many factors, such as the type of basis metal, the coating thickness, heating time, temperature, and relative humidity of the heated atmosphere, influence the degree of coating damage. Thus, predictions are difficult to make, and thorough performance testing is recommended if heating of the coating is unavoidable.

The heat resistance of many chromates can be improved by certain posttreatments or “sealers.” Baking at paint-curing temperatures after an organic finish has been applied is a normal practice and does not appear to affect the properties of the treatment film.

مقاومت در برابر حرارت

گرمایش طولانی مدت پوشش کرومات در دمای قابل ملاحظه بالای 150 فارنهایت (66 درجه سانتیگراد) می توانید ارزش محافظ خود را به طور چشمگیری کاهش دهد.دو اثر حرارت که تصور می شود مسئول این پدیده هستند.یکی حل شدن کروم شش ظرفیتی است،که آن به عنوان یک بازدارنده خوردگی بی اثر است.دوم موجب کاهش و ترک خوردگی پوشش میشود،که سلامت جسمی و ارزش خود را به عنوان یک سد محافظ بین می برد.

عوامل بسیاری، از جمله نوع فلز پایه،ضخامت پوشش، زمان حرارت، درجه حرارت،و رطوبت نسبی جو،میزان آسیب پوشش را تحت تاثیر قرارمیدهد.بنابراین، پیش بینی مشکل است،و تست عملکرد بطورکامل توصیه می شود اگر گرمایش پوشش غیر قابل اجتناب است.مقاومت در برابر حرارت در بسیاری از کروماتها را می توان با فرایندیخاص بهبود داد، و یا "پر کردن."پخت در دمای رنگ -پخت پس از پایان آلی استفاده شده یک عمل طبیعی استو به نظر نمی رسد تحت تاثیر خواص رفتار پوشش است.

برای خواندن ادامه مطلب روی لینک زیر کلیک کنید:

http://yon.ir/FMExC

مفاهیم کلی آندایزینگ الومینیوم و محاسبات چیلر:

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 می شود ،آلومینیوم در شرایط معمولی نیز اکسید می شود بطوري که در مجاورت هوا و بطور معمول لایه اي از اکسید به ضخامت 0.01میکرون 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 اکسید ایجاد شده در روش آندایزینگ نسبت به شرایط طبیعی مقاومت بیشتر آن در مقابل خوردگی است. مکانیزم تشکیل لایه ی اکسیدی –آندی:

حمام اسید سولفوریک به غلظت 10 % حجمی
قطعه الومینیومی آند
کاتد قلع
A: 1- 1.6 Am/ dm2
دمای اتاق
لایه اکسیدی تشکیل شده : Al2O3.9H2O
نرخ پوشش : 0.5 میکرون بر دقیقه

در داخل سیستم فوق باعث می گردد که یون هاي مثبت آلومینیوم (کاتیون ها) به سمت کاتد هدایت شوند و در همان حال در سطح آند، کاتیون ها یا آلومینیوم با آنیون هاي اکسیژن ترکیب شده و ...................................

برای خواندن ادامه مطلب به لینک زیر مراجعه فرمایید:

goo.gl/Z9GkkF

مرجع  جلاپردازان پرشیا

آنالیز CrO3:

1. 10 سی سی از استوک نمونه از وان بردارید.
2.. نمونه را در یک بالن 500 سی سی بریزید و به حجم برسانید.
3. ا سی سی از آن را بردارید.
4. 100 سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید.
5. 2 گرم آمونیوم بای فلوراید به آن اضافه کنید.
6. 15 سی سی HCl غلیظ به آن اضافه کنید.
7. 15 سی سی محلول KI 10% را به آن اضافه کنید.
8. محلول نشاسته را به آن اضافه کنید.
9. محلول را با Na2S2O3 0.1 نرمال تیتر کنید.
10. تا محلول از آبی به بیرنگ تغییر رنگ دهد.
11. با استفاده از فرمول زیر غلظت CrO3 را محاسبه کنید:

CrO3 (oz/gal)= ml *22.219*N

آنالیز آزادCrO3 :

1. 25ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر را به نمونه اضافه کنید .
3. تا رسیدن به 3.05 pH تیتر کنید.
4. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
5. تا محلول از از بیرنگ به صورتی تغییر رنگ دهد.
6. با استفاده از فرمول زیر غلظت آزادCrO3 را محاسبه کنید:

آزادCrO3 (oz/gal)= ml *0.533*N

آنالیز H2SO4 سولفوریک کل:

1. 5ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید.
3. فنل فتالئین را به نمونه وان اضافه کنید.
4. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
5.تا محلول از بیرنگ به صورتی تغیییر رنگ دهد.
6. با استفاده از فرمول زیر غلظت H2SO4 سولفوریک کل را محاسبه کنید.

H2SO4 کل (oz/gal)= ml *1.308*N

آنالیز H2SO4 آزاد:

1. 5ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید.
3. 10 سی سی محلول KF را به آن اضافه کنید.
4. فنل فتالئین را به نمونه وان اضافه کنید.
5. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
6. تا محلول از بیرنگ به صورتی تغییر رنگ دهد.
7. با استفاده از فرمول زیر غلظت H2SO4 آزاد را محاسبه کنید:

H2SO4 آزاد (oz/gal)= ml *1.308*N

نکات :

- توجه: در فرمولهای فوق پارامترهای ml ,N, M به ترتیب عبارتند از:
- حجم مصرفی تیترانت= ml،
- مولاریته تیترانت= M
- نرمالیته تیترانت= N
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏ml/L‏ عدد بدست آمده را در 7.8125 ضرب نمایید.‏
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏gr/lit‏ عدد بدست آمده را در 7.5 ضرب نمایید.‏
- برای تهیه Na2S2O3 1 نرمال،25 گرم Na2S2O3.5H2O در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه NaOH 0 نرمال،40 گرم NaOH در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برا تهیه KI 10%، 100 گرم KI را در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه فنول فتالئین، 1 گرم فنول فتالئین، 500 سی سی اتانول، 500 سی سی آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه محلول KF ،100 گرم KF در یک لیتر آب مقطرحل شود. با محلول NaOH0 نرمال تا رسیدن به pH 7.0 خنثی سازی شود.

ترجمه : تحقیق و توسعه جلاپردازان

مراجع و منابع: کتاب متال فنیشینگ 2013 Metal finishing

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.

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.

نویسنده :اقای مهندس پورضا - واحد تحقیق و توسعه شرکت جلاپردازان

فصل اول: آندایزینگ تیتانیوم مقدمات واصول

امروزه تیتیانیوم به عنوان یکی از پرکاربردترین فلزات مصرفی دنیا در حوزه های مختلف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از کاربردهای این فلز در حوزه خدمات ویژه پزشکی و مهندسی پزشکی است. در این حوزه آندایزینگ تیتانیوم به منظور ایجاد پوشش های متخلخل به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

تسلحیات جدید و طراحی ها نیاز به فلزات سبک وزن را به عنوان جایگزین استیل ضروری کرده است. برای کاهش وزن و افزایش تحرک تیتانیوم فلز مناسبی به نظر می رسد. استفاده از تیتانیوم در مهندسی به عنوان مواد ساختاری در مدت زمان کوتاهی رونق بسیاری یافته است. این رواج فلز تیتانیوم به علت دو عامل مهم است: نسبت قدرت به وزن و مقاومت خوردگی بالا. اگرچه مهمترین کاربرد تیتانیوم در صنایع هوا فضا دیده می شود اما کاربرد بیشتر آن به خاطر تمایل ذاتی آن برای استفاده از سطح آن می باشد. این شرایط علی رغم تلاش های زیاد برای به کار بردن سیستم های روغن کاری پیچیده و معمولی ادامه یافته است.

اصطکاک در تمامی فلزات مشاهده می شود اما در بیشتر موارد یک روش مثل آبکاری ، نیترید دار کردن ، کربودار کردن یا روغن کاری معمولی استفاده می شود تا اصطکاک را کاهش دهد. تیتانیوم بر خلاف بیشتر فلزات یک لایه سخت و محکم اکسیدی به صورت خود به خودی بر سطح خود تشکیل می‌دهد در نتیجه فلز با فلز برخورد نمی کند به جز مواردی که به شدت پاکسازی یا اکسید زدایی شده باشد.

سازنده های تیتانیوم تحقیقات بیشماری برای غلبه به ویژگی های نامناسب تیتانیوم آغاز کرده اند. اما تاکنون هیچ سیستم ساده شده ای برای تولید مداوم سطح محافظ چسبنده که از فلز در مقابل فشار و خوردگی جلوگیری کند مشاهده نشده است.

زمینه های بسیاری شامل انواع رسوب معمولی و روش های پیچیده و گران قیمت روکش دادن فلز ، سخت شدن در محلول ، نیترید دار کردن ،کربودار کردن مورد بررسی قرار گرفته است. اگرچه در بعضی موارد یک سطح سخت ایجاد می شود اما به کار بردن روش محدود است چراکه باعث ترد شدن فلز پایه می شود.

خواص تیتانیوم

تیتانیوم عنصری است فلزی با عدد اتمی۲۲، در گروه IVB که در دوره چهارم جدول تناوبی جای دارد. جِرم اتمی۴۷٫۹۰، ظرفیت‌ها ۲٬۳٬۴. دارای پنج ایزُتوپ است. بسیار کمیاب است، به‌طوری‌که فقط ۰٫۶ درصد قشر زمین را تشکیل می‌دهد. ترکیب‌های آن پراکنده و استخراج آن دشوار است.

تیتانیم فلزی است که با نسبت قدرت به وزن بالا شناخته شده است. تیتانیوم فلزی قوی با چگالی کم و کاملاً انعطاف پذیر (به خصوص درحضور اکسیژن محیط) است. از لحاظ مغناطیسی پارامگنتیک بوده و رسانایی الکتریکی و حرارتی نسبتاً کمی دارد.

این فلز سبک (دارای وزن مخصوص ۴/۵۱ گرم بر سانتی متر مکعب که مقداری بین چگالی آلومینیوم و آهن است) ، مقاوم (البته نه به سختی برخی ازفولادهای حرارت دیده) و دارای جلای براق- نقره ای ، عدد اتمی ۲۲ ، وزن اتمی ۴۷/۸۸، سختی در مقیاس موس ۶، دارای نقطه جوش ۳۲۸۷ درجه سانتی گراد و نقطه ذوب ۱۶۶۵درجه سانتی گراد می باشد. نقطه ذوب نسبتاً بالا، آن را به عنوان فلز دیر گداز مفید می سازد. در دمای ۱۲۰۰ درجه خود به خود آتش می گیرد و به شدت اشتعال زا است . از لحاظ زمین شناسی ترکیب‌های تیتانیوم، پراکنده و استخراج آن دشوار است. نوع تجاری تیتانیوم(دارای خلوص ۹۹/۲ درصد) دارای مقاومت کششی نهایی ۶۳۰۰۰پوند بر اینچ مربع (۴۳۴مگاپاسکال) که تقریباً برابر مقاومت کششی آلیاژهای دارای عیار پایین فولاد می باشد اما به میزان ۴۵ درصد سبکتر از آن است. همچنین برخی از آلیاژهای تیتانیم (به عنوان مثال، نوع بتا دارای استحکام کششی بیش از۲۰۰ هزار پوند بر اینچ مربع(۱۴۰۰ مگاپاسکال) می باشند. البته، وقتی حرارت داده می شود، در دماهای بالاتر از ۸۰۶ درجه سانتی گراد استحکام کششی خود را از دست می دهد.

کاربرد تیتانیوم:

هواپیماها،موشک‌ها، جت‌ها، ماشین‌های نساجی، وسایل شیمیایی، وسایل جراحی، وسایل نمک‌زدایی، وسایل ارتوپدی، وسایل غذاسازی، هدف‌های لوله‌های اشعه ایکس، وسایل ساینده، لوله‌های رآکتورها، قاب یا فریم عینک و...

برای مشاهده کامل متن در سایت نویسنده لطفا کلیک کنید

معرفی شرکت دانش بنیان گنجینه افزار صبا 

آندایزینگ و هارد آندایزینگ