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

cleaning, pretreatment & surface preparation

ELECTROPOLISHING

BY KENNETH B. HENSEL

ELECTRO POLISH SYSTEMS INC., MILWAUKEE; WWW.EP-SYSTEMS.COM

The electropolishing system smoothens, polishes, deburrs, and cleans steel, stainlesssteel, copper alloys, and aluminum alloys in an electrolytic bath. The processselectively removes high points on metal surfaces, giving the surface a high luster.

HOW IT WORKS

The metal part is immersed in a liquid media (electrolyte) and subjected todirect current. The metal part is made anodic (+) and a metal cathode (-), usually316L stainless steel or copper, is used. The direct current then flows from

the anode, which becomes polarized, allowing metal ions to diffuse throughthe film to the cathode, removing metal at a controlled rate. The amount ofmetal removed depends on the specific bath, temperature, current density, andthe particular alloy being electropolished. Generally, on stainless steel, 0.0005in. is removed in 1,500 amp-minutes per square foot. Current and time are twovariables that can be controlled to reach the same surface finish. For example,100 A/ft2 electropolished for 5 min is 500 amp-minutes; 200 A/ft2 for 21/2 minis 500 amp-minutes. Both pieces of metal would have about the same surfaceprofile. Current densities of 90 to 800 A/ft2 are used in this process dependingupon the part to be polished and other parameters. Electropolishing times varyfrom........

برای خواندن ادامه مطلب به سایت نویسنده مقاله مراجعه فرمایید.

روش آنالیز محلولهای الکتروپولیش و غوطه وری اسیدی

آنالیز HC2H3O2 :

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر و فنل فتالئین به آن اضافه نمایید.
3. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
4. تا محلول از بیرنگ به صورتی تغییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت HC2H3O2 را محاسسبه کنید:

%wt HC2H3O2 (100%)= (ml*0.6005*N)/s.g solution

آنالیز (H3C6H5O7.H2O (citric acid :

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر و فنل فتالئین به آن اضافه کنید.
3. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کیند.
4. تا محلول از بیرنگ به صورتی تغییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت (H3C6H5O7.H2O (citric acid را محاسبه کنید:

%wt H3C6H5O7.H2O (100%)= (ml*0.7005*N)/s.g solution

آنالیز HBF4:

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر و متیل اورانژ را با آن اضافه کنید.
3. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
4. تا محلول از قرمز به زرد/سبز تغییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت HBF4 را محاسبه کنید:

%wt HCl (100%)= (ml*0.3646*N)/s.g solution

آنالیز HCl:

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر و متیل اورانژ را به ان اضافه کنید.
3. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
4. تا محلول از قرمز به زرد/سبز تغییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت HCl را محاسبه کنید:

%wt HCl (100%)= (ml*0.3646*N)/s.g solution

آنالیز HF:

1. 2g نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر و فنل فتالئین را به آن اضافه کنید. (توجه حتما کلیه لوازم کار پلاستیکی باشد).
3. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
4. تا محلول از بیرنگ به صورتی تغییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت HF را محاسبه کنید:

%wt HF (100%)= (ml*2.001*N)/wt

آنالیز HNO3:

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر و متیل اورانژ به آن اضافه کنید.
3. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
4. تا محلول از قرمز به زرد/سبز تغییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت HNO3 را محاسبه کنید:

%wt HNO3 (100%)= (ml*0.6301*N)/s.g solution

آنالیز H3PO4:

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 100سی سی آب مقطر و متیل اورانژ به آن اضافه کنید.
3. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
4. تا محلول از قرمز به زرد/سبز تغییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت H3PO4را محاسبه کنید:

%wt H3PO4 (100%)= (ml*0.9800*N)/s.g solution

آنالیز H2SO4:

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 100سی سی آب و متیل اورانژ به آن اضافه کنید.
3. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
4. تا محلول از قرمز به زرد/سبز تغییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت H2SO4 را محاسبه کنید:

%wt H2SO4 (100%)= (ml*0.4904*N)/s.g solution

آنالیز HNO3 + HF :

آنالیز HNO3 :

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر و متیل اورانژ به آن اضافه کنید.
3. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
4.تا محلول از قرمز به زرد/سبز تغییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت Aml از HNO3 را محاسبه کنید:

%wt HNO3 (100%)= [(Aml*N-10*Bml*N)*0.6301]/s.g solution

آنالیز HF:

1. 1ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید
3. آلیزارین و NaOH 1.0 نرمال را تا ظهور رنگ صورتی اضافه کنید
4. سپس HNO3 2% را قطره قطره اضافه کنید تا تغییر رنگ صورتی به زرد را ملاحظه کنید
5. در آخر بافر فلوراید اضافه شود
6. محلول را با Th(NO3)40.1 نرمال تیتر کنید
7. تا محلول از زرد به صورتی تغییر رنگ دهد
8. با استفاده از فرمول زیر غلظت Bml از HF را محاسبه کنید:

%wt HF (100%)= (Bml*20.006*N)/s.g solution

آنالیز H3PO4+ H2SO4:

آنالیز H3PO4:

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید
3. سپس متیل اورانژ به آن اضافه کنید
4. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید
5. تا محلول از قرمز به زرد/سبز تغییر رنگ دهد.
6. با استفاده از فرمول زیر غلظت Aml از H3PO4 را محاسبه کنید:

%wt H2SO4 (100%)= [(Aml-Bml)*0.4904*N]/s.g solution

آنالیز H2SO4 :

1. به محلول فوق فنول فتالئین اضافه شود
2. تا محلول از ارغوانی به فرمز تغییر رنگ دهد
3 با استفاده از فرمول زیر غلظت Bml از H2SO4 را محاسبه کنید:

%wt H3PO4 (100%)= (Bml*0.9800*N)/s.g solution

آنالیز H2SO4+ H2O2 H2SO4:

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر و متیل اورانژ به آن اضافه کنید.
3. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
4. تا محلول از قرمز به زرد/سبز تغییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت H2SO4+ H2O2 H2SO4 را محاسبه کنید:

%wt H2SO4 (100%)= (ml *0.4904*N)/s.g solution

آنالیز H2O2:

1. 2ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر و 25 سی سی سولفوریک اسید 20% به آن بیفزایید.
3. محلول را با KMNO4 0.1 نرمال تیتر کنید.
4. تا محلول از بیرنگ به صورتی رتفییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت H2O2 را محاسبه کنید:

%wt H2O2 (100%)= (ml *28.345*N)/s.g solution

آنالیزCrO3 CrO3+ H2SO4:

1. 10 سی سی از استوک نمونه بردارید.
2. 10 سی سی از نمونه را داخل ی بالن 500 سی سی ریخته و به حجم برسانید.
3. 10 سی سی از آن برداشته 100 سی سی آب مقطر و سپس 2 گرم آمونیوم بای فلوراید به همراه 15 سی سی HCl غلیظ، و 15 سی سی محلول KI 10% و در آخر محلول نشاسته را به آن اضافه کنید
4. محلول را با Na2S2O3 0.1 نرمال تیتر کنید.
5. تا محلول از آبی به بیرنگ تغییر رنگ دهد.
6. با استفاده از فرمول زیر غلظت CrO3 CrO3+ H2SO4 را محاسبه کنید:

CrO3(oz/gal)ml*22.219*N

آنالیز H2SO4:

1. 25ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر و 100 سی سی محلول احیا کننده را به نمونه وان اضافه کنید.
3. به مدت 30 دقیقه آن را بجوشانید.
4 از روی حرارت برداشته و 50 سی سی محلول 10% Ba(NO3)2 و 100 سی سی آب داغ به آن اضافه کنید.
5. محلول را 3-4 ساعت ساکن بگذارید.
6. سپس تا بجوش آید آن را حرارت دهید.
7. عد از صاف کردن رسوبات را با آب داغ شسته در آون 110 درجخ سانتی گراد خشک کنید.
8. بعد از سرد شدن در دسیکاتور توزین کنید.
9. با استفاده از فرمول زیر غلظت H2SO4 را محاسبه کنید:

H2SO4 100% (oz/gal)= وزن رسوب به گرم * 2.241

نکات آنالیز:

- 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 NaOH 0 نرمال،40 گرم NaOH در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه Th(NO3)41 نرمال،14 گرم Th(NO3)4 در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای نهیه KMnO41 نرمال،3.2 گرم KMnO4 در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه Na2S2O3 1 نرمال،25 گرم Na2S2O3.5H2O 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 متیل اورانژ،1.0 گرم متیل اورانژ (نمک سدیمی) در 1 لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه آلیزارین، 0.1 گرم سدیم آلیزارین سولفونات در 1 لیتر آب مقطر حل کنید.

ترجمه : تحقیق و توسعه جلاپردازان

مراجع و منابع: کتاب متال فنیشینگ 2013 Metal finishing

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.

پروسه الکتروپولیش، سطح فولاد، فولاد زنگ نزن، آلیاژ‌های مس و آلومینیوم را در حمام الکترولیتی صاف، براق، صیقلی و تمیز می‌کند. طی این پروسه نقاط برآمده روی سطح فلز از بین رفته و به آن جلای بیشتری می‌دهد.

نحوه عمل

قسمتی از فلز در یک بستر مایع (الکترولیت) غوطه‌‌ور شده و در معرض جریان الکتریکی قرار می‌گیرد. قطعه فلزی به عنوان آند (+) قرار داده می شود و از فولاد زنگ‌نزن 316 و یا مس به عنوان فلز کاتد (-) استفاده می‌شود. جریان مستقیم از آند حرکت کرده و باعث قطبیده شدن آن می شود. و بدین ترتیب یون های فلزی به صورت فیلمی نازک به کاتد نفوذ می کنند و فرایند حل شدن فلز (آند) به صورت کنترل شده صورت می گیرد. مقدار فلز حل شده به حمام، دما، دانسیته جریان و آلیاژ الکتروپولیش شده وابسته است. معمولا در فولاد زنگ‌نزن در 1500 آمپر دقیقه بر فوت مربع، 0005/0 اینچ از فلز کنده می‌شود. جریان و زمان دو عامل قابل کنترل جهت رسیدن به پرداخت و عملیات سطح به شمار می روند. برای مثال 100 آمپر بر فوت مربع الکتروپولیش برای 5 دقیقه، 500 آمپر بر دقیقه است. و 200 آمپر بر فوت مربع برای 5/2 دقیقه نیز 500 آمپر بر دقیقه است. هر دو قطعه فلز باید دارای پروفایل سطح یکسان باشند. دانسیته جریان در این روش از 90 تا 800 آمپر بر فوت مربع بسته به سطح و عوامل دیگر قابل استفاده است. زمان الکتروپولیش نیز از 1 تا 15 دقیقه متغیر است.

مزایا

روش های مکانیکی متداول پرداخت مانند آغشته کردن، خم کردن، فشار و حتی شکست سطح کریستالی فلز برای رسیدن به سطوح صیقلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش الکتروپولیش با کندن فلز از سطح و بدون هیچ گونه فشار و احتباس، از نظر میکروسکوپی سطحی صاف و اغلب بسیار صیقلی را ایجاد می‌کند. بعلاوه بهبود مقاومت در برابر خوردگی و کنش‌پذیری در آلیاژ‌های آهنی و غیر آهنی از مزایای این روش است. این پروسه هم به میزان میکرو و هم ماکرو در فلز انجام می پذیرد. میکرو پولیشینگ برای درخشان کردن و ماکرو پولیشینگ برای صیقلی کردن فلز کاربرد دارد.

فرایند حذف برآمدگی به علت دانسیته جریان بیش‌تر در برآمدگی‌ها به سرعت تکمیل می‌شود و همچنین به دلیل پوشش اکسیژن در شیار‌ها، نوک برآمدگی پیوسته درمعرض قرار می گیرد.

به علت وجود قطعه در حمام اکسیژن در هیدروژن هیچ گونه شکستی رخ نمی دهد. در واقع الکتروپولیشینگ همانند یک پروسه تابکاری بدون فشار عمل می کند. که در طی آن هیدروژن از سطح کنده می شود. و قرارگرفتن قطعه تحت جریان چرخش الزامی است.

مزیت دیگر این روش این است که باکتری ها روی سطوح عاری از هیدروژن نمی‌توانند تکثیر شوند بنابراین روش الکتروپولیش برای تجهیزات پزشکی، دارویی، نیمه‌هادی ها و صنایع غذایی بسیار ایده‌آل است. ترکیب عدم وجود خطوط جهت دار که ناشی از به کار بردن پرداخت‌ مکانیکی می‌باشد، با وجود سطوح عاری از هیدروژن، باعث ایجاد سطحی تمیز از نظر بهداشتی بدون هیچ باکتری و خاک می‌گردد.

خلاصه مزایا و ویژگی‌های منحصر بفرد

عدم وجود فشار در سطح
حذف اکسید
کنش‌پذیری فولاد زنگ‌نزن، برنج و مس
مقاومت در برابر خوردگی فوق‌العاده
سطوحی تمیز از نظر بهداشتی
کربن زدایی فلزات
بدون شکنندگی هیدروژن
عدم وجود خطوط جهت‌دار
مقاومت کم سطح جوش
کاهش اصطکاک
حذف برامدگی و صیقلی شدن قسمت های کج و نامناسب قطعه
برش دادن و تیز‌کردن لبه‌ها بسته به مکان رک
کاهش مراحل تابکاری
سادگی سیستم

برای مشاهده کامل متن از سایت نویسنده لطفا کلیک کنید.

الکتروپولیش پروسه صاف کردن، پولیش دادن و یکنواخت کردن و تمیز کردن استیل، استیل زنگ نزن، مس و آلیاژهای آن و آلیاژهای آلومینیوم در حمام یک الکترولیت است.
این روش بطور انتخابی نقاط برجسته و برآمده سطح فلز را حذف میکند و یک سطح با درخشش بالا ایجاد میکند.

روش کار

قطعه در یک محلول الکترولیت غوطه ور میشود ( محیط واسطه ) و تحت جریان مستقیم قرار میگیرد.
قطعه فلزی به عنوان آند قرار داده میشود(+) و کاتد فلزی معمولا از جنس اتیل زنگ نزن L 316 یا مس بکار میرود.
جریان مستقیم از آند جاری میشود و آنرا قطبیده میکند و سبب میشود یونهای فلزی به صورت فیلم نازکی به کاتد نفوذ کنند. انحلال یونهای آند با سرعت کنترل شده ای رخ میدهد.
مقدار فلز حل شده از سطح آند به نوع الکترولیت و ویژگیهای آن، دما، دانسیته جریان و اجزای آلیاژ که الکتروپولیش میشود بستگی دارد.
به طور کلی، در استیل زنگ نزن 0005/0 اینچ با جریان 1500 آمپر دقیقه بر فوت مربع از سطح فلز برداشته میشود.
جریان و زمان دو متغیر مهم برای کنترل فرایند و رسیدن به یک سطح یکدست و یکنواخت است.
برای مثال 100 آمپر بر فوت مربع الکتروپولیش برای 5 دقیقه 500 آمپر دقیقه است. 200 آمپر بر فوت مربع برای 5/2 دقیقه 500 آمپر دقیقه است.
هر دو قطعه فلزی باید سطوح تقریبا یکسانی داشته باشند.
دانسیته جریان در بازه 90 تا 800 آمپر بر فوت مربع، بر حسب مشخصات قطعه و دیگر پارامترها اعمال میشود. همچنین زمان الکتروپولیش بین 1 تا 15 دقیقه است.

فواید

روشهای مکانیکی مرسوم در سیستم تمام کاری از خراش دادن، خم کردن، فشارو حتی شکستن سطح کریستالی فلز برای دستیابی به سطح براق و صاف استفاده میکنند.
الکتروپولیش فوایدی را برای اصلاح سطح با یک طرح یکسویه1 که هم بدون استرس و هم بدون فشار2 است ارائه میدهد که بطور میکروسکوپی صاف است و براقیت بالا دارد.
علاوه بر این الکتروپولیش مقاومت خوردگی را بهبود میدهد و در خیلی از آلیاژهای آهنی و نانو آهنی در این فرایند پسیو شدن حاصل میشود.
این پروسه قطعه فلزی را به صورت میکرو و ماکرو پولیش میدهد. میکرو پولیشینگ در براقیت سطح قطعه نمایان میشود و ماکروپولیشینگ در صافی سطح خود را نشان میدهد.
حذف برآمدگیها و یکنواخت شدن سطح به سرعت صورت میگیرد زیرا در نقاط برآمده دانسیته جریان بالا ست و اکسیژن دره ها و فرورفتگی ها را میپوشاند و نقاط تیز را در معرض حذف قرار میدهد.
به دلیل اینکه قطعه فلز در اکسیژن قوطه ور است، ترد شدگی در اثر وجود هیدروژن در آن رخ نخواهد داد. در حقیقت الکتروپولیش مثل یک آنیلینگ3 بدون استرس عمل میکند. این فرایند سبب حذف هیدروژن از سطح میشود. اینکه قطعه در حمامی تحت جریان چرخش باش دارای اهمیت زیادی است.
مزیت دیگر اینست که باکتریها نمیتوانند در سطح بدون هیدروژن تکثیر شوند، ازینرو الکتروپولیش روشی مطلوب برای ساخت تجهیزات پزشکی، دارویی، نیمه هادیها و تجهیزات صنایع غذایی است. تلفیق نبود خطوط هدایتی4 که منجر به تمام کاری مکانیکی میشود به علاوه سطحی که نسبتاًٌ عاری از هیدروژن است منجر به حصول سطحی تمیز و بهداشتی میشود که هیچ باکتری در آن رشد نمیکند و هیچ کثیفی جمع نمیشود.

برای مشاهده کامل متن از سایت نویسنده لطفا کلیک کنید.