فسفاتكاری و آماده سازی سطوح فلزی
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چكیده ........................................................................................................ 1
مقدمه : آماده سازی فلز ........................................................................ 15
فصل اول : سابقه تاریخی
فسفاتكاری قبل از جنگ جهانی ............................................................... 15
فسفاتكاری درطی جنگ جهانی ............................................................... 19
توسعه در زمان جنگ ............................................................................. 25
توسعه بعد از جنگ ................................................................................. 27
فصل دوم : اندیشه‌های نظری
مكانیسم‌های واكنش................................................................................ 30
زینك اورتوفسفاتها.................................................................................. 32
فسفات منگنز .......................................................................................... 32
فسفات آهن ............................................................................................. 33
تشكیل پوشش ........................................................................................ 33
شتابدهنده‌ها ........................................................................................... 43
شتابدهنده‌های نیكل و مس ..................................................................... 46
شتابدهنده‌های اكسید كننده .................................................................... 47
شتابدهندگی نیترات ................................................................................ 48
شتاب با تركیبات نیتر و آلی ................................................................... 52
كنترل آهن فرو ....................................................................................... 55
شتاب دهنده كلرات ................................................................................. 56
پوشش فسفات فلزات قلیایی ................................................................... 64
مشخصات پوششهای فسفات و دیگر پوششهای تبدیلی ........................ 70
پوششهای زینك فسفات ......................................................................... 72
پوششهای فسفات منگنز ......................................................................... 79
تكامل پوشش .......................................................................................... 79
ایست گازدهی ......................................................................................... 80
منحنی‌های زمان – و زن پوشش ........................................................... 80
اندازه گیری پتانسیل ............................................................................... 80
آزمون میكروسكپی ................................................................................ 82
وزن و ضخامت پوشش ......................................................................... 83
خلل و فرج پوشش .................................................................................. 88
تردی هیدروژنی ..................................................................................... 93
فصل سوم : مهیا كردن سطح
مقدمه ...................................................................................................... 95
تمیز كننده‌های قلیایی .............................................................................. 97
گرایشها جهت تكامل تمیز كننده قلیائی ................................................... 98
عوامل ظریف سازی ............................................................................. 100
زنگبری قلیائی ...................................................................................... 100
تمیز كننده‌های حلالی ........................................................................... 101
چربیگیری با بخار ................................................................................ 102
تمیزكاری با حلالهای قابل امولسیون ................................................... 103
تمیزكاری با حلالهای امولسیون شده .................................................. 104
تمیز كننده‌های حلالی دیگر ................................................................... 104
تمیز كننده‌های اسیدی .......................................................................... 105
روشهای تمیزكاری مكانیكی و ویژه .................................................... 106
تمیز كاری سایشی ............................................................................... 106
تمیز كننده‌های بخاری و فشار بالا ....................................................... 107
تمیز كاری الكترولیتی ........................................................................... 107
تمیزكاری مافوق صوتی ....................................................................... 108
تمیزكاری خطی و غیر خطی ................................................................ 109
ارزیابی تمیز كننده ............................................................................... 110
فصل چهارم : پوششهای پایه رنگ
مقدمه ................................................................................................... 111
فرآیندهای فسفات آهنی سبك وزن .................................................... 114
فرآیندهای با تمیز كننده جداگانه .......................................................... 114
تمیز كننده / پوشش دهنده‌ها (چربیگری و فسفاته توام) ..................... 115
فرایندهای زینگ فسفات به عنوان واسطه پیوندی رنگ با زمینه ......... 118
فرآیند پاششی ...................................................................................... 120
آماده سازی برای رنگ الكترولیتی ....................................................... 124
سیستمهای آندی .................................................................................. 125
سیستمهای كاتدی ................................................................................ 132
زمینه‌های روی، آلومینیوم و آمیزة عناصر ......................................... 145
آماده سازی برای پوشش پودر ........................................................... 148
آماده سازی فولاد ................................................................................ 150
آماده سازی سطوح روی و فولاد گالوانیزه ........................................ 153
آماده سازی آلومینیوم ......................................................................... 157
محصول آمیزه‌ای ................................................................................. 157
فصل پنجم : پوشش دادن ضخیم با فسفات – فسفاتكاری ضخیم
مقدمه ................................................................................................... 159........
فرآیندهای فسفات فرو ......................................................................... 160
فرآیندهای فسفات منگنز ...................................................................... 161
فرآیندهای زینك فسفات ....................................................................... 162
عمل پوشش كاری جهت جلوگیری از زنگ زدن ................................. 163
مواد پوششی ضد زنگ ........................................................................ 165
پارافین‌ها .............................................................................................. 166
مواد محافظ آلی ................................................................................... 166
پوششهای فسفات سیاه ........................................................................ 167
فرآیند با دوام كردن ............................................................................ 168
روانكاری سطح یاتاقان......................................................................... 168
فرآیند در عمل ...................................................................................... 170
تمیزكاری و شستشو ........................................................................... 171
آماده سازی ......................................................................................... 172
فسفات كردن با فسفات منگنز .............................................................. 172
خشك كردن و روانكاری ..................................................................... 173
قطعات عمل شده .................................................................................. 174
فصل ششم :عمل آوردن قبل و بعد از فسفاتكاری
مهیا كردن قبل از فسفاتكاری .............................................................. 178
عملیات بعد از فسفاتدار كردن ............................................................. 183
مواد عمل آورندة عاری از كروم ......................................................... 191
مواد عمل آورندة دیگر ......................................................................... 192
فصل هفتم : فرآیند آماده سازی سطح خودرو .................................. 194
فصل هشتم : آزمایشات ...................................................................... 200
تعاریف و مفاهیم ................................................................................. 203
نتیجه گیری .......................................................................................... 213
منابع و مآخذ 218
چكیده
آماده سازی سطوح فلزی
مجموعه فرایندی كه جهت آماده سازی سطح فلزات پیش از اعمال رنگ صورت می گیرد را Pre-treatment گویند كه شامل مرحله پیش چربیگیری، مرحله چربیگیری و مرحله فسفاتاسیون سطح می باشد.
پیش چربیگیری:
سطح فلز از لحظه تولید در شركتهای سازنده ورق ، با نوعی روغن محافظ پوشش داده می شود تا بعنوان حایل، سطح را از مجاورت مستقیم هوا دور نگه دارد و باین ترتیب از اكسید شدن سطح پیشگیری شود.
علاوه بر روغن محافظ، در ایستگاه پرس جهت شكل دهی به ورق فلزی از نوعی روغن بنام روغن كشش (بمنظور پیشگیری از پارگی ورق) استفاده می شود. روغن های محافظ، كشش و آلودگی های دیگر مانند گرد و غبار و ... در سالن رنگ بعنوان اجزاء آلوده و مزاحم باید از سطح فلز حذف شوند كه این فرایند بعنوان چربیگیری شناخته شده است.
پیش چربیگیری شامل حذف آلودگیهای روغنی عمده و متراكم سطوح بیرونی بكمك محلول چربیگیری و بروش دستی ( hand wiping) و زدودن گردو غبار و براده های فلزی از سطح ( بكمك واترجت ) می باشد البته اعمال واترجت مزیت دیگری نیز دارد و آن افزایش دمای سطح فلز می باشد.
چربیگیری:
چربیگیری شامل حذف آلودگیهای روغنی از تمام سطح (بیرونی و داخلی) فلز می باشد كه ضمن آن معمولآ بواسطه برخی مواد فعالساز موجود در چربیگیری سطح فعال و آماده فسفاته شدن می شود.
مواد چربیگیری معمولآ ماهیت قلیایی دارد كه چربی سطح را طی یك واكنش شیمیایی ( واكنش خنثی سازی صابونی شدن ) از سطح می زداید.
مواد چربیگیری شامل تركیبات قلیایی (Alkaline Components) و فعال كننده های سطح (Surfactants) می باشد.
تركیبات قلیایی از نظر ماهیت شیمیایی، بخش معدنی (inorganic ) ماده چربیگیری را تشكیل می دهند كه شامل كربناتها، سود (NaoH)، فسفاتهای قلیایی و سیلیكاتها می باشند. نقش این تركیبات فراهم كردن محیط قلیایی و نیز انجام واكنش شیمیایی جهت حذف آلودگیهای روغنی می باشد (واكنشهای صابونی شدن). سیلیكات ها جهت تسهیل در جدا سازی روغن از سطح بكار می روند. در حقیقت سیلیكات ها همانند ذرات ریز ماسه، آلودگیهای روغنی را بدور خود گرفته از سطح فلز جدا می كنند. نقش كربنات ها و دیگر آنیون های دو ظرفیتی، كاهش درجه سختی آب می باشد. بعبارت دیگر این آنیو نها با یونهای كلسیم و منیزیوم كه در آب سخت مقدار زیاد وجود دارند وارد واكنش شده و با خارج كردن این كاتیونها از حالت یونی و كاهش سختی آب ، شرایط را برای عمل یونهای تك بار مانند یون هیدروكسید فراهم می كنند.
سورفكتانت ها جزء تركیبات آلی می باشند كه نقش اصلی این مواد مرطوب نمودن آلودگی های روغنی ( كمك به نفوذ آب به ساختار چربی ها) و كمك به امولسیون شدن ذرات چربی ( پخش نمودن روغنها در محلول چربیگیری بصورت ذرات پراكنده و ریز ) می باشد ( wetting agent ). سورفكتانت ها با دارا بودن دو سر آلی و آبی از یك سر در روغن ها نفوذ می كنند و با سر دیگر در آب حل می شوند و باین ترتیب ذرات روغنی را بدرون محلول آبی می كشانند.