پوشش های فسفاته و کروماته عملیاتی است که در آن سطح چدن، فولاد، ورق گالوانیزه یا آلومینیم در محلول رقیق اسید فسفریک یا ترکیبات دیگر قرار گرفته تا سطح فلز با اسید فسفریک واکنش داده و تشکیل لایه محافظ کریستالی فسفات دهد.
پوششهای فسفاته و کروماته
پوشش دهی فسفاته فرآیندی است که در آن سطح فلز با محلول شیمیایی دارای یون فسفات واکنش داده و در اثر این واکنش کریستالهای فسفاته، سطح را میپوشانند. سطوحی که غالباً با فسفاته آماده سازی میشوند آهن، فولاد، فولاد گالوانیزه و آلومینیوم هستند. فاکتورهای اصلی در این نوع پوشش دهی وزن پوشش و ساختار کریستالی آن است که متأثر از موارد زیر هستند:
- فرآیند تمیزکاری استفاده شده قبل از پرداخت شیمیایی سطح با محلول فسفاته؛
- استفاده از موادی نظیر تیتانیوم و سایر ترکیبات فعال کننده آبشویی؛
- چگونگی استفاده از محلول فسفاته؛
- دما، غلظت دوام و پایداری محلول پرداخت کننده؛
- تغییر و اصلاح در ترکیب محلول شیمیایی فسفاته کننده؛
روش پوشش دهی فسفاته، به شکل و نوع قطعه ی کاری بستگی دارد. قطعات کوچک نظیر پیچ و مهره ها درون بارل[1] جای گرفته در مخزن فسفاته غوطه ور میشوند. قطعات بزرگ نظیر بدنه یخچال‌ها و پانل‌ها به صورت اتوماتیک در معرض پاشش محلول فسفاته قرار می‌گیرند؛ به این صورت که قطعه توسط کانوایر[2] از تونل عبور کرده و محلول فسفاته به آن پاشش می.شود
بدنه اتومبیل‌ها به صورت‌های پاششی[3] و غوطه‌وری[4] پوشش دهی میشوند قطعات و صفحات فولادی به طور پیوسته در محلول فسفاته غوطه ور شده یا مورد پاشش قرار می‌گیرند.
پوششهای فسفاته معمولاً ازµm ۳-5 ضخامت دارند وزن پوشش‌ها[5] از ضخامت آنها بیشتر بوده و معمولاً بسته به روش قرارگیری آن وزن و ضخامت تغییر می.کند
انواع پوششهای فسفاته
پوششهای فسفاته با سه ترکیب مختلف روی، آهن و منگنز به کار برده میشوند نوع چهارم این پوشش‌ها که اخیراً مورد استفاده قرار می‌گیرد فسفات سرب است.
خواص پوششهای فسفات روی
پوششهای فسفات روی از نظر وزن و ساختار کریستالی متنوع هستند.
جنس کریستالها از انواع خشن و سخت تا نوع بسیار ریز و نرم تغییر می.کند. رنگ این فسفاتها در محدوده خاکستری روشن تا خاکستری تیره است. زمانی پوشش ایجاد شده تیره رنگ است که درصد کربن در فولاد بالا بوده یا مقدار آهن در محلول فسفاته بیشتر از حد باشد. در مواردی که سطح قبل از پوشش گیری با اسید رسوب زدایی شده است هم، پوشش تیره رنگ به دست خواهد آمد.
معمولاً محلولهای فسفاته‌ی روی که دارای فعال کننده هایی از نوع اکسید کننده ها هستند،
نسبت به محلولهایی که شتاب دهنده‌هایی[6] متوسط دارند پوشش روشن تری ایجاد می‌کنند.
کاربرد پوشش فسفات روی
این پوشش‌ها به صورت پاشش، غوطه وری یا ترکیبی از هر دو، روی سطح قرار داده میشوند و کاربردهایی نظیر موارد زیر را دارند:
- پایه‌ای برای پیوند رنگ‌ها و روغنها با سطح
- تسهیل انجام کار سرد روی قطعه
- افزایش مقاومت سطحی لوله‌ها و سیم‌ها در هنگام کشش و یا سایش
- محافظت سطح در مقابل زنگ زدگی
وزن پوشش فسفاته روی سطح فولاد در حالتی که به روش پاششی ایجاد شود 2 g/m ۲-۱۱ است و اگر فرآیند به صورت غوطه وری ،باشد معمولاً بین 2 g/m43- 6/1 است.
پوشش فسفات آهن
پوششهای فسفات آهن در واقع اولین نوع پوششهای فسفاته استفاده شده روی قطعات است محلولهای فسفات آهن دارای فسفات آهن و اسید فسفریک هستند که در دمایی نزدیک به نقطه جوش محلول استفاده می.شوند کریستالهای ایجاد شده درشت و زبرند و ترکیب فسفات آهن دارند.
ترکیب % | اجزا | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
درصد اجزاء محلول فسفات آهن | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
12-15 | نمک های فسفات | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3-4 | اسید فسفریک
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0/5 – 0/25 | کاتالیزورهای مولیبدات | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8-10 | شوینده های آنیونی/ غیر یونی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
فسفات‌های آهن شامل نمک‌های فسفات اولیه و شتاب دهنده‌های قابل حل در محلول اسید فسفریک است. اسید عامل اصلی شروع واکنش تشکیل پوشش، روی سطح فلز است وقتی اسید به فلز حمله می‌کند سطح را میخورد در نتیجه PH محلول بالا میرود و این عامل است که سبب رسوب کریستالهای فسفاته میشود.
تمام پوششهای واسط فسفات آهن، ترکیبی از اسید فسفریک هستند ولی تمام این فسفاتها به یک صورت تشکیل نمی‌شوند کاتالیزورها در این رابطه نقش اصلی را بازی می‌کنند پوششهای فسفات آهن غالباً برای سطوح فولادی به کار می‌روند و کاربرد عمده آنها ایجاد سطحی مناسب برای پذیرش رنگ است فرآیند قراردهی پوشش فسفاته روی سطح به منظور پرداخت سطوح گالوانیزه و آلومینیوم نیز به کار میرود.
پوششهای فسفاته قابلیت رنگ پذیری سطح و همچنین مقاومت در برابر خمش و کشش را افزایش می‌دهند.
فسفات‌های آهن، سطح را در مقابل خوردگی تمیز و مقاوم می‌کند. ولی حفاظت سطح در این حالت کمتر از زمانی است که پوشش فسفاتِ روی استفاده میشود.
هرچند که فسفات آهنِ‌قوی بر فسفاتِ‌روی ضعیف ارجح است. برای پوششهای فسفاته‌ی آهن معمولاً سیستم پاششی استفاده میشود. وزن پوشش از g/m 2 9/0- 2/0 متغیر است و اگر این وزن از g/m 2 2/0 کمتر باشد پوششی ناپیوسته ایجاد خواهد شد.
دمای عملیاتی در این فرآیند از 65-25 درجه سلسیوس تغییر می‌کند، چه فرآیند به صورت پاشش و چه به صورت غوطه وری انجام شود.
پوشش فسفات منگنز
این پوشش‌ها برای قطعاتی نظیر یاتاقان‌ها، چرخ دنده‌ها و قطعات داخلی موتورها کاربرد دارد و به کارگیری این نوع پوشش از ساییدگی قطعات جلوگیری می‌کند.
اغلب پوششهای فسفاته به عنوان پایه ای برای روغنها و یا سختکاریها استفاده میشوند و معمولاً سیاه رنگ هستند در بعضی موارد در پوششهای روی، ترکیبی از کلسیم وجود دارد که نسبت به پوششهای فسفات منگنز مقاومت بیشتری را در مقابل ساییدگی ایجاد می‌کنند. عمولاً پوششهای فسفات منگنز، به صورت غوطه‌وری روی سطح قرار می‌گیرند و مدت عملیات 5-30 دقیقه است. این پوشش سطحی نرم و صاف روی قطعه ایجاد کرده و وزن پوشش‌ها در محدوده g/m 2 6- 32 بوده و در صورت نیاز افزایش پیدا می‌کند ابعاد کریستالها نیز با تعیین شرایط عملیاتی مشخص میشود.
دمای عملیاتی بستر پوشش فسفات منگنز معمولاً ۹5-۹0 درجه سلسیوس است.
در بعضی موارد کاربردی از پوشش فسفات منگنز – آهن استفاده میشود که این پوشش در
دمای عملیاتی بالا حدود ۹5-۹0 درجه سلسیوس روی سطح تشکیل میشود
[1] Barrel
[2] Conveyor
[3] Spray
[4] Dip
[5] بر حسب گرم بر متر مربع از سطح پوشش داده شده تعیین میشود
[6] کاتالیزور عواملی که بر ماهیت واکنش مواد بی تأثیر بوده ولی سرعت واکنش را بالا می‌برند
آساد صنعت به عنوان یکی از پیشتازان و اولین تولید کنندگان تاسیسات خط رنگ همواره در تلاش است تا این صنعت را از نظر علمی پشتیبانی نماید. حضور در مجامع و انجمن های علمی، تخصصی و صنعتی موید این عزم آساد صنعت می باشد. پژوهشگران و دانشجویان محترم برای دریافت مجموعه سه جلدی کتاب مربوط به رنگ و خط رنگ می توانند با شماره 02166809322 تماس بگیرند.0
