امتیاز : -13

پروژه فسفاتكاری و آماده سازی سطوح فلزی

 

 

چكيده

 

آماده سازي سطوح فلزي

 

مجموعه فرايندي كه جهت آماده سازي سطح فلزات پيش از اعمال رنگ صورت مي گيرد را Pre-treatmentگويند كه شامل مرحله پيش چربيگيري، مرحله چربيگيري و مرحله فسفاتاسيون سطح مي باشد.

 

پيش چربيگيري:

 

سطح فلز از لحظه توليد در شركتهاي سازنده ورق ، با نوعي روغن محافظ پوشش داده مي شود تا بعنوان حايل، سطح را از مجاورت مستقيم هوا دور نگه دارد و باين ترتيب از اكسيد شدن سطح پيشگيري شود.

 

علاوه بر روغن محافظ، در ايستگاه پرس جهت شكل دهي به ورق فلزي از نوعي روغن بنام روغن كشش (بمنظور پيشگيري از پارگي ورق) استفاده مي شود. روغن هاي محافظ، كشش و آلودگي هاي ديگر مانند گرد و غبار و ... در سالن رنگ بعنوان اجزاء آلوده و مزاحم بايد از سطح فلز حذف شوند كه اين فرايند بعنوان چربيگيري شناخته شده است.

 

پيش چربيگيري شامل حذف آلودگيهاي روغني عمده و متراكم سطوح بيروني بكمك محلول چربيگيري و بروش دستي ( hand wiping) و زدودن گردو غبار و براده هاي فلزي از سطح ( بكمك واترجت ) مي باشد البته اعمال واترجت مزيت ديگري نيز دارد و آن افزايش دماي سطح فلز مي باشد.

 

چربيگيري:

 

چربيگيري شامل حذف آلودگيهاي روغني از تمام سطح (بيروني و داخلي) فلز مي باشد كه ضمن آن معمولآ بواسطه برخي مواد فعالساز موجود در چربيگيري سطح فعال و آماده فسفاته شدن مي شود.

 

مواد چربيگيري معمولآ ماهيت قليايي دارد كه چربي سطح را طي يك واكنش شيميايي ( واكنش خنثي سازي صابوني شدن ) از سطح مي زدايد.

 

مواد چربيگيري شامل تركيبات قليايي (Alkaline Components) و فعال كننده هاي سطح (Surfactants) مي باشد.

 

تركيبات قليايي از نظر ماهيت شيميايي، بخش معدني (inorganic) ماده چربيگيري را تشكيل مي دهند كه شامل كربناتها، سود (NaoH)، فسفاتهاي قليايي و سيليكاتها مي باشند. نقش اين تركيبات فراهم كردن محيط قليايي و نيز انجام واكنش شيميايي جهت حذف آلودگيهاي روغني مي باشد (واكنشهاي صابوني شدن). سيليكات ها جهت تسهيل در جدا سازي روغن از سطح بكار مي روند. در حقيقت سيليكات ها همانند ذرات ريز ماسه، آلودگيهاي روغني را بدور خود گرفته از سطح فلز جدا مي كنند. نقش كربنات ها و ديگر آنيون هاي دو ظرفيتي، كاهش درجه سختي آب مي باشد. بعبارت ديگر اين آنيو نها با يونهاي كلسيم و منيزيوم كه در آب سخت مقدار زياد وجود دارند وارد واكنش شده و با خارج كردن اين كاتيونها از حالت يوني و كاهش سختي آب ، شرايط را براي عمل يونهاي تك بار مانند يون هيدروكسيد فراهم مي كنند.

 

سورفكتانت ها جزء تركيبات آلي مي باشند كه نقش اصلي اين مواد مرطوب نمودن آلودگي هاي روغني ( كمك به نفوذ آب به ساختار چربي ها) و كمك به امولسيون شدن ذرات چربي ( پخش نمودن روغنها در محلول چربيگيري بصورت ذرات پراكنده و ريز ) مي باشد ( wetting agent). سورفكتانت ها با دارا بودن دو سر آلي و آبي از يك سر در روغن ها نفوذ مي كنند و با سر ديگر در آب حل مي شوند و باين ترتيب ذرات روغني را بدرون محلول آبي مي كشانند.

 

پس از حذف آلودگيهاي روغني از سطح بدنه بمنظور فراهم نمودن بستر مناسب در سطح فلز جهت تشكيل پوشش فسفاته، فرآيند فعالسازي انجام مي شود كه طي آن بكمك مواد فعالساز (Activation) هسته هاي مركزي جهت تشكيل كريستالهاي فسفات در سطح فلز ايجاد مي شود و با اين عمل زمينه مناسب جهت تشكيل پوشش يكنواخت و كريستالهاي ريز و همسان فراهم مي شود. با فرايند فعالسازي در حقيقت امكان تشكيل كريستال فسفات در سطح انرژي كمتر فراهم مي شود:

 

 اختلاف سطح انرژي پس از فعال شدن سطح انرژي لازم براي تشكيل كريستال در سطح فلز (بدون فعالسازي)

 

 H2ــــــ

 

 H2ــــــ H Δ H Δ

 

 H1ــــــ H1ــــــ انرژي پايه

 

فعال سازي سطح تنها براي مواردي لازم است كه كريستال فسفات تشكيل مي شود ( مانند فسفات روي و فسفات منگنز ). در مواردي كه فسفاتاسيون با تشكيل كريستال همراه نباشد ( مانند فسفات آهن) نيازي به فعالسازي سطح نيست.

 

از مواردي كه در كنترل فرايند فعالسازي ضروريست تازه نگه داشتن محلول فعالساز مي باشد. سيركولاسيون ضعيف، تهيه محلول اوليه فعالساز در مخزن پيش مخلوط كن و نيز فاصله زماني زياد بين شارژ مواد فعالساز موجب تضعيف ( كهنه شدن) فعالساز مي شود. روش مناسب شارژ فعالساز بصورت پيوسته ( Dosing) مي باشد. ضمن اينكه تهيه محلول اوليه در پيش مخلوط كن (per mix) نيز بايد تا حد امكان در غلظت پايين صورت پذيرد. با توجه به پتانسيل بالاي ذرات فعالساز جهت پيوستن به يكديگر سيركولاسيون پيوسته براي اين مخزن ضروريست ( حتي در شرايط اضطراري نيز بيش از 3-4 ساعت نبايد سيركوله مخزن متوقف شود).

 

فرآيند فسفاتاسيون :

 

بعد از رفع آلودگي هاي سطح بدنه فرآيند فسفاتاسيون با هدف كلي ايجاد سطحي متخلخل جهت بهبود چسبندگي فيلم رنگ انجام مي شود. سطح فلز پس از چربيگيري كاملآ صيقلي است و چنانچه در اين شرايط رنگ الكتروفورز اعمال شود چسبندگي مناسبي به سطح فلز نخواهد داشت، ضمن اينكه بدليل پيوستگي و يكپارچگي رويه داخلي فيلم رنگ (سطحي كه در تماس با فلز هست) نفوذ رطوبت و گسترش زنگ زدگي (مثلآ در نتيجه ايجاد خراش) بسادگي موجب جدا شدن سطح وسيعي از فيلم رنگ از سطح فلز مي شود. جهت بهبود چسبندگي رنگ الكتروفورز ايجاد پستي و بلندي ميكروسكوپي در سطح فلز بسيار مناسب است كه اين پستي و بلندي با فسفاتاسيون در سطح ايجاد مي شود. البته با اعمال پوشش فسفاته اهداف ديگري نيز تامين مي شود: افزايش قابليت جذب روغن جهت افزايش مقاومت فلز در برابر خوردگي و نيز در مقابل ضربه ناشي از پرس ( بكمك فسفات منگنز ); افزايش انعطاف پذيري در برابر كشش ( در مفتولهاي سيمي ); بعنوان روانكار در چرخ دنده هاي صنعتي و ...

 

در فرآيند آماده سازي سطح فلز پيش از اعمال رنگ ، لايه فسفاته بعنوان يك پوشش معدني( معمولا فسفات تري كاتيوني روي ) جهت بهبود چسبندگي و افزايش مقاومت خوردگي فيلم رنگ بكار برده مي شود. محلول فسفات با سطح فلز جهت تشكيل كريستال ها واكنش مي دهد. شيمي اين مرحله بر اساس واكنش ته نشيني( Precipitation) فسفات فلزي بر روي سطح فلزمي باشد. تركيب سطح و محلول و همچنين روش اعمال مي تواند تركيب پوشش فسفات نهايي را تعيين مي نمايد. بعبارتي مكانيسم اعمال محلول فسفاته بر سطح فلز در كيفيت پوشش نهايي تاثير مستقيم دارد. شيمي فرآيند فسفاتاسيون كاملآ آبي ( غيرآلي ) مي باشد.

 

فهرست مطالب

 

چكيده 1

 

مقدمه : آماده سازي فلز 15

 

فصل اول : سابقه تاريخي

 

فسفاتكاري قبل از جنگ جهاني 15

 

فسفاتكاري درطي جنگ جهاني 19

 

توسعه در زمان جنگ 25

 

توسعه بعد از جنگ 27

 

فصل دوم : انديشه‌هاي نظري

 

مكانيسم‌هاي واكنش    30

 

زينك اورتوفسفاتها    32

 

فسفات منگنز 32

 

فسفات آهن 33

 

تشكيل پوشش 33

 

شتابدهنده‌ها 43

 

شتابدهنده‌هاي نيكل و مس 46

 

شتابدهنده‌هاي اكسيد كننده 47

 

شتابدهندگي نيترات 48

 

شتاب با تركيبات نيتر و آلي 52

 

كنترل آهن فرو 55

 

شتاب دهنده كلرات 56

 

پوشش فسفات فلزات قليايي 64

 

مشخصات پوششهاي فسفات و ديگر پوششهاي تبديلي 70

 

پوششهاي زينك فسفات 72

 

پوششهاي فسفات منگنز 79

 

تكامل پوشش 79

 

ايست گازدهي 80

 

منحني‌هاي زمان – و زن پوشش 80

 

اندازه گيري پتانسيل 80

 

آزمون ميكروسكپي 82

 

وزن و ضخامت پوشش 83

 

خلل و فرج پوشش 88

 

تردي هيدروژني 93

 

فصل سوم : مهيا كردن سطح

 

مقدمه 95

 

تميز كننده‌هاي قليايي 97

 

گرايشها جهت تكامل تميز كننده قليائي 98

 

عوامل ظريف سازي 100

 

زنگبري قليائي 100

 

تميز كننده‌هاي حلالي 101

 

چربيگيري با بخار 102

 

تميزكاري با حلالهاي قابل امولسيون 103

 

تميزكاري با حلالهاي امولسيون شده 104

 

تميز كننده‌هاي حلالي ديگر 104

 

تميز كننده‌هاي اسيدي 105

 

روشهاي تميزكاري مكانيكي و ويژه 106

 

تميز كاري سايشي 106

 

تميز كننده‌هاي بخاري و فشار بالا 107

 

تميز كاري الكتروليتي 107

 

تميزكاري مافوق صوتي 108

 

تميزكاري خطي و غير خطي 109

 

ارزيابي تميز كننده 110

 

فصل چهارم : پوششهاي پايه رنگ

 

مقدمه 111

 

فرآيندهاي فسفات آهني سبك وزن      114

 

فرآيندهاي با تميز كننده جداگانه 114

 

تميز كننده / پوشش دهنده‌ها (چربيگري و فسفاته توام) 115

 

فرايندهاي زينگ فسفات به عنوان واسطه پيوندي رنگ با زمينه 118

 

فرآيند پاششي 120

 

آماده سازي براي رنگ الكتروليتي 124

 

سيستمهاي آندي 125

 

سيستمهاي كاتدي 132

 

زمينه‌هاي روي، آلومينيوم و آميزة عناصر 145

 

آماده سازي براي پوشش پودر 148

 

آماده سازي فولاد 150

 

آماده سازي سطوح روي و فولاد گالوانيزه 153

 

آماده سازي آلومينيوم 157

 

محصول آميزه‌اي 157

 

فصل پنجم : پوشش دادن ضخيم با فسفات – فسفاتكاري ضخيم

 

مقدمه 159   

 

فرآيندهاي فسفات فرو 160

 

فرآيندهاي فسفات منگنز 161

 

فرآيندهاي زينك فسفات 162

 

عمل پوشش كاري جهت جلوگيري از زنگ زدن 163

 

مواد پوششي ضد زنگ 165

 

پارافين‌ها 166

 

مواد محافظ آلي 166

 

پوششهاي فسفات سياه 167

 

فرآيند با دوام كردن 168

 

روانكاري سطح ياتاقان    168

 

فرآيند در عمل 170

 

تميزكاري و شستشو 171

 

آماده سازي 172

 

فسفات كردن با فسفات منگنز 172

 

خشك كردن و روانكاري 173

 

قطعات عمل شده 174

 

فصل ششم :عمل آوردن قبل و بعد از فسفاتكاري

 

مهيا كردن قبل از فسفاتكاري 178

 

عمليات بعد از فسفاتدار كردن 183

 

مواد عمل آورندة عاري از كروم 191

 

مواد عمل آورندة ديگر 192

 

فصل هفتم : فرآيند آماده سازي سطح خودرو 194

 

فصل هشتم : آزمايشات 200

 

تعاريف و مفاهيم 203

 

نتيجه گيري 213

 

منابع و مآخذ 218

 

 

 

این فایل به همراه چکیده، فهرست مطالب، متن اصلی و منابع تحقیق با فرمت  docx(قابل ویرایش) در اختیار شما قرار

 

می گیرد.

 

 

 

تعداد صفحات:230

  گزارش تخلف  |  افزودن به فایل های من | moeineskandari | تاریخ ارسال : 07 /11 /1393

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.