ويژگيها و روشهاي آزمون پوششهاي فسفات فلزات(1)
هدف از تدوين استاندارد تعيين اصول فسفاته و آزمونهاي مربوط در مورد قطعات ساخته شده يا پوشش داده شده از مواد آهني , روي , آلومينيم , كادميم و آلياژهاي آنها ميباشد كه به منظور محافظت از خوردگي , بهتر نمودن چسبندگي رنگها , سهولت شكل پذيري غير برشي بوسيله اكستروژن يا كشش , كاهش اصطكاك و عايق سازي الكتريكي مورد استفاده قرار ميگيرد .
اين استاندارد روشهاي اسيد شوئي كه در آن از اسيد فسفريك استفاده ميشود و پوششهاي فسفاتهاي كه متعاقبأ تحت فرآيند ويژهاي قرار ميگيرند 1 را در بر نميگيرد .
يادآوري - لازم به ذكر است كه در اين استاندارد علامت (%)به معني درصد وزني بوده و چگالي داده شده در دماي 20 درجه سلسيوس ميباشد .
از نظر اين استاندارد فسفاته كردن فلزات عملي است كه با فسفاتهاي اسيدي انجام ميگيرد . و لايهاي از تركيبات فسفاته روي سطح تشكيل ميگردد . آنيونهاي فسفاته اين پوششها هميشه توسط محلول و كاتيون آنها توسط محلول و يا ماده زمينه تأمين ميشوند .
3 - 1 - كليه قطعاتي كه فسفاته ميشوند بايد كاملا عاري از هر گونه محصولات ناشي از خوردگي سطح و چربي باشند مگر اينكه خود حمام فسفاته شامل عوامل پاك كننده و چربي زدا باشد . قطعات همچنين بايد عاري از مواد روغني , اثر انگشت , خاك و ساير آلودگيها باشند .
3 - 2 - عمل فسفاته كردن قطعات از طريق غوطه وري در وان با محلول ساكن و يا وان با محلول متحرك ( قطعه در داخل محلول قرار ميگيرد ) و يا اسپري كردن صورت ميگيرد .
روش پوشش دادن غلطكي ميتواند براي فسفاته كردن تسمههاي گالوانيزه فولادي استفاده گردد . جزئيات شرايط كار را ميتوان در دستورالعملهاي عملياتي مربوطه پيدا كرد .
پس از فسفاته كردن قطعات بايد با آب شسته شده و خشك شوند . عمليات اضافي شستشو و عمليات جنبي ديگر بستگي به كاربرد لايه فسفاته دارد .
3 - 3 - در روندهاي متداول فسفاته كاري از بروز تردي هيدروژني قطعات فولادي تحت يك استحكام كششي حدود 1200 نيوتن بر ميليمتر مربع نميتوان بطور مطمئني جلوگيري كرد . با اين وجود ميتوان بوسيله استفاده از موادي با چكش خوار مناسب و يا انجام عمليات حرارتي بخصوصي قبل و يا بعد از فسفاته كاري احتمال بروز تردي هيدروژني را از بين برد اين عمليات عبارتند از :
3 - 3 - 1 - باز پخت تنش زدائي پس از كار سرد به منظور رفع كردن تنشهاي كششي بحراني باقيمانده
3 - 3 - 2 - بازگشت پس از سخت كردن به منظور افزايش چقرهگي ماده
3 - 3 - 3 - حرارت دادن تا دمائي حدود 150 - 130 درجه سلسيوس براي حداقل دو ساعت پس از فسفاته كاري جهت حذف هيدروژن جذب شده در طي عمليات فسفاته كاري
معرفي پوشش فسفاته بايد به ترتيب عبارتي مانند زير انجام گيرد .
پوشش الف / ب - ج - د - ه
- حرف الف نشان دهنده نوع پوشش فسفاته ميباشد كه با توجه به دامنه كاربرد اين استاندارد چهار نوع پوشش فسفات روي , فسفات روي كلسيم , فسفات منگنز و فسفات آهن را در بر ميگيرد .
- حرف ب نشان دهنده فلز يا آلياژ زمينه است كه ماده پوشش روي آن قرار ميگيرد و اين فلز يا آلياژ با توجه به دامنه كاربرد اين استاندارد عبارت است از : آلياژهاي آهني , آلومينيم , روي و كاديم
- حرف ج نشان دهنده هدف استفاده از پوشش فسفات بكار برده شده جهت محافظت از خوردگي , بهبود چسبندگي رنگها , سهولت سرد كاري , كاهش اصطكاك يا عايق سازي الكتريكي ميباشد .
- حرف د معرف عددي است كه مقدار جرم بر واحد سطح ( گرم بر متر مربع ) را نشان ميدهد
- حرف ه نشان دهنده مواردي است كه پس از عمليات فسفاته از محلولهاي كرم دار استفاده شده است در غير اين صورت اين حرف بكار برده نخواهد شد .
به عنوان مثال اگر بر روي فولاد از فسفات منگنز به مقدار 5 گرم بر متر مربع جهت محافظت از خوردگي استفاده گردد شناسائي آن به ترتيب زير خواهد بود .
پوشش فسفات منگنز / فولاد - محافظت از خوردگي - 5
و يا عبارت پوشش فسفات روي / فولاد - سهولت سركاري - 7
بدين معني است كه بر روي فولاد از پوشش فسفات روي به مقدار 7 گرم بر متر مربع به منظور سهولت سردكاري استفاده شده است .
بسته به نوع مواد و وضعيت سطحي قطعات هم چنين بسته به عمليات مكانيكي و شيميائي قبل از فسفاته كاري تركيبات حمام فسفاته و همچنين شرايط كار فسفاته , لايههايي با وزن سطحي مختلف و يا چگاليهاي ظاهري متفاوت حاصل ميشود .
تمامي پوششهاي فسفاته شامل تخلخل هستند كه در طي عمليات تكميلي ترميم ميشوند .
1 - Me نشان دهنده وجود كاتيون فلز قليا و يا NH+4 است .
محلولهايي براساس Zn(H2PO4)2 و Mn(H2PO)2 به ترتيب براي توليد فسفات روي و منگنز بكار ميروند و براي پوشش فسفات روي كلسيم از محلولهاي Zn(H2PO4)2 و Ca(H2PO4)2 استفاده ميگردد . محلولهاي فسفات قليائي پوششي بر اساس اين فلزات به انضمام اكسيدهاي آن تشكيل ميدهد .
5 - 1 - كاربرد پوشش فسفاته براي حفاظت از خوردگي
تمامي انواع پوششهاي اشاره شده ميتواند بدين منظور استفاده گردد . در اين رابطه نوع پوشش و مقدار جرم بر واحد سطح آن بستگي به طبيعت فلز زمينه , كاربرد قطعه و ميزان حفاظت مورد نياز دارد .
پوششهاي فسفاتي كه براي حفاظت از خوردگي استفاده ميشوند ممكن است يك شستشوي نهائي توسط محلولهاي شامل تركيبات كرم داشته باشند . بدون عمليات تكميلي فوق اين پوششها داراي دوام و عمر كوتاهي خواهند بود . براي بدست آوردن لايههاي فسفاته مؤثر و با دوام بر حسب مورد مصرف , عمليات تكميلي بر روي سطح فسفاته ضروري است . اين عمل ميتواند بطور مثال با استفاده از روغن غير خورنده , گريس , واكس 2, رنگ و يا پوششهاي مشابه انجام گيرد . قابل ذكر است كه قبل از عمليات تكميلي و يا در طي انجام اين مراحل ترجيحأ پوشش فسفاته نبايد به مدت طولاني انبار شود .
اگر در نظر است كه سطح فلزات فسفاته شده توسط پوشش هائي نظير رنگ يا مشابه آن پوشش داده شود اين سطوح عملا بايد پس از شستشو و تميز كردن عاري از مواد محلول در آب باشند در غير اين صورت سبب تاول زدن فيلم رنگ خواهد شد . بدين منظور پوششهاي فسفاته بايد با آبي كه فاقد نمك و يا مواد حل شونده باشد . شستشوي نهائي گردند . قبل از پوشش بعدي الزامي است كه از آلودگي پوشش فسفاته با گرد و خاك يا اثر انگشت اجتناب شود . جدول 2 برخي از انواع پوششهاي فسفاته را به منظور حفاظت از خوردگي نشان ميدهد .
5 - 2 - كاربرد پوششهاي فسفاته جهت سهولت عمليات شكل دادن سرد
بطور ترجيحي از پوششهاي فسفات روي جهت سهولت عمليات شكل دادن سرد غير برشي استفاده ميگردد . مقدار جرم بر واحد سطح پوشش بستگي به شرايط كاربردي خاص آن دارد . در اين حالت توصيه ميشود پوششهاي فسفاته پس از شستشو با يك محلول قليائي ضعيف خنثي گردد . براي سهولت عمليات شكل دادن سرد بايد از يك روان كننده ( روان ساز ) مناسب استفاده گردد .
5 - 3 - كاربرد پوششهاي فسفاته جهت كاهش اصطكاك
پوششهاي فسفاته همراه با روان كنندههاي مناسب ميتوانند به منظور كاهش اصطكاك و همينطور محدود كردن دامنه ضرايب مورد استفاده قرار گيرند . نوع پوشش فسفاته , ضخامت پوشش ( جرم بر واحد سطح ) ساختمان آن و روان كننده مورد استفاده بر روي شرايط اصطكاك تأثير دارند . انتخاب ميزان جرم بر واحد سطح تابعي از دقت ابعادي قطعات مورد عمل ميباشد .
5 - 4 - كاربرد پوششهاي فسفاته جهت عايق سازي الكتريكي
در اين موارد ترجيحأ از پوشش فسفات روي استفاده ميشود . مقدار جرم بر واحد سطح مورد نياز تابعي از مقاومت الكتريكي سطحي لازم ميباشد . در الكترودي با فشار تماس 100 نيوتن بر سانتيمتر مربع اين مقدار ميتواند بين 102 - 104 اهم بر سانتيمتر مربع باشد .
ترویج سیستم کیفیت