شنبه تا پنجشنبه : 17 - 8
تهران - شهرک صنعتی باباسلمان
شهریار، شهرک صنعتی باباسلمان، خیابان صنعت

عنوان تست

تضیح عننوان

مقدمه ای بر پوشش فسفاته منگنز

فسفاته کاری منگنز فولاد ساده کربنی

مقدمـه: در زمره سه نوع پوشش تبدیلی فسفاته، پوشش های فسفاته منگنز حداکثر مقاومت به خوردگی در کاربردهای رنگ نشده را بوجود می آورند. این پوشش ها که بطور وسیعی در صنعت خودرو استفاده می شوند بهترین پوشش برای آسان کردن لغزش و کاهش سایش دو سطح فلزی لغزنده روی یکدیگر می باشد.
 
پوشش ها فسفاته خواص روغنکاری شدیدی ندارند ولی بخاطر طبیعت مختلط که دارند قادرند مقدار قابل ملاحظه ای را جذب کرده و در خود نگه دارند
 
بهترین کارکرد سایشی پوشش های فسفاته منگنز با استفاده از پوشش های متخلخل  با دانه های ریز  که توسط یک محلول شتابدار شده بدست می آید  به همراه روغن اعمال شده  روی آنها حاصل می شود، از این نوع پوشش های فسفاته برای زیرسازی رنگ استفاده نمی شود.
 

 پوشش های فسفاته منگـنز:

این پوشش ها بر قطعات آهنی مانند یاتاقان ها، چرخدنده ها و قطعات داخلی موتورهای احتراق به منظور جلوگیری از سایش اعمال می شود. رنگ آنها معمولا خاکستری تیره بوده و وزن واحد سطح آنها در محدوده   5.4 الی 32.4 گرم بر متر مربع  قرار دارد. پوشش های ریزدانه معمولا به پوشش های درشت دانه ترجیح داده می شوند اگرچه اندازه کریستال را می توان بسته به نیازمندی های سرویس تغییر داد.

تلاش برای تبدیل محلول فسفاته منگنز به محلول فسفاته کاری در دمای اتاق موفقیت آمیز نبوده است. معمولا دمای کاری محلول فسفاته منگنز برابر با c˚99-93 در این دمای کاری پوشش های فسفاته منگنز – آهن تشکیل می شود. مقدار آهن اضافی موجود  در حمام را با اضافه کردن یک عامل اکسید کننده مانند پراکسید هیدروژن می توان کنترل نمود.

پوشش های فسفاته منگنز به  اثرات تمیزکاری حساس  هستند. استفاده از یک تمیز کننده اسیدی  یا قلیایی قوی، تولید پوشش ها راخشن ترمی کنند. با آماده سازی سطح قبل از انجام فسفاته کاری توسط سوسپانسیونی از فسفات منگنز ریز، تا حد زیادی می توان بر این مساله فائق آمد. این قضیه به ویژه وقتی مهم است که قطعه زنگ زده باشد و قبل از فسفاته کاری نیاز به اسید شویی داشته باشد.

 

بحث و نتیجه گیری در مورد پوشش فسفاته منگنز

در اثر افزودن سولفات فرو به محلول فسفاته، یون فرو و سولفات حاصل خواهد شد، یون فرو قادر است با H2PO4-حاصل از تفکیک اسید فسفریک تشکیل نمک فسفات فرواولیه داده و پس از تبدیل شدن به نمک  فسفات ثانویه و ثالثیه در ترکیب پوشش شرکت کند، لذا با افزودن یون فرو به محلول فسفاته اسید کل آن کاهش خواهد یافت. پر شدن خلل و فرج پوشش توسط نمکهای فسفات فرو، دانسیته ظاهری پوشش را می افزاید. افزودن نیترات نیکل به محلول فسفاته نیز یون نیترات و یون نیکل بوجود می آورد. با توجه به نتایج آنالیز تصویری و خطی اشعه X به نتایج تعیین مقاومت به خوردگی پوشش می توان گفت نیکل در ترکیب پوشش های فسفاته نقش داشته است ، لذا در مورد آن تحلیلی مشابه با یون فرو می توان داشت. ولی یون نیترات از آنجا که یک شتابدهنده اکسید کننده است با  دیپلاریزه کردن هیدروژن بوجود آمده از واکنش کاتدی روی سطح جلوگیری رشد کریستالها را گرفته و بدین ترتیب اندازه کریستالها ، ضخامت سطح پوشش را کاهش داده و دانسیته ظاهری آن را می افزاید.
 
در مورد فلورید سدیم می توان گفت از آنجا که ترکیب اسید ضعیف و نمک آن می تواند در محلول خاصیت بافرکنندگی داشته باشد ، لذا افزودن فلورید سدیم به محلول فسفاته طبق معادلات زیرباعث مقاومت محلول در برابر تغییرات ناگهانی PHمی شود:
 
  NaF --> Na ++ F -
 
HF --> H ++ F -
 
 اولین مرحله تشکیل پوشش فسفاته حمله اسید به سطح فلز و انحلال آن است:
 
  Fe + 2H+  --> Fe2++ H2
 
 در اثر این حمله PHمحلول در مجاورت سطح به طور موضعی افزایش یافته و طبق واکنش زیر ، پوشش فسفاته تشکیل خواهد شد
 
 MeHPO2 + Me3(PO4)2 + 5H+--> 4Me 2++ 3H2PO4-
 
 حضورNaF  در محلول فسفاته تغییرات PHمحلول در مجاورت سطح فلز را کنترل کرده  و از رسوب کریستالها به صورت مجتمع و دسته ای جلوگیری می کند.
 
در مورد نیترات نقره نیز می توان تحلیلی مشابه با نیترات نیکل داشت ضمن آنکه نتایج آنالیز خطی اشعه Xاز ضخامت پوشش نشان می دهد که نقره به صورت خالص نیز بر روی سطح فلز راسب شده است و لذا بدین ترتیب با افزایش نواحی کاتدی سرعت فرآیند را افزوده و اندازه کریستالهای پوشش را ریزتر کرده است. وارد شدن نقره در ترکیب پوشش و راسب شدن آن روی سطح فلز پایه از آنجا که جرم اتمی نقره نسبت به نیکل بالاتر است باعث افزایش وزن واحد سطح پوشش حاصل از محلول 4 نسبت به پوشش حاصل از محلول 3 جدول 1 خواهد شد.
 

جدول 1 – ترکیب شیمیایی محلولهای مورد استفاده جهت ساخت محلول  نهایی

شماره محلول

ترکیب شیمیایی

1

FeSO4  + محلول پایه

2

FeSO4 + Ni(NO3)2   + محلول پایه

3

FeSO4 + Ni(NO3)2 + NaF   + محلول پایه

4

FeSO4 + Ni(NO3)2 + NaF + AgNO3   + محلول پایه

 

 

با افزودن نیترات نیکل ، فلورید سدیم و نیترات نقره به محلول  فسفاته مقاومت به خوردگی پوشش نسبت به پوشش حاصل از محلول 1جدول 1 افزایش یافته است.

علت افزایش مقاومت به خوردگی را می توان به افزایش  دانسیته ظاهری سطح و لذا کاهش میزان سطح سوراخ آزاد نسبت داد .علت افت نمودار در اثر افزودن نیترات نقره نسبت به حالت بدون آن علی رغم افزایش دانسیته  ظاهری را نیز می توان به نقش کوپل های گالوانیک بوجود آمده در اثر نشست نقره روی سطح فولاد نسبت داد.

عملیات روغنکاری باعث جذب روغن توسط کریستال شده و لذا مقاومت به خوردگی پوشش را می افزاید ضمن آنکه مقداری روغن نیز در خلل و فرج پوشش جذب خواهد شد. در اثر سیل کاری پوشش در محلول اسید کرومیک حفره های موجود در پوشش  با تشکیل فسفات کروم  در محل آنها بسته خواهد شد ، لذا بدیهی است  که با مسدود شدن نقاط شروع خوردگی ،مقاومت به خوردگی پوشش افزایش شدیدی بیابد

 استفاده توأم از عملیات سیل کاری در محلول اسید کرومیک و روغنکاری در گریس علاوه بر بستن حفره های موجود در پوشش باعث جذب روغن توسط کریستال نیز شده و لذا نسبت به هر یک از عملیات فوق مقاومت به خوردگی بالاتری نتیجه خواهد شد.


برگرفته از پروژه پایانی : 

احمد زندی  / دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی خوردگی دانشگاه صنعتی شریف

استاد راهنما : دکتر محمّد قربانی  / استاد تمام دانشکده مهندسی و علم مواد دانشگاه صنعتی شریف

 لغات کلیدی : فسفاته منگنز , منگنز فسفات , فسفات منگنز , محلول فسفاته منگنز تست بالا , فسفاته مقاوم به خوردگی , فسفاته ضد خوردگی , 

 

محصولاتی که در این مقاله مورد استفاده قرار گرفت

banner mn 3 7

مانده تا آبکاریران 1402

نمایشگاه صنعت آبکاری 1402

مانده تا روز آبکار 10 مهر ماه

روز آبکار 10 مهر ماه 151 Days
jala-logo4.png
شرکت جلاپردازان پرشیا
تولیدکننده محصولات و تجهیزات آبکاری
خدمات آبکاری، پوشش دهی و مشاوره
تهران - شهرک صنعتی باباسلمان
02165734701 - 02165734702
ایمیل: service@jalapardazan.com

جستجو