آماده سازی فلزات غیر آهنی برای رنگ کاری (متال فینیشینگ 2014)

فلزات برای رنگ کاری ابتدا باید تمیز شوند تا موادی مثل روغن و خاک و مواد سست روی قطعه پاک شود.ممکن است نیاز به پاک کردن اکسید های طبیعی که جامد هستند نباشد، مثل فلس های آبی روی فولاد گرما داده شده. بهر حال برای بسیاری از فلزات فعال ممکن است بهتر باشد اکسید طبیعی پاک شود و با اکسید مصنوعی ایجاد شده با آندایزجایگزین شوند. برای مثال آماده سازی آلومینیوم ، قسمت (آماده سازی آلومینیوم) و (آندایزینگ) را در همین کتاب راهنما ببینید. آماده سازی کادمیوم، کروم، کبالت، سرب، مس، منیزیم، مولیبدن، نیکل، نقره، استیل ضد زنگ، روی و آلیاژ های روی- نیکل و قلع- روی در این بخش گفته میشود. هر فلز به عملیات آماده سازی خاص خود نیاز دارد، اما چند مرحله کلی برای همه فلزات یکسان است.

گریس زدایی

"چربیگیری"، یعنی حذف روغن ها، گریس ها، واکس ها و ترکیبات مهار کننده خوردگی، که در گذشته آنها در چربیگیری با فاز بخار که دارای حلال های کلرداربودند تمیز میشدند، در حال حاضر تصویب شده که باید با یک روش سازگار با محیط زیست، چربی ها حذف شوند. این روش شامل محبوس کردن بخار چربیگیر، شستشوی حلال، شستشوی قطعات با عامل تمیز کننده در آب و چربیگیر امولسیونی است. تعدادی محفظه ی حلقه ای بسته برای بخار چربیگیر وجود دارد که می توانند با اطمینان با حلال های کلردار مورد استفاده قرار گیرند. این روش کمترین اختلال در تولید، را، نسبت به گذشته که از بخار مواد پاک کننده استفاده میکردند را براورد میسازند وارائه می دهند. شستشوی حلال با یک حلال هیدروکربنی، معمولا مخلوطی از چندین حلال و با بخار کم فشار ترکیب شده(زیر 45 میلی متر جیوه در 20 درجه سانتی گراد برای صنعت هوا فضا)، و جایگزین برخی از چربیگیرها میشود. اگر به درستی انجام شود مناسب نیاز های محیط زیست خواهد بود. معیار انتخاب یک چربیگیر مناسب ،بعد از شستشوی قطعات ،آب به راحتی روی سطح لیز بخورد و جزیره ای نشود، در این صورت نیازی به تمیز کردن بیشتر ندارند. در روش های تمیز کردن با حلال، در صورت اعمال پروسه پوشش تبدیلی، نیاز به چربیگیری قلیایی گرم برای ارائه سطحی که آب روی آن جزیره ای نشود خواهد داشت. اگر پروسه بیشتری بعد از چربیگیری با حلال قرار نیست انجام شود، بعد از تمیزکاری امولسیونی و شستشوی تمیز نیاز به مرحله خشک کردن قبل از مرحله رنگ زدن نیاز است.

HAND SOLVENT WIPING
همانطور که قبل از نقاشی معمولا سطح قطعات تمیز میشود. بعد از مونتاژ و ذخیره سازی، بیشتر قطعات، نیازمند یک شستشو دستی با حلال قبل از رنگ هستند. این روند مخصوصا قبل از رنگ کاری درست است، با طراحی جدید مناسب محیط زیست درصد زیادی جامد که با آب رقیق شده است. زیرا آنها حتی کمی مواد آلی ندارد و این پوشش حتی کوچکترین ماده آلی را نمیتواند روی سطح فلز بپذیرد. با تشدید شدن مشکل، قانون هوای پاک در سال 1990 برای صنایع مختلف مصوب شد. و اجازه تمیز کاری با حلال کمتری داده شد وفشار بخار آنها کاهش یافت و پاک کردن آنها سخت تر شد. حلال ها و پارچه های تمیز کننده باید تمیز باشند. تا میزان 100ppm آلودگی حل شده در حلال باید تمیز شود. دستمال های پاک کننده باید تمیز نگه داری شوند. قبل از خشک شدن حلال باید با یک پاک کننده خشک و تمیز پاک شود.به این ترتیب خاک ها پاک میشوند و به اطراف پخش نمیشوند. از آنجا که این حلال در جو پخش میشود باید این حلال های پاک کننده را در ظروف در بسته قرار داد تا برای بازیافت یا دفع زباله های خطرناک ارسال کنند. بسته های پلاستیکی مهر وموم شده مناسب این کار خواهند بود. قطعه کار قدیمی که دارای پوشش قبلی رنگ یا پوشش رزینی است، عموما رسیدگی متفاومت در کل نیازمندند. اگر این پوشش قدیمی کنده شد دوباره پوشش دهی میشود، باید بطور کامل پاک شود، زمانی که تمیز شدن کامل شد، خوردگی را پاک میکنند و شروع به پوشش دهی جدید میکنند. اگر نیاز به پاک کردن رنگ قدیمی نبود، سطح را میتوان با روش مکانیکی از هر نوع موادی پاک کرد. فرچه سیمی هم بصورت دستی هم بوسیله موتور یا سند بلاست ملایم تمامی روشهایی هستند که این کار را بخوبی انجام میدهند. هر نوع بستر فلزی فرچه سیمی مختص خود رادارد.
اگرچه استیل ضد زنگ میتواند روی تمام بسترها کار انجام دهد. ولی اگر فرچه را روی آهن یا مس استفاده شد نباید از آن روی آلومینیوم یا منیزیم استفاده کرد مگر اینکه کاملا با اسید از تمام فلزات خارجی تمیز شده کرد، سیم آهنی و مس یا برنجی فقط باید رو بستر از جنس خود برس شود.
در نهایت، سمباده دستی، استفاده از کاغذ سمباده یا سمباده برقی یا بلاست ریز (dust blasting ) باید استفاده شود تا به خوبی سطح زبر شود و لایه های اکسید سطحی پاک شود. این باعث بهتر شدن چسبندگی بین لایه های رنگ قدیمی و جدید میشود.
بعد از هر عملیات مکانیکی اشاره شده در بالا قطعه کار باید شسته یا پاک شود تا تمام مواد روی سطح تمیز شود. و سر انجام باید قبل از رنگ کردن سطح بطور کامل تمیز شود.

Wash primer
این مرحله آماده سازی رنگ کاری نام های زیادی دارد. علاوه بر نام رنگ اولیه(آستری)(wash primer)، به اسم اماده سازی پوشش، پوشش رزین- اسید، اسید- اچ آغازی نامیده میشود، ونوع مواد بکاررفته تعداد ویژگی نظامی و تجاری، را توصیف میکند. این پوشش یک مخلوط دوبخشی است. بخش اول یک کامپوزیت از (پلی وینیل) بوتیل رزین حل شده در اتیل و بوتیل الکل با مقدارکمی از کرومات روی و منیزیم سیلیکات است. بخش دوم که 20% حجم را تشکیل می دهد، ترکیبی از اسید فسفریک (85%) ، اتیل الکل و آب است. این دوبخش قبل از اعمال باهم ترکیب میشوند. هدف از استفاده اسید فسفریک واکنش با سطح فلز، و تشکیل فسفات فلزی روی سطح است. همانطور که آب و الکل تبخیر میشوند یک لایه رزین نازک یک پوشش پایدار روی فسفات تشکیل میشود و باعث افزایش چسبندگی پوشش بعدی میشود. این سیستم فقط زمانی ممکن است که بستر فلزی با فسفریک اسید واکنش دهد و فسفات تشکیل شود. اگر بنیان اسید بوسیله واکنش خنثی نشود، ممکن است پوشش بعد از خشک شدن رضایت بخش باشد اما بعد از مدتی وقتی بخار آب به پوشش نفوذ کند اسید شکل میگیرد و موجب شکست پوشش در سیستم میشود. این پوشش، با این وجود، برای پیش برد چسبندگی برای سطح بعضی فلزات مفید خواهد بود و در صورت لزوم توصیه میشود. برخی آغازگرهای کم محلول در بازار وجود دارد؛ این موارد را باید مورد بررسی قرار داد اگر مواد معمولی در آن مورد استفاده قرار میگیرد نمیتواند نیاز های آب هوایی منطقه ای را بر آورده کند.

کادمیوم
سطح کادمیوم باید قبل از آبکاری با یک پوشش تبدیلی پایدار شود. یک پوشش فسفاته یک روش رایج برای این کار است. اما پوشش کرومات هرچند معمولا برای محافظت در برابر خوردگی استفاده میشوند، میتوانند رنگ کاری شوند. از آنجا که کروم (6ظرفیتی) برای سلامتی مضر است، استفاده از آن متوقف شده است. پوشش فسفاته معمولا با یک حمام اختصاصی اعمال میشوند، که همه باید برای پایه رنگ مناسب باشند.
به مدت 2-4 دقیقه در محلول زیر غوطه ور شود تا سطح کادمیوم را به اندازه کافی برای رنگ کاری پایدار کند:
فسفریک اسید (85% ortho), 10 oz/gal
زینک فسفات 3 oz/gal
دمای اتاق

کروم
یک سند بلاست خوب با یک ساینده سخت مثل آمومینا یا سیلیکون کارباید و یا غیره. که یک سطح مات اما نرم ارائه دهد، در ادامه بوسیله یک حلال دوده زدایی میشود و یک لایه نازک wash primer برای چسبندگی خوب توصیه میشود. باید زمان نگداری بین مراحل بلاستینگ و wash primer در صورت امکان حداقل زمان ممکن باشد.

کبالت
سند بلاست ملایم با آلومینا یا سیلیکون کارباید برای یک پرداختکاری مات توصیه میشود، در ادامه به وسیله حلال دوده ها پاک شوند تا برای لایه wash primer مناسب شوند. این لایه ممکن است چسبندگی تاپ کت را افزایش دهد اگر آن بصورت سنتی اعمال نشود.

مس
معمولا برای آبکاری روی مس پوشش های تبدیلی لازم نیست؛ به هر حال، عملیات بلک اکساید برای چسبندگی و همچنین بالا بردن توانایی رنگ پذیری استفاده میشود. ابتدا پاک کردن خاک و روغن از سطح قطعه و بدنبال آن پوشش wash primer که در نهایت باعث چسبندگی قابل قبول پوشش نهایی میشود.

سرب
چربیگیری برای پاک کردن روغن های جامد برای سرب نتیجه مطلوبی خواهد داشت. دوده طبیعی نتیجه در معرض جو قرار گرفتن ، نباید پاک شود. wash primer یا یک پوشش نازک primer با روش سنتی توصیه میشود ولی نیاز نیست. پوشش نهایی اول نازک ارائه میشود.

منیزیم
قبل از آبکاری منیزیم باید یک پوشش تبدیلی یا آندایز انجام گیرد. تولیداتی که در محیط های مرطوب و محصولاتی که در معرض فشار مکانیکی نیستند میتوانند پوشش تبدیلی روی آنها انجام گیرند. از عملیات زیر میتوان برای آنها استفاده کرد:
قطعات به مدت 1-2 دقیقه در محلول زیر با هم زدن مداوم غوطه ور شود:
آمونیوم فسفات مونو بازیک ( NH4H2PO4), 16 oz/gal
آمونیوم سولفات [(NH4)2SO3.H2O)], 4 oz/gal
آمونیاک (30%), 2 fl oz/gal

دمای اتاق
بعد از شستشو در آب سرد 1-2 دقیقه در محلول زیر غوطه ور شود:
سدیم هیدروکساید , 16 oz/gal
دما , 160–190°F
همزدن ملایم
شستشوی با آب گرم و خشک کردن در نهایت قطعات برای واش پرایمر (استریک) آماده است. این عملیات محافظ در برابر خوردگی کمتری نسبت به کرومات که در گذشته استفاده می شد دار ، اما هنگامی که با یک رنگ محافظ در برابر خوردگی استفاده میشود مطلوب است.
آندایزینگ باید روی قطعاتی که در محیط های سخت یا در معرض صدمات مکانیکی قرار داند و ممکن است رنگ آسیب ببینند استفاده میشود. محلول زیربرای اینکار توصیه میشود:
پتاسیم هیدروکساید , 22 oz/gal
آلومینیوم هیدروکساید (see note 1), 4.5 oz/gal
پتاسیم فلوراید(بدون آب) 4.5 oz/gal
تری سدیم فسفات (Na3PO4. 12H2O), 4.5 oz/gal
پتاسیم پرمنگنات [or permanganate (see note 2)], 2.5 oz/gal
دمای اتاق
چگالی جریان , 18–20 A/ft2
ولتاژ 0–60 VAC
زمان 8 min
نکته: آلومینیوم (آلیاژ1100 برای جلوگیری از آلودگی و ورود ناخالصی به حمام) را میتوان در مخزنی جداگانه در پتاسیم هیدروکساید حل و دکانته (یا فیلتر) شود و در نهایت به حمام اضافه شود.
نکته2: پرمنگنات جداگانه در آب حل شود سپس به حمام اضافه شود.
قطعه را یکی از الکترودها قرار داده و تانک الکترود دیگر میشود، یا(در وان پلاستیکی) مساحت بارگیری را به ناحیه مساوی تقسیم کنید و برای هر کدام جداگانه الکترود قرار دهید.

مولیبدن
بعد از تمیزکاری، نشانه تمیز شدن قطعه عدم جزیره ای شدن آب روی سطع قطعه است، سپس میتوان پوشش رنگ را روی سطح اعمال کرد.میتوان از یک ( wash primer) استفاده کرد اما اجباری نیست.

نیکل
نیکل به عملیات wash primer قبل از اعمال پوشش نهایی واکنش نشان خواهد داد. یک عملیات سند بلاست ضعیف سطح را مات میکند، که میتوان رنگ شود یا با wash primer سطح فعال شود، پوشش نهایی از چسبندگی خوبی برخوردار خواهد بود.

نقره
با تمیز کردن سطح میتوان بدون فرآیند بیشتر رنگ کاری انجام داد. نقره ای که با کرومات تبدیلی پوشش داه شده رنگ کاری رضایت بخشی خواهد داد. پوشش تبدیلی باعث تثبیت نقره و جلوگیری از کدر شدن در برابر سولفید میشود. سطوحی که کدری با سولفید دارند تا وقتی که آن کدری پودری نباشد را میتوان رنگ نمود.

استیل ضد زنگ
استیل ضد زنگ باید تمیز شود و سپس میتوان یا یک عملیات پسیواسیون انجام داد و به دنبال آن بوسیله wash primer یا میتوان آن را سند بلاست کرد و در اسرع وقت هم wash primer یا یک رنگ آستری رو ی آن انجام داد.
مواد عملیات حرارتی داده شده که در یک alkaline scale conditioner قرار داده شده اند و سپس هم میتوان اسید شویی انجام داد و یا با سند بلاست فلس های باقی مانده را پاک نمود و میتوان بدون انجام دادن فرآیند بیشتر آن را رنگ نمود.

تیتانیوم
تیتانیوم بدون عملیات پوشش دهی در اتمسفر بصورت یک ماده پسیو وجود دارد، به همین سبب، قابل رنگ کاری است ولی در هر حال چسبندگی آن متوسط خواهد بود. پوشش های تبدیلی یا پوشش اندایز برای آن توصیه شده است. یک پوشش تبدیلی فسفات- فلوراید بوسیله 2-3 دقیقه غوطه وری در محلول زیر اعمال میشود:
(Na2HPO4), 6–7 oz/gal دی سدیم فسفات
پتاسیم فلوراید (KF.2H2O), 2–3 oz/gal
هیدروفلوریک اسید 2–3 fl oz/gal
دمای اتاق
آندایزینگ میتواند بوسیله آند قرار دادن قطعه در 10VACبرای 20دقیقه در محلول 70-80 oz/gal از پتاسیم هیدروکساید انجام گیرد. مخازن فولادی میتوانند به عنوان کاتد استفاده شوند و ظرف نگداری محلول باشند. تیتانیوم در طول اندایز گرم میشود و محلول یک اسپری سوزاننده تولید میکند، بنابراین باید بادقت پوشانده شود سپس با آن کار کرد.
هردو عملیات چسبندگی خوبی بدست خواهند آورد.

روی
یک پوشش فسفاته بعد از آبکاری الکتریکی ارائه خواهد شد، قطعات گالوانیزه قابل رنگ کاری هستند. اجزای یک محلول شامل 10% اسید فسفریک(85%) و فسفات روی یا روی قابل حل(0.5-0.2 oz/gal) یک پوشش مناسب برای رنگ کاری فراهم می آورد؛ بهرحال ، ، فرایندهای اختصاصی در نظر گرفته شده برای پوشش فسفات سنگین نیز جالب هستند.گالوانیزه جدید باید بطور کامل و با دقت شستشو داده شود و قبل از رنگ آمیزی یک پوشش فسفاته تبدیلی روی آن انجام شود.یک رنگ مقاوم به قلیا بهترین نتیجه برای در معرض فضای بیرونی قرار گرفتن را خواهد داشت. گالوانیزه پیش ساخته و فرسوده شده را میتوان با یک محلول 25% اسید فسفریک (85%)، 25% ایزوپروپیل الکل، 25% عامل تر کننده که با آب به حجم رسانده شده است را شست. اجازه دهید قطعات در این محلول به مدت چند دقیقه ای بماند و خیسانده شود، سپس با آب بصورت اسپری شستشو دهید
(شلنگ یا بطری اسپری ،بسته به اندازه قطعه) و در آخر خشک و رنگ شود.شستشوی اولیه همچنین میتواند روی فرسودگی گالوانیزه تاثیر بگذارد، اما ممکن است در کار جدید فرآیند خوبی نباشد.

آلیاژها
آلیاژهای روی-نیکل و قلع-روی که به عنوان جایگزین های کادمیوم ظاهر می شوند،.نسبت به هر دو پوشش تبدیلی فسفات و کرومات واکنش نشان میدهد. به دلیل فشار مسائل زیست محیطی، کرومات ها توصیه نمی شوند؛ از این رو، پوشش های فسفات عالی هستند. یک wash primer بدون پوشش تبدیلی همچنین برای آماده سازی خوب کار میکند.

  واحد تحقیق و توسعه شرکت جلاپردازان پرشیا تیر96