از نگاه متال فینیشینگ
plating processes, procedures & solutions
CHROMATE CONVERSION COATINGS
BY FRED W. EPPENSTEINER (RETIRED) AND MELVIN R. JENKINS
MACDERMID INC., NEW HUDSON, MICH.; WWW.MACDERMID.COM
Chromate conversion coatings are produced on various metals by chemical or electrochemical treatment with mixtures of hexavalent chromium and certain other compounds. These treatments convert the metal surface to a superficial layer
containing a complex mixture of chromium compounds. The coatings are usually applied by immersion, although spraying, brushing, swabbing, or electrolytic methods are also used. A number of metals and their alloys can be treated; notably,
aluminum, cadmium, copper, magnesium, silver, and zinc.
The appearance of the chromate film can vary, depending on the formulation of the bath, the basis metal used, and the process parameters. The films can be modified from thin, clear-bright and blue-bright, to the thicker, yellow
iridescent, to the heaviest brown, olive drab, and black films. A discussion of specific formulations is not included in this article because of the wide variety of solutions used to produce the numerous types of finishes. It is intended to
present sufficient general information to permit proper selection and operation of chromating baths. Proprietary products, which are designed for specific applications, are available from suppliers.
فرایند پوشش دهی، روش ها و محلول ها
پوشش تبدیلی کروماته
پوشش تبدیلی کرومات در فلزات مختلف توسط مواد شیمیایی یا عمل الکتروشیمیایی با میکسی از کروم 3 و مواد معین دیگراست. این کارسطح فلزات را به لایه مخصوصتبدیل میکند و شامل یکمخلوط پیچیده ازترکیبات کروم است.پوشش ها معمولا به طریق غوطه وری اعمال میشود، اگرچه پاشیدن(اسپری)، قلم مو زدن، سمباده زدنswabbing))، یا روش های الکترولیتی نیز استفاده میشود.تعدادی از فلزات و آلیاژهای آنها میتواند این فرایندرا داشته باشند. بویژه آلومینیوم، کادمیوم، مس، منیزیم، نقره، و روی.
ظاهر پوشش کرومات،بسته به فرمول محلول، فلز پایه استفاده شده، و پارامترهای فرایند می تواند متفاوت باشد. پوششمی توان از نازک،روشن روشن و آبی روشن،تا ضخیم تر، زردرنگین کمانی، به سنگین ترین قهوه ای، زیتونی تیره، و پوشش های سیاه اصلاح شود. بحث در موردفرمولاسیون خاص در این مقاله نیست به دلیل اینکه طیف گسترده ای از محلول ها برای تولید انواع متعددی از پوشش هامورد استفادهقرار میگیرد.درنظر گرفته شده است اطلاعات کلی انتخاب مناسب و مجاز از محلول کروماته بیان شود.
PROPERTIES AND USES
Physical Characteristics
Most chromate films are soft and gelatinous when freshly formed. Once dried, they slowly harden or “set” with age and become hydrophobic, less soluble, and more abrasion resistant. Although heating below 150OF (66OC) is of benefit in hastening this aging process, prolonged heating above 150OF may produce excessive dehydration of the film, with consequent reduction of its protective value. Coating thickness rarely exceeds 0.00005 in., and often is on the order of several microinches. The
amount of metal removed in forming the chromate film will vary with different processes.
Variegated colors normally are obtained on chromating, and are due mainly to interference colors of the thinner films and to the presence of chromium compounds in the film. Because the widest range of treatments available is for zinc, coatings for this metal afford an excellent example of how color varies with film thickness. In the case of electroplated zinc, clear-bright and blue-bright coatings are the thinnest. The blue-brights may show interference hues ranging from red,
purple, blue, and green, to a trace of yellow, especially when viewed against a white background. Next, in order of increasing thickness, come the iridescent yellows, browns, bronzes, olive drabs, and blacks.
Physical variations in the metal surface, such as those produced by polishing, machining, etching, etc., also affect the apparent color of the coated surface. The color of the thinner coatings on zinc can also be affected indirectly by chemical polishing, making the finish appear whiter.
خواص و استفاده
پوشش کرومات تازه تشکیل شدهنرم و ژلاتینیاست. هنگامیکه خشک میشوند،آنهابه آرامی سخت و یا" مجموعه"آبگریز میشود، محلول کمتر ، و مقاومت بیشتر در برابر سایش.اگر چه حرارت زیر 150فارنهایت (66 درجه سیلسیوس) به نفع سرعت این روند است، گرمایش طولانی بالاتر از 150فارنهایتممکن است موجب کم شدن آب بیش از حد قبل از تولید این پوشش،و متعاقبا کاهش ارزش محافظ آن شود.ضخامت پوششبه ندرت بیش از0.00005 اینچ،و اغلب در حد چند میکرواینچ است.مقدار فلزحذف شده در تشکیل پوشش کرومات در فرایندهای مختلف متفاوت خواهد بود.
رنگ های متنوع به دست آمده است در کروماته،به طورعمده حاصل تداخلرنگ از پوشش های نازک تر مربوط به حضورترکیبات کروم در پوشش است.از آنجا که طیف وسیعی از رفتار برای روی در دسترس است، پوشش این فلز یک نمونه عالی از چگونگی رنگ با ضخامت پوشش متفاوت موجب شده است. در مورد آبکاری روی ، پوشش روشن روشن و آبی روشن باریکترین هستند.آبی روشن ممکن است تداخل رنگ اعم از قرمز نشان می دهد، بنفش، آبی، و سبز، اثری از زرد، به ویژه هنگامی که در برابر یک پس زمینه سفید مشاهده شده است.بعد، براساس افزایش ضخامت ،زرد رنگین کمانی،قهوه ای، زیتونی تیره، و سیاه آمده است.تغییرات فیزیکی در سطح فلز، مانند آنهایی که توسط پرداخت(پولیش)،ماشینکاری، قلم زنی، و غیره، تولید شده اند رنگ ظاهری از سطح پوشش داده شده را تحت تاثیر قرار میدهد. رنگ پوشش نازک تر در روی همچنین می توانید به طور غیر مستقیم توسط پرداخت شیمیایی(پولیش شیمیایی)تحت تاثیر قرار گیرد و در پایان سفیدتر به نظر می رسد.
Corrosion Prevention
Chromate conversion coatings can provide exceptionally good corrosion resistance, depending upon the basis metal, the treatment used, and the film thickness.
Protection is due both to the corrosion-inhibiting effect of hexavalentchromium contained in the film and to the physical arrier presented by the film itself. Even scratched or abraded films retain a greatdeal of their protective value because the hexavalent chromium content is slowly leachable in contact with moisture, providing a self-healing effect.
The degree of protection normally is proportional to film thickness; therefore, thin, clear coatings provide the least corrosion protection, the light iridescent coatings form an intermediate group, and the heavy olive drab to brown coatings result in maximum corrosion protection. The coatings are particularly useful in protecting metal against oxidation that is due to highly humid storage conditions, exposure to marine atmospheres, handling or fingerprint marking, and other conditions that normally cause corrosion of metal.
جلوگیری از خوردگی
پوشش تبدیلی کرومات فوق العاده خوب می توانید از مقاومت در برابر خوردگی جلوگیری کند، البته وابسته به فلز پایه مورد استفاده،و ضخامت پوشش است.محافظت به علت هر دو اثر خوردگی - مهار از کروم شش ظرفیتی توسط خود پوشش است.حتی خراش و یا پوشش های ساییده شده، عالی محافظ خودش استزیرا محتوای کروم شش ظرفیتی به آرامی با رطوبت در تماس است ،ارائه اثر خود شفادهی((self-healing.درجه حفاظت به طور معمول متناسب با ضخامت پوشش است.از این رو، پوشش نازک روشن، حداقل حفاظت در برابر خوردگی ارائه میکند،پوشش رنگین کمانی یک گروه واسطه تشکیل می دهند،و پوشش سنگین زیتونی تیره مایل به قهوه ای حداکثر حفاظت در برابر خوردگی دارد.پوشش ها بخصوص در حفاظت از فلز در برابر اکسیداسیونمفید هستند با توجه به شرایط نگهداری بسیار مرطوب،قرار گرفتن در معرض اتمسفر دریایی، دست زدن و یا اثر انگشت ، و دیگر شرایطی که به طور معمول باعث خوردگی فلزمیشود.
Bonding of Organic Finishes
The bonding of paint, lacquer, and organic finishes to chromate conversion coatings is excellent. In addition to promoting good initial adhesion, their protective nature prevents subsequent loss of adhesion that is due to underfilm corrosion.
This protection continues even thought he finish has been scratched through to the bare metal. It is necessary that the organic finishes used have good adhesive properties, because bonding must take place on a smooth, chemically clean surface; this is not necessary with phosphate-type conversion coatings, which supply mechanical adhesion that is due to the crystal structure of the coating.
پیوند پس از اتمام آلی (Bonding of Organic Finishes)
پیوند رنگ،لاک، پس از اتمام آلی به پوشش تبدیلی کرومات بسیار عالی است.علاوه بر ترویج چسبندگی اولیه خوب،طبیعت محافظ خود ازچسبندگی محافظت میکند با توجه به خوردگی زیر لایه. محافظت ادامه دارد حتی اگر پایان کاری (آبکاری) خراش پیدا کند و یا فلز لخت شود. خواص چسب خوب لازم است که پس از اتمام کاری آلی استفاده شود، به دلیل اتصال باید بر روی یک سطح صاف یا سطح شیمیایی پاک قرار بگیرد ؛ با پوشش تبدیلی نوع فسفات لازم نیست که چسبندگی مکانیکی با توجه بهساختار بلوری پوشش فراهم کند.
Chemical Polishing
Certain chromate treatments are designed to remove enough basis metal during the film-forming process to produce a chemical polishing, or brightening, action. Generally used for decorative work, most of these treatments produce very thin,
almost colorless films. Being thin, the coatings have little optical covering power to hide irregularities. In fact, they may accentuate large surface imperfections. In some instances, a leaching or “bleaching” step subsequent to chromating is used to remove traces of color from the film.
If chemical-polishing chromates are to be used on electroplated articles, consideration must be given to the thickness of the metal deposit. Sufficient thickness is necessary to allow for metal removal during the polishing operation.
پرداخت شیمیایی
رفتار معین کرومات برای برداشتن به اندازه کافی فلز پایه در طول فرایند تشکیل دهنده پوشش برای پرداخت شیمیایی، یا درخشندگی تولید طراحی شده است. به طور کلی برای کار های تزئینی استفاده می شود،بسیاری از این فرایندها پوشش خیلی نازک تولید میکند ،پوشش تقریبا بی رنگ.لاغر بودن پوشش ، قدرت پوشش نوری کمی برای پنهان کردن بی نظمی دارد.در واقع، آنها ممکن است عیوب سطح بزرگ بیانجامد.در برخی موارد،شسته شدن و یا "سفید کردن" گام بعدی برای حذف آثار رنگینه از رنگ پوشش است.
اگر پولیش شیمیایی کرومات ها باشند، درمقالات آبکاری استفاده می شود،ضخامت رسوب فلزی باید در نظر گرفته شود. ضخامت کافی برای حذف فلز در طول عملیات پرداخت ضروری است.
Absorbency and Dyeing
When initially formed, many films are capable of absorbing dyes, thus providing a convenient and economical method of color coding. These colors supplement those that can be produced during the chromating operation, and a great variety
of dyes is available for this purpose. Dyeing operations must be conducted on freshly formed coatings. Once the coating is dried, it becomes nonabsorbent and hydrophobic and cannot be dyed. The color obtained with dyes is related to
the character and type of chromate film. Pastels are produced with the thinner coatings, and the darker colors are produced with the heavier chromates. Some decorative use of dyed finishes has been possible when finished with a clear lacquer topcoat, though caution is required because the dyes may not be lightfast.
In a few cases, film colors can be modified by incorporation of other ions or dyes added to the treatment solution.
جذب و رنگرزی
هنگامی که در ابتدا تشکیل،بسیاری از پوشش ها قادر به جذب رنگ هستند ،بنابراین ارائه یک روش مناسب و مقرون به صرفه برای برنامه نویسی رنگ است.این رنگ مکمل آن است که می تواند در طول عملیات رنگی تولید شده،و انواع زیادی از رنگ برای این منظور در دسترس است.عملیات رنگرزی باید روی پوشش تازه تشکیل شده هدایت شود.هنگامی که پوشش خشک است،آن غیر جاذب و آبگریز می شود و نمی تواند رنگی شود.رنگ بدست آمده مربوط با رنگ نوع پوشش کرومات است.مواد رنگی با پوشش های نازک تر تولید شده، و رنگ های تیره تر با کروماتهای سنگین تر تولید شده است.برخی از استفاده های تزئینی از اتمام رنگ کاری ممکن است با یک روکش لاک روشن به پایان رسید،هر چند احتیاط لازم است به این دلیل که رنگ ممکن است مقاوم در برابر نورنباشد.در چند مورد،رنگ پوشش را می توان با اختلاط یون های دیگر و یا رنگ های اضافه شده به محلول تغییر داد.
Hardness
Although most coatings are soft and easily damaged while wet, they become reasonably hard and will withstand considerable handling, stamping, and cold forming.
They will not, however, withstand continued scratching or harsh abrasion. A few systems have been developed that possess some degree of “wet-hardness,” andthese will withstand moderate handling before drying.
سختی
اگر چه بیشتر پوشش ها نرم هستند براحتی در حالی که خیس هستند، آسیب پذیرند، آنها به طور منطقی مقاومت قابل توجهی در برابر، دست زدن و مهر زنی دارند، سخت تبدیل میشوند وسرد شکل میگیرند. به هرحال،آنها مقاومت در برابر خراش یا سایش سخت نمی خواهند،. هرچند سیستم ساخته شده دارای درجه متفاوتی از سختی در مقابل رطوبتدارد ودست زدن آرامی را قبل از خشک کردن را تحمل خواهد کرد.
Heat Resistance
Prolonged heating of chromate films at temperatures substantially above 150OF (66OC) can decrease their protective value dramatically. There are two effects of heating that are believed to be responsible for this phenomenon. One is the insolubilization of the hexavalent chromium, which renders it ineffective as a corrosion inhibitor. The second involves shrinking and cracking of the film, which destroys its physical integrity and its value as a protective barrier.
Many factors, such as the type of basis metal, the coating thickness, heating time, temperature, and relative humidity of the heated atmosphere, influence the degree of coating damage. Thus, predictions are difficult to make, and thorough performance testing is recommended if heating of the coating is unavoidable.
The heat resistance of many chromates can be improved by certain posttreatments or “sealers.” Baking at paint-curing temperatures after an organic finish has been applied is a normal practice and does not appear to affect the properties of the treatment film.
مقاومت در برابر حرارت
گرمایش طولانی مدت پوشش کرومات در دمای قابل ملاحظه بالای 150 فارنهایت (66 درجه سانتیگراد)می توانید ارزش محافظ خود را به طور چشمگیری کاهش دهد.دو اثر حرارت که تصور می شود مسئول این پدیده هستند.یکی حل شدن کروم شش ظرفیتی است،که آن به عنوان یک بازدارنده خوردگی بی اثر است.دوم موجب کاهش و ترک خوردگی پوشش میشود،که سلامت جسمی و ارزش خود را به عنوان یک سد محافظ بین می برد.
عوامل بسیاری، از جمله نوع فلز پایه،ضخامت پوشش، زمان حرارت، درجه حرارت،و رطوبت نسبی جو،میزان آسیب پوشش را تحت تاثیر قرارمیدهد.بنابراین، پیش بینی مشکل است،و تست عملکرد بطورکامل توصیه می شود اگر گرمایش پوشش غیر قابل اجتناب است.مقاومت در برابر حرارت در بسیاری از کروماتها را می توان بافرایندیخاص بهبود داد، و یا "پر کردن."پخت در دمای رنگ -پخت پس از پایان آلی استفاده شده یک عمل طبیعی استو به نظر نمی رسد تحت تاثیر خواص رفتار پوشش است.
Electrical Resistance
The contact resistance of articles that have been protected with a chromate conversion coating is generally much lower than that of an unprotected article that has developed corroded or oxidized surfaces. As would be expected, the thinner
the coating, the lower the contact resistance, i.e., clear coatings have the least resistance, iridescent yellow coatings have slightly more, and the heavy, olive drab coatings have the greatest. If exposure of an article to corrosive conditionsis anticipated, the choice of a coating thickness normally involves a compromise between a very thin film—which, although having very low initial contact resistance, is likely to allow early development of high electrical resistance corrosion products—and a heavier film, with somewhat higher initial contact resistance, but which is likely to remain relatively constant for a longer period under corrosive conditions.
مقاومت الکتریکی
مقاومت تماس با ماده ای که با یک پوشش کرومات محافظت شده است به طور کلی بسیار پایین تر از یک ماده محافظت نشده است که با سطوح خورده یا اکسید توسعه یافته است.همانطور که انتظار می رود، پوشش نازک تر،مقاومت تماس پایین تر دارد به عنوان مثال،پوشش روشن مقاومت کم ،پوشش زرد رنگین کمانی اندکی بیش تر،و پوشش زیتونی تیره یا خاکستری بیشترین مقاومت دارد.اگر یک ماده در معرض شرایط خورنده قرار بگیردپیش بینی شده،انتخاب ضخامت پوشش معمولا شامل توافق بین یک پوشش که بسیار نازک،اگر چه داشتن مقاومت تماس اولیه بسیار کم،به احتمال زیاد به توسعه اولیه خوردگی اجازه می دهد مقاومت الکتریکی بالامحصولات و یک پوشش سنگین تر،با مقاومت در برابر تماس اولیه تا حدودی بالاتر،اما به احتمال زیاد برای یک دوره طولانی در شرایط خورنده نسبتا ثابت باقی می ماند.
Fabrication
Resistance Welding.Thin chromate films do not interfere appreciably with spot, seam, or other resistance-welding operations. Aluminum coated with a thin, nearly colorless film, for example, can be spot welded successfully with no increase in welding machine settings over those required for bare metal. Metal coated with thicker, colored films also can be resistance welded. The increased contact resistance of thicker coatings, however, necessitates using slightly higher machine settings.
ساخت
مقاومتجوش دادن.پوشش نازک کرومات با نقطه،درز، یا سایر عملیات مقاومت جوش خیلی دخالت نمیکند.آلومینیوم پوشش داده شده نازک با، پوشش تقریبا بی رنگ، به عنوان مثال، می توان با موفقیت هیچ افزایشی در نقطه جوشکاری تنظیمات ماشین بیش از حد مورد نیاز نیست و همانند فلز لخت جوش داده شود.فلز پوشش داده شده ضخیم تر، پوشش رنگی نیز می تواند در برابر جوش مقاومت شود.مقاومت تماس با پوشش ضخیم تر افزایش پیدا میکند، دراین صورت، مستلزم استفاده از تنظیمات دستگاه کمی بالاتر هستیم.
Fusion Welding.These operations, likewise, are not hampered by the presence of chromate films. It has been reported, in fact, that chromate treatments on aluminum actually facilitate inert gas welding of this metal and its alloys, producing contamination-free welds.
جوشکاری الکتروفیوژن. این عملیات، در حضور پوشش کرومات مختل نمیشود.گزارش شده است، در واقع، که رفتارکرومات بر روی آلومینیوم در واقع تسهیل جوشکاری گاز بی اثر از این فلز و آلیاژهای آن، تولید جوش بدون آلودگی است.
Soldering.Cadmium and silver surfaces coated with thin chromate films can be soldered without difficulty using a mild organic flux. Conflicting reports exist regarding the solderabilty of chromated zinc surfaces.
لحیم کاری.سطوح کادمیوم و نقره پوشش داده شده با پوشش نازک کرومات را می توان بدون مشکل با استفاده از یک شار آلی خفیف متصل شده است.گزارش متناقضی وجود دارد با توجه به قابلیت لحیم کاری سطوح روی کرومات وجود دارد.
Mechanical Fastening.The assembly of chromated parts using bolts, rivets, and other mechanical fastening devices usually results in local damage to the chromate film. Corrosion protection in these areas will depend upon the effectiveness of the self-healing properties of the surrounding coating.
Summary of Common Uses Table I summarizes the most common applications of chromate conversion coatings.
چفت و بست مکانیکی.مونتاژ قطعات کرومی با استفاده از پیچ و مهره، پرچ کردن، و سایر چفت و بست دستگاه های مکانیکی پوشش کرومات معمولا درمعرض آسیب های محلی است. حفاظت در برابر خوردگی در این مناطق بر اثر خواص خود محافظتی از پوشش اطراف بستگی دارد.
خلاصه ای از کاربردهای رایج
جدول 1 برنامه های کاربردی رایج پوشش تبدیلی کرومات را خلاصه می کند.
MATERIALS OF CONSTRUCTION
Generally, suppliers of proprietaries recommend materials for use with their products, which are resistant to oxidants, fluorides, chlorides, and acids. Materials that have been found to be satisfactory for most chromating applications are stainless steels and plastics. Stainless steels such as 304, 316, 317, and 347 are suitable for tanks andheaters where chlorides are absent. Containers and tank linings can be made from plastics such as polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidine chloride (PVDC), polyethylene, and polypropylene. Acid-resistant brick or chemical stoneware is satisfactory
for some applications, but is subject to attacks by fluorides.
Parts-handling equipment is made of stainless steel, plastisol-coated mild steel, or plastic.
Mild steel can be used for leaching tanks because the solutions are generally alkaline, whereas tanks for dyeing solutions, which are slightly acid, should be of acid-resistant material.
Usually, ventilation is not necessary because most chromate solutions are operated at room temperature and are nonfuming. Where chromating processes are heated, they should be ventilated.
مواد ساخت و ساز
به طور کلی، تامین خواص مواد برای استفاده در محصولاتی که در برابر، اکسیدان ها، فلورید، کلرید، و اسیدها مقاوم هستند.مواد که پیدا شده اند بطور رضایت بخش برای اکثر برنامه های کاربردی رنگی استیل و پلاستیک هستند.استیل های زنگ نزن مانند 304، 316، 317، و 347 مناسب برای مخزن و بخاری هستند که در آن کلریدها وجود ندارد.ظروف و واشر مخزن را می توان از پلاستیک مانند پلی وینیل کلرید (پی وی سی)، پلی وینیلیداین کلرید( (PVDC،پلی اتیلن، پلی پروپیلن و ساخته شده است.آجر مقاوم در برابر اسید و یا سرامیک گرانیت شیمیایی برای برخی از برنامه های کاربردی رضایت بخش است، اما موضوع به حملات فلورید است.تجهیزات لوازم دست زدن از استیل ضد زنگ، استیل خفیف-پلاستیزول پوشش داده شده، یا پلاستیک ساخته شده.
استیل متوسط را می توان برای مخازن شستشو به دلیل قلیایی بودن بطور کلی استفاده کرد، در حالی که تانک های رنگرزی، که کمی اسید هستند، باید از مواد مقاوم در برابر اسید، استفاده می شود. معمولا، تهویه لازم نیست به دلیل اینکه اکثر محلول های کرومات در دمای اتاق عمل میکنند.جایی که فرایندهای رنگی گرم می شود، باید از تهویه استفاده شود.
FILM FORMATION
Mechanism
The films in most common use are formed by the chemical reaction of hexavalent chromium with a metal surface in the presence of other components, or “activators,” in an acid solution. The hexavalent chromium is partially reduced to trivalent chromium during the reaction, with a concurrent rise in pH, forming a complex mixture consisting largely of hydrated basic chromium chromate and hydrous oxides of both chromium and the basis metal. The composition of the film is rather indefinite, because it contains varying quantities of the reactants, reaction products, and water of hydration, as well as the associated ions of the particular systems.
There are a number of factors that affect both the quality and the rate of formation of chromate coatings. Of the following items, some are peculiar to chromating; many derive simply from good shop practice. A working understanding of these factors will be helpful in obtaining high-quality, consistent results. Different formulations are required to produce satisfactory chromate films on various metals and alloys. Similarly, the characteristics of the chromate film produced by any given solution can vary with minor changes in the metal or alloy surface. Commonly encountered examples of this follow.
تشکیل پوشش
مکانیزم
پوشش در رایج ترین شکل استفاده توسط واکنش شیمیایی کروم شش ظرفیتی با سطح فلز در حضور دیگر قطعات، و یا "فعال کننده" در یک محلول اسیدی تشکیل شده است.کروم موجود شش ظرفیتی در طی واکنش تا حدی کاهش می یابد به کروم سه ظرفیتی ، با افزایش همزمان درpH، تشکیل یک مخلوط پیچیده متشکل از مقدار زیادی از کرومات هیدراته، کروم پایه و اکسیدهای آبدار از هر دو کروم است.ترکیب پوشش نامعین است، زیرا حاوی مقادیر مختلف از واکنش دهنده ها، محصولات واکنش، آب، و همچنین وابسته به یونها در سیستم های خاص است.تعدادی عوامل روی کیفیت و میزان شکل گیری پوشش کرومات وجود دارد.از موارد زیر، برخی به ویژه رنگی هستند. بسیاری به سادگی تشکیل میشوند. درک کار از این عوامل در به دست آوردن کیفیت بالا، نتایج سازگار مفید خواهد بود.فرمولاسیون های مختلف برای تولید پوشش های کرومات رضایت بخش در فلزات مختلف و آلیاژها مورد نیازاست.به طور مشابه، ویژگی های پوشش کرومات تولید شده توسط هر محلول می توانید با تغییرات جزئی در سطح فلز یا آلیاژ متفاوت شود.
Effect of Basis Metals
Aluminum Alloys.The ease with which coatings on aluminum can be produced, and the degree of protection afforded by them, can vary significantly with the alloying constituents and/or the heat treatment of the part being processed. In general, low alloying constituent metals that are not heat treated are easiest to chromate and provide the maximum resistance to corrosion. Conversely, wrought aluminum, which is high in alloying elements (especially silicon, copper, or zinc) or which has undergone severe heat treatment, is more difficult to coat uniformly and is more susceptible to corrosive attack. High silicon casting alloys present similar problems. The effect of these metal differences, however, can be minimized by proper attention to the cleaning and pretreatment steps. Most proprietary treatment instructions contain detailed information regarding cleaning, desmutting, etc., of the various alloys.
اثر فلزات پایه
آلیاژ آلومینیوم. بسهولت می توان پوشش روی آلومینیوم را تولید کرد و درجه حفاظت آنها، می تواند به طور قابل توجهی با ترکیبات آلیاژی و / یا عملیات حرارتی در حال پردازش، متفاوت باشد.به طور کلی، فلزات تشکیل دهنده آلیاژ کم که در مقابله با گرما نیست ساده ترین راه برای کروماته کردن و ارائه حداکثر مقاومت در برابر خوردگی می باشد.در مقابل آلومینیوم ساخته شده، از عناصر آلیاژی (به خصوص سیلیکون، مس، و یا روی) و یا آنهایی که دستخوش عملیات حرارتی شدید شده اند ، کت کردن یکنواخت مشکل تر است و بیشتر در معرض حمله خورنده است.ریخته گری سیلیکون بالا مشکلات مشابه دارد.با این حال، اثرتفاوت فلز، می توان با توجه مناسب به تمیز کردن قبل از مراحل به حداقل برسد.اختصاصی ترین دستورالعمل شامل اطلاعات دقیق در مورد تمیز کردن، دوده زداییdesmutting، و غیره، از آلیاژهای مختلف است.
Magnesium Alloys. As in the case of aluminum, the alloying element content and the type of heat treatment affect the chromating of magnesium. With the exception of the dichromate treatments listed as Type III in Military Specification MIL-M-3171, all of the treatments available can be used on all the magnesium alloys
آلیاژهای منیزیم.همانند آلومینیوم، محتوای عنصری آلیاژ و نوع عملیات حرارتی روی رنگ منیزیم تحت تاثیر است.به غیر از رفتارهای ذکر شده در دی کرومات به عنوان نوع سوم در مشخصات نظامیMIL-M-3171، همه رفتارهای در دسترس را می توان در تمام آلیاژهای منیزیم استفاده می شود.
Zinc Alloys.Chromate conversion coatings on zinc electroplate are affected by impurities codeposited with the zinc. For example, dissolved cadmium, copper, and lead in zinc plating solutions can ultimately cause dark chromated films. Similarly, dissolved iron in noncyanide zinc plating solutions can create chromating problems. Furthermore, the activity of zinc deposits from cyanide and noncyanide solutions can differ sufficiently to produce variations in the chromate film character.
Variations in the composition of zinc die casting alloys and hot-dipped galvanized surfaces can also affect chromate film formation; however, in the latter case, the result is usually difficult to predict, due to the wide variations encountered in
spelter composition, cooling rates, etc. Large differences in the chromate coating from spangle to spangle on a galvanized surface are not uncommon. This is especially evident in the heavier films.
آلیاژ روی. پوشش تبدیلی کرومات در فلز روی با ناخالصی کاربید با روی است. به عنوان مثال، حل کادمیم، مس و سرب در محلول آبکاری در نهایت می توانید پوشش های کرومی تیره را موجب شود. به طور مشابه، آهن حل شده درمحلول های غیر سیانید آبکاری روی می تواند مشکلات رنگی ایجاد کنید.علاوه بر این، فعالیت رسوب روی از سیانید درمحلول های غیر سیانید می توانید به اندازه کافی خصوصیات متفاوت در پوشش کرومات تولید کند.
تغییرات در ترکیبات آلیاژهای روی موقع ریخته گری از بین میرود و سطوح گالوانیزه گرم غوطه ور همچنین می توانید تشکیل پوشش کرومات را تحت تاثیر قرار دهد. با این حال، در مورد اخیر، پیش بینی نتیجه معمولا دشوار است ، با توجه به اینکه با تغییرات گسترده ای در ترکیبروی مواجه می شوند ، درجه خنک کننده، و غیره.تفاوت زیاد در پوشش کرومات درخشندگی روی یک سطح گالوانیزه است. این امر به ویژه در فیلم های سنگین تر مشهود است.
Copper Alloys.Since chromate treatments for copper and its alloys can be used to polish chemically as well as to form protective films, the grain structure of the part becomes important, in addition to its alloying content. Whereas fine-grained, homogeneous material responds well to chromate polishing, alloys such as phosphor bronze and heavily leaded brass usually will acquire a pleasing but matte finish.
In addition, treatment of copper alloys, which contain lead in appreciable amounts, may result in the formation of a surface layer of powdery, yellow lead chromae.
آلیاژ مس. از آنجا که کرومات برای مس و آلیاژهای آن می تواند پولیش شیمیایی و پوشش های محافظ باشد، ساختار دانه ای بخش مهمی می شود، علاوه بر آن بخاطر محتوای آلیاژی است.در حالی که ریز دانه، ماده همگن به خوبی به پرداخت کرومات، آلیاژهای مانند فسفر برنز و برنج سنگین سرب دار معمولا یک پایان خوب اما مات به دست می آورد.علاوه بر این، در فرایند آلیاژهای مس، که شامل مقدار قابل ملاحظه سرب ،ممکن است در شکل گیری یک لایه سطحی پودری، رنگ سرب زرد شود.
Effects of pH
One of the more important factors in controlling the formation of the chromate film is the pH of the treatment solution. For any given metal/chromate solution system, there will exist a pH at which the rate of coating formation is at a maximum. As the pH is lowered from this point, the reaction products increasingly become more soluble, tending to remain in solution rather than deposit as a coating on the metal surface. Even though the rate of metal dissolution increases, the coating thickness will remain low. Chemical-polishing chromates for zinc, cadmium, and copper are purposely operated in this low pH range to take advantage of the increased rate of metal removal. The chromate films produced in these cases can be so thin that they are nearly invisible. Beyond this point, further lowering of the pH is sufficient to convert most chromate treatments into simple acid etchants.
Increasing the pH beyond the maximum noted above will gradually lower the rate of metal dissolution and coating formation to the point at which the reaction, for all practical purposes, ceases.
اثرpH
یکی از عوامل مهم در کنترل ساخت پوشش کروماتpH محلول طی فرایند است.برای هر سیستم فلزی یک محلول کرومات داده می شود، و یکpH برای سرعت تشکیل پوشش وجود خواهد داشت.درPH پایین، محصولات واکنش بطو فزاینده محلول تر میشوند، تمایل به ماندن درمحلول به جای رسوب دادن به عنوان پوشش روی سطح فلز.اگرچه مقدا انحلال فلزافزایش می یابد، ضخامت پوشش پایین باقی خواهد ماند.پرداخت شیمیایی کروماتها برای روی، کادمیوم، مس، در pHپایین برای نتیجه بهتر افزایش حذف مقدار فلز است.پوشش کرومات تولید شده در این موارد بسیار نازک است که تقریبا نامرئی است. پس از این مرحله، کاهش بیشترpH محیط برای تبدیل فرایند کروماته است.افزایشpH به تدریج مقدار انحلال فلز را کاهش خواهد دهد. و تشکیل پوشش در آن نقطه واکنش، برای تمام اهداف عملی، متوقف میشود.
Hexavalent Chromium Concentration
Although the presence of hexavalent chromium is essential, its concentration in many treatment solutions can vary widely with limited effect, compared with that of pH. For example, the chromium concentration in a typical aluminum treatment solution can vary as much as 100% without substantially affecting the film-formation rate, as long as the pH is held constant. In chromating solutions for zinc or cadmium, the hexavalent chromium can vary fairly widely from its optimum concentration if the activator component is in the proper ratio and the pH is constant.
غلظت کروم شش ظرفیتی
اگر چه حضور کروم شش ظرفیتی ضروری است، غلظت آن در بسیاری از محلول ها می تواند با اثر محدود به طور گسترده ای متفاوت باشد، در مقایسه باPH.به عنوان مثال، غلظت کروم در یک محلول آلومینیوم معمولی می تواند 100٪ بدون ملاحظه بر مقدار تشکیل پوشش متفاوت موثر باشد، تا زمانی کهpH ثابت است. درمحلول های رنگی برای روی یا کادمیوم، کروم شش ظرفیتی می تواند نسبتا به طور گسترده ای از غلظت مناسب متفاوت باشد، جزء فعال در نسبت مناسب وpH ثابت.
Activators
Chromate films normally will not form without the presence of certain anions in regulated amounts. They are commonly referred to as “activators’ and include acetate, formate, sulfate, chloride, fluoride, nitrate, phosphate, and sulfamate ions.
The character, rate of formation, and properties of the chromate film vary with the particular activator and its concentration. Consequently, many proprietary formulations have been developed for specific applications and they are the subject of numerous patents. Usually, these proprietary processes contain the optimum concentrations of the activator and other components; therefore, the user need not be concerned with the selection, separate addition, or control of the activator.
430
فعال کننده
پوشش کرومات به طور معمول نمیتواند بدون حضور آنیونهای خاص در مقادیر کنترل شده تشکیل شود. آنها معمولا به عنوان "فعال کننده" نامیده میشوند و شامل استات، سولفات، کلرید، فلوراید، نیترات، فسفات، و یونهای سولفون.خصوصیت، سرعت تشکیل و خواص پوشش کرومات با فعال کننده خاص و غلظت آن متفاوت است. در نتیجه، بسیاری از فرمولاسیون اختصاصی برای برنامه های کاربردی خاص توسعه یافته اند و آنها موضوع ثبت اختراعات متعدد هستند. معمولا، این فرآیند اختصاصی حاوی غلظت بهینه از فعال کننده و دیگر اجزا است؛ بنابراین، کاربر لازم نیست در رابطه با انتخاب جداگانه، فعال کننده را کنترل کند.
OPERATING CONDITIONS
In addition to the chemical make-up of the chromating solution, the following factors also govern film formation. Once established for a given operation, these parameters should be held constant.
Treatment Time.Immersion time, or contact time of the metal surface and the solution, can vary from as little as 1 second to as much as 1 hour, depending on the solution being used and metal being treated. If prolonged treatment times are required to obtain desired results, a fault in the system is indicated and should be corrected.
شرایط عملیاتی
علاوه بر مواد شیمیایی درتشکیل رنگ محلول ، عوامل زیر نیز درتشکیل پوشش دخیل هستند. هنگامی که برای یک عملیات داده ثبت شد، پارامترها باید ثابت نگه داشته شوند.
Solution Temperature.Chromating temperatures vary from ambient to boiling, depending on the particular solution and metal being processed. For a given system, an increase in the solution temperature will accelerate both the film-forming
rate and the rate of attack on the metal surface. This can result in a change in the character of the chromate film. Thus, temperatures should be adequately maintained to ensure consistent results.
زمان فرایند. زمان غوطه وری، و یا زمان تماس سطح فلز در محلول، از 1 ثانیه تا 1 ساعت بسته به محلول مورد استفاده و فلز فرایند میتواند متفاوت باشد. اگر فرایند طولانی مدت مورد برای به دست آوردن نتایج مد نظر است، اشکال در سیستم باید اصلاح شود.
Solution Temperature.Chromating temperatures vary from ambient to boiling, depending on the particular solution and metal being processed. For a given system, an increase in the solution temperature will accelerate both the film-forming
rate and the rate of attack on the metal surface. This can result in a change in the character of the chromate film. Thus, temperatures should be adequately maintained to ensure consistent results.
دمای محلول. دمای محدوده رنگی بسته به محلول خاص تا جوش و فلز در حال پردازش متفاوت است. افزایش دمای محلول به سیستم داده می شود، تا مقدار پوشش تشکیل دهنده و میزان حمله در سطح فلز را تسریع بخشد. این می تواند یک تغییر در خصوصیت پوشش کرومات را نتیجه شود. بنابراین، دما باید به اندازه کافی برای اطمینان از نتایج سازگار داشت.
Solution Agitation.Agitation of the working solution, or movement of the work in the solution, generally speeds the reaction and provides more uniform film formation.
Air agitation and spraying have been used for this purpose. There are, however, a few exceptions where excessive agitation will produce unsatisfactory films.
هم زدن محلول. هم زدن محلول کارآمد است، و یا حرکت محلول، به طور کلی سرعت واکنش و تشکیل پوشش یکنواخت تر را فراهم می کند. هم زن با فشارهوا و اسپری برای این منظور استفاده شده میشود. با این حال، چند استثنا وجود دارد، که در آن فعالیت بیش از حد پوشش های نامطلوب تولید کند.
Solution Contamination
Although the presence of an activator in most treatment solutions is vital, an excessive concentration of this component, or the presence of the wrong activator, can be very detrimental. Most metal-finishing operations include sources of
potential activator contamination in the form of cleaners, pickles, deoxidizers, and desmutters. Unless proper precautions are taken, the chromate solution can easily become contaminated through drag-in of inadequately rinsed parts, drippage
from racks carried over the solution, etc.
A common source of contamination is that resulting from improperly cleaned work. If allowed to go unchecked, soils can build on the surface of the solution to the point at which even clean work becomes resoiled on entering the treatment
tank, resulting in blotchy, uneven coatings.
Other contaminants to be considered are those produced by the reactions occurring in the treatment solution itself. With very few exceptions, part of the trivalent chromium formed andpart of the basis metal dissolved during the coating reaction remain in the solution. Small amounts of these contaminants can be beneficial, and “brokenin” solutions often produce more consistent results. As the concentration of these metal contaminants increases, effective film formation will be inhibited. For a certain period, this effect can be counteracted by adjustments, such as lowered pH and increased hexavalent chromium concentration. Eventually, even these techniques become ineffective, at which point the solution must be discarded or a portion withdrawn and replaced with fresh solution.
آلودگی محلول
اگر چه حضور فعال کننده در بسیاری از محلول ها فرایندی بسیار حیاتی است، غلظت بیش از حد از این بخش، یا حضور فعال کننده اشتباه، می تواند بسیار مضر باشد. اکثر عملیات های متال فینیشینگ شامل منابع آلودگی فعال کننده در قالب پاک کننده ها، وضعیت دشوار، اکسیدزدایی (Deoxidizers)، و دوده زدایی (desmutters). مگر در مواردی که اقدامات احتیاطی در نظر گرفته شده، محلول کرومات می توانید به راحتی آلوده شود از طریق کشیدن قطعات شسته شده، بیشتر عملیات متال فینیشینگ (آبکاری) شامل منابع بالقوه آلوده کننده نظیر فعال کننده ها، اسید شویی، اکسیدزداییو دوده زدایی است.مگر در مواردی که اقدامات جهت جلوگیری درنظر گرفته شود.
محلول کرومات براحتی میتواند آلوده شود از طریق عدم شستشوی مناسب قبل از ورود به وان محلول. شایعترین منبع آلوده کنندگی در عملیات آماده سازی است که اگر کار تمیز نشود خاک می تواند بر روی سطح محلول نقطه ای در طی فرایند ایجاد کند و در نتیجه پوشش لکه ای، ناهموار ساخته میشود.)
دیگر آلاینده های در نظر گرفته شده توسط خود واکنش درفرایند محلول اتفاق می افتد. با استثنای بسیار کمی، بخشی از کروم سه ظرفیتی تشکیلشده وبخشی از فلز پایه درطول واکنش پوشش دهی حل میشود و درمحلول باقی می ماند.مقدار کمی از این آلاینده می تواند مفید باشد، و "brokenin" محلول ها اغلب نتایج ثابت بیشتری تولید میکنند.تمرکز روی غلظت فلز آلاینده ، تشکیل پوشش موثر را افزایش خواهد داد.برای یک دوره معین، این اثر را می تواند با تنظیماتی، مانند کاهشpH و افزایش غلظت کروم شش ظرفیتی خنثی کرد.احتمال، بی اثر شدن این روش است، که در آن صورت محلول باید دور انداخته شود و یا بخشی از آن صرف نظر شود و با محلول تازه جایگزین شود.
Rinsing and Drying
Once a chromate film has been formed satisfactorily, the surface should be rinsed as soon as possible. Transfer times from the chromating stage to the rinsing stage should be short in order to minimize the continuing reaction that takes place on
the part.
Although rinsing should be thorough, this step can also affect the final character of the chromate film and should be controlled with respect to time and temperature, for consistent results.
Prolonged rinsing or the use of very hot rinsewater can dissolve, or leach, themore soluble hexavalent chromium ompounds from a freshly formed coating, resulting in a decrease in protective value. If a hot rinse is used to aid drying, avoid temperatures over about 150OF (66OC) for more than a few seconds. This leaching effect sometimes is used to advantage. In instances in which a highly colored or iridescent coating may be objectionable, a prolonged rinse in hot water can be used as a “bleaching” step to bring the color to an acceptable level. Instead of hot water leaching, some systems incorporate dilute acids and alkalis to accelerate this step.
شستشو و خشک کردن
هنگامی که یک پوشش کرومات بطور رضایت بخش تشکیل شد، سطح باید در اسرع وقت شستشو داده شد.زمان انتقال از مرحله رنگی به مرحله شستشو باید کوتاه باشد به منظور به حداقل رساندن ادامه واکنش.
اگرچه شستشو باید کامل باشد، این مرحله همچنین می توانید خصوصیت نهایی پوشش کرومات را تحت تاثیر قرار می شود و باید با توجه به زمان و درجه حرارت برای نتایج یکدست کنترل شود.
شستشو طولانی مدت و یا استفاده از آب بسیار گرم برای شستشو می تواند، ترکیب محلول کروم شش ظرفیتی از پوشش تازه تشکیل شده را حل کند، و در نتیجه ارزش محافظ را کاهش دهد.اگر شستشو گرم برای کمک به خشک کردن استفاده می شود، از دمای بیش 150 فارنهایت (66 درجه سیلسیوس )حتی برای بیش از چند ثانیه اجتناب کنید. این شسته شدن گاهی اوقات منفعت دارد.در مواردی که پوشش بسیار رنگی و یا رنگین کمانی است، شستشو طولانی مدت در آب گرم می تواند به عنوان یک "براق کننده" برای رنگ سطح قابل قبول استفاده شود.به جای آب گرم شستشو، در برخی از سیستم ها از ترکیب اسیدهای رقیق و مواد قلیایی برای سرعت بخشیدن به این مرحله استفاده میشود.
Solution Control
Because most chromate processes are proprietary, it is suggested that the suppliers’ instructions be followed for solution make-up and control. Even though specific formulations will not be discussed, certain general principles can be outlined,
which apply generally to chromate solutions. The combination of hexavalent chromium concentration, activator type and concentration, and pH, i.e., the “chemistry” of the solution, largely determines the type of coating that will be
obtained, or whether a coating can be obtained at all, at given temperatures and immersion times. It is important that these factors making up the “chemistry” of the solution be properly controlled. As the solution is depleted through use, it is replenished by maintenance additions, as indicated by control tests or the appearance of the work.
Fortunately, analysis for each separate ingredient in a chromate bath is not necessary for proper control. A very effective control method uses pH and hexavalent chromium analysis. The pH is determined with a pH meter and the chromium is
determined by a simple titration. Indicators and pH papers are not recommended because of discoloration by the chromate solution. Additions are made to the solution to keep these two factors within operating limits. The amount of controlactually required for a given treatment depends on how wide its operating limits are, and on the degree of uniformity of results desired. Control by pH alone is adequate in some cases.
کنترل محلول
از آنجا که اکثر فرآیندهای کروماته اختصاصی هستند، پیشنهاد می شود که دستورالعمل تهیه محلول کنترل و دنبال شود.حتی اگر فرمولاسیون خاص بحث نمی شود، اصول کلی خاص می تواند مشخص شده باشد، که به طور کلی ترکیبی از غلظت کروم شش ظرفیتی،pH و نوع فعال کننده با غلظت مشخص درمحلول کرومات اعمال می شود.به عنوان مثال. "شیمی محلول" ، تا حد زیادی تعیین کننده نوع پوششی که بدست خواهد آمد، یا اینکه آیا یک پوشش را می توان، در دمای داده شده و زمان غوطه وری (ماندن در محلول) به دست آوریم.مهم این است که این عوامل از ساخت "شیمی محلول" به درستی کنترل شود.محلول تخلیه شده در طول استفاده، پر میشود (شارژ میشود) ، و خالی بودن از طریق آزمون های کنترل و یا ظاهر کار نشان میدهد.
خوشبختانه، تجزیه و تحلیل جداگانه برای هر عنصر در حمام کرومات برای کنترل مناسب لازم نیست.روش کنترل بسیار موثر با استفاده از pH تجزیه و تحلیل کروم شش ظرفیتی است.کهPH باpH متر و کروم که توسط یک تیتراسیون ساده تعیین می شود.شاخص ها وpH مقالات به دلیل تغییر رنگ با استفاده از محلول کرومات توصیه نمی شود.اضافات ساخته شده در محلول برای نگهداری این دو عامل بدون عامل محدود کننده است.میزان کنترل در واقع نیازمند یک فرایند است و بستگی دارد که عوامل محدودکننده گسترده آن ، و درجه ای از یکنواختی از نتایج مورد نظر چه چیزهایی هستند.کنترلpH به تنهایی در برخی موارد کافی است.
COATING EVALUATION
Chromate conversion coatings are covered by many internal company standards and/or U.S. government and American Society for Testing and Materials (ASTM) specifications. These standards usually contain sections on the following methods of evaluation.
بررسی پوشش
مشخصات پوشش تبدیلی کرومات توسط بسیاری استانداردهای داخلی شرکت ها و / یا دولت ایالات متحده و انجمن آمریکایی آزمون و مواد (ASTM) برای پوشش گزارش است. این استانداردها معمولا حاوی بخش هایی روی ارزیابی روش ها است.
Visual Inspection
The easiest way to evaluate chromate conversion coatings is to observe the color, uniformity of appearance, smoothness, and adhesion. Type of color and iridescence is a guide to film thickness, which is considered proportional to protective value; however, visual inspection by itself is not sufficient to indicate the protective value of the coating, especially if the film has been overheated during drying.
بازرسی بصری
ساده ترین راه برای ارزیابی پوشش تبدیلی کرومات مشاهده رنگ، یکنواختی ظاهر، صافی، و چسبندگی است.نوع رنگ و رنگین کمانی، راهنمای ضخامت پوشش در نظر گرفته شده، متناسب با ارزش حفاظتی است. با این حال، بازرسی چشمی به خودی خود برای ارزش محافظ پوشش کافی نیست، به خصوص اگر این پوشش در طول خشک شدن بیش از حد گرم شده باشد.
Accelerated Corrosion Test
The salt spray test, ASTM B 117, is the most common accelerated test developed in specification form. Although some disagreement exists as to the correlation of salt spray tests to actual performance, it remains in many specifications. Variations in results are often obtained when tested in different salt spray cabinets, and even in different locations within the same cabinet. Coatings should be aged for at least 24 hours before testing, for consistent results. Generally, pecifications require a minimum exposure time before visible corrosion forms. Typical salt spray test data are provided in Tables II to IV.
سرعت تست خوردگی
آزمون سالت اسپری (salt spray)،ASTM B 117، رایج ترین آزمایش در فرم مشخصات است. گرچه برخی از اختلاف ارتباط آزمون سالت اسپری (salt spray) به عنوان عملکرد واقعی ، در بسیاری از مشخصات آن باقی مانده است.تغییرات در نتایج اغلب زمانی اتفاق میافتد که در اطاقک های مختلف اسپری نمک، و حتی در مکان های مختلف در همان اطاقک آزمایش انجام میشود.پوشش حداقل 24 ساعت قبل از آزمایش برای نتایج ثابت باید آماده شود.به طور کلی، تشخیص اشکال خوردگی نیازمند حداقل زمان قرار گرفتن در دستگاه است. داده های آزمون نمونه سالت اسپری (salt spray)در جدولII تاIV ارائه شده است.
Humidity Tests
There appears to be no standard specification covering humidity tests for unpainted chromate conversion coatings. Evaluations are conducted under various conditions and cycles. Humidity tests may be more useful than salt spray tests, as they correspond to the normal environment better than the salt spray, except in marine atmospheres.
تست رطوبت
به نظر می رسد هیچ خصوصیاتی برای آزمون استاندارد رطوبت پوشش تبدیلی رنگ کرومات بیان نشده است. ارزیابی تحت شرایط و دوره های مختلف انجام شده است. آزمون رطوبت ممکن است مفید تر از آزمون سالت اسپری (salt spray) باشد، آنها درمحیط زیست طبیعی بهتر ازسالت اسپری مطابقت دارد، به جز محیط های دریایی.
Water Tests
Immersion tests in distilled or deionized water have proven valuable in simulating such conditions as water accumulation in chromated zinc die castings, e.g., carburetors and fuel pumps.
Coatings applied on hot-dipped galvanized surfaces in strip mills are often tested by stacking wet sheets and weighing the top sheet. Periodic checks are made to determine when corrosion products first develop. The tests should be conducted at relatively constant temperatures to ensure consistent results.
تست آب
آزمون غوطه وری در آب مقطر یا دیونیزه، در شبیه سازی چنین شرایطی بطور ارزشمند ثابت شده که آب انباشته در کروماته گالوانیزه در ریخته گری از بین میرود، به عنوان مثال، کاربراتور و پمپ های سوخت.پوشش ها روی سطوح گالوانیزه گرم مورد استفاده در کارخانه های تولید نوار اغلب توسط انباشتگی ورق های مرطوب با وزن بالا تست شده است. چک های دوره ای برای تعیین زمانی که محصولات اولین خوردگی را نشان میدهند میباشد. آزمون باید در دمای نسبتا ثابت برای اطمینان از نتایج ثابت انجام شود.
Chemical and Spot Tests
The amount of hexavalent chromium in the film can be an indication of the corrosion protection afforded by the coating. Analytical procedures for small amounts of chromium on treated surfaces are comparatively rapid, quantitative,
and reproducible. Consequently, chemical analysis for the chromium content of the film appears to be a valuable tool. It would not be suitable, however, for predicting the performance of bleached, overheated, excessively dehydrated coatings.
Total coating weight is sometimes used as an indication of corrosion resistance.
It is derived by weighing a part having a known surface area before and after chemically stripping only the chromate film. Spot tests are used to test corrosion resistance by dissolving the chromate coating and reacting with the basis metal. The time required to produce a characteristic spot determines empirically the film thickness or degree of corrosion protection. It is advisable to use these tests as comparative tests only, always spotting an untreated and treated surface at the same time. Frequently, the spot tests are sufficient only to indicate differences between treated and untreated surfaces. Reproducibility is not good because aging affects the results.
آزمایشات شیمیایی و نقطه ای
مقدار کروم شش ظرفیتی در پوشش می تواند نشانه ای از حفاظت خوردگی توسط پوشش باشد. روشهای تحلیلی برای مقدار کمی از کروم بر روی رفتار سطوح نسبتا سریع، کمی، و تجدید پذیر می باشد.در نتیجه، تجزیه و تحلیل شیمیایی برای کروم در پوشش به عنوان یک ابزار با ارزش به نظر می رسد. با این حال، برای پیش بینی عملکرد پوشش شستشوی بیش از حد گرم ، یا استفاده بیش از حد آب مناسب نیست.
در مجموع وزن پوشش گاهی اوقات به عنوان نشانه ای از مقاومت در برابر خوردگی لحاظ می شود. فقط در پوشش کروماته وزن استخراج شده، ناحیه سطحی است که قبل و بعد ازchemically stripping (توسط واکنش شیمیایی قسمتی از سطح کنده شود) شناخته میشود.
آزمون نقطه استفاده شده برای تست مقاومت در برابر خوردگی با حل پوشش کرومات و واکنش با فلز پایه بنا گذاشته شده است. زمان مورد نیاز برای تولید یک نقطه مشخص تعیین تجربی ضخامت پوشش و یا درجه حفاظت در برابر خوردگی است دو سطحی که دارای پوشش و فاقد پوشش است همزمان تحت شرایطspotting قرار میدهند. اغلب تست هایspottingبرای نشان دادن تفاوت میان سطوح است.تکرار پذیری خوب ندارند زیرا افزایش عمر قطعه روی نتایج تاثیر می گذارد.
Performance Tests for Organic Finishes
Paint, lacquer, and other organic finishes on chromate conversion coatings are tested in numerous ways to evaluate bonding and corrosion protection. These include pencil-hardness, cross-hatch, bending, impact, and tape tests with or without prior exposure to water or salt spray.
تست عملکرد برای اتمام آلی (Performance Tests for Organic Finishes)
رنگ، لاک ، و دیگر مواد آلیپس از اتمام در پوشش تبدیلی کرومات در روش های متعدد برای ارزیابی چسبندگی و حفاظت در برابر خوردگی تست شده است. این خدمات عبارتند از مداد سختی(pencil-hardness)، هاشور زدن متقابل (cross-hatch)، خم شدن، ضربه، و آزمون نوار یا قرار گرفتن در معرض آب یا سالت اسپری(salt spray).
SPECIFICATIONS
A list of the more commonly used specifications covering chromate conversion coatings on different basis metals follows. Only the basic specification or standard number is listed, and reference should be made only to the appropriate revision of any particular document.
مشخصات
لیستی از مشخصات پوشش که در پوشش های تبدیلی کرومات معمولا با فلزات پایه ای مختلف استفاده می شود به شرح زیر است. تنها مشخصات عمومی و یا شماره استاندارد ذکر شده است، و مرجع تنها باید با اصلاح مناسب از هر سند خاص ساخته شود.
Aluminum
AMS 2473—Chemical Treatment for Aluminum Base Alloys—General Purpose
Coating
AMS 2474—Chemical Treatment for Aluminum Base Alloys—Low Electrical
Resistance Coating
ASTM D 1730—Preparation of Aluminum and Aluminum Alloy Surfaces for
Painting
MIL-C-5541—Chemical Films and Chemical Film Material for Aluminum and
Aluminum Alloys
MIL-C-81706—Chemical Conversion Materials for Coating Aluminum and
Aluminum Alloys
MIL-W-6858—Welding, Resistance: Aluminum, Magnesium, etc.; Spot and Seam
آلومینیوم
AMS 2473- فرایند شیمیایی برای پایه آلومینیوم و آلیاژها- هدف عمومی پوشش
AMS 2474- فرایند شیمیایی برای پایه آلومینیوم وآلیاژهای - پوشش با مقاومت الکتریکی پایین
ASTM D 1730- تهیه آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم برای سطوح رنگ آمیزی
MIL-C-5541- پوشش های شیمی و مواد شیمیایی پوشش برای آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیومی
MIL-C-81706- مواد شیمیایی برای تبدیل پوشش آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیومی
MIL-W-6858- جوش، مقاومت: آلومینیوم، منیزیم، و غیره؛ نقطات و درزها
Cadmium
AMS 2400—Cadmium Plating
AMS 2416—Nickel-Cadmium Plating, Diffused
AMS 2426—Cadmium Plating, Vacuum Deposition
ASTM B 201—Testing Chromate Coatings on Zinc and Cadmium Surfaces
MIL-C-8837—Cadmium Coating (Vacuum Deposited)
QQ-P-416—Plating, Cadmium (Electrodeposited)
کادمیوم
AMS 2400-آبکاری کادمیوم
AMS 2416- آبکاری نیکل کادمیوم ، منتشر
AMS 2426-آبکاری کادمیوم، رسوب خلاء
ASTM B 201-تست پوشش کرومات در روی و سطوح کادمیوم
MIL-C-8837- پوشش کادمیوم (خلاء رسوب)
QQ-P-416 آبکاری، کادمیوم (الکتریسیته و)
Magnesium
AMS 2475—Protective Treatments, Magnesium Base Alloys
MIL-M-3171—Magnesium Alloy, Process for Pretreatment and Prevention of
Corrosion on
MIL-W-6858—Welding, Resistance: Aluminum, Magnesium, etc.; Spot and Seam
منیزیم
AMS 2475- فرایند حفاظتی، پایه منیزیم و آلیاژ
MIL-M-3171-آلیاژ منیزیم، فرآیند پیشگیری از خوردگی
MIL-W-6858-جوش، مقاومت: آلومینیوم، منیزیم، و غیره؛ نقطات و درزها
Silver
QQ-S-365—Silver Plating, Electrodeposited, General Requirements for
نقره
QQ-S-365-آبکاری نقره، الکتریسیته، الزامات عمومی
Zinc
AMS 2402—Zinc Plating
ASTM B 201—Testing Chromate Coatings on Zinc and Cadmium Surfaces
ASTM D 2092—Preparation of Zinc-Coated Steel Surfaces for Painting
MIL-A-81801—Anodic Coatings for Zinc and Zinc Alloys
MIL-C-17711—Coatings, Chromate, for Zinc Alloy Castings and Hot-Dip
Galvanized Surface
MIL-T-12879—Treatments, Chemical, Prepaint and Corrosion Inhibitive, for
Zinc Surfaces
MIL-Z-17871—Zinc, Hot-Dip Galvanizing
QQ-Z-325—Zinc Coating, Electrodeposited, Requirements for
فلز روی
AMS 2402-آبکاری روی
ASTM B 201-تست پوشش کرومات در روی و سطوح کادمیوم
ASTM D 2092-تهیه گالوانیزه سطوح فلزی برای نقاشی
MIL-A-81801- پوشش آندایزینگ برای روی و آلیاژهای روی
MIL-C-17711-پوشش، کروماته، برای آلیاژ روی ریخته گری و سطح ورق گالوانیزه
MIL-T-12879-رفتارشیمیایی، پیش رنگ و بازدارنده های خوردگی، برای سطوح روی
MIL-Z-17871-روی، گالوانیزه گرم غوطه وری
QQ-Z-325- الکتریسیته مورد نیاز برای گالوانیزه
SPECIAL TREATMENTS
Solutions containing chromium compounds are used in some processes where
disagreement exists as to whether these form “true” chromate conversion coatings
or combination coatings, or act as passivating processes.
فرایند های خاص
دربرخی از محلول های حاوی ترکیبات کروم اختلاف نظر در آن فرآینده هست که آیا شکل واقعی پوشش تبدیلی کرومات درست است و یا پوشش های ترکیبی وجود دارد، و یا فرآیندهای روکش گذاری عمل میکند.
Electrolytic Processes
Although early chromate conversion coatings for zinc were electrolytically applied, this method has been largely replaced by immersion processes. More recently, the use of electric current has reappeared with solutions containing mixtures of chromates, phosphates, fluorides, etc., to produce “anodic coatings.” The coatings, however, are not similar to anodic coatings such as those produced on aluminum. The coatings on zinc surfaces are complex combinations of chromates, phosphates, oxides, etc. They are formed with 100-200 V AC or DC, and the fritted coating will withstand more than 1,000 hr of salt spray. The
process is used where outstanding corrosion resistance is needed. The coating also exhibits superior hardness, heat resistance, thickness, and dielectric strength when compared with normal chromate conversion coatings. Colors range from dark green to charcoal for different processes. Electrolytic treatments using chromium compounds are also applied to steel strip, where chromium along with oxides, etc., are deposited in a very thin, discontinuous film. These processes, which promote lacquer and paint adhesion, may be more chromium plate than chromate coating.
فرآیندهای الکترولیتی
اگر چه در اوایل پوشش تبدیلی کرومات برای روی الکترولیز استفاده شد، این روش تا حد زیادی توسط فرآیندهای غوطه وری جایگزین شده است.اخیرا، استفاده از جریان الکتریکی است با محلول های حاوی مخلوطی از کروماتها، فسفات، فلورید، و غیره برای تولید دوباره "پوشش آندی." جایگذین شده است،با این حال، پوشش، شبیه "پوشش آندی" نیست مانند آنهایی که بر روی آلومینیوم تولید شده.پوشش روی سطوح روی ترکیب پیچیده ای از کروماتها، فسفات، اکسیدها، و غیره هستند.آنها با ولتاژ100-200 AC یاDC تشکیل شده، و پوشش بیش از 1000 ساعت ازسالت اسپری(salt spray) را تحمل کند.این فرآیند هنگامی استفاده می شود که در آن مقاومت در برابر خوردگی زیاد مورد نیاز است.این پوشش همچنین سختی های ممتازی دارد ، مقاومت در برابر حرارت، ضخامت و قدرت دی الکتریک در مقایسه با پوشش های تبدیلی کرومات طبیعی ارائه میدهد. رنگ از سبز تیره تا طوسی برای فرآیندهای مختلف است.
فرایندهای الکتریکی ترکیبات کروم داراستفاده شده روی نوارهای فولادی، که با اکسیدها و غیره رسوب خیلی نازک پوشش ناپیوسته اعمال میشود.این فرآیند، که ترویج لاک و چسبندگی رنگ، ممکن است بیشتر ازصفحه کروم نسبت به پوشش کرومات است.
Coatings on Beryllium
It has been reported that chromate conversion coatings can be applied to beryllium to retard high-temperature oxidation in humid air.
پوشش در بریلیم
گزارش شده است که پوشش های تبدیلی کرومات را می توان به بریلیم اعمال کرد اکسیداسیون در دمای بالا و هوای مرطوب این کار را به تاخیر می اندازد.
Chromate-Phosphate Treatments
Chromate-phosphate treatments are based on chromate-phosphate mixtures and form a combination conversion coating on aluminum. The coating can appear practically colorless to a light-green hue. These treatments have been used to impact color for decorative purposes or to provide an imposed base for subsequent lacquer or paint operations.
فرایند کرومات - فسفات
فرایند کرومات فسفات برپایه مخلوط کرومات فسفات وبه شکل یک پوشش تبدیلی ترکیبی بر روی آلومینیوم است.پوشش می تواند به رنگ سبز روشن که عملا بی رنگ است به نظر برسد.این فرایندها رنگ را برای اهداف تزئینی یا به عنوان یک پایه برای تحمل لاک یا رنگ عملیات بعدی قرار میدهد.
