ABSTRACT

Masking is employed in most any meta    l finishing operation where only a specifically defined area of the surface of a part must be exposed to a process. Conversely, masking may be employed on a surface where treatment is either not required or must be avoided. This article covers the many aspects of masking for metal finishing, including applications, methods and the various types of masking employed.

چکیده

در هر فرایند آبکاری که قرار باشد تنها بخشی از سطح آبکاری شود از ماسک کردن استفاده می شود.  درواقع، ماسک پوششی است برای سطوحی که نباید آبکاری شوند. این مقاله جنبه های بسیاری از ماسک کردن را برای آبکاری فلزات شامل کاربرد، روش ها و انواع مختلف ماسک ها را بررسی میکند.

Keywords: masking, stop-off lacquers, tapes, selected area plating

کلید واژه: ماسک کردن، لاکهای، نوارها، آبکاری موضعی

Applications

In some cases, masking may be avoided, as in controlled depth plating where a part is of a geometry that allows only the portion requiring finishing to be immersed in the processing solutions. Masking (also called stop-off application) is employed in most any metal finishing operation where only a specifically defined area of the surface of a part must be exposed to a process. A partial list of the processing operations where masking is commonly employed is provided here.

کاربرد

در برخی موارد بنا بر شرایط، ممکن است نیازی به ماسک کردن قطعه کار نباشد، از جمله این موارد می توان به آبکاری غوطه وری قطعاتی با شکل هندسی خاص که تنها قسمت مورد نظر اجازه وارد شدن به وان آبکاری را دارد اشاره کرد. ماسک کردن (همچنین به نام متوقف کننده هم نامیده می شود) در بیشتر عملیات آبکاری فلزات که در آن تنها یک منطقه خاصی از سطح قطعه نیاز به پوشش دهی دارد استفاده می شود. لیستی از عملیات پرداخت کاری که در آنها عموما از ماسک کردن استفاده می شود، در اینجا ارائه شده است.

Masking may be employed in dry and wet processes. An example of a dry process where masking may be employed is a blasting cabinet, where defined areas are to be exposed to the media. Masking is also popular in brush plating, where defined areas are covered with the plating brush. Hard chromium and electroless nickel plating operations often utilize masks.

ماسک کردن ممکن است در فرایند های خشک و تر استفاده شود. محفظه انفجار (بلستینگ) بعنوان یک فرایند خشک است که در معرض یک الکترولیت قرار می گیرد و ممکن است از ماسک کردن استفاده شود. همچنین ماسک کردن در آبکاری موضعی که تنها یک قسمت خاص آبکاری می شود و سایر قسمتها باید پوشانده شوند تا در معرض آبکاری قرار نگیرند نیز معمول است. در عملیات پوشش کروم سخت و نیکل الکترولس اغلب از ماسک استفاده می کنند.

Masking may also be employed to limit anodic coatings to specific areas or to apply multiple anodic coatings over the same part. For example, an aluminum part may be type II anodized in one area and type III anodized in another.

همچنین ممکن است از ماسک کردن برای محدود کردن پوشش های آندی به مناطق خاص و یا برای پوشش های چندگانه آندی بر روی یک قسمت مشابه استفاده شود. به عنوان مثال، ممکن است بر روی یک قطعه آلومینیوم در یک قسمت آندایز نوع II و در قسمت دیگر آندایز نوع III اعمال شود.

Masking may also be employed in the application of chem film, black oxide or phosphate coatings.

همچنین از ماسک کردن در فرایندهای مبتنی بر تشکیل فیلم شیمیایی همانند پوشش های سیاه کاری و فسفاته استفاده شود.

Chem milling operations on aluminum or titanium typically employ masking to achieve selective dimensional changes and specific shapes.

به طور معمول برای بدست آوردن تغییرات ابعادی و اشکال خاص در عملیات شیمیایی فرزکاری بر روی آلومینیوم یا تیتانیوم از ماسک کردن استفاده می شود.

Aerospace finishing often requires a part be held in place with an in-house custom produced jig or fixture which requires protection from chemical solutions via masking materials. Maskants may also be employed to repair damage to the protective coatings typically found on racks (Plastisol) temporarily.

هنگام آبکاری قطعات فضاپیماها اغلب نیاز است تا قطعه در محل خود توسط یک جیگ یا لنز نگاه داشته شود. در عین حال این نگاهدارنده  نباید در معرض مستقیم محلولهای شیمیایی قرار بگیرد، لذا برای این منظور از ماسک کردن استفاده می شود. شما همچنین میتوانید از ماسک کردن بعنوان یک پوشش موقت برای محافظت رکهایی که دچار آسیب دیدگی شده اند نیز استفاده کنید.

Masking methods

Masking methods fall into permanent and temporary categories. Temporary masks include waxes, tapes, paints and any other methods where the maskant is applied, used one time, removed and disposed of or recycled.  Permanent masks are designed to conform to a specific geometry and are made of materials that resist chemical attack to the point where they can be used many times without degradation.

روشهای ماسک کردن

روشهای ماسک کردن به دو دسته دائمی و موقت تقسیم می شوند. ماسکهای موقت شامل واکسها، چسب ها، رنگها و هر روش دیگری که در آن ماسک اعمال شده بعد از اتمام فرایند جدا سازی شده و در نهایت امحاء یا بازیافت می شود. ماسک های دائمی برای یک مورد با شکل هندسی مشخص طراحی شده و جنس آنها به نحوی است که دارای مقاومت شیمیایی بالایی بوده و از اینرو می توان آنها را چندین بار بدون تخریب استفاده کرد.

The production of these masking methods is expensive and typically needs to be justified by large production runs or by some other advantage such as higher coating quality. Permanent masks generate a low level of waste over time, while temporary masks, especially tapes, generate a large volume of spent material that typically requires disposal as hazardous waste.

این روشهای تولید ماسک گران قیمت هستند و به طور معمول لازم است در حجم زیاد و یا با سایر مزایا از قبیل پوشش با کیفیت بالاتر تولید شوند. ماسک های دائمی در طول زمان، ضایعات کمتری را ایجاد می کنند، در حالی که ماسک های موقت، به ویژه چسبها، مقدار زیادی از مواد مصرف شده را تولید می کنند که به طور معمول تحت عنوان زباله های خطرناک نیاز به دفع شدن دارند.

No one method of masking is suitable for all stop-off operations. Each has its own advantages and disadvantages.

هیچ یک از روشهای ماسک کردن مناسب کلیه عملیات آبکاری نمی باشد. چراکه هرکدام دارای معایب و مزایای مخصوص به خود هستند.

In some cases, the masking technique is specific to one type of operation. For example, copper plating is used as stop-off for carburization processes, because copper resists the diffusion of carbon. Also, anodic films do not conduct electricity well, so they can be used as stop-off for selective plating and hard coat anodizing.

در برخی موارد، تکنیک ماسک مخصوص یک نوع عملیات خاص است. به عنوان مثال، آبکاری مس بعنوان یک ماسک پوششی فرایندهای کربناسیون استفاده می شود، زیرا مس در مقابل نفوذ کربن مقاوم است. همچنین فیلم های آندی هادی خوبی برای جریان الکتریسیته نمی باشند، بنابراین می توان آنها را به عنوان یک پوشش ماسک برای آبکاری موضعی و آندایز پوشش سخت استفاده کرد.

Plastic coated magnetic sheets that can conform and adhere to steel surfaces by magnetic force have been used by some platers. These are easy to remove and use multiple times.

ورق های مغناطیسی پلاستیکی پوشش داده شده که می توانند توسط نیروی مغناطیسی به سطوح فولادی متصل شوند بعنوان نوع خاصی از ماسک توسط بعضی از آبکارها استفاده شده اند.

Stop-off lacquers

The most widely used stop-off materials are lacquers. There are a number of formulations commercially available, but the quick drying vinyl lacquers are the most commonly used stop offs for hard chromium plating. These feature application ease, adequate adhesion and ease of removal. Since they do not normally go through cleaning cycles, they are not strong in their resistance to alkaline cycles and cleaners. 

لاکها

لاکها بعنوان معمولترین ترکیباتی هستند که بعنوان ماسک مورد استفاده قرار می گیرند. فرمولاسیونهای تجاری زیادی برای این دسته ترکیبات وجود دارد اما لاکهای برپایه وینیل با قابلیت خشک شوندگی سریع یکی از رایجترین انواع این لاکها بویژه در آبکاری کروم سخت محسوب می شوند. این ویژگی ناشی ازاعمال ساده، چسبندگی کافی و جدا کردن ساده این لاکها است.

 Depending on the complexity of a part and the drying time of the lacquer, it may take 30 to 40 minutes to apply three to five coats of lacquer, which is the minimum considered adequate for elimination of porosity. After plating, the lacquer is peeled, or chemically removed with a solvent.  It is usually best to remove the lacquer at the conclusion of the plating cycle. If allowed to remain for days, the lacquer will become especially hard to remove.

بسته به پیچیدگی قطعه و زمان خشک شدن لاک، ممکن است 30 تا 40 دقیقه طول بکشد تا سه تا پنج لایه لاک روی سطح اعمال شود، که این تعداد لایه از لاک برای حذف تخلخل روی سطح ماسک کافی می باشد. پس از آبکاری، لاک را به روش پوست کردن جدا کرده یا با استفاده از حلال های شیمیایی از روی سطح شیمیایی برداشته می شود. اگر بعد از اتمام فرایند آبکاری ماسک به مدت چند روز روی قطعه باقی مانده باشد، جدا کردن لاک خیلی سخت تر خواهد شد.

Lacquers especially designed for hot alkaline cycles and acids are also available. These stress adhesion and maximum chemical resistance and consequently, are not easy to remove after plating. Tenacity through the baths and removability after the cycle are polarities which always represent a formulating compromise. Some lacquers feature ease of stripping but these may not exhibit the best adhesion.

این لاک ها طوری طراحی شده اند که برای چرخه های قلیایی گرم و اسیدها نیز قابل استفاده باشند. این شدت چسبندگی و حداکثر مقاومت شیمیایی در نتیجه باعث شده اند که جدا کردن ماسک از روی سطح قطعه بعد از آبکاری چندان هم کار ساده ای نباشد. استحکام ماسک در حمام و امکان جداسازی آن بعد از اتمام فرایند آبکاری، دو نکته اساسی هستند که هنگام فرمولاسیون باید مد نظر قرار بگیرند. برخی از لاک ها به راحتی از روی سطح جدا می شوند، اما ممکن است دارای چسبندگی خوبی در داخل حمام نباشند.

Virtually all stop-off lacquers may be air dried. However, the required time will vary with such factors as coating thickness, temperature and humidity. Since they all contain volatiles which must be evaporated before immersion in hot solutions, force drying is recommended when possible, to eliminate some of the variables. This may be accomplished by forced air, hot plates, or even ovens. Failure to completely dry the film may result in blisters, pin-holing and plate-through. Force drying will also usually enhance adhesion for tough cycles.

تقریبا تمام لاکهایی که بعنوان ماسک استفاده می شوند قابل خشک شدن هستند. با این حال، زمان مورد نیاز متناسب با عواملی مانند ضخامت پوشش، دما و رطوبت متفاوت خواهد بود. از آنجایی که همه لاکها حاوی مواد فراری هستند که قبل از غوطه ور شدن در محلول های داغ باید تبخیر شوند، توصیه می شود تا برای از بین بردن برخی از متغیرها در صورت امکان از خشک کردن اجباری استفاده شود. این فرایند ممکن است توسط فشار هوا ، صفحات داغ، و یا حتی توسط آون انجام شود. عدم خشک شدن کامل فیلم ممکن است موجب تبله کردن، بروز حفره شود.

Waxes

Two commonly used types of waxes are high temperature chlorinated synthetic waxes and petroleum based microcrystalline, low-temperature waxes. The latter are much more widely used because they are less expensive, and because they present a lower level of toxicity.

واکسها

 دو نوع معمول از انواع واکس عبارتند از واکسهای سنتزی کلرینه شده با دمای بالا و واکسهای میکروکریستال پایه روغنی با دمای پایین. واکس نوع دوم بدلیل ارزانتر بودن و سمیت کمتری که دارند بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.

A part must lend itself to dipping in order to use a wax. When practical, a wax is the most economical, most efficient method of masking because the wax may be salvaged and re used.

برای اعمال واکس بر روی سطح، قطعه باید در واکس غوطه ور شود. در عمل، واکس ارزان ترین و کارآمد ترین روش ماسک کردن است زیرا می توان آن را جمع آوری کرده و مجددا مورد استفاده قرار داد.

The low temperature waxes melt at about 180°F, and will begin to soften and sag in the neighborhood of 145 to 150°F. For this reason, they should not be used in solutions operating higher than 150°F.

واکسهای دما پایین در حدود 180 درجه فارنهایت ذوب می شوند و در محدوده 145 تا 150 درجه فارنهایت سفت و سخت می شوند. به همین دلیل، نباید از آنها در محلولهایی با دمای بیش از 150 درجه فارنهایت استفاده شود.

High temperature waxes are liquid at about 300°F. These waxes can take anything in a plating cycle. Some may be made from chlorinated formulations, posing an odor and toxicity problem.

واکسهای دما بالا در حدود دمای 300 درجه فارنهایت مایع می شوند. این واکسها می توانند هر چیزی را در یک چرخه آبکاری بگیرند. فرمولاسیون بعضی از آنها ممکن است بر پایه ترکیبات کلرینه شده باشد، که باعث بوجود آمدن مشکلاتی از قبیل بوی بد و سمیت می شوند.

In order to obtain optimum adhesion with wax, the first coat should be only virgin wax and should be applied to a hot part. This can be achieved by preheating the part, in an oven or vapor degreaser, or leaving it in the wax pot until it has achieved temperature. The resultant first coat is very thin, but will be adherent.

برای اینکه واکس مورد استفاده دارای حداکثر میزان چسبندگی باشد، اولین پوشش باید از واکس نو و تمیز بوده  و سطح قطعه حتما گرم شود. قطعه را می توان در آون یا بر روی بخار چربیگیر و یا با قرار دادن قطعه در ظرف واکس تا زمانیکه دمای آن به حد کافی بالا برود، گرم کرد. نتیجه این فرایند این خواهد شد که اولین لایه واکس بسیار نازک اما پایدار خواهد بود.

One advantageous technique is to maintain two wax pots, one at a higher temperature, to apply the first thin coat and to facilitate removal after plating. Subsequent coats are applied as the part cools, and heavier deposits obtained.

یک روش مفید این است که از دو ظرف واکس استفاده کنید، یکی در دمای بالاتر، برای اعمال اولین پوشش نازک و برای تسهیل حذف ماسک پس از فرایند آبکاری. سپس لایه های بعدی را پس از خنک شدن لایه اول به منظور بدست آوردن یک ماسک ضخیم تر اعمال کنید.

After wax coating, the wax is manually removed from areas to be plated using cutting and scraping. Many operators prefer to trim the wax while it is still warm and easily carved and shaped. The waste trim should be tapered down to the area that is to be plated. This leaves only a thin residue on the areas to be plated, and reduces the tendency of the chromium deposit to build up at the wax border. After the part fully cools, the thin waxy residue, on any areas to be plated, is removed with live steam, solvents, pumice or water-slurry abrasive blasting.

پس از اتمام فرایند آبکاری، واکس به صورت دستی با برش و خراش از روی سطح برداشته می شود. بسیاری از اپراتورها ترجیح می دهند واکس را در حالی که هنوز هم گرم است و به راحتی قابل جدا کردن و شکل دادن است از روی سطح پاک کنند.

این مسئله باعث می شود که یک لایه نازک واکس در قسمتهایی آبکاری شده باقی بماند و باعث کاهش تمایل پوشش کروم  در مرز قسمتهای واکس زده شده می شوند. بعد از اینکه قطعه به طور کامل خنک شد، باقی مانده­ی جزئی واکس، در هر ناحیه ای که باید آبکاری شود توسط جریان بخار، حلال ها، پمپاژ و یا به روش سایش آب حذف می شود.

After plating, the wax is removed by immersion in the hot used wax tank or in hot water or in a vapor degreaser. At least one plater has had great success by immersing the waxed part in the used wax tank to remove the bulk of the wax, followed by a hot (260°F) oil immersion followed by an alkaline electrocleaner. This eliminates vapor degreasing.

پس از آبکاری، با غوطه وری قطعه در مخزن واکس داغ یا در آب گرم و یا در بخار جربیگیر می توان واکس روی سطح را زدود. حداقل یک آبکار موفق شده است با غوطه ور کردن قطعه درون وان واکس داغ، قسمت اعظم واکس را جدا کند، و پس از آن با فرو بردن در روغن (260 درجه فارنهایت) و نهایتا با استفاده از چربیگیری برقی قلیایی واکس بطور کامل پاکسازی می شود. این روش عملا پاکسازی توسط بخار را حذف می کند.

Wax pots are typically heated with electric heaters or oil jacketed tanks. The heat source should never directly touch the container holding the wax, as excessive temperature can decompose the wax, leading to poor adhesion.

برای گرم کردن ظرف واکس معمولا از هیترهای الکتریکی یا حمام های روغن استفاده میشود. منبع گرمایش هرگز نباید در تماس مستقیم با مخزن نگهداری واکس باشد در غیر اینصورت بعلت بالا رفتن دما ممکن است واکس تجزیه شود که این خود عاملی برای چسبندگی ضعیف واکس به سطح قطعه می باشد.

Poor adhesion can also result from using a wax that has been contaminated with too much chromic acid (from re-use of masked wax).

علاوه بر این استفاده از واکس آلوده شده به مقادیر زیادی کرومیک اسید (ناشی از استفاده مجدد واکس) نیز میتواند باعث بروز ضعف در چسبندگی ضعیف شود.

Stop-off tapes

Platers and anodizers utilize stop-off tapes to avoid coating specific areas of parts. Plater’s tapes fall into two categories, metallic and non-metallic. Because they conduct current, metallic tapes are utilized in applications and locations where the maskant needs to draw some current away from the area to be plated (current robbers). Non-metallic tapes act as insulators.

ماسکهای نواری

عموما کسانی که در صنعت آبکاری و آندایز فعال هستند، از نوارهای ماسک کننده جهت پوشاندن و ممانعت از پوشش گرفتن نواحی خاص قطعه استفاده می کنند. این نوارهای ماسک کننده آبکاری به دو دسته فلزی و غیر فلزی تقسیم می شوند. از آنجایی که نوارهای فلزی هادی جریان برق هستند، لذا این نوارها بیشتر در موارد و مواقعی که نیاز به کاهش دانسیته جریان در قسمت آبکاری شونده باشد استفاده می شوند. بعبارتی این نوار فلزی اصطلاحا برق دزدی می کند. این درحالی است که نوارهای غیر فلزی عمدتا نقش عایق دارند.

Features to look for in all tapes are a high level of tensile strength (resistance to tearing), chemical resistance of both tape and adhesive, service temperature and type of adhesive (and its long term compatibility with the solutions to be employed). Tapes come in various thicknesses. The thicker versions tend to be employed in more abrasive conditions, while the thinner versions are utilized in applications where maximum flexibility is required. Thicker tapes are harder to manipulate into specific shapes, while thinner tapes are easier, but less abrasion resistant.

ویژگی هایی که در همه نوارها جستجو می شود، سطح بالای مقاومت کششی (مقاومت در برابر پاره شدن)، مقاومت شیمیایی نوار و چسب، دمای کاری و نوع چسب است (و سازگاری طولانی مدت آن با محلولهایی که باید استفاده شود). نوارها در ضخامت های مختلف تهیه می شوند. نمونه های ضخیم تر در شرایط بیشتر سایشی استفاده می شوند، در حالی که نمونه های نازک تر در مواردی استفاده قرار می گیرند که در آن حداکثر انعطاف پذیری مورد نیاز است. شکل دهی دستی نوارهای ضخیم تر در مقایسه با نوارهای نازکتر سختتر است اما مقاومت به سایش و خراش نوارهای نازکتر کمتر است.

Metallic tapes

Metallized tapes may be used to draw current away from high current density surfaces such as edges and sharp geometric shapes (Fig. 1). Because they are conductive, metal tapes “rob” some of the current, leaving a better defined border, reducing/eliminating the production of “trees” or “nodules” at sharp edges of parts.

نوارهای فلزی

نوارهای فلزی را میتوان برای برای کاهش دانیسته جریان قسمتهایی که دانسیته جریان بالایی دارند ،مانند لبه ها و نقاط تیز، استفاده کرد (شکل 1). باتوجه به اینکه نوارهای فلزی رسانا هستند میتوانند بخشی از جریان را گرفته، از نظر هندسی و اختلاف دانسیته جریان در سطح، شرایط را یکنواخت تر میکنند و تولید پوششهای درختی یا گره مانند را در لبه های تیز قطعات کاهش داده یا بطور کامل حذف میکنند.

Figure 1 - Application of a metallic tape.

شکل 1: استفاده از یک نوار فلزی

Care must be taken to make good electrical contact between the metal of the tape and the part to be plated. Some platers use metal tapes that have no adhesive, utilizing an overlap of plastic tape to provide support and adhesion. A second (and sometimes a third layer) layer of plastic tape is commonly applied over the metal foil tape to hold it snugly in place and make a better seal.

باید مراقب باشید که اتصال الکتریکی خوبی مابین بین نوار فلزی و قسمت آبکاری شونده ایجاد شود. بعضی از آبکارها از نوارهای فلزی بدون چسب استفاده می کنند، و در عوض بجای آن از نوار پلاستیکی استفاده می کنند تا هم پوشش دهی را بهتر کند و هم خاصیت چسبندگی داشته باشد. معمولا یک لایه دوم (و گاهی اوقات یک لایه سوم) از نوار پلاستیکی بر روی نوار فویل فلزی به کار می رود تا آن را در محل مورد نظر بخوبی نگاه دارد و مهر و موم را بهتر کند.

In hard chromium plating, aluminum tape is used wherever possible. Lead is only used if the part is going to be exposed to a caustic (high pH) environment, which would destroy aluminum. In rare cases, lead tape has been used as auxiliary anode material.

در آبکاری کروم سخت، هر جا که ممکن باشد از نوار آلومینیومی استفاده می شود. از نوار سربی تنها در صورتی استفاده می شود که قطعه مورد آبکاری در معرض محیط قلیایی (pH بالا) که آلومینیوم را از بین می برد، قرار گیرد. در موارد نادر، نوار سرب به عنوان آند کمکی استفاده شده است.

Lead tapes are compatible with anodizing processes but (with the exception of hexavalent chromium solutions) they cannot be used in most any electroplating solutions, as lead is a contaminant in such solutions at very low (few ppm) concentrations.

نوار سرب با فرآیندهای آنودایز سازگار است اما (به استثنای محلولهای کروم شش ظرفیتی) در اکثر محلولهای آبکاری قابل استفاده نیستند، زیرا سرب در چنین محلول هایی حتی با غلظت های بسیار کمی (ppm) یک آلاینده محسوب می شود.

Lead foil tapes do not have the same degree of conformability as vinyl tape. They have very good thermal properties and will perform over a wide variety of temperature conditions (-65°F to 225°F; -54°C to 106°C). Lead is not as conductive as aluminum. The adhesive for lead tapes is typically a rubber or acrylic based formulation. Adhesive free lead tape is also available.

نوار فویل سربی از نظر استحکام  با نوار وینیل متفاوت است. آنها دارای خواص حرارتی بسیار خوبی هستند و در شرایط مختلفی از درجه حرارت (65- تا 225 F° ؛ C° 54- تا 106 ) بخوبی عمل می کنند. رسانایی سرب کمتر از آلومینیوم است. معمولا برای چسباندن نوارهای سربی از چسبهایی لاستیکی یا اکریلیکی استفاده می شود.

Aluminum foil tapes are compatible with many electroplating operations, and can also be used to mask parts for paint stripping and in select (non-caustic) etching applications up to 125°C.

نوارهای فویل آلومینیومی با بسیاری از عملیات آبکاری سازگار هستند و همچنین می توانند برای ماسک کردن قطعات در فرایندهای لایه برداری رنگ و اچینگ انتخابی (البته بجز درمواردی که محلول قلیایی باشد) تا 125 درجه سانتیگراد استفاده شوند.

The tape is typically obtained in a “dead soft” condition which allows the aluminum to better replicate geometric surfaces. Aluminum is less expensive than lead and has better flexibility. The adhesive for aluminum tapes is typically an acrylic compound, but adhesive-free tape may also be employed.

این نوارها به طور معمول در شرایط " dead soft"  (فاقد هرگونه استرس و تنش درونی) به دست می آیند که اجازه می دهد تا آلومینیوم بهتر به دور سطوحی که دارای  هندسه خاصی هستند پیچیده شود. از طرفی آلومینیوم ارزان تر از سرب است و دارای انعطاف پذیری بهتر است. چسب نوارهای آلومینیومی معمولا یک ترکیب برپایه اکریلیک است، اما ممکن است از نوار های بدون چسب نیز استفاده شود.

Glass tapes

Glass tapes are the most commonly employed masking devices in HVOF spray and some blasting operations, due to their high temperature resistance and the toughness of these tapes. These tapes can withstand temperatures ranging from -54° to 232°C (-65° to 450°F).

نوارهای شیشه ای

نوارهای شیشه ای به علت مقاومت به حرارت بالا و استحکام زیادی که دارند اغلب بعنوان ماسک در دستگاههای اسپری HVOF و بعضی از عملیات انفجاری مورد استفاده قرار می گیرند. این نوارها می توانند در محدوده دمای 54- تا 232 درجه سانتیگراد (65- تا 450 درجه فارنهایت) مقاوم باشند.

These tapes have a low level of flexibility (8% elongation), so they cannot easily be applied to complex geometric surfaces.

این نوارها دارای انعطاف پذیری کمی هستند (طول کشش 8٪) ، بنابراین آنها را نمیتوان برای سطوح هندسی پیچیده بکار برد.

Plastic tapes

Non-metallic tapes come in numerous polymer types, thicknesses and widths. Tapes may be manufactured with no adhesive (self-adhering) or with any one of a number of adhesives, which must be matched with the chemistries of the processes employed. For example, hycar-nitrile adhesive is very resistant to chemical attack by chromic acid.

نوارهای پلاستیکی

نوار های غیر فلزی در انواع مختلف پلیمری، ضخامت و عرض وجو دارند. این نوارها ممکن است بدون چسب (خود چسبنده) باشند و یا متناسب با ماهیت شیمیایی با یکی از انواع چسبهای موجود در بازار مورد استفاده قرار بگیرند. به عنوان مثال، چسب هیکر نیترول در برابر حمله شیمیایی کرومیک اسید بسیار مقاوم است.

Some tapes are thin and flexible enough to provide optimum wrapping characteristics for sealing and draining without adhesives. The ends may be sealed with an adhesive by melting with a heat gun, or by applying a solvent to the tape.

برخی از نوارها به اندازه کافی نازک و انعطاف پذیر هستند تا قادر باشند بدون استفاده از چسب به دور سطح پیچیده شده و آن را به بهترین شکل ممکن مهرو موم کنند. انتهای کار می تواند با یک چسب که حاصل ذوب کردن نوار توسط یک تفنگ حرارتی یا با استفاده از یک حلال مخصوص نوار باشد، مهر و موم شود.

On flat surfaces, or where wrapping cannot be performed, pressure sensitive adhesive tapes must be used.

در سطوح مسطح یا قسمتهایی که امکان پیچاندن نوار به دور سطح وجود ندارد، باید از چسبهای نواری حساس به فشار استفاده شوند.

The higher thickness tapes (5 to 6 mils) and abrasion-resistant glass tapes are typically employed as effective stop-offs for abrasive blasting operations or for HVOF spray stop-off.

نوارهای ضخیم تر (5 تا 6 میلی متر) و نوارهای شیشه ای مقاوم در برابر سایش معمولا به عنوان ماسک های موثر برای عملیات سایش توسط بلستینگ یا  ماسک اسپری HVOF استفاده می شوند.

Most non-pressure-sensitive tapes are supplied with a sealing adhesive to cement the ends after the wrap. As tension is employed in the wrapping operation, in order to achieve maximum grip, this tension should be relaxed prior to sealing the cemented end of the tape. Otherwise, the tape will begin to retract before the seal is produced. A seal can also be achieved with non-adhesive tapes, by heating the leading edge of the tape to the melting point.

اکثر نوارهای غیر حساس به فشار با یک چسب جهت مهروموم کردن انتهای نوار بعد از پیچیدن دور قطعه در بازار عرضه (فروخته) شوند. از آنجایی که هنگام نوار پیچ کردن قطعه، سطح تحت تنش قرار می گیرد، لذا، برای رسیدن به حداکثر چسبندگی، این تنش باید قبل از مهر و موم کردن انتهای نوار رها سازی شود. در غیر این صورت، نوار پیش از  اینکه انتهای کار بسته شود جمع می شود. برای چسباندن نوار الزاما نیازی به استفاده از چسب نیست بلکه با گرم کردن لبه های نوار تا حد ذوب شدن نیز میتوان آن را روی سطح چسباند.

Plastic tapes are the most commonly employed masking devices in plating and anodizing facilities. A broad range of plastic types, thicknesses, strengths and flexibilities are available, as are a variety of colors.

نوارهای پلاستیکی به طور معمول در تجهیزات مورد استفاده در وسایل آبکاری و آندایزینگ  بکار برده می شوند. طیف گسترده ای از انواع نوارهای پلاستیکی، با ضخامت و انعطاف پذیری های متنوع و در رنگ ها گوناگون در دسترس هستند.

Using tape may appear to be a simple task, but a significant amount of skill needs to be employed to avoid breeches resulting in solution getting into places it should not or nodules plated over surfaces that should be plate-free.

استفاده از چسبهای نواری ممکن است یک کار ساده به نظر برسد، اما در واقع برای اطمینان از اینکه  نوار هنگام ورود به محلول و حین انجام فرایند شل نشده و از جای خود در نیاید و یا محلول آبکاری به زیر آن نفوذ نکند و از عدم آبکاری مناطقی که باید پوشانده باشند اطمینان کافی داشته باشیم حتما به مهارت قابل توجهی نیاز است.

When taping parts where wrapping is feasible, non-pressure sensitive tape with no adhesive may be employed. The tape needs to overlap as each winding is applied and often as many as three layers are used to assure full coverage and sealing of the masked surfaces.

در مورد قطعاتی که امکان ماسک کردن به روش نوار پیچی دارند عموما برای چسباندن نوار از روش فشاری استفاده نمی شود. برای اطمینان از ماسک شدن کامل سطح، باید لبه هر دور نوار با لبه نوار قبلی کمی هم پوشانی داشته باشد و عموما در سه لایه اجرا شود تا سطح کامل ماسک شود.

During wrapping, just the right pressure stretches the tape enough to produce the required pressure for the adhesive to function properly.

در طول پیچاندن نوار، همان فشار ناشی از کشیدن برای فراهم کردن فشار مورد نیاز جهت به درستی چسبیدن نوار به سطح قطعه کافی است.

On flat surfaces, or where wrapping cannot be performed, pressure-sensitive tapes with acrylic or hycar-nitrile adhesives must be used.

در سطوح مسطح یا قسمتهایی که امکان پیچاندن نوار به دور سطح وجود ندارد، باید از چسبهای نواری حساس به فشار همراه با چسبهای آکریلیک یا هیکر نیتریل استفاده شوند.

Frequently two or more conventional stop-off materials are used in conjunction with each other, to take advantage of the benefits of each.

عموما برای پوشاندن سطح از دو یا چند ماسک متداول در رابطه با یکدیگر استفاده می شود تا همزمان از مزایای هر یک از آنها استفاده شود.

Hot melts and proprietary products

Hot melts operate in a similar fashion to waxes. They are predominantly of the butyrate family. They can be efficiently applied, trimmed and re-used. They do not provide the optimum in adhesion, are fairly expensive, and possess an odor which is often considered objectionable.

محصولات ذوب داغ و اختصاصی

ذوب داغ به نحوی مشابه با واکس عمل می کند. این نوع ماسک عموما از خانواده ترکیبات بوتیرات است. آنها می توانند به طور موثر اعمال شوند، سپس از روی سطح تراشیده شده و مجددا مورد استفاده قرار بگیرند. این نوع از ماسکها چسبندگی چندانی ندارند، نسبتا گران هستند و حاوی بویی هستند که چندان خوشایند نیست.

Use of butyrate based hot melts in solutions containing wetting agents may result in extraction of plasticizers from the maskant and organic contamination of some plating solutions.

استفاده از ماسک های ذوب داغ برپایه بوتیراتها در محلول حاوی مواد تر می تواند باعث استخراج پلاستیسایزرهای مربوط به ماسک و آلودگی های آلی برخی محلول های آبکاری شود.

Lacquers and tapes are prone to leaching from strong chemical solutions, at times resulting in cracked, leached maskant and contaminated processing solutions. A number of polymer/resin based masking products are commercially available from several suppliers. One such product is shown in Fig. 2.

لاکها و نوارها در محلولهای شیمیایی قوی در معرض لیچینگ قرار میگیرند، که این مسئله در بعضی موارد باعث ترک خوردن، تکه تکه شدن ماسک و آلوده شدن محلولها می شود. درحال حاضر از طریق چندین تامین کننده تعدادی از محصولات ماسک کننده پلیمری/رزینی در دسترس هستند. یکی از این محصولات در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2: نمونه ای از یک ماسک پلیمری/رزینی

These maskants provide excellent flow properties, bubble resistance and adhesion values. They are popular in anodizing, chemical milling, electroless plating applications, and many electroplating processes, including hard chromium.

این ماسک ها دارای خواصی چون سیالیت فوق العاده، مقاومت در مقابل حباب زنی و چسبندگی بالا هستند. آنها در آندایزینگ، فرآوری مواد شیمیایی، فرایندهای آبکاری الکترولس و بسیاری از فرآیندهای آبکاری دیگر، از جمله کروم سخت معمول هستند.

For full protection, numerous coats may be required. Curing these coatings can be accomplished by air drying for periods of three or more hours. The maskant can also be oven-dried at 70°C (160°F) for 30 minutes.

برای حفاظت کامل، ممکن است پوشش های متعددی مورد نیاز باشد. پخت کردن اين پوششها ميتواند با خشک كردن توسط جریان هوا در مدت سه ساعت يا بيشتر انجام شود. همچنین ماسک می تواند در دمای 70 درجه سانتیگراد (160 درجه فارنهایت) در مدت 30 دقیقه خشک شود.

Recommended film thicknesses vary depending upon the actual product and processes employed. Typically they are 0.2 to 0.5 mm for hard chromium and 0.5 to 1.0 mm for other electroplating solutions.

ضخامت توصیه شده فیلم اعمال شده بر روی سطح  بسته به محصول واقعی و فرایندهای مورد استفاده متفاوت است. به طور معمول برای کروم سخت 0.2 تا 0.5 میلی متر و برای سایر محلولهای آبکاری 0.5 تا 1.0 میلیمتر مناسب است.

These products typically contain one or more solvents. Some of these pose fire/explosion hazards. Typical solvents include toluene, xylene, VM&P naphtha, perchloroethylene and others.  

این محصولات معمولا حاوی یک یا چند حلال هستند. بعضی از این موارد خطراتی همچون آتش سوزی / انفجار را دربردارند. حلال های معمولی شامل تولوئن، زایلن، VM و P نفتا، پرکلرو اتیلن و غیره هستند.

Permanent masks

Permanent masks typically are either off the shelf basic shapes such as tubing and stoppers which may be molded from polyethylene, polypropylene, rubber or PVC. Stoppers and tubing may be employed to cover holes and protrusions respectively as shown in Fig. 3.

ماسکهای دائمی

ماسک های دائمی معمولا از اشکال پایه قفسه ای مانند تیوب ها و پراب ها هستند که ممکن است از پلی اتیلن، پلی پروپیلن، لاستیک یا PVC ساخته و غالبگیری شوند. همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است پرابها و تیوبها ممکن است برای پوشاندن حفرات و برامدگی ها بکار برده شوند.

Figure 3 - Masking of holes and protrusions with stoppers and tubing.

شکل3: ماسک کردن حفرات توسط ماسکها و تیوپها

Rubber masks are superior in retaining their elasticity and affecting the snap-tight fit usually required, as opposed to the cold-flow properties of vinyl. Rubber masks, however, have some inherent chemical limitations, such as attack in chromic acid.

ماسک های لاستیکی از نظر حفظ الاستیسیته خود و در مواردی که نیاز به مقاومت در برابر ضربه خوردن شدید باشد، در مقایسه با خواص جریان سرد وینیل دارای برتری هستند. با این حال، ماسکهای لاستیکی، با برخی از محدودیت های ذاتی شیمیایی، مانند عدم مقاومت در مقابل حمله کرومیک اسید مواجه هستند.

Reference

By Frank Altmayer

NASF Technical Education Director, Scientific Control Laboratories, Chicago, Ill.

https://www.pfonline.com/articles/masking-for-surface-finishing

Prepared by research and development unit of jalapardazan (JP)

September 2018

تهیه شده در واحد پژوهش و گسترش جلاپردازان پرشیا(JP)

مهر 1397