مقاله آماده كردن فلزات براي استفاده در ساخت بدنه خودرو

 nx دارای 83 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است فایل ورد nx  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد. این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد بخشی از متن nx : آماده كردن فلزات برای استفاده در ساخت بدنه خودرو علاوه بر ساختار شیمیایی فلزات، ساختار سطح فلزات نیز بر روی خواص ظاهری سیستم رنگی كه در مراحل بعد اعمال می‌شود مؤثر می‌باشند. ساختار سطح فلزات كم و بیش متأثر از پروسه تولید فلزات و نحوه شكل دهی آنها می‌باشد. به همین دلیل زبری سطح فلز را طی عملیات تمیزكاری بوسیله برس زنی، سندینگ و بلاستینگ بوسیله ذرات فولادی یا سند، تغییر می‌دهند، تا بوسیله ایجاد زبری مناسب خواص سیستم رنگ را بهبود دهیم. از آنجا كه خواص ظاهری و حفاظتی لایه‌های رنگ كه در مراحل بعد اعمال می‌شوند وابستگی شدیدی به ساختار سطح فلزات دارد، به همین علت در نظر گرفتن فاصله قله تا دره و اختلاف بین بلندترین قله و عمیق‌ترین دره اهمیت بالایی دارد. در صورتیكه زبری سطح فلز زیاد باشد حتی بعد از اعمال لایه‌های مختلف رنگ می‌توان به وضوح تأثیر آن را پس از اعمال رنگ رویه مشاهده كرد. در شكل زیر یك نمونه از میزان تأثیر زبری سطح بدنه بر روی زبری لایه‌های مختلف رنگ، را می‌توان مشاهده كرد.علاوه بر برخی مواد مورد استفاده در ساخت یك قطعه صنعتی همانند ساختار سطح و نحوه آماده‌سازی، یكی از عوامل دیگری كه به شدت بر روی كیفیت سیستم رنگ و در نتیجه خواص حفاظتی و ظاهری رنگ یك قطعه صنعتی اثر می‌گذارد نحوه اتصال و طراحی قطعه صنعتی می‌باشد. در صورتیكه یكی از اهداف رنگ‌آمیزی حفظ كیفیت رنگ در درازمدت باشد، طراحان صنعتی باید به قوانین معینی در طراحی قطعات صنعتی دقت كنند. این قطعات صنعتی ممكن از مواد مختلفی همانند چوب، كامپوزیت‌ها، فولاد یا سایر فلزات و پلاستیك یا سایر تركیبات ساخته شده باشند. به خصوص طراحی مناسب قطعات ساخته شده از چوب به منظور جلوگیری از ایجاد استرس‌های حاصل از رطوبت و در نتیجه ترك خوردن چوب اهمیت ویژه‌ای دارد. در عین حال باید طراحی قطعه به گونه‌ای باشد كه بتوان لایه‌های مختلف رنگ را با ضخامت یكنواخت بر روی قطعه اعمال كرد و دارای حداقل مقدار اختلاف ضخامت باشیم. ارتباط بین طراحی مناسب و پایداری رنگ را می‌توان به وضوح در ساخت پنجره‌ها مشاهده كرد. در هنگام طراحی پنجره باید مطمئن باشیم كه آب براحتی از روی پنجره خارج می‌شود و آب بر روی پنجره باقی نمی‌ماند. به منظور اطمینان از خروج آب می‌توان در برخی مناطق سوراخ‌هایی تعبیه كرد یا به این مناطق حالت شیب‌دار دهیم تا آب در این محل‌ها باقی نماند. همه لبه‌های تیز باید دارای انحنا شوند زیرا هرچه لبه تیزتر باشد ضخامت رنگ در آن مناطق كمتر می‌باشد. بنابراین با ایجاد انحنا در این مناطق سعی می‌كنیم تا به ضخامت مناسبی از فیلم رنگ دست یابیم. همچنین باید برخی نواحی با سیلرهای مناسب پر شوند. سیلرهای مورد استفاده باید خاصیت الاستیته خود را برای مدت‌های طولانی حفظ كنند زیرا همیشه یك پنجره تحت اثر استرس‌های دائمی می‌باشد.قطعات فلزی اغلباً دارای شكل بسیار پیچیده و دارای نقاط اتصال، بوسیله جوشكاری و پرچ نمودن می‌باشند در عین حال دارای حفره و شیارهای متعددی می‌باشند. بدنه خودرو نیز دارای این ویژگی ها می‌باشد. وجود نقاط نوك تیز در یك قطعه فلزی باعث مشكل شدن فرآیند رنگ آمیزی آن می‌گردد. حفره‌های سربسته یا حفره‌هایی كه به سختی قابل دسترسی می‌باشند باید توسط مواد مناسب پر شوند یا اینكه توسط طراحی مناسب یا ایجاد سوراخ برای ورود رنگ به داخل آنها قابل دسترس شوند. زمانی كه اعمال رنگ بصورت غوطه وری صورت گیرد همانند اعمال آستر باید طراحی خودرو به گونه‌ای باشد كه مناطقی برای جمع شدن رنگ وجود نداشته باشد وجود این مناطق علاوه بر هدر رفتن رنگ باعث كاهش ضخامت فیلم رنگ در این مناطق و در نتیجه كاهش مقاومت خوردگی رنگ و در عین حال عیوب فراوان دیگری برای لایه آستر می‌شود. در صورت بروز این عیوب در یك لایه آستر مجبور به رفع عیب از نقاط معیوب می‌باشیم كه نتیجه آن افزایش هزینه‌های رفع عیب، افزایش تعداد نیروی انسانی مورد نیاز برای رفع عیب، افزایش طول سالن رنگ و افزایش سایر هزینه‌ها و در عین حال كاهش سرعت تولید خط خودرو می‌گردد. به علت اینكه دلایل بروز این عیوب، روش‌های رفع عیوب احتمالی دارای جزییات فراوان می‌باشد و در عین حال تعداد عیوب احتمالی نسبتاً زیاد می‌باشد به همین دلیل در این كتاب در مورد این مسائل صحبت نمی‌كنیم و فقط به بیان كلیات اكتفا می‌كنیم. تبدیل نقاط نوك تیز به نقاط دارای انحناء نیز اهمیت ویژه‌ای دارد زیرا همانطور كه گفته شد ضخامت لایه‌های رنگ در لبه‌های نوك تیز پایین می‌باشد كه نتیجه آن كاهش خواص حفاظتی سیستم رنگ در این نقاط می‌باشد. بعضی از نقاط ضعف نیز باید توسط طراحی مناسب برطرف شوند. بعنوان مثال در قسمت جلوی خوردو احتمال ضربات متمادی سنگ ریزه وجود دارد. در این حالت شكل مناسب گلگیر تا حدی باعث كاهش این عیب می‌گردد. یكی از روش‌های دیگر كاهش این عیب استفاده از مواد مناسب در قسمت جلوی خودرو و معمولاً فلزات مقاوم در برابر سنگ ریزه و قطعات پلاستیكی بجای قطعات فولادی می‌باشد. استفاده از تركیبی از مواد مختلف در طراحی قطعات مختلف خودرو باعث بهبود خواص مدنظر از آن قسمت می‌گردد. همانطور كه قبلاً گفته شد در هنگام استفاده از فلزات مختلف در طراحی یك قسمت از خودرو، جلوگیری از ایجاد سل‌های محلی به منظور افزایش مقاومت خوردگی خودرو اهمیت به سزایی دارد. در كل می‌توان نكات بسیار مهم در طراحی یك بدنه خودرو برای بالا بردن كیفیت سیستم رنگ خودرویی را بصورت زیر بیان كرد: – از ایجاد نقاطی كه آب بتواند در آن نواحی برای مدت طولانی باقی بماند جلوگیری كنیم. – از ایجاد مناطقی كه رنگ براحتی نتواند در آنها نفوذ كند یا پس از نفوذ رنگ، در آن مكان‌ها باقی بماند خودداری كنیم. – نقاط نوك تیز را به نقاطی با انحنای مناسب تبدیل كنیم. – وابسته به نیازهای مدنظر، در هر قسمت از خودرو از مواد مناسب استفاده كنیم.– مانع از وقوع خوردگی گالوانیكی، كه در اثر اتصال فلزات مختلف حاصل می‌گردد، شویم.آماده‌سازی بدنه خودرو مقدمه: پس از تولید ورقه‌های فلزی، همانطور كه گفته شد به علت ناپایداری فلزات و تبدیل آنها به تركیبات فلزی پایدار، سطح فلز را توسط روغن‌های مقاوم در برابر خوردگی می‌پوشانند تا مانع از تغییر ساختار شیمیایی فلز در اثر واكنش‌های شیمیایی گردیم به همین علت قبل از آغاز پروسه رنگ‌آمیزی تمیز كردن سطح بدنه خودرو از آلودگی‌های مختلف ضروری می‌باشد، زیرا در غیر این صورت چسبندگی سیستم رنگ به سطح بدنه خودرو و به شدت كاهش می‌یابد. وابسته به طبیعت قطعه فلزی كه باید رنگ‌آمیزی شود، پروسه‌های تمیزكاری و آماده‌سازی مختلفی قبل از پروسه رنگ‌آمیزی صورت می‌گیرد. بنابراین تمیز كردن سطح فلز از آلودگی‌هایی همانند میل اسكیل، لایه‌های اكسیدی و روغن‌های مقاوم در برابر خوردگی، روغن‌های پرس و ; ضروری است. تمیزكاری مكانیكی اغلباً توسط وسایلی همانند برس، عملیات سندینگ یا بلاستینگ صورت می‌گیرد. برای تمیز كردن ناخالصی‌های آلی، از حلال‌ها یا مواد فعال سطحی استفاده می‌شود. از روش‌های دیگر آماده‌سازی سطح اسیدشویی، فسفاته كاری و كروماته كاری می‌باشد. انتخاب روغن‌های مناسب كه در مراحل آماده‌سازی براحتی تمیز گردند و در عین حال تا حدی با رنگ‌ها به ویژه آستر امتزاج‌پذیر باشند، باعث بهبود بازدهی فرآیند رنگ آمیزی می‌گردد. در صورت عدم امتزاج‌پذیری نسبی روغن‌ها با آستر احتمال وقوع برخی عیوب در لایه آستر افزایش می‌یابد. همانطور كه گفته شد تنها نتیجه افزایش تعداد عیوب برای یك لایه رنگ افزایش هزینه‌ها و كاهش كیفیت رنگ‌آمیزی می‌باشد. به همین دلیل كلیه تغییرات مدنظر در قبل از سالن رنگ همانند تغییر روغن‌های پرس، تغییر روغن‌های مقاوم در برابر خوردگی، باید با هماهنگی مسئولان مربوط در سالن رنگ صورت گیرد. مراحل آماده‌سازی را می‌توان بصورت زیر بیان كرد: تمیزكاری، فسفاته كاری و آبكشی. مراحل تمیزكاری و فسفاته كاری معمولاً در تانك‌های غوطه‌وری صورت می‌گیرد اندازه تانك‌های غوطه وری وابسته به تعداد تولید خودرو می‌باشد. به عنوان مثال در صورتیكه تعداد تولید بیشتر از ساعت/ بدنه 5 باشد از مخازنی با حجم 450-150 استفاده می‌گردد. به منظور جلوگیری از باقی ماندن حباب‌های هوا درون منافذ یا مناطق داخلی خودرو و در نتیجه تضمین تشكیل لایه فسفاته و تمیزكاری مناسب، معمولاً بدنه خودرو درون این تانك‌ها دارای حركت می‌باشد. در سال‌های اخیر در بعضی خودروسازی‌ها از روش رتودیپ كه خودرو و درون تانك‌‌ها می‌چرخد استفاده شده است. روش‌های فیزیكی تمیزكاری: توسط تمیزكاری فیزیكی امكان تغییر زبری سطح بوسیله تمیز كردن ناخالصی‌های سطح فراهم می‌گردد. توسط روش‌های برس زنی و سندینگ می‌توان محصولات خوردگی، ناخالصی‌ها یا رنگ‌های قدیمی را تمیز كرد. گاهی طی مراحل تمیزكاری قسمتی از برخی از فلزات نیز رفع می‌گردد. چگونگی تغییرات زبری سطح فلز وابسته به نوع ماده ساینده، نحوه طراحی برس و میزان فشار اعمالی می‌باشد. زمانی كه سطح فلز دارای سطح بسیار نایكنواخت باشد استفاده از تجهیزات سندینگ كه فقط بصورت افقی بر روی سطح فلز اثر می‌گذارند كمتر مفید می‌باشند، در این حالت استفاده از برس‌های چرخنده كه علاوه بر حركت افقی دارای حركات عمودی نیز می‌باشند دارای بازدهی بالاتری می‌باشد. در حال حاضر انواع مختلفی از تجهیزات سندینگ كه به صورت الكتریكی یا توسط فشار هوا و بصورت تر یا خشك عمل می‌كنند، برای تمیزكاری و عملیات زنگ ‌زدایی مكانیكی موجودند. در این روش از مواد ساینده از جنس آلومینا یا موادساینده مصنوعی كه توسط كربید سیلیكون پوشانده شده‌اند استفاده می‌گردد.عملیات بلاستینگ یك روش مناسب برای تمیز كردن سطوح فلزی از زنگ، میل اسكیل و پوشش‌های قدیمی می‌باشد. اصول كار شامل پاشش سندهای از جنس كوارتز، تمیزكاری بوسیله مواد شیمیایی: در عمل به منظور چربی زدایی بدنه خودرو از محلول‌های چربی زدایی با خاصیت قلیایی ضعیف استفاده می‌گردد؛ این محلول‌ها شامل مخلوطی از نمك‌ها، عوامل تر كننده سطح و امولسی فایرها می‌باشند. دمای عملیاتی در حدود 40و در موارد خاصی حتی تا 60 می‌باشد. فرآیند چربی زدایی شامل تركیبی از روش غوطه‌وری و اسپری و در نهایت مرحله آب كشی بوسیله آب مقطر است. به نظر شما چرا باید حتماً از آب مقطر استفاده شود نه از آب معمولی؟ استفاده از روش غوطه‌وری باعث انجام چربی زدایی اپتیمم انواع روغن‌ها همانند روغن‌های ضد خوردگی در مناطق داخلی خودرو و شیارهای خودرو می‌گردد اما به هر حال استفاده از روش غوطه وری نیاز به مدت زمان طولانی تری نسبت به روش اسپری دارد زیرا در روش اسپری فشار حاصل از اسپری مواد تا حدی به تمیز شدن آلودگی‌ها كمك می‌كند. به نظر شما اگر برای فرآیند چربی زدایی فقط از روش اسپری یا غوطه وری استفاده گردد چه مشكلاتی و حتی چه عیوبی برای لایه های بعدی رنگ اتفاق می‌افتد؟در حال حاضر برای انجام دادن عملیات تمیزكاری شیمیایی، روش‌های مختلفی در صنایع مختلف استفاده می‌شود كه انتخاب روش مناسب وابسته به فاكتورهای متعددی می‌باشد. انواع اصلی تمیزكننده‌های صنعتی بصورت زیر قابل طبقه‌بندی می‌باشند: این روش به منظور عملیات چربی زدایی قبل از اعمال لایه فسفاته روی، زمانی كه از سیستم رنگ مقاومت خوردگی بالایی انتظار داشته باشیم، استفاده می‌‌گردد. این روش به خصوص زمانی كه آلودگی‌ها به سختی تمیز شوند مفید می‌باشد. تركیبات تشكیل دهنده تمیز كننده‌های قلیایی آبی بصورت زیر می‌باشند: قلیاها، كربنات‌ها، فسفات‌ها، سیلیكات‌ها، برات‌ها، مواد فعال سطحی هر كدام از این تركیبات در حین فرآیند چربی زدایی دارای وظیفه خاصی می‌باشند كه در اینجا از بیان توضیح در مورد وظایف آنها می‌پرهیزیم. تمیزكننده‌های قلیایی آبی را می‌توان به روش اسپری یا غوطه‌وری اعمال نمود. بعنوان نمونه می‌توان دو نمونه از پارامترهای عملیاتی آنها را بصورت زیر بیان نمود: روش اسپری: غلظت مواد: 1-5/0 درصد زمان چربی زدایی: 2 دقیقه دمای عملیاتی: 60-45 : 14-8روش غوطه وری:غلظت مواد: 5-3 درصد زمان چربی زدایی: 15-5 درصد دمای عملیاتی: 90-60 : 14-9همانطور كه مشاهده می‌شود شرایط عملیاتی در روش غوطه‌وری بسیار شدیدتر از روش اسپری می باشد علت این امر همانطور كه اشاره شد، این است كه فشار حاصل از اسپری به فرایند چربی زدایی كمك می‌كند در حالیكه در روش غوطه وری تنها عامل چربی زدایی تماس بدنه خودرو با محلول چربی زدایی است. این روش زمانی كه آلودگی های موجود بر روی قطعه به آسانی تمیز شوند استفاده دارند. این روش به منظور چربی زدایی قطعاتی كه مقاومت خوردگی متوسطی مدنظر باشد، استفاده فراوانی دارند. اگر آلودگی‌ها به سختی تمیز شوند و مقاومت خوردگی بالایی را در نظر داشته باشیم، استفاده از تمیز كننده‌های قلیایی آبی، انتخاب اصلی می‌باشد. تركیبات تشكیل دهنده این تمیز كننده‌ها بصورت زیر می‌باشند: منوآلكالی فسفات و مواد فعال سطحی این نوع از تمیزكننده‌ها عمدتاً به روش اسپری مورد استفاده قرار می‌گیرند. زیرا خاصیت چربی زدایی آنها ضعیف می باشد و فشار اسپری تا حدی این ضعف را جبران می كند. یك نمونه از پارامترهای پاشش آنها بصورت زیر می‌باشند: غلظت: 5/1-5/0 درصد زمان چربی زدایی: 3 دقیقه دمای عملیاتی: 60 : 6-5/3این روش در گذشته استفاده فراوانی داشت ولی در حال حاضر به علت آلودگی‌های زیست محیطی در صنعت استفاده نمی‌شود. این روش تنها برای تمیز كردن آلودگی‌هایی كه در حلال‌های آلی مجلولند استفاده می‌گردد. به منظور اطمینان از فرآیند چربی زدایی با كیفیت مد نظر علاوه بر تركیبات چربی زدایی فاكتورهای دیگری نیز بر روی كیفیت چربی زدایی مؤثرند. به طور خلاصه می توان این فاكتورها را به صورت زیر نمایش داد: – انتخاب دقیق نوع و غلظت تركیبات چربی زدایی با توجه به موارد یاد شده در بالا – كنترل دقیق غلظت چربی زدا و دما در تانك های چربی زدایی – كنترل دقیق آلودگی های موجود بر روی بدنه خودرو قبل از ورود به مرحله چربی زدایی. همانطور كه گفته شد محلول چربی زدایی با توجه به آلودگی های معینی با مقدار معین، انتخاب می‌شوند در صورتیكه به هر دلیل غلظت آلودگی های موجود بر روی بدنه خودرو (روغن‌های پرس و ;) تغییر كند یا نوع آلودگی ها عوض شود، كیفیت چربی زدایی كاهش می‌یابد. با توجه به این مطالب در صورتیكه روغن‌های پرس، روغن های ضد خوردگی و ; تغییر كنند باید این عمل با هماهنگی سالن رنگ صورت گیرد. – با توجه به این كه با گذشت زمان كیفیت چربی زدا كاهش می‌یابد، جایگزینی محلول چربی زدایی با مواد تازه ضروری است.– به منظور اطمینان از كیفیت چربی زدایی، كنترل های دقیق مكان و فشار اسپری ها، پمپ ها، سیستم حرارت دهی و ; ضروری است. – تمیزكاری و كنترل سیستم انتقال خودرو و آویزهای متصل به خودرو با وجود تمام كنترل‌ها، پس از انجام فرایند چربی ‌زدایی كنترل كیفیت عملیات چربی زدایی بصورت بصری یا بوسیله تكنیك‌های دیگر ضروری است. پس از تماس بدنه خودرو با محلول چربی زدایی، آلودگی های موجود بر روی سطح بدنه خودرو طی چندین مرحله وارد تانك تمیزكاری می‌شوند. مراحل فرآیند چربی زدایی بصورت زیر می‌باشد: – قرارگیری مواد فعال سطحی در سطح بین روغن و آب – جدا شدن روغن از سطح فلز به صورت قطرات بسیار كوچك – جدا شدن روغن از سطح فلز به صورت آمولسیون – جدا شدن ذرات جامد كه دارای بار غیر همنام می‌باشند از سطح فلز و دیسپرس شدن در محلول، به صورت ذرات كوچك‌تر – خارج سازی ذرات جامد دیسپرس شده به صورت سوسپانسیون – آبكشی قطرات و تشكیل تجمع قطرات با هم در صورتی كه به هر دلیل فرآیند چربی زدایی با كیفیت مناسب صورت نگیرد، پس از اعمال پوشش فسفاته نیز دارای كیفیت مناسبی نخواهیم بود. به نظر شما كاهش كیفیت پوشش فسفاته بر روی چه پارامترهایی از پوشش فسفاته دارای اثر منفی می‌باشد؟در صورتیكه كیفیت پوشش فسفاته كاهش یابد كیفیت سیستم رنگ نیز كاهش می‌یابد، در این شرایط میزان چسبندگی لایه آستر به پوشش فسفاته كاهش می‌یابد و پس از اعمال لایه های مختلف رنگ دارای اختلاف ضخامت می‌باشیم. نتیجه كاهش چسبندگی و اختلاف ضخامت، كاهش شدید خواص ظاهری و اجرایی سیستم رنگ می‌باشد. به همین منظور برای بالا بردن كیفیت سیستم رنگ اولین قدم بهبود كیفیت فرایند چربی زدایی می باشد. پس از مرحله چربی زدایی همانطور كه از تصویر 1 معین است نوبت به شستشوی بدنه خودرو توسط آب مقطر می‌رسد. هدف از این مرحله جلوگیری از انتقال تركیبات محلول چربی زدایی به سایر مراحل به ویژه تانك های الكترودیپوزیشن می باشد. چرا انتقال محلول چربی زدایی به مراحل بعدی ناخوشایند می باشد؟ به منظور اطمینان از خروج و تمیز شدن تمام تركیبات چربی زدایی استفاده از روش غوطه وری و اسپری برای مرحله آبكشی ضروری می باشد. در عین باید همیشه از كیفیت آب مورد استفاده برای آبكشی اطمینان حاصل كنیم تا به مرور زمان كیفیت آب كاهش نیابد به همین منظور می توان از تكنیك های تیتراسیون یا اندازه گیری هدایت پذیری الكتریكی آب استفاده نمود. فسفاته كاری: بعد از فرایند تمیزكاری و چربی زدایی و قبل از اعمال لایه های مختلف رنگ، نوبت به فرایندهای فسفاته كاری و كروماته كاری می‌رسد. مزایای و دلایل استفاده از پوشش های فسفاته به صورت زیر می‌باشند: – در صورت صدمه دیدن سیستم رنگ به دلایل مختلف همانند ضربات سنگ ریزه، ایجاد خراش و تصادف، لایه فسفاته به حفظ خواص حفاظتی باقیمانده سیستم رنگ كمك می كند. – بعد از اعمال لایه فسفاته سطحی نسبتاً یكنواخت به منظور اعمال لایه های بعدی رنگ ایجاد می‌شود. نتیجه این امر بهبود خواص ظاهری سیستم رنگ می‌باشد. – پس از اعمال لایه فسفاته میزان مقاومت خوردگی سیستم رنگ 10-5 برابر بهبود می یابد. بدین ترتیب می توان نتیجه گرفت كه اگر در اثر عملیات تعمیری بر روی لایه‌های مختلف رنگ، لایه فسفاته از بین رود، خواص حفاظتی سیستم رنگ به شدت كاهش می یابد. این مسأله به خصوص در محل هایی كه احتمال وقوع خوردگی زیاد می باشد همانند اطراف گلگیرها و حاشیه درها اهمیت ویژه ای دارد. با توجه به مزایای بیان شده پوشش های فسفاته در صنایع مختلف همانند صنعت خودرو، وسایل خانگی، تجهیزات فلزی و قوطی سازی كاربرد دارد. ساده ترین روش حفاظت سطح فولاد استفاده از پوشش های فسفات آهن می باشد. اما به هر حال فسفات آهن در صنعت خودرو كاربردی ندارد و در عوض در صنایعی همانند وسایل خانگی استفاده فراوان دارند به همین دلیل از توضیح بیشتر در مورد این پوشش ها می پرهیزیم. یكی از روش های دیگر حفاظت خوردگی فلزات استفاده از پوشش‌های فسفات روی می باشد. این پوشش ها به علت مصرف بیشتر مواد نسبت به پوشش های فسفات آهن هزینه های بیشتری به همراه دارند. در عین حال فرایند اعمال این پوشش ها نیازمند مدت زمان طولانی تری می باشد.در حال حاضر انواع مختلفی از فسفاته‌های روی در صنعت موجودند. علت این تنوع محصولات، زمینه های مختلف فلزی مورد استفاده در ساخت بدنه خودرو و استفاده از مخلوطی از فلزات مختلف در ساخت خودرو می‌باشد. پس از عملیات چربی گیری و وابسته به ویژگی های بدنه و خواص مدنظر از پوشش های فسفاته، این پوشش‌ها به صورت غوطه وری یا اسپری اعمال م ی شوند. استفاده از تركیبی از روش اسپری و غوطه وری بهترین نتایج را از نظر خواص ایجاد می كند و مقاومت خوردگی درون شیارهای خودرو افزایش می یابد. به نظر شما هر كدام از روش های اسپری و غوطه‌وری دارای چه مزایا و معایبی می باشند و چرا تركیبی از این دو روش دارای بهترین نتایج می باشد؟ضخامت پوشش فسفاته در حدود 2-1 میكرون می باشد و با اینكه ضخامت آن پایین می باشد، دارای اثر زیادی در بهبود كیفیت سیستم رنگ می باشد. تشكیل پوشش فسفاته طی چندین مرحله صورت می‌گیرد این مراحل عبارتند از: فسفاته كاری، خنثی سازی و آبكشی. خودروهای جدید شامل فلزات مختلفی همانند فولاد، فولاد گالوانیزه، آلومینیوم و منگنز می باشند به همین علت پوشش های فسفاته جدید دارای توانایی ایجاد پوشش بر روی همه این فلزات می باشند. از میان این فلزات، آلومینیوم اهمیت ویژه ای دارد زیرا در صورت استفاده از محلول های فسفاته معمولی مشكلات فراوانی برای پوشش فسفاته ایجاد می گردد. این مسأله به خصوص با توجه به مصرف روز افزون آلومینیوم در ساخت خودرو اهمیت ویژه ای دارد. میزان مصرف آلومینیوم در سال 2000 میلادی برابر 1/1 درصد به ازای مساحت كل خودرو بود در حالیكه در سال 2005 میلادی این میزان به 5/1 درصد افزایش یافته است. با توجه به رشد روزافزون استفاده از آلومینیوم در ساخت خودروها و با توجه به اینكه میزان لجن تولیدی طی پروسه آماده سازی آلومینیوم بسیار بالا می باشد، به همین علت كنترل های دقیق تانك آماده سازی و آبكشی بیشتر و تطبیق مواد مورد استفاده برای آماده سازی ضروری می باشد. پروسه های كنونی آماده سازی معمولاً از نوع فسفاته های روی محتوای منگنز می باشند. این فلز جایگزینی برای نیكل می باشد. در عین حال شتاب دهنده های مورد استفاده در فرمولاسیون به ندرت محتوای نیترات ها و نیتریت ها می باشند و توسط سایر تركیبات آمینو كه با محیط زیست سازگار می باشند یا پراكسیدها جایگزین شده‌اند. زمانی كه زمینه مورد استفاده آلومینیوم باشد، فلوریدها نیز استفاده می شوند. گاهی از مرحلی خنثی سازی نیز طی مراحل آماده سازی استفاده می گردد. این عملیات باعث بهبود مقاومت خوردگی و چسبندگی سیستم رنگ می گردد. این مواد كه در گذشته شامل كروم بودند هم اكنون توسط سایر مواد كه آلودگی زیست محیطی كمتری دارند همانند تیتانات ها جایگزین شده اند. پس از اتمام مراحل آماده سازی و انجام آبكشی نهایی توسط آب مقطر، گاهی از منطقه ای برای دمش هوای گرم با دمای 60-50 به منظور خشك كردن كامل آب از روی بدنه، قبل از ورود به تانك الكترودیپوزیشن، استفاده می گردد. استفاده از هوای گرم با اینكه تا حدی هزینه بردار می باشد ولی در كل از آنجا كه باعث كاهش احتمال وقوع بسیاری از عیوب رنگ می گردد و در نتیجه میزان عملیات سمباده زنی را كاهش می دهد، بنابراین در كل دارای مزیت اقتصادی است زیرا بیشترین هزینه های سالن رنگ برای انجام تعمیر نقاط معیوب صرف می گردد. در سالهای اخیر استفاده از روش غوطه وری برای اعمال لایه فسفاته دارای طرفداران بیشتری نسبت به روش اسپری می باشد. در حال حاضر گاهی از تركیبی از هر دو روش و گاهی از روش استفاده می شود. در این روش نیمی از بدنه خودرو در تانك، غوطه ور می شود در حالیكه در قسمت بالای خودرو، پوشش فسفاته توسط روش اسپری اعمال می شود. استفاده از روش غوطه وری برای اعمال پوشش فسفاته در قسمت های پایین خودرو باعث نفوذ محلول فسفاته به داخل منافذ خودرو و در نتیجه بهبود مقاومت خوردگی در داخل این منافذ می گردد. از آنجا كه تعداد منافذ خودرو در قسمت های پایینی خودرو زیاد می باشد استفاده از روش غوطه وری برای اعمال پوشش فسفاته در قسمت های پایین خودرو باعث نفوذ محلول فسفاته به داخل منافذ خودرو و در نتیجه بهبود مقاومت خوردگی در داخل این منافذ می‌گردد. از آنجا كه تعداد منافذ خودرو در قسمت های پایینی خودرو زیاد می باشد استفاده از روش غوطه وری در بهبود مقاومت خوردگی در این مناقطق موثر می باشد استفاده از روش از این نظر كه تانك آماده سازی مورد استفاده كوچكتر می باشد و در نتیجه كنترل آن آسانتر می باشد، دارای مزیت است در حالیكه استفاده از تانك های مجزا برای اسپری و غوطه وری باعث حجیم شدن تانك های موردنیاز می گردد. در حال حاضر گاهی از روش نیز برای اعمال لایه فسفاته استفاده می شود. در این روش بدنه خودرو درون تانك آماده سازی بطور كامل چرخانده می شود، در این شرایط بر روی سطح بدنه خودرو هیچ آشغال و آلودگی ایجاد نمی شود در حالیكه در روش های دیگر احتمال ایجاد آشغال وجود دارد. در فصل مربوط به آسترهای الكترودیپوزیشن یك تصویر از تانك های نمایش داده شده است. استفاده از روش اسپری، باعث تشكیل سریعتر پوشش فسفاته نسبت به روش غوطه وری می گردد؛ در این حالت در روش اسپری، پوشش در یك بازده زمانی ثابت، در دمای پایین تری تشكیل می گردد. در محلول های شامل آهن، در حین اسپری مواد، آهن بوسیله اكسیژن اتمسفر، اكسیده می شود به همین علت فسفاته آهن توسط روش اسپری اعمال نمی شوند. سیستم اسپری از این نظر كه همواره مواد تازه روی سطح بدنه، پاشش می شوند نسبت به روش غوطه وری دارای مزیت می باشند، در حالیكه در روش غوطه وری به مرور زمان برخی از یون ها از سطح فلز جدا می شود و وارد تانك آماده سازی می گردد. در عین حال نیروی حاصل از اسپری باعث جداسازی مواد جامد كه به سطح بدنه چسبیده اند و در مراحل چربی زدایی از بدنه جدا نشده اند می گردد. علاوه بر موارد بالا، استفاده از روش اسپری دارای اثر زیادی بر روی نسبت تركیبات «هپایت» به «فسفولیت» در پوشش فسفاته دارد. به همین منظور نسبتی با نام تعریف شده است. این نسبت به صورت زیر تعریف می شود: در واقع این نسبت مقیاسی برای ارزیابی میزان تركیبات فسفوفیلیت و تركیبات هپایت موجود در پوشش فسفاته می باشد. تحقیقات نشان داده است كه هرچه نسبت در تانك فسفاته بیشتر باشد یا در صورت استفاده از روش غوطه وری، مقدار بیشتر است. میزان مقاومت خوردگی و خواص ظاهری پوشش فسفاته دارای وابستگی شدیدی به مقدار نسبت است. به نظر شما خواص اجرایی و ظاهری پوشش فسفاته چه رابطه‌ای با نسبت دارند؟در عین حال توسط استفاده از روش غوطه وری امكان تشكیل پوشش فسفاته درون منافذ خودرو فراهم می گردد در حالی كه در روش اسپری این امكان وجود ندارد. با توجه به مطالب بالا در صنت خودروسازی از تركیبی از هر دو روش به منظور حصول به اپتیمم خواص استفاده می گردد. ارتوفسفریك اسید یك اسید سه ظرفیتی است كه دارای سه اتم هیدروژن قابل جایگزینی توسط فلزات و در نتیجه امكان تشكیل سه نوع نمك را دارا می باشد. ثابت تجزیه در دمای برای این سه اتم هیدروژن به صورت زیر می باشد. با توجه به اعداد بالا، می توان گفت كه فقط اولین هیدروژن قابلیت جایگزینی را دارد. برای این فلز یك ظرفیتی می توان سه سری نمك فسفات به صورت زیر تعریف نمود: فسفات های نوع اول فلزات قلیایی، دارای واكنش اسیدی، فسفات‌های نوع دوم فلزات قلیایی دارای واكنش با قلیایی پایین و فسفات های نوع سوم دارای واكنش شدیداً قلیایی می باشند. این مطلب با توجه به مقادیر سه نوع نمك ارتوفسفات سدیم با غلظت در دمای قابل تأیید است: فسفات های فلزات دو ظرفیتی حاصل از ارتوفسفریك اسید را می‌توان به صورت زیر نمایش داد: تشكیل پوشش های فسفات كریستالی بر روی سطوح فلزی وابسته به خواص حلالیت پذیری نمك های فسفات آهن، روی و منگنز می‌باشد. فسفات های آهن، روی و منگنز در حال حاضر متداول ترین فسفات‌های مورد استفاده در صنایع مختلف می باشند. به عنوان یك قاعده می توان گفت كه فسفات های اولیه این فلزات محلول در آب، فسفات های نوع دوم غیر محلول و ناپایدار در آب و فسفات های نوع سوم غیر محلول در آب می باشند. مكانیزم تشكیل لایه فسفاته بسیار پیچیده است اما برای همه پروسه‌هایی كه بر پایه محلول های فسفات فلزات سنگین می باشند مكانیزم زیر برقرار است. فسفات نوع سوم نامحلول فسفات اولیه محلول محلول های فسفات های نوع اولیه فلزات سنگین تحت تأثیر فاكتورهایی به خصوص دما و افزایش برای تشكیل نمك های نوع دوم و نوع سوم و اسید فسفریك آزاد دچار تجزیه می شوند: افزایش دما باعث شیفت پیدا كردن واكنش به سمت راست می گردد. اگر یك فلز كه ممكن است شبیه یا غیر همانند با فلز محلول فسفاته باشد، در تماس با محلول نوع اول قرار گیرد، با اسید فسفریك كه در واكنش های بالا تولید می شوند واكنش می دهد: مصرف اسید فسفریك در واكنش بالا باعث شیفت یافتن واكنش 1 به سمت راست می شود و فسفات نوع سوم و یا فسفات نوع دوم نامحلول در سطح بین فلز و محلول تشكیل می گردد. ممكن است مقداری از فسفات های غیر محلول از تركیبات فسفاته به عنوان لجن در محلول رسوب كند، اما بیشتر آنها بر روی سطح فلز رسوب می كند و با سطح فلز بصورت یك پوشش فسفاته، پیوند ایجاد می كند. با توجه به واكنش‌های قبل و با توجه به اینكه این واكنش ها به صورت تعادلی می‌باشند، باید همیشه مقدار معینی اسید فسفریك آزاد در محلول فسفات نوع اول فلز سنگین موجود باشد تا همیشه حمام را پایدار نگه دارد. علت ناپایداری حمام، تشكیل بیش از حد فسفات نوع سوم با توجه به واكنش1 است. میزان تجزیه شدن واكنش های 1 و 2 با افزایش دما، افزایش می یابد، بنابراین در دماهای بالاتر، اسید فسفریك بیشتری به منظور جلوگیری از رسوب فسفات نوع سوم در حمام فسفاته لازم است. اگر مقدار اسید فسفریك آزاد در حمام فسفاته بیش از ح د معینی باشد، مدت زمان طولانی تری لازم است تا این مقدار اسید اضافی در سطح فلز خنثی شود و فلز بیشتری نسبت به مقادیر مدنظر از سطح بدنه خودرو حل می شود. همانطور كه اشاره خواهد شد افزایش میزان حل شدن فلز از سطح بدنه باعث كاهش برخی از خواص پوشش فسفاته می گردد. بنابراین حمام فسفاته طوری طراحی می گردد تا در دمای عملیاتی و غلظت عملیاتی حمام فسفاته، همیشه دارای مقدار معینی اسید فسفریك آزاد باشد، در این شرایط گفته می شود كه حمام در حال تعادل است. ساده ترین نمونه از واكنش های تشكیل لایه فسفات، ایجاد پوشش فسفات روی بر سطح فلز روی می باشد در این شرایط واكنش ها بصورت زیر می باشند: زمانی كه یك فلز در محلول فسفات نوع اول یك فلز دیگر پوشش داده شود، فسفات های فلز كه ممكن است یا باشد به همراه مقدار كمی از فسفات فلز وارد پوشش فسفاته می گردد، بعلاوه با توجه به واكنش در حمام، فسفات نوع اول نیز تشكیل می گردد. بنابراین بدون احتساب نمك های تركیبی حاصل از هر دو نوع فلز، نمك های تولیدی در پوشش یا محلول را می توان به صورت زیر نمایش داد. زمانی كه آهن یا فولاد یكی از فلزات باشد، واكنش ها بعلت حضور آهن پیچیده‌تر می شود. در مورد پوشش های حاصل بر روی فولاد در قسمت های آتی توضیح داده خواهد شد. فسفات های نوع اول روی، منگنز و آهن همگی پوشش های میكروكریستالی با وزن می باشند. پوشش های فسفات روی زمانی كه حمام فسفاته تازه باشد؛ دارای رنگ خاكستری است ولی وقتی كه آهن در حمام فسفاته تشكیل گردد، رنگ آن تیره می شود. این یون های آهن از سطح بدنه وارد حمام فسفاته می گردد بنابراین در روش غوطه‌وری احتمال ایجاد رنگ تیره بیشتر است. تحقیقات نشان داده است كه ورود مقدار كمی از آهن در پوشش فسفات روی یا منگنز از آنجاییكه باعث كاهش میزان پرزدار بودن و افزایش مقاومت خوردگی می گردد مفید می باشد. در هر حال وقتی كه درصد آهن در پوشش افزایش یابد، اثرات برعكس می گردد، یعنی میزان پرزدار بودن افزایش و مقاومت خوردگی كاهش می یابد و زمانی كه مقدار آهن در پوشش فسفاته روی به 40-30 درصد مولی می رسد مقاومت خوردگی به حدی پایین است كه حمام فسفاته فاقد سرویس‌دهی لازم است. همانطور كه از واكنش 2 معین است طی فرآیند تشكیل پوشش فسفاته، گازهای هیدروژن نیز آزاد می شوند. در عمل واكنش های فسفاته بعلت پلارازاسیونی كه توسط هیدروژن صورت می گیرد آهسته است به همین علت برای تشكیل پوشش فسفاته در یك مدت زمان معقول باید از شتاب دهنده‌ها در حمام فسفاته استفاده شود. به سه طریق امكان تسریع تشكیل لایه فسفاته وجود دارد: – افزودن نمك های فلزات سنگین به خصوص نمك های نیكل و مس به محلول فسفاته – افزودن عوامل اكسیدكننده – روش های فیزیكی (بعنوان مثال استفاده از روش اسپری یا حركت دادن قطعه در محلول فسفاته) هر كدام از این روشها دارای مزایا و معایب خاص خود می باشند. در اینجا از بحث بیشتر در مورد این تركیبات می پرهیزیم زیرا مباحث مربوط به شتاب دهنده ها دارای بحث بسیار گسترده ای می باشد اما به هر حال مهمترین نوع شتاب دهنده ها، شتاب دهنده های اكسید كننده می باشند؛ این تركیبات با هیدروژن واكنش داده و مانع پلاریزاسیون فلز فسفاته شده می گردند. این نوع از شتاب دهنده ها به دو نوع تقسیم‌بندی می شوند: 1- شتاب دهنده هایی كه آهن را اكسیده می كنند. 2- شتاب دهنده هایی كه آهن را اكسیده نمی كنند. بنابراین این نوع از شتاب دهنده ها دارای اثر جانبی به صورت كنترل میزان آهن در محلول فسفاته می باشند. همانطور كه می دانیم میزان آهن در پوشش فسفاته دارای اثرات بسزایی بر روی خواص اجرایی لایه فسفاته بخصوص مقاومت خوردگی پوشش فسفاته دارد. بنابراین كنترل میزان آهن اهمیت به سزایی دارد. مهمترین شتاب دهنده های موجود در این گروه شامل نیترات ها، نیتریت ها، كلرات ها پراكسیدها و تركیبات نیترو ارگانیك می باشند. این نوع از شتاب دهنده ها مهمترین نوع مورد استفاده در صنایع مختلف می باشند كه همانطور كه اشاره شد دارای مزایای جانبی دیگری نیز می باشند. این تركیبات، آهن را به یون های آهن سه ظرفیتی تبدیل می‌كنند و به طور همزمان باعث تشكیل آب می گردند. گاهی از تركیبی از انواع عوامل شتاب دهنده استفاده می گردد در این شرایط پوشش فسفاته ای با وزن با اندازه كریستالهای ریز و فشرده در طول مدت زمان 180-60 ثانیه ایجاد می گردد. یون های آهن سه ظرفیتی موجود در محلول فسفاته با یون های فسفات تركیب می شوند و باعث ایجاد فسفات آهن كه غیر محلول در آب می باشند، می گردند. این تركیبات توسط ایجاد رسوب از سیستم خارج می شوند. رسوب دهی یون های آهن ضروری است زیرا همانطور كه اشاره شد حضور مقادیر زیاد یون های آهن به علت كاهش مقاومت خوردگی پوشش فسفاته، غیر ضروری است. در سال‌های اخیر علاوه بر فسفاته های روی، فسفاته های حاصل از مخلوط چندین كاتیون نیز با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته‌اند. فسفاته های منگنز – روی یا فسفاته های كلسیم – روی از جمله این نوع از فسفاته ها می باشند. در حال حاضر محلول های فسفاته با محتوای پایین فلز روی، نیز برای استفاده به همراه آسترهای الكترودیپوزیشن كاتدی تولید شده‌اند. این نوع محلول ها دارای مقادیر بالایی از اسید فسفریك می باشند. در این شرایط امكان ورود یون های آهن تولیدی، در حین فرآیند فسفاته كاری به داخل پوشش فسفاته فراهم می گردد. نتیجه این امر ایجاد تركیبی با نام «فسفوفیلیت» است كه به همراه آسترهای الكترودیپوزیشن كاتدی باعث ایجاد مقاومت خوردگی عالی می شوند.همانطور كه گفته شد میزان آهن در تركیب فسفوفیلیت دارای اپتیمم است و نباید كمتر یا بیشتر از مقدار معینی باشد. در عین حال در صورتی كه بدنه خودرو از تركیبی از فولاد و روی ساخته شده باشد، خواص حفاظتی حاصل از این نوع پوشش های فسفاته به طور تقریبی بر روی هر دو نوع فلز مشابه می باشد. بر روی سطح قطعات ساخته شده از فلز روی، پوشش فسفاته اكثراً محتوای فسفات روی نوع سوم، به صورت تركیبی با نام «هپایت» می باشد. كریستال های حاصل از پوشش های فسفاته با محتوای پایین روی را در مراحل بعدی به منظور بهبود خواص حفاظتی پوشش فسفاته بوسیله فرآیندهای دیگر اصلاح می كنند. میزان تركیبات هپایت و فسفوفیلیت در پوشش فسفاته به شدت بر روی خواص اجرایی پوشش فسفاته موثر است. به همین علت برای ارزیابی میزان این تركیبات در پوشش فسفاته از نسبتی با نام استفاده می شود این نسبت به صورت زیر قابل تعریف می باشد: همانطور كه می دانیم عوامل مختلفی بر روی مقدار این نسبت موثر می باشد كه به برخی از آنها اشاره شد. یكی از عوامل دیگر كه بر روی این نسبت اثرگذار می باشد، حركت های نسبی حاصل از بدنه خودرو می باشد. از آنجا كه در روش اسپری مواد دارای حركت نسبی، نسبت به بدنه خودرو می باشند بنابراین مقدار این نسبت برای روش اسپری با روش غوطه وری متفاوت است. به منظور یكنواختی پوشش های تولیدی از محلول های فسفاته می توان از دیسپرسیون های فسفات تیتانیم استفاده نمود. یكنواختی كریستال های حاصل از پوشش‌های فسفاته به شدت بر روی خواص ظاهری و خواص اجرایی سیستم رنگ موثر است. به نظر شما چرا یكنواختی كریستال های فسفاته علاوه بر خواص اجرایی بر روی خواص ظاهری نیز موثر است؟ گاهی به منظور بهبود یكنواختی پوشش های فسفاته از افزودنی‌های حاصل از یون های منگنز و نیكل استفاده می شود. در این شرایط این یون ها به یكنواختی ساختار كریستالی فسفاته كمك می كنند. نیكل به علت محدودیت های زیست محیطی از اهمیت كمتری برخوردار می‌باشد. در سال های اخیر علاوه بر فولاد و روی، فلز آلومینیوم نیز در ساخت بسیاری از تجهیزات مورد استفاده قرار گرفته اند. اگر آلومینیوم تنها فلز مورد استفاده در ساخت یك قطعه باشد همانند بدنه هواپیما، عملیات كروماته كاری متداول ترین روش آماده سازی می‌باشد. اما به هر حال وقتی تركیبی از فلزات مختلف مورد استفاده قرار گیرد از عملیات فسفاته كاری استفاده می شود، در این حالت استفاده از روش های كلاسیك پوشش های فسفاته غیر ممكن می‌باشد. علت این امر تشكیل یون آلومینیوم محلول، طی فرآیند فسفاته كاری می‌باشد. تشكیل این یون، فرایند فسفاته كاری را مختل می كنند. به منظور جلوگیری از اثرات منفی حاصل از این یون ها در برقراری واكنش ها، توسط فلورید سدیم این یون های آلومینیوم را به كمپلكس‌های دیگری كه مزاحمتی برای فرایند فسفاته ایجاد نمی كنند، تبدیل می كنیم. سیلیكات ها نیز نقش بازدارنده را بر عهده دارند. در این شرایط بر روی زمینه های فولادی، روی، آلومینیوم پوشش یكنواختی ایجاد می گردد. كیفیت پوشش های فسفاته علاوه بر ساختار شیمیایی پوشش فسفاته به اندازه و شكل كریستال های فسفاته نیز وابسته است. پوشش‌های فسفاته به خودی خود دارای ساختار پرزدار و با اندازه كریستالی درشت می باشند. پرزدار بودن پوشش فسفاته و اندازه درشت كریستال ها علاوه بر كاهش مقاومت خوردگی بر روی كیفیت ظاهری سیستم رنگ دارای اثر منفی می باشد. به همین علت طی فرآیند آماده سازی از مرحله ای با نام فعال سازی استفاده می گردد. در این مرحله توسط استفاده از موادی با نام فعال ساز باعث ایجاد كریستال‌های فسفاته با اندازه ذرات مناسب و ایجاد ساختار كریستالی فشرده می شویم. پس از عملیات فسفاته كاری می توان كیفیت پوشش فسفاته را توسط محلول‌های ویژه ای بهبود داد. با وجود اینكه استفاده از محلول‌های كروماته در سال های گذشته به علت خاصیت سرطان زایی یون های كروم محدود گشته است، اما استفاده از تركیبات دیگری همانند فلورید زیر كونیوم و تیتانات ها، افزایش یافته است.پس از اعمال پوشش فسفاته، میزان زبری سطح بطور قابل توجهی تغییر می یابد. با وجود اینكه زبری سطح پس از اعمال پوشش فسفاته از نظر فاصله «قله تا دره»، در مقایسه با بدنه خودرو افزایش نمی یابد اما از نظر تعداد قله ها دارای افزایش می باشیم: در این حالت به علت افزایش مساحت سطح، بدلیل اعمال لایه فسفاته، درگیری مكانیكی و تعداد پیوندهای شیمیایی لایه آستر افزایش می یابد، كه نتیجه كلی آن بهبود چسبندگی لایه آستر می باشد.ضخامت پوشش فسفاته نیز بر روی كیفیت لایه فسفاته دارای اثر قابل توجهی است. ضخامت زیاد پوشش فسفاته باعث كاهش خواص الاستیكی و در نتیجه خواص مكانیكی ضعیف تر می گردد. بعد از فرایند آماده سازی انجام آبكشی به منظور شستشوی بدنه ضروری است. در حال حاضر به غیر از فرایند فسفاته كاری، روش های آماده‌سازی دیگری برای آلومینیوم باموفقیت مورد استفاده قرار گرفته‌اند. این پروسه ها گاهی برای آلیاژهای منگنز و روی نیز مورد استفاده قرار می گیرند. در این پروسه ها عملیات كروماته كاری از اهمیت عملی بالایی برخوردار می باشند و می توان از كروماته های سبز و زرد استفاده كرد. هر دو نوع آماده سازی باعث ایجاد یك سطح مناسب برای اعمال لایه آستر طی چندین دقیقه، به روش اسپری یا غوطه وری می شوند. تركیبات اصلی محلول های كروماته سبز برای آماده سازی آلومینیوم اسید كرومیك یا كرومات بعلاوه فلوریدها و فسفات ها می‌باشند. زمانی كه روی نیز مورد استفاده قرار گیرد كلریدها و سولفات ها نیز باید استفاده شوند. در این شرایط فسفات های كروم و آلومینیوم بر روی سطح آلومینیوم ایجاد می گردد. همانند پروسه های فسفاته كاری فلورید مسئولیت تبدیل یون های آلومینیوم به كمپلكس را بر عهده دارند. علت رنگ سبز تركیبات كروم چهار ظرفیتی موجود در فسفات كروم می‌باشد. با وجود اینكه در محلول فسفاته كروم های شش ظرفیتی نیز موجود می باشد، كرومات سبز عاری از این یون ها می باشد. محلول های كروماته زرد شامل اسید كرومیك یا كرومات ها بعلاوه فلوریدها می باشند. اولین مرحله در تشكیل پوشش كروماته، واكنش‌های اسیدشویی می باشد كه باعث ورود یون های آلومینیوم به داخل محلول می شود و به طور همزمان كرومات شش ظرفیتی به كاتیون های سه ظرفیتی كروم بوسیله هیدروژن تولیدی، احیا می شود. پوشش تولیدی شامل اكسیدها و اكسیدهای هیدراته كروم و آلومینیوم می باشد. پوشش تولیدی در مرحله اول دارای ظاهری شبیه ژل بعلت نرمی آن، می باشد كه توسط حرارت سفت می شود. از آنجا كه مقاومت حرارتی تا دمای 150 می باشد، پوشش حداكثر باید تا دمای 100 گرم شود. وزن پوشش كروماته 5/0-1/0 می باشد. به علت سمیت تركیبات كروم شش ظرفیتی، تلاش های فراوانی برای جایگزینی این تركیبات توسط سایر مواد شیمیایی صورت گرفته. در صورت حضور كروم شش ظرفیتی در محلول، مسأله آلودگی های زیست محیطی حاصل از این تركیبات نیز حائز اهمیت می باشد.به همین منظور از تركیبات محتوای زیر كونیوم یا روی یا تیتانیوم استفاده می گردد. در این شرایط پوشش تولیدی شامل اكسیدها یا فسفات های زیر كونیوم و تیتانیم می باشد. وزن پوشش بسیار پایین و در حدود 02/0-01/0 است اما با این حال خواص حفاظتی آن در كنار آستر الكترودیپوزیشن شبیه خواص پوشش های كروماته می باشد. تركیبات تشكیل دهنده تانك های فسفاته: همانطور كه قبلاً اشاره شد به منظورایجاد یك پوشش فسفاته با كیفیت های مدنظر در زمان معقول، ناگزیر به استفاده از تركیبات مختلفی در فرمولاسیون محلول های فسفاته می باشیم. در مورد نقش هر كدام از این تركیبات در ایجاد پوشش های فسفاته در قسمت های قبل توضیحاتی بیان شد و نقش برخی از این تركیبات با توجه به واكنش هایی كه در قسمت های آتی بیان می شود ملموس تر می گردد. تركیبات اصلی یك تانك فسفاته به صورت زیر می باشند: – اسید فسفریك – فسفات روی – نیترات روی – شتاب دهنده ها همانند نیترات ها، كلرات سدیم، پر اكسید و ; – فلوریدها: همانطور كه اشاره شد به منظور افزایش كیفیت پوشش های فسفاته گاهی از عوامل اصلاح كننده همانند منگنز و نیكل استفاده می شود. در این حالت كیفیت پوشش فسفاته به خصوص از نظر مقاومت خوردگی به شدت افزایش می یابد در این شرایط در پوشش فسفاته نمك های نیكل و منگنز وارد می شوند. در تصویر زیر به برخی از این نمك ها اشاره شده است. به این نمك ها نمك های سه كاتیونی اطلاق می گردد، زیرا در ساختار آنها سه اتم فلز حضور دارد. تحقیقات برخی از محققان نشان داده است كه تركیبات حاصل از پوشش های فسفاته با توجه به زمینه مورد استفاده در ساخت خودرو و مسلماً توسط فاكتورهای دیگری تحت تأثیر می باشد. در شكل زیر می توان تركیبات یك پوشش فسفاته بر روی زمینه فولادی و زمینه فولادی گالوانیزه شده به روش الكترولیتی را مشاهده نمود. باید توجه داشت كه این مقادیر فقط به عنوان یك مثال مطرح شده‌اند و برای شرایط مختلف و خودروسازی های مختلف، متفاوت می باشند. قبل از انجام مرحله فسفاته كاری، بدنه خودرو وارد مرحله فعال‌سازی می شود. هدف از انجام این مرحله، انجام واكنش های فسفاته كاری با سرعت بالاتر، كاهش وزن پوشش فسفاته و ایجاد پوشش‌های فسفاته با اندازه كریستالی كوچك و فشرده است. همانطور كه در قبل اشاره شده اندازه كریستالی پوشش فسفاته و فشردگی آنها بر روی خواص ظاهری و اجرایی سیستم رنگ موثر است. معمولاً در صنعت از فسفات های تیتانیم به عنوان عامل فعال كننده استفاده می‌گردد. عواملی كه بر روی مرحله فعال سازی موثرند عبارتند از: : در صورتیكه میزان كاهش یابد باعث كاهش كیفیت پوشش فسفاته می گردد. غلظت تیتانیم، مدت زمان استفاده از حمام (طول عمر حمام) واكنش های فسفاته: فسفات های روی برای ایجاد یك پوشش فسفاته بر روی سطوح مختلف، بغیر از آلومینیوم دارای دو مرحله واكنش می باشند. در اولین مرحله اسید فسفریك بر روی سطح فلز اثر می گذارد و باعث تشكیل فسفات های نوع اول می گردد. واكنش هایی كه طی این مرحله انجام می گیرد با نام واكنش های اسیدشویی شناخته می شوند. در اولین مرحله هیدروژن نیز ایجاد می شود همانطور كه می دانیم حضور هیدروژن باعث كاهش سرعت واكنش های فسفاته می گردد به همین دلیل در مرحله دوم شتاب دهنده باعث تبدیل هیدروژن به سایر تركیبات بی ضرر و در نتیجه تسریع درواكنش های تشكیل پوشش فسفاته می گردد و به طور همزمان پوشش فسفاته نیز بر روی سطح فلز تشكیل می گردد. همانطور كه در مباحث قبل اشاره شد استفاده از فرآیندهای معمول فسفات روی، باعث تشكیل هیچ گونه پوششی بر روی سطوح آلومینیومی نمی گردد مگر اینكه به وسیله تركیبات دیگری همانند فلوریدها، محلول فسفاته اصلاح گردد. 1- واكنش های اسیدشویی بوسیله اسید فسفریك: 2- واكنش های شتاب دهنده و ایجاد پوشش فسفاته: در صورتیكه محلول فسفاته توسط سایر موارد همانگونه منگنز اصلاح گردد علاوه بر نمك های سه كاتیونی كه در قبل اشاره شد برخی از تركیبات دیگر نیز وارد پوشش فسفاته می گردد؛ بنابراین می توان تركیبات حاصل از فرآیند فسفاته كاری بر روی زمینه های مختلف را به صورت زیر نمایش داد. آبكشی نهایی:شاید بتوان مهمترین بخش از كل مراحل آبكشی مورد استفاده طی فرآیند آماده سازی را آبكشی نهایی تصور كرد. هدف از انجام آبكشی نهایی شستشوی بدنه خودرو و جلوگیری از ایجاد عیبی با نام «تاول زدگی» در سیستم رنگ به خصوص در مناطق مرطوب می باشد. به نظر شما چه ارتباطی بین تاول زدگی سیستم رنگ و آبكشی نهایی وجود دارد؟ در ارتباط با آب مورد استفاده برای مرحله آبكشی دقت به چهار فاكتور ضروری است كه برخی از این فاكتورهای توسط دستگاه‌های ویژه اندازه‌گیری و بقیه بصورت بصری بررسی می شوند. طی مباحث قبلی به برخی از این فاكتورها بصورت غیرمستقیم اشاره نمودیم و خوانندگان در صورت مطالعه دقیق كتاب می توانند به سایر فاكتورها طی مباحث آتی پی ببرند. همچنان كه اشاره شد استفاده از روش غوطه‌وری و اسپری در مرحله آبكشی در بهبود كیفیت آبكشی بسیار موثر می باشد. اتمام تشكیل پوشش فسفاته: در حین تشكیل پوشش فسفاته، تشكیل پوشش فسفاته ادامه می یابد تا اینكه مرحله ای می رسد كه دیگر تغییری در وزن پوشش فسفاته صورت نمی گیرد. این مرحله بعنوان اتمام پوشش دهی شناخته می‌گردد و دارای اهمیت علمی قابل توجهی، از آنجاییكه مقدار عملی پوشش فسفاته فقط وقتی كه پوشش دهی كامل شود به حداكثر خود می رسد، می باشد. روش های تشخیص اتمام تشكیل پوشش فسفاته بصورت زیر می باشند: • اتمام تولید گاز هیدروژن:در حمام هایی كه دارای شتاب دهنده نمی باشند یا حمام هایی كه دارای مقادیر كم شتاب دهنده می باشند تشكیل پوشش فسفاته در كنار ایجاد حباب های هیدروژن صورت می گیرد و توقف تشكیل گاز را می توان به عنوان معیاری برای اتمام تشكیل پوشش فسفاته تلقی نمود. این روش فقط برای زمانی كه پوشش فسفاته به روش غوطه وری اعمال گردد قابل استفاده است. • استفاده از نمودار وزن پوشش بر حسب زمان: یكی از روش‌هایی كه بیش از سایر روش ها استفاده می‌گردد، این است كه وزن پوشش فسفاته را برای پلیت‌های آزمایشگاهی مختلف در زمان های مختلف اندازه گیری كنیم و نمودار وزن پوشش را در مقابل زمان ترسیم كنیم . دراین نمودار اولین نقطه ماكزیمم بعنوان معیار اتمام تشكیل پوشش فسفاته شناخته می‌شود. • اندازه گیری ولتاژژ برخی از تحقیقات نشان داده است كه به منظور اطلاع از زمان اتمام تشكیل پوشش فسفاته می توان از نمودار پتانسیل برحسب زمان استفاده كرد، ولی به هر حال در استفاده از این نمودار نیازمند مهارت فراوان می باشیم. ولتاژ در ابتدا دارای افزایش و بدنبال آن كاهش به طرف یك نقطه مینیمم می باشد این نقطه به عنوان اتمام تشكیل پوشش فسفاته یعنی زمانی كه وزن پوشش فسفاته دارای حداكثر مقدار خود و حداقل مقدار خود و حداقل مقدار پرزدار بودن می باشد، تلقی می گردد. • استفاده از میكروسكوپ: یكی از روشهای دیگر تشخیص اتمام تشكیل پوشش فسفاته استفاده از میكروسكوپ می باشد. توسط میكروسكوپ می توان با اطمینان كامل عدم تكمیل پوشش فسفاته را پیش بینی نمود ولی نمی توان با اطمینان بالا اتمام تشكیل پوشش فسفاته را پیش‌بینی كرد. پرزدار بودن پوشش فسفاته: حتی پس از اتمام تشكیل پوشش فسفاته، پوشش دارای مقداری پرزدار بودن است. در سال های گذشته توجه قابل توجهی بر روی اثر تغییرات سطح فولاد و ارتباط آن بر روی پرزدار بودن پوشش فسفاته متمركز شده است. به خصوص تلاش هایی برای ربط دادن كربن موجود در زمینه با میزان پرزدار بودن پوشش فسفاته صورت گرفته است. برخی از دانشمندان توانستند رابطه‌ای بین كربن و نتایج سالت اسپری پیدا كنند در عوض دانشمندان توانستند رابطه ای بین میزان مقاومت خوردگی و میزان كربن پیدا نمایند. برخی از نتایج این تحقیقات را می توان بصورت خلاصه بصورت زیر نمایش داد: 1- وجود ناخالصی ها در زمینه فولادی باعث اختلاف در نتایج تست خوردگی می گردد. این ناخالصی ها را می توان توسط روش های مكانیكی و اسیدشویی رفع كرد ولی توسط چربی‌زداهای معمولی و حلال های آلی قابل رفع نمی باشند. 2- در صورتیكه كربن جزء این ناخالصی ها باشد نتایج حاصل از تست سالت اسپری وابسته به مقدار كربن موجود در زمینه است. 3- افزایش میزان منگنز باعث بهبود مقاومت خوردگی می گردد. 4- گاهی بین میزان پرزدار بودن پوشش فسفاته و نتایج حاصل از تست سالت اسپری ارتباطی وجود دارد. ناخالصی های موجود در زمینه كه مهمترین آنها كربن است و توسط شستشوی قلیایی قابل تمیز شدن نمی باشند، باعث تشكیل یك پوشش پرزدار می گردد كه نتیجه آن كاهش مقاومت خوردگی پوشش فسفاته است. ادامه خواندن مقاله آماده كردن فلزات براي استفاده در ساخت بدنه خودرو

نوشته مقاله آماده كردن فلزات براي استفاده در ساخت بدنه خودرو اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.