شنبه , ۱۳ آذر ۱۳۹۵
دانلود رایگان نرم افزار آنالیز تصویر + فیلم آموزشی
آبکاری

آبکاری

عنوان مقاله : آبکاری
نویسنده:فائزه حسینی علی آبادی

دانشگاه فناوریهای نوین قوچان

آبکاری

معنای آبکاری:

پوشاندن یک جسم با یک لایه نازک از یک فلز با کمک یک سلول الکترولیتی آبکاری نامیده می‌شود. جسمی که روکش فلزی روی آن ایجاد می‌شود باید رسانای جریان برق باشد. الکترولیت مورد استفاده برای آبکاری باید دارای یونهای آن فلزی باشد که قرار است لایه نازکی از آن روی جسم قرار بگیرند.
۱٫ تاریخچه آبکاری در اروپا

صنعت آبکاری به شکل امروزی آن از اواخر قرن هجدهم و با اختراع پیل الکتریکی توسط ولتا فیزیکدان
ایتالیایی و تحقیقات میشل فارادی دانشمند انگلیسی که حاصل آن کشف قوانین فارادی بود، آغاز گردید . در سال ١٨٣٧ موریتس جاکوبی با استفاده از نیروی برق توانست کپی های دقیق(نمونه سازی ) از انواع قطعات و کالاها تولید و عرضه نماید . او با ساخت چنین قطعاتی با استفاده از روش نمونه سازی(Electroforming) که یکی از روشهای آبکاری است گامی بزرگ در توسعه صنعت آبکاری به وجود آورد . او همچنین پایه گذار نخستین نشریه های صنعت آبکاری است . در سال ١٨۴٢ فون زیمنس موفق به آبکاری طلا بر روی قطعات مختلف گردید و این اختراع را به نام خود ثبت کرد . در همان زمان ویلهم پفان هاورز که آلمان ها او را پدر گالوانوتکنیک می خوانند موجب تحولی شگرف در این صنعت گردید.
امروزه با توجه به اهمیت و کارآیی این صنعت در صنایع مختلف و نقش آن در اقتصاد ملی کشورها سرمایه های عظیمی از سوی دولتها و صاحبان صنایع برای پیشرفت این صنعت هزینه می گردد.
تاریخچه آبکاری در ایران باستان
اشکانیان (پارتها) ، که قومی ایرانی بودند ، در زمان حکومت خود بر ایران باستان و کشورهای همسایه یکی از بزرگترین امپراطوریهای جهان را به وجود آوردند. اسناد تاریخی کشف شده در طول قرنها مانند سکه ها، جامهای شاخی شکل و تکه های سفال شکسته شواهدی بر د ستاوردهای فرهنگی و تمدن عظیم اشکانیان می باشد . درحفاریهای باستانشناسی که در سال ١٩٣۶ در اطراف پایتخت باستانی اشکانیان (تیسفون) صورت گرفت، تجهیزات آبکاری الکتریکی کشف گردید . بدین ترتیب معلوم شد که پیش از تولد مسیح، ایرانیان با روش آبکاری الکتریکی طلا و نقره بر روی جامهای فلزی آشنا بوده اند.
تاریخچه آبکاری در ایران معاصر
تاریخچه آبکاری نوین در ایران به پیش از یکصد سال پیش باز می گردد ( ١٢٧٧ ه .ش) ابراهیم خان صحاف باشی (پدر سینمای ایران ) اولین کارگاه آبکاری را در خیابان لاله زار نو تاسیس نموده و با نصب انواع وانهای آبکاری نیکل، مس، برنج، نقره و دستگاههای جنبی مورد نیاز، آبکاری صنعتی را در ایران پایه گذاری نمود.
روش های متداول آبکاری
با توجه به نیاز صنایع و براساس استانداردهای جهانی، پوششها بر اساس یکی از روشهای ذیل بر روی قطعهایجاد می شوند:
١. آبکاری های الکتریکی (Electroplating) جنس آهن، ایندیم، برنج، پالادیم، پلاتین، سرب، رودیم،
روی و آلیاژهای آن، طلا و آلیاژهای آن، قلع و آلیاژهای آن، کادمیم، کرم) تزیینی ، سخت ، آلیاژی (، مس، نقره، نیکل
٢. آبکاری های تبدیلی :(Conversion Coating) آندایزینگ (معمولی ، رنگی ، سخت )، فسفاته ها،کروماته ها
٣. آبکاری های شیمیایی: (Electroless Plating) مس، نیکل
۴. آبکاری های تبادلی :(Immersion Plating)طلا، مس، نقره، نیکل
۵. آبکاری به روش غوطه وری گرم)داغ( :(Plating Hot dip) آلومینیوم، روی، سرب، قلع
۶. آبکاری موضعی (قلمی) (Selective Plating)
٧. آبکاری در خلأ (Vacuum Plating)
٨. آبکاری تماسی (Contact Plating)
٩. الکترولاک (Electro- lacquering)
١٠ . رنگ آمیزی الکتریکی (Electropainting)
١١ . پوشش پودری (Powder Coating)
١٢ . قطعه سازی الکترولیتی (Electroforming)
١٣ . پوشش دهی مکانیکی (Mechanical Plating)
١۴ . آبکاری نفوذی (Diffusion Coating)

آبکاری

نگاه کلی
فرایند آبکاری معمولا″ با فلزات گرانبها چون طلا و نقره ‌و کروم جهت افزایش ارزش فلزات پایه مانند آهن ‌و مس ‌و غیره و همچنین ایجاد روکشی بسیار مناسب (در حدود میکرومتر) برای استفاده از خواص فلزات روکش کاربرد دارد. این خواص می‌تواند رسانایی الکتریکی و جلوگیری از خوردگی باشد. فعل و انفعال بین فلزها با واسطه‌های محیطی موجب تجزیه و پوسیدگی آنها می‌شود چون فلزها میل بازگشت به ترکیبات ثابت را دارند. پوسیدگی فلز ممکن است به صورت شیمیایی(توسط گازهای خشک و محلولهای روغنی گازوئیل و نفت و مانند اینها) و یا الکتروشیمیایی (توسط اسیدها و بازها و نمک‌ها) انجام پذیرد. طبیعت و میزان خوردگی به ویژگی‌های آن فلز٬ محیط و حرارت وابسته است. روشهای زیادی برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد که یکی از آنها ایجاد روکشی مناسب برای فلزها می‌باشد و معمول‌ترین روشهای روکش فلزها عبارتنداز: رنگین کردن فلزات ٬ لعابکاری ٬ آبکاری با روکش پلاستیک٬ حفاظت کاتدیک‌ و آبکاری با فلزات دیگر.
اصول آبکاری
به طور کلی ترسیب فلز با استفاده از یک الکترولیت را می‌توان به صورت واکنش زیر نشان داد:

فلز <——– (الکترون) z + کاتیون فلزی

ترسیب فلز با روشهای زیر انجام می‌شود:
آبکاری الکتریکی
در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می‌گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون‌ها یا دریافت می‌شوند (احیا) و یا واگذار می‌شوند (اکسیداسیون). برای اینکه واکنشها در جهت واحد مورد‌ نظر ادمه یابند لازم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنشهای مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می‌گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز رسوب‌کننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا قطبی که دارای الکترون اضافی می‌باشد (قطب منفی یا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می‌شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت:
– یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت یون مثبت در می‌آید.
– یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند.
– این یون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می‌کند.
قوانین فارادی
قوانین فارادی که اساس آبکاری الکتریکی فلزها را تشکیل می‌دهند نسبت بین انرژی الکتریکی و مقدار عناصر جا به جا شده در الکترودها را نشان می‌دهند.
• قانون اول: مقدار موادی که بر روی یک الکترود ترسیب می‌شود مستقیما″ با مقدار الکتریسیته‌ای که از الکترولیت عبور می‌کند متناسب است.
• قانون دوم :مقدار مواد ترسیب شده با استفاده از الکترولیت‌های مختلف توسط مقدار الکتریسیته یکسان به صورت جرم‌هایی با اکی‌والان مساوی از آنهاست.
بر اساس این قوانین مشخص شده است که ۹۶۵۰۰ کولن الکتریسیته (یک کولن برابر است با جریان یک آمپر در یک ثانیه) لازم است تا یک اکی‌والان گرم از یک عنصر را رسوب دهد یا حل کند.
آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی
هنگام ترسیب فلز بدون استفاده از منبع جریان خارجی الکترون‌های لازم برای احیای یون‌های فلزی توسط واکنش‌‌های الکتروشیمیایی تامین می‌شوند. بر این اساس سه امکان وجود دارد:
• ترسیب فلز به روش تبادل بار (تغییر مکان‌) یا فرایند غوطه‌وری: اساس کلی این روش بر اصول جدول پتانسیل فلزها پایه‌ریزی شده است. فلزی که باید پوشیده شود باید پتانسیل آن بسیار ضعیف‌تر (فلز فعال) از پتانسیل فلز پوشنده (فلز نجیب) باشد. و فلزی که باید ترسیب شود باید در محلول به حالت یونی وجود داشته باشد. برای مثال به هنگام غوطه‌ور نمودن یک میله آهنی در یک محلول سولفات مس فلز آهن فعال است و الکترون واگذار می‌کند و به شکل یون آهن وارد محلول می‌شود. دو الکترون روی میله آهن باقی می‌ماند. یون مس دو الکترون را دریافت کرده احیا می‌شود و بین ترتیب مس روی میله آهن می‌چسبد. و هنگامی که فلز پایه که باید پوشیده شود (مثلا آهن) کاملا″ توسط فلز پوشنده (مثلا مس) پوشیده شود آهن دیگر نمی‌تواند وارد محلول شود و الکترون تشکیل نمی‌شود و در نتیجه عمل ترسیب خاتمه می‌یابد. موارد استعمال این روش در صنعت آبکاری عبارت است از: مس‌اندود نمودن فولاد٬ نقره‌کاری مس و برنج٬ جیوه‌کاری٬ حمام زنکات٬ روشهای مختلف کنترل و یا آزمایش٬ جمع‌آوری فلز از حمام‌های فلزات قیمتی غیر قابل استفاده (طلا) با استفاده از پودر روی.

• ترسیب فلز به روش اتصال: این روش عبارت است از ارتباط دادن فلز پایه با یک فلز اتصال. جسم اتصال نقش واگذارکننده الکترون را ایفا می‌کند. برای مثال هنگامی که یک میله آهنی (فلز پایه) همراه یک میله آلومینیومی٬ به عنوان جسم اتصال در داخل یک محلول سولفات مس فرو برده می‌شود٬ دو فلز آهن و آلومینیوم به جهت فعالتر بودن از مس٬ به صورت یون فلزی وارد محلول می‌شوند و روی آنها الکترون باقی می‌ماند و چون فشار انحلال آلومینیوم از آهن بیشتر است از این رو اختلاف پتانسیلی بین دو فلز ایجاد شده و الکترون‌ها در روی یک سیم رابط٬ از سوی آلومینیوم به طرف آهن جاری می‌شوند. بنابراین مشاهده می‌شود که مقدار زیادی از یونهای مس محلول روی آهن ترسیب می‌شوند. ضخامت قشر ایجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسیار ضخیم‌تر است. از روش اتصال برای پوشش‌کاری فلزات پیچیده استفاده می‌شود.

• روش احیا: ترسیب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احیا کننده٬ روش احیا نامیده می‌شود. یعنی دراین روش الکترونهای لازم برای احیای یونهای فلزات توسط یک احیا کننده فراهم می‌شود. پتانسیل احیا کننده‌ها باید از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد خاطر نشان ساخت که اختلاف پتانسیل به دلایل منحصرا″ کاربردی روکش‌ها٬ نباید بسیار زیاد باشد. برای مثال هیپوفسفیت سدیم یک احیا کننده برای ترسیب نیکل است ولی برای ترسیب مس که نجیب‌تر است٬ مناسب نیست. مزیت استفاده از این روش در این است که می‌توان لایه‌هایی با ضخامت دلخواه ایجاد نمود. زیرا اگر مقدار ماده احیا کننده در الکترولیت ثابت نگه داشته شود می‌توان واکنش ترسیب را کنترل نمود. به ویژه غیر هادی‌ها را نیز بعد از فعال نمودن آنها٬ می‌توان پوشش‌کاری کرد.
آماده سازی قطعات برای آبکاری
برای بدست آوردن یک سطح فلزی مناسب نخستین عملی است که با دقت باید صورت گیرد٬ زیرا چسبندگی خوب زمانی به وجود می‌آید که فلز پایه٬ سطحی کاملا تمیز و مناسب داشته باشد. بدین علت تمام لایه‌ها و یا قشرهای مزاحم دیگر از جمله کثافات٬ لکه‌های روغنی٬ لایه‌های اکسید٬ رسوبات کالامین که روی آهن در درجه‌های بالا ایجاد می‌شوند را از بین برد. عملیات آماده سازی عبارتند از:
• سمباده‌کاری و صیقل‌کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و یکنواخت تبدیل می‌کنند.
• چربی‌زدایی: طی آن چربی‌های روی سطح فلزات را می‌توان توسط عمل انحلال٬ پراکندگی٬ امولسیون٬ صابونی کردن و یا به روش تبادل بار از بین برد.
• پرداخت: انحلال شیمیایی قشرهای حاصل از خوردگی روی سطح فلزات را پرداخت کردن می‌نامند که اساسا″ به کمک اسیدهای رقیق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می‌گیرد.
• آبکشی٬ خنثی‌سازی٬ آبکشی اسیدی٬ خشک کردن: خنثی‌سازی برای از بین بردن مقدار کم اسید یا مواد قلیایی که در خلل و فرج قطعه باقی می‌مانندو همچنین آبکشی اسیدی برای جلوگیری از امکان تشکیل قشر اکسید نازک غیر قابل رؤیت که موجب عدم چسبندگی لایه الکترولیتی می‌شود.

آبکاری

موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری
در سالهای اخیر نانوتکنولوژی که همان علم و تکنولوژی کنترل و بکارگیری ماده در مقیاس نانومتر است٬ تحقیقات فزاینده و موقعیت‌های تجاری زیادی را در زمینه‌های مختلف ایجاد نموده است. یک جنبه خاص از نانوتکنولوژی به مواد دارای ساختار نانویی یعنی موادی با بلورهای بسیار ریز که اندازه آنها معمولا کمتر از ۱۰۰ میکرومتر است می‌پردازد٬ که این مواد برای اولین بار حدود دو دهه قبل به عنوان فصل مشترکی معرفی شدند. این مواد نانوساختاری با سنتز الکتروشیمیایی تولید شده‌اند که دارای خواصی از قبیل٬ استحکام٬ نرمی‌ و سختی٬ مقاومت به سایش٬ ضریب اصطکاک٬ مقاومت الکتریکی٬ قابلیت انحلال هیدروژن و نفوذپذیری٬ مقاومت به خوردگی موضعی و ترک ناشی از خوردگی تنشی و پایداری دمایی را دارا هستند. دریچه‌های آبکاری الکتریکی برای سنتز این ساختارها با استفاده از تجهیزات و مواد شیمیایی مرسوم برای طیف گستره‌ای از فلزات خالص و آلیاژها گشوده شده است. یک روش مقرون به صرفه برای تولید محصولاتی با اشکال بسیار متفاوت از پوششهای نازک و ضخیم٬ فویلها و صفحه‌ها با اشکال غیر ثابت تا اشکال پیچیده شکل‌یافته با روشهای الکتریکی است. از این رو فرصتهای قابل توجهی برای صنعت آبکاری وجود دارد تا نقش تعیین‌کننده‌ای را در گسترش کاربردهای جدید نانوتکنولوژی ایفا نماید که این امر به آسانی با تکیه بر اصول قابل پیش‌بینی متالوژیکی که در سالیان گذشته مشخص شده قابل تحقق است.

آبکاری با فلزات

آبکاری با فلزات
آبکاری با نیکل
نیکلیکی از مهمترین فلزاتی است که در آبکاری به کار گرفته می‌شود. تاریخچه آبکاری نیکل به بیش از صدها سال پیش باز می‌گردد این کار در سال ۱۸۴۳ هنگامی که R.Rotlger توانست رسوبات نیکل را از حمامی شامل سولفات نیکل و آمونیوم بدست آورد آغاز گردید بعد از آن Adams اولین کسی بود که توانست آبکاری نیکل را در موارد تجاری انجام دهد. نیکل رنگی سفید شبیه نقره دارد که کمی متمایل به زرد است و به راحتی صیقل‌پذیر و دارای خاصیت انبساط و انقباض٬ جوش‌پذیر بوده و مغناطیسی می‌بلاشد. آبکاری با نیکل اساسا به منظور ایجاد یک لایه براق برای یک لایه بعدی مانند کروم و به منظور فراهم آوردن جلای سطحی خوب و مقاومت در برابر خوردگی برای قطعات فولادی٬ برنجی و حتی بر روی پلاستیکهایی که با روش‌های شیمیایی متالیزه شده‌‌‌اند به کار می‌رود. مواد شیمیایی که در الکترولیتهای نیکل به کار می‌روند عبارتنداز:
• نمک فلزی (مهمترین آنها سولفات نیکل است و همچنین از کلرید نیکل و سولفومات نیکل نیز استفاده می‌شود.)
• نمک رسانا (برای بالا بودن قابلیت رسانایی ترجیحا از کلریدها مخصوصا کلرید نیکل استفاده می‌شود.)
• مواد تامپونه کننده (برای ثابت نگه داشتن PH اصولا اسید بوریک به کار برده می‌شود.)
• مواد ضد حفره‌ای شدن (برای جلوگیری از حفره ای شدن به الکترولیتهای نیکل موادی اضافه می کنند که مواد ترکننده نامیده می شوند. سابقا از مواد اکسید کننده به عنوان مواد ضد حفره استفاده می‌شد.)
آبکاری با کروم
روکش‌های لایه کروم رنگی شبیه نقره٬ سفید مایل به آبی دارند. قدرت انعکاس سطح کروم‌کاری شده و کاملا″ صیقلی شده در حد ۶۵% است (برای نقره ۸۸%و نیکل ۵۵%) در حالی که خاصیت انعکاس نقره و نیکل با گذشت زمان ضایع می‌شود٬ در مورد کروم تغییری حاصل نمی‌شود. لایه‌های کروم قابل جوشکاری نبوده و رنگ‌کاری و نقاشی را نمی‌پذیرند. کروم در مقابل گازها٬ موادقلیایی و نمکها مقاوم است اما اسید سولفوریک واسید کلریدریک وسایر اسیدهای هالوژن‌دار در تمام غلظتها ودر تمام درجه حرارتها بر روی کروم تاثیر می گذارند. به دنبال رویین شدن شیمیایی٬ روکش‌های کروم مقاومت خوبی در اتمسفر از خود نشان می‌دهند و کدر نمی‌شوند. از این رو به تمیز کردن و یا نو نمودن توسط محلولها یا محصولات حل کننده اکسیدها را ندارند. روکش‌های کروم تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد هیچ تغییری از نظر کدر شدن متحمل نمی‌‌شوند. رویین شدن حالتی است که در طی آن در سطح کروم٬ اکسید کروم (۳+) تشکیل می شود. این عمل موجب جابه‌جایی پتانسیل کروم از ۰٫۷۱۷ به ۱٫۳۶ ولت می شود و کروم مثل یک فلز نجیب عمل می نماید. لایه های پوششی کروم براق با ضخامت پایین (در حدود ۱ میکرومتر)که غالبا در کروم‌کاری تزیینی با آن روبه رو هستیم فولاد را در مقابل خوردگی حفاظت نمی‌کنند کروم کاری ضخیم که در مقابل خوردگی ضمانت کافی داشته باشد فقط از طریق کروم‌کاری سخت امکانپذیر است. با توجه به اینکه پوشش‌های کروم الکترولیتی سطح مورد آبکاری را به طور کامل نمی‌پوشانند از این رو کروم‌کاری تزیینی هرگز به تنهایی مورد استفاده قرار نمی‌گیرد بلکه همواره آن را به عنوان پوشش نهایی بر روی واکنش‌هایی که حفاظت سطح را در مقابل خوردگی ضمانت می‌نمایند به کار می‌روند. معمولا به عنوان پایه محافظ از نیکل استفاده می‌شود.
آبکاری با مس
مس فلزی است با قابلیت کشش بدون پاره شدن٬ نرم و هادی بسیار خوب جریان برق و گرما. مس از هیدروژن نجیب‌تر است و در نتیجه نه تنها در مقابل آب و محلولهای نمک‌دار بلکه در مقابل اسیدهایی که اکسیدکننده نیستند نیز مقاومت دارد. اکسیدکننده‌ها و اکسیژن هوا به راحتی مس را به اکسید مس (I) و یا اکسید مس (II) تبدیل می‌کنند اکسیدهایی که برخلاف خود فلز در اکثر اسیدها حل می‌شوند. به دلیل وجود گازهای مخرب در محیط که دارای گوگرد هستند٬ روی اشیایی که از جنس مس هستند لایه هایی از سولفور مس به رنگ‌های تاریک و یا سبز تشکیل می‌شود.
الکترولیت‌های آبکاری مس
• الکتر‌ولیت‌هایی برپایه اسید سولفوریک یا اسید فلوریدریک
• الکتر‌ولیت‌هایی که فسفات در بر دارند
• الکتر‌ولیت‌ها ی سیانیدی
الکترولیت‌های اسیدی بر پایه سولفات مس به غیر از مس‌اندود نمودن مستقیم سرب٬ مس و نیکل برای دیگر فلزات مناسب نیستند. اینها روی آهن٬ آلومینیم و روی به طور مستقیم تولید روکش نمی‌کنند اگر در یک الکترولیت اسید اشیایی از جنس آهن٬ آلومینیم و روی فرو ببریم یک لایه اسفنجی در نتیجه مبادله یونی ایجاد می‌شود. این یک لایه پایداری بدون چسبندگی برای لایه‌های دیگر خواهد بود. بنابراین قبل از مس‌اندود نمودن این فلزات در محیط اسیدی باید حتما یک عملیات مس‌اندود نمودن در محیط اسیدی انجام گرفته باشد. الکترولیت‌های سیانیدی٬ علی‌رغم سمی بودنشان به علت دارا بودن خواص خوب اهمیت زیادی پیدا کرده‌اند. پوششهای حاصل از حمام‌های سیانیدی دارای توان پوششی خوبی می‌باشند٬ آنها دارای دانه‌بندی حاصل از چسبندگی فوق‌العاده‌ای‌اند. در نتیجه پدیده‌های شدید پلاریزاسیون٬ قدرت نفوذ الکترولیت‌های سیانیدی بهتر از حمام های مس‌کاری اسید است. الکترولیت‌های پیروفسفات مس برای ایجاد روکش‌های زینتی روی زاماک٬ فولاد٬ آلیاژهای آلومینیم و برای پوشش سطحی فولاد بعد از عملیات سمانتاسیون به کار برده می‌شود. موارد کابردی دیگر می‌توان مس‌کاری سیم‌ها و شکل‌یابی با برق را نام برد.
آلیاژهای مس
• برنج: آْلیاژی از مس و روی که CuZn30 نامیده می‌شود.
• برنز: آلیاژی از مس و قلع می‌باشد.
آبکاری با روی
روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی٬ بالاتراز ۱۰۰ درجه سانتیگراد شکننده٬ مابین۱۰۰ الی ۲۰۰ درجه سانتیگراد نرم٬ قابل انحنا و انبساط است و می‌توان به صورت ورقه‌های نازک درآورد٬ بالای ۲۰۰ درجه سانتیگراد دوباره شکننده می‌شود. خاصیت تکنیکی خیلی مهم روی حفاظت خیلی خوب پوشش‌های آن در مقابل خوردگی است. این خاصیت ترجیحا بواسطه تشکیل لایه یکنواخت و چسبنده اتمسفر ایجاد می‌شود و عموما شامل اکسید و هیدروکسید کربنات روی و گاهی نیز سولفات و کلرید روی می‌باشد.
الکترولیت‌های آبکاری روی
• الکترولیت‌های اسیدی : اسید سولفوریک – اسید کلیدریک و اسید فلوبوریک.
• الکترولیت‌های بازی : سیانیدی – زنکاتی و پیروفسفات.
قدیمی‌ترین نوع روی‌کاری گالوانیزاسیون است . در این روش روی کاری٬ قطعات آهنی بعد از عملیات پرداخت در داخل روی مذاب در درجه حرارتی مابین ۴۲۰ الی ۴۵۰ درجه سانتیگراد فرو برده می‌شود. برای اهداف تزئینی از روی‌کاری براق استفاده می‌شود. اساسا″ ترکیب حمام‌های براق شبیه حمام‌های مات است٬ فقط حمام های براق دارای درجه خلوص بالاتر و بعلاوه مواد براق‌کننده آلی و غیرآلی می‌باشند.
معمولا لایه‌های پوششی روی عملیات پسین شیمیایی توسط کروماته کردن و یا فسفاته کردن را پذیرا هستند. در نتیجه کروماته کردن لایه های روی خوردگی روی به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد.
آبکاری با کادمیوم
رنگ آن سفید بوده و به نقره شباهت دارد. بسیاری از خواص کادمیوم به روی شبیه اند. لایه کادمیوم به سهولت قابل لحیم‌کاری است. حفاظت ضدخوردگی کادمیوم شدیدا″ تحت تاثیر محیط خورنده می‌باشد. با توجه به اینکه فلز کادمیوم مسموم کننده است٬ بدین جهت از این لایه ها نباید برای قطعاتی که همیشه دم دست هستند و همچنین در صنایع غذایی استفاده نمود.
الکترولیت‌های آبکاری کادمیوم
حمام های کادمیوم کاری بسیار متداول از انحلال اکسید کادمیوم و یا سیانید کادمیوم در سیانید سدیم تولید می‌شوند.
به وجود آمدن شکنندگی توسط هیدروژن در کادمیوم کاری سیانیدی سبب شده است که الکترولیت‌های اسیدی برای کاربردهای ویژه‌ای تهیه شوند. تنها فرایندی که امروزه سودمند است٬ بر پایه حمام‌های فلوئوبرات مبتنی است.
عملیات پسین پوشش‌های کادمیوم نیز به منظور بهتر نمودن منظر قطعه انجام می‌یابد. غوطه‌ور نمودن کوتاه مدت در اسید نیتریک ۰٫۵-۰٫۳ درصد سبب براق شدن لایه‌ها از نوع نقره خواهد شد. در صورتی که بخواهیم لایه کادمیوم در مقابل خوردگی مقاوم‌تر شود٬ به طریق پسین با استفاده از محلول‌های اسید حاوی یونهای کروم (VI) ممکن خواهد بود. بر طبق غلظت و ترکیب محلول‌های کروم‌دار٬ لایه‌های کرومات به رنگهای آبی آسمانی٬ زرد براق یا سبز زیتونی ایجاد می‌شود که به طور قابل ملاحظه‌ای در مقابل خوردگی لایه را بهتر می‌نمایند.
آبکاری با قلع
قلع فلزی است براق٬ دارای رنگ سفید نقره‌ای٬ در درجه حرارت معمولی در مقابل آب و هوا مقاوم است و اسیدها و بازهای ضعیف به سختی روی آن اثر می‌گذارند. برعکس اسید و بازهای قوی به آسانی روی آن اثر می‌گذارند. به راحتی لحیم‌پذیر است. قلع در مقابل مواد غذایی و اتمسفر معمولی تحت تاثیر قرار نمی‌گیرد. با توجه به اینکه سمی نیست٬ کاربرد زیادی در پوشش‌کاری قطعات صنعتی مواد غذایی و صنعت کنسروسازی دارد. با توجه به لحیم‌کاری بسیار عالی در صنعت برق نیز به کار برده می‌شود.
الکترولیت‌های آبکاری قلع
• الکترولیت‌های اسیدی : اسید فنل سولفونیک – اسید هیدروفلوریک و اسید فلوئوروبونیک.
• الکترولیت‌های قلیایی : براساس استانات سدیم یا پتاسیم و هیدروکسیدهای مربرطه می‌باشد.
پوشش‌های قلع ایجاد شده روی قطعات به طریق الکترولیتی ظاهری کدر دارند با فرو بردن قطعات در حمام روغن داغ (Surfuion) براق می‌شوند. حمام‌های روغن داغ٬ خلل و فرج موجود در پوشش را از بین برده٬ مقاومت در مقابل خوردگی قشر را افزایش می‌دهند. همچنین با استفاده از یک محلول خیلی داغ کرومات قلیایی حاوی یک تر کننده٬ می‌توان مقاومت در مقابل خوردگی قشر قلع‌اندود شده را بهتر نمود.
آبکاری با نقره
نقره فلزی قیمتی (نجیب)٬ به رنگ سفید براق است. اسید کلریدریک٬ اسید سولفوریک و اسید استیک به طور جزیی بر آن اثر می‌کند٬ برعکس اسید نیتریک٬ آن را به صورت نیترات نقره حل می‌کند. نقره توسط سولفور هیدروژن و ترکیبات دیگر گوگرد تولید سولفور نقره به رنگ سیاه می‌نماید. اکسیژن هوا به نقره آسیبی نمی‌رساند.همچنین در مقابل اغلب محلول‌های نمکی و غذایی نیز مقاومت دارد.
الکترولیت‌های آبکاری نقره
حمام‌های نقره کاری شامل سیانید ساده نقره٬ کربنات پتاسیم٬ سیانید پتاسیم یا سیانید سدیم می باشد. هنگامی که از سیانید پتاسیم استفاده می‌شود پوشش به سختی می سوزد. ضمنا لایه‌ها براق و حمام‌ها دارای خاصیت هدایت جریان بیش‌تری هستند. سیانید قلیایی موجود در الکترولیت تحت تاثیر CO2 موجود در اتمسفر به طور جزیی تجزیه شده و تولید کربنات می‌کند. کربنات تولید شده خاصیت هدایت الکتریسیته و قدرت نفوذ الکترولیت را زیاد می‌کند.
پوشش‌های نقره که در حمام‌های سیانیدی ساده ایجاد می‌شود کدر هستندو باید در هنگام پوشش‌کاری برش‌کاری نمود. عملیات اجتناب‌ناپذیر جلاکاری علاوه بر اینکه قیمت را بالا می‌برد٬ سبب از بین رفتن فلز نقره نیز می‌شوند. در حال حاضر حمام‌های نقره حاوی مواد افزودنی مختلف سبب ایجاد لایه‌های براق به کار برده می‌شوند. این حمام‌ها معایب الکترولیت‌های ساده را ندارند.
آبکاری با طلا
طلا فلزی‌ است قیمتی (نجیب)٬ به رنگ زرد٬ در طبیعت به صورت خالص پیدا می‌شود. طلا در مقابل اتمسفر٬ آب٬ محلول‌های نمکی و اسیدها آسیب ناپذیر است. تنها تیزاب (یک حجم نیتریک و سه حجم اسید کلریدریک) یا اسید کلریدریک با داشتن اکسیدکننده‌ها طلا را حل می‌کند. برای بهتر نمودن خواص پوشش طلای ترسیب شده به طریق الکتروشیمیایی٬ به الکترولیت‌های طلا مواد شیمیایی کاملا مشخص افزوده می‌شود. پوشش‌های آلیاژی نقش مهمی در روکش طلای الکترولیتی دارند. همچنین می‌توان به طور مناسبی خواص ویژه روکش‌ها٬ مانند سختی٬ براق نمودن و رنگ را تحت تاثیر قرار داد.
طلاکاری با ضخامت کم (آبنوس‌کاری الکتریکی طلا) درزرگری به کار می‌رود. ایجاد لایه‌هایی با ضخامت نسبتا نازک به ضخامت در حدود ۰٫۰۱ الی ۰٫۱ میکرومتر فلز پایه را در مقابل کدر شدن مقاوم می‌کند. به علاوه رفته رفته لایه‌های ضخیم به ویژه در قطعات صنعتی به کار می‌برند٬ به عنوان مثال در صنعت الکترونیک برای ارتباطات در مدارهای چاپی٬ در صنایع فضایی٬ در ساختن وسایل سفره (کارد٬ قاشق و چنگال) و در صنعت شیمیایی به عنوان ضدخوردگی.

آبکاری با فلزات گروه پلاتین
به طو کلی پلاتین٬ پالادیوم٬ رودیوم٬ روتنیوم٬ اسمیوم و اریدیوم را فلزات گروه پلاتین می‌نامند. فلزات گروه پلاتین در صنعت مدرن رفته رفته اهمیت پیدا می‌کنند و از آنجایی که گرانبها هستند سعی می شود به جای استفاده از فلزات گروه پلاتین در صنعت پوشش کاری٬ از فلزات دیگر استفاده شود. از فلزات گروه پلاتین در صنعت تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته و مدرن٬ در صنعت الکتروتکنیک٬ در زرگری و در صنعت شیمیایی به عنوان کاتالیزور استفاده می‌کنند.
آبکاری اجسام غیر هادی
پوشش‌کاری مواد غیر هادی (مثلا : شیشه٬ موادمعدنی٬ نیمه‌هادیها٬ سرامیک٬ چرم٬ برگ درختان٬ چوب٬ پارچه و مواد پلاستیکی) به روش گالوانیک (الکترولیتی با استفاده از منبع جریان خارجی)٬ در صورتی که سطح آنها قبلا توسط یک روکش هادی جریان پوشیده شده باشد٬ ممکن خواهد شد. مشکلات فلز اندود نمودن غیر هادی‌ها٬ در ترسیب الکترولیتی نیست٬ بلکه در چسبندگی روکش فلزی است. غیرهادی ها بعد از یک آماده‌سازی کامل٬ آماده فلزاندود کردن هستند که بر روی آنها بتوان یک پوشش فلز با چسبندگی خوب افزود. در نتیجه فلزاندود نمودن مواد پلاستیکی٬ خواص جالب پلاستیک (برای مثال٬ وزن سبک٬ تغییر شکل آسان با کیفیت سطح استثنایی٬ ارزان قیمت بودن نسبت به فلز) با خواص روکش‌های فلزی حاصله از آبکاری با برق به دست می‌آید.
ابکاری پلاستیک
مجموعه فرآیندهایی که تحت آن، سطح قطعات فلزی و یا غیر فلزی (اجسام رسانا، نیمه رسانا و نارسانا) با لایه هایی از فلز یا غیر فلز جهت دستیابی به سطوح مناسب برای کاربردهای صنعتی و یا تزئینی و کاهش هزینه تولید، پوشیده می شوند را آبکاری می گویند.
به طور کلی آبکاری قطعات پلاستیکی صنعتی نو محسوب می گردد چراکه اولین قطعات پلاستیکی آبکاری شده با جریان برق(Electroplating) در سال ۱۹۶۳ وارد بازار شدند . سبکی پلاستیکها در مقابل فلزات، روش تولید ساده و امکان قالب گیری سریعتر و راحت تر آنها ، عدم نیاز به پرداخت کاری بعد از قالب گیری ، استحکام فیزیکی قابل قبول و مناسب و مقاوم بودن آنها در برابر فرسودگی و قیمت تمام شده پایین تر در مقایسه با مشابه فلزی باعث شده است که این صنعت به سرعت رشد و توسعه یابد . به طوری که امروزه علاوه بر ABS (که اولین و تنها پلیمری بو د که تا سال ها قابل آبکاری بود) با استفاده از حلالهای ویژه، بسیاری دیگر از پلاستیکها قابل آبکاری می باشند و استفاده از قطعات پلاستیکی آبکاری شده در صنایع مختلف از جمله اتومبیل سازی، لوازم خانگی )یخچال ، تلویزیون، رادیو، ضبط و پنکه) ، اسباب بازی، موتور سیکلت و دوچرخه ، دکمه و زیور آلات روز به روز کاربرد بیشتری می یابد
روشهای پوشش دهی
.اغلب روشهای پوشش دهی تنها در محدوده های خاصی قابل استفاده بوده و بهترین کارایی و راندمان را از نظر فنی و اقتصادی دارند . به همین جهت در همان کاربردهای خاص بیشترین استفاده را داشته و در سایر کاربردها جای خود را به روشهای دیگر خواهند داد. در ادامه به برخی از روشهایی که برای آبکاری (پوشش دهی) قطعات پلاستیکی و به طور کلی سطوح مواد غیر هادی به کار می رود اشاره می شود:
آینه کاری : ابتدا قطعه را زبر کرده (در سطوح آن خلل و فرج ریز ایجاد کرده ) متعاقبا با کلرید قلع دو
ظرفیتی آن را حساس کرده و سپس با استفاده از پاشیدن دو محلول شیمیایی به طور هم زمان بر روی قطعه و در اثر مخلوط شدن دو محلول ، فلز نقره احیا شده و در سطوح قطعه به صورت یک فیلم درخشنده خواهد نشست.
استفاده از لاکهای هدایت کننده : استفاده از لا کهای هدایت کننده که از مخلوط رزینهای آلکید و اپوکسی با ذرات میکرونی گرافیت نقره ای یا پودر فلزی تهیه م ی شوند، به جای روش متعارف در آبکاری قطعات پلاستیکی که این طرح بر مبنای آن تهیه شده ، علیرغم گران بودن این لاکها مورد استفاده قرار می گیرد و چسبندگی این لا کها بر روی تعداد بیشماری از مواد پلاستیکی نسبت به روشهای شیمیایی علت مهم این کاربرد است.
پوشش گذاری تحت خلا : پوشش گذاری تحت خلا نیز که با فرایندهای مختلفی صورت می گیرد، از روشهای متداول و رایج جهت پوشش دهی غیر هادیها به ویژه پلاستیک ها م ی باشد. با استفاده از این روش پوشش هایی با ضخامت یک نانومتر ت ا یک میکرون قابل حصول می باشد. به لحاظ نازکی پوشش داده شده با این روش در مقایسه با آبکاری قطعه به روش الکتروپلیتینگ استفاده از لاکهای شیمیایی قبل و بعد از پوشش دهی به منظور دستیابی به یک سطح با کیفیت بالا و محافظت شده ضروری می باشد.
از بین روشهای فوق روش عمده رقیب و جایگزین روش پوشش گذاری تحت خلا م ی باشد که در زیر به مقایسه آن با روش الکتروپلیتینگ پرداخته می شود.
۱- در مقایسه با روش پوشش گذاری تحت خلا روش الکتروپلیتینگ به سرمایه گذاری اولیه کمتری نیاز دارد.
۲- چسبندگی فلز به سطح قطعه در آبکاری به روش الکتروپلیتینگ بسیار بهتر از روشهای تحت خلا بوده و در نتیجه پایداری و دوام پوشش داده شده بهتر است.
امکان افزایش ضخامت پوشش تا ده میکرون و بالاتر و به دست آوردن خصوصیات فیزیکی لازم بر روی سطح قطعه وجود دارد در حالیکه پوشش های ایجاد شده با روشهای تحت خلا معمولا زیر یک میکرون است و به همین دلیل استفاده از لاکهای محافظ بعد از پوشش دهی ضروری می باشد.
۳- برای جلوگیری از خروج نرم کننده ها ، مواد فرار و سایر افزودنیها از سطح یک قطعه پلاستیکی در شرایط خلا در بسیاری از موارد لازم است یک پوش ش پلیمری اولیه نیز بر روی قطعه پلاستیکی داده شود که موجب افزایش هزینه خواهد شد.
۴- آبکاری سطوح قطعات پیچیده با روش الکتروپلیتینگ راحت تر صورت می گیرد.
۵- در روشهای تحت خلا به نیروهای با تخصص بالاتری در مقایسه با روش الکتروپلیتینگ نیاز می باشد.
در مقابل در رابطه با برخی موارد، کاربرد روش استفاده از پوشش دهی تحت خلا به آبکاری با روش الکتروپلیتینگ برتری دارد که اهم آن عبارتند از :
۱- در این روش به علت اینکه قطعه در تماس مستقیم با مواد شیمیایی قرار نمی گیرد خصوصیات فیزیکی پلیمر تغییر نمی یابد.
۲- در روش پوشش دهی تحت خلا ، ایجاد پوشش بر روی اکثر پلاستیکها امکان پذیر است در حالیکه در روش الکتروپلیتینگ پوشش دهی بر روی چند نوع پلاستیک موفق بوده و در برخی موارد به محلولهای زبرسازی گران قیمت نیاز می باشد.
۳- در برخی موارد یک پوشش با ضخامت بسیار کم (زیر یک میکرون که با لاک محافظت شده باشد ) پاسخ گوی نیاز خواهد بود که در چنین حالتی قیمت تمام شده در مق ایسه با روش الکتروپلیتینگ کمتر خواهد بود.
۴- معمولا به آماده سازی قطعه از طریق پوشش دهی با لاک و رزینهای شیمیایی بعد از پوشش دهی نیاز می باشد.
۵- روش پوشش دهی تحت خلا پساب آلوده کننده محی ط زیست نداشته و به تجهیزات تصفیه پساب نیازی ندارد . در این روش تنها در مرحله لاک زنی (دادن پوشش از رزینهای شیمیایی قبل و بعد از پوشش دهی فلزی ) و در صورت استفاده از روش اسپری کردن لاک و رزین ، بایستی بخارات و حلالهای تبخیر شده ضمن کار به وسیله هواکش به خارج از محیط کارگاه منتقل شده و در ارتفاع مناسب رها شوند.
۶- به علت این که در روشهای پوشش دهی تحت خلا تجهیزات و دستگاه پوشش دهی خارجی بوده و همچنین مواد و قطعات مصرفی وارداتی هستند ارزبری بیشتر می باشد. به عنوان مثال فلزی که برای پوشش دهی مورد استفاده قرار می گیرد بایستی از خلوص بالایی برخوردار باشد.
۷- پوشش دهی در روشهای تحت خلا در یک محیط بسیار تمیز بایستی صورت گیرد به طوری که محیط از ذرات گرد و غبار عاری باشد . بنابراین به مراتب تمیز تر و بهتر ازمحیط آبکاری به روش الکتروپلیتینگ می باشد که معمولا آلوده به انواع گازه ای سمی و غیر سمی بوده و نیاز به تهویه دائمی دارد.
۸- با توجه به توضیحات فوق روشن است که هر یک از روشهای فوق در محدوده کار برد مربوط به خود بهترین کارایی را خواهند داشت و در موارد کاملا مشابه نیز بایستی انتخاب روش با بررسی معایب و محاسن هر روش صورت گیرد
کروماته آلومینیم زرد
یکی از انواع پوششهایی که بر روی آلومینیوم اعمال می شود و مقاومت خوبی هم در برابر خوردگی دارد کرومانه زرد است. کروماته در محلول اسیدی به خوبی عمل می کند و ظرف آن نیز بایستی از پلی اتیلن یا استیل باشد. رنگ قطعه پس از کروماته از زرد کم رنگ تا قهوه ای کم رنگ متغییر است و هر چه رنگ بیشتر باشد نشانه پوشش بالاتر است.
کروماته زرد مایع ARCO- 50/L: این مایع کروماته بر روی آلومینیوم اعمال می شود و می تواند رنگی از زرد کم رنگ تا پر رنگ را به نمایش بگذارد.
دما بهتر است از ۴۵ تا ۵۰ درجه سانتیگراد باشد و زمان حدودا ۲ الی ۳ دقیقه کافی به نظر می رسد.
فبل از انجام کروماته قطعه بایستی چربی گیری شود و پس ازآن نیز بایستی کاملا با آب تمیز شسته شود.
بهترین درصد کاربرد بین ۴ الی ۵ درصد است و در صورت نیاز در طول فرایند بایستی شارژ شود.
بهتر است پس از کروماته قطعات با آب مقطر در دمای ۷۰ درجه سانتیگراد شسته شوند.
کروماته زرد ARCO 50 /P : کروماته های پودر معمولا در دو جزء که یکی ماده اصلی و دیگری که نقش شتاب دهنده را دارد ارائه می شوند این مواد هم در حالت سرد و هم در حالت گرم قابل استفاده هستند معمولا غلظت جزء ۱ ۲٫۵ الی ۳٫۵ درصد و جزء دوم غلظتی معادل ۲ درصد دارد.
در صورت ساخت مواد با غلظت کمتر زمان واکنش افزایش میابد
منابع:
http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A2%D8%A8%DA%A9%D8%A7%D8%B1%DB%8C_%D8%A7%D9%84%DA%A9%D8%AA%D8%B1%DB%8C%DA%A9%DB%8C
http://www.shimi.blogfa.com/post-133.asphttp://pooyaplating.ir/%d8%a7%d8%a8%da%a9%d8%a7%d8%b1%db%8c-%d9%be%d9%84%d8%a7%d8%b3%d8%aa%db%8c%da%a9/#more-196http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%d8%a2%d8%a8%da%a9%d8%a7%d8%b1%db%8c&SSOReturnPage=Check&Rand=0http://www.ira

درخواست انجام پروژه آنالیز تصویر

همچنین ببینید

152647

تشکیل فریت فوق ظریف (UFF) درفولاد فریتی – پرلیتی با کارسرد و آنیل

با توجه به استفاده گسترده فولادهای فریتی – پرلیتی درکاربردهای صنعتی بهینه سازی خواص آنها …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.