تکنولوژی کروماته کردن
کروماته یک نوع پوشش تبدیلی می باشد که نقش آن افزایش مقاوت فلز در برابر خوردگی می باشد . فرآیند کروماته بر روی فلزاتی مانند آلمینیوم ، روی، نقره و کادمیوم انجام می پذیرد . در این بخش به بررسی روند فرآیند کروماته می پردازیم.
پوشش کروماته را می توان به طور شیمیایی ( از طریق غوطه وری در محلول کروماته کردن ) یا از طریق الکتروشیمیایی ( قطعه ای که قرار است کروماته شود در زمانی که در محلول غوطه ور ست به عنوان یک الکترود عمل می کند ) ایجاد کرد. در هر دو حالت قطعاتی که قرار است پوشش داده شوند از طریق قلاب و چنگک در محلول آویزان می شوند و یا قطعلات کوچک را در سبد های مخصوص می ریزند و در محلول غوطه ور می کنند. غیر از فرآیند غوطه وری ، محلول کروماته را می توان از طریق پاشیدن یا برس زدن بر روی سطح اعمال کرد. برخی از افراد معتقدند که پوشش دادن از طریق پاشش همیشه کاملا رضایت بخش نیست زیرا ثابت نگه داشتن ترکیب شیمیایی محلول مشکل است و ممکن است لایه پوشش از ضربات جریان محلول آسیب های مکانیکی ببیند . فرآیند کروماته کردن را می توان دستی ، نیمه خودکار یا تمام خودکار انجام داد . تنوع گسترده ی عملی ترکیب های محلول بهره گیری فرآیند از ستگاه های خوکار را عملی می سازد. مثلا هنگامی که قطعات آبکاری شده ، کروماته می شوند، ترکیب شیمیایی محلول برای دستیابی به مدت مناسب عملیات برای کلیه مراحل عملی به راحتی اصلاح می شود. اصول روش هایی که شامل غوطه وری هستند در نوع عملیات با روش های الکتروشیمیایی اختلاف ندارند (به جز در اعمال منبع جریان )در هر دو حالت مراحل فرآند مطابق زیر خواهد بود :
1) آماده سازی سطح ( تمیز کردن ف چربی زدایی ) 2) شست و شو با آب 3) غوطه وری در حمام کروماته 4) شست و شو در آب 5) خشک کردن 6) استفاده از یک لایه محافظ اضافی گریس ( روغن ) یا رنگ بر روی سطح
مراحل فرآیند به طور قابل ملاحظه ای متفاوت است که در این مورد اطلاعاتی رو در جدول زیر مشاهده می کنید.
اکسید هایی که بر روی سطح فلز وجود دارند را باید با استفاده از مواد شیمیایی تمیز کرد ، برای مثال با روش غوطه ور سازی آن ها در اسید یا محلول حک کننده که معمولا جهت جدا کردن لایه های اکسیدی از سطوح فلز و فعال سازی سطح آن ها به کار می روند. در مورد فلزات آبکاری شده ، فلزی که تازه پوشش بر روی سطح آن رسوب کرده است را می توان بلافاصله کروماته کرد به شرطی که قطعات کاملا با آب شسته شده باشند. غالبا قبل از کروماته کردن ، عملیات خنثی کردن سطح ، با استفاده از محلول های رقیق اسیدی انجام می شود ، به خصوص وقتی که آثار محلول های آبکاری قلیایی بر روی سطح وجود داشته باشد. پاک کردن بقایای قلیایی از روی سطح از اهمیت خاصی برخوردار است. فرآیند کروماته کردن برای غالب قطعات مطابق جدول بالا انجام می شود.
در فرآیند چربی زدایی کاتدی ، اسید شویی و آبکاری روی و کادمیوم پدیده تردی هیدروژنی در فولاد های عملیات شده رخ خواهد داد . این مورد بخصوص در مورد فولاد های فنر مطرح است برای کاهش این خسارت باید قطعه را بین 150 الی 200 درجه سانتی گراد آنیل کرد. پوشش های کروماته که در چنین دمایی قرار می گیرند رنگشان عوض می شود و ترک های کوچکی در آن ها رشد می کنند که باعث کاهش مقاومت آن ها در مقبل خوردگی خواهد شد. بنابراین باید تمام فرآیند های عملیات حرارتی با دقت خاصی قبل از کروماته کردن انجام شود. به هر حال سطح نمونه ی عملیات حرارتی شده باید کاملا فعال شود . بدین منظور قطعات فلزی که قرار است کروماته شود ابتدا در یک حمام قلیایی چربی زدایی می شود سپس در یک محلول اسید معدنی مناسب قرار می گیرند و پس از آن در محلول کروماته غوطه ور می شوند . زمانی که فلزاتی با پوشش ضخیم کروماته می شوند ، سطح ارا ابتدا با محلول حک کننده براق فعال می کنند و بعد از فرو بردن در محلول اسید سولفوریک 1 تا 2 درصد کروماته می کنند. انجام عملیات مقدماتی در محلول اسید سولفوریک ضروری است زیرا در انواع خاصی از پوشش ها ی کروماته رسیدن به پوشش یکنواخت بر روی لایه های نازکی که در حین فرو بردن در محلول حک کننده براق ایجاد شد بسیار سخت است. این لایه ها در محلول اسید سولفوریک حل می شود تا این که سطح تمیز و فلزی در معرض کروماته شدن قرار گیرد.
شست و شو : مشابه هر فرآیند عملیات سطحی ، شست وشوی کامل با آب چه بعد از چربی زدایی و چه بعد از کروماته اهمیت قابل توجهی دارد. باقی ماندن محلول کروماته بر روی سطح مشکلاتی را در شست و شو و کاهش مقاومت به خوردگی پوشش های کروماته به وجود می آورد . قطعات باید بلافاصله پس از عملیات در آبی که در صورت امکان با هوا به هم زده می شود شسته شوند. شست و شوی مجدد یا آب سرد نیز در اغلب موارد توصیه می شود. آبی که از آخرین مرحله شست وشو باقی می ماند نباید حائی هیچگونه رنگ زرد ناشی از محلول کروماته باشد. عموما توصیه می شود که از آب سرد در هر دو مخزن برای شست وشو استفاده شود . برخی محققین حتی شست و شو را در سه مرحله توصیه می کنند که در مرحله سوم مواد تر کننده به آن اضافه شده و همزمان دمای حمام پوشش را تا حد مجاز افزایش می دهند ( در جهت کاهش مدت خشک شدن سطح ) عامل مهم در مدت شست و شوی اول ، سرعت زیاد جریان آب و مبادله سریع است. اگر با استفاده از پاشش آب صورت گیرد نتایج خوبی حاصل خواهد شد ، به شرطی که شدت جریان آب باعث ایجاد آسیب مکانیکی در سطح پوشش نشود. در مورد مزایای شست و شو با آب گرم نظر های متفاوتی وجود دارد . به هر حال از شست وشو در آب گرم در درمایی بیشتر از 50 تا 60 درجه سانتی گراد باید پرهیز کرد. مخصوصا در مواردی که لایه های کروماته ضخیم ، زرد یا سبز زیتونی باشند. پوشش های براق و به رنگ روشن را می توان با آب گرم و حتی جوش هم شست و شو داد ، به هر حال باید توجه داشت که احتمال کاهش خواص حفظاتی در آن ها وجود دارد. در مواردی که عملیات شست و شو طولانی شود این احتمال وجود دارد که اجزای پوشش حل و خارج شوند. بنابراین مدت شست و شو باید حتی المقدور کوتاه باشد مگر این که اثر های دیگری مثلا براق شدن مدنظر باشد. در واحد هایی که عملیات به صورت خودکار انجام می شود اکیدا توصیه می شود که دمای شست و شو از 40 درجه تجاوز نکند. از به کارگیری مخازن ثابت و شست وشو با آبی که جریان آن کم است و نیز در pH کم باید اجتناب کرد. محلول های شست و شوی خنثی یا به مقدار کم قلیایی ، هیچ گونه عوارضی بر ری ظاهر یا مقاومت به خوردگی پوشش نخواهند داشت ، غالبا بلافاصله پس از مرحله رویین کردن ، شست و شو در آبی توصیه می شود که با هوا به شدت به هم زده می شود زیرا پوشش ظاهر یکنواخت تر و روشن تری خواهد گرفت .
انجام عملیات : ترکیب حمام کروماته به نوع فلزی که قرار است کروماته شود و همچنین به پوشش کروماته بستگی دارد و خواصی که باید داشته باشد بستگی دارد و نیز چگونگی مراحل فرایند کروماته و روش عملیات هر کدام حمام خاصی را طلب می کند.
در عمل امکانات متعددی ، جهت کاربرد طیف گسترده ای از ترکیب ها و غلظت های متفاوت وجود دارد . محقق ایروین ، خاصیت اساسی محلول های کروماته را به شرح زیر مطرح کرده است : 1. توانایی ایجاد پوشش 2. رنگ پوشش 3. توانایی براق کردن سطح 4. توانایی بازدارندگی از خوردگی 5. قابلیت براق نمودن سطح
براساس نحوه عملکرد محلول ، هر کدام از خواص در درجات مختلفی ممکن است اعمال شود . مثلا رنگ زرد پوشش ناشی از محلول کروماته می تواند با افزودن برخی مواد به طور قابل ملاحظه ای تغییر کند. خاصیت براق کنندگی محلول می تواند بر روی ظاهر پوشش و شدت تیرگی آن اثر بگذارد. به علت تنوع زیاد ترکیب محلول ها ، مهمترین عامل موثر در انتخاب ترکیب آن ،
